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基于Delphi的AI儀表上位機控制軟件的編制

發布日期:2011-02-26 來源:中南大學信息科學與工程學院 作者:熊俊

摘要:廈門宇電公司的AI系列儀表在工業現場應用廣泛,但關于使用Delphi開發AI儀表的監控軟件的資料卻很少,本文根據自己對AI儀表上位機監控軟件的開發經歷,詳細介紹了基于Delphi開發AI儀表通用程序的過程,其中包括對于AI儀表數據的讀寫的程序介紹以及在數據讀寫過程應注意的一些問題。

關鍵詞:Delphi AI儀表 串行通訊

引言:廈門宇電公司的AI系列儀表具有功能強大,操作簡單,控制性能好等特點,并已在工業現場得到了廣泛的應用。然而儀表在實際的工業應用中,往往需要利用計算機對其所采集的數據進行讀取、保存,以及對于儀表自身參數進行讀取與設定。為此宇電公司為用戶提供了AI系列儀表的串行通訊接口模塊,安裝此模塊后,用戶能夠方便地通過計算機232口實現與儀表的數據交換。本文就AI-708P儀表作為范例,詳細介紹如何利用Delphi開發AI系列儀表的上位機監控軟件。

1.具體實現

AI儀表是通過計算機串口與計算機連接的,其具有自己的串行通訊協議,軟件開發者可以根據此通訊協議實現對儀表的數據讀取與設定,以及對儀表狀態的讀取與設定。網上對于AI儀表通訊程序的例程多為VB編制,并且程序較為簡單,功能較為單一,不利于二次開發者對儀表進行全面開發。在此筆者自己針對708P型溫度控制器編制了一個AI儀表的上位機監控軟件以實現計算機對AI儀表監控。本文根據自己的開發經歷,詳細介紹了基于delphi開發AI儀表上位機通用程序的開發全過程,以及在開發過程中所應注意的一些事項。
1.1程序功能介紹
   本軟件為AI儀表通用監控軟件,其包括以下功能:
1. AI儀表檢測與識別
2. AI儀表參數的讀取與設定
3. AI儀表的狀態讀取與設定
在下面將對以上功能的實現作相應介紹。
1.2功能實現
   在開發過程中,為了縮短開發周期,軟件中使用了第三方控件SPCOMM實現串行通訊功能,當然如果讀者感興趣可以自己嘗試使用WINDOWS API函數自行編制此功能,對于WINDOWS API函數以及控件SPCOMM的使用方法,在本文中不作介紹,讀者可以參看相關資料。在介紹程序功能前必須先說明兩個過程:
   A. 讀儀表參數過程TAI.ReadData(var msg: TMessage)程序代碼如下:
var
NO1,NO2,NO3,NO4,NO5,NO6,NO7,NO8:Cardinal;
{NO1,NO2,NO3,NO4,NO5,NO6,NO7,NO8分別對應要發送的8個數據}
s : string;
p : PChar;
begin
NO1 := 128 + msg.WParam;//對于讀數據過程WParam保存要讀儀表的地址
NO2 := NO1;
NO3 := 82;
NO4 := msg.LParam; //對于讀數據過程LParam保存要讀的參數的參數地址
NO5 := 0;
NO6 := 0;
NO7 := 82 + msg.WParam;
NO8 := msg.LParam;
s := chr(NO1)+chr(NO2)+chr(NO3)+chr(NO4)+chr(NO5)+chr(NO6)+chr(NO7)+chr(NO8);
p := PChar(s);
Comm1.WriteCommData(p,Length(s));
end;

   B. 寫儀表參數過程TAI.SetData(var msg: TMessage) 程序代碼如下:
var
NO1,NO2,NO3,NO4,NO5,NO6,NO7,NO8:Integer;
{NO1,NO2,NO3,NO4,NO5,NO6,NO7,NO8分別對應要發送的1~8位}
s:string;
p:PChar;
begin
NO1 := 128 + Meter_Addr;// Meter_Addr為全局變量,保存儀表地址
NO2 := NO1;
NO3 := 67;
NO4 := msg.WParam;//對于寫過程WParam保存要寫參數的參數地址
{按協議要求,計算出NO5、NO6、NO7以及NO8的值}
NO5 := (msg.LParam mod 256);// 對于寫過程LParam保存要寫參數值
NO6 := (msg.LParam div 256);
NO7 := ((67 + Meter_Addr + msg.LParam + msg.WParam *256) mod 256);
NO8 := ((67 + Meter_Addr + msg.LParam + msg.WParam *256) div 256);
s := chr(NO1)+chr(NO2)+chr(NO3)+chr(NO4)+chr(NO5)+chr(NO6)+chr(NO7)+chr(NO8);
p := PChar(s);
Comm1.WriteCommData(p,Length(s));
end;

   在程序中定義兩個消息常量:
WM_Set = WM_USER + 100
WM_Read = WM_USER + 200

   通過發送以上兩個消息并附帶相應的參數,實現對以上兩個過程的調用,從而實現對消息對儀表數據的讀取與設定。以上兩個過程按照AI儀表通訊協議,計算出每一位發送的數據,然后組合成字符串,一次性發送給儀表。每個參數代表的意義見程序解釋。
1.2.1 AI儀表檢測
   在實際應用中,計算機往往不止連接一個儀表,所以需要對不同地址儀表進行檢索和識別:
   對于儀表檢索是通過對地址的辨識實現的,利用AI通訊協議的讀動作讀取不同地址的儀表的地址參數,如果此時會返回值,并且其讀回的數據與發送所設定的地址變量值相等,則確定檢索到此地址的儀表,并添加到儀表隊列中。
   對于儀表的識別即對已存在的儀表的識別的,即儀表必須有其明確且獨立的地址。識別儀表關鍵在識別儀表的段數(單段或多段),對于不同段數的儀表,其某些參數地址所對應的參數意義有所不同。在軟件中是通過讀取一個固定參數地址的數據實現的,比如說:對于多段儀表來說,讀取某一段的數據時(其參數地址通常都會大于25),儀表會返回相應參數地址的返回值,然而對于單段儀表,向該地址發送數據儀表并不會作任何反應。
1.2.2 AI儀表參數讀取
   軟件能夠讀取儀表內所有可讀取的數據,包括采集的數據、控制數據以及對儀表的設定。自動識別小數點位數,按儀表表盤顯示格式顯示讀取的數據。對于儀表的讀取過程實現可以參看以上的ReadData過程以及宇電的儀表通訊協議。需要指出的是在讀取過程中需要注意對某些特殊數據的處理,其中包括小數點的處理以及負數的處理。
A. 小數點的處理
   在儀表數據的讀取過程中,當你獲得了儀表的返回數據后,必須按照AI通訊協議對返回的數據進行分析和計算。其中存在一個問題,通過計算后有的數據可能是實際數據的10倍,而有的數據可能與實際數據相同。根據筆者的觀察,在儀表說明書中允許帶小數點的數據都需要進行10倍處理,即將返回數據計算得到的結果然后作除10計算才能得到正確的數據。
B. 負數的處理
   在儀表數據的讀取過程中,往往會碰到負數的問題,此時按照AI通訊協議計算得到的數據往往會很大并且數值與實際數值不符。對于這種小于零的數據需要進行負數處理。但是如何識別一個負數呢?其實對于負數而言,當其被讀取時其高位往往大于127,于是我們可以通過判斷高位來識別負數。當識別到負數后,我們要顯示正確的數據就存在一個轉換,從二進制的角度分析可知儀表返回的數據的高位為標志位,當其為0時代表正數,當其為1時代表負數。根據以上分析,如果我們需要得到負數的數值,只需將計算出來的數據減去65536即可。
   以下是接收過程中的一些處理程序:
   接收過程:
var
p : PChar;
begin
p := Buffer;

buffer為SPCOMM的接收過程中所接收到的數據。
   負數處理過程:
if (p7>127 then
ReData:=((p6+p7*256)-65536)/10
else
ReData := (p6+p7*256)/10;

p6、p7是接收到數據的第7位和第8位的轉化為整數后的值,可以通過p6:=ord(p[6])(p為接收過程中的p)獲得。根據以上過程得到的數據ReData再經過小數點分析及即可得到與儀表一致的數據。
1.2.3 狀態的讀取
   儀表的狀態包括運行狀態及報警狀態,可以通過讀取儀表的第21號參數同時獲取。
   讀取21號參數時,儀表返回的參數值是系統儀表的運行狀態值,由于各個位代表的儀表運行狀態不同,所以需要對其進行分析。返回數據的第3位代表停止位,第2位代表暫停位,其余的0位和1位代表運行位。只要2和3位不為1即代表儀表處于運行狀態。所以當我們檢測儀表的運行狀態時,我們只需要對這些位進行識別即可。
   讀取21號參數時,儀表同時會返回報警狀態,通過對報警狀態位的識別,可以獲取儀表的報警狀態。MV值的0、1、2、3位分別代表儀表的上限報警、下限報警、正偏差報警、負偏差報警狀態,其為1有效。
1.2.4 參數設定
   對于參數的設定可以參考儀表通訊協議以及過程SetData,其需要注意的是其數據的計算、小數點處理以及負數的處理。其處理方式與數據的讀取基本相同,在此不再詳細講敘。

2.結語

通過以上方法可以實現儀表與計算機的數據交換,并且具有程序簡單、模塊化、運行可靠、功能全面等特點。該程序源代碼已被本公司廣泛應用于AI儀表的工業應用軟件中。


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