VB與臺(tái)達(dá)觸摸屏通信的實(shí)現(xiàn)
摘要：本文重點(diǎn)討論MODBUS ASCII通信協(xié)議及通過VB如何實(shí)現(xiàn)與臺(tái)達(dá)觸摸屏的通信。對(duì)于Visual Basic6編程語言亦有簡(jiǎn)要的介紹。
關(guān)鍵詞：Visual Basic MODBUS ASCII HMI
1 引言
在自動(dòng)化工程集成中經(jīng)常遇到VB與觸摸屏通信問題。對(duì)于不同的MODBUS通信協(xié)議觸摸屏產(chǎn)品，無論是通信協(xié)議和VB中的編程原理都是一樣的，所不同的僅是MODBUS在PLC和HMI中的地址映射不一樣。為了集中解決這個(gè)問題，本文以臺(tái)達(dá)觸摸屏通訊案例為背景，采用了一個(gè)比較簡(jiǎn)單的實(shí)例描述如何建立雙方的通信，不涉及到更為復(fù)雜的VB與HMI的操作和編程技巧。
2 串行通信基本概念
2.1通信的種類
通常通信的形式可以分為兩種，并行通信（Parallel Communication）和串行通信（Serial Communication）。所謂并行，既是一次傳輸量為8位；而串行一次只傳1位。這兩種不同的通信模式如圖1所示。
2.2串行通信
常用的串行通信也有兩種，分別位RS-232和RS-485。
（1）RS-232通訊。RS-232的信號(hào)準(zhǔn)位乃是參考地線而來的，如圖2所示，傳輸端參考接地端1來傳送數(shù)據(jù)；接收端則參考接地端2還原出傳送端的信號(hào)準(zhǔn)備。
由圖2可知，由于兩個(gè)接地端準(zhǔn)位不一定一樣，而且很容易受到干擾，所以信號(hào)在RS-232線路傳輸時(shí)，很容易產(chǎn)生錯(cuò)誤。
（2）RS-485通訊。RS-485的信號(hào)傳輸方式如圖3所示。
RS-485的信號(hào)將被傳送出去時(shí)會(huì)分成正負(fù)兩條線路，當(dāng)?shù)竭_(dá)接收端后，在將信號(hào)相減還原成原來的信號(hào)；如果將原始的信號(hào)表示成（DT），而被分成的信號(hào)分別標(biāo)示成（D+）及（D-），則DT= (D+)-(D-)
同樣地，接收端在接收到信號(hào)后，也依據(jù)上式還原成原來的樣子。如果線路受到干擾，兩條線路的信號(hào)分別為（D+）+Noise （D-）+Noise。接收端還原信號(hào)為
(DT)= [（D+）+Noise]-[ （D-）+Noise]
與先前結(jié)果一樣，所以RS-485可以有效的防止噪聲的干擾。
3 Visual Basic控件
VB是微軟的窗口軟件，提供了很多接口成員。對(duì)象、屬性、事件、方法就是四個(gè)重要的接口。
3.1卷標(biāo)控件
此控件專用于顯示文字，數(shù)字用，顯示如圖4所示。
3.2按鈕控件
此控件使用率很高，提供一個(gè)供系統(tǒng)用戶操作用的按鈕，如圖5所示。
3.3定時(shí)器控件
此控件的最大作用在于固定的時(shí)間內(nèi)會(huì)執(zhí)行所設(shè)置的程序代碼一次，如圖6所示。VB還提供了大量的控件，在此不一一敘述。
3.4MScomm控件
要完成VB與PLC等串行設(shè)備的通信，MScomm控件是一個(gè)很好用的控件。所以在此有必要對(duì)MScomm控件做一個(gè)較為詳細(xì)的說明。MScomm非標(biāo)準(zhǔn)控件，要手動(dòng)添加，步驟如下：選擇菜單的【工程】；選擇【部件】；在彈出的對(duì)話框中做如圖選擇，在部件選項(xiàng)卡就會(huì)出現(xiàn)MScomm控件，如圖7所示。MScomm控件基本屬性如圖8所示。
4 MODBUS ASCII通訊協(xié)議（案例）
Modbus總線通訊協(xié)議 分為ASCII和RTU兩種。ASCII采用的格式和校驗(yàn)相對(duì)簡(jiǎn)單，本文采用ASCII格式，并僅對(duì)使用的功能碼進(jìn)行說明，更多的信息，請(qǐng)參看協(xié)議的詳細(xì)說明。
4.1 通信格式
|
STX |
起始字符 “：”（3AH） |
|
ADR 1 |
通信地址（站號(hào)）采用2個(gè)字符
|
|
ADR 0 | |
|
CMD 1 |
功能碼。采用2個(gè)字符
|
|
CMD 0 | |
|
DATA（0） |
數(shù)據(jù)項(xiàng)
|
|
DATA（1） | |
|
………. | |
|
DATA（n-1） | |
|
LRC CHK 1 |
LRC 校驗(yàn)碼。采用2個(gè)字符
|
|
LRC CHK 0 | |
|
END 1 |
結(jié)束字符。采用2個(gè)字符。
END 1 = CR（0DH），END 0 = LF（0AH） |
4.2LRC算法
ADR H+CMD H+DATA H，然后取2的補(bǔ)碼
4.3 功能碼
05, 寫入線圈
|
格式 |
例子（十六進(jìn)制） |
|
字頭 |
3A |
|
站號(hào) |
01 |
|
功能碼 |
05 |
|
地址 |
05 |
|
|
00 |
|
寫入狀態(tài) |
FF |
|
|
00 |
|
LRC 碼 |
F6 |
01, 讀線圈狀態(tài)
|
格式 |
例子 (十六進(jìn)制) |
|
字頭 |
3A |
|
站號(hào) |
01 |
|
功能碼 |
01 |
|
起始地址 |
06 |
|
|
14 |
|
讀取數(shù)目 |
00 |
|
|
25 |
|
LRC 碼 |
BF |
06, 寫入單個(gè)字寄存器
|
格式 |
例子(十六進(jìn)制) |
|
字頭 |
3A |
|
站號(hào) |
01 |
|
功能碼 |
06 |
|
寄存器地址 |
06 |
|
|
00 |
|
寫入的資料 |
12 |
|
|
34 |
|
LRC 校驗(yàn)碼 |
AD |
5 VB與臺(tái)達(dá)HMI通信的實(shí)現(xiàn)（案例）
5.1 控制要求
（1）PC能控制HMI中某個(gè)位地址的啟動(dòng)、停止。
（2）在HMI上對(duì)某個(gè)內(nèi)部寄存器進(jìn)行數(shù)值修改操作，在PC上能同步顯示。
5.2設(shè)計(jì)思路
（1）PC控制的內(nèi)部地址為$2000.0，查看映射表，知道為MODBUS地址為B00001。在PC上按功能碼05操作。
（2）HMI上寫入的寄存器地址為$0，查看映射表，知道為MODBUS地址為W40001。在PC上按功能碼03操作。
HMI內(nèi)部地址與MODBUS地址映射表
|
MODBUS ADDRESS |
HMI ADDRESS |
描述 |
|
W40001~W41024 |
$0~$1023 |
內(nèi)部寄存器 |
|
W42001~W43024 |
$M0~$M1023 |
斷電保持內(nèi)部寄存器 |
|
W44001 |
RCPNO |
配方編號(hào)寄存器 |
|
W45001~…….. |
RCP0~RCPn |
配方寄存器 |
|
B00001~B01024 |
$2000.0~$2063.15 |
內(nèi)部寄存器（bit） |
|
B01025~B02048 |
$M200.0~$M263.15 |
斷電保持內(nèi)部寄存器（bit） |
5.3 VB接口的設(shè)計(jì)
用按鈕控制$2000.0的啟動(dòng)停止；
用timer組件不停的讀取$0的顯示值（十六進(jìn)制顯示，可以轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制）；
用MScomm控件實(shí)現(xiàn)PC與PLC的通信。
5.4代碼構(gòu)成
（1）LRC算法校驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)：
Public Function LRC(str As String) As String
c = 0
l = Len(str)
For c = c + 1 To l
c_data = Mid$(str, c, 2)
d_lrc = d_lrc + Val("&H" + c_data)
c = c + 1
Next c
If d_lrc > &HFF Then
d_lrc = d_lrc Mod &H100
End If
h_lrc = Hex(&HFF - d_lrc + 1)
If Len(h_lrc) > 2 Then
h_lrc = Mid(h_lrc, Len(h_lrc) - 1, 2)
End If
LRC = h_lrc
End Function
（2）讀取$0,也就是W40001數(shù)值：
Private Sub Timer1_Timer()
MSComm1.Output = ":" + "010300000001" + LRC("010300000001") + Chr$(13) + Chr$(10)
'MSComm1.Output = ":" + "00050500FF00" + LRC("00050500FF00") + Chr$(13) + Chr$(10)
inputstring = MSComm1.Input
Text1.Text = Mid(inputstring, 8, 4)
End Sub
（3）控制$2000.0 ON：
Private Sub Command1_Click()
MSComm1.Output = ":" + "00050000FF00" + LRC("00050000FF00") + Chr$(13) + Chr$(10)
End Sub
（4）控制$2000.0 OFF：
Private Sub Command2_Click()
MSComm1.Output = ":" + "000500000000" + LRC("000500000000") + Chr$(13) + Chr$(10)
End Sub
（5）HMI中的程序與設(shè)置如圖9所示（要注意【人機(jī)站號(hào)】與【控制器】的設(shè)置）：
6 結(jié)束語
VB語言使用的簡(jiǎn)易為眾多工程技術(shù)人員與串行設(shè)備的通信提供了很大的方便。
臺(tái)達(dá)觸摸屏采用標(biāo)準(zhǔn)的MODBUS協(xié)議，這一協(xié)議目前廣為流行，為大家所熟知，也為大家最終實(shí)現(xiàn)通信提供了簡(jiǎn)化的平臺(tái)。由于臺(tái)達(dá)所有的機(jī)電產(chǎn)品都支持MODBUS協(xié)議，所以，掌握了VB與觸摸屏通信過程，也就等于掌握了PC與臺(tái)達(dá)所有機(jī)電產(chǎn)品的通信。
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