基于VB6.0的Modbus協議數據采集系統設計

長江大學電子信息學院 石 雄 余仕求

分布式控制系集中控制系統是以微處理器為基礎，采用控制功能分散，顯示操作集中，兼顧分而自治和綜合協調的設計原則的新一代儀表控制系統。由于其通用性強，有清晰的人機友好界面，運行相對可靠等特點，目前已成為在控制系統的主流系統，在工業控制中得到了廣泛的應用。

Visual Basci具有編程語言簡單易學，界面設計靈活，開發周期短的特點，利用VB可實現分布式控制數據通信的功能。通過添加MSCOMM控件并設置相關參數就可實現通信而不必去調用API底層函數，屏蔽了對硬件的操作，具有完善的串口數據發送和接收功能。

本文中實例為多點溫度的監控，上位機通過RS485總線與下位機相連，下位機為智能儀表，采用Modbus協議通訊，上位機通過輪詢的方式依次訪問下位機，下位機作出應答返回數據。采用VB語言編程，通過Modbus協議實現工控機與智能儀表的通信，組成一個小型的分布式控制系統。

1 系統硬件設計方案

圖1 硬件連接示意圖

NHR系列單回路數字顯示控制儀是工控中常見一種控制儀表，可接入多種傳感器進行數據采集，具有PID整定功能，采用RS485或RS232的異步通信端口，采用Modbus通信協議。橫河系列中的UT35A功能更為強大，支持ModBus,以太網及Pr of ibus在內的多種通訊協議。本系統中兩者都采用RS485的接口，通信協議采用標準Modbus協議，采用RTU（十六進制數）傳輸模式。

工控機作為上位機與下位機采用主從應答的方式進行通信，上位機始終處于主動，每隔一段時間向下位機發送命令，下位機響應將數據或錯誤代碼固定的格式發回。例如讀采樣數據時，向指定地址的模塊發送讀數據指令，地址與之對應的從機準備好數據以幀的格式返回，若讀取失敗則發回錯誤代碼。向從機寫參數（如PID整定的預置值）時與此類似，若寫入正確則返回相同的寫數據指令，反之則返回錯誤代碼。

2 通信規約

Modbus協議建立了主設備查詢的格式:設備(或廣播)地址、功能代碼、所有要發送的數據、錯誤檢測域。由于采用主從通信，從站之間不能進行單獨通信，信息發送只能由主站管理，任何一個時刻總線上只允許一個主從通信進行。協議楨中不包含任何消息報頭及消息結束符，消息的開始和結束依靠間隔時間來識別，當間隔時間和長于或等于3.5字符時，即作為檢測到楨結束。

協議楨定義如下：

從站地址：地址必須在1-247之間

功能代碼：包含讀，寫寄存器，錯誤代碼

數據：以二進制代碼傳輸

CRC16：循環冗余校驗，檢驗從從站地址到數據區最后一個字節。

3 系統軟件設計方案

圖2 軟件界面設計

圖3 讀寫數據流程圖

界面（見圖2）由兩部分構成，即讀數據和寫數據，智能儀表分別為虹潤的NHR5310和NHR1100以及橫河系列中的UT35A。實際調試中寫入值為PID溫度整定值，顯示值為當前溫度值。

系統分為寫模塊和讀模塊，寫模塊將設定的參數值（溫度設定值）寫入相應的寄存器，讀模塊用于顯示當前的參數值，更新頻率由Timer 2決定，如圖3所示。

本文介紹了VB6.0的串行通訊控件，采用Modbus協議與各個儀表進行數據采集的過程。給出了系統硬件結構及軟件流程圖，通過應用表明，數據采集準確，系統性能穩定。

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