一、前言
　　原來(lái)的電力系統(tǒng)中，高低壓配電柜中往往要安裝各種各樣的儀表，（如電度表、電流表、電壓表等）實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的監(jiān)視。而如果在一些大廠往往就有很多儀表，每隔一段時(shí)間就要有專人帶著紙筆到廠區(qū)內(nèi)的所有儀表點(diǎn)巡視一番，并將所有的數(shù)值記錄下來(lái)，帶回辦公室作數(shù)據(jù)分析和處理。
　　隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)在電力監(jiān)控領(lǐng)域中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。使用多功能智能電力儀表代替機(jī)械式的電力儀表是工業(yè)自動(dòng)化的大勢(shì)所趨。由于多功能儀表不但可以一表多用，而且一般的多功能儀表都可以通過(guò)其通訊接口來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)儀表的編程、數(shù)據(jù)采集等功能。所以使用多功能電力儀表能夠在很大程度上減少人們的勞力，并且可以極大地提高效率。由于實(shí)現(xiàn)對(duì)電力多功能儀表的監(jiān)視，功能比較單一，且市場(chǎng)上的組態(tài)軟件也比較昂貴。在這里作者就是用 MSComm控件實(shí)現(xiàn)對(duì)串口的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)陰長(zhǎng)江斯菲爾電力儀表公司的多功能電力儀表遠(yuǎn)程讀取電能數(shù)據(jù)，從而達(dá)到軟件的設(shè)計(jì)。MSComm控件是 Microsoft提供的擴(kuò)展控件，用于支持 VB程序?qū)Υ诘脑L問(wèn)，該控件“隱藏”了大部分串口通訊的底層運(yùn)行過(guò)程和許多煩瑣的處理過(guò)程，同時(shí)支持查詢方法和事件驅(qū)動(dòng)通訊的機(jī)制。因此用其實(shí)現(xiàn)微機(jī)串口的數(shù)據(jù)通訊相當(dāng)簡(jiǎn)單，以很少的程序代碼就可以輕松串口的訪問(wèn)和數(shù)據(jù)通訊。
二、MODBUS 通訊協(xié)議分析：
　　由于江陰長(zhǎng)江斯菲爾電力儀表公司 CD194E系列的多功能電力儀表是采用遠(yuǎn)程 RS-485 數(shù)字接口（差分、半雙工）和使用 MODBUS-RTU通訊協(xié)議，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)儀表的編程、數(shù)據(jù)采集等功能，所以先介紹 MODBUS 協(xié)議：
　　MODBUS 協(xié)議是一種主從式點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通訊協(xié)議，允許一臺(tái)主機(jī)和多臺(tái)從機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，在 CD194E 系列的多功能電力儀表通訊系統(tǒng)中，主機(jī)是微機(jī)（PC、工控機(jī)、PLC），從機(jī)是 CD194E列儀表。在該通訊系統(tǒng)中，允許系統(tǒng)連接多達(dá)128 個(gè)儀表及1200米的通訊距離。通訊方式采用主機(jī)請(qǐng)求，從機(jī)應(yīng)答。即：主機(jī)提出命令請(qǐng)求，從機(jī)響應(yīng)接收數(shù)據(jù)后作數(shù)據(jù)分析，如果數(shù)據(jù)滿足通訊規(guī)約，從機(jī)做數(shù)據(jù)響應(yīng)。 主、從機(jī)間的通訊每一幀數(shù)據(jù)包含以下信息（16進(jìn)制）：
從機(jī)地址、命令字、信息字、校驗(yàn)碼
從機(jī)地址（1個(gè)字節(jié)）：從機(jī)設(shè)備號(hào)，主機(jī)利用從機(jī)地址來(lái)識(shí)別進(jìn)行通訊從機(jī)設(shè)備。
命令字（1個(gè)字節(jié)）：設(shè)定主機(jī)對(duì)從機(jī)的通訊內(nèi)容。
信息字（N個(gè)字節(jié)）：包括進(jìn)行兩機(jī)通訊中各種數(shù)據(jù)地址、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、數(shù)據(jù)信息。
校驗(yàn)碼（2個(gè)字節(jié)）：用于檢測(cè)數(shù)據(jù)通訊錯(cuò)誤，采用循環(huán)冗余碼 CRC16。
通訊參數(shù)的設(shè)置：通過(guò)儀表上的編程鍵盤對(duì)儀表的儀表地址（1-247）、通訊速度（4800或9600）和
數(shù)據(jù)格式（1個(gè)起始位，8個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)停止位，可選擇無(wú)校驗(yàn)位、奇校驗(yàn)位、偶校驗(yàn)位。）進(jìn)行設(shè)置。
網(wǎng)絡(luò)連線如圖一如示：

      在這里，作者使用的是臺(tái)灣泓格科技有限公司的232/485轉(zhuǎn)換模塊 I-7520。由主控計(jì)算機(jī)送出的命令是通過(guò) RS-232 串行通信端口發(fā)送出去，此信號(hào)經(jīng)過(guò) 232/485 轉(zhuǎn)換模塊（模塊編號(hào)I-7520）將信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)電位及類型轉(zhuǎn)換后，在 485 網(wǎng)絡(luò)上傳播開來(lái)。多功能電力儀表收到屬于自身的命令后，會(huì)進(jìn)行分析控制的操作，最后將結(jié)果送至485網(wǎng)絡(luò)，讓此信號(hào)再通過(guò)I-7520的轉(zhuǎn)換后，可由計(jì)算機(jī)的 RS-232串行通信端口接收進(jìn)來(lái)。整個(gè)送收過(guò)程全是以串行處理。
三、軟件的設(shè)計(jì)和開發(fā)

注：從 CD194E 系列的多功能電力儀表傳過(guò)來(lái)的電功率數(shù)據(jù)就存放在 Byte1到 Byte4 內(nèi)。
3. 通信步驟：
⑴加入通信控件。也就是 MSComm控件
⑵設(shè)置通信端口號(hào)碼。即 CommPort屬性，在本文使用 Com1。
⑶設(shè)置通訊參數(shù)。即Settings 屬性。在本文設(shè)置為 9600,n,8,1。即通訊速度為 9600，數(shù)據(jù)格式為1 個(gè)起始位，8個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)停止位，無(wú)校驗(yàn)位。注意必須與多功能電力儀表的設(shè)置一致，不然就會(huì)通信失敗。
⑷設(shè)置其它參數(shù)。必要時(shí)再加上其它的屬性設(shè)置。
⑸打開通信端口。即PortOpen 屬性設(shè)成 True。
⑹每隔５００毫秒送出字符串或讀入字符串。即發(fā)送命令 4（讀N 個(gè)字節(jié)）來(lái)讀取電功率參數(shù)，使用Input 及 Output屬性。
⑺使用完 MSComm控件后，將通信端口關(guān)閉。
4. 人機(jī)界面：

5．程序代碼：
'API 函數(shù)聲名
Private Declare Function GetTickCount Lib "kernel32" （） As Long
'點(diǎn)擊結(jié)束程序按鈕
Private Sub CmdEnd_Click（）
End
End Sub
'點(diǎn)擊讀取電功率按鈕
Private Sub CmdRead_Click（）
Timer1.Enabled = Not Timer1.Enabled
If Timer1.Enabled Then
CmdRead.Caption = "停止讀數(shù)"
Else
CmdRead.Caption = "讀取電功率"
End If
End Sub
'程序初始化
Private Sub Form_Load（）
MSComm1.InputMode = comInputModeBinary
MSComm1.PortOpen = True
Timer1.Enabled = False
End Sub
Private Sub Timer1_Timer（）
Dim C4%, C5%, C6%, C7%
Dim Tick&
Dim Data As Double
Dim Buf（） As Byte
Dim ByteOut（7） As Byte
MSComm1.InputLen = 0
Buf = MSComm1.Input
'重新定義數(shù)據(jù)輸入緩沖區(qū), 發(fā)送命令 4

MSComm1.InputLen = 1
ByteOut（0） = &H1
ByteOut（1） = &H4
ByteOut（2） = &H0
ByteOut（3） = &H5C
ByteOut（4） = &H0
ByteOut（5） = &H4
ByteOut（6） = &H31
ByteOut（7） = &HDB
MSComm1.Output = ByteOut（0） & ByteOut（1） & ByteOut（2） & ByteOut（3） & ByteOut（4） & ByteOut（5） &
ByteOut（6） & ByteOut（7）
' 等待多功能電力儀表響應(yīng)的數(shù)據(jù)到達(dá)串口
Tick = GetTickCount（）
Do
If （GetTickCount（） - Tick） / 1000# > 10 Then
MsgBox "時(shí)間過(guò)久，請(qǐng)檢查多功能電力儀表及傳輸狀態(tài)！", vbCritical + vbOKOnly, "系統(tǒng)信息"
Exit Sub
End If
DoEvents
Loop Until MSComm1.InBuFFerCount >= 9
'從輸入緩沖區(qū)讀數(shù)據(jù)
Buf = MSComm1.Input
If Buf（0） <> 1 Then
MsgBox "地址錯(cuò)誤！", vbCritical + vbOKOnly, "系統(tǒng)信息"
Exit Sub
End If
Buf = MSComm1.Input
If Buf（0） <> 4 Then
MsgBox "長(zhǎng)度錯(cuò)誤！", vbCritical + vbOKOnly, "系統(tǒng)信息"
Exit Sub
End If
Buf = MSComm1.Input
C4 = Buf（0）
Buf = MSComm1.Input
C5 = Buf（0）
Buf = MSComm1.Input
C6 = Buf（0）
Buf = MSComm1.Input
C7 = Buf（0）
Buf = MSComm1.Input
Buf = MSComm1.Input
Data = Power（C4, C5, C6, C7）
TxtPower.Text = CStr（Data）
End Sub
' 自定義功率換算函數(shù)
Private Function Power（C4%, C5%, C6%, C7%）
Dim PowerExp As String, Mantissa As String
Dim ReadValue#
Dim ValueSign&
If （（C4 And &H80） / 2 ︿ 7） = True Then
ValueSign = -1
Else
ValueSign = 1
End If
PowerExp = CStr（（C4 And &H7F） ＊ 2 + （C5 And &H80） / 2 ︿ 7）
Mantissa = CStr（（&H80 or C5） ＊ 2 ︿ 16 + C6 ＊ 2 ︿ 8 + C7）
ReadValue = ValueSign ＊ 2 ︿ （Val（PowerExp） - 126） ＊ Val（Mantissa） / （256 ＊ 65536）
Power = ReadValue
End Function
四、結(jié)論
　　本實(shí)例是作者在實(shí)驗(yàn)室做過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，達(dá)到了預(yù)定的應(yīng)用效果，目前在江西某廠取得了實(shí)際的應(yīng)用。
該控制系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)是：
1，從硬件上看，僅僅使用一個(gè)轉(zhuǎn)換模塊就可以實(shí)現(xiàn)全廠電能遠(yuǎn)程監(jiān)控和集中管理的功能。大大提高了效率，且十分經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。
2，從軟件上看，直接使用串口的控制技術(shù)，而不必需要寫額外的驅(qū)動(dòng)程序。采用VB 開發(fā)應(yīng)用軟件十分方便，編程工作量小。
【參考文獻(xiàn)】
1.李肇慶、韓濤。串行端口技術(shù)，國(guó)防工業(yè)出版社，2004
2. 范逸之。Visual Basic 與 RS-232 串行通信控制，清華大學(xué)出版社，2002
3.范逸之。Visual Basic 與分布監(jiān)控系統(tǒng)——RS232/485 串行通信，清華大學(xué)出版社，2002
4.江陰長(zhǎng)江斯菲爾電力儀表有限公司使用手冊(cè)
5. 臺(tái)灣泓格科技有限公司的 232/485 轉(zhuǎn)換模塊說(shuō)明書.