脱粒滚筒圆柱度数据采集系统设计——基于VB串口通

0 引言

脱粒滚筒是稻麦收获机的核心部件，主要通过焊接完成，焊接质量的好坏直接影响收获机的作业性能;而目前国内检测手段不能用于大尺寸零件的形位误差的检测，更不能在安装现场对大型零部件的安装误差进行测量。在线测量实现了检测的自动化，是一种基于计算机自动控制的检测技术，随着数控机床在生产中的广泛应用，在线检测技术将会成为一项很有发展前景的技术。非接触式测量就是利用对被测表面形貌没有影响的手段间接反映被测表面的信息来进行测量的方法，这类方法最大的优点是测量装置探测部分不与被测表面的直接接触，保护了测量装置，同时避免了与测量装置直接接触引入的测量误差。将非接触式测量运用到在线检测中，大大提高了检测的精度和效率。为此，提出了一种基于 VB串口通信的脱粒滚筒圆柱度数据采集系统设计方法，该圆柱度数据采集系统将非接触式测量与在线检测紧密结合，首先通过激光位移传感器采集数据，再对数据进行后续的处理和分析。

1 数据采集系统的构成

随着我国工业水平的不断提高，检测设备在各个领域的运用越来越多，检测设备与上位机的组合使用是构成检测系统的重要方式。这种方式能充分发挥上位机和智能仪器各自的优点，可完成数据采集、储存、运算等重要功能;特别是当现场有多台智能仪器时，该方式能大大降低测控系统的组配成本，有利于提高自动化程度和生产效率。该系统的主要功能是通过非接触式测量对稻麦收获机脱粒滚筒外圆柱面的数据采集，如图 1 所示。该系统主要由硬件部分与软件部分构成:硬件部分包括工控机、串口转换器及激光位移传感器;软件部分包括串口选择、距离测量及图形显示。

1． 1 硬件构成
工控机是整个系统的核心，所有命令均由工控机发出。串行通信接口标准经过多年的使用和发展，目前主要包括 RS －232、RS － 422 及 RS － 485 等几种。该数据采集系统所使用的工控机如图 2 所示，其串口通信接口标准为 RS －232。

激光位移传感器可精确非接触测量被测物体的位置及位移等变化，主要应用于检测物体的位移、厚度、振动、距离及直径等几何量的测量，具有测量精度高、响应时间短及光斑精密等特点，广泛应用于高校和研究机构、汽车工业、机械制造工业、航空与军事工业、冶金和材料工业的精密测量检测。该数据采集系统选用的激光位移传感器如图 3 所示。其型号为CD33 － 250N － 422，测量范围为 100 ～ 400mm，检测精度为 ±0．3%F． S． (F． S． =300mm)，串口通信接口标准为 RS －422。

为了顺利地实现激光位移传感器与工控机的串口通信，需要使用一个串口转换器，如图4 所示。系统选用了导轨安装式 RS －232 到 RS －485/RS －422 光隔离转换器。

1． 2 软件构成
该数据采集系统采用 VB 语言编写，应用 VisualBasic 6． 0 的 MSComm 标准串口通信控件编程，以实现对激光位移传感器进行读写控制操作。该数据采集系统界面简洁、操作简单、显示直观，整个系统的程序流程图如图5 所示。



2 数据采集系统的设计

利用 Visual Basic 6． 0 开发串口通信程序一般主要有两种方法:①使用 MSComm 串口控件;②调用Windows API 动态链接库函数。Microsoft Communica-tions Control( 简称 MSComm) 是 Microsoft 公司提供的简化 Windows 下串行通信编程的 ActiveX 控件。API函数是 Windows 环境下由 C 语言编写的应用程序接口，也是动态链接库中所有函数的统称，该函数库种类多、较复杂。MSComm 通过串行端口传输和接收数据，该控件具有丰富的与串口通信密切相关的属性和事件，提供了对串口的各种操作，为应用程序提供串行通信功能。MSComm 控件在 VC、VB、Delphi 等语言中均可使用，程序员不必花费大量时间详细了解较为复杂的 API 函数。因此，MSComm 为应用程序提供了一种通过串行接口收发数据的简便方法。

2． 1 MSComm 控件的引用
启动 VB 6．0，以标准 EXE 方式建立新工程，点击“工程”→“部件”→“控件”，在下拉菜单中选择“Mi-crosoft Comm Control 6． 0”，在前面的方框内打吊钩，然后选择“确定”按钮;这时在工具箱中出现一个类似电话的图标，说明 MSComm 控件已经正常引用。

2． 2 系统界面
在 Form1 窗口中添加 1 个 Frame 控件、1 个 Text-Box 控件、1 个 Shape 控件、2 个 ComboBox 控件、5 个CommandButton 控件、6 个 Label 控件及 1 个 MSComm控件，再根据实际需求对相关控件进行更名和参数设置，组成如图6 所示的数据采集系统界面。程序开始运行后，选择串口号与比特率，按照顺序选择各个按钮。点击“连接”按钮，指示灯显示为绿色，表示连接已经成功;点击“开始测量”按钮，激光位移传感器开始采集数据，采集到的数据实时显示在界面上的 Text文本框中，单位为 mm，同时将采集的数据进行保存;点击“停止测量”，激光位移传感器停止采集数据;点击“断开”按钮，激光位移传感器与工控机串口之间的连接断开，指示灯熄灭，此时数据的采集与保存均已完成;点击“图形显示”按钮，采集到的数据将会以折线图的形式显示出来，通过该折线图，能看出采集到的数据所在区间。

2． 3 主要源代码
实现距离信息采集的源代码如下:



3 实验与分析

程序开始运行后，选择串口号和波特率，再点击连接，指示灯变为绿色，表示工控机与激光位移传感器顺利实现串口通信;点击“开始测量”按钮后，实时采集的圆柱度数据连续显示在 Text 文本框中，并将采集到的距离信息保存，界面如图7 所示。

依次点击“停止测量”和“断开”按钮后，退出数据采集过程;最后点击“图形显示”按钮，数据将以折线图的形式显示出来，如图8 所示。

由图8 可知:该数据采集系统采集的数据分布在138． 1 ～ 138． 9mm 区间内，该折线图能清晰地反映出圆柱度数据的分布情况。

4 结论
1) 本文提出了基于 VB 串口通信的脱粒滚筒圆柱度数据采集系统设计方法。
2) 开发出了脱粒滚筒圆柱度实时数据采集系统，界面简洁，操作方便。
3) 该数据采集系统能在 5min 之内完成对脱粒滚筒圆柱度数据的采集，数据的误差在 ± 0． 9mm 范围内，并能对数据进行分析，具有良好的实用性。
参考文献（略）