Alicat Mass Flow & Pressure Controller

Alicat 质量流量与压力控制器 — MCP 服务

让 AI Agent 通过 Alicat 文档所述的 ASCII 串行协议，读取 Alicat Scientific 质量流量计、控制器和压力控制器的气体流量、压力与温度，设置流量或压力设定值，切换气体校准、归零，以及保持或关闭阀门。

软件包	labmcp-alicat
仪器	质量流量控制器（MC、MCR、MCS、MCE、MCV、MCW、...）、质量流量计（M、MS、MW、...）、压力控制器和压力表（PC、PCD、P）、液体流量设备（L、LC）：任何采用 RS-232/RS-485 ASCII 串行接口的 Alicat 设备（不包括 Modbus/Profibus/EtherNet/IP 版本）
接口	RS-232、RS-485（每个端口最多支持 26 台设备，单元 ID 为 A-Z）、USB（虚拟 COM 端口）、通过串行转以太网桥接器连接的以太网
协议	Alicat ASCII 串行（串行通信入门指南，Rev. 2，Feb 2023；操作手册 DOC-MANUAL-MPL，Rev. 2，“Digital Control”）
状态	🧪 模拟：已通过线级 Alicat 模拟器测试，尚未在硬件上验证。报告硬件测试结果

无需硬件即可试用

uvx labmcp-alicat --simulate --check

模拟器使用固件 10v20 的 MC-500SCCM-D，气体为 N2，并模拟一阶流量响应、微小的传感器零点偏移（使用 tare_flow 去除）和逼真的数据帧。

连接仪器

1. 仪器设置：出厂设置为单元 ID A、19200 波特率、8 个数据位、无校验位、1 个停止位、无流控（MENU → SETUP → RS-232 Serial / RS-485 Serial）。如果多台设备共用一个 RS-485 端口，请为每台设备设置不同的单元 ID。设备必须处于轮询模式（使用字母 ID，而不是 @ 流式传输）。
2. **控制器：**将 MENU → CONTROL → Setpoint Setup → Setpoint Source 设为 Serial/Front Panel。如果设定值来源为模拟信号，控制器会静默忽略串行设定值（get_device_info 会对此发出警告）。
3. 查找端口：uvx labmcp ports
4. 测试连接：

   uvx labmcp-alicat --address /dev/ttyUSB0 --check                   # Linux
   uvx labmcp-alicat --address /dev/tty.usbserial-XXXX --check        # macOS
   uvx labmcp-alicat --address COM4 --check                           # Windows
   uvx labmcp-alicat --address COM4 --option unit_id=B --check        # device B on a shared bus
   uvx labmcp-alicat --address tcp://192.168.1.60:4001 --check        # serial-to-Ethernet bridge
   

   非默认波特率需写入地址：serial://COM4?baudrate=115200。

添加到 MCP 客户端

Claude Code

claude mcp add alicat -- uvx labmcp-alicat --address /dev/ttyUSB0

Claude Desktop / Cursor / Windsurf（claude_desktop_config.json、.cursor/mcp.json、……）

{
  "mcpServers": {
    "alicat": {
      "command": "uvx",
      "args": ["labmcp-alicat", "--address", "/dev/ttyUSB0", "--limit", "max_setpoint=200"]
    }
  }
}

添加 --read-only 可允许读取流量，但会阻止设置设定值、更换气体、归零和保持阀门（close_valve 仍可用）。如果一条总线上连接多台设备，请为每个单元 ID 添加一个服务条目（--option unit_id=A、--option unit_id=B、……）。对于其他客户端，可使用 uvx labmcp config alicat --address /dev/ttyUSB0 --client vscode 生成配置片段。

工具

工具	类型	描述
close_valve	🛑 安全	停止流动：将流量设定值设为 0，并保持所有阀门关闭（Alicat HC）。可随时安全调用。对于压力控制器，压力设定值保持不变，阀门保持关闭，从而锁住当前压力。
get_command_log	👁 读取	返回最近发送给仪器的原始命令和收到的回复（最新的排在最后）。可用于调试和记录已执行的操作。
get_connection_info	👁 读取	报告已连接的仪器（身份、地址、模拟或真实）、服务是否为只读，以及当前生效的安全限值。请先调用此工具。
get_device_info	👁 读取	报告型号、序列号、固件、校准日期、设备是否为控制器、每个数据帧字段的单位、设定值满量程和设定值来源。
hold_valve	🎛 控制	将控制器的阀门冻结在当前位置（HLD）：闭环控制停止，因此如果上游压力发生变化，流量会漂移。使用 resume_control 解除冻结，或使用 close_valve 完全关闭。
list_gases	👁 读取	列出此质量流量设备上安装的气体（编号和简称），供 set_gas 使用。液体和仅测量压力的设备没有气体列表。
log_flow_series	👁 读取	记录数据帧时间序列（例如，用于检查流量稳定性、设定值变化后的稳定过程或压力漂移）。返回每个数据点，以及质量流量（或非流量设备的主要测量量）的平均值／标准差／最小值／最大值。
read_flow	👁 读取	读取实时数据帧：质量流量、体积流量、压力、温度、设定值（控制器）、当前气体和任何状态代码；每项均使用设备的工程单位。
reconnect	🛑 安全	关闭并重新打开与仪器的连接（例如，仪器断电后重新通电或重新插拔线缆后）。
resume_control	⚠️ 危险	取消任何阀门冻结，并恢复对当前设定值的闭环控制。如果设定值不为 0，流量将立即恢复（请先使用 read_flow 检查）。
set_flow_setpoint	⚠️ 危险	更改控制器设定值：启动、更改或停止气体流量（或在压力控制器上设定目标压力）。设为 0 会停止流动，并关闭流量控制器上的阀门。负值仅适用于双向控制器。流量计、超过 max_setpoint 限值或超过设备满量程时，操作会被拒绝。
set_gas	🎛 控制	选择质量流量设备使用的气体校准（Gas Select）。这会改变流量的计算方式，因此请在设定值为 0 时操作。只有设备上已安装的气体才可使用（参见 list_gases）；腐蚀性气体需要防腐型（S 系列）硬件。
tare_flow	🎛 控制	对流量读数去皮（归零）。仅限设备内无流量时操作：关闭上游，或将控制器设定值设为 0，并使管路处于正常工作压力。若设定值不为 0 或仍测得显著流量，操作会被拒绝。
tare_pressure	🎛 控制	对压力读数去皮。要求无流量，且设备与大气相通（表压设备）；或无流量且工艺管路未加压（仅适用于绝压、配备气压计的设备）。

get_connection_info、get_command_log 和 reconnect 是每个 LabMCP 服务内置的工具。

安全限制

限制	默认值	含义
max_setpoint	100（设备单位）	Agent 可发送的最大设定值幅度，以控制器自身的设定值单位计（SCCM、SLPM、PSIA 等，参见 get_device_info）。超过设备满量程的设定值也会被拒绝。
max_series_duration_s	600 s	Agent 可启动的最长记录序列时长（绝不超过 850 s，因此序列总能在一次工具调用内完成）

在启动时覆盖，例如 --limit max_setpoint=500。默认值 100 刻意设得较为保守：对于 500 SCCM 的控制器，这会将 Agent 的上限设为 100 SCCM，直到你调高该值。

示例提示词

• “这是什么控制器？它设定的气体是什么？单位和满量程是多少？”
• “将 N2 流量设为 50 SCCM，每隔 0.5 s 记录一次，持续 30 s，并告诉我稳定到 1% 范围内花了多长时间。”
• “将控制器切换为 CO2，然后将设定值依次升至 0 → 20 → 40 → 60 SCCM，每个步骤保持 2 分钟，并总结每个步骤的平均流量和压力。”
• “气体关闭时，流量读数为 0.8 SCCM。关闭阀门，然后将流量传感器去皮。”
• “生物反应器的通气好像出了问题：立即停止流量。”

备注

• 数据帧解析。 连接时，服务会向设备请求其数据帧定义（??D*），并根据该定义解析每次轮询，因此字段名称、顺序和工程单位均来自设备本身（支持解析 6v+ 列式表格和较旧的 6v 前表格）。如果设备不响应 ??D*，则会根据 Serial Primer（第 8 页）和手册中的默认布局按位置解析数据帧；每条读数中的 layout_source 会注明使用了哪种方法。
• 设定值在固件 9v00+ 上使用 LS，在较旧固件上使用 S。每次更改后都会检查回复：如果控制器报告的请求设定值与所设不同（超出范围、单向设备上的负值，或设定值来源为模拟信号），工具会报错并说明设备当前使用的值。
• close_valve 会将流量设定值设为 0（流量控制器会因此关闭阀门），然后发送 HC（保持阀门关闭，固件 5v07+），并确认回复中有 HLD。对于压力控制器，它只发送 HC，因为根据零压力控制设置，0 压力设定值可能会打开阀门（Serial Primer 第 17 页）。resume_control（C）会解除保持状态；由于流量会从当前设定值重新开始，因此此操作被标记为危险操作。
• 必须在无流量时执行调零。若流量控制器的设定值不为 0，或设备读数仍超过满量程的 2%，tare_flow 和 tare_pressure 会拒绝执行。它们无法检测所有不安全情况（例如流量计中仍有少量实际流量），因此仍应先关闭气体。表压调零时，端口必须与大气相通；绝压调零则需要气压计选项且管路未加压。
• log_flow_series 的 save_path 必须是一个新的 .csv 文件：~ 会被展开，不存在的文件夹会自动创建，并且绝不会覆盖现有文件。路径会在开始记录前检查。
• 气体选择在 10v05+ 上使用 GS（不会保存为上电默认气体，除非使用 save_as_power_up），较旧固件上使用 G。只能选择设备上已安装的气体；list_gases 会显示这些气体。
• 安全防护： 单位 ID 后跟数字（例如 A49408）是 Alicat 的旧式整数设定值命令。驱动程序会拒绝发送此类命令。
• 流量计和压力计会静默忽略控制器命令；如果设备的数据帧中没有设定值，服务会拒绝对其使用控制器工具。
• 不支持：GP 固件设备（需要在单位 ID 后发送 $$）、流式模式（@）、Modbus/Profibus/EtherNet/IP 变体、累加器、批处理、PID 调节以及 COMPOSER 混合物创建。
• 帧布局和回复格式已与开源项目 alicatlib 和驱动程序 numat/alicat 发布的、在真实 5v12 至 10v20 设备上捕获的回复进行交叉核对。

硬件验证

型号	固件	接口	验证者	日期
暂无： 成为首位验证者