DCS数据采集技术Word文档下载推荐.docx
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力控的I/O驱动程序有数百个,针对每
一种设备都有一个独立的程序、当力控实时
数据库DB没有启动时,单独启动I/O驱动可
以作为本地I/O设备调试工具使用、此时可以
测试计算机与I/O设备的通讯情况,摸索最佳
的扫描周期、
菜单"
设置[S]/参数"
用来规定I/O通讯
过程中就是否显示计算机发出与设备响应的通
讯信息、如图5-3所示、
工具[T]/工具"
用来在不启动实时
数据库及其数据连接项的情况下执行与I/O
设备的通讯、弹出对话框如图5-5上部所示、此
时可以按"
参数设置"
按钮设置通讯参数,如
图5-6与5-7所示,主要就是设置串口的DCB参
数,IP地址等、
图5-2
图5-3图5-4
正确设置参数后,按"
连接设备"
按钮,如
果成功的话,"
按钮的标
题变成"
断开连接"
表示可以收发
数据了、如果在"
中设置
"
周期性发送周期"
不为0,则在"
连
接设备"
后会出现"
周期发送"
按钮,
否则出现"
手动发送"
按钮、使用"
或"
按钮,可以
周期性或一次性地发送编辑框中
的数据了、
编辑框中数据的格式缺省就是
混合方式的,如果您想发送编辑框
中的数据,这也就是唯一的数据类型,
它的形成规则如下:
任何ASCII码
(除'
['
)可以直接输入,'
可以使用
[[]"
来输入;
[]"
内就是由'
'
(空格)分隔的转意字符,它们的意义为:
图5-5
'
:
用来输入'
;
2
*'
在发送数据就是表示延时1毫秒
图5-6
#'
在发送数据就是表示延时10毫秒
$'
在发送数据就是表示延时100毫秒
!
在发送数据就是表示延时1000毫秒
\'
表示它后面的数据就是十进制的(缺省就是16进
制)
(空格):
作为分隔符,任何未定义的字符都可以
作为分隔符,最好使用空格、
0~9:
可以用来输入10进制或16进制数据、
A~F/a~f:
可以用来输入16进制数据、
例子:
abcv[[30*#$!
]345对应的16进制数据
串为:
61H,62H,63H,76H,5BH,30H,33H,34H,35H;
而
且在30H之后有1111毫秒的延时、
当用在其它情况(不就是用来发送数据)时,唯一
的差别就是没有了延时的概念、
其它工具"
校验使用混合格式的数据,计算常
用的校验码,ASCII码表显示使用16进制与
10进制显示的ASCII码表,各种数据转换把混合格式,16/32位整数,32位浮点数等转换位十
几种常用数据格式,除混合格式外,其它数据格式为直接用空格分隔的数据串
图5-7
5、6如何开发I/O设备驱动程序
在力控中有一个SDK工具包,叫做FIOSSDK,可以开发硬件设备与计算机的通讯接
口程序、最简单的只需要编写几个函数就可以可以做自己的I/O驱动,现在支持的硬件类型
有串口(RS485/232/422),网络,板卡,硬件厂家提供DLL等多种方式的通讯类型、在该SDK
中开发自己的通讯接口,不需要关心硬件与计算机通讯的细节,只需要了解通讯协议就可以
了、
如果通讯协议很复杂,该SDK中提供了足够灵活的手段满足不同层次的需要、例如:
在设备初始化时发什么命令或做其她处理,动态改变硬件通讯参数等等、
5.6.1FIOS开发包简介
FIOS负责完成与各种I/O设备进行数据交换、一方面,它把从I/O设备采集到的实时
过程数据发送给数据库DB,另一方面,从DB发出的下置数据也通过FIOS发送给I/O设备、
根据监控PC与I/O设备之间通信机制的不同,FIOS主要支持两种工作方式:
同步方式
与异步方式、
异步方式适用以下一类I/O设备:
这类I/O设备一般可以独立运行,与监控计算机之间
通过串口,网络或MODEM连接、与监控计算机之间通过明确的消息传送(文本或二进制
消息)完成数据交换、数据交换过程为异步方式、
同步方式适用以下一类I/O设备:
这类I/O设备或者依赖PC运行(如:
插在PC插槽
内),或者独立运行、但与监控计算机之间主要通过直接访问方式进行数据交换,具体形式
包括:
寄存器直接访问(如:
板卡),API函数调用,ActiveX控件访问等、数据交换过程为
同步方式、
下面列举了FIOS可实现的一些基本功能:
底层通信功能:
1),串口通信,包括:
RS232/422/485、2),TCP/IP网络通信、3),MODEM
3
通信,通过模拟MODEM在电话网上通信、4),寄存器访问,如:
各种DAS板卡、5),其
它、
链路控制功能:
用M代表Master,即上位机(监控PC工作站);
S代表Slaver,即下
位机(各种I/O设备)、对于异步方式,FIOS支持多种链路控制方式、链路控制方式支持以
下几种方式:
1),M请求,S应答方式、2),M请求,S无应答方式、3),S主动发送,M
被动等待、另外,对一次完整数据处理(读或写)过程,支持以下方式:
1),1次请求,0
次应答方式、2),1次请求,1次应答方式、3),1次请求,多次应答方式、4),0次请求,1
次应答方式、5),多次请求,多次应答方式、
冗余功能:
FIOS支持的冗余方式包括:
1),单监控站,双I/O冗余、2),双监控站,单
I/O冗余、3),双监控站,双I/O冗余、4),对于总线型设备(如RS485),提供总线监测功
能,可实现对冗余通信网络的保护与监测、
前端机功能:
DB与IOServer不在同一工作站上,IOServer运行在前端机上,前端机
与操作站之间通过串口,TCP/IP网络或MODEM进行通信、
硬件测试与远程调试功能:
使用FIOS可完成对I/O设备的简单测试功能、另外可实现
远程调试、
故障诊断与恢复功能:
FIOS提供诊断机制,在较短的采集周期内报告故障的发生,诊
断出下位机故障情况、当下位机更换或恢复后,不需要对FIOS及相关程序进行任何人工干
预,而在较短时间自动恢复通信、当某一台,几台或部分通道发生故障,FIOS要自动优化
通信链,使其与其她下位机或通道之间的通信不受影响,保证通信效率、
界面显示功能:
为测试,调试,运行维护方便,FIOS提供显示界面,可显示包括:
发
送,应答,状态信息,启动时间,分包数,分包信息,成功通信次数(发送次数,成功应答
次),故障次数等信息、
历史数据处理功能:
对于某些能保存历史数据的设备(如:
无纸记录仪等),FIOS能将
采集到的历史数据恢复到数据库DB中、
5、6、2FIOSSDK编程方式
FIOSSDK提供了一种简洁的,面向对象的编程方式以缩短开发时间,降低开发难度、
FIOSSDK提供标准的开发接口与程序模板,程序员仅需要根据I/O设备的具体通信协
议或驱动接口说明,填写几个扫描函数的实现代码,进行必要的调试与测试,即可完成一种
FIOS的开发、
FIOS提供的开发工具封装了大部分程序员不必关心的技术环节,如:
底层通信功能(串
口通信,网络通信等),设备超时处理,设备故障诊断等、同时FIOS提供各种调试工具,
方便程序员进行系统测试、
FIOS开发环境完全基于32位Windows平台、它使用动态链接库(DLL)技术将程序
员开发的代码整合到力控系统中、FIOS提供给程序员的开发接口为API函数与C++类库、
5、6、3FIOSSDK组件及示例程序
FIOSSDK主要由4部分组成:
设备组态接口(Iodevui),数据连接组态接口(Ioitemui),
编程接口Ioapi与描扫程序Ioscan、Iodevui:
负责管理设备组态过程、Ioitemui:
负责管理数据
连接组态过程、Ioapi:
负责完成与I/O设备间的数据交换,包括:
对通信协议的解析,数据
格式的转换等、Ioscan:
主要完成对Ioapi部分的dll代码进行周期性地扫描、同时完成与I/O
设备的底层通信(串口通信,网络通信等),以及设备超时处理,设备故障诊断等、Ioscan
还负责与数据库DB之间的通信与协作、它把从I/O设备采集到的数据经Ioapi解析转换后
提交给DB,或将DB下置给I/O设备的数据经Ioapi解析转换后写入I/O设备、Ioscan就是FIOS
SDK提供的一个标准软件工具、程序员仅需要开发Iodevui,Ioitemui,Ioapi三部分的代码、
示例程序
4
FIOSSDK提供了两个示例:
DemoController与DemoModbus、
DemoController就是一个初级编程示例,它能引导初学者快速掌握开发FIOS的基本概念
与方法、DemoModbus就是一个实用编程示例,它采用标准MODBUS通信协议,通过该示例,
可以掌握在力控平台上开发标准MODBUS设备I/O驱动程序的方法、
FIOSSDK的全部内容都就是在安装在力控自动安装的,在力控目录下的子目录Fiossdk
中、FIOSSDK主要包含以下几部分内容:
Examples,程序示例,仿真程序、Include,头文
件、Manual,文档说明、Utility,调试工具、
这2个示例具有一定的代表性,它们体现了FIOSSDK的主要功能、FIOSSDK提供了
这2个示例的全部源代码,在它们的基础上,稍做改动,就可以开发出新的FIOS、我们把
象这2个示例源程序一样具有模板作用的程序称为I/O模板程序、为了提高开发效率,我们
建议尽量使用I/O模板程序,这在一定程度上,也减少,降低了编程错误的发生、
常用术语
我们把FIOSDK中经常涉及的一些概念给出定义,有些术语虽然就是通用名词,但在
FIOSDK中有特定含义、这些术语有一些在前文给出了解释,有一些会在后文中陆续给出解
释、
FIOSForceControlI/OServer,即力控I/O驱动程序
FIOSSDKFIOS软件开发工具包
FCINSTDIR力控软件系统的安装目录
FCAPPINSTDIR用力控创建的工程应用的目录
IOID唯一区别各个I/O驱动程序的I/O标志
Iodevui设备组态接口
Ioitemui数据连接组态接口
Ioapi编程接口
Ioscan扫描程序
I/O模板程序FIOS工SDK附带示例的源程序
I/O配置文件设备组态时的缺省参数设置保存文件
连接项结构保存数据连接信息的数据结构IOITEMDEF
I/O描述文件定义设备的类别,厂商,型号,通信方式等参数的文本文件Iodesc、txt
程序员在本文档范围内专指用FIOSSDK进行开发的技术人员
扫描函数包含在Ioapi中的API函数,它们由扫描程序周期扫描、扫描函数完成
对设备数据解析及格式转换
IOCInputOutputClass(输入输出类库)的缩写、
5、6、4设备组态接口IODEVUI、DLL
I/O描述文件
在使用力控进行组态时,一般均涉及定义I/O设备的过程、在定义设备时,要选择设
备的类别(PLC,智能仪表等),厂商,设备型号或通信协议,然后根据设备通信方式(串
口方式,网络方式,其它方式等)设置参数、以上关于一种设备的信息(类别,厂商,型号,
通信方式等)完全就是由I/O描述文件决定的、I/O描述文件就是一个标准文本文件,根据其规
定的填写格式,由程序员根据具体设备自行填写、下面介绍I/O描述文件的填写格式、
I/O描述文件的文件名为IODESC、TXT,安装目录为:
FCINSTDIR\IOServers\IOID\"
、
IO文件说明格式为:
类别;
厂商或IO程序描述;
执行文件名称
5
子类型1;
类型号;
资源标志;
提供设备地址
子类型2;
、、、、、、
注意,子类型号不能重复、表示回车换行、最上面一行就是驱动程序的总体描述,
包括三项、各项之间必须以分号"
分隔、各项内容不能含有分号"
各项含义如下:
类别,驱动程序所属类别,现分为以下几类:
PLC,智能仪表,智能模
块,变频器、程序员也可以自行扩展、厂商或IO程序描述,I/O设备生产厂商名称,协议
名称,如西门子、执行文件名称,I/O驱动程序(运行程序)的名称,如opto_drv、exe
接下来几行为驱动程序所包含的设备类型的描述,如西门子包括S5,S7等,每一子类别一
行,每行包括三项,各项之间必须以分号"
、各项含义
如下:
子类型,设备类型描述、如S5、类型号,设备类型编号,类型号不能重复、合法的
值为0,1,2,3等、使用计算机资源,使用计算机何种通信资源通信,合法的值为0,1,
2等、含义如下:
0,同步通信方式;
1,串口通信方式;
2,TCP/IP网络通信方式;
3,MODEM
通信方式;
4,板卡方式;
5,并口通信方式、提供设备地址:
1表示需要指定设备地址,否则
表示不需要设备地址、
管理程序会自动将相同厂商或IO程序描述相同的驱动程序归为同一树下、
开发Iodevui
力控组态环境DRAW中的设备管理功能提供了一个根据I/O描述文件可灵活配置的标
准设备组态接口、这个组态接口提供了一些对常用设备参数进行设置的方法、如:
设备名称,
设备地址,通信端口,端口参数等、如下图所示:
对于很多设备,如果标准设备组态接口能够满足要求,就不再需要自己编写Iodevui接
口程序了、比如示例DemoController采用的就就是标准设备组态接口、而示例DemoModbus
因为涉及一些特殊的参数设置,就需要自己编写Iodevui接口程序了、
因此,Iodevui接口程序实际上就就是对标准设备组态接口的一个补充与扩展,并可由程
序员灵活控制、Iodevui要以DLL形式提供、该DLL必须就是MFC扩展DLL、该DLL的缺
省文件名称为IODEVUI、DLL,该文件必须安装在目录"
下、
在进行设备组态时,力控的I/O设备管理程序会自动检查在目录"
FCINSTDIR\IO
Servers\IOID\"
下就是否存在IODEVUI、DLL文件、如果存在,则首先根据I/O描述文件的格式,
调出标准设备组态接口界面,当用户确认后,再调出Iodevui组态接口界面;
若不存在该文
件,则只调出标准设备组态接口界面、
示例DemoModbus的Iodevui接口程序可以做为开发Iodevui的模板程序、我们结合示
例DemoModbus的Iodevui模板程序具体解释实现过程、查瞧头文件Iodevui、h可以发现,
Iodevui、dll主要实现3个输出函数:
6
extern"
C"
AFX_EXT_APIlongAddIoDev(constchar*szDeviceName,intnType);
AFX_EXT_APIlongModIoDev(constchar*szDeviceName);
AFX_EXT_APIlongDelIoDev(constchar*szDeviceName);
在进行设备组态时,当增加一个设备时,力控设备管理程序会自动调用AddIoDev()函
数;
当修改一个已创建设备时会调用ModIoDev()函数;
当删除一个设备时会调用DelIoDev()
函数、
其中,参数szDeviceName为I/O设备名称(输入值,组态时由用户指定)、nType为设
备子类型号,由程序员在I/O描述文件中指定、返回值为0表示操作成功;
其它表示操作失
败、为了较好地实现程序结构化,本模板程序提供了一个CDevMan类对设备及组态操作过
程进行管理、Iodevui、dll的3个输出函数AddIoDev(),ModIoDev()DelIoDev()的具体实现过
程就是在CDevMan的三个成员函数Add(),Mod()与Del()中实现的、
首先瞧一下Add()的实现代码:
//**********************************************************************
//添加I/O设备
//szDeviceName,设备名称(输入值)
//nType,设备子类型(用于一个驱动程序驱动多种类型设备)(输入值)
//返回值说明:
0,操作成功;
其它,操作失败
longCDevMan:
Add(constchar*szDeviceName,intnType)
{
if(Find(szDeviceName))
AfxMessageBox("
该数据源名已经存在!
);
return-1;
}
CDevice*pDev=newCDevice(szDeviceName,nType);
if(CallDialog(pDev))
m_list、AddTail(pDev);
Store();
return0;
else
deletepDev;
程序的一开始,调用Find()函数来查找就是否已有相同的设备名存在,如果有给出提示并
返回-1表示操作失败,否则生成一个CDevice对象并调用CallDialog函数来显示一个对话框,
让用户做进一步的选择,如果用户进行确认,操作成功,它把此CDevice对象加入设备链表
中,并调用Store函数来保存设备信息、另外两个函数与它类似、
Store()函数如下:
voidCDevMan:
Store()
C;
7
if(((constchar*)("
ddeacc、dat"
),C))
CArchivear(&
file,CArchive:
store);
Serialize(ar);
ar、Close();
();
该函数它先打开ddeacc、dat文件,如果不存在,就建立此文件、然后调用序列化函数对
它进行保存,最后关闭此文件、再瞧一瞧序列化函数:
Serialize(CArchive&
ar)
TRY
CObject:
m_list、Serialize(ar);
CATCH(C)
文件版本不匹配!
END_CATCH
该函数对m_list(由CDevice类实例组成)进行序列化、在调用各个CDevice类实例的
序列化函数时,如果就是读取操作,会依次创建CDevice实例,并调用CDevice的序列化函数,
随后把CDevice实例加入m_list链表、具体保存与读取的变量数据在CDevice类中控制,也
就就是说程序员针对不同的设备可以改写CDevice类,定义不同的成员变量,记录设备的不同
的属性,对CDevice类重载Serialize即可实现设备的保存,加载,增加,删除与修改等功能、
我们再瞧一下CDevice类序列化的实现过程:
voidCDevice:
Serialize(CArchive&
ar)
if(ar、IsStoring())
ar<
<
m_csName;
//设备名称
>
ar>
m_dwData;
如果就是保存操作,序列化函数会将参数自动存盘;
如果就是读取操作,序列化函数会从磁
盘上读取参数值、
8
察瞧CallDialog函数可以发现,它生成了一个对话框,让用户做相应的选择,然后把用
户选择的信息保存在CDevice类的成员函数中,以便于储存、
整个程序框架使用CDevice类来保存设备的信息、在CallDialog函数中使用一个对话框,
来让用户进行选择设备的属性,并且在CallDialog函数中把它保存在CDevice类中、所以对
于一个新的设备,程序员所要做的工作就就是,分析设备的协议查瞧就是否仅使用描述文件就可
以
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