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利用软件编程实现DCS通讯

时间:2013-02-19 来源:电气自动化技术网 编辑:李亮 点击:次 字体设置:

  利用软件编程方式,可以更加灵活实现各种非常规的通讯。

  由于自行编写的程序在工程师站/操作员站运行,需要占用一定的CUP时间及内存,因此在通讯数据量较大,同时要求通讯速度较快时,由于没有专业通讯软件的“例外报告”机制,建议不要采用自行开发程序的办法。

  由于自行编写的程序通常没有“数据缓存”机制,在传送非常重要的数据时应该谨慎使用。

  自行编程主要工作为了两方面,一为I/A数据的读写及处理,一为通讯的实现。

  通常自行开发通讯软件包括:串口通讯(如智能前端)、TCP/IP通讯(如实时数据传送)、FTP通讯(如定期传送报表文本)、基于TCP/IP的MODBUS协议通讯。

  以上几种通讯方式在通讯的实现方式上不同,但在I/A’s内数据的读写操作是一样的,接下来将阐述软件编程时的主要函数及方式:

  1.I/A’s数据的读写及处理

  Foxboro公司I/A’s系统提供强大的内部编程函数(C函数、FORTRAN),主要包括有:

  lOMCALL函数–实现I/A’s系统内部数据的读写操作。

  主要函数有:

  2intgetval(char*name,intobj_type,intimport,char*value,unsignedint*status,intdata_len)

  此函数实现单个数据的读操作。

  2intom_getval(char*name,intobj_type,intimport,charvalue,unsignedint*status,intdata_len,PSAP_ADDR*psap_ptr)

  此函数实现单个数据的读操作,它使用PSAP指针。

  2intsetval(char*name,intobj_type,intimport,char*value,unsigned*status,intdata_len)

  此函数实现单个数据的写操作。

  2intom_setval(char*name,intobj_type,intimport,char*value,unsigned*status,intdata_len,PASP_ADDR*psap_ptr);

  此函数实现单个数据的写操作,它使用PSAP指针。

  2intomopen(structom_header_node*om_descriptor,intopen_id)

  此函数实现打开一个LIST,为数据的读写操作做准备。

  2intomread(intomopen_id,intsize_list,structvalue*var_list)

  此函数实现从打开的LIST中读取数据。

  2intomwrite(intomopen_id,intsize_list,structvalue*var_list);

  此函数实现向打开的LIST中写数据。

  2intomclose(intopen_id,structom_header_node*header,structopen_var*var_list,structnet_addr*addr_tbl)

  此函数实现关闭一个已经打开的LIST。

  2头部文件、OM结构及例程

  #include

  #include

  #include

  #include

  #include

  main()

  {

  structopen_varin_var_list[8];

  structheader_nodein_om_desc;

  structnet_adrin_net_adr_tbl[2];

  intin_open_id;

  intrtn;

  floatdelta_temp,delta_fc,delta_df;

  structvalue*in_data_list,*temp;

  inti;

  delta_temp=5.0;

  delta_fc=1.0;

  delta_df=0.5;

  in_om_desc.task_status=OM_R_ACCESS;

  in_om_desc.net_adr_tbl_ptr=in_net_adr_tbl;

  in_om_desc.size_net_adr_tbl=2;

  in_om_desc.open_list_ptr=in_var_list;

  in_om_desc.size_open_list=8;

  ……

  }
 

  2特点

  使用getval、setval、om_getval、om_setval函数进行编程比较简单,但效率较差;用omopen、omread、omwrite、omclose编程需要复杂的声明,编程比较复杂,但程序通用性好(不要FOXAPI的支持)、效率高。

  lFOXAPI函数–实现I/A’s系统内部数据的读写操作及强大的C/S结构编程。

  主要函数有:

  2intsbopen(int*gw_array,intnument,char*name_array,int*valtyp_array,intacctyp,float*delta_array,intclexit,intrsr,intwsr,float*wdelta_array,int*dset,int*index_array,int*error_array,int*reterr)

  此函数实现以连续更新的方式打开一个读写SET。

  2intbread(intdset,long*value_array,int*status_array,int*reterr)

  此函数实现从一个已经打开SET中读取数据。

  2intbwrite(intdset,long*value_array,int*error_array,int*reterr)

  此函数实现向一个已经打开SET中写数据。

  2intclsset(intdset,int*reterr)

  此函数实现关闭一个已经打开SET,释放程序所使用的内存空间,释放对CP中数据的控制权。

  2头部函数,FOXAPI结构定义及例程

  #include

  #include

  #include

  #include

  #include

  #include

  #include

  #defineOBJNUM100

  #defineSETNUM20

  typedefunion

  {

  longlval;

  shortival;

  floatfval;

  charbval;

  }IAXVAL;

  /*PredefinedParameterofI/Avalue*/

  staticintgw[SETNUM][OBJNUM];/*GatewayArray*/

  charname[SETNUM][OBJNUM][32];/*ObjectNameArray*/

  chardesc[SETNUM][OBJNUM][15];/*ObjectdescriptionArray*/

  staticintvaltype[SETNUM][OBJNUM];/*ObjectValueTypeArray*/

  staticintacctype=1;/*Read-onlyArray*/

  staticfloatrdelta[SETNUM][OBJNUM];/*ObjectsReadDeltaArray*/

  staticfloatwdelta[SETNUM][OBJNUM];/*ObjectsWriteDeltaArray*/

  interror[SETNUM][OBJNUM];/*ObjectsErrorArray*/

  intindex[SETNUM][OBJNUM];/*ObjectsIndexesArray*/

  intstatus[SETNUM][OBJNUM];/*ObjectsStatusArray*/

  IAXVALvalue[SETNUM][OBJNUM];/*ObjectsValueArray*/

  staticintrsr=4;/*ReadScanRate*/

  staticintwsr=4;/*WriteScanRate*/

  staticintclexit=1;/*IgnoredinUNIX*/

  intreterr[SETNUM];/*OpenSetreturnErrorCode*/

  /*PredefineParameterofutility*/

  intset[SETNUM];/*OpenSetNumber*/

  intTotal_SET;/*TotalSetNumber*/

  intLast_SET_Num;/*LastSetValueNuber*/

  intTotal_Num;/*TotalNumberofobjects*/

  intTotal_File;/*TotaloutputfilesNumber*/

  intINTERVAL;/*Communicateinterval*/

  intCol_Num;/*Valuenumberperline*/

  main()

  {

  ……scopen(gw[i],k,name[i],valtype[i],acctype,rdelta[i],clexit,rsr,\

  wsr,wdelta[i],&set[i],index[i],error[i],&reterr[i]);

  printf(“ReturnErrorCode=%-d\n”,reterr[i]);

  printf(“ReturnDataSet=%-d\n”,set[i]);

  ……rtn=bread(set[i],value[i],status[i],&reterr[i]);

  if(reterr[i]!=0)

  {

  printf(“BufferedReadObjectsError%d,%d,%d\n”,rtn,\

  reterr[i],set[i]);

  }

  ……for(i=0;i

  {

  clsset(set[i],&reterr[i]);

  }

  ……

  }
 

  2特点

  使用FOXAPI编程比较简单,程序效率也很高,但程序的执行需要FOXAPI的支持,编译好的程序只能在装有FOXAPI的AW、AP机器中运行。PI实时数据库实际上便是利用FOXAPI函数编写的应用程序。

  lHICALL函数–实现具有I/A’s风格的人机界面(HUMANINTERFACE)编程,包括显示元素,如:矩形、圆弧、填充色;对话框、菜单结构、鼠标键盘驱动、查询、文件驱动等,事实上,整个I/A’s的人机界面编写既是通过这些函数完成。

  lIPCALL函数–实现I/A’s系统内部通讯编程,如:SOE软件等。

  lICCAPI函数–实现I/A’s控制处理器CP中CIO的相关操作。

  l数学库–提供各种经典数值计算的调用函数。

  l物理特性库–提供各种物理特性计算的调用函数,包括水、蒸汽的焓、熵等计算。

  2intvpt(floatp,floatt,float*v)

  此函数根据蒸汽的压力及温度计算蒸汽的容积。

  2inthpt_stm(floatp,floatt,float*h)

  此函数根据蒸汽的压力及温度计算蒸汽的焓。

  2intspt_stm(floatp,floatt,float*s)

  此函数根据蒸汽的压力及温度计算蒸汽的熵。

  2inthpt_wtr(floatp,floatt,float*h)

  此函数根据水的压力及温度计算水的焓。

  2intspt_wtr(floatp,floatt,float*s)

  此函数根据水的压力及温度计算水的熵。

  2inthpt_air(floatp,floatt,float*h)

  此函数根据空气的压力及温度计算空气的焓。

  2intspt_air(floatp,floatt,float*s)

  此函数根据空气的压力及温度计算空气的熵。

  lINFORMIX编程。

  在某些需要对历史数据进行操作的场合,可以利用INFORMIX及E-SQL进行编程。

  2.通讯的实现

  在用软件编程实现通讯时所采用的具体的通讯硬件上,既可以通过串口实现RS-232通讯,也可以通过AUI网卡、BNC网卡、RJ-45网卡实现FTP通讯、TCP/IP通讯。

  当与I/A’s通讯的其它设备(如智能数据采集前端、GPS、自动同期装置等非通用设备)可以提供串口通讯,且通讯点数量不多时,采用专门的硬件实现通讯硬件不是一个非常经济的方案,此时可以采用RS-232实现通讯。

  用RS-232实现通讯时,首先应初始化通讯端口,然后可以按RS-232通讯规程(RXD,TXD,RTS,CTS,DSR,DTR,DCD信号),发送指令并接受数据。

  以下是初始化端口的一段例程:

  intinit_port(intk,int*fd,char*comport)

  {

  intsavef;

  if((*fd=open(comport,O_RDWR|O_NDELAY|O_NONBLOCK))《0)

  return(1);

  fflush(stdout);

  fflush(stdin);

  if(savef=fcntl(*fd,F_GETFL,0)《0)

  return(2);

  if(fcntl(*fd,F_SETFL,savef|O_NDELAY)《0)

  return(3);

  if(ioctl(*fd,TCGETS,&termio)《0)

  return(4);

  /*Settheportparameteras9600Baudrate,8databits,1siopbit,

  Enablereceiver,Evenparityenable*/

  termio.c_cflag=B9600|CS8|CREAD|PARENB|CLOCAL;

  termio.c_cflag&=~CSTOPB;

  termio.c_cflag&=~PARODD;

  termio.c_iflag=INPCK;

  termio.c_iflag&=~ISTRIP;

  termio.c_lflag=0;

  termio.c_oflag=0;

  termio.c_cc[VMIN]=1;

  termio.c_cc[VTIME]=0;

  if(ioctl(*fd,TCSETS,&termio)《0)

  return(5);

  sleep(1);

  return(0);

  }

  以下是读写端口的一段例程:

  intcomm(unsignedcharnum,intfd)

  {

  intI,rtn,tioc;

  unsignedcharT[200];

  unsignedcharbuff[200];

  ……ioctl(fd,TIOCMGET,&tioc);

  tioc=tioc|TIOCM_RTS;

  ioctl(fd,TIOCMSET,&tioc);

  ……write(fd,T,200);

  rtn=ioctl(fd,TCSBRK,1);

  strcpy(buf,”“,200);

  read(fd,buf,200);

  }

  如果与I/A’s进行通讯的是PC机或其它DCS,比较好的通讯办法是利用RJ-45等通讯口,按FTP协议或TCP/IP协议进行通讯。其中,FTP通讯的效率较低,且一直有读盘/写盘动作,对机器的影响较大,但此方法比较简单,容易实现,因此,在通讯不频繁的时候(建议大于一小时),也可以采用这个办法。在更多的时候,则建议使用TCP/IP协议进行通讯。

  利用TCP/IP进行通讯时,有两个协议可以选择:TCP及UDP,其中TCP(TransportControlProtocol,传输控制协议)是面向联接的,它提供高可靠性服务,尤其适用于传输大量报文信息。UDP(UserDatagramProtocol,用户数据报协议)是无联接的,它提供高效率的服务,适用于一次传输少量报文信息的场合。

  UDP通讯的程序的编写也比较容易,只需指定客户机的IP地址(或主机名)及传送端口号即可,下面是一段利用UDP初始化例程:

  #include

  #include

  #include

  #include

  #include

  #include

  intsock,length;

  structsockaddr_in,sockname;

  charbuff[1024];

  intInit_Socket()

  {

  char*clientName=“AW5101”;

  intportNum=10002;

  structhostent*hp,*gethostbyname();

  /*Creatsocketonwhichtosend.*/

  sock=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);

  if(sock==-1)

  {

  perror(“opendatagramsocketerr0r”);

  exit(1);

  }

  hp=gethostbyname(clientName);

  if(hp==(structhostent*)0)

  {

  printf(“unkownhost:%s\n”,clientName);

  exit(2);

  }

  memcpy((char*)&sockname.sin_addr,(char*)hp-》h_addr,hp-》h_length);

  sockname.sin_family=AF_INET;

  sockname.sin_port=htons(atoi(portNum);

  return(0);

  }……

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