利用软件编程实现DCS通讯
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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=%-dn”，reterr［i］）； printf（“ReturnDataSet=%-dn”，set［i］）； ……rtn=bread（set［i］，value［i］，status［i］，&reterr［i］）； if（reterr［i］！=0） { printf（“BufferedReadObjectsError%d，%d，%dn”，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：%sn”，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）； }…… |
