利用软件编程实现DCS通讯.docx

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利用软件编程实现DCS通讯

利用软件编程实现DCS通讯

摘要:

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...

 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_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）；

 }……