COM組件技術在現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)-設計應用

精品文檔-下載后可編輯COM組件技術在現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)-設計應用ＣＯＭ(ＣｏｍｐｏｎｅｎｔＯｂｊｅｃｔＭｏｄｅｌ)組件技術是構造二進制兼容軟件的規(guī)范，通過它可以建立能夠相互傳輸數(shù)據的組件，其服務器－客戶機結構非常適合工控軟件應用程序的開發(fā)。由于工控軟件不僅包括ＰＣ機上的ＨＭＩ（人－機界面）程序，還包括與各種基于ＩＳＡ或ＰＣＩ總線的數(shù)據采集卡進行數(shù)據交換的程序，這部分程序對開發(fā)人員的硬件水平要求較高，而且開發(fā)難度較大，與ＨＭＩ程序是相互獨立的所以可以把工控軟件分成兩部分，即把ＨＭＩ程序作為客戶機端程序，把與硬件進行數(shù)據交換的程序作為服務器端程序?；谶@種思想，本文將服務器－客戶機結構應用到現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的組態(tài)軟件中，著重介紹客戶機和服務器的功能及實現(xiàn)。首先介紹現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的組成。１系統(tǒng)組成

現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)主要由ＰＣ機、ＩＳＡ或ＰＣＩ總線智能適配器、智能測控模塊、組態(tài)軟件、ＨＭＩ軟件、ＣＯＭ服務器、用戶軟件等構成。

現(xiàn)場總線系統(tǒng)中所有信息的傳遞都是雙向的，ＣＯＭ服務器介于智能適配器和上位機軟件之間，負責完成數(shù)據的傳輸。上位機軟件相當于客戶機端應用軟件，它使用ＣＯＭ服務器提供的接口來操作適配器，對適配器進行初始化及向特定單元寫入和讀出數(shù)據。

由于在Ｗｉｎｄｏｗｓ保護模式下不能直接訪問存儲器，所以需要編寫ＶｘＤ驅動程序將物理地址轉換成線性地址，然后ＣＯＭ就可以象使用ＤＬＬ一樣調用ＶｘＤ的函數(shù)，完成對ＩＳＡ或ＰＣＩ總線智能適配器的操作。從測控模塊到上位機軟件自下而上的數(shù)據傳輸完成了用戶對測控模塊的監(jiān)測；而上層軟件通過ＣＯＭ將數(shù)據送往適配器，再由適配器送往測控模塊，實現(xiàn)了用戶對測控模塊工作參數(shù)的設置及工作狀態(tài)的管理。圖１給出了系統(tǒng)軟件結構框圖。

２組態(tài)軟件的功能

現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)組態(tài)軟件是一套基于Ｗｉｎｄｏｗｓ９８和Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００平臺（或更高版本）、用于快速構造和生成上位機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件，它提供了從數(shù)據采集到數(shù)據處理、遠程控制、報警處理、報表輸出等實際工程問題的完整解決方案。它使用ＣＯＭ服務器提供的接口與適配器進行數(shù)據交換，是ＣＯＭ客戶機端的程序。

３ＣＯＭ組件技術

組件是完成一定功能的軟件塊，可以被其它程序使用，而且容易替換。為了使每個人編寫的組件具有可移植性，必須建立一個標準，保證其兼容性和可互換性。ＣＯＭ正是這樣一種標準，遵循ＣＯＭ規(guī)則就可以建立能夠相互交換數(shù)據的組件。

在現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)中，ＣＯＭ組件服務器負責組態(tài)軟件等上位機軟件與智能適配器之間的數(shù)據傳輸，因為適配器通過ＣＡＮ現(xiàn)場總線與測控模塊連接，所以對適配器的操作就是對模塊的監(jiān)測與控制。ＣＯＭ服務器提供的接口中有適配器初始化、模塊檢查、向模塊發(fā)送數(shù)據及讀取模塊數(shù)據等函數(shù)。下面著重介紹數(shù)據發(fā)送接收格式及如何編寫這４個有代表性的函數(shù)。

３．１適配器初始化函數(shù)

只有適配器初始化成功后，才能進行其它操作。由于在Ｗｉｎｄｏｗｓ保護模式下不能直接訪問適配器，ＣＯＭ程序需要調用ＶｘＤ程序將存儲器對應的物理地址轉換成線性地址指針ｌｐＢａｓｅＡｄｄｒｅｓｓ，這樣對適配器的操作就轉換成對以該指針為首地址的數(shù)組的操作。向這個數(shù)組的０ｘ３Ｆ０、０ｘ３Ｆ１和０ｘ３Ｆ８單元分別寫入上位機節(jié)點號以及適配器與模塊間的通信波特率和適配器程序規(guī)定的命令字０ｘＣ６（表示適配器初始化），等待幾十ｍｓ后，如果適配器接收到上面的數(shù)據并做出適當?shù)姆磻?，它會將０ｘ３Ｆ８單元清零，這就表示初始化適配器成功；如果該單元不為零，則初始化失敗。

３．２數(shù)據傳輸格式

適配器初始化成功后，就可以同它交換數(shù)據了。下面簡單說明一下發(fā)送數(shù)據和接收數(shù)據的格式。

適配器初始化得到的線性地址指針ｌｐＢａｓｅＡｄｄｒｅｓｓ的１～５單元分別存放上位機節(jié)點號、模塊節(jié)點號、保留字、發(fā)送或接收字節(jié)長度及模塊操作的命令字。ｌｐＢａｓｅＡｄｄｒｅｓｓ[６]～ｌｐＢａｓｅＡｄｄｒｅｓｓ[２５６]存放所要發(fā)送的數(shù)據；從ｌｐＢａｓｅＡｄｄｒｅｓｓ[０ｘ１０６]單元開始存放接收到的數(shù)據。ｌｐＢａｓｅＡｄｄｒｅｓｓ[０ｘ３Ｆ８]存放操作適配器的命令字，適配器根據這個單元內容進行處理，如果是０ｘＣ６，則初始化適配器和模塊上的ＣＡＮ控制器；如果是０ｘＣ７，則將數(shù)組里的數(shù)送給模塊上的Ｅ２ＰＲＯＭ，模塊收到數(shù)據后根據ｌｐＢａｓｅＡｄｄｒｅｓｓ[５]的命令字進行相應處理如果是０ｘＢ０，則按照接收到的數(shù)據配置模塊工作狀態(tài)；如果是０ｘＡ５，則將此時的測量值送到適配器上，由ＣＯＭ程序讀出。３．３模塊檢查函數(shù)

適配器初始化成功后，還要檢查適配器與下面的測控模塊是否連接好或者是否存在組態(tài)軟件要組態(tài)的模塊，也就是要進行模塊檢查操作。模塊檢查的命令字是０ｘＡＤ，向數(shù)組的１～５單元分別寫入上位機節(jié)點號、模塊節(jié)點號、保留字、發(fā)送數(shù)據長度和模塊檢查命令字０ｘＡＤ，向０ｘ３Ｆ８單元寫入０ｘＣ７（表示向適配器寫入數(shù)據），等待幾十ｍｓ后，如果０ｘ３Ｆ８單元清零而且０ｘ１００單元被置為０ｘＡＡ，表示該模塊存在而且可以通信否則，表明該模塊不存在或者硬件上有問題。

３．４寫適配器數(shù)據函數(shù)

在確定了網絡中存在哪些可通信的模塊之后，就可以向它們發(fā)送數(shù)據并進行配置。為了實現(xiàn)向適配器發(fā)送數(shù)據，總共編寫了４個函數(shù)、ＳｅｎｄＤａｔａ([ｉｎ]ＢＹＴＥＳｅｎｄＢｕｆ[２５６])、ＳｅｎｄＦｉｎｉｓｈ([ｉｎ]ＢＯＯＬｂＦｉｎｉｓｈ)、ＦｉｎｉｓｈＱｕｅｒｙ([ｏｕｔ]ＢＯＯＬ*ｂＦｉｎｉｓｈ)和ＲｅｃｅｉｖｅＲｅｓｕｌｔ([ｏｕｔ]ＢＯＯＬ*ｂＳｅｎｄＦｉｎｉｓｈ)。ＳｅｎｄＤａｔａ負責把一個模塊所需要發(fā)送的數(shù)據以數(shù)組的形式放到服務器的一個二維數(shù)組（Ｒｏｏｍ[６４][２５６]）里，每個模塊的數(shù)據作為一行。由于向適配器發(fā)送數(shù)據后，要等待一段時間判斷模塊是否接收成功，所以在ＳｅｎｄＦｉｎｉｓｈ中開啟輔助線程來發(fā)送數(shù)據并等待結果，這樣可不占用ＣＯＭ主程序的時間，使客戶調用接口函數(shù)后能立即返回，執(zhí)行其它操作。ＦｉｎｉｓｈＱｕｅｒｙ查詢數(shù)據發(fā)送是否結束。ＲｅｃｅｉｖｅＲｅｓｕｌｔ彈出一個非模式對話框，顯示哪些模塊接收到數(shù)據，哪些沒有。

３．５讀適配器數(shù)據函數(shù)

除了向適配器發(fā)送數(shù)據，還可以從適配器上讀取模塊傳上來的數(shù)據。讀取數(shù)據的命令字是０ｘＡ５。實現(xiàn)該任務的函數(shù)是ＧｅｔＰＶ([ｉｎ]ＢＹＴＥｂＤｅｓＮｏｄｅ，[ｏｕｔ]ｆｌｏａｔｖａｌｕｅ[８])，個參數(shù)是模塊節(jié)點號，第二個參數(shù)是返回的測量值數(shù)組。

這里，ＣＯＭ是用ＡＴＬ編寫的本地服務器，ＣＯＭ對象的線程是套間線程。接口定義了６個函數(shù)，ＣＯＭ程序流程圖如圖２所示。

ＣＯＭ對象接口的函數(shù)聲明以及適配器初始化的程序如下：

ＣＯＭ接口定義：

ｉｎｔｅｒｆａｃｅＩＮＣａｒｄＷｏｒｋ：ＩＤｉｓｐａｔｃｈ{[ｉｄ(１)，ｈｅｌｐｓｔｒｉｎｇ("適配器初始化函數(shù)，返回值為是否成功")]ＨＲＥＳＵＬＴＮＣａｒｄＩｎｉｔ（[ｉｎ]ＢＹＴＥｂＳｒｃＮｏｄｅ，[ｉｎ]ＢＹＴＥｂＩｎｔｒＡｄｄ，[ｉｎ]ＢＹＴＥｂＲａｔｅ，[ｉｎ]ｌｏｎｇｂＳｅｇｍｅｎｔＡｄｄ，[ｏｕｔ]ＢＯＯＬ*ｆｌａｇ）；[ｉｄ（２），ｈｅｌｐｓｔｒｉｎｇ（"將客戶端傳送的數(shù)組賦值給Ｒｏｏｍ[][]"）]ＨＲＥＳＵＬＴＳｅｎｄＤａｔａ（[ｉｎ]ＢＹＴＥＳｅｎｄＢｕｆ[２５６]；[ｉｄ（３），ｈｅｌｐｓｔｒｉｎｇ（"啟動多線程"）ＨＲＥＳＵＬＴＳｅｎｄＦｉｎｉｓｈ（[ｉｎ]ＢＯＯＬｂＦｉｎｉｓｈ）；[ｉｄ（４），ｈｅｌｐｓｔｒｉｎｇ（"此函數(shù)返回值表示數(shù)據是否已向下位機發(fā)送完畢，同時可顯示哪些模塊未被配置，通常在此函數(shù)前先用ＦｉｎｉｓｈＱｕｅｒｙ（[ｏｕｔ]ＢＯＯＬ*ｂＦｉｎｉｓｈ）查詢發(fā)送是否完畢"）]ＨＲＥＳＵＬＴＲｅｃｅｉｖｅＲｅｓｕｌｔ（[ｏｕｔ]ＢＯＯＬ*ｂＳｅｎｄＦｉｎｉｓｈ）；[ｉｄ（５），ｈｅｌｐｓｔｒｉｎｇ（"此函數(shù)返回值表示數(shù)據是否已向下位機發(fā)送完畢，"真"表示發(fā)送完畢"）]ＨＲＥＳＵＬＴＦｉｎｉｓｈＱｕｅｒｙ（[ｏｕｔ]ＢＯＯＬ*ｂＦｉｎｉｓｈ）；[ｉｄ（６），ｈｅｌｐｓｔｒｉｎｇ（"網絡檢查，用來在發(fā)送數(shù)據前檢測是否有該節(jié)點存在"）]ＨＲＥＳＵＬＴＮｅｔＣｈｅｃｋ（[ｉｎ]ＢＹＴＥｓｏｕｒ，[ｉｎ]ＢＹＴＥｄｅｓ，[ｉｎ]ＢＹＴＥｔｙｐｅ，[ｏｕｔ]ＢＯＯＬ*ｆｌａｇ）；[ｉｄ（７），ｈｅｌｐｓｔｒｉｎｇ（"讀取模塊的測量值"）]ＨＲＥＳＵＬＴＧｅｔＰＶ（[ｉｎ]ＢＹＴＥｂＤｅｓＮｏｄｅ，[ｏｕｔ]ｆｌｏａｔｖａｌｕｅ[２５６]）；}

適配器初始化函數(shù)：＃ｉｎｃｌｕｄｅ＜ｃｏｎｉｏ．ｈ＞＃ｉｎｃｌｕｄｅ″ｗｉｎｉｏｃｔｌ．ｈ″／／包含其它頭文件．．．．．．．．．ＳＴＤＭＥＴＨＯＤＩＭＰＣＮＣａｒｄＷｏｒｋ：：ＮＣａｒｄＩｎｉｔ（ＢＹＴＥｂＳｒｃＮｏｄｅ，ＢＹＴＥｂＩｎｔｒＡｄｄ，ＢＹＴＥｂＲａｔｅ，ｌｏｎｇｂＳｅｇｍｅｎｔＡｄｄ，ＢＯＯＬ*ｆｌａｇ）{ＮＣａｒｄＣｔｒｌｃａｒｄｃｔｒｌ；／／ＮｃａｒｄＣｔｒｌ類的函數(shù)調用ＶｘＤ函數(shù)ｅｘｂＳｒｃＮｏｄｅ＝ｂＳｒｃＮｏｄｅ；／／給上位機節(jié)點賦值ｅｘｂＲａｔｅ＝ｂＲａｔｅ；／／下位機與適配器間的通信波特率ＢＯＯＬｔｒａｎｓｆｅｒｓｉｇｎ；／／初始化是否成功標志ＤＷＯＲＤｄｗＳｅｇｍｅｎｔａｄｄｒｅｓｓ＝ｂＳｅｇｍｅｎｔＡｄｄ；／／適配器段地址ＨＡＮＤＬＥｈＤｅｖｉｃｅ＝ＮＵＬＬ；／／指向線性指針對句柄ｌｐＢａｓｅＡｄｄｒｅｓｓ＝（ＰＢＹＴＥ）ｃａｒｄｃｔｒｌ．ＭａｐＬｉｎｅａｒＡｄｄｒｅｓｓ（ｄｗＳｅｇｍｅｎｔａｄｄｒｅｓｓ，０ｘ４００，ｈＤｅｖｉｃｅ）；／／調用ＶｘＤ函數(shù)，獲得指向ＩＳＡ總線物理地址的線性地址指針ｃａｒｄｃｔｒｌ．ＵｎＭａｐＬｉｎｅａｒＡｄｄｒｅｓｓ（ｌｐＢａｓｅＡｄｄｒｅｓｓ，ｈＤｅｖｉｃｅ）；／／關閉ＶｘＤ／／調用適配器初始化函數(shù)＿ｏｕｔｐ（０ｘ３１０，０ｘ０１）；／／打開郵箱鎖ｌｐＢａｓｅＡｄｄｒｅｓｓ[０ｘ３Ｆ０]＝ｂＳｒｃＮｏｄｅＮｕｍｂｅｒ；／／上位機節(jié)點號ｌｐＢａｓｅＡｄｄｒｅｓｓ[０ｘ３Ｆ１]＝ｂＲａｔｅ；／／波特率ｌｐＢａｓｅＡｄｄｒｅｓｓ[０ｘ３Ｆ８]＝０ｘＣ６；／／適配器初始化命令字ＤｒｖＤｅｌａｙ（２０，ｆａｌｓｅ）；／／延時２０ｍｓ．．．．．．．．．．．．／／初始化后其它操作＿ｏｕｔｐ（０ｘ３１０，００）；／／關閉郵箱鎖ｒｅｔｕｒｎＳ＿ＯＫ；４虛擬設備驅動程序ＶｘＤ是虛擬設備驅動程序（ＶｉｒｔｕａｌＤｅｖｉｃｅＤｒｉｖｅｒ）的縮寫，中間的ｘ表示某一設備。它能夠無限制地訪問所有硬件設備、自由地檢測操作系統(tǒng)的數(shù)據結構（如描述符和頁表）以及訪問任何內存位置。

本文中，ＶｘＤ將ＩＳＡ總線對應的物理地址轉換成一段線性地址，供應用程序使用。ＶｘＤ的開發(fā)工具是ＶｔｏｏｌｓＤ，轉換時用的函數(shù)為ＭａｐＰｈｙｓＴｏＬｉｎｅａｒ。以下是部分程序代碼：

／／定義結構體ｔｙｐｅｄｅｆｓｔｒｕｃｔ＿ＭａｐＤｅｖＲｅｑｕｅｓｔ{ＰＶＯＩＤｍｄｒ＿ＰｈｙｓｉｃａｌＡｄｄｒｅｓｓ；ＤＷＯＲＤｍｄｒ＿ＳｉｚｅＩｎＢｙｔｅｓ；ＰＶＯＩＤｍｄｒ＿ＬｉｎｅａｒＡｄｄｒｅｓｓ；ＷＯＲＤｍｄｒ＿Ｓｔａｔｕｓ；}ＭＡＰＤＥＶＲＥＱＵＥＳＴ，*ＰＭＡＰＤＥＶＲＥＱＵＥＳＴ；

＃ｉｎｃｌｕｄｅ＜ｖｔｏｏｌｓｃｐ．ｈ＞／／包含其它頭文件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．ＤＷＯＲＤＬａｄｒｖＤｅｖｉｃｅ：：ＯｎＷ３２ＤｅｖｉｃｅＩｏＣｏｎｔｒｏ（ＰＩＯＣＴＬＰＡＲＡＭＳｐＤＩＯＣＰａｒａｍｓ）{ＰＭＡＰＤＥＶＲＥＱＵＥＳＴｐＲｅａ；／／自己定義的結構體ｓｗｉｔｃｈ（ｐＤＩＯＣＰａｒａｍｓ－＞ｄｉｏｃ＿ＩＯＣｔｌＣｏｄｅ）{ｃａｓｅＤＩＯＣ＿ＯＰＥＮ：ｃａｓｅＤＩＯＣ＿ＣＬＯＳＥＨＡＮＤＬＥL：ｂｒｅａｋ：ｃａｓｅＭＤＲ＿ＳＥＲＶＩＣＥ＿ＭＡＰ：ｐＲｅｑ＝*（ＰＭＡＰＤＥＶＲＥＱＵＥＳＴ*）ｐＤＩＯＣＰａｒａｍｓ－＞ｄｉｏｃ＿ＩｎＢｕｆ；ｐＲｅｑ－＞ｍｄｒ＿ＬｉｎｅａｒＡｄｄｒｅｓｓ＝ＭａｐＰｈｙｓＴｏＬｉｎｅａｒ（ｐＲｅｑ－＞ｍｄｒ＿ＰｈｙｓｉｃａｌＡｄｄｒｅｓｓ，ｐＲｅｑ－＞ｍｄｒ＿ＳｉｚｅＩｎＢｙｔｅｓ，０）；ｉｆ（ｐＲｅｑ－＞ｍｄｒ＿ＬｉｎｅａｒＡｄｄｒｅｓｓ＝＝ＮＵＬＬ）ｐＲｅｑ－＞ｍｄｒ＿Ｓｔａｔｕｓ＝ＭＤＲ＿ＳＴＡＴＵＳ＿ＥＲＲＯＲ；ｅｌｓｅｐＲｅｑ－＞ｍｄｒ＿Ｓｔａｔｕｓ＝ＭＤＲ＿ＳＴＡＴＵＳ＿ＳＵＣＣＥＳＳ；ｂｒｅａｋｃａｓｅＭＤＲ＿ＳＥＲＶＩＣＥ＿ＵＮＭＡＰ：ｂｒｅａｋ；ｄｅｆａｕｌｔｒｅｔｕｒｎＥＲＲＯＲ＿ＩＮＶＡＬＩＤ＿ＦＵＮＣＴＩＯＮ；}ｒｅｔｕｒｎＤＥＶＩＯＣＴＬ＿Ｎ