一、引言
在工業(yè)控制領(lǐng)域中，分布式監(jiān)控系統(tǒng)常常采用計(jì)算機(jī)機(jī)為上位機(jī)、單片機(jī)做下位機(jī)的系統(tǒng)，這是一種經(jīng)濟(jì)、可靠、真觀、合理的控制方式。組態(tài)軟件MCGS是目前較常見(jiàn)的一種工業(yè)控制通用組態(tài)軟件，是開(kāi)發(fā)工程一非常有效的上位機(jī)工具軟件，下位機(jī)采用單片機(jī)來(lái)開(kāi)發(fā)的儀表，則具有計(jì)量精度高，功耗低，穩(wěn)定可靠，成本低等特點(diǎn)。
組態(tài)軟件MCGS與MCS51單片機(jī)的通迅方法一般有三種：一、單片機(jī)通過(guò)PLC、采集板卡、智能模塊等設(shè)備實(shí)現(xiàn)通信；二、通過(guò)采用VB編制通信服務(wù)程序，利用串口通訊控件與單片機(jī)進(jìn)行多機(jī)通信, 利用OLE功能在服務(wù)程序和MCGS之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，從而實(shí)行了MCGS與單片機(jī)的多機(jī)通信。；三、通過(guò)使用MCGS嵌入版的串行口通迅函數(shù)進(jìn)行PC機(jī)與單片機(jī)多機(jī)通信。前者實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，只需對(duì)的PLC或板卡做相應(yīng)的設(shè)置即可；而后兩種經(jīng)濟(jì)實(shí)用，省去了PLC、板卡、智能模塊等設(shè)備，節(jié)約了資金，但是需要有一定的編程知識(shí)。
二、通信方法
1. PLC、板卡、智能模塊方式
本文的實(shí)例為PC上位機(jī)與一級(jí)下位機(jī)OMRON系列PLC的通信。它與計(jì)算機(jī)之間的通信采用的是串行通信。
PLC是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種通用的工業(yè)自動(dòng)控制裝置，它具有體積小，功能強(qiáng)，程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，靈活通用，維護(hù)方便等一系列的優(yōu)點(diǎn)，特別是它的高可靠性和較強(qiáng)的適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境的能力，使它成為大規(guī)?？刂乒こ痰睦硐胂挛粰C(jī)。
OMRON系列中型PLC有SYSMAC C200HX系例，擁有多種接口數(shù)字量輸入，數(shù)字量輸出，模擬量輸入，模擬輸出等，它帶有兩個(gè)RS-232接口，可通過(guò)RS-232C /RS-485轉(zhuǎn)接器，掛在RS-485總線上，上位機(jī)PC通過(guò)轉(zhuǎn)換器與總線相連，即構(gòu)成具有分布式控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)傳數(shù)據(jù)采集網(wǎng)，其它儀表設(shè)備，只要是標(biāo)準(zhǔn)串口都可以類(lèi)似方式直接或間接與系統(tǒng)連接。
在組態(tài)軟件MCGS中，歐姆龍PLC設(shè)備必須掛接在串口父設(shè)備下，串口父設(shè)備在“通用設(shè)備”目錄中。串口父設(shè)備用來(lái)設(shè)置通信參數(shù)和通信端口。通信參數(shù)必須設(shè)置成與PLC的設(shè)置一樣。否則就無(wú)法通信。歐姆龍PLC常用的通信參數(shù)：波特率9600，2位停止位，偶校驗(yàn)，7位數(shù)據(jù)位。
通迅的主動(dòng)權(quán)在上位計(jì)算機(jī)，通信時(shí)必須由計(jì)算機(jī)按要求向PLC的HOST LINK 發(fā)出通信命令，然后才能由HOST LINK送回響應(yīng)信號(hào)。
硬件通信連接示意圖如下：
在組態(tài)軟件中設(shè)置如下:
在設(shè)備窗口中雙擊添加的設(shè)備彈出如下對(duì)話框：
2. 自制控件的OLE方式
MCGS用Active DLL構(gòu)件的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，通過(guò)規(guī)范的OLE接口掛接到MCGS中，使其構(gòu)成一個(gè)整體，所以MCGS把設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序叫做設(shè)備驅(qū)動(dòng)構(gòu)件。由于設(shè)備驅(qū)動(dòng)構(gòu)件和MCGS運(yùn)行在同一個(gè)進(jìn)程內(nèi)，故設(shè)備構(gòu)件的運(yùn)行速度快，可靠性高，不存在傳統(tǒng)DDE方式連接設(shè)備驅(qū)動(dòng)時(shí)的數(shù)據(jù)流通不暢和數(shù)據(jù)傳輸速度慢等問(wèn)題。同時(shí)，OLE是一個(gè)可擴(kuò)充的開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)，用于實(shí)現(xiàn)不同軟件之間的相互操作，而不管軟件本身是使用什么編程語(yǔ)言。因此，只要遵守MCGS的接口規(guī)范，可以使用VB、VC、Delphi等語(yǔ)言來(lái)編制MCGS的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。鑒于Visual Basic通用性和簡(jiǎn)單性，可以使用VB來(lái)開(kāi)發(fā)MCGS的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序.由于VB5.0以上版本是以二進(jìn)制碼來(lái)編譯執(zhí)行程序，其運(yùn)行速度已接近VC，完全能滿足設(shè)備驅(qū)動(dòng)構(gòu)件所需的速度要求。
MCGS設(shè)備構(gòu)件的實(shí)現(xiàn)方法和原理與標(biāo)準(zhǔn)VB的ActiveDLL完全一致，但MCGS規(guī)定了一套接口規(guī)范，只有遵守這些接口規(guī)范的ActiveDLL才能用作MCGS的設(shè)備驅(qū)動(dòng)構(gòu)件。MCGS設(shè)備驅(qū)動(dòng)構(gòu)件必須具有如下5個(gè)屬性和8個(gè)方法：
屬性：DevType 標(biāo)識(shí)設(shè)備的類(lèi)型
屬性：DevStyle 標(biāo)識(shí)設(shè)備的類(lèi)別
屬性：DevChannel 標(biāo)識(shí)設(shè)備的通道個(gè)數(shù)
屬性：DevBaseIO 標(biāo)識(shí)設(shè)備所用IO的基地址
屬性：DevIONumber 標(biāo)識(shí)設(shè)備所用IO地址的個(gè)數(shù)
方法：GetDevName 讀取設(shè)備構(gòu)件類(lèi)型名稱(chēng)
方法：GetDevHelp 調(diào)用設(shè)備構(gòu)件的在線幫助內(nèi)容
方法：SetDevPage 調(diào)用設(shè)備的內(nèi)部屬性頁(yè)
方法：InitNewDev 初試化設(shè)備的初始值
方法：GetChlType 讀取設(shè)備構(gòu)件各通道的數(shù)據(jù)類(lèi)型和注釋
方法：InitDevRun 運(yùn)行時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行初始化工作
方法：RunDevCommand 執(zhí)行指定的設(shè)備命令
方法：CollectDevDat 定時(shí)操作設(shè)備，采集或輸出數(shù)據(jù)
開(kāi)發(fā)MCGS設(shè)備驅(qū)動(dòng)的過(guò)程，實(shí)際上就是根據(jù)設(shè)備的特性和含義來(lái)完成8個(gè)方法功能的編程過(guò)程。編寫(xiě)通訊子設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序時(shí)，主要使用的就是對(duì)串行端口進(jìn)行操作。MCGS根據(jù)驅(qū)動(dòng)程序的實(shí)現(xiàn)特點(diǎn)，充分運(yùn)用32操作系統(tǒng)多任務(wù)多線程的優(yōu)勢(shì)，把復(fù)雜的對(duì)串行端口的設(shè)置、初始化和讀寫(xiě)操作全部封裝在MCGS提供的串行通訊父設(shè)備中，在通訊子設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序中只需調(diào)用父設(shè)備提供的標(biāo)準(zhǔn)串口讀寫(xiě)函數(shù)，即可完成各種功能通訊子設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)編程工作。常用的函數(shù)有：ComOutDat、ComAllInDat、ComOutInDat等。
下面以一個(gè)5個(gè)通道的接口卡為例，接口卡的跳線設(shè)置為：?jiǎn)味溯斎搿?～5V輸入量程、數(shù)碼轉(zhuǎn)換方式為單極性，要求本設(shè)備構(gòu)件能對(duì)5個(gè)通道的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。
利用MCGS的高級(jí)開(kāi)發(fā)向?qū)?，生成一個(gè)獨(dú)立設(shè)備驅(qū)動(dòng)設(shè)備的源程序；假定工程名設(shè)為：MYPROGRAM，類(lèi)型名設(shè)為：我的工程；把屬性DevChannel中的值改為5；把接口GetChlType中的代碼改為：
Dim i As Long
For i = 0 To 4
Dat(i) = 2
msg(i) = "AD輸入"+format$(I+1,”0”)
Next i
在接口CollectDevDat中編制如下程序代碼：
Dim i as Long, high as Long, l ow as Long
For i=0 to 4
Outp mHandle, DevBaseIO, i ‘設(shè)置AD通道
Outp mHandle, DevBaseIO+1, 0 ‘啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換
Do ‘等待AD轉(zhuǎn)換結(jié)束
If Inp(mHandle, DevBaseIO + 2) < 128 Then Exit Do
Loop
high = Inp(mHandle, DevBaseIO + 2) And &HF ‘讀高4位
low = Inp(mHandle, DevBaseIO + 3) ‘讀低8位
dd(i) =( h * 256 + l)*5000/4096 ‘轉(zhuǎn)換為mV數(shù)
Next i
編譯工程，得到DLL文件，把該文件拷貝到MCGS的program\drivers目錄下，即可完成本設(shè)備構(gòu)件的編程工作。設(shè)備只需連在相應(yīng)的串行口既可。
在MCGS組態(tài)環(huán)境中，即可在設(shè)備管理窗口中使用新開(kāi)發(fā)的設(shè)備。
在MCGS中設(shè)置如下:
在設(shè)備窗口中雙擊添加的設(shè)備彈出如下對(duì)話框：
3. 直接進(jìn)行遠(yuǎn)端通訊
計(jì)算機(jī)串行口是計(jì)算機(jī)和其它設(shè)備通訊時(shí)最常用的一種通訊接口，一個(gè)串行口可以掛接多個(gè)通訊設(shè)備（如一個(gè)RS485總線上可掛接255個(gè)ADAM通訊模塊，但它們共用一個(gè)串口父設(shè)備），為適應(yīng)計(jì)算機(jī)串行口的多種操作方式，MCGS組態(tài)軟件特采用在串口通訊父設(shè)備下掛接多個(gè)通訊子設(shè)備的一種通訊設(shè)備處理機(jī)制，各個(gè)子設(shè)備繼承一些父設(shè)備的公有屬性，同時(shí)又具有自己的私有屬性。在實(shí)際操作時(shí)，MCGS提供一個(gè)串口通訊父設(shè)備構(gòu)件和多個(gè)通訊子設(shè)備構(gòu)件，串口通訊父設(shè)備構(gòu)件完成對(duì)串口的基本操作和參數(shù)設(shè)置，通訊子設(shè)備構(gòu)件則為串行口實(shí)際掛接設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序。
將下位機(jī)單片機(jī)儀表設(shè)備組成單片機(jī)主從形式的多機(jī)通迅網(wǎng)絡(luò)，然后將負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)的主機(jī)單片機(jī)通過(guò)RS485總線連接到上位機(jī)PC的RS232接口，通過(guò)串行口通信方式將數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳送到上位機(jī)，這樣可以用計(jì)算機(jī)直接對(duì)遠(yuǎn)端儀表設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、檢測(cè)、控制、診斷和故障調(diào)試等。硬件連線如下:
在MCGS中設(shè)置如下:
在設(shè)備窗口中雙擊添加的設(shè)備彈出如下對(duì)話框.
該種方法與第二種比要增加一個(gè)單片機(jī)主機(jī)做數(shù)據(jù)采集的，然后與組態(tài)王軟件來(lái)通信，單片機(jī)主機(jī)和從機(jī)的程序與第二種設(shè)計(jì)有所區(qū)別。
三、結(jié)束語(yǔ)
用戶(hù)可以根據(jù)自己開(kāi)發(fā)工程項(xiàng)目的規(guī)模、特點(diǎn)來(lái)選擇相應(yīng)的通信方法，對(duì)于大的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)可以前二者；如果是與少量單片機(jī)通信可以用后一種方法連接。相信隨著組態(tài)軟件MCGS的發(fā)展，還會(huì)有更多更好的單片機(jī)通信方式供用戶(hù)來(lái)選擇。
（摘自昆侖通態(tài)公司網(wǎng)站）
（轉(zhuǎn)載）
