«ПРИНЦИПЫ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ МОДУЛЯМИ ICP DAS СЕРИИ I-7000 В ЗАДАЧАХ ПРОМЫШЛЕННОЙ АВТОМАТИЗАЦИИ САМАРА 2010 УДК 004.9 (075) Рецензенты: Заслуженный работник высшей школы РФ, д.т.н., профессор Прохоров С.А.; д.т.н., ...»

А.В. Графкин

ПРИНЦИПЫ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ

МОДУЛЯМИ ICP DAS СЕРИИ I-7000 В ЗАДАЧАХ

ПРОМЫШЛЕННОЙ АВТОМАТИЗАЦИИ

САМАРА 2010

УДК 004.9 (075)

Рецензенты:

Заслуженный работник высшей школы РФ, д.т.н.,

профессор Прохоров С.А.;

д.т.н., профессор Кузнецов П.К.

А.В. Графкин

Принципы программного управления модулями ICP DAS СЕРИИ I-7000 в задачах промышленной автоматизации / СНЦ РАН, 2010. – 133 с.: ил.

ISBN 978-5-93424-475-1 Монография содержит описание особенностей, которые необходимо учитывать при работе с модулями ICP DAS серии I-7000. Даны рекомендации по использованию модулей, а также приведены примеры программ в среде Windows.

Предназначена для преподавателей, научных сотрудников, инженеров, аспирантов и студентов как руководство по изучению основ проектирования автоматизированных систем обработки информации и управления.

Печатается по решению издательского совета Самарского научного центра Российской академии наук.

ISBN 978-5-93424-475-1 © А.В. Графкин,

СОДЕРЖАНИЕ

Содержание……………………………………………………...... Введение…………………………………………………………... 1. Алгоритм управления модулями………………..…...……… 2. Разработка программного обеспечения……………..…...…. 3. Методика настройки программного обеспечения I-7000....... 4. Сбор данных и управление модулями………………………. 4.1.Управление в SCADA системе LabVIEW………………. 4.2.Управление в Lazarus…………………………………….. 4.3.Управление в Borland Delphi…………………………….. 4.4.Управление в Visual C++…………………………………. 4.5.Управление в Visual C#

Заключение……………………………………………………….. Список литературы………………………………………………. Приложения………………………………………………………. ПРИЛОЖЕНИ 1. Методика выполнения лабораторной работы..……

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Система команд модуля I-7018P…….. ПРИЛОЖЕНИЕ 3.Система команд модуля I-7080………. ПРИЛОЖЕНИЕ 4.Система команд модуля I-7021………. ПРИЛОЖЕНИЕ 5.Система команд модуля I-7044………. ПРИЛОЖЕНИЕ 6.Система команд модуля I-7033 /13….. ПРИЛОЖЕНИЕ 7.Общие команды модулей……………..

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время все большее распространение получают автоматизированные системы на основе последовательных интерфейсов. Наиболее широко они используются в автоматизированных системах управления технологическими процессами (АСУ ТП) для сбора, обработки информации и управления территориально распределенными объектами.

АСУ ТП на базе последовательных интерфейсов по сравнению с традиционными централизованными системами имеют несколько преимуществ:

1. Повышение надежности системы управления. По надежности цифровой метод передачи данных намного превосходит аналоговый.

Передача в цифровом виде малочувствительна к помехам и гарантирует доставку информации благодаря специальным механизмам, встроенным в протоколы промышленных сетей (контрольные суммы, повтор передачи искаженных пакетов данных). Повышение надежности функционирования и живучести АСУ ТП на базе промышленных сетей также связано с распределением функций контроля и управления по различным узлам сети. Выход из строя одного узла не влияет либо влияет незначительно на отработку технологических алгоритмов в остальных узлах. Для критически важных технологических участков возможно дублирование линий связи или наличие альтернативных путей передачи информации. Это позволяет сохранить работоспособность системы в случае повреждения кабельной сети.

2. Гибкость и модифицируемость. Добавление или удаление отдельных точек ввода-вывода и даже целых узлов требует минимального количества монтажных работ и может производиться без остановки системы автоматизации. Переконфигурация системы осуществляется на уровне программного обеспечения и также занимает минимальное время.

3. Использование принципов открытых систем, открытых технологий, что позволяет успешно интегрировать в единую систему изделия от различных производителей.

4. Приближение мощности вычислительных средств к объекту управления.

5. Повышение живучести всей системы за счет использования «горячей» замены, принципа автоконфигурации, дублирования критически важных узлов [2, 5, 11].

6. Существенная экономия кабельной продукции. Вместо километров дорогих кабелей, используемых для передачи аналоговой информации требуется несколько сотен метров дешевой витой пары.

Также сокращаются расходы на вспомогательное оборудование (кабельные каналы, клеммы, шкафы).

Снижение затрат при переходе на цифровые сети иллюстрирует рис. В1 [10].

0 Fieldbus Рис. В1. Снижение затрат при переходе на цифровые сети На рис. В1 левый столбец соответствует структуре затрат пользователя при использовании аналогового способа подключения устройств, а правый – структуре затрат при переходе на цифровые сети.

Особенностью современного производства является тесное взаимодействие технологических (производственных) и информационных потоков.

В этих условиях существенно возрастает роль данных, собираемых на всех уровнях АСУ ТП. Требования, предъявляемые со стороны потребителей этой информации, все более ужесточаются в части объема, скорости и надежности получения данных, поэтому вопросы обеспечения коммуникаций становятся высокоприоритетными.

На рис. В2 показана обобщенная сетевая структура организации информационного обмена на условном промышленном предприятии [5, 8].

Каждый уровень имеет свои особенности по виду передаваемой информации, среде передачи, ее объему, допустимому времени ожидания и доставки данных, требованиям к защите информации и так далее.

Рис. В2. Обобщенная структура информационных сетей предприятия На уровне планирования (предприятия) данные, подготовленные при проектировании, пересылаются к рабочим местам. Для этого уровня характерны огромные объемы некритичной ко времени информации, но доступ к информации должен быть авторизован.

Для уровня управления производством характерными являются апериодические сообщения относительно большого объема, адресованные различным подсистемам. Если обмен информацией выполняется в ходе технологического процесса, то могут быть введены ограничения на время обмена.

На цеховом уровне происходит обмен информацией между различными автономными центрами обработки и управления, объединенными общими глобальными задачами (например, обрабатывающие центры цеха). Здесь необходима синхронизация работы в режиме реального времени, что несовместимо с длинными пакетами передаваемых сообщений. Но требования к допустимым задержкам не такие жесткие, как на нижнем уровне.

Уровень периферийного оборудования (полевой) включает устройства, соответствующие данному технологическому процессу (датчики, исполнительные устройства, средства ввода/вывода). Задача этих устройств – формировать и передавать информацию о состоянии производимого продукта и технологического процесса. Измеренные значения являются базисом для вмешательства в технологический процесс или управление.

Для разных технологических процессов виды измерения и управления полевого уровня могут существенно отличаться. Они могут быть цифровыми или аналоговыми, доступ может быть динамическим (короткие промежутки цикла опроса) или статическим с циклическим и произвольным доступом, при этом необходимо учитывать появление критических результатов, которые должны обрабатываться с максимальной скоростью, и так далее. Общим для данного уровня является: работа в реальном масштабе времени с ограниченным временем отклика, информация о событиях не отличается большим объемом, частая реконфигурация устройств, наличие интеллектуальных и неинтеллектуальных устройств, возможность работы с несколькими ведущими устройствами, длинные линии передачи, работа в условиях промышленных помех, повышенная достоверность передаваемой информации.

В соответствии с перечисленными задачами для разных уровней используются соответствующие сетевые технологии.

Для верхнего уровня наиболее широко применяется Ethernet и протокол TCP/IP.

На среднем и нижнем уровнях используют промышленные сети (fieldbus), к числу которых относятся Profibus, CANbus, Modbus и многие другие.

Принципы взаимодействия систем в сети описываются семиуровневой моделью взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection, OSI, или модель ISO/OSI), разработанной Международной организацией по стандартам (International Standards Organization, ISO).

Данная модель четко определяет различные уровни взаимодействия систем, дает им стандартные имена и указывает, какую работу должен выполнять каждый уровень. При этом уровни поддерживают интерфейсы с выше- и нижележащими уровнями.

Модель OSI описывает только системные средства взаимодействия, не касаясь приложений конечных пользователей, которые реализуют свои собственные протоколы взаимодействия, обращаясь к системным средствам. Приложение может взять на себя функции некоторых верхних уровней модели OSI. В этом случае при необходимости межсетевого обмена оно обращается напрямую к системным средствам, выполняющим функции оставшихся нижних уровней.

При обращении пользовательского приложения с запросом к прикладному уровню модели (например, к файловому сервису) программное обеспечение указанного уровня формирует сообщение (message) стандартного формата, в которое помещает служебную информацию (заголовок) и, возможно, передаваемые данные. Затем это сообщение направляется представительному уровню. Представительный уровень добавляет к сообщению свой заголовок и передает результат вниз сеансовому уровню, который, в свою очередь, добавляет заголовок со служебной информацией данного уровня, и т.д. Некоторые реализации протоколов предусматривают наличие в сообщении не только заголовка, но и поля окончания пакета. Наконец, сообщение достигает самого низкого, физического уровня, который действительно передает его по линиям связи.

Когда сообщение по сети поступает на другую машину, оно последовательно перемещается вверх с уровня на уровень. Каждый уровень анализирует, обрабатывает и удаляет заголовок своего уровня, выполняет соответствующие данному уровню функции и передает сообщение вышележащему уровню. При обозначении единицы обмена данными (сообщений) в стандартах ISO для протоколов любого уровня используется термин «протокольный блок данных» - Protocol Data Unit (PDU). Кроме этого часто используются такие названия как кадр (frame), пакет (packet), дейтаграмма (datagram).

Физический уровень определяет электрические, конструктивные и информационные характеристики, обеспечивающие взаимодействие между конечными системами (устройствами). Спецификации физического уровня определяют такие характеристики, как величины напряжений, требования к параметрам импульсов, волновое сопротивление, способы кодирования информации, параметры синхронизации, скорость передачи физической информации, топологию, максимальные расстояния передачи информации, физические соединители (разъемы) и другие аналогичные характеристики.

Физической средой в различных телекоммуникационных системах могут быть самые разнообразные средства от простейшей пары проводов до иерархической системы, использующей оптоволоконные и/или беспроводные каналы передачи цифровой информации.

Функции физического уровня реализуются во всех устройствах, подключенных к сети. Со стороны компьютера функции физического уровня выполняются сетевым адаптером. К оборудованию, которое работает только на физическом уровне, относится, например, репитер или повторитель шины, служащий для усиления сигналов при увеличении длины линии связи.

Примером протокола физического уровня может служить спецификация 10Base-T технологии Ethernet, которая определяет в качестве используемого кабеля неэкранированную витую пару категории 3 с волновым сопротивлением 100 Ом, разъем RJ-45, максимальную длину физического сегмента 100 метров, манчестерский код для представления данных на кабеле и другие характеристики среды и электрических сигналов.

На физическом уровне модели ISO/OSI [5] часто находят применение интерфейсы:

• EIA-RS-232-C, CCITT V.24/V.28 – механические/электрические характеристики несбалансированного последовательного интерфейса;

• EIA-RS-422/449, CCITT V.10 - механические, электрические и оптические характеристики сбалансированного последовательного интерфейса;

• IEEE 802.3 - Ethernet;

• IEEE 802.5 - Token ring.

Следует отметить, что модель OSI представляет хотя и очень важную, но только одну из многих моделей коммуникаций. Эти модели и связанные с ними стеки протоколов могут отличаться количеством уровней, их функциями, форматами сообщений, сервисами, предоставляемыми на верхних уровнях, и прочими параметрами.

1. АЛГОРИТМ УПРАВЛЕНИЯ МОДУЛЯМИ

При проектировании алгоритмического обеспечения необходимо учитывать особенности обмена информацией в системах на базе модулей ICP DAS, функции, реализуемые модулями, и инструментальные средства, необходимые для разработки программного обеспечения выбранного измерительного комплекса.

В системах на базе модулей ICP DAS обмен информацией ведется по принципу Master-Slave. Ведущим устройством является ПЭВМ, управляющая работой автоматизированной системы в соответствии с ее назначением. Обмен информацией выполняется в кодах ASCII. Символы ASCII передаются в режиме асинхронного обмена 10-битовыми пакетами, соответствующими формату данных RS-232 ПЭВМ.

Конфигурация автоматизированной системы задается или хранится в памяти ПЭВМ. Идентификация модулей и их настроек выполняется на основе информации, записанной в EEPROM. Перед включением модуля в систему в EEPROM записываются коды идентификации модуля, микропрограммного обеспечения, режим работы (устанавливаемый по умолчанию), адрес, скорость обмена и ряд других параметров.

Структура кадра, формируемого ПЭВМ, представлена на рис. 1.

Длина кадра может изменяться в зависимости от кода операции от до 12 байт. В некоторых кадрах может отсутствовать поле данных и поле контрольной суммы.

Достоверность обмена обеспечивается подсчетом контрольной суммы по модулю 256, сторожевым таймером, пакетом подтверждения.

Контрольная сумма образуется как сумма всех кодов ASCII символов, входящих в строку команды или ответа модуля, за исключением кода символа CR (0Dh). Два младших 16-ричных разряда в полученной сумме являются контрольной суммой.

Рассмотрим пример определения контрольной суммы для команды $012(cr). Сумма кодов символов команды: “$” + ”0” + ”1” + ”2” = 24h + +30h + 31h + 32h = B7h. Контрольная сумма равна B7h, а команда с байтами контрольной суммы имеет вид: $012B7(cr).

Ответ модуля - !01200600(cr). Сумма кодов символов ответа модуля:

“!” + ”0” + ”1” + ”2” + ”0” + ”0” + ”6” + ”0” + ”0” = 21h + 30h + 31h + 32h + +30h + 30h + 36h + 30h + 30h = 1AAh. Контрольная сумма равна AAh, ответ модуля с байтами контрольной суммы: $01200600AA(cr).

Длина пакета подтверждения, формируемого модулем, также зависит от кода операции и находится в диапазоне от 1 до 56 байт (при чтении каналов АЦП 7018). Как правило, пакет подтверждения при успешном выполнении команды содержит символ «!» и адрес модуля. Если по какойлибо причине команда не выполнена, то передается символ «?». Однако возможны и исключения из этих правил.

Кадр начинается полем кода операции и завершается кодом CR (возврат каретки 0Dh).

Система команд используемых модулей приведена в приложениях П.1-П.6.

При кодировании команд приняты следующие обозначения:

%, $, #, ~, @ - символ, определяющий группу команд;

ТТ - код режима работы (I-7044, I-7080), тип аналогового входа (I-7018, I-7013(33)) или выхода (I-7021);

FF - код формата данных, выбора режекторного фильтра и CHK - значение контрольной суммы по модулю 256 (2 символа). Если формирование контрольной суммы запрещено, ! - начало кадра подтверждения, если команда допустима.

Исключение составляет модуль I-7021, в котором по команде #AA(данные) символ «!» используется как > - начало кадра подтверждения при допустимой команде, ? - начало кадра подтверждения, если команда недопустима.

Указывает на наличие ошибки кадра, нарушение требуемой последовательности команд и т.д. В случае синтаксической или коммуникационной ошибки ответное сообщение может быть не принято;

(данные) - значение входного или выходного сигнала модулей.

Данные кодируются в формате, соответствующем полю FF команды конфигурации. При кодировании команд формат данных должен строго соответствовать формату, указанному в соответствующих таблицах документации модулей. При нарушении длины формата фиксируется ошибка.

Остальные символы, используемые при кодировании команд, будут разъяснены по мере их применения.

В зависимости от задач, стоящих перед системой, выбирается количество и типы модулей, распределяются адреса на шине RS-485, выполняются необходимые электрические соединения.

На подготовительном этапе первичные параметры модулей могут быть установлены и проверены DCON Utility.

Перед началом работы следует разработать интерфейс пользователя, который бы позволял выполнять основные процедуры по сбору, обработке, отображению и документированию информации.

Пользовательский интерфейс (англ. user interface, UI) является своеобразным коммуникационным каналом, по которому осуществляется взаимодействие пользователя и компьютера. Лучший пользовательский интерфейс - это интерфейс, которому пользователь не должен уделять много внимания, почти не замечать его. Чтобы создать эффективный интерфейс, который делал бы работу с программой приятной, нужно понимать, какие задачи будут решать пользователи с помощью данной программы и какие требования к интерфейсу могут возникнуть у пользователей. Большую роль играет интуиция - если разработчик сам терпеть не может некрасивые и неудобные интерфейсы, то при создании собственной программы он будет чувствовать, где и какой именно элемент нужно убрать или добавить. Необходимо иметь художественный вкус, чтобы понимать, что именно придаст интерфейсу красоту и привлекательность.

Если говорить о самых общих принципах проектирования пользовательских интерфейсов, то можно назвать три основных положения:

1. Интерфейс должен помогать выполнить задачу, а не становиться этой задачей.

2. При работе с интерфейсом пользователь должен ощущать себя комфортно.

3. Интерфейс должен работать так, чтобы пользователь не считал компьютер дураком.

Одним из самых важных свойств интерфейса UI является его простота. Если интерфейс приложения сложен, то, скорее всего, и самим приложением трудно пользоваться. Если на форме много элементов управления, необходимо разбить их по вкладкам или связанным формам. Редко применяемые функции стоит выносить в отдельные формы. Для элементов интерфейса необходимо задавать значения по умолчанию. Сложные задачи можно упростить с помощью мастера.

Каждая функция программы должна иметь быстрый и интуитивно простой доступ к ней;

Программа должна учесть ситуации, в которых пользователю не обойтись без помощи, поэтому она должна включать в себя как встроенную справочную систему, так и печатную документацию. Кроме того, можно добавить всплывающие подсказки, статусные строки, подсказки и мастера.

Обобщенный алгоритм работы системы на базе ICP DAS представлен на рис. 2.

Работа системы начинается с процедуры проверки конфигурации, в которой определяется состав модулей и их адреса. По результатам проверки могут быть внесены соответствующие изменения.

В соответствии с особенностями решаемых задач определяется конфигурация каждого модуля, которая контролируется с помощью интерфейса пользователя.

В зависимости от условий работы системы принимается решение об использовании сторожевого таймера WD и настройки его параметров.

После настройки модулей разрабатывается программа сбора и обработки данных. При использовании WD в каждом цикле выполнения текущей команды формируется перезапуск сторожевого таймера командой «~**».

Обработка команды модулем включает последовательную проверку следующих параметров:

• скорость обмена по интерфейсу RS-485;

• код операции;

• адрес модуля;

• анализ контрольной суммы, если она предусмотрена;

• корректность выполнения операции;

• корректность завершения кадра.

Установить значение WDi Задать «безопасное» состояние выходов модуля Команда нормальной работы ПЭВМ «~**»

Сообщение об ошибке Сброс флага срабатывания WD совместимого с модулями ISP DAS Если все условия выполнены, то формируется кадр подтверждения, первый байт которого содержит символ «!» или «>». Однако имеются исключения. Например, в команде #AA(данные) модуля I-7021 символ «!»

используется как признак недопустимой команды. В случае обнаружения несоответствия между командой и внутренними настройками модуля формируется кадр недопустимой команды «?AA», где AA-адрес модуля.

Аналогичное сообщение может быть получено, если нарушен порядок следования команд. Например, при выполнении калибровки, если предварительно не была исполнена команда «разрешить калибровку».

Для повышения достоверности информации используют команды «задать значение», «проверить значение». Однако при повышенных требованиях по быстродействию подобного рода проверки можно минимизировать.

Контроль флага срабатывания WD позволяет предотвращать «зависание» системы.

В зависимости от особенностей алгоритма работы системы обработка данных может выполняться после выполнения очередной команды и/или в конце процедуры сбора информации (например, при построении графиков).

Считывание входной информации с модулей может быть выполнено в асинхронном или синхронном режимах.

Синхронный режим используется в том случае, когда необходимо зафиксировать значения входных параметров в нескольких модулях одновременно.

Для реализации синхронного режима следует использовать команду синхронизированной выборки «#**», по которой модули, поддерживающие данный режим, запоминают входную информацию во внутренних регистрах. Далее информация из этих регистров считывается асинхронно.

2. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

Современные средства автоматизации, как правило, поставляются с набором драйверов и компонентов, предоставляющих пользователю возможность выбирать инструментальные средства в соответствии со своими предпочтениями и наличием лицензионных программных продуктов.

В качестве технологии взаимодействия с компонентами системы автоматизации разработчик может выбирать один из методов: использование драйверов устройств, управление посредством динамически подключаемых библиотек или технологии OPC, SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) системы, разработка собственного интерфейса. Фирма ICP DAS обеспечивает необходимыми компонентами для разработки приложений в различных операционных системах: DOS, Windows, Linux.

В системах управления технологическими процессами широко применяются многочисленные программные решения (например, SCADA системы) разных производителей. Работа этих программных систем базируется на постоянном обмене данными с компонентами системы автоматизации (контроллерами, модулями УСО и т.д.). Возможность такого взаимодействия обеспечивается производителями программных решений путем разработки драйверов, которые интегрируются в вышеназванные программные пакеты. Однако такой подход имеет недостатки:

• увеличение затрат - должны разрабатываться отдельные драйверы для каждого поддерживаемого устройства;

• ограниченная функциональность драйверов - разработчиком драйверов поддерживаются не все функции соответствующего устройства;

• ограниченные возможности расширения и изменения состава компонент системы автоматизации - вследствие модернизации аппаратной платформы драйвер может работать нестабильно либо вообще перестать функционировать;

• конфликты доступа - различные программы не могут одновременно осуществлять доступ к одним и тем же компонентам системы автоматизации, т.к. обращение к данным осуществляется через собственные драйверы, работа одного из которых в каждый момент времени блокирует возможность работы остальных.

Динамически подключаемые библиотеки (DLL) - это модули, которые содержат определенный набор функций и данных и подгружаются в память при необходимости. Помимо экономии памяти DLL имеют два важных преимущества.

1) DLL загружаются в память один раз и позволяют использовать одни и те же функции и данные в различных приложениях (или копиях приложения) без их дублирования;

2) библиотеки DLL могут обновляться без перекомпиляции использующей их программы. Соответственно улучшение функциональности библиотек не затронет код программ.

Помимо указанных преимуществ динамически подключаемые библиотеки имеют ряд недостатков:

1) изменения в функциональности библиотек могут быть столь принципиальны, что использующая их программа перестанет работать;

2) сложная система получения информации об ошибках;

3) отсутствие единых стандартов на функциональность может привести к тому, что разные производители реализуют несовместимые библиотеки для одних и тех же устройств;

4) DLL библиотеки содержат «неуправляемый код», который может вывести приложение из строя.

Большое количество программ в области промышленной обработки данных реализуются в настоящее время на базе персональных компьютеров под управлением операционных систем семейства Windows (Windows 95/98/NT/2000/XP/Vista) фирмы Microsoft. Для решения коммуникационных проблем фирмой Microsoft была предложена технология ОРС, ставшая в настоящее время промышленным стандартом.

OPC (OLE for Process Control) – это стандарт взаимодействия между программными компонентами системы сбора данных и управления (SCADA), основанный на объектной модели COM/DCOM. Технология ОРС предназначена для обеспечения:

• универсального механизма обмена данными между датчиками, исполнительными механизмами, контроллерами, устройствами связи с объектом и системами представления технологической информации;

• оперативного диспетчерского управления;

• архивации данных СУБД.

Через интерфейсы ОРС одни приложения могут читать или записывать данные в другие приложения, обмениваться событиями, оповещать друг друга о нештатных ситуациях (тревогах), осуществлять доступ к данным, зарегистрированным в архивах («исторические»

данные). Эти приложения могут располагаться как на одном компьютере, так и быть распределенными по сети. При этом независимо от фирмы-поставщика стандарт ОРС, признанный и поддержанный всеми ведущими фирмами-производителями SCADA-систем и оборудования, обеспечит их совместное функционирование. Особый класс ОРС-приложений представляют собой ОРС-серверы конкретных аппаратных устройств – они поставляются многими производителями аппаратных средств. ОРС-сервер создает своего рода абстракцию аппаратуры, позволяя любому ОРС-клиенту записывать и считывать данные с устройства. Устройство, для которого есть ОРС-сервер, может использоваться вместе с любой современной SCADA-системой.

Среди недостатков необходимо отметить следующие:

1) разработчику доступны только средства обмена данными.

Доступ к параметрам модулей не реализован в сервере, что значительно ограничивает возможности применения данного продукта.

Конфигурация модулей может производиться только дополнительной утилитой при обязательном условии остановки работы сервера;

2) структуры данных, описанные в NAPOPC, имеют обобщенный характер и не обеспечивают возможности конкретизации типов каналов передачи данных;

3) механизмы работы сервера с оборудованием скрыты от разработчика. Так, например, невозможно программно проверить использование сторожевого таймера.

Если перечисленные выше технологии из-за своих недостатков не могут быть использованы в автоматизированной системе, разработчик может создать собственный протокол взаимодействия, что позволит реализовать все необходимые функции работы с модулями.

Протокол взаимодействия – это программная конструкция, описывающая некоторую функциональность, не указывая при этом особенности ее реализации. Таким образом, интерфейс обобщает требования к классам, реализующим интерфейсы. В итоге уменьшается степень связанности отдельных компонентов системы, что позволяет изменять реализацию интерфейсов, не меняя при этом реализацию других компонентов.

В состав программного обеспечения, поставляемого фирмой IСP DAS, входит также платформа графического программирования LabVIEW, предназначенная для комплексной автоматизации промышленного производства.

Среда LabVIEW (Laboratory Virtual Instruments Engineering Workbench) – разработка компании National Instruments (NI) [12], позволяющая инженерам и ученым (не специалистам в области программирования) быстро создавать собственные контрольно-измерительные системы (виртуальные приборы), максимально отвечающие их потребностям. Данная система разработки виртуальных приборов представляет собой среду прикладного графического программирования, которая используется в качестве стандартного инструмента для проведения измерений, анализа данных, управления приборами и исследуемыми объектами. В последнее время платформа LabVIEW получает все большее распространение в промышленности и образовании, при проведении научных исследований и выполнении проектных работ. Этому способствует ее несомненное преимущество – высокая производительность при разработке программ, широкий набор функциональных возможностей языка и среды программирования.

При разработке программных систем в текстовом виде все чаще используется компонентная архитектура, где программа представляется в виде совокупности компонент с простыми и четко специфицированными интерфейсами. Этот подход позволяет разрабатывать компоненты независимо, реализовывать их так, чтобы иметь возможность работы в распределенной среде, модифицировать одни компоненты программного обеспечения без изменения других, и т.д. Возможности компонентной архитектуры активно использует технология быстрой разработки приложений (RAD Rapid Application Development), созданной на основе визуального объектно-ориентированного программирования. Она заключается в возможности наглядно конструировать пользовательский интерфейс с помощью манипулятора мышь, исключая написание объемных текстов программ. Среда интерфейса Visual Basic была первой, использующей данную технологию, затем появились Borland Delphi и Borland Builder, MS Visual C#.NET. Каждая среда ориентирована на свой язык программирования - Basic, Pascal, C++ или C#.

Наибольшую популярность в странах СНГ получила коммерческая среда разработки под названием Delphi. Реализация языка Delphi проектом Free Pascal (полное название Free Pascal Compiler) позволяет использовать его для создания приложений не только в Windows, но и Mac OS X, Windows CE и Linux. В настоящее время в рамках проекта разработана среда Lazarus – свободно распространяемый аналог среды программирования Delphi и Lazarus Components Library (LCL) - библиотека компонентов, аналогичная Delphi VCL [7].

Инструментальные средства Microsoft Visual C++, включая редакторы ресурсов, существенно облегчают работу по Win32-программированию.

Имеется возможность разработки программ на С++ с использованием каркаса приложений – библиотеки MFC. Как правило, в них реализована архитектура «документ-вид», разделяющая данные и их представление, что позволяет представлять одни и те же данные по-разному.

С появлением платформы.NET, Microsoft предложила набор инструментов, облегчающих разработку программ для разных сред - Visual Studio.NET, а также новый язык программирования C# (C Sharp) адаптированный под.NET.

Язык С# создан для того, чтобы предоставить программисту простоту высокопроизводительный, низкоуровневый доступ к памяти по типу С++.

На языке С# не рекомендуется разрабатывать программы, требующие повышенного быстродействия и высокой производительности.

Язык С++ останется в этой области лучшим из языков низкого уровня.

В С# отсутствуют средства, необходимые для создания высокопроизводительных приложений, в частности подставляемые функции и деструкторы, выполнение которых гарантируется в определенных точках кода.

Тем не менее, число приложений, попадающих в эту категорию, невелико.

Далее в этом разделе приведены примеры создания пользовательских приложений, управляющих работой модулей серии I-7000. За основу взяты наиболее распространенные среды визуального программирования (Lazarus, Borland Delphi, Microsoft Visual C++, Microsoft Visual C#.NET) и графического- LabVIEW.

3. Методика настройки программного обеспечения I- Для управления модулями семейства I-7000 из программ пользователя необходимо воспользоваться CD-ROM, поставляемым с модулями. На этом диске находятся все необходимые драйверы устройств, утилиты, а также руководство пользователя.

окно программы автозагрузки, представленное на рис. 3.

При выборе первого раздела «Toolkits (Softwares) / Manuals» открывается окно, показанное на рис. 4. Здесь пользователь имеет возможность получить информацию по модулям различных серий, а также установить утилиты и драйвера.

Так после выбора раздела «7000/8000/87K Series Toolkits «Toolkits (Softwares) Manuals»

(with DCON protocol)» открывается список утилит (см. рис.

26).

На рис. 5 показано меню, с помощью которого можно установить драйверы интерфейсных преобразователей (I-7560, II-7563), утилиты взаимодействия с модулями из различных операционных систем (Windows, DOS, LINUX), с использованием различных меха- Рис. 5. Список утилит раздела низмов доступа (DDE, DLL, «7000/8000/87K Series Toolkits (with ActiveX), а также управления на DCON protocol)»

уровне виртуального прибора LabView.

Для подключения модулей I-7000 к компьютеру через универсальную последовательную шину (USB) необходимо установить драйвер используемого преобразователя интерфейса. Например, если в качестве преобразователя интерфейса используется модуль I-7561, установка драйвера производится в сле- Рис. 6. Выбор драйвера для преобразователя интерфейса дующей последовательности:

1) Выбрать ссылку «II-7561/I-7563(Driver)»

(рис. 27).

«Driver For I-7561» (рис. 6), открывается окно проводника (рис. 7) с программой конфигурации порта, к которому подключается устройство I-7561, и драйвером устройства.

Теперь можно подключить интерфейсный преобразователь Рис. 7. Программа конфигурации предупреждение о найденном оборудовании, в окне установки указать путь к драйверу устройства и установить его.

3) Для конфигурации порта ствие не является обязательным и выполняется лишь при необхоРис. 8. Интерфейс программы настройки димости смены номера виртуCOM-порта.

ального порта, к которому подключен преобразователь интерфейсов). После запуска в системном трее (system tray) появится соответсвующий значок, выбрав который, можно запустить программу «COM port setup program» (рис. 8). Цифрами показана последовательность действий при настройке порта. Как видно из рис. 8, устройство «I-7561 USB-toRS232/422/485 Converter», подключенное к виртуальному последовательному порту COM4, Рис. 9. Меню выбора утилиты DCON Примечание: При использовании преобразователя интерфейса I-7520AR установка дополнительных драйверов не требуется, управление преобразователем осуществляется через Запустив программу – инсталлятор «Setup.exe» из каталога «Setup», необходимо руководствоваться командами мастера установки. Мастер требует Рис. 11. Страница выбора указать путь к каталогу назнакаталога назначения чения «Destination Folder» - каталог, в который устанавливается программа (рис. 11), название каталога программы в меню ОС Windows «Пуск/Программы» (рис. 12), а также предоставляет информацию мастера установки (рис. 13).

На последней вкладке (рис. 14) мастер установки предлагает загрузить файл с описанием возможностей утилиты «Yes, I want to view the Readme file now.», а также загрузить утилиту «Yes, I want to launch DCON_Utility now.». Окно утилиты представлено на рис. 15.

Рис. 12. Страница выбора каталога Рис. 14. Последняя страница мастера Рис. 15. Интерфейс Работа с утилитой начинается с задания номера COM-порта (Com to search), к которому подключен преобразователь интерфейса, указания скорости передачи (Baud rate to search), в некоторых случаях требуется указать время таймаута (Time Out Setting) и необходимость проверки контрольной суммы (To Search Checksum Enabled Module?).

Перечисленные настройки задаются в диалоговом окне, доступном через пункт меню «COM Port» (рис. 16).

Как видно из рис. 16, утилита сконфигурирована на сканирование модулей, подключенных посредством преобразователя интерфейса к последовательному порту COM5 на скоростях 9600 и 115200, при этом проверяется контрольная сумма, время таймаута составляет 200 мс.

Нажав кнопку «Начать сканирование (Start Search)» утилита опрашивает подключенные модули на указанных скоростях, в результате чего формируется список модулей (рис. 17).

Рис. 16. Диалоговое окно настройки последовательРис. 17. Результат поиска подключенных Таким образом, с помощью утилиты сформирован список модулей, подключенных к системе, произведена настройка портов для управления устройствами с помощью компьютера. Теперь можно приступать к разработке пользовательских программ управления модулями.

Управление модулями на уровне ПЭВМ сводится к асинхронному обмену информацией через COM-порт (при использовании преобразователя интерфейсов I-7520AR) и/или виртуальный COM-порт, если используется преобразователь интерфейсов I-7561.

Рассмотрим пример взаимодействия с произвольным модулем ICP DAS через COM-порт в режиме командной строки. В программе должна обеспечиваться возможность задания параметров COM-порта:

номер, скорость обмена, формат посылки. При передаче команды необходимо обеспечить возможность указания флага проверки контрольной суммы, а также установки величины таймаута. После выполнения команды ответное сообщение должно отображаться на интерфейсе пользователя.

В следующих разделах рассматриваются вопросы управления модулями из программ, разработанных с использованием различных сред проектирования: LabVIEW, Lazarus, Borland Delphi, MS Visual С++, MS Visual С#.

4.1. Управление в SCADA системе LabVIEW Для обеспечения доступа к модулям ICP DAS в виртуальном приборе LabVIEW необходимо установить утилиту DCON_LabVIEW (рис.18).

После окончания установки создается каталог, по умолчанию C:\DAQPro\DCON_LabVIEW, содержащий: описание принципов управления модулями из LabVIEW; библиотеки файлов LabVIEW, обеспечивающие взаимодействие через *.dll с модулями различных серий, а также COM-портом; динамически подключаемые библиотеки (I7000.dll, Uart.dll), обеспечивающие программный интерфейс COMпорта и модулей I-7000; подкаталоги с демонстрационными виртуальными приборами (рис.19).

взят пример «Send_Receive_command.vi» из каталога «..\DAQPro\DCON_LabVIEW\others». Интерфейс этого прибора доработан и переведен на русский язык (рис. 20).

Основой виртуального прибора является последовательность (Stacked Sequence Structure), содержащая четыре страницы (рис. 21-23, 27).

На первой вкладке определяется статус порта (рис. 21). На второй COM-порт открывается для управления из виртуального прибора (рис. 22).

Рис. 18. Окно мастера установки Рис. 19. Окно настройки На следующей вкладке вызывается субвиртуальный прибор посылки команды в модуль и приема ответного сообщения (см. рис. 23).

Основой указанного субвиртуального прибора является вызов команды «Send_Receive_Cmd» из динамически подключаемой библиотеки «Uart.dll» (см. рис. 24).

Рис. 20. Интерфейс пользователя виртуального прибора Примечание: Следует заметить, что для функционирования виртуального прибора, содержащего узел вызова функции библиотеки «Call Library Function Node», необходимо задать путь к используемому файлу библиотеки *.dll. Для этого в контекстном меню функционального узла выбирается пункт «Configure…» (рис. 25), в открывшемся окне необходимо задать имя используемой библиотеки, название вызываемой функции, входные параметры функции и тип возвращаемого параметра (рис.

26).

Рис. 21. Первая страница структуры «последовательность»

Рис. 22. Вторая страница структуры «последовательность»

Рис. 23. Третья страница структуры «последовательность»

Рис. 25. Элемент меню «Configure…» для задания параметров вызываемой функции библиотеки Рис. 26. Окно настройки параметров функции На последней вкладке структуры «последовательность» располагается субвиртуальный прибор, закрывающий COM-порт.

Для проверки работы виртуального прибора необходимо задать конфигурацию порта, команду модуля, установить время таймаута и указать необходимость проверки контрольной суммы, после чего запу устить ви Для создания пользо правлени модул олнить слледующщую посл ледоватеельность :

оздать ппроект прриложенния. Запу азработки Lazarus из меню Window «Пуск Выбр пунк меню «Файл роект. Дл этого в древо го окна ««Создать укажи ажмите ккнопку ««ОК», п ры необх Р 29. Пу Рис. ункт меню Lazarus, с 2. Измените внешний вид экранной формы приложения (Form1), описанной в модуле «LazarusI7000.pas», так, как показано на рис. 32. Присвойте новые названия компонентам, располагающимся на форме: «COM-порт» - editNumPort; «Скорость обмена» editSpeed; «Команда» editCommand; «Ответ» editAnswer; «Открыть порт» - Рис. 32. Экранная форма приложения buttonOpen; «Записать в порт»

- buttonWrite; «Закрыть порт» buttonClose; «История выполненных команд» - memoHistory.

3. Скопируйте файлы synaser.pas, synafpc.pas, synau-til.pas в каталог вашего проекта. Подключите к проекту модули Synaser.pas и ExtCtrl.pas. Для этого добавьте в раздел Units модуля «LazarusI7000.pas» (рис. 33).

4. Создайте класс, унаследованный от TThread, который будет реализовывать параллельный поток (нить) опроса COM-порта и отображения ответа модуля в полях «Ответ» и «История выпол- Рис. 33. Подключение модулей к проекту ненных команд» (рис. 34).

Новый тип класса называется TReadThread и имеет ряд свойств: m_buffer – буфер-накопитель символов ответа модуля; m_countReceive – число полученных от модуля символов; m_receive – буфер чтения ответа модулей. Также в классе реализованы два метода: Execute – алгоритм опроса модулей;

Showstatus – используется для отображения результатов на экранной форме программы.

Рис. 34. Класс TReadThread, унаследованный от TThread Следует напомнить, что вывод информации на элементы интерфейса программы из параллельного потока должен производиться в функциях, вызываемых как параметр Synchronize. Далее приводится код, реализующий методы класса TReadThread:

{ TReadThread } procedure TReadThread.Showstatus();

var i: Integer;

begin // отобразить полученные данные for i := 0 to m_countReceive-1 do begin if m_receive[i] = $0D then begin MainForm.Receive.Text := m_buffer;

MainForm.History.Lines.Add(MainForm.Receive.Text);

m_buffer := '';

m_buffer := m_buffer+char(m_receive[i]);

end;

procedure TReadThread.Execute;

begin repeat // определить число полученных байт m_countReceive := SerialPort.WaitingDataEx();

if m_countReceive > 0 then begin // через COM-порт получена информация // прочитать полученные данные SerialPort.RecvBuffer(@m_receive, m_countReceive);

// отобразить данные на интерфейсе пользователя // ВНИМАНИЕ !!!

// Вывод на элементы интерфейса должен осуществляться в // процедуре, вызываемой как параметр Synchronize!!!

Synchronize(@Showstatus);

until Terminated;

end;

5. Объявите переменные COM-порта (SerialPort) типа TBlockSerial и параллельного потока для асинхронного чтения ответа модулей (ReadThread) типа TReadThread (рис. 35).

Рис. 35. Объявление переменных COM-порта и параллельного потока 6. Создайте конструктор формы. В конструкторе очищается поле «Ответ», а также история выполненных команд (поле «История выполненных команд») (рис. 36).

Рис. 36. Конструктор экранной формы приложения 7. Создайте обработчик нажатия кнопки «Открыть порт» (рис. 37).

Рис. 37. Обработчик нажатия кнопки «Открыть порт»

Ниже приводится полный текст обработчика кнопки «Открыть порт»:

procedure TForm1.buttonOpenClick(Sender: TObject);

Speed: Integer;

// очистить историю и ответ модуля History.Lines.Clear;

Receive.Text := '';

Speed := StrToInt(PortSpeed.Text);

// создать объект COM-порта SerialPort:=TBlockserial.Create;

SerialPort.RaiseExcept:=true;

// подключиться к заданному порту SerialPort.Connect(PortNumber.Text);

// проверить ошибки подключения и вывести сообщения о History.Lines.Add(IntToStr(SerialPort.LastError)+'SerialPort.LastErrorDesc);

if SerialPort.LastError0 then // завершить попытку подключения, т.к. произошла ошибка // конфигурирование порта (задается скорость, число бит, // паритет, старт/стоп биты...) SerialPort.EnableRTSToggle(true);

SerialPort.Config(Speed, 8,'N',0,false,false);

// сообщение в историю выполненных команд History.Lines.Add('Порт '+SerialPort.Device+' - открыт.');

ReadThread:= TReadThread.Create(true);

ReadThread.Priority:=tpLowest;

ReadThread.m_buffer := '';

// запустить параллельный поток ReadThread.Resume;

8. Создайте обработчик нажатия кнопки «Записать в порт» (рис. 38) для записи команды в модуль семейства I-7000 через COM-порт и получения ответного сообщения в параллельном потоке.

Рис. 38. Обработчик нажатия кнопки «Записать в порт»

9. Создайте обработчик нажатия кнопки «Закрыть порт» (рис. 39).

Рис. 39. Обработчик нажатия кнопки «Закрыть порт»

После создания всех обработчиков получим класс приложения TForm1, представленный на рис. 40.

задать «Скорость обмена» - 9600, указать команду чтения названия модуля «Команда» - $05M. Затем необходимо последовательно нажать кнопки: «Открыть порт», «Записать в порт», «Закрыть порт». Результат взаимодействия программы с модулем можно оценить по истории выполненных команд, отображаемой в одноименном списке (рис. 42).

Для создания пользовательского приложения, осуществляющего управление модулями серии I-7000, в среде Borland Delphi необходимо выполнить следующую последовательность действий:

1. Создать проект приложения. Запустить интегрированную среду разработки Borland Delphi из меню Windows «Пуск/Программы/Borland Delphi 7/Delphi 7» (рис. 43). Выбрав пункт меню «File/New/Application» (рис. 44), создайте новый проект и сохраните его под названием DelphiI7000 (рис. 43). Для сохранения файла используйте пункт меню «File/Save Project As…».

2. Измените внешний вид экранной формы приложения (Form1), описанной в модуле «Unit1.pas», так, как показано на рис. 46. Присвойте новые названия компонентам, располагающимся на форме:

«COM-порт №» - comboBoxNumPort;

Рис. 43. Меню «Пуск/Программы/ Borland Delphi 7/Delphi 7»

Рис. 45. Сохранение нового проекта «Скорость обмена» editSpeed; «Команда» editCommand; «Ответ» editAnswer; «Открыть порт» - buttonOpen; «Записать в порт» - buttonWrite;

«Закрыть порт» buttonClose; «История выполненных команд» - memoHistory.

3. Скопируйте файл Рис. 48. Добавление модуля в проект comport.pas в каталог вашего проекта. Подключите к проекту модуль comport.pas. Для этого добавьте описание в раздел Units модуля Рис. 49. Объявление переменной COM-порта «Unit1.pas» (рис. 47). Добавьте модуль comport.pas в проект, выбрав пункт меню «Project/Add to Project…», или нажмите клавиши Shift+F11 (рис.

48). В появившемся окне «Add to Project» выделите файл comport.pas и нажмите кнопку «Открыть».

4. Объявите переменную COM-порта (Port), типа TComPort (рис. 49).

Рис. 50. Конструктор экранной формы приложения 5. Создайте конструктор формы. В конструкторе очищается поле «Ответ», история выполненных команд (поле «История выполненных команд»), а также формируется список COM-портов (поле «COM-порт №») (рис. 50).

В примере список портов формируется в широком диапазоне от COM1 до COM256. Однако для того, чтобы сформировать список из названий портов, существующих в данной конфигурации системы, конструктор необходимо отредактировать, а также подключить модуль, позволяющий работать с реестром Windows – Registry. Конструктор формы приложения, в котором определяется список существующих в данной конфигурации системы COM-портов, приведен на рис. 51.

1. Создайте обработчик нажатия кнопки «Открыть порт»

(рис. 52). В обработчике создается экземпляр объекта, позволяющего взаимодействовать с COM-портом.

Свойству OnRead созданного объекта присваивается процедура, которая будет вызываться каждый раз по завершению команды чтения данных из COM-порта (пересылки данных из модуля в компьютер). В качестве одного из параметров процедуре передается байтовый буфер с ответом модуля (ReadBytes). Содержимое буфера сканируется до появления символа окончания строки $0D, а его содержимое преобразуется в последовательность ASCII кодов. Результат преобразования отображается в интерфейсе пользователя. Текст процедуры показан на рис. 53.

Рис. 51. Конструктор экранной формы приложения с определением списка 7. Создайте обработчик нажатия кнопки «Записать в порт» (рис.

54), по которой команда через COM-порт записывается в модуль и получает ответное сообщение.

Рис. 52. Обработчик нажатия кнопки «Открыть порт»

Рис. 54. Обработчик нажатия кнопки «Записать в порт»

8. Создайте обработчик нажатия кнопки «Закрыть порт» (рис. 55).

Рис. 44. Обработчик нажатия кнопки «Закрыть порт»

После создания всех обработчиков получим класс приложения TForm1, представленный на рис. 56.

10. Приложение, позволяющее управлять модулями, создано.

Для его компиляции и запуска необходимо выбрать пункт меню «Run/Run F9» или нажать горячую клавишу F9 (рис. 57). Проверим работоспособность программы для устройства I-7080, имеющего адрес 02 и подключенного к COM-порту №4, настроенного на скорость 9600 бит/c.

После запуска приложения необходимо произвести настройку порта «COMпорт» - COM4, задать «Скорость обмена» - 9600, указать команду чтения на- Рис. 57. Запуск приложения звания модуля «Команда» M. После проведенных настроек необходимо последовательно нажать кнопки: «Открыть порт», «Записать в порт», «Закрыть порт». Результат взаимодействия программы с модулем можно оценить по истории выполненных команд, отображаемой в одноименном списке (рис. 58).

Рис. 58. Проверка работоспособности программы В данном разделе приводится описание программы управления модулями в среде Visual C++ на основе библиотеки SerialGate.dll.

SerialGate.dll - динамически подключаемая библиотека, содержащая функции для работы с COM портами на языке С++. В основе библиотеки лежит класс SerialGate, используя который, можно выполнять наиболее часто востребованные действия управления COM портом: прием/передача данных, управление линиями взаимодействия, определение доступных портов в системе и т.д. Ниже приводится описание функций класса SerialGate.

bool Open(int port, int baud); - функция открывает доступ к COM порту с номером port на скорости baud бит/c. Если указанный порт существует и не занят другим приложением в данный момент, функция вернет true, иначе false. Если, например, параметр port был указан как 3, то функция попытается открыть доступ к COM порту с именем COM3.

Пример использования:

SerialGate sg;

bool b = sg.Open(1, 9600);

//порт открыт успешно //порт открыт с ошибкой int Send(char* buff, int szBuff); - функция записывает в ранее открытый порт szBuff байт данных из буфера buff. Возвращает число успешно записанных байт данных в порт.

Пример использования:

char buff[256];

for(int i=0; i < sizeof(buff); i++) int SendCounter = sg.Send(buff, sizeof(buff));

if(SendCounter != sizeof(buff)) //не все данные были записаны в порт int Recv(char* buff, int szBuff); - читает из ранее открытого порта szBuff байт данных и помещает их в буфер buff. Возвращает число реально прочитанных байт данных.

Пример использования:

char buff[256];

int RcvCounter = sg.Recv(buff, sizeof(buff));

if(RcvCounter != sizeof(buff)) //прочли меньше чем заказывали void SetLine(OUT_LINES_NAME ln, bool state); - функция устанавливает одну из выходных сигнальных линий (DTR или RTS) в логическую единицу или ноль. Имя линии задается через перечисление OUT_LINES_NAME. Вторым параметром передается состояние (true – 1, false - 0), в которое необходимо перевести линию.

Пример использования:

// установит на линии RTS лог. sg.SetLine(sg.RTS, true);

bool GetLine(IN_LINES_NAME ln); - функция возвращает состояние одной из входных сигнальных линий (CTS, DSR, RING или RLSD). Имя линии задается через перечисление IN_LINES_NAME.

Пример использования:

// чтение состояния линии DSR boll b = sg.GetLine(sg.DSR);

void GetPortsInfo(PortInfo* pi); - функция заполняет переданную ей структуру PortInfo информацией об установленных в системе COM портах.

Пример использования:

#include "SerialGate.h" printf("Определить все COM-порты системы:\n");

sg.GetPortsInfo(&pi);

printf("Общее количество COM-портов: %d\n\n", pi.koll);

void Clean(); - очищает входной и выходной буфер данных COM порта.

Пример использования:

sg.Clean();

void Close(); - закрывает ранее установленное соединение с COM портом.

Пример использования:

sg.Close();

Для создания пользовательского приложения, осуществляющего Рис. 59. Новый проект на основе диалогового окна информации из порта. Если данные готовы, то они помещаются в поле «Recive Data».

3. В заголовочном файле проекта (например, SerialGateTest.h) необходимо описать класс sg типа SerialGate.

class CSerialGateTestDlg : public CDialog // Construction // standard constructor CSerialGateTestDlg(CWnd* pParent = NULL);

4. Создать обработчик нажатия кнопки «Open». В обработчике производится проверка правильности введенных данных и попытка открыть порт методом SerialGate.Open(). Если порт открыть не удалось, выводится предупреждающее сообщение. После чего запускается таймер с идентификатором 1 и временем срабатывания 1000 мс.

void CSerialGateTestDlg::OnOpen() UpdateData(true);

if(m_port == 0 || m_rate == 0) MessageBox("Данные введены неправильно.","Error", MB_ICONERROR);

bool b = sg.Open(m_port, m_rate);

MessageBox("Не могу открыть порт","Error", MB_ICONERROR);

MessageBox("Порт открыт.","Info", MB_ICONINFORMATION);

SetTimer(1, 1000, NULL);

5. Создать обработчик таймера. В обработчике производится попытка чтения данных из порта с помощью функции Recv(). Если данные были прочитаны (их число в байтах > 0), помещаем результат в поле «Recive Data».

void CSerialGateTestDlg::OnTimer(UINT nIDEvent) char buff[128];

int rcv = sg.Recv(buff, sizeof(buff));

CDialog::OnTimer(nIDEvent);

6. Создать обработчик кнопки «Send». Вначале проверяется на ноль длина посылаемого сообщения. Если строка не пуста, то получается адрес на буфер типа Char, содержащий сообщение. Затем сообщение и длина сообщения передается в функцию Send(…), которая отправляет его в СОМпорт.

void CSerialGateTestDlg::OnSend() UpdateData(true);

int len = this->m_send.GetLength();

Рис. роверка рааботоспос 600 бит/ Посл запус ка прил ст ройку п зат коман имо пос ледоват ельно н нажать кнопки: «Open» «Sen d». Резу вз аимодей ообщени ю поля R Recive D Data (рис 61).

Для создания пользо правлени модул ыполнить следую оздать п роект прриложенния. Запу ду разрабо си среды можн о скача ть из с ети инт омпании Microso из ме Выбр пунк меню «File/N вы проек Для э казать ти проек - «W indows F «CSharpI7000» (рис. 64). Нажмите кнопку «ОК». После чего будет создан новый проект (рис. 65).

Рис. 63. Создание нового проекта в меню MS Visual C# Сохраните проект, выбрав пункт «File/Save All» (рис. 66).

В открывшемся окне «Save Project» укажите название проекта и его местоположение (рис. 67).

2. Измените внешний вид экранной формы приложения (Form1), описанной в модуле «Form1.cs» так, как показано на рис. 68.

Присвойте новые названия компонентам: «COM-порт» - textBoxNumPort; «Скорость обмена» - textBoxSpeed; «Команда» textBoxCommand; «Ответ» - textBoxAnswer; «Открыть порт» buttonOpen; «Записать в порт» - buttonWrite; «Закрыть порт» buttonClose; «История выполненных команд» - richTextBoxHistory.

3. Подключите пространство имен «System.IO.Ports», обеспечивающее доступ к COM-портам. Для этого в начало файла «Form1.cs» необходимо добавить строку «using System.IO.Ports;» (рис. 69).

Рис. 65. Интегрированная среда разработки проектов на языке C# Присвойте новые названия компонентам: «COM-порт» - textBoxNumPort; «Скорость обмена» textBoxSpeed; «Команда» textBoxCommand; «Ответ» - textBoxAnswer; «Открыть порт» buttonOpen; «Записать в порт» buttonWrite; «Закрыть порт» buttonClose; «История выполненных команд» - richTextBoxHistory.

3. Подключите пространство имен «System.IO.Ports», обеспечивающее доступ к COM-портам. Для этого в начало файла «Form1.cs»

необходимо добавить строку «using System.IO.Ports;» (рис. 69). Visual C#.

3. Объявите создание экземпляра класса, обеспечивающего взаимодействие с COM-портом (comport).

Тип экземпляра - SerialPort (рис. 92).

Рис. 69. Подключение пространства имен обеспечивающего доступ к COM-порту 5. Укажите в классе Form1 метод добавления строки в историю выполненных команд:

private void AddHistoryMessage(string msg) {// добавить сообщение в историю выполненных команд richTextBoxHistory.Invoke( new EventHandler( delegate{ richTextBoxHistory.AppendText(msg);

// в списке истории выделить последнюю запись richTextBoxHistory.ScrollToCaret();

6. Создайте обработчик нажатия кнопки «Открыть порт». Полный текст обработчика кнопки «Открыть порт» приводится ниже:

private void buttonOpen_Click(object sender, EventArgs e) // если порт был ранее открыт, закрыть его if (comport.IsOpen) comport.Close();

{// порт ранее открыт не был comport.PortName = textBoxNumPort.Text;

// скорость работы COM-порта int.TryParse(textBoxSpeed.Text, out baudRate);

comport.BaudRate = baudRate;

comport.StopBits = StopBits.One;

comport.Parity = Parity.None;

// квитировать установление связи - нет comport.Handshake = Handshake.None;

comport.ReceivedBytesThreshold = 8;

comport.WriteBufferSize = 20;

comport.ReadBufferSize = 20;

// время таймаута чтения - по умолчанию comport.ReadTimeout = -1;

// время таймаута записи - по умолчанию comport.WriteTimeout = -1;

// сигнал готовности терминала к передаче данных - не comport.DtrEnable = false;

// запрос передатчика - установлен comport.RtsEnable = true;

System.Threading.Thread.Sleep(100);

AddHistoryMessage("Порт открыт. \n");

7. Создайте обработчик нажатия кнопки «Записать в порт»:

private void buttonWrite_Click(object sender, EventArgs e) // записать команду в COM-порт (символ окончания команды – comport.WriteLine(textBoxCommand.Text + (char)0x0D);

// выдать сообщение в историю AddHistoryMessage("Записана команда:" + textBoxCommand.Text + "\n");

8. В конструкторе формы назначьте обработчик для события «данные COM-порта получены»:

public Form1() InitializeComponent();

// назначить обработчик для события "данные COM-порта comport.DataReceived += new SerialDataReceivedEventHandler( port_DataReceived);

Обработчик port_DataReceived имеет вид:

private void port_DataReceived(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e) this.Invoke(new EventHandler(AddRecieve));

Листинг метода AddRecieve приводится ниже:

private void AddRecieve(object s, EventArgs e) System.Threading.Thread.Sleep(100);

// буфер для чтения данных из COM-порта byte[] dataR = new byte[comport.BytesToRead];

// прочитать данные comport.Read(dataR, 0, dataR.Length);

// добавить ответ в историю команд AddHistoryMessage("Получен ответ:");

for (int i = 0; i < dataR.Length; i += 1) AddHistoryMessage(((char)dataR[i]).ToString());

AddHistoryMessage("\n");

comport.DiscardInBuffer();

9. Создайте обработчик нажатия кнопки «Закрыть порт»:

private void buttonClose_Click(object sender, EventArgs e) // освободить выходной буфер comport.DiscardOutBuffer();

// освободить входной буфер comport.DiscardInBuffer();

if (comport.IsOpen) comport.Close();

AddHistoryMessage("Порт закрыт. \n");

После создания всех обработчиков получим класс приложения Form1, представленный на рис. 71.

10. Приложение, позволяющее управлять модулями, создано.

Для его компиляции и запуска необходимо выбрать пункт меню «Debug/Start Debugging F5» или нажать горячую клавишу F5 (см. рис.

72).

Проверим работоспособность программы для устройства I-7080, которое имеет адрес 05 и подключено к COM-порту №4, работающему на скорости 9600 бит/c.

После запуска приложения необходимо произвести настройку порта «COM-порт» - COM4, задать «Скорость обмена» - 9600, указать команду чтения названия модуля «Команда» - $05M. Затем необходимо последовательно нажать кнопки «Открыть порт», «Записать в порт», «Закрыть порт».

Рис. 73. Проверка работоспособности программы Результат взаимодействия программы с модулем можно оценить по истории выполненных команд, отображаемой в одноименном списке (рис. 73).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Особенностью современного производства является тесное взаимодействие технологических (производственных) и информационных потоков. В этих условиях большую роль играют данные, регистрируемые на всех уровнях автоматизированной системы управления технологическими процессами. Требования, предъявляемые со стороны потребителей этой информации, все более ужесточаются в части объема, скорости и надежности получения данных, поэтому вопросы обеспечения коммуникаций становятся высокоприоритетными. В качестве элементной базы таких систем используется класс совместимых модулей удаленного сбора данных I-7000, ADAM-4000, NuDAMвзаимодействующих через интерфейс RS-485.

В монографии проведен анализ технических характеристик наиболее часто используемых модулей удаленного ввода-вывода серии Iи даны рекомендации по их применению в системах сбора и обработки данных.

Модули удаленного ввода-вывода серии I-7000 фирмы ICP DAS обеспечивают недорогое, гибкое и эффективное решение для самого широкого спектра индустриальных и лабораторных задач. Изделия этой серии предназначены для управления технологическим процессом, встраивания в технологическое оборудование, удаленного сбора и обработки информации, могут использоваться в качестве коммуникационных устройств и т.п. Контроллеры включены в Государственный реестр средств измерений и допущены к применению в Российской Федерации.

Разработка программного обеспечения иллюстрируется многочисленными примерами с использованием как визуальной среды программирования (Lasarus, Borland Delphi, Visual C++, C#), так и графической (LabVIEW).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бень, Е.А. RS-485 для чайников [Электронный ресурс] – www.mayakbit.narod.ru.

2. Вольфган Эйзенбард. Промышленные шины для систем автоматизации [Электронный ресурс] - www.asutp.ru.

3. Графкин, А.В. Архитектура автоматизированных систем на основе модулей ICP DAS серии I-7000 [Текст]: учебное пособие / А.В. Графкин, В.Г. Иоффе – Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2009. – 160 с.: ил.

4. Технические средства автоматизации. Программно-технические комплексы и контроллеры [Текст]: учеб. пособие/ И.А. Елизаров, Ю.Ф. Мартемьянов, А.Г. Схиртладзе [и др.] - М.: Машиностроение-1, 2004. - 180 с.

5. Климентьев, К.Е. Графическое программирование в среде LabVIEW / К.

Климентьев. - Самара: Самар. гос. аэрокосм. ун-т, 2003. - 76 с.

6. Кругляк, К.М. Промышленные сети: цели и средства [Текст] / К.М. Кругляк // Современные технологии автоматизации. - 2002. -№4. – С.

7. Локотков, А. Интерфейсы последовательной передачи данных. Стандарты EIA RS-422/RS-485 // Современные технологии автоматизации. – 1997. – 8. Любавин, С.А. Программирование на Delphi Win32 / С.А. Любавин. – М.:

НТ Пресс, 2008. – 576с.: ил.

9. Любашин, А.Н. Промышленные сети [Электронный ресурс] – www.asutp.ru.

10. Модули удаленного ввода-вывода серии I-7000. [Электронный ресурс] http://www.ipc2u.ru./I7000rus.pdf, I7018rus.pdf, I7021rus.pdf, I7013rus.pdf, I7044rus.pdf.

11. Основы построения интерфейсов [Электронный ресурс] – www. infosystem.ru/interface.

12. Синенко, О. Стандарты де-факто и де-юре, регламентирующие средства промышленной автоматизации [Электронный ресурс] www.archive.expert.ru.

13. Суранов, А.Я. LabVIEW 8.20: справочник по функциям / А.Я. Суранов. – М.: ДМК, 2007. – 536 с.: ил.

14. Хетагуров, Я.А. Практические методы построения надежных цифровых систем. Проектирование, производство, эксплуатация / Я.А. Хетагуров. – М.: Высшая школа, 2008 – 156 с.: ил.

Интернет-сайты:

icpdas-usa.com, phyton.ru, microchip.ru, cec-mc.ru, intel.ru, ni.com, icos.ru, ipc2u.ru Методика выполнения лабораторной работы Цель работы: изучение архитектуры автоматизированных систем на основе модулей серии I-7000.

1. Получить задание у преподавателя.

2. В соответствии с заданием выбрать необходимые модули, изучить их структуру, особенности применения и состав команд.

3. Выписать команды, необходимые для реализации задания.

Общие команды модулей приведены в приложении П.6, а индивидуальные – в приложениях П.1-П.5. Требуемые команды оформить в виде таблицы.

4. Выполнить соединение модулей в соответствии с заданием.

5. Подключить модули к компьютеру. В случае использования преобразователя интерфейсов RS-232 в RS-485 (модуль I-7520AR), подключение модулей производить при выключенном компьютере!

6. Проверить функционирование модулей с помощью DCON Utility:

6.1. Запустить утилиту.

6.2 Установить номер используемого СОМ-порта (при работе с USB задать номер виртуального СОМ-порта).

6.3. Установить допустимое время ожидания ответа модулей.

6.4. Установить скорость, на которой будет выполняться обмен информацией. Если скорость обмена, установленная в модулях неизвестна – выполнить поиск в полном диапазоне.

6.5. В случае необходимости включить проверку контрольной суммы.

6.6. Запустить поиск модулей. Результаты поиска отображаются в окне DCON Utility. Двойной клик по имени модуля открывает окно параметров и тестирования.

7. Если требуется изменить состав модулей, производится реконфигурация системы и повторный запуск DCON Utility.

8. Изменение параметров модулей и их тестирование выполняется в окне «Terminal», в котором можно задать и выполнить требуемую команду.

9. Разработать программное обеспечение. В состав программного обеспечения обязательно должен входить интерфейс пользователя, обеспечивающий функционирование автоматизированной системы.

При отладке программы, в случае необходимости, следует использовать DCON Utility.

10. Показать преподавателю работающую в соответствии с заданием программу.

11. Оформить отчет.

3. Схема соединения модулей системы.

4. Таблица с используемыми командами.

5. Листинг программы с комментариями, интерфейс пользователя с экранными формами.

Задание:

Определить частоту, поступающую на вход модуля 7080, и преобразовать ее в пропорциональное значение выходного напряжения на выходе ЦАП 7021. Частота изменяется в диапазоне от 0 до 100 кГц, а напряжение на выходе - (010) В.

Для настройки модуля I-7080 необходимо:

1. Задать параметры конфигурации: установить режим измерения частоты (51), время измерения (например, 0,1 с), скорость обмена, включить или выключить контрольную сумму, задать требуемый адрес. Сравнить параметры конфигурации модуля с требуемыми значениями. Параметры конфигурации могут быть прочитаны DCON Utility и, по возможности, их изменять не рекомендуется, т.к. число циклов программирования EEPROM ограничено.

2. Выбрать номер используемого счетчика и задать тип входа (с оптической развязкой или неизолированный). Например, Cч1, Cч0, неизолированный (команда $AAB0, где AA – адрес модуля).

3. Установить уровни входных напряжений. В лабораторной работе рекомендуется использовать уровни, устанавливаемые по умолчанию логический «0» - 0,8 В, логическая «1» - 2,4 В. Уровни могут быть установлены программно $AA1H – для верхнего уровня, $AA1L – для нижнего.

4. Принять решение о включении или отключении сторожевого таймера WD. Если таймер WD не используется, выполнить команду ~AA3O00, а затем проверить состояние модуля ~AAO. Если результат выполнения этой команды равен «!AAO», то модуль готов к функционированию. В противном случае состояние модуля следует сбросить командой ~AA1.

5. Команда #AAN читает значение частоты в Гц, представленное в 16-ричном коде, где N – номер канала измерителя частоты 0 или 1.

Настройка I-7021 состоит в следующем:

1. Задать параметры конфигурации аналогично предыдущему. Особенностью ЦАП является необходимость указания скорости нарастания входного сигнала В/c или А/с и формата представления данных: технические единицы (В, мА) в % от диапазона, в дополнительном 16-ричном коде. Для сформулированной задачи можно использовать по умолчанию заводские настройки, адрес изменять только по необходимости, а данные представлять в 16-ричном коде.

2. Принять решение о необходимости калибровки. Ввиду отсутствия эталонного оборудования в лабораторной работе калибровка не производится.

3. Настроить модуль на работу без сторожевого таймера. Для этого необходимо произвести сброс статуса модуля ~AA1.

4. Перед началом работы запросить статус сброса $AA5. Если в результате ответа установлен бит 1, то модуль приведен в исходное состояние. В противном случае произвести повторный сброс модуля.

5. Задать значение, устанавливаемое на выходе ЦАП, при включении питания равное нулю. Для этого следует выполнить команду #AA0000, а затем команду $AA4.

Для повышения достоверности аналогового вывода можно использовать команды $AA6 (чтение последнего значения, переданного на аналоговый выход) и $AA8 (эхоконтроль выхода). Команда $AA8 производит считывание информации непосредственно с выхода ЦАП. Поэтому с ее помощью можно определить недопустимую нагрузку, неправильное подключение проводов, короткое замыкание и т.д.

Настройка модулей I-7080 и I-7021закончена.

Измерение частоты выполняется командой #AAN, где N – номер канала измерения. При установленном времени измерения 0,1с и максимальной входной частоте в счетчике будет накоплено 10000 (2710h), разрядность ЦАП – 12 бит. Поэтому значение счетчика необходимо масштабировать путем сдвига вправо на 2 разряда.

Полученное значение записать командой #AA (данные) в ЦАП и измерить цифровым мультиметром или модулем I-7018P.

При программировании необходимо помнить, что в работе с модулями для повышения достоверности используются пакеты подтверждения различных форматов. Кроме того, многие команды позволяют производить проверки значений записанных данных.

Для увеличения быстродействия в процессе работы системы часть проверок можно исключить.

Заключительным этапом выбора команд является составление таблицы команд, используемых для реализации задания (см. табл. 6, 7).

Команда Ответное сообщение Содержание команды Команда Ответное сообщение Содержание команды $AA6 !AA(данные) Считать значение, переданное на аналоговый $AA8 !AA(данные) Эхоконтроль выхода Пример интерфейса пользователя модуля I-7044 приведен на рис. 74.

Управление модулем I- 1. Какие преимущества обеспечивают децентрализованные автоматизированные системы по сравнению с централизованными?

2. Почему передача данных в цифровом коде обладает большей помехозащищенностью и надежностью по сравнению с аналоговыми каналами связи?

3. Какие технические решения необходимо использовать для обеспечения живучести систем?

4. Какие преимущества обеспечивает применение иерархических промышленных сетей?

5. В чем особенности передачи информации на уровне планирования? уровне управления? цеховом уровне? уровне периферийного оборудования?

6. Какие преимущества при проектировании обеспечивает использование семиуровневой модели открытых систем?

7. Принципы обмена информацией в семиуровневой модели открытых систем.

8. В чем особенности физического уровня?

9. Какие характеристики физического уровня следует анализировать при использовании интерфейса?

10. Каковы основные достоинства интерфейса RS-485?

11. Какими средствами обеспечивается повышенная помехозащищенность RS-485?

12. Сколько устройств может быть подключено к RS-485? Как увеличить число устройств?

13. Какие протоколы обмена используются в RS-485?

14. Сравнительная характеристика RS-485 и RS-422.

Модули удаленного ввода-вывода серии I- 15. В чем основные достоинства модулей I-7000? Какие у них недостатки?

16. В чем особенности сети на базе модулей I-7000?

17. Какие каналы передачи данных могут использоваться в системе на основе модулей I-7000?

18. Принцип обмена информацией в системе на основе модулей I-7000.

Использование модулей в измерениях и управлении 19. Какие функции реализуют модули I-7000?

20. Для каких целей служит ЭППЗУ? Какая информация в нем хранится?

21. Какие параметры модулей могут быть изменены только при заземленном входе INIT?

22. Как считать номер версии программного обеспечения модуля? название модуля?

23. Как изменить название модуля?

24. Какие функции выполняет сторожевой таймер?

25. Какие действия реализуются в модуле при сбросе или переполнении сторожевого таймера?

26. С помощью каких команд выполняется настройка сторожевого таймера? установка безопасного состояния выходов модулей?

27. Какие функции выполняет модуль аналогового вывода I-7018Р?

28. Как выполнить калибровку модуля I-7018Р?

29. Как реализовать циклический или выборочный опрос каналов?

30. Как организовать преобразование сигнала термопары с учетом компенсации холодного спая, если данный модуль не содержит её градуировку?

31. Как организовать с помощью одного модуля измерение сигналов нескольких термопар различных градуировок?

32. Какие функции выполняет модуль аналогового вывода I-7021?

33. Как выполнить калибровку модуля I-7021?

34. Как с помощью модуля I-7021 реализовать генератор заданной формы? преобразователь напряжения в ток?

35. Какие методы обеспечения достоверности выходного сигнала используются в модуле?

Модуль аналогового ввода параметров 36. Какие функции выполняет модуль аналогового ввода параметров терморезисторов I-7033/7013?

37. Как выполнить калибровку модуля I-7033/7013?

38. Как использовать модуль для измерения параметров терморезисторов произвольной градуировки? потенциометрических датчиков?

39. В каких случаях целесообразно использовать двухпроводную схему? трехпроводную? четырехпроводную?

40. Почему в схеме рис. 11,д влияние линии связи меньше, чем в схеме рис. 11,б,в?

Модуль счетчика-частотомера I- 41. Какие функции выполняет модуль I-7080 в режиме счетчика?

частотомера?

42. В каких случаях следует использовать дифференциальные входные сигналы? Как настроить счетчик на работу с дифференциальными сигналами?

43. Для каких целей используется программно-управляемый фильтр? С помощью каких команд можно управлять фильтром?

44. Для каких целей используется вход GATE? Какие команды управляют этим входом?

45. Какие особенности функционирования счетчика в режиме сигнализации 0? режиме 1?

46. В чем особенности подключения нагрузки к дискретным выходам?

47. С помощью каких команд можно управлять дискретными выходами в режиме измерителя частоты? счетчика?

48. Как задать допустимые значения в режиме сигнализации 0?

режиме сигнализации 1?

49. В чем недостатки измерителя частоты? Как устранить эти недостатки?

50. Как на базе модуля построить формирователь импульсов заданной длительности? широтно-импульсный модулятор?

Модуль дискретного ввода- вывода I- 51. Какие функции выполняет модуль дискретного ввода- вывода I-7044?

52. Как подключить внешнюю нагрузку ко входу модуля I-7044?

к выходу модуля I-7044?

53. Как активизировать выходные линии модуля I-7044?

54. Как прочитать состояние линий ввода-вывода I-7044?

55. Как подсчитать количество импульсов, приходящих на вход требуемого канала I-7044?

56. Как установить исходное значение выходных линий I- при включении питания и срабатывании сторожевого таймера?

57. Как изменяется длина кадра в зависимости от особенностей команды?

58. Какой код используется для кодирования информации? В чем его преимущества и недостатки?

59. В чем особенности режима «Master-Slave»?

60. Как реализовать синхронное чтение входных данных из нескольких модулей?

61. Какие методы повышения достоверности информации используются в автоматизированных системах на базе модулей I-7000?

62. В чем преимущества и недостатки контрольной суммы по модулю 256?

63. Как задать режим контрольной суммы? Как она формируется?

64. Какие требования должны предъявляться к интерфейсу пользователя?

65. Как реализовать процедуру обмена информацией между ПЭВМ и модулями системы?

66. За счет каких средств можно повысить быстродействие системы на базе модулей I-7000?

Разработка программного обеспечения 67. Какие функции реализует утилита «SetCom»?

68. Какие действия необходимо выполнить, чтобы назначить преобразователю интерфейсов новый адрес виртуального последовательного порта?

69. Для каких целей используется утилита «DCON Utility»? Какие функции реализованы в ней?

70. К чему сводится управление модулями на уровне ПЭВМ?

71. Перечислите параметры Com-порта, используемые при его настройке.

Разработка программного обеспечения в LabVIEW 72. Какую утилиту необходимо установить, чтобы обеспечить доступ к модулям ICP DAS из LabVIEW?

73. Перечислите динамически подключаемые библиотеки (*.dll), обеспечивающие программный интерфейс com-порта и модулей I-7000.

74. Чем обусловлено использование последовательности (Stacked Sequence Structure) при управлении модулями? Какие действия выполняются на вкладках этой структуры?

75. Как настраивается узел вызова функции библиотеки «Call Library Function Node»? Какие параметры настраиваются?

Разработка программного обеспечения в Lazarus 76. Какие модули необходимо подключить к проекту, чтобы обеспечить доступ к COM-порту?

77. Какой класс обеспечивает возможность реализации параллельного потока и для каких целей он используется?

78. Что следует помнить при отображении информации на элементах интерфейса приложения в параллельном процессе?

79. Назовите тип объекта СОМ-порта и перечислите основные действия, которые необходимо выполнить при настройке.

80. Какой метод класса TBlockSerial обеспечивает запись команд в СОМ-порте?

Разработка программного обеспечения в Borland Delphi 81. Какие модули необходимо добавить в проект пользователя, чтобы обеспечить доступ к COM-порту?

82. Какой класс обеспечивает взаимодействие с СОМ-портом?

83. Содержимое какой переменной реестра используется для получения списка существующих в данной конфигурации СОМ-портов?

84. Каким образом назначается функция-обработчик чтения данных из СОМ-порта?

85. Какую функцию выполняет процедура OnRead?

86. Какой метод класса TComPort обеспечивает запись команд в СОМ-порте?

Разработка программного обеспечения в Visual C++ 87. Какая динамически подключаемая библиотека используется для работы с СОМ-портом?

88. Какой класс реализует функции управления СОМ-портом?

89. В каком случае метод Open класса SerialGate возвращает true?

90. Какую функцию реализует метод Send класса SerialGate?

Опишите его параметры и результат.

91. Какой метод класса SerialGate реализует функцию чтения данных из СОМ-порта?

92. Какие методы класса SerialGate управляют состоянием сигнальных линий СОМ-порта и возвращают их значение?

93. Как получить информацию об установленных в системе СОМ-портах?

94. Для каких целей в программе на С++ используется таймер?

Разработка программного обеспечения в Visual C# 95. Какое пространство имен обеспечивает доступ к СОМпортам?

96. Каким образом в C# реализуется подключение пространства имен к проекту?

97. Какой класс используется для взаимодействия с СОМпортом?

98. Какие параметры СОМ-порта задаются при его открытии с помощью метода Open класса SerialPort?

99. Какие методы обеспечивают взаимодействие с СОМ-портом?

100. В каком режиме (синхронном или асинхронном) производится чтение данных из СОМ-порта? Какие классы обеспечивают этот режим?

Таблицы параметров настройки:

Настройка скорости передачи (СС) Скорость передачи 1200 2400 4800 9600 19200 38400 Настройка типа аналогового входа (ТТ) Минимальное значемВ -50 мВ -100 мВ -500 мВ -1 В -2,5 В -20 мА ние входного сигнала Максимальное значемВ +50 мВ +100 мВ +500 мВ +1 В +2,5 В +20 мА ние входного сигнала Минимальная температура Максимальная температура Значения температуры приведены в градусах Цельсия Настройка формата данных (FF) *1: Бит выбора режекторного фильтра: 0 = подавление частоты 60Гц; 1 = подавление частоты 50Гц.

*2: Бит контроля суммы: 0 = контроль суммы запрещен; 1 = контроль суммы разрешен.

*3: Биты формата данных: 00 = в технических единицах; 01 = в процентах от полного диапазона (ПД).

10 = в дополнительном (дополнение до 2) шестнадцатеричном коде.

Таблица типов аналогового входа и форматов данных входа +15 мВ % от полного диапазона +100.00 +000.00 -100. Е-типа % от полного диапазона +100.00 +000.00 -027. N-типа % от полного диапазона +100.00 +000.00 -20. Код типа Входной ПД – полный диапазон Система команд:

$AA9(Данные) !AA схемы компенсации «холодного»

П.1 %AANNTTCCFF Назначение команды: Настроить параметры конфигурации модуля Формат команды: %AANNTTCCFF[CHK](cr) Ответное сообщение: Допустимая команда: !AA[CHK](cr) Недопустимая команда: ?AA[CHK](cr) Для изменения настроек скорости передачи или контрольной суммы необходимо замкнуть контакт INIT* на землю.

В случае попытки изменения настроек скорости передачи или контрольной суммы при незамкнутом на землю контакте INIT* модуль выдаст ответное сообщение о недопустимой команде ?

Пример:

Команда: %0102050600 Ответное сообщение: ! Изменяется адрес модуля с «01» на «02». Успешное выполнение.

См. также команды:

Раздел А. 6 Команда $AA П.2 #AA Назначение команды: Считать значения сигналов на аналоговых входах.

Формат команды: #AA[CHK](cr) Ответное сообщение: Допустимая команда: >(Данные)[CHK](cr) Для модулей I-7018/18P эти данные представляют собой комбинацию значений для каждого из каналов аналогового ввода соответственно.

Пример:

Команда: #04 Ответное сообщение: >+05.123+04.153+07.234По адресу 04 находится модуль I-7018. В результате считывания информации с этого модуля получены данные о значениях сигналов по 8 каналам аналогового ввода.

См. также команды:

Раздел П.1 Команда %AANNTTCCFF, Раздел П.6 Команда $AA П.3 #AAN Назначение команды: Считать значение сигнала по каналу “N” аналогового входа Формат команды: #AAN[CHK](cr) N - номер канала, по которому считывается значение аналогового сигнала (от 0 до 7).

Ответное сообщение: Допустимая команда: >(Данные) [CHK](cr) Недопустимая команда: ?AA[CHK](cr) Пример:

Команда: #032 Ответное сообщение: >+02. Считывается значение аналогового сигнала по каналу 2 модуля с адресом 03. Данные получены успешно.

Команда: #029 Ответное сообщение: ? При считывании значения аналогового сигнала по каналу 9 модуля с адресом 02 принято ответное сообщение о недопустимой команде (ошибка в номере канала).

См. также команды:

Раздел П.1 Команда %AANNTTCCFF, Раздел П.6 Команда $AA П.4 $AA Назначение команды: Выполнить калибровку диапазона Формат команды: $AA0[CHK](cr) 0 - команда на выполнение калибровки диапазона.

Ответное сообщение: Допустимая команда: !AA[CHK](cr) Недопустимая команда: ?AA[CHK](cr) Символ ? формируется, если выполнение калибровки предварительно не было разрешено.

Пример:

Команда: $010 Ответное сообщение: ! Выполняется калибровка диапазона аналогового ввода модуля с адресом 01. Успешное выполнение.

Команда: $020 Ответное сообщение: ? При попытке выполнения калибровки диапазона аналогового ввода модуля с адресом 02 принято ответное сообщение о недопустимой команде (перед тем как подать команду калибровки необходимо разрешить выполнение такой операции).

См. также команды:

Раздел П.5 Команда $AA1, Раздел П.11 Команда ~AAEV П.5 $AA Назначение команды: Выполнить калибровку нуля Формат команды: $AA1[CHK](cr) 1 - команда на выполнение калибровки нуля.

Ответное сообщение: Допустимая команда: !AA[CHK](cr) Недопустимая команда: ?AA[CHK](cr) Символ ? формируется, если выполнение калибровки предварительно не было разрешено Пример:

Команда: $011 Ответное сообщение: ! Выполняется калибровка нуля аналогового ввода модуля с адресом 01. Успешное выполнение.

Команда: $021 Ответное сообщение: ? При попытке выполнения калибровки нуля аналогового ввода модуля с адресом 02 принято ответное сообщение о недопустимой команде (перед тем, как подать команду калибровки необходимо разрешить выполнение такой операции).

См. также команды:

Раздел П.4 Команда $AA0, Раздел П.11 Команда ~AAEV П.6 $AA Назначение команды: Считать параметры конфигурации модуля Формат команды: $AA2[CHK](cr) 2 - команда считывания параметров конфигурации Ответное сообщение: Допустимая команда: !AATTCCFF[CHK](cr) Недопустимая команда: ?AA[CHK](cr) Пример:

Команда: $012 Ответное сообщение: ! Считываются параметры конфигурации модуля с адресом 01. Успешное выполнение.

Команда: $022 Ответное сообщение: ! Считываются параметры конфигурации модуля с адресом 02. Успешное выполнение.

См. также команды:

Раздел П.1 Команда %AANNTTCCFF П.7 $AA Назначение команды: Считать значение температуры «холодного» спая.

Формат команды: $AA3[CHK](cr) 3 - команда считывания значения температуры «холодного» спая Ответное сообщение: Допустимая команда:>(Данные) [CHK](cr) Недопустимая команда: ?AA[CHK](cr) (Данные) значение температуры «холодного» спая в градусах Цельсия.

Пример:

Команда: $033 Ответное сообщение: >+0025. При считывании температуры «холодного» спая в модуле с адресом 03 получено значение +25,4°С.

См. также команды:

Раздел П.10 Команда $AA9(Данные) П.8 $AA5VV Назначение команды: Включить определенные каналы аналогового ввода Формат команды: $AA5VV[CHK](cr) 5 - команда включения определенных каналов аналогового ввода VV – параметр, определяющий комбинацию включенных и отключенных каналов ввода. При значении «00» этого параметра все каналы аналогового ввода отключены, а при значении «FF» - все каналы включены.

Ответное сообщение: Допустимая команда: !AA[CHK](cr) Недопустимая команда: ?AA[CHK](cr) Пример:

Команда: $0155A Ответное сообщение: ! В модуле с адресом 01 включаются каналы 1, 3, 4, 6 и отключаются каналы 0, 2, 5, 7. Успешное выполнение.

Команда: $016 Ответное сообщение: !015А При считывании состояния каналов аналогового ввода модуля с адресом получено ответное сообщение о том, что каналы 1, 3, 4, 6 включены, а каналы 0, 2, 5, 7 выключены.

См. также команды:

Раздел П.9 Команда $AA П.9 $AA Назначение команды: Считать состояние каналов аналогового ввода Формат команды: $AA6[CHK](cr) 6 - команда считывания состояния каналов аналогового ввода Ответное сообщение: Допустимая команда: !AAVV[CHK](cr) Недопустимая команда: ?AA[CHK](cr) VV – параметр, содержащий информацию о комбинации включенных и отключенных каналов. При значении «00» этого параметра все каналы аналогового ввода отключены, а при значении «FF» - все каналы включены.

Пример:

Команда: $015А5 Ответное сообщение: ! В модуле с адресом 01 включаются каналы 0, 2, 5, 7 и отключаются каналы 1, 3, 4, 6. Успешное выполнение.

Команда: $016 Ответное сообщение: !01А При считывании состояния каналов аналогового ввода модуля с адресом получено ответное сообщение о том, что каналы 0, 2, 5, 7 включены, а каналы 1, 3, 4, 6 - выключены.

См. также команды:

Раздел П.8 Команда $AA5VV П.10 $AA9(Данные) Назначение команды: Задать величину смещения для схемы компенсации «холодного» спая Формат команды: $AA9(Данные)[CHK](cr) 9 - команда настройки смещения в схеме компенсации «холодного» спая (Данные) значение смещения в схеме компенсации «холодного» спая включает в себя знак смещения и четырехразрядное шестнадцатеричное число величины смещения от -1000 до +1000, каждая единица которого соответствует 0,01°С.

Ответное сообщение: Допустимая команда: !AA[CHK](cr) Недопустимая команда: ?AA[CHK](cr) Пример:

Команда: $019+0010 Ответное сообщение: ! Установить для схемы компенсации холодного спая в модуле с адресом положительное смещение величиной 16 единиц (+0,16°С). Успешное выполнение.

См. также команды:

Раздел П.7 Команда $AA П.11 ~AAEV Назначение команды: Разрешить/Запретить выполнение калибровки.

Формат команды: ~AAEV[CHK](cr) E - команда разрешения или запрещения выполнения калибровки V 1 = разрешить калибровку; 0 = запретить калибровку.

Ответное сообщение: Допустимая команда: !AA[CHK](cr) Недопустимая команда: ?AA[CHK](cr) Пример:

Команда: $010 Ответное сообщение: ? При попытке выполнения калибровки диапазона аналогового ввода модуля с адресом 01 принято ответное сообщение о том, что модуль не готов к калибровке.

Команда: ~01E1 Ответное сообщение: ! Команда разрешения калибровки модуля с адресом 01. Успешное выполнение.

Команда: $010 Ответное сообщение: ! Выполняется калибровка диапазона аналогового ввода модуля с адресом 01. Успешное выполнение.

См. также команды:

Раздел П.4 Команда $AA0, Раздел П.5 Команда $AA Таблицы параметров настройки: