4000_通讯_ADS通讯－高级语言.ppt

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1、1,ADS通讯高级语言,TheWindowsControlandAutomationTechnology,李小宁,TwinCAT23.05.20202,TwinCAT介绍,TwinCAT介绍,TwinCAT=TheWindowsControlandAutomationTechnology特点：不改变Windows无需PC外的其他硬件将标准Windows变成实时操作系统循环时间可短至50微秒、强制优先排序完全支持浮点单元(FPU)硬件平台PC高性能、高精度的控制任务CX适用于中大型复杂控制任务BX适用于中等规模控制任务BC适用于小规模控制任务软件平台XP/XPE/CE等通讯可通过OCX,Dll访

2、问Windows用户界面可通过TCP/IPOPC等实现远程访问,TwinCAT23.05.20203,TwinCAT硬件平台,性能,BC系列,BX系列,CX系列,costs,TwinCAT一个工具适用于所有平台,TwinCAT介绍,Beckhoff控制器分4个性能等级,工业PC高性能、高精度等级的自动化设备,TwinCAT23.05.20204,TwinCATSystemManager,TwinCAT介绍,系统硬件管理扫描、配置系统软件管理起停、时基、通讯系统调试诊断（Freerun）,4套PLC独立运行,TwinCAT23.05.20205,TwinCATSystemManagerIO映射,

3、TwinCAT过程映像,现场总线1,现场总线2,现场总线3,映射,TwinCAT结构,系统IO映射对所有主要现场总线开放支持PC硬件接口易于安装和诊断从逻辑映射到物理I/O,LIGHTBUS,EthernetTCP/IP,RS232RS485,TwinCAT23.05.20206,TwinCATPLCControl,TwinCAT介绍,每套PLC的Input区16,000字节，甚至还可增加,支持源代码下载,上传源代码时所有注释均可保留,其他工具软件示波器软件：scopeview设备仿真器(CE5/CE6),最多4个Task设定优先级任务最短50us充分利用IPC的内存、硬盘和CPU资源,Tas

4、k是分配CPU资源的唯一入口,TwinCAT23.05.20207,TwinCATPLCControl,TwinCAT介绍,PLC可直接在开发环境的机器上运行。类似高级语言的调试功能，支持断点功能独立启动和停止PLC模块化结构组件：Visulization,TwinCAT23.05.20208,TwinCATPLC功能库,TwinCAT介绍,TwinCAT通讯,系统拓扑:R3IO是通过指针直接访问IO内存映射.本地操作（把它当成高级语言编写的PLC）ADS是网络通讯,可以是远程访问通讯周期:R3IO通讯时间可以忽略，数据交换时间取决于定时器，CE试用BECKHOFF提供的TcTimer可以达到

5、100微秒XP系统最小在1毫秒左右ADS通讯时间在2-3毫秒左右.但是考虑到ADSServer的响应时间，一个命令周期可能需要200毫秒上位用户界面和BECKHOFF产品通讯主要方式：实时非远程：R3IO非实时远程：ADS通讯,Modbus、OPC等,9,TwinCAT介绍,TwinCAT23.05.202010,Internet,ADS路由器,ADSDll,TwinCATOPC服务器,VB,C#,VB.Net,DelphiC+,XML,VB,C#Delphi/C+,ASP,OCX,.Net,第三方,Wrapper,BeckhoffADS接口开放、简单、灵活、文档齐全支持多家Scada软件标准

6、OPC接口支持的规范：DA/AE/XML,Explorer第三方,TwinCAT通讯接口,第三方,TwinCAT介绍,ADS简介,在BeckhoffTwinCAT系统中，各个软件模块（如TwinCATPLC、TwinCATNC、Windows应用程序等）的工作模式类似于硬件设备，它们能够独立工作。各个软件模块之间的信息交换通过TwinCATADS而完成。ADS（AutomationDeviceSpecification）即自动化设备规范，它为设备之间的通讯提供路由。在TwinCATPC和Beckhoff的CX、BX、BC系列控制器中都包含TwinCAT信息路由器。因此各个ADS设备之间都能够交

7、换数据和信息。基于ADS的TwinCAT系统构架如下图所示：,12,ADS通讯协议概述,ADS协议处于网络通讯协议的应用层。,应用层,传输层,Internet层,网络接口层,TCP/IP模型,OSI模型,13,TwinCATADS设备标识,每台TwinCATADS设备都有各自不同的AdsAmsNetId和AdsPort（端口号），以相互区别。AdsAmsNetId是TCP/IP地址的扩展，是TwinCATMessageRouter，存在于每台TwinCATPC或BeckhoffCX、BX、BC系列控制器中。例如：如果一台PC的IP地址是“192.168.2.10”，那么它的AdsAmsNetI

8、d就是“192.168.2.10.1.1”。当然，也可以对AdsAmsNetId进行修改。每台ADS设备（ADSServer）的AdsPort都各不相同，且固定不变。而ADS客户端（ADSClient）应用程序的AdsPort则是可变的。不同ADS设备的AdsPort如下图所示：,14,ADS通讯方式,ADS设备之间的通讯有多种方式，不同方式有不同的特点。一般的ADS通讯（GeneralADSServices）-异步方式（Asynchronous）ADS客户端向ADS服务器发送ADS请求，同时客户端继续自己的工作。ADS服务器处理请求后，把响应以Call-back函数方式发给客户端。-通知方式

9、（Notification）ADS客户端向ADS服务器发送ADS请求，ADS服务器以Call-back函数的方式不断向客户端发送响应，直到客户端取消该请求。这两种通讯方式的效率高，但需求复杂的客户端程序。优点：不会造成系统堵塞缺点：不能确保每次请求都有返回,15,ADS通讯方式,特殊的ADS通讯（SpecificADSServices）TwinCATADS设备和Windows应用程序（例如VB、VC应用程序等）之间的通讯除了可以采用一般的ADS通讯方式外，还可以采用特殊的通讯方式，即同步通讯方式。-同步方式（Synchronous）ADS客户端向ADS服务器发送ADS请求，在通讯过程中客户端程

10、序停止执行，直到获得ADS服务器返回的响应。这种通讯方式不需求复杂的客户端程序，但其轮循的通讯方式给系统带来比较大的负载，因此通讯效率较低。优点：能即时返回结果缺点：如果通讯故障会造成系统堵塞,16,ADSAPI,为方便各种计算机高级语言及其环境使用ADS通讯，BeckhoffTwinCAT提供相如下组件：ADS.NETComponent适用.NET平台，VB.NET,C#等ADS-OCX(ActiveXCOM控件)适用于VisualBasic,VisualC+,Delphi等.ADS-DLL适用于VisualC+等.ADS-Script-DLL适用于VBScript,Jscript等脚本，创

11、建B/S架构的应用.JAVADLL适用于JAVA语言。“PlcSystem.lib”PLC库ADS设备可以通过据此和其他ADS设备以及Windows进行通讯。,17,ADS访问变量方式,TwinCATADS访问变量有两种方式：1.地址方式一个PLC变量的地址由两部分组成：GroupIndex和OffsetIndex：GroupIndex一般用于区别寄存器类型，在TwinCATADS设备中为常量，具体内容可以参考InformationSystem（后附常用的GroupIndex值）。OffsetIndex为变量的偏移地址，在PLC中为该变量的地址。2.变量名方式在TwinCATADS设备中每个变

12、量都有一个句柄（Handle）。适用变量名访问变量首先需要得到该变量的句柄。（不同的高级语言方式略有不同）,18,常用的GroupIndex,1.对于MX，IX，QX寄存器的偏移地址的单位是“位”，而不是字节，计算地址需要注意2.M寄存器偏移地址最大值为0 x0000FFFF，而MX，I，IX，Q，QX偏移地址最大值为0 xFFFFFFFF。3.上表后三个主要用于C语言，其他高级语言已经封装成专有方法，不需直接调用。,19,ADS组件库文件组成简介,ADS组件库集成在TwinCAT软件中，安装任何版本的TwinCAT软件都包含ADS通讯组件，如果用户希望在没有安装TwinCAT软件的计算机适用

13、ADS通讯组件可以安装Supplement中的TwinCAT_ADS_Communication_Library此为免费产品。除需要复制到Windows/System32目录外绝大部分相关文件可以在TwinCAT安装目录找到。假设TwinCAT安装路径为C:TwinCAT,20,Ads组件调用过程简介,.NET调用流程,新建工程,添加引用TwinCAT.Ads.dll,定义TcAdsClient对象,privateTcAdsClientadsClient;,初始化TcAdsClient对象,adsClient=newTcAdsClient();adsClient.Connect(801);,通

14、过变量名取得变量的句柄,注册DeviceNotification事件,用于读写变量,AddDeviceNotification,读写变量,接受处理返回结果,释放资源,21,Ads组件调用过程简介,C+在VisualC+中进行链接和程序开发时所需要的文件：TcAdsDll.dll动态链接库TcAdsDll.lib使用TcAdsDll.dll的函数库TcAdsApi.h声明ADS功能的头文件TcAdsDef.h声明结构和常数的头文件主要接口：AdsPortOpen：建立TwinCAT信息路由器连接(通讯口)。AdsPortClose：关闭TwinCAT信息路由器的连接(通讯口)。AdsGetLoc

15、alAddress：返回本地NetId和端口号AdsSyncWriteReq：同步写数据到一个ADS设备AdsSyncReadReq：从ADS服务器中同步读数据。AdsSyncReadWriteReq：同步写入数据到ADS服务器中并从ADS设备接收返回的数据。AdsSyncReadStateReq：从ADS服务器中读ADS状态和设备状态。AdsSyncAddDeviceNotificationReq：通知在ADS服务器中进行定义(如PLC)。当某个事件发生时，该功能(回调功能)在ADS客户端进行调用(C程序)。AdsSyncDelDeviceNotificationReq:从ADS服务器中删除

16、以前定义的通知。,22,辅助工具TwinCATADSMonitor,TwinCATADSMonitor可以抓取ADS通讯数据包,ADS数据结构,帧数据,通讯数据帧记录,23,辅助工具仿真器,1.下载文件：以下路径为FTp路径（ftp:/）/Software/embPC-Control/CE/Solutions/CX_Emulator/emulator.zip(CE仿真器英文)/Software/embPC-Control/CE/Solutions/SDK/BeckhoffHMI500V1.3SDK.msi/Software/embPC-Control/CE/Solutions/VS_NET20

17、05/CE5_DbgHlp.zip2.仿真器安装：a.安装MicrosoftWindowsCE5.0Emulator.msi需要连接互联网(一定注意)b.安装完仿真器，再安装虚拟网卡驱动netsvwrap.msi3.配置：a.安装后修改StartEmulator_DE.bat文件，将参数中的/Ethernet的MAC改为本地网卡的实际MAC地址b.参数vmid后的GUID值做为保存映像是的文件夹名称。4.设置仿真器和VS.net集成环境：WindowsCE5的模拟器是基于x86的,VS2005的DeviceEmulator是基于ARM的，VS2005开发环境无法和WinCE模拟器进行集成进行远

18、程调试。（CE6不需要，只需安装虚拟机程序，配置好地址。）但是可以通过下面的方式实现集成：1).将CE5_DbgHlp.zip压缩包文件解压复制仿真器的harddisksystem路径下（实际的控制器新版本系统中这些文件已经存在）(修改IP地址与本机在同网段255.255.255.0),24,辅助工具仿真器(续),2).运行Conmanclient2.exe3).配置VS2005开发环境：a.转到“Tools-options-devicetools-devices”b.选择WindowsCE5.0设备，点击“属性（properties）”按钮c.在WindowsCE5.0设备属性对话框点击“配

19、置（configure）”按钮d.在TCP/IP配置对话框选定“使用特定的IP(usespecificIPaddress)”,输入仿真器的IP地址。e.在Windows环境下，建立利用VS环境新建WinCE工程，(新建-项目-VisualC#-智能设备-WindowsCE5.0即可完成新建项目。右键选择工程-部署，完成项目部署，就可以启动仿真器（保证仿真器处于启动状态）)下面就可以DebugCE应用程序，选择部署到WindowsCE5.0。如果部署仍然失败，运行仿真器harddisksystem路径下的cMaccept.exe文件。测试正常后保存仿真器的设置，载关闭时选择SaveSate而不是

20、TrueOff,这样下次启动仿真器就不需要重新设置仿真器。如果想删除保存的文件，转到“我的文档MyVirtualMachines下，将上文提到的在StartEmulator_DE.bat设置的vmid值为名称的文件夹删除即可。如果在具体操作用什么问题，您可以随时和我们联系。vs2008注意事项：用如下文件代替CE5_DbgHlp.zip内的文件C:ProgramFilesCommonFilesMicrosoftSharedCoreCon1.0Targetwce400x86,TwinCAT3PLCControl,TwinCAT23.05.202025,TwinCAT3介绍,TwinCAT3集成了PLCandC/C+编程系统配置,设定与诊断Modulegeneration(C/C+orMatlab/Simulink)DebuggingPLC,C/C+,Matlab/Simulink,TwinCAT23.05.202026,TwinCAT3I/OIntegratedSystemManager,TwinCAT介绍,Systemconfiguration,Motioncontrolconfiguration,PLCconfiguration,SafetyPLCconfiguration,C+moduleconfiguration,I/Oconfiguration,