監(jiān)控軟件設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序編制原理與實(shí)現(xiàn)

摘要：以MCGS監(jiān)控軟件為例，詳細(xì)介紹了監(jiān)控軟件與PLC、采集板卡、智能儀表等進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的編制原理與實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：驅(qū)動(dòng)程序；監(jiān)控軟件；原理；實(shí)現(xiàn)

0前言

在專(zhuān)業(yè)監(jiān)控軟件出現(xiàn)以前，自動(dòng)控制系統(tǒng)集成人員的一個(gè)重要任務(wù)就是編寫(xiě)專(zhuān)門(mén)的系統(tǒng)上位監(jiān)控程序。但是，在實(shí)際工程中我們發(fā)現(xiàn)：一方面，由于各編程人員的水平參差不齊，許多軟件的功能和可靠性都存在問(wèn)題；另一方面，由于每個(gè)編程人員的編程習(xí)慣和編程思路都不同，程序的可讀性和功能的擴(kuò)展性都比較差。因此，功能強(qiáng)大、實(shí)用面廣的專(zhuān)業(yè)監(jiān)控軟件就應(yīng)運(yùn)而生。如MCGS監(jiān)控軟件、組態(tài)王控軟件等。由于現(xiàn)場(chǎng)智能儀表、采集板的多種多樣，監(jiān)控軟件自帶的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序畢竟有限，因此編制設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序就成了自控系統(tǒng)集成工程師的重要工作之一。

本文以北京昆侖通態(tài)公司開(kāi)發(fā)的MCGS為例來(lái)說(shuō)明監(jiān)控軟件設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的一般思路。MCGS是基于Windows95和WindowsNT平臺(tái)，為用戶(hù)提供了從數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)處理、報(bào)警處理、流程控制、動(dòng)畫(huà)顯示、報(bào)表輸出等解決實(shí)際工程問(wèn)題的完整方案和操作工具。MCGS允許用戶(hù)在VisualBasic中操作MCGS中的對(duì)象，提供了一套開(kāi)放的可擴(kuò)充接口，用戶(hù)可根據(jù)自己的需要用VB編制特定的功能構(gòu)件來(lái)擴(kuò)充系統(tǒng)的功能。

1接口原理

許多組態(tài)軟件提供了設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序軟件開(kāi)發(fā)包，支持用戶(hù)用VB、VC、Delphi等高級(jí)編程語(yǔ)言編制設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。MCGS組態(tài)軟件驅(qū)動(dòng)程序編程原理框圖如圖1所示：

幾乎所有的PLC、智能儀表、采集板卡都提供了驅(qū)動(dòng)軟件，有的在說(shuō)明書(shū)中還提供了驅(qū)動(dòng)軟件的核心代碼、函數(shù)或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。而監(jiān)控軟件也提供了開(kāi)放性的可擴(kuò)充接口，一般包括屬性函數(shù)、方法函數(shù)、IO端口操作函數(shù)和串口操作函數(shù)等。在運(yùn)行模式下，監(jiān)控軟件定時(shí)或在事件激發(fā)時(shí)調(diào)用設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，而設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序根據(jù)需要，再調(diào)用設(shè)備核心函數(shù)。

例如，MCGS在組態(tài)模式下按“在線幫助”按鈕就會(huì)調(diào)用GetDevHelp接口，顯示設(shè)備構(gòu)件的在線幫助；按“內(nèi)部屬性”按鈕時(shí)就會(huì)調(diào)用SetDevPage接口，顯示設(shè)備構(gòu)件的特定屬性頁(yè)。在運(yùn)行環(huán)境下，MCGS首先調(diào)用一次InitDevRun接口對(duì)設(shè)備進(jìn)行一些必須的初始化工作。然后MCGS按設(shè)定的采集周期調(diào)用CollectDevDat接口，從設(shè)備采集數(shù)據(jù)或向設(shè)備輸出數(shù)據(jù)。運(yùn)行時(shí)，當(dāng)用戶(hù)在腳本程序中調(diào)用！SetDevice函數(shù)或在運(yùn)行策略中調(diào)用設(shè)備操作功能時(shí)，MCGS調(diào)用RunDevCommand接口，以執(zhí)行設(shè)備的特定功能。

2編程實(shí)現(xiàn)

常用設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序包括采獨(dú)立板卡類(lèi)驅(qū)動(dòng)程序和智能儀表類(lèi)驅(qū)動(dòng)程序。

2．1獨(dú)立板卡類(lèi)

獨(dú)立板卡類(lèi)包括模數(shù)（A／D）轉(zhuǎn)換板、數(shù)模（D／A）轉(zhuǎn)換板、開(kāi)關(guān)量輸入輸出板（DI／DO），通信板卡等。它們一般直接插入計(jì)算機(jī)的總線槽里，通過(guò)ISA或PCI總線擴(kuò)展槽與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。每塊板都有一個(gè)基地址范圍為：000H－3FFH，計(jì)算機(jī)通過(guò)該基地址來(lái)向采集板輸入輸出數(shù)據(jù)，沒(méi)有通信協(xié)議的概念。

在MCGS組態(tài)軟件運(yùn)行時(shí)，MCGS會(huì)定時(shí)調(diào)用接口函數(shù)：PublicFunctionCollectDevDat（DatFAsVariant，DatAsVariantmsgAsVariant）AsLong。所以需要定時(shí)采集的數(shù)據(jù)都通過(guò)這個(gè)接口來(lái)采集，采回來(lái)的數(shù)據(jù)都放在數(shù)組dat中。

對(duì)于那些不需要定時(shí)采集的數(shù)據(jù)，如設(shè)備的量程上下限，或其他一些參數(shù)，只有用戶(hù)改變了后，才需要重新讀回來(lái)，還有一些往設(shè)備輸出的參數(shù)，也是不定時(shí)的，MCGS為這些特殊的情況定義了一個(gè)接口函數(shù)：PublicFunctionRunDevCommand（DatObjAsObject，ByValCmdAsString）AsLong。在MCGS的腳本程序里執(zhí)行函數(shù)！SetDevice（“子設(shè)備名”，6，“帶有參數(shù)的命令名”），MCGS就會(huì)調(diào)用RunDevCommand函數(shù)，并把“帶參數(shù)的命令”傳給了字符串變量“cmd”。如以天辰PID控制儀為例，用戶(hù)想改變儀表的設(shè)定值（SV值），我們就可以定義一條這樣的命令，SetValue（dat1，dat2），這時(shí)MCGS就把命令傳到了cmd中，cmd＝“SetValue（Dat1，Dat2）”。使用字符串函數(shù)把命令中的兩個(gè)參數(shù)取出來(lái)，兩個(gè)參數(shù)的意思是，dat1表是設(shè)定在儀表中存放的地址，dat2為要設(shè)定的值，獲得了這兩個(gè)參數(shù)的值后，就可以根據(jù)協(xié)議的規(guī)定發(fā)送一條設(shè)定（SV值）的命令來(lái)改變SV值。其他的參數(shù)設(shè)定也是類(lèi)似的。至此設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序就基本完成

還有一個(gè)接口函數(shù)：PublicFunctionGetChlType（DatAsVariant，msgAsVariant）AsLong。其作用就是讀取設(shè)備通道數(shù)據(jù)的類(lèi)型和設(shè)備通道類(lèi)型說(shuō)明。例如：

所以每一個(gè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序要做的主要工作是編寫(xiě)以上三個(gè)接口函數(shù)。接口軟件編程流程圖如圖2所示。

2．2智能儀表類(lèi)

智能儀表類(lèi)包括各種智能儀表和智能模塊。它們必須通過(guò)與計(jì)算機(jī)的串口（通常叫com口）連接才能與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。串口通信原理圖如圖3所示：

設(shè)備通過(guò)計(jì)算機(jī)的串口，采用各種通信協(xié)議與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。必要的通信參數(shù)有波特率大小，數(shù)據(jù)位長(zhǎng)度，停止位位數(shù)，有無(wú)奇偶校驗(yàn)等。對(duì)于與串口通信有關(guān)的設(shè)備，必須調(diào)用一個(gè)串口父設(shè)備，子設(shè)備只負(fù)責(zé)按通信協(xié)議形成設(shè)備命令，并把命令放到一個(gè)固定的字節(jié)數(shù)組中，然后子設(shè)備調(diào)用父設(shè)備的幾個(gè)通信函數(shù)，包括

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