[第4讲]设备通信基础

易控（INSPEC）培训教程 第四章 易控和现场设备的通信

第四章 易控和现场设备的通信

培训目的

1. 掌握设备通信的基本概念 2. 掌握工程的设备通信配臵

3. 会使用易控中的常见设备、虚拟设备和OPC 4. 了解设备网关功能的使用 5. 了解易控的通信优化手段

第一节 概述

在监控工程中，正确和快速地采集工业现场中的过程数据并能对它们进行操作控制是系统的关键。这是易控的设备通信的内容。

易控与设备通信，又称“IO通信”，是指易控工程和PLC、智能模块、板卡、智能仪表、变频器、伺服控制器等硬件设备进行数据交互的功能。易控IO通信的对象俗称为“下位设备”。运行易控的计算机俗称“上位机”。 易控的设备通信一般是通过串口、以太网或其它网卡等接口经通信电缆连接到硬件设备进行的。串口根据距离的远近和一根通信电缆上连接的设备数量可以是RS232、RS422和RS485。也可以是易控直接读写插入和易控同机的IO板卡，经过USB端口扩展外接的一些IO板卡，还可以间接地通过第三方软件，如OPC Server和设备交换数据。

在一个易控工程中可以同时和多种不同类型的设备进行通信，如可以同时有不同厂家的PLC 、仪表、智能模块和板卡。在一根485通信线上可以连接多台设备。

在自动化监控中，由于设备的复杂多样性和组态软件在设计组织上存在的一些问题，和硬件设备的通信是比较棘手和容易出错的地方。易控不仅在IO通信上提供了自己的一些特色，还在使用的方便性上作了许多努力。

易控实现并隐藏了和硬件设备的通信细节。例如：用户不需要关心通信协议以及协议的实现，只需知道设备的类型，是什么厂家和类型的硬件，它们如何和上位机连接、基本的连接参数以及通信的内容等就可以建立和设备的通信。易控提供IO通信的“向导”功能来指导用户完成IO通信的所有配置工作。用户可以设置当通信出现故障时的处理办法，可以动态停止和启动和某些设备的通信。

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易控的设备通信具有以下特点：

概念简单、通信建立容易

能在工程开发期间就对通信进行测试 通信故障断开后自动恢复

能动态启动或停止和一台或多台设备的通信 支持设备的特殊通信指令

支持结构数据以及设备的历史数据

可以快速批量配臵设备中的变量信息 通信经过多种优化机制，通信效率高

嵌入网关功能，可以直接在易控的多个设备之间高效的转发数据 提供了一个虚拟设备，方便在没有硬件设备时候的软件调试和学习 开放通信程序框架，用户可以自己开发相对容易的面向对象的设备通信程序

易控通过“IO通信”实现了和“下位设备”之间的数据交换功能，除此之外，易控还可以通过多种途径和其它的软件系统通信，进行数据交换。有关易控如何和其它系统进行数据交换的内容，请参见本教程的“易控对外数据交换”一章。

第二节 设备通信基础

掌握易控和设备的通信需要了解“通道”、“设备”、“设备变量”等几个基本概念以及它们之间的关系。

一、通道

通道是易控软件和设备进行信息交换的“走廊”，或者“媒介”。虽然通道常常和一种计算机硬件紧密相关，如串行口、以太网等，但它只是一个抽象概念，不一定有实际的物理意义。

通道有名称、通信状态、是否启用等属性。不同类型的通道具有不同的其它属性，比如串口通道具有波特率等属性，以太网通道具有端口号等属性。

易控有以下类型的通道：串口通道、以太网通道、虚拟设备通道、OPC通道、板卡通道、各种现场总线接口通道、以及一些特殊的软件通道等等。

易控中的主要通道类型和含义如下表所示，并且随着时间的推移，会有更多新的通道类型增加到这一列表中。

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通道名称 串口

通道含义

易控通过串口通道和具有RS232/422/485等串行接口的设备相连

以太网 虚拟设备 板卡

易控通过以太网通道和具有以太网接口的设备相连 易控通过虚拟通道连接虚拟设备

易控通过“板卡”通道读写插入在计算机中的数据采集板卡

SSCNET CC-Link DeviceNet OPC SimaticNet 西门子S7 GPRS_CDMA

易控通过SSCNET网卡与三菱的运动控制器相连 易控通过CC-Link网卡与设备相连

易控通过DeviceNet网卡与DeviceNet设备相连 易控通过OPC服务器程序间接实现和设备的通信 易控通过西门子的SimaticNet软件读写西门子PLC 易控通过西门子的S7软件读写西门子的S7系列PLC 易控通过移动或连通无线网络连接设备

其中的“虚拟设备”通道专用于连接易控自己的“虚拟设备”。虚拟设备是一种物理上并不存在的假想硬件，但其工作过程和真实设备没有区别，主要用于测试、以及获取一些需要按照规律变化的信号之用。

OPC通道专门用于连接OPC服务器程序的通道。

OPC是OLE for Process Control（过程控制中的OLE）的简称，OLE则是Windows和Macintosh操作系统上的Object Linking and Embedding（目标连接和嵌入）技术的简称。这种技术允许我们在一个应用程序中使用其它应用程序中的对象。可见OPC是一个计算机软件之间通信的规范或称协议，支持OPC的两个计算机软件可以通过OPC协议互相通信交换数据。OPC是开放的通信标准，由OPC基金组织维护，其官方网站为。

按照OPC协议通信的两个计算机软件中的请求数据的一方称为OPC客户，提供数据的一方称为OPC服务器，如下图所示。一个计算机软件，可以既是OPC客户，又是OPC服务器。

易控可以作为OPC客户和任何第三方的OPC服务器程序通信交换数据，这

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样即使易控无法直接通信的设备，也可以通过一个可以和该设备通信的第三方OPC服务器软件间接读写设备数据。 同样，易控可以作为OPC服务器为任何第三方支持OPC客户端协议的计算机软件提供工程中的数据。有关易控作为OPC服务器对外提供数据的进一步内容，请参考“易控对外数据交互”一章。

图4.1 易控通过OPC服务器和硬件进行通信

有一些硬件的通信由于生产厂家不公开其通信协议，需要经过生产厂家提供的特殊软件才可以进行。从易控的意义上讲，这些软件和OPC服务器，以及虚拟通道等都是一样的，都是一个中间软件，只不过实现的方式不同而已。因此，在易控的通道中也有代表这一类特殊软件的通道，如西门子S7、SimaticNet等。

二、设备

设备是易控软件进行设备通信的对象，即易控在设备通信中，从设备中读取数据，将数据写入到设备中。设备是一个抽象的概念，它可以是一个物理硬件，也可以是一个虚拟的硬件，甚至一个硬件网络。

设备具有象名称、通信状态、是否启用等属性，不同类型的设备具有不同的其它属性。

易控内置了和常见自动化设备的通信能力，而且支持的设备也在不断增多，甚至用户还可以自己按照易控的设备通信程序规范开发自己的设备通信程序并集成到易控中。为了方便用户查找和管理设备，易控中的设备按照设备类型、通信接口类型、生产厂家等进行了分类。

易控有一个特殊的设备 – “虚拟设备”，并为之专门配备了一个“虚拟设备”通道。虚拟设备相当一个多路信号发生器，可以产生多个按照不同规律变化的信号，这在工程开发期间需要一些动态设备数据来模拟最终效果时极为方便 …… 此处隐藏：2966字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……