美国通用电气公司工业组态软件ifix运行稳定、高效,多年来广泛应用在工业自动化领域。与其它工业组态软件一样,作为人机界面软件,fix虽然有得天独厚的优势,但是数学和计算功能有诸多不足。美国mathworks公司出品的数学软件matlab是一种基于c语言内核与矩阵运算的工程计算语言,具有强大的数值计算能力和丰富的控制算法。本文用vc++实现fix和matlab的双向数据通信,将matlab的运算功能和算法引入ifixdde。
dde(动态数据交换)是windows的一种进程通信机制,它基于windows消息机制,两个应用程序之间通过传递消息进行对话,这两个程序分别被称为服务器和客户,dde服务器维护着其它windows程序可能使用的数据,而dde客户则是从服务器获得这些数据的程序。
同一个windows应用程序既可以是一个程序的客户,也可以同时是另一个程序的服务器,一个服务器可以将数据传给多个客户,一个客户也可以从多个服务器获取数据,这些都通过dde对话来定义。dde对话需要三个参数:服务名、话题名、项目名。服务名一般同做为服务器的应用程序同名,一个服务可提供多个话题,一个话题可提供多个项目,最后由项目名确定要交换的数据。
2 用vc++实现ifix和matlab dde通信的基本思路
ifix软件既实现了dde服务器也实现了dde客户,支持文本格式的剪贴板数据。matlab既实现了dde服务器也实现了dde客户,作为服务器时支持文本格式、元文件图(metafilepict)和xltable格式三种剪贴板格式,作为客户端支持文本格式。本文用vc++程序实现了dde服务器,将fix软件和matlab都做为vc++程序客户。三者的关系如图1所示:
图1 双向数据传送实现的基本结构
3 基于 visual c++的dde服务器程序设计
3.1 基本原理
dde协议的核心是dde消息,进行通讯的程序之间通过传递消息进行对话。dde服务器程序的主要任务是维护其它windows程序可能使用的数据,实现dde服务器的消息循环,从而处理dde客户的各种请求。
3.2 程序实现
采用visual c++实现dde服务器的程序流程图如2所示。
图2 dde服务器程序流程图
(1)在程序初始化时,调用了ddeinitialize()初始化dde管理库,以参数形式提供回调函数ddecallback(),当程序以消息形式收到待处理事务时,就调用该回调函数,回调函数通常写成switch-case的形式。分支处理不同的事务;然后调用ddecreatestringhandle() 返回服务名、话题名、项目名的 handle,返回的类型为hsz。
(2)注册dde服务,以服务名handle为参数调用ddenameservice()。
(3)回调函数ddecallback()的原型为:
hddedata expentry ddecallback(uint type,uint fmt,hconv hconv,hsz hsz1,hsz hsz2,hddedata hdata,dword dwdata1,dword dwdata2);
其中type为事务类型,fmt为交换数据的剪贴板格式,hconv为当前对话的handle,hsz1、hsz2、hdata、dwdata1;dwdata2的意义取决于不同的事务,hsz1和hsz2一般为话题名和项目名的handle,hdata一般是所交换数据的handle。
(4)生成各个字段的名字就是给出dde服务器名、话题名和项目名。
服务器名(servicename):ddetest
g_hszappname=ddecreatestringhandle(g_idinst, “ddetest”, null);
话题名(topic):test1
g_hsztopicname=ddecreatestringhandle(g_idinst, “test1”, null);
各个项目名(items):h1、h2、ut、up、……
g_hszinitem[0]=ddecreatestringhandle(g_idinst, “h1”,null);
g_hszinitem[1]=ddecreatestringhandle(g_idinst, “h2”,null);
g_hszoutitem[0]=ddecreatestringhandle(g_idinst, “ut”,null);
g_hszoutitem[1]=ddecreatestringhandle(g_idinst, “up”,null);
4 测试
测试要求:能够在ifix、dde服务器和matlab中同步显示系统的采集量和控制输出。
测试方法:用ifix绘制工艺流程图,图上直观地实时显示温度、压力、流量、液位等过程参数。通过dde将以上参数传输到matlab,进行相应的控制运算。再通过dde将控制信号下传至ifix,经下位机实现对主体设备的控制操作。vc++程序作为服务器,同步地显示所有数据。在matlab中编写m文件,显示上传的相应数据,并且给出控制电压up(泵控制电压)和ut(加热电压)。
ifix的配置:首先对ifix进行配置,然后在ifix draw窗口建立一个odf文件,文件名为:ceshi.odf,见图3。图形界面中包含了温度、压力、流量、液位等七个参数和up、ut两个控制电压,还包括h2和up的时间曲线,该曲线图的显示时间为3分钟,h2最大值为200mm水柱,up的最大值为24v。需要设置这九个量对应模块的dde节点名(或者i/o设备及i/o地址),如h2对应的dde节点名为:=ddetest|test1!h2。
图3 fix的图形界面
5 结束语
进一步可以将matlab程序转化为vc++程序,与dde服务器程序一起编译成可执行文件在ifix中运行,可以方便地实现各种算法和仿真,有较好的工程应用前景。