• pro standardní sériové rozhraní RS-232 (nebo RS-485, RS-422)

• pro síťové propojení pomocí TCP/IP

.

Vlastnosti ovladače

Vlastnosti obou verzí ovladače jsou velmi podobné a liší se pouze tam, kde to plyne z rozdílů v použitém druhu propojení. Ovladač umožňuje připojení jedné nebo několika stanic (PLC) s komunikačním protokolem MODBUS v módu RTU nebo ASCII k systému Control Web. Jeden sériový ovladač používá jedno komunikační rozhraní (COM port), na kterém může být připojeno více stanic (RS-485). V případě, že je potřeba připojit několik stanic přes různá sériová rozhraní, je nutno v aplikaci definovat více ovladačů. Verze TCP/IP ovladače umožňuje komunikovat s více stanicemi v síti (s různými IP adresami).

Seznam sekcí:

Vlastnosti ovladače

Činnost ovladače

Přenos a typy dat

Komunikace TCP/IP

Komunikace přes sériové rozhraní

Kanály ovladače

Parametry ovladače

Procedury ovladače

Mapovací soubor ovladače a datové typy

Zpracování a stavy výjimek ovladače

Chybové kódy

Činnost ovladače

Přenos a typy dat

Pomocí ovladače je možno číst nebo zapisovat data z paměťových registrů (Holding Registers - oblast 4X) a binárních výstupů (Coils - oblast 0X). Dále je možno číst hodnoty binárních vstupů (Inputs - oblast 1X) a hodnoty vstupních registrů (Input Registers - oblast 3X). Všechny tyto hodnoty se přiřadí kanálům prostřednictvím definice v souboru parametrů ovladače. Ovladač má určitou množinu kanálů vyhraženou pro speciální informace, proto doporučujeme, aby uživatelsky definované kanály začínaly nejméně od čísla 100. Registry stanice (4X) a vstupní registry (3X) je možno interpretovat různým způsobem v závislosti na typu stanice nebo na aplikačním programu, běžícím ve stanici.

• Jeden registr (16-bitů) může obsahovat jednu hodnotu se znaménkem nebo bez znaménka, která odpovídá jednomu kanálu.

• Jeden registr (16-bitů) může být rozdělen na dvě hodnoty (byte) se znaménkem nebo bez znaménka, které odpovídají dvěma kanálům.

• Jeden registr (16-bitů) může být rozdělen na 16 logických hodnot, které odpovídají 16 kanálům typu boolean.

• Jeden registr (16-bitů) může obsahovat jednu logickou hodnotu, která odpovídá jednomu kanálu typu boolean (0 je hodnota false, hodnota různá od nuly je chápána jeko true).

• Dva registry (po 16-bitech) mohou být spojeny do jednoho kanálu jako 32-bitová hodnota následujících typů:

  reálné číslo s jednoduchou přesností (float - single precision)

  celé číslo se znaménkem (signed integer)

  celé číslo bez znaménka (unsigned integer)

• Čtyři registry (po 16-bitech) mohou být spojeny do jednoho kanálu jako 64-bitová hodnota následujících typů:

  reálné číslo s dvojnásobnou přesností (float - double precision)

  celé číslo se znaménkem (signed integer)

Platí konvence, že všechny numerické kanály ovladače jsou vždy typu real. Všechny konverze do jiných datových typů použitého zařízení se provádějí v ovladači.

Komunikace TCP/IP

Tento způsob vyžaduje trochu jiný přístup než je tomu u sériové komunikace. Nejdříve je nutno vytvořit spojení a teprve pak je možno komunikovat. Dojde-li k přerušení komunikace se zařízením např. vlivem jeho výpadku, nastane chyba a spojení se zruší. Při dalším požadavku na přenos dat se nejprve ovladač pokusí vytvořit nové spojení. Pokud je zařízení trvale odpojeno, může být tato operace velmi zdlouhavá, což může mít špatný vliv na běh aplikace. Proto ovladač s odpojeným zařízením při dalších požadavcích nekomunikuje. Po určité době se sám pokusí navázat spojení a v případě kladného výsledku upozorní aplikaci prostřednictvím výjimky od ovladače. Doba pro ověřování spojení s odpojenou stanicí je nastavitelná pomocí parametru ovladače.

Komunikace přes sériové rozhraní

U komunikace přes sériové rozhraní se při startu aplikace otevře sériový port a po celou dobu běhu aplikace je aktivní. Při chybách komunikace není nutno se sériovým portem nijak manipulovat (zavírat a opět otevírat). Dojde-li k výpadku komunikace, ovladač vrátí chybu a při následujícím požadavku na data se opět pokusí se stanicí komunikovat. Celkový běh aplikace se může zpomalit vlivem čekání na odpověď od stanice, které je omezeno parametrem timeout. Tento parametr však bývá nastaven na relativně malou hodnotu, takže zpomalení běhu aplikace není výrazné. Při zániku chyby se komunikace se stanicí samovolně obnoví. V kritických případech je v moci autora aplikace s využitím prostředků systému Control Web omezit přístup na kanály stanice, která nekomunikuje a jen občas testovat, je-li již chyba odstraněna.

Kanály ovladače

Ovladač může jednotlivé prvky různých datových oblastí připojených stanic interpretovat jako svoje kanály, což jsou číselné nebo logické hodnoty (bity). Definice kanálů se děje prostřednictvím souboru parametrů v sekci [Channels], jak je popsáno níže.

Vyhrazené kanály ovladače

Ovladač předává informace o stavu komunikace prostřednictvím zvláštních kanálů, které jsou mapovány do intervalu 1 až 99. Dojde-li k chybě komunikace, je vygenerována výjimka ovladače a z jednotlivých kanálů je možno zjistit různé údaje, které blíže specifikují chybu nebo nějakou událost. Kanál č.1 rozlišuje, jedná-li se o chybu při čtení nebo při zápisu, případně bylo-li navázáno TCP/IP spojení se stanicí. Skupina kanálů č.10 až 18 doplňuje údaje o chybě při čtení resp. 20 až 28 při zápisu.

Kódy oblastí PLC (kanál 16 a 26)

Parametry ovladače

Pomocí souboru parametrů je možno nastavit parametry komunikace a definovat kanály ovladače, popřípadě nastavit další doplňující parametry. Celý soubor parametrů je rozdělen do několika sekcí. Název sekce je uveden v hranatých závorkách. V sekci jsou uvedeny za jménem a znakem "=" jednotlivé parametry. Na jednom řádku může být definován jeden parametr.

Parametry linkové komunikační vrstvy — sekce [comm]

Linková komunikační vrstva představuje prostředek pro přístup na standardní sériové rozhraní počítače. Tato vrstva umožňuje mimo jiné sdílet jedno sériové rozhraní více ovladači. V systému Control Web je linková komunikační vrstva reprezentována dvěma DLL knihovnami ('CWXLINK.DLL' a 'CWCOMM.DLL'). Pro její konfiguraci slouží v souborech parametrů ovladače sekce [comm]. V této sekci je možno buď přímo definovat parametry sériové komunikace nebo uvést odkaz (přesměrovaní) na samostatný konfigurační soubor s parametry sériové komunikace. V případě přesměrování obsahuje sekce [comm] pouze jediný parametr — file:

[comm]
  file=c:\cw\par\comm.par

Struktura parametrů linkové vrstvy:

[comm]
  file = <file>
  device = <comdevice>

Pokud je definován parametr device a existuje sekce jména comdevice, budou konfigurační parametry přednostně získány z této sekce, jinak budou použity parametry přímo ze sekce [comm].

Povinné parametry:

[comm]
  rx_frame_buffer = <N>
  tx_frame_buffer = <N>
  baudrate = <N>
  databits = <N>
  stopbits = one | 1 | oneandhalf | 1.5 | two | 2
  parity = none | no | even | mark | odd | space
  cts_flow = true | false
  dsr_flow = true | false
  dtr_control = disable | low | enable | high | handshake | toggle | toggle_neg
  rts_control = disable | low | enable | high | handshake | toggle | toggle_neg
  dsr_sense = low | high
  rx_interchar_timeout = <N>
  rx_char_timeout = <N> | 0
  rx_timeout = <N> | 0
  tx_char_timeout = <N> | 0
  tx_timeout = <N> | 0

Nepovinné parametry:

  priority = idle | low | below_normal | normal | above_normal | high | realtime
  mode = fullduplex | halfduplex
  pre_key = <N>
  hold_key = <N>
  rx_buffer = <N>
  tx_buffer = <N>
  tx_continue_xon_xoff = true | false
  tx_xon_xoff = true | false
  rx_xon_xoff = true | false
  xon_tresh = <N>
  xoff_tresh = <N>
  error_xlat = true | false
  discard_null = true | false
  xon_char = <N>
  xoff_char = <N>
  err_char = <N>
  eof_char = <N>
  evt_char = <N>

Syntaktické kategorie:

Popis jednotlivých parametrů:

Hodnoty pro definici chování DTS a RTS (parametry rts_control a dtr_control):

Příklad definice parametrů sériové komunikace v souboru parametrů ovladače MODBUS:

[comm]
  baudrate = 9600
  parity = even
  databits = 8
  stopbits = 1
  rx_buffer = 1152
  tx_buffer = 1152
  rx_frame_buffer = 1152
  tx_frame_buffer = 1152
  cts_flow = false
  dsr_flow = false
  dtr_control = disable
  rts_control = disable
  dsr_sense = low
  rx_interchar_timeout = 0
  rx_char_timeout = 0
  rx_timeout = 0
  tx_char_timeout = 0
  tx_timeout = 0

Sekce [Modbus]

Tato sekce obsahuje parametry, které slouží ke konfiguraci ovladače z hlediska používání protokolu MODBUS. Následuje způsob zápisu parametrů:

[Modbus]
    ComDriver = <LinkDll>, <ComId>
    Mode = RTU | ASCII
    Timeout = <N>
    EnableMonitor = true | false
    DisablePresetSingleRegister = true | false
    OffsetFromOne = true | false
    SwapBytes = true | false
    SwapRegisters = true | false
    MaxRegistersInBlock= <N>
    NumRepeat = <N>
    FinalizeAfterEachBlock = false | true
    ConnectOnStartup = true | false
    CheckTime = <N>
    KeepAlive = true | false
    TransparentMode = true | false
    TransactionID = true | false
    TraceOutput = log | windows | xtrace | none

Následuje výčet a popis jednotlivých parametrů:

ComDriver

jméno knihovny ovladače sériového rozhraní (linkové vrstvy) a jméno komunikačního portu (COMx), který je nainstalován v prostředí Windows. Jméno standardního ovladače je 'CWCOMM.DLL'.

Mode

Parametr definuje mód komunikace. Je možno zvolit binární mód RTU nebo znakový mód ASCII

Timeout

Parametr definuje dobu čekání ovladače na odpověď podřízené stanice. Nepřijde-li do této doby odpověď, požadavek se opakuje podle parametru NumRepeat. Nedojde-li ani poté odpověď, je hlášena chyba komunikace. Tento údaj se zadává v milisekundách.

Poznámka:

U ovladače TCP/IP se tento parametr NumRepeat neuplatňuje.

EnableMonitor

Pomocí tohoto parametru je možno zapnout výpisy průběhu komunikace do okna ovladače.

DisablePresetSingleRegister

Tento parametr povoluje nebo zakazuje používání funkce č.6 - nastavení jednotlivých registrů. Některá zařízení tuto funkci nepodporují (např. Simatic CP-521). Místo něj bude používána funkce č.16 - nastavení více registrů s počtem 1.

SwapBytes

Pomocí tohoto parametru je možno nastavit, jestli mají být byte v registrech vzájemně prohozeny.

SwapRegisters

Pomocí tohoto parametru se dá nastavit pořadí registrů u hodnot, které jsou vyjádřeny dvěma nebo čtyřmi registry.

OffsetFromOne

Tento parametr určuje, jestli datová oblast začíná od 0 nebo od 1. Implicitní nastavení je OffsetFromOne = true, což znamená, že oblast začíná od 1, tedy registr 40001 bude mít offset roven hodnotě 1. Pro OffsetFromOne = false bude mít registr 40001 offset roven hodnotě 0.

MaxRegistersInBlock

Tento parametr udává maximální počet registrů v přenášeném bloku dat. Implicitní hodnota je nastavena na 100, což odpovídá 200 byte. Správnou hodnotu je nutno zjistit z dokumentace k použitému zařízení.

NumRepeat

Parametr udává počet opakování po neúspěšné komunikaci. Je-li nastaven na 0, požadavek se neopakuje (vykoná se tedy pouze jednou). Implicitní hodnota je 2. Maximální hodnota je 5.

Poznámka:

U ovladače TCP/IP se tento parametr neuplatňuje.

FinalizeAfterEachBlock

Pomocí tohoto parametru se zadává, jestli budou data předána do aplikace po každé komunikaci (hodnota parametru = true) nebo až po dokončení přenosu všech bloků, které se řeší v rámci daného časového kroku. Implicitní nastavení je false.

TraceOutput

Zapnutí trasovacích výpisů komunikace. Je-li nutno sledovat komunikaci ovladače se zařízením, je možno zvolit tímto parametrem cíl trasovacích výpisů. Možné hodnoty parametru jsou:

none - žádné trasovací výpisy

log - výpisy jsou nasměrovány do "Okna zpráv" záložky "Ladicí výpisy" systému Control Web

xtrace - výpisy jsou nasměrovány do souboru '\XTRACE.TXT'

windows - výpisy jsou nasměrovýny do ladicího okna systému Windows

Upozornění:

Trasovací výpisy zpomalují činnost aplikace, popřípadě mohou vést ke zmenšování prostoru v paměti nebo na disku. Proto se nedoporučuje používat trasovací výpisy ve finální aplikaci.

ConnectOnStartup

Má-li tento parametr hodnotu true, ovladač se při startu aplikace pokusí spojit se všemi stanicemi. Pokud je některá stanice nedostupná, pokračuje se v běhu aplikace až po vypršení síťového timeoutu pro spojení. Až při prvním přístupu na kanál nedostupné stanice je do aplikace vygenerována výjimka s nastaveným bitem 3 v kanále č.1 (druh výjimky).

CheckTime

Parametr definuje prodlevu mezi pokusy o navázání spojení s odpojenými stanicemi. Zadává se v milisekundách. Není-li uveden, je nastaven na hodnotu 120000 (2 minuty).

KeepAlive

Je-li parametr nastaven na hodnotu false, bude spojení po každé komunikaci ukončeno. Implicitně je tento parametr nastaven na hodnotu true. Tento parametr je vhodné použít např. v situaci, kdy je třeba aby na počítači komunikovalo více MODBUS TCP klientů (master) s jediným PLC (slave) .

TransactionID

Parametr určuje, jestli se bude během komunikace měnit počitadlo transakcí v hlavičce protokolu MODBUS TCP. Implicitní hodnota tohoto parametru je false (počitadlo se nepoužívá).

TransparentMode

Je-li tento parametr nastaven na hodnotu true, nebude se při komunikaci TCP/IP používat hlavička protokolu MODBUS TCP. Implicitní hodnota parametru je false. Ovladač v transparentním režimu v podstatě tuneluje data sérivé komunikace přes síťové rozhraní pomocí protokolu TCP/IP. Tento mód je možno použít s některými typy převodníků komunikace mezi LAN (TCP/IP) a rozhraním RS-232/485.

Příklad parametrů v sekci [Modbus]:

[Modbus]
ComDriver = cwcomm, com2
Mode = RTU
Timeout = 350
EnableMonitor = true
DisablePresetSingleRegister = true
OffsetFromOne = true
SwapBytes = true
SwapRegisters = true
MaxRegistersInBlock = 100
NumRepeat = 1
FinalizeAfterEachBlock = false
TraceOutput = none

Sekce [Channels]

V této sekci se používá jediný parametr Block, který definuje bloky kanálů ovladače. Jednotlivým datovým oblastem (area) ve stanici je možno přiřadit určitou skupinu kanálů. Blok je definován adresou stanice, intervalem kanálů, datovou oblastí ve stanici (area), počáteční adresou v dané oblasti a pro oblast registrů (3X, 4X) ještě datovým typem. V případě použití obousměrných kanálů je možno definovat parametr bidirect, který zamezí vzniku kolizí při současném čtení i zápisu na stejný kanál - pak jsou v ovladači vytvořeny dva zvláštní bloky, jeden pro čtení, druhý pro zápis. U TCP/IP ovladače je dále možno pro blok definovat identifikátor spojení, který slouží pro zjišťování stavu spojení pomocí procedury ovladače GetStatus. Součástí definice bloku může být i komentář, který musí být uveden středníkem a platí až do konce řádku.

Z pohledu komunikace představuje jeden blok maximální celistvý úsek, který se dá přenést najednou v rámci jedné komunikace se stanicí. Použitý komunikační protokol tuto hodnotu dále upravuje (např. u protokolu MODBUS je možno přenést v jednom bloku maximálně 256 byte). Bude-li definován delší blok než je možno přenést najednou a budou-li zadány požadavky na čtení nebo zápis všech kanálů bloku, rozpadne se komunikace na několik částí tak, aby byla všechna data přenesena.

Způsob zápisu parametrů a jejich možné hodnoty (v hranatých závorkách jsou uvedeny nepovinné nebo doplňující parametry):

[Channels]
  Block = <Station>, <ChFrom>, <ChlTo>, <Area>, <Ofs> [, <SubType>] [, <Bidirect>] [, <Id>] [ <Comment>]
  Block = ...
  ...

<UnitId>@<IPAdr>[:<IPPort>]

ID:<N>

Příklad parametrů v sekci [Channels] pro sériový ovladač:

[Channels]
Block = 01,  100,  199, H, 1, int16,  bidirect ; registers as numbers
Block = 01,  200,  299, H, 1, bits16, bidirect ; registers as bits
Block = 01,  300,  399, R, 1                   ; input registers
Block = 01, 1000, 1015, O, 1,         bidirect ; digital outputs
Block = 01, 1100, 1115, I, 1                   ; digital inputs

Příklad parametrů v sekci [Channels] pro TCP/IP ovladač:

[Channels]
Block = 00@10.0.0.5,  100,  199, H, 1, int16,  bidirect, ID:01 ; registers as numbers
Block = 00@10.0.0.5,  200,  299, H, 1, bits16, bidirect, ID:02 ; registers as bits
Block = 00@10.0.0.5,  300,  399, R, 1,                   ID:03 ; input registers
Block = 00@10.0.0.5, 1000, 1015, O, 1,         bidirect, ID:04 ; digital outputs
Block = 00@10.0.0.5, 1100, 1115, I, 1,                   ID:05 ; digital inputs

Procedury ovladače

Aplikace může volat ovladači určité procedury, pomocí nichž je možno řídit chování ovladače nebo získat důležité informace. To se děje prostřednictvím systémové procedury:

core.DriverQueryProc( DriverName : string; Param1 : any; &Param2 : any );

Její parametry mají následující význam:

DriverName a Param1 se zadávají jako textové řetězce. Param2 je různého typu podle významu procedury. Některé procedury, sloužící k nastavení parametrů, mohou skončit chybou. Výsledek naposled vykonané procedury je možno získat voláním procedury GetResult.

Přehled a význam jednotlivých procedur ovladače (parametr Param1)

Mapovací soubor ovladače a datové typy

Tento soubor obsahuje typy kanálů ovladače. Protože ovladač má jak pevnou množinu kanálů, tak proměnnou množinu kanálů, měl by tento soubor obsahovat vždy shodnou definici pro vyhražené kanály a různou (podle požadavků aplikace) pro kanály definované uživatelsky v souboru parametrů v sekci [Channels].

Zpracování a stavy výjimek ovladače

Při výskytu chyby komunikace vznikne událost, kterou ovladač může přenést jako výjimku do aplikace. V aplikaci musí být definován objekt (virtuální přístroj), který má definován parametr driver_exception resp. activity — driver se symbolickým jménem tohoto ovladače. V tomto případě je takový přístroj výjimkou aktivován. V rámci jeho činnosti je možno zjistit stav výjimky přečtením kanálu č.1. Stav je určen jednotlivými bity podle následující tabulky:

• bit 0 - je-li bit nastaven, nastala chyba při čtení.

• bit 1 - je-li bit nastaven, nastala chyba při zápisu.

• bit 2 - je-li bit nastaven, je signalizováno TCP/IP spojení se stanicí, jejíž IP adresu lze získat čtením kanálu č.2.

• bit 3 - je-li bit nastaven, je signalizována chyba spojení při startu aplikace.

Chybové kódy

Ovladač generuje následující chybové kódy. Tyto kódy jsou k dispozici na kanálech č.11 resp. č.21. Při vzniku chyby se současně vypíše hlášení do okna zpráv.

Specifické chybové kódy ovladače