1  引言
               
　　modbus plus(以下简称mb+)是一种针对工业控制应用的本地局域网系统。以太网是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。其具有低成本、高可靠性、高速率、开放性好等特点，在工控领域得到了广泛的应用。　　
               
　　动态数据交换(dde)是windows操作系统一直保持兼容的一种应用程序间的数据通信方式。对于很多直接和硬件打交道的应用程序，尤其是plc编程软件，是一种较为可靠的通信方式。
               
　　本文通过某钢厂单机架平整机板型改造过程中的实际应用，介绍使用vc2005在windows下实现pc与mb+网的dde通信并通过以太网实现与板型仪plc的数据交换。
           
2  系统简要说明
               
　　本系统如图1所示，包括生产控制plc组，mb+网，pc服务器，100m以太网，板型控制系统。通过pc服务器实现互联。

图1  单机架平整机板型控制系统

　　生产控制plc组由mb+网来连接，pc机上使用一块sa-85的pci卡来连接到mb+，用于访问各节点上的plc。pc机上另外使用一块pci接口的以太网卡连接到以太网。板型仪提供了以太网接口，与pc机接入同一个局域网。
               
　　pc机上安装mb+网的dde服务程序，以及本文介绍的自编程序。dde服务程序通过mb+网获取plc上的数据，自编程序使用dde技术获得数据，打包后使用tcp协议发送给板型仪。板型仪通过tcp协议将各种测量数据和状态信号发给pc服务器，相关数据再通过dde协议送dde服务程序，最后通过mb+网送到相应的plc。
           
3 系统的具体实现
           
　　3.1 dde server软硬件安装方法
               
　　dde基于用户/服务器原则，通过建立应用程序间的对话连接，根据不同的主题和项目进行数据通信。为了从服务器获取数据，用户使用一种固定的3级特殊访问方式，这3级访问分别为：服务(service)、主题(topic)和数据项(item)。[page]

图2  mbplus连接

图3  topic配置

　　要使用此工具，还需要对它进行一些配置。从configure菜单中选择adapter card setting,设置需要连接的适配器，因为我们只安装了一个mb+的适配器，所以使用默认配置。之后就可以开始配置dde服务了。我们需要给每一个需要访问的mb+网上的设备按照dde协议定义一个topic。选择configure菜单下的topic definition，进行topic的配置，如图3。

　　这里的topic name 就是之后访问dde服务的topic需要使用的名称，每个topic需要定义不同的名称，本系统共连接5个mb+网上的plc，分别定义为plc1、plc2、plc3、plc4、plc5。slave path 处定义的是不同设备的节点地址。配置好以后就可以使用dde协议来访问mb+网上的数据了。
           
　　3.2 编程实现
               
　　在完成了mb+的dde数据通信安装与设置后，就要在用户程序中进行编程，建立dde对话，控制数据通信流程。本文介绍vc2005的dde通信方式。事实上，vc2005并不直接与dde server进行dde对话，它是通过windows操作系统提供的ddeml(dde通信管理库)来管理dde通信具体工作的。该管理库的使用方法如下：
               
　　(1)  ddeml的初始化工作
               
　　加载头文件，.#include “ddeml.h” //在工程中引用ddeml库然后按照dde server提供的3级访问方式建立vc与ddeserver的对话。此时service为mbplus，topic为plc4。通过选择不同的item及相应dde函数可以完成接收过程数据、发送控制命令、获取系统状态等工作。
               
　　使用ddeml后，实际上客户和服务器之间的多数会话并不是直达对方的，而是经由ddeml中转，即用回调函数处理dde交易(transaction)。在调用其他ddeml函数前，必须调用ddeinitialize()函数，以获取实例标识符，注册dde 回调函数。通过回调函数来处理dde的事务。
               
　　本例中使用如下方法来初始化dde连接，dword idinst = 0; //定义dde实例标识的变量ddeinitialize(&idinst,(pfncallback)ddecallback,appclass_standard |     appcmd_clientonly,0);这里将ddecallback函数指定为dde的回调函数。实例初始化后得到实例的标识idinst，之后的操作都要使用这个标识。

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　　(2) 通过dde协议的服务名，主题名和项目名来访问具体某个项目的数据
               
　　先定义dde的服务名和主题名

                tchar  szapp[] = text("mbplus");  //服务名
                tchar  sztopic4[]=text("plc4"); //主题名
                tchar  szwidth[]=text("400401"); //项目名
                tchar  vlwidth[16]; //储存从dde服务器返回的数据
                hsz  hszwidth; //项目的dde标识
               
　　//项目名的命名规则具体可以查看mbplus程序的说明，这里400401表示的是项目在plc中的地址，这是一个//16位的整形数

                hconv4=ddeconnecttotopic(idinst,szapp,sztopic4,&hsztopic4);
                if( hconv4 != null )
                {
                ddeautorequest(idinst,hconv4,szwidth,&hszwidth);
                }
               
　　此处的ddeconnecttotopic和ddeautorequest为自定义的函数

                hconv ddeconnecttotopic(dword idddeinst, lpctstr szapp, lpctstr
            sztopic, hsz * hsztopic)
                {
                hsz  
            hszapp=ddecreatestringhandle(idddeinst,szapp,cp_winunicode);
                *
            hsztopic=ddecreatestringhandlew(idddeinst,sztopic,cp_winunicode);
                return ddeconnect(idddeinst,hszapp,*hsztopic,null);
                }
               
　　使用ddecreatestringhandle来获取服务器和主题名的字符句柄，使用ddeconnect来建立指定服务下的指定的主题的连接。之后使用ddeautorequest函数来向dde服务器请求置顶项目名的数据，在数据发生变化后dde服务器会自动将新的数据发送给客户端，客户端在回调函数中就可以获取到新的数据，具体方法见下文。如果某个主题下有多个项目需要处理，都用ddeautorequest来处理即可，此函数的实现如下：

                void ddeautorequest(dword idddeinst, hconv hconv, lpctstr
            szitem, hsz *     hszitem)
                {
                *hszitem=ddecreatestringhandle(idddeinst,szitem,cp_winunicode);
                hddedata hdata=ddeclienttransaction   
            (null,0,hconv,*hszitem,cf_text,xtyp_advstart| xtypf_ackreq,5000,
            null);
                }
               
　　接下来就可以通过dde的回调函数来获取数据了。

                hddedata callback ddecallback(uint utype,uint ufmt,hconv
            hconv,hsz hsz1,hsz hsz2,hddedata hdata,
                dword dwdata1,dword dwdata2)
                {
                switch( utype )
                {
                case xtyp_advdata: //处理dde数据
                if( ufmt != cf_text )
                return dde_fnotprocessed;
                 memset(szbuffer,0,64); //初始化缓冲区
                 datalen=ddegetdata(hdata,null,64,0);//获取数据的长度
                ddegetdata(hdata,(unsigned char* )szbuffer,datalen,0);//获取数据
                if( hsz1==hsztopic4 && hsz2 == hszwidth ) //判断数据对应于那个数据项，并作出具体处理
                {
                _atoflt(&fltval,szbuffer); //dde的数据以字符串形式创送过来的，这里将它转换成数值
                ptele1101->msgblock1.stripwidth=fltval.f; //将数字存入缓冲区
                }
                return ( hddedata )dde_fack;
                }
                 return 0;
                }
               
　　本例中dde回调函数要处理的dde项目不止一个，任意一个dde项目的值发生变化时，回调函数都会被自动调用一次，具体实现时只需要用if语句对hsz1和hsz2进行逐一比较即可处理所有的项目。缓冲区ptele1101用于存储通过以太网发送到板型仪的数据，下文中将详细介绍。

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　　上面介绍的方法用于从dde服务器中获取mb+网上的数据，那么如何将数据写入到mb+网呢，同样还是使用ddeml库中提供的方法，具体如下：

                ddepoke(idinst,hconv4,szwidth,text(“1020”));
            //写数据到mb+,设置宽度为1020mm
                ddepoke为自定义函数，具体实现为：
                void ddepoke(dword idinst, hconv hconv, tchar* szitem, tchar*
            szdata)
                {
                hsz hszitem=ddecreatestringhandlew(idinst,szitem,cp_winunicode);
               
            ddeclienttransaction((lpbyte)unicodetoansi(szdata),(dword)(lstrlenw(szdata)+1),hconv,
                hszitem,cf_text,xtyp_poke,3000,null);
                ddefreestringhandle(idinst,hszitem);
                }
               
　　(3) 与以太网交换数据，这里使用的是socket协议。前面提到了缓冲区ptele1101，这里存储的是要传送到板型仪的数据。这是一个结构指针，定义如下：

                typedef struct 
                {
                teleheader msgheader; //消息头
                 tele1101block1 msgblock1; //消息第一部分
                tele1101block2 msgblock2; //消息第二部分
                tele1101block3 msgblock3; //消息第三部分
                } tele1101, *ptele1101;
                ptele1101 ptele1101;
               
　　这其中teleheader、tele1101block1、tele1101block2和tele1101block3也分别是一个结构，这里就不详述了。
               
　　本实例中使用另外一个线程来处理以太网的数据交换，这样不会中断处理dde数据的过程。

                dword dwthreadid;
                thread=createthread(null,0,(lpthread_start_routine )   
            sockthread,null,0,&dwthreadid);
                sockthread为线程的过程函数，具体实现如下：
                void sockthread()
                {
                int i=0;
                tchar buf[256];
                initwinsock();//初始化socket
                //创建并设置协议类型，地址和端口
                socket socksrv=socket(af_inet,sock_stream,0);
                sockaddr_in addrsrv;
                addrsrv.sin_addr.s_un.s_addr=htonl(inaddr_any);
                addrsrv.sin_family=af_inet;
                addrsrv.sin_port=htons(5001);
                //绑定并监听端口
                bind(socksrv,(sockaddr*)&addrsrv,sizeof(sockaddr));
                listen(socksrv,5);
                sockaddr_in addrclient;
                int len=sizeof(sockaddr);
                while (1) //程序正常运行时，始终接收连接请求
                {
                sockconn=accept(socksrv,(sockaddr*)&addrclient,&len);
                zeromemory(buf,sizeof(buf));
                __try
                {
                while (1) //连接建立后每50秒交换一次数据
                {
                len=send(sockconn,(char *)ptele1101,sizeof(tele1101),0);
                len=recv(sockconn,(char *)ptele1102,sizeof(tele1102),0);
                if (0==len || socket_error==len)
                {
                len=wsagetlasterror();
                raiseexception(1,0,0,null);
                }
                sleep(50);
                }
                }
                __except(exception_execute_handler)
                {
                closesocket(sockconn);
                }
                }
                closesocket(socksrv);
                wsacleanup();
                }
               
　　这里ptele1102为接收数据的缓冲区，也是一个结构，定义与ptele1101类似，此处不详述。
               
　　从mb+网来的数据在使用dde协议获取后存入缓冲区ptele1101，发送到板型仪，从板型仪来的数据存入缓冲区ptele1102，相关数据再使用dde协议写回到mb+网，这样就实现了mb+网和以太网的数据交换。
           
4  结束语
               
　　本文介绍的数据交换的方法编程实现起来比较容易，代码量较少，能很好的解决异种网络间的数据交换的需求，并在单机架平整机板型控制系统中得到了成功的应用，取得了满意的效果。文中介绍的使用dde协议和socket协议处理数据的方式有较好的通用性，经过简单修改既可以用于其他的系统。另外通过简单的扩展，即可实现数据采集和分析的功能。可以广泛应用于工业控制的各个领域。