基于VC的执行机构以太网监控系统的设计方案

由于已经将以太网转串口模块设置为服务器模式，所以，主控计算机段的程序是作为客户端出现的，该程序的编写大致按照以下步骤进行：

1) 首先调用WSAStartup函数来初始化套接字库。

2) 调用SOCKET函数来创建一个套接字。

3) 调用connect函数连接服务器，发出连接请求

4) 服务器响应连接请求后，与服务器开始进行交互操作（接收、发送数据等），直到请求结束。

5) 调用closeSOCKET关闭套接字，释放套接字资源。

6) 调用WSACleanup函数释放相应资源。

客户端程序与服务器的通信过程如图3所示：

图3：面向连接服务的SOCKET调用模型

在以太网转串口模块中，服务器程序调用listen函数将此SOCKET置于*状态，让这个SOCKET对进来的连接进行*并确认连接请求。当服务器端*到来自客户端的连接请求后，一个正在*的SOCKET将给将给每个请求发送一个确认信息，然后调用accept函数，接着，面向连接的客户通过调用connect函数启动网络对话。在客户端和服务器端建立连接以后，双方就可以通过send和recv或其它面向连接的SOCKET API函数进行网络通信了。

通信协议

计算机和以太网转串口模块之间用SOCKET进行通信，模块和执行机构之间则采用TTL电平通信，采用统一的通信协议。计算机为主动通讯设备，即所有的对话均由控制计算机发起，执行机构只是被动的应答命令。

协议中信息帧主要分为两种：数据帧与命令帧。它实现一般信息通信功能。数据帧包含一般的I/O信息，而命令帧则包含控制、查询及设置等命令。为保证信息传送的准确性，每条命令必须进行校验（校验和1），如果命令后有命令参数的话，要再次校验（校验和2）。执行机构返回的信息也要校验。校验的方法可采用逐字节异或的方式。

控制计算机命令格式如下：

数据头一方面作为一次信息开始的标志，另一方面用作校验命令。命令码和命令返回码应一致，保证控制计算机可以接收到正确的命令返回信息。

软件初步模型

图4是目前用于系统测试的客户端软件的初步模型，通过调试验证，其功能已经能基本满足当前的测试需求:

(1) 每个执行机构都有一块与其对应的以太网转串口模块，且每个模块都有自己固定的IP地址：输入IP可与指定执行机构进行连接，可以与多台执行机构同时进行连接并操控。

(2) 通过握手指令来确认连接是否已经成功。若连接不正常，则进行握手时系统会收到来自执行机构的错误报告。

(3) 可查询当前执行机构的运行位置、运行状态、以及其参数的设置情况等。

(4) 对执行机构的参数进行远程设置：在执行机构投入使用之前，都必须按照需求对其进行相应的参数设置；在使用过程中亦可通过此功能来改变设置。

(5) 可以通过指定开度百分比让执行机构运行到任意的目的位置。

(6) 可以指定方向让执行机构正反转或者停止，也可进行自主运行。

图4：客户端软件初步模型

4 总结及展望

本文作者创新点：给出了基于VC的执行机构以太网监控系统的设计方案，实现了高效、快捷的远程控制。在下一步的开发中，使本系统的应用软件与市面上通用的工控组态软件相兼容：比如一般的组态软件都会嵌入ModBus/TCP协议，本软件能够在内部完成对该协议的转换。也就是当组态软件发出控制命令后，本软件能够识别命令并能够将其转换成执行机构能够识别的自定义协议，来间接的对执行机构进行控制。这样，系统就能够与组态软件实现控制上的兼容，并达到现场数据的共享。

总之，随着以太网传输速度的不断加快以及在确定性、实时性、可靠性方面性能的不断改善，工业以太网无疑会在未来的控制网络中扮演越来越重要的角色。