基于DDE协议的Modbus Plus与Ethernet数据交换

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)。 　　不同的硬件平台所使用的dde数据通信硬件设备也不同，本文介绍的数据通信方法是针对mb+网而言的。pc平台上使用sa-85的pci卡来连接mb+网。使用前需要配置好sa-85的网络连接。

　　软件上，使用wonderware公司提供的io server组件中的modicon modbus

　　plus(以下简称mbplus)来连接mb+并提供dde的方式来访问数据的接口。此工具运行后如图2所示。

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。

　　(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