ADS通讯 高级语言课件

ADS通讯－高级语言TheWindowsControlandAutomationTechnology尚德明

2022/11/11

1ADS通讯－高级语言TheWindowsControlADS简介在BeckhoffTwinCAT系统中，各个软件模块（如TwinCATPLC、TwinCATNC、Windows应用程序等）的工作模式类似于硬件设备，它们能够独立工作。各个软件模块之间的信息交换通过TwinCATADS而完成。ADS（AutomationDeviceSpecification）即自动化设备规范，它为设备之间的通讯提供路由。在TwinCATPC和Beckhoff的CX、BX、BC系列控制器中都包含TwinCAT信息路由器。因此各个ADS设备之间都能够交换数据和信息。基于ADS的TwinCAT系统构架如下图所示：

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2ADS简介在BeckhoffTwinCAT系统中，各个软TwinCATADS设备标识每台TwinCATADS设备都有各自不同的AdsAmsNetId和AdsPort（端口号），以相互区别。AdsAmsNetId是TCP/IP地址的扩展，是TwinCATMessageRouter，存在于每台TwinCATPC或BeckhoffCX、BX、BC系列控制器中。例如：如果一台PC的IP地址是“0”，那么它的AdsAmsNetId就是“0.1.1”。当然，也可以对AdsAmsNetId进行修改。每台ADS设备（ADSServer）的AdsPort都各不相同，且固定不变。而ADS客户端（ADSClient）应用程序的AdsPort则是可变的。不同ADS设备的AdsPort如下图所示：ADS设备

AdsPortPC控制器中的PLCRun-timesystem1801Run-timesystem2811Run-timesystem3821Run-timesystem4831自定义任务（AdditionalTask）AdditionalTask1301AdditionalTask2302BCxxxx控制器中的PLC

800NC

500

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3TwinCATADS设备标识每台TwinCATADSADS通讯方式ADS设备之间的通讯有多种方式，不同方式有不同的特点。一般的ADS通讯（GeneralADSServices） -异步方式（Asynchronous） ADS客户端向ADS服务器发送ADS请求，同时客户端继续自己的工作。ADS服务器处理请求后，把响应以Call-back函数方式发给客户端。 -通知方式（Notification） ADS客户端向ADS服务器发送ADS请求，ADS服务器以Call-back函数的方式不断向客户端发送响应，直到客户端取消该请求。这两种通讯方式的效率高，但需求复杂的客户端程序。优点：不会造成系统堵塞缺点：不能确保每次请求都有返回

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4ADS通讯方式ADS设备之间的通讯有多种方式，不同方式有ADS通讯方式特殊的ADS通讯（SpecificADSServices）TwinCATADS设备和Windows应用程序（例如VB、VC应用程序等）之间的通讯除了可以采用一般的ADS通讯方式外，还可以采用特殊的通讯方式，即同步通讯方式。-同步方式（Synchronous）ADS客户端向ADS服务器发送ADS请求，在通讯过程中客户端程序停止执行，直到获得ADS服务器返回的响应。这种通讯方式不需求复杂的客户端程序，但其轮循的通讯方式给系统带来比较大的负载，因此通讯效率较低。优点：能即时返回结果缺点：如果通讯故障会造成系统堵塞

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5ADS通讯方式特殊的ADS通讯（SpecificADSADSAPI为方便各种计算机高级语言及其环境使用ADS通讯，BeckhoffTwinCAT提供相如下组件：•ADS.NETComponent 适用.NET平台，VB.NET,C#等•ADS-OCX(ActiveXCOM控件) 适用于VisualBasic,VisualC++,Delphi等.•ADS-DLL 适用于VisualC++等.•ADS-Script-DLL 适用于VBScript,Jscript等脚本，创建B/S架构的应用.•JAVADLL适用于JAVA语言。•“PlcSystem.lib”PLC库ADS设备可以通过据此和其他ADS设备以及Windows进行通讯。

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6ADSAPI为方便各种计算机高级语言及其环境使用ADS通讯ADS通讯协议概述ADS协议处于网络通讯协议的应用层。应用层传输层Internet层网络接口层TCP/IP模型OSI模型

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7ADS通讯协议概述ADS协议处于网络通讯协议的应用层。应用ADS访问变量方式TwinCATADS访问变量有两种方式：1.地址方式一个PLC变量的地址由两部分组成：GroupIndex和OffsetIndex：GroupIndex一般用于区别寄存器类型，在TwinCATADS设备中为常量，具体内容可以参考InformationSystem（后附常用的GroupIndex值）。OffsetIndex为变量的偏移地址，在PLC中为该变量的地址。2.变量名方式在TwinCATADS设备中每个变量都有一个句柄（Handle）。适用变量名访问变量首先需要得到该变量的句柄。（不同的高级语言方式略有不同）

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8ADS访问变量方式TwinCATADS访问变量有两种方式ADS组件库文件组成简介ADS组件库集成在TwinCAT软件中，安装任何版本的TwinCAT软件都包含ADS通讯组件，如果用户希望在没有安装TwinCAT软件的计算机适用ADS通讯组件可以安装Supplement中的TwinCAT_ADS_Communication_Library此为免费产品。除需要复制到Windows/System32目录外绝大部分相关文件可以在TwinCAT安装目录找到。假设TwinCAT安装路径为C:\TwinCAT文件描述C:\TwinCAT\ADSApi\TcAdsDll\ADSDLLC:\TwinCAT\ADSApi\.NET.NET组件（支持三个版本的Framework）C:\TwinCAT\ADSApi\AdsToJavaADSJAVADLLC:\TwinCAT\ADSApi\CompactFramework.NETCompactFramework组件C:\TwinCAT\ADSApi\LibVS97LibC:\TwinCAT\ADSApi\TcAdsWebServiceWebService组件C:\WINDOWS\system32\AdsOcx.ocxADSOCXC:\TwinCAT\TcScript.dllADS-Script-DLL

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9ADS组件库文件组成简介ADS组件库集成在TwinCAT软件Ads组件调用过程简介.NET调用流程新建工程添加引用TwinCAT.Ads.dll定义TcAdsClient对象

private

TcAdsClientadsClient;初始化TcAdsClient对象adsClient=newTcAdsClient();adsClient.Connect(801);

通过变量名取得变量的句柄注册DeviceNotification事件用于读写变量AddDeviceNotification读写变量接受处理返回结果释放资源

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10Ads组件调用过程简介.NET调用流程新建工程添加引用TwAds组件调用过程简介C++在VisualC++中进行链接和程序开发时所需要的文件：TcAdsDll.dll–动态链接库TcAdsDll.lib–使用TcAdsDll.dll的函数库TcAdsApi.h–声明ADS功能的头文件TcAdsDef.h–声明结构和常数的头文件主要接口：AdsPortOpen：建立TwinCAT信息路由器连接(通讯口)。AdsPortClose：关闭TwinCAT信息路由器的连接(通讯口)。AdsGetLocalAddress：返回本地NetId和端口号AdsSyncWriteReq：同步写数据到一个ADS设备AdsSyncReadReq：从ADS服务器中同步读数据。AdsSyncReadWriteReq：同步写入数据到ADS服务器中并从ADS设备接收返回的数据。AdsSyncReadStateReq：从ADS服务器中读ADS状态和设备状态。AdsSyncAddDeviceNotificationReq：通知在ADS服务器中进行定义(如PLC)。当某个事件发生时，该功能(回调功能)在ADS客户端进行调用(C程序)。AdsSyncDelDeviceNotificationReq:从ADS服务器中删除以前定义的通知。

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11Ads组件调用过程简介C++2022/11/9辅助工具－TwinCATADSMonitorTwinCATADSMonitor可以抓取ADS通讯数据包ADS数据结构帧数据通讯数据帧记录

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12辅助工具－TwinCATADSMonitorTwinC辅助工具－仿真器1.下载文件：以下路径为FTp路径（）/Software/embPC-Control/CE/Solutions/CX_Emulator/emulator.zip(CE仿真器英文)/Software/embPC-Control/CE/Solutions/SDK/BeckhoffHMI500V1.3SDK.msi/Software/embPC-Control/CE/Solutions/VS_NET2005/CE5_DbgHlp.zip2.仿真器安装：a.安装MicrosoftWindowsCE5.0Emulator.msi需要连接互联网b.安装完仿真器，再安装虚拟网卡驱动netsvwrap.msi3.配置：a.安装后修改StartEmulator_DE.bat文件，将参数中的/Ethernet的MAC改为本地网卡的实际MAC地址b.参数vmid后的GUID值做为保存映像是的文件夹名称。4.设置仿真器和VS.net集成环境：WindowsCE5的模拟器是基于x86的,VS2005的DeviceEmulator是基于ARM的，VS2005开发环境无法和WinCE模拟器进行集成进行远程调试。但是可以通过下面的方式实现集成：1).将CE5_DbgHlp.zip压缩包文件解压复制仿真器的\harddisk\system路径下（实际的控制器新版本系统中这些文件已经存在）2).运行Conmanclient2.exe

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13辅助工具－仿真器1.下载文件：2022/11/9辅助工具－仿真器(续)3).配置VS2005开发环境：a.转到“Tools-->options-->devicetools-->devices”b.选择WindowsCE5.0设备，点击“属性（properties）”按钮c.在WindowsCE5.0设备属性对话框点击“配置（configure）”按钮d.在TCP/IP配置对话框选定“使用特定的IP(usespecificIPaddress)”,输入仿真器的IP地址。下面就可以DebugCE应用程序，选择部署到WindowsCE5.0。如果部署仍然失败，运行仿真器\harddisk\system路径下的cMaccept.exe文件。测试正常后保存仿真器的设置，载关闭时选择SaveSate而不是TrueOff,这样下次启动仿真器就不需要重新设置仿真器。如果想删除保存的文件，转到“我的文档\MyVirtualMachines下，将上文提到的在StartEmulator_DE.bat设置的vmid值为名称的文件夹删除即可。如果在具体操作用什么问题，您可以随时和我们联系。vs2008注意事项：用如下文件代替CE5_DbgHlp.zip内的文件C:\ProgramFiles\CommonFiles\MicrosoftShared\CoreCon\1.0\Target\wce400\x86

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14辅助工具－仿真器(续)3).配置VS2005开发环境：常用的GroupIndexGroupIndex值描述0x00004020M寄存器（用％M声明）0x00004021MX寄存器（用MX声明）0x0000F020I寄存器（用％I声明）0x0000F021IX寄存器（用IX声明）0x0000F030Q寄存器（用％Q声明）0x0000F031QX寄存器（用QX声明）0x0000F003取变量的句柄0x0000F005通过变量句柄访问变量值0x0000F006释放句柄1.对于MX，IX，QX寄存器的偏移地址的单位是“位”，而不是字节，计算地址需要注意2.M寄存器偏移地址最大值为0x0000FFFF，而MX，I，IX，Q，QX偏移地址最大值为0xFFFFFFFF。3.上表后三个主要用于C＋＋语言，其他高级语言已经封装成专有方法，不需直接调用。

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15常用的GroupIndexGroupIndex值描述0x00ADS通讯－高级语言TheWindowsControlandAutomationTechnology尚德明

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16ADS通讯－高级语言TheWindowsControlADS简介在BeckhoffTwinCAT系统中，各个软件模块（如TwinCATPLC、TwinCATNC、Windows应用程序等）的工作模式类似于硬件设备，它们能够独立工作。各个软件模块之间的信息交换通过TwinCATADS而完成。ADS（AutomationDeviceSpecification）即自动化设备规范，它为设备之间的通讯提供路由。在TwinCATPC和Beckhoff的CX、BX、BC系列控制器中都包含TwinCAT信息路由器。因此各个ADS设备之间都能够交换数据和信息。基于ADS的TwinCAT系统构架如下图所示：

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17ADS简介在BeckhoffTwinCAT系统中，各个软TwinCATADS设备标识每台TwinCATADS设备都有各自不同的AdsAmsNetId和AdsPort（端口号），以相互区别。AdsAmsNetId是TCP/IP地址的扩展，是TwinCATMessageRouter，存在于每台TwinCATPC或BeckhoffCX、BX、BC系列控制器中。例如：如果一台PC的IP地址是“0”，那么它的AdsAmsNetId就是“0.1.1”。当然，也可以对AdsAmsNetId进行修改。每台ADS设备（ADSServer）的AdsPort都各不相同，且固定不变。而ADS客户端（ADSClient）应用程序的AdsPort则是可变的。不同ADS设备的AdsPort如下图所示：ADS设备

AdsPortPC控制器中的PLCRun-timesystem1801Run-timesystem2811Run-timesystem3821Run-timesystem4831自定义任务（AdditionalTask）AdditionalTask1301AdditionalTask2302BCxxxx控制器中的PLC

800NC

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18TwinCATADS设备标识每台TwinCATADSADS通讯方式ADS设备之间的通讯有多种方式，不同方式有不同的特点。一般的ADS通讯（GeneralADSServices） -异步方式（Asynchronous） ADS客户端向ADS服务器发送ADS请求，同时客户端继续自己的工作。ADS服务器处理请求后，把响应以Call-back函数方式发给客户端。 -通知方式（Notification） ADS客户端向ADS服务器发送ADS请求，ADS服务器以Call-back函数的方式不断向客户端发送响应，直到客户端取消该请求。这两种通讯方式的效率高，但需求复杂的客户端程序。优点：不会造成系统堵塞缺点：不能确保每次请求都有返回

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19ADS通讯方式ADS设备之间的通讯有多种方式，不同方式有ADS通讯方式特殊的ADS通讯（SpecificADSServices）TwinCATADS设备和Windows应用程序（例如VB、VC应用程序等）之间的通讯除了可以采用一般的ADS通讯方式外，还可以采用特殊的通讯方式，即同步通讯方式。-同步方式（Synchronous）ADS客户端向ADS服务器发送ADS请求，在通讯过程中客户端程序停止执行，直到获得ADS服务器返回的响应。这种通讯方式不需求复杂的客户端程序，但其轮循的通讯方式给系统带来比较大的负载，因此通讯效率较低。优点：能即时返回结果缺点：如果通讯故障会造成系统堵塞

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20ADS通讯方式特殊的ADS通讯（SpecificADSADSAPI为方便各种计算机高级语言及其环境使用ADS通讯，BeckhoffTwinCAT提供相如下组件：•ADS.NETComponent 适用.NET平台，VB.NET,C#等•ADS-OCX(ActiveXCOM控件) 适用于VisualBasic,VisualC++,Delphi等.•ADS-DLL 适用于VisualC++等.•ADS-Script-DLL 适用于VBScript,Jscript等脚本，创建B/S架构的应用.•JAVADLL适用于JAVA语言。•“PlcSystem.lib”PLC库ADS设备可以通过据此和其他ADS设备以及Windows进行通讯。

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21ADSAPI为方便各种计算机高级语言及其环境使用ADS通讯ADS通讯协议概述ADS协议处于网络通讯协议的应用层。应用层传输层Internet层网络接口层TCP/IP模型OSI模型

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22ADS通讯协议概述ADS协议处于网络通讯协议的应用层。应用ADS访问变量方式TwinCATADS访问变量有两种方式：1.地址方式一个PLC变量的地址由两部分组成：GroupIndex和OffsetIndex：GroupIndex一般用于区别寄存器类型，在TwinCATADS设备中为常量，具体内容可以参考InformationSystem（后附常用的GroupIndex值）。OffsetIndex为变量的偏移地址，在PLC中为该变量的地址。2.变量名方式在TwinCATADS设备中每个变量都有一个句柄（Handle）。适用变量名访问变量首先需要得到该变量的句柄。（不同的高级语言方式略有不同）

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23ADS访问变量方式TwinCATADS访问变量有两种方式ADS组件库文件组成简介ADS组件库集成在TwinCAT软件中，安装任何版本的TwinCAT软件都包含ADS通讯组件，如果用户希望在没有安装TwinCAT软件的计算机适用ADS通讯组件可以安装Supplement中的TwinCAT_ADS_Communication_Library此为免费产品。除需要复制到Windows/System32目录外绝大部分相关文件可以在TwinCAT安装目录找到。假设TwinCAT安装路径为C:\TwinCAT文件描述C:\TwinCAT\ADSApi\TcAdsDll\ADSDLLC:\TwinCAT\ADSApi\.NET.NET组件（支持三个版本的Framework）C:\TwinCAT\ADSApi\AdsToJavaADSJAVADLLC:\TwinCAT\ADSApi\CompactFramework.NETCompactFramework组件C:\TwinCAT\ADSApi\LibVS97LibC:\TwinCAT\ADSApi\TcAdsWebServiceWebService组件C:\WINDOWS\system32\AdsOcx.ocxADSOCXC:\TwinCAT\TcScript.dllADS-Script-DLL

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24ADS组件库文件组成简介ADS组件库集成在TwinCAT软件Ads组件调用过程简介.NET调用流程新建工程添加引用TwinCAT.Ads.dll定义TcAdsClient对象

private

TcAdsClientadsClient;初始化TcAdsClient对象adsClient=newTcAdsClient();adsClient.Connect(801);

通过变量名取得变量的句柄注册DeviceNotification事件用于读写变量AddDeviceNotification读写变量接受处理返回结果释放资源

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25Ads组件调用过程简介.NET调用流程新建工程添加引用TwAds组件调用过程简介C++在VisualC++中进行链接和程序开发时所需要的文件：TcAdsDll.dll–动态链接库TcAdsDll.lib–使用TcAdsDll.dll的函数库TcAdsApi.h–声明ADS功能的头文件TcAdsDef.h–声明结构和常数的头文件主要接口：AdsPortOpen：建立TwinCAT信息路由器连接(通讯口)。AdsPortClose：关闭TwinCAT信息路由器的连接(通讯口)。AdsGetLocalAddress：返回本地NetId和端口号AdsSyncWriteReq：同步写数据到一个ADS设备AdsSyncReadReq：从ADS服务器中同步读数据。AdsSyncReadWriteReq：同步写入数据到ADS服务器中并从ADS设备接收返回的数据。AdsSyncReadStateReq：从ADS服务器中读ADS状态和设备状态。AdsSyncAddDeviceNotificationReq：通知在ADS服务器中进行定义(如PLC)。当某个事件发生时，该功能(回调功能)在ADS客户端进行调用(C程序)。AdsSyncDelDeviceNotificationReq:从ADS服务器中删除以前定义的通知。

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26Ads组件调用过程简介C++2022/11/9辅助工具－TwinCATADSMonitorTwinCATADSMonitor可以抓取ADS通讯数据包ADS数据结构帧数据通讯数据帧记录

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27辅助工具－TwinCATADSMonitorTwinC辅助工具－仿真器1.下载文件：以下路径为FTp路径（）/Software/embPC-Control/CE/Solutions/CX_Emulator/emulator.zip(CE仿真器英文)/Software/embPC-Control/CE/Solutions/SDK/BeckhoffHMI500V1.3SDK.msi/Software/embPC-Control/CE/Solutions/VS_NET2005/CE5_DbgHlp.zip2.仿真器安装：a.安装MicrosoftWindowsCE5.0Emulator.msi需要连接互联网b.安装完仿真器，再安装虚拟网卡驱动netsvwrap.msi3.配置：a.安装后修改StartEmulator_DE.bat文件，将参数中的/Ethernet的MAC改为本地网卡的实际MAC地址b.参数vmid后的GUID值做为保存映像是的文件夹名称。4.设置仿真器和VS.net集成环境：WindowsCE5的模拟器是基于x86的,VS2005的DeviceEmulator是基于ARM的，VS2005开发环境无法和WinCE模拟器进行集成进行远程调试。但是可以通过下面的方式实现集成：1).将CE5_Db