關(guān)于WinCC中C腳本的變量循環(huán)問題

何苗

摘要：本文介紹了WinCC組態(tài)軟件中的C腳本采用循環(huán)方式對(duì)變量及畫面對(duì)象進(jìn)行連接的方法，對(duì)于處理大量的同類數(shù)據(jù)和畫面對(duì)象，具有很大的方便性和靈活性，減輕了畫面煩瑣的連接工作，提高了工作效率和畫面質(zhì)量，在實(shí)際的工程應(yīng)用中，取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：WinCC；C-Script；循環(huán)

中圖分類號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）47-0237-02

新型的工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)通常劃分為控制層、監(jiān)控層、管理層三個(gè)層次結(jié)構(gòu)，其中監(jiān)控層對(duì)下連接控制層，對(duì)上連接管理層，它不但實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場的實(shí)時(shí)監(jiān)測與控制，且常在自動(dòng)控制系統(tǒng)中完成上傳下達(dá)、組態(tài)開發(fā)的重要作用。[1]

組態(tài)軟件又稱組態(tài)監(jiān)控軟件，屬于工業(yè)應(yīng)用軟件的一部分，它是數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）的軟件平臺(tái)工具，用于數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，位于自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。組態(tài)軟件具有強(qiáng)大的界面顯示組態(tài)功能，有良好的開放性和豐富的功能模塊，配有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫支持，支持一些可編程的用戶語言，提供強(qiáng)大的仿真功能使系統(tǒng)并行設(shè)計(jì)。

1996年由西門子公司開發(fā)的SIMATIC WinCC（Windows Control Center西門子視窗控制中心）是HMI/SCADA軟件中的后起之秀，在設(shè)計(jì)思想上，SIMATIC WinCC秉承西門子公司傳統(tǒng)的企業(yè)文化理念，追求產(chǎn)品性能最全面、技術(shù)最先進(jìn)、系統(tǒng)最開放。WinCC（Windows Control Center）面向工業(yè)自動(dòng)化，用于在生產(chǎn)和過程自動(dòng)化環(huán)境中實(shí)現(xiàn)可視化和過程控制任務(wù)。它提供了適用于工業(yè)控制的圖形顯示、消息、歸檔以及報(bào)表的功能模板，界面友好，直觀方便，可以與多種編程控制器配合完成生產(chǎn)過程的監(jiān)控與操作。同時(shí)WinCC集成了ANSI-C和Visual Basic腳本功能，遵守標(biāo)準(zhǔn)C語言規(guī)范，提供了基于C腳本規(guī)范的系統(tǒng)函數(shù)，為組態(tài)工程師進(jìn)行全開放的自由編程和深層次的二次開發(fā)提供了良好的編輯平臺(tái)。[2]

一、C腳本循環(huán)的基本原理

在程序設(shè)計(jì)時(shí)，一般情況下語句是按順序從第一行依次往下執(zhí)行：函數(shù)中的第一個(gè)語句先執(zhí)行，接著是第二個(gè)語句，依此類推。但是根據(jù)要求有時(shí)候需要多次執(zhí)行同一段代碼，因此編程語言提供了更為復(fù)雜執(zhí)行路徑的多種控制結(jié)構(gòu)，比如循環(huán)、跳轉(zhuǎn)等。循環(huán)語句即允許先多次執(zhí)行一個(gè)語句或語句組，再順次往下執(zhí)行，它改變代碼的執(zhí)行順序，實(shí)現(xiàn)代碼的跳轉(zhuǎn)，如圖1是大多數(shù)編程語言中循環(huán)語句的流程圖。

C腳本提供了以下幾種循環(huán)類型。

while循環(huán)：當(dāng)給定條件為真時(shí)，重復(fù)語句或語句組。它會(huì)在執(zhí)行循環(huán)主體之前測試條件，先判斷while后面括號(hào)里的值，如果為真則執(zhí)行其后面的代碼；否則不執(zhí)行。

for循環(huán)：多次執(zhí)行一個(gè)語句序列，簡化管理循環(huán)變量的代碼。for循環(huán)可以很容易地控制循環(huán)次數(shù)，多用于事先知道循環(huán)次數(shù)的情況下。

do...while循環(huán)：與while語句類似，區(qū)別在于此循環(huán)是在循環(huán)主體結(jié)尾測試條件外。先執(zhí)行do后面的代碼，然后再判斷while后面括號(hào)里的值，如果為真，循環(huán)開始；否則，循環(huán)不開始。其用法與while循環(huán)沒有區(qū)別，但相對(duì)較少用。[3]

在WinCC里C腳本語法和C語言完全一致，例如for循環(huán)可以通過條件缺省構(gòu)造無限循環(huán)，printf函數(shù)在WinCC里可以直接輸出到診斷窗口，sprintf是規(guī)格話字符串的函數(shù)在C語言和WinCC里都是普遍使用的。對(duì)于WinCC里的C腳本，只要熟練掌握C語言基本的語法，數(shù)據(jù)類型、邏輯運(yùn)算、字符指針、函數(shù)調(diào)用這些就可以在WinCC里靈活編寫腳本程序。同時(shí)在C腳本里還有一個(gè)對(duì)象指針類型__object，用它來訪問WinCC里的對(duì)象，或其他如Excel、ADO等可以和VBS腳本里一樣便捷地操作對(duì)象。

二、程序代碼舉例

現(xiàn)在監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)中隨著監(jiān)控要求的提高，工程發(fā)展對(duì)畫面豐富性、安全性要求越來越高，需要監(jiān)控或者顯示的變量個(gè)數(shù)也在不斷增加，大量的畫面對(duì)象與變量之間的連接變得非常煩瑣，不止加大了設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)時(shí)間而且容易在相似的變量連接中出現(xiàn)疏漏。WinCC組態(tài)軟件中集成的C腳本可以利用循環(huán)腳本，采用循環(huán)的方式對(duì)組態(tài)變量和畫面對(duì)象進(jìn)行操作，將煩瑣的連接變得簡單和便捷，對(duì)于初期制作和后期維護(hù)都非常方便，可以降低工作量，節(jié)約設(shè)計(jì)時(shí)間。

首先在變量命名時(shí)采用統(tǒng)一的后綴遞增方式，例如：TAG_1，TAG_2，TAG_3等，WinCC畫面對(duì)象命名亦參照同樣的規(guī)律，例如：io_1，io_2，io_3等，然后將一對(duì)相同后綴的變量和畫面對(duì)象進(jìn)行連接，最后利用循環(huán)方式對(duì)多組變量與畫面對(duì)象進(jìn)行統(tǒng)一修改處理。

由于變量名是作為中間變量參數(shù)來傳遞，在C腳本中需要對(duì)變量名的存儲(chǔ)分配一定的空間，這就需要用到WinCC中的系統(tǒng)函數(shù)SysMalloc來分配存儲(chǔ)空間。Malloc的全稱是memory allocation，中文叫動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配，當(dāng)無法知道內(nèi)存具體位置的時(shí)候，想要綁定真正的內(nèi)存空間，就需要用到動(dòng)態(tài)的分配內(nèi)存，malloc向系統(tǒng)申請(qǐng)分配指定size個(gè)字節(jié)的內(nèi)存空間。SysMalloc函數(shù)為動(dòng)作保留存儲(chǔ)器，將存儲(chǔ)器空間分配給動(dòng)作，當(dāng)動(dòng)作完成并結(jié)果送出時(shí)，系統(tǒng)釋放存儲(chǔ)器。

例如實(shí)現(xiàn)將變量TAG_1～TAG_10的值顯示到畫面對(duì)象輸入輸出域io_1～io_10中，程序代碼如下：

//頭文件等略

char *iofield，*tag； // 定義字符型中間變量，輸入輸出域，和變量名稱

int i，j； // 定義整數(shù)型中間變量，用于循環(huán)語句

WORD value； // 定義數(shù)值型中間變量，用于存貯變量中數(shù)值

tag=SysMalloc（50）；

iofield=SysMalloc（50）； // 分配存儲(chǔ)空間

//********************************************************************

for （i=1；i<11；i++） // 循環(huán)開始，共10次

{

sprintf（tag，“TAG_%d”，i）； // WINCC中變量名稱指定，TAG_1～TAG_10

sprintf（iofield，“io_%d”，i）； // WINCC畫面中IO域名稱指定，io _1～ io _10

value=GetTagWord（（tag））； // 依次讀取TAG_1～10中的值，并賦給中間變量value

SetPropWord（lpszPictureName，（iofield），“OutputValue”，value）； // 依次將value中的值寫入WINCC當(dāng)前畫面中io_1～10的輸出屬性

}

在實(shí)際的工程應(yīng)用中，采用循環(huán)方式對(duì)變量進(jìn)行讀寫可以方便地對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，從而對(duì)于提高工作效率具有非常重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]歐金成，歐世樂，林德杰.組態(tài)軟件的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2002，15（4）.

[2]蘇昆哲.深入淺出西門子WinCC V6[M].北京航空航天大學(xué)出版社，2004.

[3]黃容，趙毅.c語言程序設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2013.