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一、    概述

AiMaker、AiMaster產品可以通過自身以太網網口來連接并控制遠程IO模塊、遠程模擬量輸出模塊、遠程模擬量輸入模塊等各類兼容的模塊。

模塊擴展功能通過100Mpbs以太網實現，通訊速度比傳統(tǒng)PLC擴展方式要快10至100倍。在可連接模塊數量上也遠超傳統(tǒng)的PLC方案。

本方案采用標準的Modbus TCP協(xié)議作為擴展協(xié)議，*使用以太網和TCP/IP方式進行通訊，并且可以跨網段通訊。

在使用網線連接時，主機與擴展模塊之間的距離可以達到100米。在使用以太網光纖通訊時，兩者穩(wěn)定通訊距離可達幾十公里。如果可以容忍較大的通訊延遲，也可以使用WiFi、手機網、電力貓等等各類線路進行擴展。

目前所有的擴展模塊均為多網口設計，多個擴展模塊可以通過以太網手拉手分支、級聯(lián)，實現自組以太網，無需單獨購買交換機。

每個控制器最多可驅動8個IO模塊、8個模擬量輸出模塊、8個模擬量采集模塊，對模塊的通道數量沒有限制。

兼容的遠程IO模塊：GL-IO4（4路IO），GL-IO8（8路IO），GL-IO32（32路IO）

兼容的遠程模擬量輸出模塊：GL-DAC3，3路模擬量輸出產品。此模塊有4個型號，分別支持0至20mA輸出，0至10v輸出，0至5V輸出，PWM輸出。

兼容的遠程模擬量采集模塊：GL-EXT600，同時支持8路模擬量采集和8路IO，此模塊有3個型號，分別支持0至20mA采集，0至10v采集，0至5V采集。

本文的示例代碼均可在免費編程軟件xframe中查看運行。單擊下載xframe編程軟件

二、    示例連接圖

下圖演示了，為一臺AiMaker600擴展1個3路模擬量輸出模塊、1個8路開關量輸入/輸出模塊的連接方式。
將以此圖為例子，分別描述控制模擬量輸出、控制IO的方法。

三、    控制器模塊擴展服務描述

1、    TCP/IP連接方式
控制器與擴展模塊之間采用TCP/IP協(xié)議通訊，控制器作為Client連接至Server模式的擴展模塊。擴展通訊協(xié)議為Modbus TCP。使用502通訊端口。

2、    模塊擴展函數庫
extdac：擴展模擬量輸出函數庫
extdio：擴展IO函數庫
extadc：擴展模擬量采集函數庫

3、    啟動擴展模塊服務函數
啟動擴展模擬量輸出服務：extdac.startextdac(0,"192.168.192.252",502,20,5000,15);
啟動擴展IO模塊服務：extdio.startextdio(0,"192.168.192.252",502,20,5000,15);
啟動擴展模擬量采集模塊服務：extadc.startextadc(0,"192.168.192.252",502,20,5000,15);
啟動擴展模塊服務函數在整個程序中，只需調用一次即可。
4、    使用方法
使用方法非常簡單，以控制遠程IO模塊繼電器輸出為例子進行簡要說明

下行代碼startextdio啟動擴展遠程IO服務啟動，遠程IO的IP為192.168.192.102，端口為502。
extdio.startextdio(0,"192.168.192.102",502,20,5000,15);

正確啟動服務后，即可調用繼電器控制函數，無需其他操作了。
seton設置遠程IO模塊的第1路繼電器為接通
extdio.seton(0,0)
setoff設置遠程IO模塊的第1路繼電器為斷開
extdio.setoff(0,0)

更詳細例子請參考下面的說明

5、    可靠性

控制器模塊擴展服務可以自動連接擴展模塊，并且可以自動檢測與擴展模塊的通訊情況，如果檢測出與擴展模塊通訊中斷，將會自動的不斷嘗試重連，直到成功連接模塊。整個過程是全自動的，無需用戶干預。

四、    控制遠程模擬量輸出例子。

1、    控制4至20mA模擬量輸出

print("演示連接遠程DAC模塊，并進行控制，本例子測試的是0~20mA輸出。")

--startextdac啟動擴展遠程模擬量輸出服務
--參數1:服務索引，有效值為0~7，可同時支持控制8個遠程DAC輸出模塊。
--參數2:遠程ip，為遠程IO模塊的IP地址
--參數3:遠程端口，為遠程IO模塊的Modbus TCP協(xié)議端口。
--參數4:接收超時，為秒值，達到此超時未能收到遠程模塊返回數據，將判定此連接故障
--后臺服務將斷開此連接，并在等待“重試連接間隔"后，重新嘗試連接遠程IO模塊。
--參數5:重試連接間隔，為毫秒值。
--參數6:保持連接的周期，為秒值，后臺服務將以此間隔不斷的向遠程DAC模塊發(fā)送報文，以測試通訊線路是否正常。
--此參數為秒，應小于遠程DAC模塊的TCP/IP接收超時參數。
extdac.startextdac(0,"192.168.192.101",502,20,5000,15);
local setvalue=0.0
while(true) do
--setdac420ma設置擴展模擬量輸出0至20mA值
--參數1：擴展遠程模擬量輸出服務索引，此索引應由startextdac函數啟動后方可使用。
--參數2：設置的模擬量輸出值，有效值為0至20。
--參數3：的模擬量輸出通道，為0起，0為個模擬量輸出通道。
--返回：成功返回大于0的值，否則為失敗

--循環(huán)設置遠程DAC模塊的通道1輸出0～20mA電流，每次增加1mA。

res=extdac.setdac420ma(0,setvalue,0)
print(string.format("
setdac420ma 執(zhí)行結果%d", res));

setvalue=setvalue+1
if setvalue>20.0 then
setvalue=0
end

syslib.ossleep(2000);

end  
end 

2、    控制0至10V模擬量輸出

print("演示連接遠程DAC模塊，并進行控制，本例子測試的是0~10V輸出。")

--startextdac啟動擴展遠程模擬量輸出服務
--參數1:服務索引，有效值為0~7，可同時支持控制8個遠程DAC輸出模塊。
--參數2:遠程ip，為遠程IO模塊的IP地址
--參數3:遠程端口，為遠程IO模塊的Modbus TCP協(xié)議端口。
--參數4:接收超時，為秒值，達到此超時未能收到遠程模塊返回數據，將判定此連接故障
--后臺服務將斷開此連接，并在等待“重試連接間隔"后，重新嘗試連接遠程IO模塊。
--參數5:重試連接間隔，為毫秒值。
--參數6:保持連接的周期，為秒值，后臺服務將以此間隔不斷的向遠程DAC模塊發(fā)送報文，以測試通訊線路是否正常。
--此參數為秒，應小于遠程DAC模塊的TCP/IP接收超時參數。
extdac.startextdac(0,"192.168.192.101",502,20,5000,15);
local setvalue=0.0
while(true) do
--setdac010v設置擴展模擬量輸出0至10V值
--參數1：擴展遠程模擬量輸出服務索引，此索引應由startextdac函數啟動后方可使用。
--參數2：設置的模擬量輸出值，有效值為0至10。
--參數3：的模擬量輸出通道，為0起，0為個模擬量輸出通道。
--返回：成功返回大于0的值，否則為失敗

--循環(huán)設置遠程DAC模塊的通道1輸出0～10v電壓，每次增加1v。

res=extdac.setdac010v(0,setvalue,0)
print(string.format("
setdac010v 執(zhí)行結果%d", res));
setvalue=setvalue+1
if setvalue>10.0 then
setvalue=0
end

syslib.ossleep(2000);

end 

3、  讀取模擬量輸出值

print("演示連接遠程DAC模塊，設置0~20mA輸出值，并回讀輸出值。")

--startextdac啟動擴展遠程模擬量輸出服務
--參數1:服務索引，有效值為0~7，可同時支持控制8個遠程DAC輸出模塊。
--參數2:遠程ip，為遠程IO模塊的IP地址
--參數3:遠程端口，為遠程IO模塊的Modbus TCP協(xié)議端口。
--參數4:接收超時，為秒值，達到此超時未能收到遠程模塊返回數據，將判定此連接故障
--后臺服務將斷開此連接，并在等待“重試連接間隔"后，重新嘗試連接遠程IO模塊。
--參數5:重試連接間隔，為毫秒值。
--參數6:保持連接的周期，為秒值，后臺服務將以此間隔不斷的向遠程DAC模塊發(fā)送報文，以測試通訊線路是否正常。
--此參數為秒，應小于遠程DAC模塊的TCP/IP接收超時參數。
extdac.startextdac(0,"192.168.192.101",502,20,5000,15);
local setvalue=0.0
while(true) do
--setdac420ma設置擴展模擬量輸出0至20mA值
res=extdac.setdac420ma(0,setvalue,0)
print(string.format("
setdac420ma 執(zhí)行結果%d", res));
setvalue=setvalue+1
if setvalue>20.0 then
setvalue=0
end
--readdac420ma讀取遠程DAC模塊0~20mA輸出通道的當前值
--參數1：擴展遠程模擬量輸出服務索引，此索引應由startextdac函數啟動后方可使用。
--參數2：讀取的0~20mA模擬量輸出的通道號，為0起，0讀取路模擬量輸出通道。
--返回：返回1：成功返回大于0，否則失敗，返回2：當前模擬量輸出的值，為浮點數。
res,dacoutvalue=extdac.readdac420ma(0,0)

if res>0 then
   print(string.format("
readdac420ma 執(zhí)行結果：%d,通道值：%2.2f",res,dacoutvalue));  
end
syslib.ossleep(2000);

end 

四、    控制遠程IO的例子。

1、控制遠程IO的繼電器輸出

print("演示通過以太網控制遠程IO模塊的1路開關量輸出")

--startextdio啟動擴展遠程IO服務
--參數1:服務索引，有效值為0~7，可同時支持控制8個遠程IO模塊。
--參數2:遠程ip，為遠程IO模塊的IP地址
--參數3:遠程端口，為遠程IO模塊的Modbus TCP協(xié)議端口。
--參數4:接收超時，為秒值，達到此超時未能收到遠程模塊返回數據，將判定此連接故障
--后臺服務將斷開此連接，并在等待“重試連接間隔"后，重新嘗試連接遠程IO模塊。
--參數5:重試連接間隔，為毫秒值。
--參數6:保持連接的周期，為秒值，后臺服務將以此間隔不斷的向遠程IO模塊發(fā)送報文，以測試通訊線路是否正常。
--此參數為秒，應小于遠程IO模塊的TCP/IP接收超時參數。
extdio.startextdio(0,"192.168.192.102",502,20,5000,15);

while(true) do
--seton設置遠程IO通道為接通
--參數1：擴展遠程IO服務索引
--參數2：設置的通道，為0起，0為第1路輸出通道。
--返回：成功返回大于0的值，否則為失敗
res=extdio.seton(0,0)
print(string.format("
設置擴展IO通道1為接通的執(zhí)行結果%d", res));
syslib.ossleep(1000);

--setoff設置遠程IO通道為斷開
--參數1：擴展遠程IO服務索引
--參數2：設置的通道，為0起，0為第1路輸出通道。
--返回：成功返回大于0的值，否則為失敗
res=extdio.setoff(0,0)
print(string.format("
設置遠程IO通道1為斷開的執(zhí)行結果 %d", res));
syslib.ossleep(1000);
end 

2、讀取遠程IO開關量輸入狀態(tài)

print("演示通過以太網讀取遠程IO模塊的1路開關量輸入狀態(tài)")

--startextdio啟動擴展遠程IO服務
--參數1:服務索引，有效值為0~7，可同時支持控制8個遠程IO模塊。
--參數2:遠程ip，為遠程IO模塊的IP地址
--參數3:遠程端口，為遠程IO模塊的Modbus TCP協(xié)議端口。
--參數4:接收超時，為秒值，達到此超時未能收到遠程模塊返回數據，將判定此連接故障
--后臺服務將斷開此連接，并在等待“重試連接間隔"后，重新嘗試連接遠程IO模塊。
--參數5:重試連接間隔，為毫秒值。
--參數6:保持連接的周期，為秒值，后臺服務將以此間隔不斷的向遠程IO模塊發(fā)送報文，以測試通訊線路是否正常。
--此參數為秒，應小于遠程IO模塊的TCP/IP接收超時參數。
extdio.startextdio(0,"192.168.192.102",502,20,5000,15);

while(true) do
--get1ich讀取遠程IO模塊開關量輸入通道的狀態(tài)
--參數1：擴展遠程IO服務索引，此索引應由startextdio函數啟動后方可使用。
--參數2：讀取的開關量輸入通道，為0起，0為讀取第1路開關量輸入通道
--返回：參數1，成功返回大于0的值，否則為失敗，參數2為開關量輸入狀態(tài)值，0為斷開，1為接通
res,distate=extdio.get1in(0,0)
if (res>0) then
    print(string.format("
開關量輸入1狀態(tài)：%d", distate));
   end
   
syslib.ossleep(1000);
end  

2、一次讀取全部遠程IO開關量輸入狀態(tài)

print("演示通過以太網讀取遠程IO模塊全部開關量輸入通道狀態(tài)")
local alldi={}
--startextdio啟動擴展遠程IO服務
--參數1:服務索引，有效值為0~7，可同時支持控制8個遠程IO模塊。
--參數2:遠程ip，為遠程IO模塊的IP地址
--參數3:遠程端口，為遠程IO模塊的Modbus TCP協(xié)議端口。
--參數4:接收超時，為秒值，達到此超時未能收到遠程模塊返回數據，將判定此連接故障
--后臺服務將斷開此連接，并在等待“重試連接間隔"后，重新嘗試連接遠程IO模塊。
--參數5:重試連接間隔，為毫秒值。
--參數6:保持連接的周期，為秒值，后臺服務將以此間隔不斷的向遠程IO模塊發(fā)送報文，以測試通訊線路是否正常。
--此參數為秒，應小于遠程IO模塊的TCP/IP接收超時參數。
extdio.startextdio(0,"192.168.192.102",502,20,5000,15);

while(true) do
alldi={}
--getallin讀取遠程IO模塊全部輸入通道狀態(tài)
--參數1：擴展遠程IO服務索引，此索引應由startextdio函數啟動后方可使用。
--參數2：讀取的開關量輸入通道數量。例如設置為4，讀取全部4路輸入通道的狀態(tài)。
--參數3：開關量輸入狀態(tài)數據輸出數組，每個數組元素的8個bit表示8路開關量輸入狀態(tài)。
--bit狀態(tài)為0說明開關量輸入斷開，1為接通。
--例如，數組[1]的值表示第開關量輸入1～8輸入狀態(tài)，數組[2]表示9～16開關量輸入狀態(tài)。
--返回：成功返回大于0的值，否則為失敗
res=extdio.getallin(0,4,alldi)

if (res>0) then
     debug.printarray(alldi);
   end
   
syslib.ossleep(1000);
end 

五、    讀取遠程模擬量采集模塊通道值

print("演示連接遠程模擬量采集模塊，讀取0~20mA模擬量輸入值。")

--startextadc啟動擴展遠程模擬量采集服務
--參數1:服務索引，有效值為0~7，可同時支持讀取8個遠程模擬量采集模塊數據。
--參數2:遠程ip，為遠程IO模塊的IP地址
--參數3:遠程端口，為遠程IO模塊的Modbus TCP協(xié)議端口。
--參數4:接收超時，為秒值，達到此超時未能收到遠程模塊返回數據，將判定此連接故障
--后臺服務將斷開此連接，并在等待“重試連接間隔"后，重新嘗試連接遠程IO模塊。
--參數5:重試連接間隔，為毫秒值。
--參數6:保持連接的周期，為秒值，后臺服務將以此間隔不斷的向遠程模擬量采集模塊發(fā)送報文，以測試通訊線路是否正常。
--此參數為秒，應小于遠程模擬采集模塊的TCP/IP接收超時參數。
extadc.startextadc(0,"192.168.192.101",502,20,5000,15);
local extadcval=0.0
while(true) do
--readadc420ma讀取遠程模塊0~20mA輸入通道值
--參數1：擴展遠程模擬量輸入服務索引，此索引應由startextadc函數啟動后方可使用。
--參數2：讀取的0~20mA模擬量輸入的通道號，為0起，0讀取路模擬量輸入通道。
--返回：返回1：成功返回大于0，否則失敗，返回2：當前模擬量輸入的值，為浮點數，單位為mA。
res,extadcval=extadc.readadc420ma(0,0)
if res>0 then
   print(string.format("
readadc420ma 執(zhí)行結果：%d,通道值：%2.2f",res,extadcval));  
 else
   print(string.format("
readadc420ma 執(zhí)行失敗：%d",res));
end
syslib.ossleep(2000);

end