解锁汇川AM系列PLC:CODESYS中变量到字节数组的多样转换技巧

雷工笔记

我们做通讯时，常常要将变量转成字节数组，拷贝进入发送缓冲区（也是字节数组），再进行发送。接收端的变量切分必须准确，否则，收到后也无法正确解析。
由于存在字节对齐的规则，我们查看结构变量的字节大小时，常常发现比所有变量的字节之和要大。这也意味着，如果我们用指针直接访问结构变量时，其成员的位置并不一定是按照成员变量的字节顺序排列，因此，我们需要进行一些确切性的变换来让这些字节按照成员的顺序和大小进行排列。此处以汇川AM系列PLC的编程软件InoProShop为例（它是CODESYS平台，支持大部分的CODESYS功能和语法），阐述CODESYS里3种获取结构变量里数组的方法。此处我们定义了一个结构：TYPE DUT_SEND_DATA_Normal :STRUCT  STAMP :UDINT;//单位为微秒的时间戳 起始地址：0  data1:UINT;//UInt类型的数值  data2:REAL;//浮点数类型的数值  data3:LREAL;;//双精度类型的数值END_STRUCTEND_TYPE
一、利用M区域进行访问

M区域有字节编号，可以直接使用。该方法较复杂，但是，适用于V2和V3版本。

在全局变量里定义一个该结构的变量，下载运行，就可以在线看到每个变量的起始地址，然后就可以在程序里将这些字节逐个移入发送缓冲区：



二、利用指针进行操作

每个变量都有内存起始地址，通过指针进行获取，然后进行指针操作，也可以获取变量的字节数组。该方法适用于V2和V3版本，并且可以不需要借助M区域。
1、在主程序里新建局部变量clockus:ULINT;sendPulse:BOOL;sendDataNormal:DUT_SEND_DATA_Normal;pSource:POINTER TO BYTE;pTarget:POINTER TO BYTE;id_SendBuffer:ARRAY[0..199] OF BYTE;//发送缓冲器。
2、在主程序里增加以下语句
GetSystemTime(uliTimeUs=>clockus);//获取系统时间（微秒为单位）sendDataNormal.STAMP:=ULINT_TO_UDINT(clockus);//截取低4字节的值。sendPulse:=NOT(sendPulse);//发送脉冲
//周期计数IF sendPulse THEN  sendDataNormal.data1:=sendDataNormal.data1+1;  IF UINT_TO_INT( sendDataNormal.data1) >=30000 THEN    sendDataNormal.data1:=0;  END_IFEND_IF
//双精度格式的周期计数sendDataNormal.data3:=UINT_TO_LREAL(sendDataNormal.data1);
//数据打包到发送缓冲器，直接操作字节数组。pTarget:=ADR(id_SendBuffer);
pSource:=ADR(sendDataNormal.STAMP);FOR i:=0 TO SIZEOF(sendDataNormal.STAMP)-1 BY 1 DO  pTarget^:=pSource^;  pTarget:=pTarget+1;  pSource:=psource+1;END_FORpSource:=ADR(sendDataNormal.data1);FOR i:=0 TO SIZEOF(sendDataNormal.data1)-1 BY 1 DO  pTarget^:=pSource^;  pTarget:=pTarget+1;  pSource:=psource+1;END_FORpSource:=ADR(sendDataNormal.data2);FOR i:=0 TO SIZEOF(sendDataNormal.data2)-1 BY 1 DO  pTarget^:=pSource^;  pTarget:=pTarget+1;  pSource:=psource+1;END_FORpSource:=ADR(sendDataNormal.data3);FOR i:=0 TO SIZEOF(sendDataNormal.data3)-1 BY 1 DO  pTarget^:=pSource^;  pTarget:=pTarget+1;  pSource:=psource+1;END_FOR

三、利用联合类型（Union）进行操作

联合类型是一种新的数据结构，可以定义同一起始地址的不同变量类型（包括字节数组），操作方法如下：
1、定义几种变量的数据结构TYPEunion_udint :UNIONValue:UDINT;Bytes:ARRAY[0..3]OFBYTE;END_UNIONEND_TYPE
TYPEunion_uint :UNIONValue:UINT;Bytes:ARRAY[0..1]OFBYTE;END_UNIONEND_TYPE
TYPEunion_real :UNIONValue:REAL;Bytes:ARRAY[0..3]OFBYTE;END_UNIONEND_TYPE
TYPEunion_lreal :UNIONValue:LREAL;Bytes:ARRAY[0..7]OFBYTE;END_UNIONEND_TYPE2、定义新的数据结构TYPEDUT_SEND_DATA:STRUCTSTAMP :union_udint;//单位为微秒的时间戳 起始地址：0data1:union_uint;//UInt类型的数值data2:union_real;//浮点数类型的数值data3:union_lreal;//双精度类型的数值END_STRUCTEND_TYPE
3、在主程序里新建局部变量
clockus:ULINT;sendPulse:BOOL;sendData:DUT_SEND_DATA;id_SendBuffer:ARRAY[0..199] OF BYTE;//发送缓冲器。pArray:UINT;i:UINT;
4、在主程序里增加以下语句
GetSystemTime(uliTimeUs=>clockus);//获取系统时间（微秒为单位）sendPulse:=NOT(sendPulse);//发送脉冲sendData.STAMP.Value:=ULINT_TO_UDINT(clockus);//截取低4字节的值。//周期计数IF sendPulse THEN  sendData.data1.Value:=sendData.data1.Value+1;  IF UINT_TO_INT( sendData.data1.Value) >=30000 THEN    sendData.data1.Value:=0;  END_IF  sendData.data3.Value:=UINT_TO_LREAL(sendData.data1.Value);END_IF
//数据打包到发送缓冲器，直接操作字节数组。pArray:=0;FOR i:=0 TO SIZEOF(sendData.STAMP.Bytes)-1 BY 1 DO  id_SendBuffer[pArray]:=sendData.STAMP.Bytes;  pArray:=pArray+1;END_FORFOR i:=0 TO SIZEOF(sendData.data1.Bytes)-1 BY 1 DO  id_SendBuffer[pArray]:=sendData.data1.Bytes;  pArray:=pArray+1;END_FORFOR i:=0 TO SIZEOF(sendData.data2.Bytes)-1 BY 1 DO  id_SendBuffer[pArray]:=sendData.data2.Bytes;  pArray:=pArray+1;END_FORFOR i:=0 TO SIZEOF(sendData.data3.Bytes)-1 BY 1 DO  id_SendBuffer[pArray]:=sendData.data3.Bytes;  pArray:=pArray+1;END_FOR

延伸小知识：以上例子是在做PLC-Recorder高速采集时用到的程序，通过UDP通讯，可以实现2ms周期的汇川PLC数据采集。