JCoder.HCP4Net 3.2613.1

JCoder.HCP4Net

| 属性 | | | --------------- | -------------------------------------------- | | 作者(Authors) | Jackie Law | | 版权(Copyright) | Copyright © Jackie Law. All rights reserved. | | 协议 | MIT | | 联系(QQ) | 1378071853 | | 联系(Wechat) | JackieLaw1024 | | 联系(Email) | JackieLaw-dev@outlook.com |

目录

[TOC]

一.架构说明

1.1 引用类库

1.2 相关类库

| 相关类库 | 说明 | | ---------------------------------------------------------------------------------- | --------------------------------------------------------------------------------- | | JCoder.HCP4Net.LinuxOS | 面向Linux系统的上位机通讯协议客户端类库（Modbus RTU/TCP、Siemens S7、OPC UA）。 | | JCoder.HCP4Net.WinOS | 面向Windows系统的上位机通讯协议客户端类库（Modbus RTU/TCP、Siemens S7、OPC UA）。 |

获取方式

1. 版本要求：>=3.2612.1
2. 以版本3.2612.1 为例

使用说明

本类库定义协议抽象、消息实体与协议适配器（IHCPAdapter），并在其之上提供可扩展的工业自动化模块层（IIotModule）；两者都不包含具体的传输层实现。 实际连接设备时，请根据运行平台引用 JCoder.HCP4Net.LinuxOS 或 JCoder.HCP4Net.WinOS——串口 / TCP 链路实现（SerialCommLink、TcpCommLink）与链路工厂注册都在平台库中，核心库只依赖 ICommLink 抽象，因此保持跨平台中立。

分层关系：

1. 使用 Modbus RTU 适配器手动组包/解析

// 构造 Modbus RTU 适配器
var _adapter = new HCPModbusAdapter();

// 1) 组包：读保持寄存器（功能码 0x03，从站 0x01，起始地址 0x0000，读 10 个寄存器）
var _request = new HCPModbusRequestMessageForRead
{
    SlaveAddress = 0x01,
    FunctionCode = (byte)ModbusFunctionCode.ReadHoldingRegisters,
    Address = 0x0000,
    Qty = 10,
};
byte[] _requestBytes = _adapter.ToRequestBytes(_request);

// 2) 解析响应：把设备返回的字节流解析为强类型响应实体
// byte[] _responseBytes = ...; // 从串口/TCP收到的原始帧
// HCPModbusResponseMessage _response = _adapter.ToResponse<HCPModbusResponseMessage>(_responseBytes);
// ushort[] _values = _response.Content as ushort[];

2. 使用 Modbus RTU 适配器写单个线圈

var _adapter = new HCPModbusAdapter();

// 写单个线圈（功能码 0x05）：把从站 0x01 地址 0x0002 的线圈置为 ON
var _coilRequest = new HCPModbusRequestMessageForWriteSingleCoil
{
    SlaveAddress = 0x01,
    Address = 0x0002,
    Status = true,
};
byte[] _bytes = _adapter.ToRequestBytes(_coilRequest);

3. 反向解析请求帧（用于服务端/报文回放）

var _adapter = new HCPModbusAdapter();

// byte[] _rawFrame = ...; // 收到的 Modbus RTU 请求原始字节
// IHCPRequestMessage _req = _adapter.ToRequest(_rawFrame);
// if (_req is HCPModbusRequestMessageForRead _read)
// {
//     // _read.SlaveAddress / _read.FunctionCode / _read.Address / _read.Qty
// }

4. 模块层：按型号创建 IO 板并读写通道

模块层把「设备」建模为**通道（ChannelDefinition）**的集合，业务层只按编码读写工程值，不接触寄存器地址与字节序。

// 注册内置型号（程序启动时调用一次）
BuiltInModules.RegisterAll();

// 按型号 + 链路配置创建模块（RS485 串口，站号 1）
using IIotModule io = ModuleFactory.Default.Create(
    model: "IO",
    id: "IO-1",
    linkConfig: new SerialLinkConfig("COM3", 9600),
    slaveId: 1,
    name: "1号工位",
    parameters: new Dictionary<string, string>
    {
        ["InputCount"] = "16",
        ["OutputCount"] = "16",
    });

// 订阅通道变化（已按死区过滤，避免抖动刷屏）
io.ValueChanged += (s, e) => Console.WriteLine($"{e.ModuleId}.{e.Channel.Code} = {e.NewValue.Value}");

io.Connect();          // 打开串口链路
io.Refresh();          // 批量采集全部输入（地址连续的点自动合并为一次往返）

bool x1 = io.Read("X1").ToBoolean();   // 读缓存，不发起通讯，适合高频刷新
io.Write("Y1", true);                  // 写数字量输出

5. 模块层：电机模块（自动换算脉冲 ↔ 机械量）

电机位置在寄存器里是脉冲数，而工艺要求的是 mm / °。StepMotorModule 按运动学参数自动换算，业务层直接以机械量读写：

using IIotModule motor = ModuleFactory.Default.Create(
    "STEP_MOTOR", "M-1", new SerialLinkConfig("COM4", 115200), slaveId: 1,
    parameters: new Dictionary<string, string>
    {
        ["PulsesPerRevolution"] = "3200",  // 每转脉冲数
        ["LeadMm"] = "10",                 // 丝杆导程 10mm
        ["GearRatio"] = "1",               // 减速比
        ["ActualPositionAddress"] = "5",   // 位置反馈寄存器（-1 表示开环无反馈）
    });

var m = (StepMotorModule)motor;
m.Connect();
m.MoveTo(25.0, velocity: 10.0);          // 移动到 25mm，速度 10mm/s（内部换算为脉冲）
double now = m.Read(StepMotorModule.ActualPositionCode).Value;  // 反馈即为 mm
m.MoveBy(5.0);                           // 相对当前位置再走 5mm
m.Stop();

6. 模块层：RS485 / RS232 通用仪表（配置驱动，无需写代码）

现场仪表型号繁杂，GenericRs485Module 的通道表由参数 ChannelMap 驱动，接入新型号只需填一份配置。 字段顺序为 编码,名称,数据区,地址,寄存器数,换算,单位,方向,下限,上限,死区（换算参数内部用 / 分隔，避免与字段的 , 冲突）：

string map = string.Join("\n",
    "PV,   当前温度, IR,   0, 1, Fix1,               ℃,    In,    -50, 400, 0.2",
    "SV,   设定温度, HR,   0, 1, Fix1,               ℃,    InOut, -50, 400",
    "RUN,  输出中,   HR,   8, 1, Bit:0,              ,     In",
    "FLOW, 瞬时流量, IR,  10, 2, Float,              m³/h, In,    0,   999",
    "LOAD, 负载率,   IR,  20, 1, Range:6400/32000/0/100, %, In");

using IIotModule tc = ModuleFactory.Default.Create(
    "RS485_GENERIC", "TC-1", new SerialLinkConfig("COM5", 9600), slaveId: 2,
    parameters: new Dictionary<string, string> { ["ChannelMap"] = map });

tc.Connect();
tc.Refresh();
double temp = tc.Read("PV").Value;

7. 数据处理单位：滤波、限幅、报警

Scaling（IScaling）负责协议层换算（原始值 ↔ 工程值）；Processing（IChannelProcessor）负责信号层处理（滤波、限幅、报警），两者都是工业自动化的基本数据处理单位。处理顺序为「换算 → 处理 → 死区过滤 → 缓存/事件」。

// 为某模块的所有通道套用默认处理，再对个别通道单独覆盖
var registry = ModuleBase.DefaultProcessingRegistry;

registry.SetDefault("M-1", ChannelProcessingPipeline.Of(
    new MedianFilterProcessor(3),                       // 中值滤波，去电机启停脉冲干扰
    new ClampProcessor(0, 100)));                        // 限幅兜底

registry.Set("TC-1", "PV", ChannelProcessingPipeline.Of(
    new MovingAverageProcessor(4),                       // 滑动平均，平滑温度波动
    new AlarmProcessor(AlarmLimitMode.High, highLimit: 80, hysteresis: 5)));  // 超 80 报警，回差 5

数据处理单位无状态或有状态均可，ModuleBase.Connect() 会在连接成功后自动 ResetProcessing()，避免断线期样本污染滤波器窗口。

8. 链路层：核心库经注册表创建传输实现（平台库自动注册）

核心库不引用 System.IO.Ports。引用平台库后，HCPLinkProvider 会经模块初始化器自动注册 Serial / Tcp 链路工厂，CommLinkPool 据此按 LinkConfig 创建链路，同一 Key 的链路自动复用（一条 RS485 总线挂多个站号时不会重复打开串口）。若代码只触达核心库类型、未加载平台程序集，可显式调用一次：

// Windows
JCoder.HCP4Net.WinOS.HCPLinkProvider.Register();
// Linux
JCoder.HCP4Net.LinuxOS.HCPLinkProvider.Register();

主要类与接口

模块层（工业自动化设备建模）

参考

1. 参考JCoder.HCP4Net