解析博图数据块(昆仑通态触摸屏自动命名)

1,博图数据块的数据排列原则:

数据对齐算法:

将当前地址对齐到整数:

numBytes = (int)Math.Ceiling(numBytes);

将当前地址对齐到偶整数:

 numBytes = Math.Ceiling(numBytes);if ((numBytes / 2 - Math.Floor(numBytes / 2.0)) > 0)numBytes++;

2,数据对齐的原则,如果当前的数据类型是:

bool,则使用当前地址.
byte,则使用对齐方式1
其他,则使用对齐方式2,即偶数对齐的方法.

3,如何从地址和bool进行设定和取值,假设我们有一个byte[]数组代表整个DB,和一个浮点数代表bool的地址?

取值:

int bytePos = (int)Math.Floor(numBytes);int bitPos = (int)((numBytes - (double)bytePos) / 0.125);if ((bytes[bytePos] & (int)Math.Pow(2, bitPos)) != 0)value = true;elsevalue = false;

赋值

 bytePos = (int)Math.Floor(numBytes);bitPos = (int)((numBytes - (double)bytePos) / 0.125);if ((bool)obj)bytes[bytePos] |= (byte)Math.Pow(2, bitPos);            // is trueelsebytes[bytePos] &= (byte)(~(byte)Math.Pow(2, bitPos));   // is false

思路:获取当前bit所在的字节地址.然后使用 (注意位是从0开始的.位0..位15..位31.)

t=t | 1<<(bitPos)来进行置位单个位. (掩码置位,使用|,所有为1的位进行置位)

t=t &(~1<<(bitPos)来进行复位单个位,(掩码复位,使用 &(~掩码),则所有位1的掩码进行复位)

t=t^(1<<(bitPos) 来进行异或运算(,掩码的1所在的位进行取反操作.)

t=t&(1<<(bitPos))来判断某个位是否为1或为0.

2,迭代解析

numbytes: 迭代的plc地址

itemInfos:迭代的信息存储的列表

preName:迭代的名称.

ElementItem:用于解析的元素.

public static void DeserializeItem(ref double numBytes, List<ItemInfo> itemInfos, string preName, ElementItem item){var PreName = (string.IsNullOrEmpty(preName)) ? "" : preName + "_";var Info = new ItemInfo() { Name = PreName + item.Name, Type = item.Type };switch (item.GetTypeInfo()){case PlcParamType.BaseType:switch (item.Type){case "Bool":Info.Addr = ParseAddr(numBytes, item);numBytes += 0.125;break;case "Char":case "Byte":numBytes = Math.Ceiling(numBytes);Info.Addr = ParseAddr(numBytes, item);numBytes++;;break;case "Int":case "UInt":case "Word":numBytes = Math.Ceiling(numBytes);if ((numBytes / 2 - Math.Floor(numBytes / 2.0)) > 0)numBytes++;Info.Addr = ParseAddr(numBytes, item);numBytes += 2;;break;case "DInt":case "UDInt":case "DWord":case "Time":case "Real":numBytes = Math.Ceiling(numBytes);if ((numBytes / 2 - Math.Floor(numBytes / 2.0)) > 0)numBytes++;Info.Addr = ParseAddr(numBytes, item);numBytes += 4;;break;default:break;}itemInfos.Add(Info);break;case PlcParamType.String:numBytes = Math.Ceiling(numBytes);if ((numBytes / 2 - Math.Floor(numBytes / 2.0)) > 0)numBytes++;//----------Info.Addr = ParseAddr(numBytes, item);numBytes += item.GetStringLength();itemInfos.Add(Info);break;case PlcParamType.Array://------------原程序的可能是个漏洞.numBytes = Math.Ceiling(numBytes);if ((numBytes / 2 - Math.Floor(numBytes / 2.0)) > 0)numBytes++;//-------------var elementType = item.GetElementType();for (var i = 0; i < item.GetArrayLength(); i++){var element = new ElementItem() { Name = item.Name + $"[{i}]", Type = elementType };DeserializeItem(ref numBytes, itemInfos, PreName, element);}break;case PlcParamType.UDT:numBytes = Math.Ceiling(numBytes);if ((numBytes / 2 - Math.Floor(numBytes / 2.0)) > 0)numBytes++;//格式foreach (var element in item.GetElementItems(Dict)){DeserializeItem(ref numBytes, itemInfos, PreName + item.Name, element);}break;default:throw new ArgumentException("do not find type");}}

思路: 如果元素的类型是基本类型:比如 bool,int,time...等等,则直接生成一条ItemInfo记录

如果元素的类型是数组,则获取数组的长度和获取数组的元素类型,然后进行迭代解析.

如果元素是UDT类型,也就是自定义的类型.那么就迭代获取元素,并且迭代解析.

----------------------

所有的这一切,源于一个Dictionary<string,List<ElementItem>>对象.这个对象存储了自定义的类别的名称和其子元素

比如有以下的一个DB导出文件;

则可以看到其有 "step"类型

元素有element1.....type为 int...

还有 "Recipe"类型

还有 "test1"类型

还有一个DataBlock,就是这个数据库,也将它当作一个类型,其type就是"数据块_1" ,其元素就是

名称类型

Recipe1 Recipe(这个可以在上面找到)

关键是其内部的Struct结构,对于这个结构,我们自定义生成其类型为 Name_Struct.

TYPE "step"
VERSION : 0.1STRUCTelement1 : Int;element2 : Int;element3 : Int;element4 : Int;element5 : Int;element6 : Int;element7 : Real;element8 : Real;element9 : Real;element10 : Real;element11 : Real;element12 : Real;element13 : Real;element14 : Bool;element15 : Bool;element16 : Int;END_STRUCT;END_TYPETYPE "Recipe"
VERSION : 0.1STRUCT"Name" : String[20];steps : Array[0..29] of "step";END_STRUCT;END_TYPETYPE "test1"
VERSION : 0.1STRUCTb : Bool;END_STRUCT;END_TYPEDATA_BLOCK "数据块_1"
{ S7_Optimized_Access := 'FALSE' }
VERSION : 0.1
NON_RETAINSTRUCTRecipe1 : "Recipe";AAA : "Recipe";aa : String;adef : Structa : Bool;b : Bool;c : Int;bool1 : Bool;bool2 : Bool;ffff : Structttt : Bool;aaa : Bool;fff : Bool;eefg : Bool;END_STRUCT;afe : Bool;aaaaaaa : "test1";x1 : "test1";x2 : "test1";x3 : Array[0..1] of Byte;abcef : Array[0..10] of Structaef : StructStatic_1 : Bool;Static_2 : Bool;END_STRUCT;eef : Bool;affe : Bool;END_STRUCT;END_STRUCT;END_STRUCT;BEGINRecipe1.steps[29].element14 := FALSE;END_DATA_BLOCK

3,从db文件中读取类信息.

//从db文件中读取类信息,并且放入到Dict之中,同时填充MainBlock信息,如果有的话.public static void GetTypeFromFile(Dictionary<string, List<ElementItem>> Dict, string path, out ElementItem MainBlock){MainBlock = new ElementItem();//生成Block对象.using (Stream st = new FileStream(path, FileMode.Open))//读取文本文件DB块中的数据.{StreamReader reader = new StreamReader(st);List<ElementItem> list;while (!reader.EndOfStream){string line = reader.ReadLine();//读取一行数据进行判断switch (GetReaderLineTYPE(line))//通过解析函数解析这一行的数据是什么类型.{case "TYPE"://如果是类型 对应 db文件里面 TYPE xxxx 的格式list = new List<ElementItem>();//则创建一个列表准备容纳该TYPE的ELementItem,也就是元素集.string tn = GetReaderLineName(line);//解析type行的名称.也就是该type的名称.GetElementsFromReader(reader, list, tn, Dict);//然后调用函数进行将元素放入列表,最后哪个Dictionary参数用于接受内联Struct类型.Dict[tn] = list;//将该类型在字典中生成名值对,也就是Type名称,List<elementItem>作为值.break;case "DATA_BLOCK":MainBlock = new ElementItem();string bn = GetReaderLineName(line);MainBlock.Name = bn;MainBlock.Type = bn;list = new List<ElementItem>();GetElementsFromReader(reader, list, bn, Dict);//如果是DB块,则填充Main Block(备用),剩下的根上面一样).Dict[bn] = list;break;default:break;}}}}

4, 辅助的读取迭代函数,实现的关键...

  public static void GetElementsFromReader(StreamReader reader, List<ElementItem> list, string type_name, Dictionary<string, List<ElementItem>> Dict){ElementItem item;Tuple<string, string> tp;while (!reader.EndOfStream){string line = reader.ReadLine();//首先,其必须是一个解析Type或者DataBlock的过程,因为只有这两处调用它.switch (GetReaderLineTYPE(line))//解析每行的类别.{case "ELEMENT"://当解析到该行是元素的时候.就将该行加入到列表中.item = new ElementItem();tp = GetElementInfo(line);item.Name = tp.Item1;item.Type = tp.Item2;list.Add(item);break;case "StructELEMENT"://当解析到该行是Struct时,也就是元素类型时Struct的时候,item = new ElementItem();tp = GetElementInfo(line);item.Name = tp.Item1;item.Type = tp.Item2.Remove(tp.Item2.LastIndexOf("Struct"));//由于Array Struct的存在,将该元素类型从....Struct //替换为 .... elementName_Structitem.Type = item.Type + type_name + "_" + item.Name + "_" + "Struct";//string structType = type_name + "_" + item.Name + "_" + "Struct";//该名称为其新的类别.list.Add(item);//首先将该元素加入列表.List<ElementItem> sub = new List<ElementItem>();//将该子类别(我们自定义的类别,添加到字典中.GetElementsFromReader(reader, sub, structType, Dict);Dict[structType] = sub;break;case "END_STRUCT"://当接受到这个时,表明一个Type或者一个DataBlock的解析工作结束了,返回上层对象.return;default:break;}}}

5,工具函数1,用于帮助判断DB文件每行的信息.

 private static Tuple<string, string> GetElementInfo(string line){if (!GetReaderLineTYPE(line).Contains("ELEMENT")) throw new Exception("this line is not element " + line);int pos = line.IndexOf(" : ");string Name = line.Remove(pos).Trim(' ', ';');var t = Name.IndexOf(' ');if (t > 0)Name = Name.Remove(t);string Type = line.Substring(pos + 3).Trim(' ', ';');if (Type.Contains(" :=")) Type = Type.Remove(Type.IndexOf(" :="));return new Tuple<string, string>(Name, Type);}private static string GetReaderLineName(string line){if ((GetReaderLineTYPE(line) != "TYPE") && (GetReaderLineTYPE(line) != "DATA_BLOCK")) throw new Exception("not read name of " + line);return line.Substring(line.IndexOf(' ')).Trim(' ');}private static string GetReaderLineTYPE(string line){//Console.WriteLine(line);if (line.Contains("TYPE ")) return "TYPE";if (line.Contains("DATA_BLOCK ")) return "DATA_BLOCK";if (line.Contains("END_STRUCT;")) return "END_STRUCT";if (line.Trim(' ') == "STRUCT") return "STRUCT";if (line.EndsWith("Struct")) return "StructELEMENT";if ((line.EndsWith(";"))) return "ELEMENT";return null;}

6,从之前生成的字典和MainDataBlock中生成 List<Item Infos>也就是展开DB块信息.

public static void DeserializeItem(ref double numBytes, List<ItemInfo> itemInfos, string preName, ElementItem item){var PreName = (string.IsNullOrEmpty(preName)) ? "" : preName + "_";//如果前导名称不为空,则添加到展开的名称上去.//这里是个bug,最后将这行放到string生成,或者BaseType生成上,因为会出现多次_var Info = new ItemInfo() { Name = PreName + item.Name, Type = item.Type };switch (item.GetTypeInfo())//解析这个元素的类别{case PlcParamType.BaseType://基类直接添加.switch (item.Type){case "Bool":Info.Addr = ParseAddr(numBytes, item);numBytes += 0.125;break;case "Char":case "Byte":numBytes = Math.Ceiling(numBytes);Info.Addr = ParseAddr(numBytes, item);numBytes++;;break;case "Int":case "UInt":case "Word":numBytes = Math.Ceiling(numBytes);if ((numBytes / 2 - Math.Floor(numBytes / 2.0)) > 0)numBytes++;Info.Addr = ParseAddr(numBytes, item);numBytes += 2;;break;case "DInt":case "UDInt":case "DWord":case "Time":case "Real":numBytes = Math.Ceiling(numBytes);if ((numBytes / 2 - Math.Floor(numBytes / 2.0)) > 0)numBytes++;Info.Addr = ParseAddr(numBytes, item);numBytes += 4;;break;default:break;}itemInfos.Add(Info);break;case PlcParamType.String://string类型.直接添加numBytes = Math.Ceiling(numBytes);if ((numBytes / 2 - Math.Floor(numBytes / 2.0)) > 0)numBytes++;//----------Info.Addr = ParseAddr(numBytes, item);numBytes += item.GetStringLength();//如果是string,则加256,否则加 xxx+2;itemInfos.Add(Info);break;case PlcParamType.Array://数组则进行分解,再迭代.//------------原程序的可能是个漏洞.numBytes = Math.Ceiling(numBytes);if ((numBytes / 2 - Math.Floor(numBytes / 2.0)) > 0)numBytes++;//-------------var elementType = item.GetElementType();for (var i = 0; i < item.GetArrayLength(); i++){var element = new ElementItem() { Name = item.Name + $"[{i}]", Type = elementType };DeserializeItem(ref numBytes, itemInfos, PreName, element);}break;case PlcParamType.UDT://PLC类型,进行分解后迭代.numBytes = Math.Ceiling(numBytes);if ((numBytes / 2 - Math.Floor(numBytes / 2.0)) > 0)numBytes++;//格式foreach (var element in item.GetElementItems(Dict)){DeserializeItem(ref numBytes, itemInfos, PreName + item.Name, element);}break;default:throw new ArgumentException("do not find type");}}

注意,每条信息组成:(s

public class ItemInfo{public ItemInfo(){}public string Name { get; set; }//element的名称public string Type { get; set; }//element的类别(基类别,比如字符串,byte,bool之类.public object Addr { get; internal set; }//地址;比如dbx0.0之类.

//综合就是给出  PLC变量名  PLC变量类型   PLC变量地址 的一个列表.}

7,功能扩展,支持多个db文件的解析操作

 // MainFunction to read message from dbs.//迭代解析 多个db文件.public static void GetDBInfosFromFiles(string path, Dictionary<string, List<ElementItem>> Dict, Dictionary<string, List<ItemInfo>> DataBlocks){DirectoryInfo dir = new DirectoryInfo(path);FileInfo[] files = dir.GetFiles("*.db");List<ElementItem> blocks = new List<ElementItem>();foreach (var file in files)//将每个文件的db块加入到 db数组中,再将解析的TYPE都加入到字典中.{ElementItem MainBlock;GetTypeFromFile(Dict, file.FullName, out MainBlock);if (MainBlock != null){MainBlock.Name = file.Name.Remove(file.Name.IndexOf('.'));blocks.Add(MainBlock);}}foreach (var block in blocks)//然后迭代解析每个DB块的信息,将求加入到第二个字典中.{double numBytes = 0.0;List<ItemInfo> itemInfos = new List<ItemInfo>();DeserializeItem(ref numBytes, itemInfos, "", block);DataBlocks[block.Name] = itemInfos;}}

8,使用CSVHELPER类从昆仑通态导出的文件中来读取信息

public static MacInfos[] GetCSVInfosFromFile(string path,string[] infos){//用csvhelper类读取数据:注意,必须用这个方法读取,否则是乱码!using (var reader = new StreamReader(path, Encoding.GetEncoding("GB2312"))){using (var csv = new CsvReader(reader, CultureInfo.InvariantCulture)){//读取4行无效信息.............csv.Read();infos[0] = csv.GetField(0);csv.Read();infos[1] = csv.GetField(0);csv.Read();infos[2] = csv.GetField(0);csv.Read();infos[3] = csv.GetField(0);//读取所有的数据放入一个数组中.标准用法.var records = csv.GetRecords<MacInfos>().ToArray();return records;}}}

9,将CSV文件的变量名进行填充,即将 Dict之中的变量名填充到 CSV的变量名之中.

  //用于将填充完的信息数组反写回csv文件.public static void WriteIntoCSVOfMAC(string path){string csvpath = FindFiles(path, "*.csv").First();//找到csv文件.string[] strinfos = new string[4];//填充无效信息的4行MacInfos[] macInfos = GetCSVInfosFromFile(csvpath,strinfos);//获取MacInfos数组和无效信息字符串数组.foreach(var key in DBInfos.Keys)//轮询每个DB块.{var infos = (from info in macInfoswhere GetDBFromMacInfo(info) == key.Remove(key.IndexOf('_'))select info).ToArray();//将找到的Macinfo中再去查找对应的DB块的Macinfos[]数组.WriteDBToMacInfos(key, infos);//然后将对应的db块的信息,(找到其中的元素的名称,一一写入对应infos的变量名之中.}//填充完所有的Macinfos数组后,将这个数组反写回CSV文件.using (var writer = new StreamWriter(new FileStream(csvpath, FileMode.Open), Encoding.GetEncoding("GB2312")))using (var csv = new CsvWriter(writer, CultureInfo.InvariantCulture)){//将原来的无效信息反填充回去.csv.WriteField(strinfos[0]);csv.NextRecord();//转移到下一行.去读写数据.csv.WriteField(strinfos[1]);csv.NextRecord();csv.WriteField(strinfos[2]);csv.NextRecord();csv.WriteField(strinfos[3]);csv.NextRecord();//然后填充数组.csv.WriteRecords(macInfos);}}

10,结论:

1,在使用的时候,首先导出DB块的块生成源,

2,然后将所有的*.db文件们放入c:\macfile文件夹之中.

3,使用昆仑通态软件导入标签功能,导入db块和导入utc块,将变量导入到软件中,这个时候,变量名一栏是空的.

4,使用导出设备信息,将导出一个csv文件.

5,运行小软件.结束.

附上Git地址和我的邮箱地址,

有喜欢工控软件开发的多多沟通交流.

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