Wiesemann & Theis GmbH

Netzwerk-, Sensor- & Schnittstellentechnik für Industrie, Office & IT

Tutorial zum Web-IO Digital:

Web-IO Digital mit aktuellen Visual Basic Versionen
steuern und überwachen


Als Nachfolger von MS Visual Basic 5 und 6 gibt es inzwischen VB.Net in verschiedenen Versionen bis hin zu VB 2019. Auch die aktuelle Visual Basic Version bietet alles, was zum Programmieren von TCP/IP-Anwendungen nötig ist. Damit ist Visual Basic bis heute ein beliebtes Hilfsmittel, um Anwendungen zu erstellen, die mit dem Web-IO Digital kommunizieren, zumal die Express Version von Visual Basic bei Microsoft kostenlos zum Download angeboten wird. Zusätzliche Treiber oder DLLs werden nicht benötigt.

Mit Visual Basic steuern

Mit dem folgenden Programmbeispiel können Sie Ihr Web-IO Digital mit seinen Inputs und Outputs in einer Windows-Anwendung abbilden. Darüber hinaus können Sie die Outputs des Web-IO schalten.


Vorbereitungen


Zusammenstellen der verschiedenen Bedienelemente und Anzeigeobjekte im VB.net-Form

Beienelemente Visual Basic

Neben den hier gezeigten Objekten benötigt das Programm zusätzlich einen Timer für das Polling (timer_polling).

Bei der Benennung der einzelnen Objekte ist es hilfreich, sinngebende Namen zu verwenden. In diesem Beipiel beschreibt der erste Teil des Namens die Art des Objektes und der zweite Teil die Funktion.

Programmstart

Während der Aufbau grafischer Benutzeroberfächen in Visual Basic Express genauso einfach zu bewerkstelligen ist wie mit den Vorgängerversionen, gestalten sich andere Aufgaben zunächst gewöhnungsbedürftig.

VB in der aktuellen Version steht nicht mehr das aus VB5 und VB6 bekannte Winsock-Steuerelement zur Verfügung.

Stattdessen muss für den Netzwerkzugriff über das Import Statement der Namespace für die verwendeten Socket-Klassen im Kopf des Quelltextes instanziert werden. Darüber hinaus muss der Socket, auf dem die Kommunikation abgewickelt werden soll, angelegt werden und es muss ein Buffer für die Eingangsdaten definiert werden.

Ferner wurde die Kapselung einzelner Objekte in VB.Net soweit vorangetrieben, dass Objekte, die innerhalb eines Thread angelegt sind, den Zugriff aus einem anderen Thread heraus nicht zulassen. So kann z.B. eine Checkbox die in Thread A angelegt wurde, aus Thread B nicht gesetzt werden.

Um dennoch Objekteigenschaften für andere Threads zugänglich zu machen, müssen im eigenen Thread Sub-Prozeduren zur Objektänderung angelegt werden. Zu diesen Sub-Prozeduren werden dann Delegate gebildet, über die andere Threads zugreifen können.

So z.B. auch um Steuerelemente des Formulars nach erfolgreichem Verbindungsaufbau zur Bedienung freizuschalten oder bei Verbindungsende zu sperren, aber auch um die Input/Output-Checkboxen nach Datenempfang an die tatsächlichen IO Zustände anzupassen.


Imports System.Net.Sockets
Imports System.Net

Public Class Form1
  Public Structure IO_State
    Dim outputstate0 As Boolean
    Dim outputstate1 As Boolean
    Dim inputstate0 As Boolean
    Dim inputstate1 As Boolean
    Dim countervalue0 As Long
    Dim countervalue1 As Long
  End Structure

  Private Delegate Sub DelegateSub()
  Private connectenable As New DelegateSub(AddressOf connect_enable)
  Private disconnectenable As New DelegateSub(AddressOf disconnect_enable)
  Private formupdate As New DelegateSub(AddressOf form_update)
  Dim TCP_client As Socket
  Dim connection_ar As IAsyncResult
  Dim receivebuffer(511) As Byte
  Dim IOState As IO_State

  Private Sub connect_enable()
    bt_connect.Enabled = False
    gb_io.Enabled = True
    bt_disconnect.Enabled = True
    Timer_polling.Enabled = True
    ToolStripStatusLabel1.Text = "Connected to " + tb_ip.Text + " : " + tb_port.Text
  End Sub

  Private Sub disconnect_enable()
    bt_connect.Enabled = True
    gb_io.Enabled = False
    bt_disconnect.Enabled = False
    timer_polling.Enabled = False
    ToolStripStatusLabel1.Text = "No Connection"
  End Sub

  Private Sub form_update()
    If IOState.inputstate0 = True Then
      cb_input0.Checked = True
    Else
      cb_input0.Checked = False
    End If
    If IOState.inputstate1 = True Then
      cb_input1.Checked = True
    Else
      cb_input1.Checked = False
    End If
    If IOState.outputstate0 = True Then
      cb_output0.Checked = True
    Else
      cb_output0.Checked = False
    End If
    If IOState.outputstate1 = True Then
      cb_Output1.Checked = True
    Else
      cb_Output1.Checked = False
    End If
    tb_counter0.Text = IOState.countervalue0
    tb_counter1.Text = IOState.countervalue1
  End Sub
  

Verbindungskontrolle

Einleiten der Verbindung

Durch Eingabe der IP-Adresse des Web-IO in das Textfeld ed_ip und Klick auf den Button bt_connect wird der Verbindungsaufbau gestartet.


  Private Sub bt_connect_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles bt_connect.Click
    Dim WebIOep As New IPEndPoint(IPAddress.Parse(tb_ip.Text), Val(tb_port.Text))
    If tb_ip.Text <> "" And tb_port.Text <> "" Then
      TCP_client = New Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, _ ProtocolType.Tcp)
      bt_connect.Enabled = False
      Try
        TCP_client.BeginConnect(WebIOep, New AsyncCallback(AddressOf callback_connect), TCP_client)
      Catch ex As Exception
      End Try
    End If
  End Sub
Verbindungsaufbau

Für die Abwicklung des TCP/IP-Handlings wird zunächst ein IPEndPoint aus IP-Adresse und TCP-Port definiert und damit der TCP_client Socket initialisiert. Im Zuge der Verbindungsanforderung wird ein Verweis auf eine Callback-Prozedur geschaffen.

Verbindung kommt zustande

Sobald das Web-IO die Verbindung annimmt, wird die Callback-Prozedur ausgeführt. Über Invoke wird das Delegate zur Prozedur aufgerufen, die die Steuerelemente freigibt und in der Statuszeile den Connect-Status anzeigt. Darüber hinaus wird ein Verweis auf eine Callback-Routine für den Datenempfang erstellt.


  Private Sub callback_connect(ByVal ar As IAsyncResult)
    Invoke(connectenable)
    connection_ar = ar
    Try
      TCP_client.EndConnect(ar)
      TCP_client.BeginReceive(receivebuffer, 0, 512, SocketFlags.None, New AsyncCallback(AddressOf callback_readdata), TCP_client)
    Catch ex As Exception
      closeconnections()
    End Try
  End Sub
Trennen der Verbindung

Die Verbindung bleibt solange bestehen, bis sie vom Benutzer durch Klick auf den Disconnect-Button beendet wird oder das Web-IO die Verbindung beendet.

  Private Sub bt_disconnect_Click(ByVal sender	As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles bt_disconnect.Click
    Invoke(disconnectenable)
    closeconnections()
  End Sub

In diesem Fall wird eine entsprechende Prozedur aufgerufen.

  Private Sub closeconnections()
    Try
      TCP_client.EndReceive(connection_ar)
    Catch ex As Exception
    End Try
    Try
      TCP_client.Shutdown(SocketShutdown.Both)
    Catch ex As Exception
    End Try
    Try
      TCP_client.Close()
    Catch ex As Exception
    End Try
    Invoke(disconnectenable)
  End Sub
Verbindungsfehler

Alle die TCP/IP-Kommunikation betreffenden Aktionen werden innerhalb der Try-Anweisung ausgeführt. Treten Fehler auf, wird ebenfalls die CloseConnection-Prozedur aufgerufen.

Bedienung und Kommunikation von Client-Seite

Senden von Kommandos

Sobald eine Verbindung mit dem Web-IO zustande gekommen ist, kann der Anwender durch Bedienung der entsprechenden Programmelemente Kommandos an das Web-IO senden.


  Private Sub sendcommand(ByVal sendstring As String)
    Dim senddata As Byte() = System.Text.Encoding.ASCII.GetBytes(sendstring)
    Try
      TCP_client.Send(senddata)
    Catch ex As Exception
      closeconnections()
    End Try
  End Sub
Setzen der Outputs

Das Setzen der Outputs wird dem Anwender über zwei Checkboxen cb_outputx ermöglicht. Das Programm nutzt dazu das MouseUP-Ereignis dieses Objektes. Wird ein MouseUp, also ein Loslassen der Output-Checkbox registriert, führt das Programm die entsprechende Prozedur aus und gibt - je nachdem, ob die Checkbox gesetzt ist oder nicht - das passende Kommando an das Web-IO weiter.


  Private Sub cb_output0_MouseUp(ByVal sender As Object, ByVal e As System.Windows.Forms.MouseEventArgs) Handles cb_output0.MouseUp
    If cb_output0.Checked Then
      sendcommand("GET /outputaccess0?PW=" + tb_password.Text + "&State=ON&")
    Else
      sendcommand("GET /outputaccess0?PW=" + tb_password.Text + "&State=OFF&")
    End If
  End Sub

  Private Sub cb_output1_MouseUp(ByVal sender As Object, ByVal e As System.Windows.Forms.MouseEventArgs) Handles cb_output1.MouseUp
    If cb_output1.Checked Then
      sendcommand("GET /outputaccess1?PW=" + tb_password.Text + "&State=ON&")
    Else
      sendcommand("GET /outputaccess1?PW=" + tb_password.Text + "&State=OFF&")
    End If
  End Sub
Output/Input-Statusabfragen

Den Status der Outputs und Inputs kann der Anwender durch Anklicken des zugehörigen Buttons anfordern.


  Private Sub bt_outputs_read_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles bt_outputs_read.Click
    sendcommand("GET /output?PW=" + tb_password.Text + "&")
  End Sub

  Private Sub bt_inputs_read_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles bt_inputs_read.Click
    sendcommand("GET /input?PW=" + tb_password.Text + "&")
  End Sub
Counter abfragen/löschen

Auch die Zählerstände der Input-Counter lassen sich abfragen bzw. löschen.


  Private Sub bt_counter_read0_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles bt_counter_read0.Click
    sendcommand("GET /counter0?PW=" + tb_password.Text + "&")
  End Sub

  Private Sub bt_counter_read1_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles bt_counter_read0.Click
    sendcommand("GET /counter1?PW=" + tb_password.Text + "&")
  End Sub

  Private Sub bt_counter_clear0_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles bt_counter_clear0.Click
    sendcommand("GET /counterclear0?PW=" + tb_password.Text + "&")
  End Sub

  Private Sub bt_counter_clear1_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles bt_counter_clear0.Click
    sendcommand("GET /counterclear1?PW=" + tb_password.Text + "&")
  End Sub

Natürlich lassen sich auch alle Counter zeitgleich lesen bzw. löschen.


  Private Sub bt_counter_readall_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles bt_counter_readall.Click
    sendcommand("GET /counter?PW=" + tb_password.Text + "&")
  End Sub

  Private Sub bt_counter_clearall_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles bt_counter_clearall.Click
    sendcommand("GET /counterclear?PW=" + tb_password.Text + "&")
  End Sub
						

Datenempfang vom Web-IO

Auswerten und Anzeigen der empfangenen Daten

Alle Kommandos und Anfragen an das Web-IO werden mit einem Antwort-String quittiert. Dabei haben die Antworten je nach Type einen spezifischen Aufbau.

  • Für die Outputs: output;<Binärwert des Outputstatus im hexadezimalen Format>
  • Für die Inputs: input;<Binärwert des Outputstatus im hexadezimalen Format>
  • Für die Counter: counterx;<dezimaler Zählerstand>
  • oder counter;<dezimaler Zählerstand 0 >; <dezimaler Zählerstand 0 >; ...... wenn alle Counter auf einmal gelesen werden sollen.
  • Alle Antwort-Strings sind mit einem 0-Byte abgeschlossen.
  • Bei Datenempfang wird die entsprechende Callback-Prozedur aufgerufen

  Private Sub callback_readdata(ByVal ar As IAsyncResult)
    If TCP_client.Connected Then
      Dim bytesread As Integer
      Try
        bytesread = TCP_client.EndReceive(ar)
      Catch ex As Exception
      End Try
      If bytesread = 0 Then
        closeconnections()
      Else
        Dim receivestring As String
        receivestring = System.Text.Encoding.ASCII.GetString(receivebuffer, 0, receivebuffer.Length)
        receivebuffer.Clear(receivebuffer, 0, 512)
        Try
          TCP_client.BeginReceive(receivebuffer, 0, 512, SocketFlags.None, New AsyncCallback(AddressOf callback_readdata), TCP_client)
        Catch ex As Exception
          closeconnections()
        End Try
        Select Case Mid(receivestring, 1, 1)
          Case "i"
            If (Val(Mid(receivestring, 7, 1)) And 1) = 1 Then
              IOState.inputstate0 = True
            Else
              IOState.inputstate0 = False
            End If
            If (Val(Mid(receivestring, 7, 1)) And 2) = 2 Then
              IOState.inputstate1 = True
            Else
              IOState.inputstate1 = False
            End If
          Case "o"
            If (Val(Mid(receivestring, 8, 1)) And 1) = 1 Then
              IOState.outputstate0 = True
            Else
              IOState.outputstate0 = False
            End If
            If (Val(Mid(receivestring, 8, 1)) And 2) = 2 Then
              IOState.outputstate1 = True
            Else
              IOState.outputstate1 = False
            End If
          Case "c"
            Dim tabpos
            If Mid(receivestring, 8, 1) = "0" Then
              IOState.countervalue0 = Mid(receivestring, 10)
            If Mid(receivestring, 8, 1) = "1" Then _
              IOState.countervalue1 = Mid(receivestring, 10)
            If Mid(receivestring, 8, 1) = ";" Then
              tabpos = InStr(9, receivestring, ";")
              IOState.countervalue0 = Val(Mid(receivestring, 9, tabpos - 9))
              IOState.countervalue1 = Val(Mid(receivestring, tabpos + 1, Len(receivestring) - tabpos - 1))
            End If
        End Select
        Invoke(formupdate)
      End If
    End If
  End Sub

Die Empfangsprozedur überprüft anhand des ersten Zeichens der Empfangsdaten, ob es um Input-, Output- oder Counter-Meldungen geht. Abhängig davon wird z.B. festgestellt, welcher Output welchen Status hat. Bei den Countern ist es sowohl möglich, einzelne Zählerwerte abzufragen, als auch alle Counter in einem Zug auszulesen. Die einzelnen Zählerstände werden dann dezimal mit Semikolon getrennt in einem String ausgegeben.

Polling

Zyklisches Abfragen bestimmter Werte

Um auch eine automatische Aktualisierung der Anzeige zu ermöglichen, wird ein Timer benutzt.

In Abhängigkeit der Checkboxen für Output-, Input- und Counter-Polling werden die entsprechenden Informationen im eingestellten Intervall vom Web-IO abgerufen.


  Private Sub timer_polling_Elapsed(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.Timers.ElapsedEventArgs) Handles timer_polling.Elapsed
    If (cb_input_polling.Checked And TCP_client.Connected) Then
      sendcommand("GET /input?PW=" + tb_password.Text + "&")
    End If
    If (cb_output_polling.Checked And TCP_client.Connected) Then
      sendcommand("GET /output?PW=" + tb_password.Text + "&")
    End If
    If (cb_output_polling.Checked And TCP_client.Connected) Then
      sendcommand("GET /output?PW=" + tb_password.Text + "&")
    End If
    If (cb_counter_polling.Checked And TCP_client.Connected) Then
      sendcommand("GET /counter?PW=" + tb_password.Text + "&")
    End If
  End Sub

Das gewünschte Intervall kann in das entsprechende Textfeld eingegeben werden. Bei Änderung wird das Timer-Intervall dann automatisch angepasst.


  Private Sub tb_interval_TextChanged(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles tb_interval.TextChanged
    timer_polling.Interval = Val(tb_interval.Text)
  End Sub

Das Beispiel-Programm unterstützt alle gängigen Funktionen des Web-IO im Kommando-String-Modus, optimiert für das Web-IO 2x Digital Input, 2x Digital Output. Für die anderen Web-IO Modelle müssen ggf. Anpassungen am Programm vorgenommen werden. Weitere Programmbeispiele zur Socket-Programmierung finden Sie auf den Tool-Seiten zum Web-IO. Eine detaillierte Beschreibung zur Socket-Schnittstelle der Web-IO Digital Modelle finden Sie im Referenzhandbuch.

Programmbeispiel herunterladen


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