在工业控制中,用PLC控制的工程在上/下位机通讯上一般采用RS-232/RS-485串口通讯,这种方法对于数据量较大,通讯距离较远,实时性要求高的控制系统,很难满足通讯需要。
近年来随着计算机网络技术的飞速发展,网络化数控已经成为现代制造业发展的必然趋势, 控制系统正向虚拟化、网络化、集成化、分布化和节点智能化的方向发展。[1]许多大型PLC厂商生产的PLC都配备了相应的以太网通信模块,本文讨论了OMRON PLC的以太网通信体系结构,并以CP1H PLC的ENT2l以太网模块为例实现与计算机的通信。
1. Winsock网络通信控件
Winsock控件是不可视控件,它提供了访问TCP和UDP网
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,使编程人员开发客户/服务器应用程序时www.cechina.cn,不必了解TCP的细节或调用低级的Winsock API函数,只通过设置Winsock控件的属性并调用其方法CONTROL ENGINEERING China版权所有
,就可直接连接到一台远程计算机进行www.cechina.cn,并可实现双向数据交换。WinSock主要支持两种类型的套接字:①流式套接字(Stream Socket)也称面向连接方式
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,该方式对应的是TCP协议,其传输特点是通信可靠性高,可以保证数据流的传输是可靠的、有序的、无重复的www.cechina.cn,可提供双向的数据流,数据被看作字节流,无长度限制。②数据报套接字(Datagram Socket)又称无连接方式,对应的是UDP协议,这种方式不提供数据传输的正确性、有序性和无重复性CONTROL ENGINEERING China版权所有,因为它支持面向记录的数据流。因此,传输的数据可能丢失和重复,并且接收顺序混乱,报文长度是有限的。考虑到本系统对通信可靠性和正确性的要求很高,选用流式套接字方式。基于Client/Server模式的流式套接字通讯过程如图1所示。
图1 流式套接字进程通讯过程时序图
2.Ethernet网络通信单元的设置
在组建网络时CONTROL ENGINEERING China版权所有,根据网络类型的不同,网络中的每个节点需要安装相应的通信单元,PLC上需安装Ethernet网络通信模块CONTROL ENGINEERING China版权所有,例如0MR0N公司的CJ1W—ETN21以太网模块。应用之前必需对网络进行必要的设置,分为开关设置和CPU总线单元系统设置。
开关设置主要包括以下几项内容:确定分配给CJ1W—ETN21单元的内存工作区(CIO区、DM区),该地址在CPU总线区,由UNIT No.开关确定ETN单元的单元号范围为0~F;NODE No.旋转开关设定两组l6进制数作为ETN单元在网络中的节点号,范围为O1~7E;IP地址设置网络号和主机节点号,由32位二进制数组成,分4段以十进制数表示。
CPU总线单元设置主要通过编程设备如CX—Programmer软件或编程器对网络单元进行模式、本地IP地址、子网掩码、FINS端口号、FTP登录名及口令和IP路由器表等项进行设定。若使用FINS/TCP协议,则还需在以太网单元设置中修改FINS/TCP项的部分参数控制工程网版权所有,如:自动分配的FINS节点号、是否保持激活等项。
3.面向上位计算机的通信协议
如图2所示,以太网的分层模型分为物理层(Physical Layer)、网际层(Internet Layer)、传输层(Transpot Layer)和应用层(Application Layer)。其中:传输层可使用无连接的UDP或需建立连接的TCP协议;应用层为FINS(Factory Interface Network Service)协议,FINS协议是