基于以太网接口的PLC上位机通讯系统设计基于以太网接口的PLC上位机通讯系统设计.pdf

基于以太网接口的PLC 上位机通讯系统设计 1 引言 随着信息时代的到来和国际互连网Internet 的兴起，TCP/IP 协议(传输控制协议/ 网际协议) 越来越被人所熟知和重视。在工业控制领域，利用TCP/IP 协议编程实现下位机的数据通讯和 数据交换，既容易形成工厂企业内部局域网络体系，也便于设备和Internet 相连，实现远程监 控。 TCP/IP 协议是当今最成熟、应用最广泛的计算机互连网技术，拥有一整套总体结构和协 议标准。该协议诞生于70 年代中期，Unix 引入该协议后极大的促进了它的发展，许多公司 都推出了基于TCP/IP 协议的软件包和工业产品，现在Microsoft 公司的Windows98/2000/X P 和基于Windows 开发的VB6.0 等都包含了TCP/IP 协议，永宏公司的PLC 产品也开发生 产了带有TCP/IP 协议支持的Ethernet 产品，这使永宏的PLC 与PC 利用该协议进行网络互 连进行数据交换和远程监控变得可行。 2 系统概述 某自动售货机系统设计中，本地的下位机控制采用永宏公司的FBs 系列PLC 进行售货 控制，系统组成如图1 所示。人机主态采用基于TCP/IP 协议的VB6.0 编写，为便于实现售 货的数据统计和交换，VB 通过写操作把数据导入Excel 中。 硬件配置:FBs-CBE-20MAT+24EYT+16EY+16EY 图1 系统组成 3 自动售货控制功能 售货机销售液态货品，每台主机控制32 个售货台的电磁阀，以体积分ABCD 四种不同量， 32 电磁阀能同时销售货品。考虑到成本，系统采用共用ABCD 的方式，在输出控制上用多点 巡回扫描方式，图2 示出PLC 巡回扫描电路设计。 图2 PLC 巡回扫描电路设计 动态扫描检知每个售货台的选择类型，当有类别被选择时，启动该售货台的出液电磁阀， 并且用时间控制来决定不同类别的出液量。PLC 还必须记录每次销售货品的类别和该销售所 发生所在售货台的站号，以便PC 实时的统计。 4 PLC 以太网服务器架设 以太网络通讯转换器的工作原理是透过本模块为中介，将网络上欲传给主机的以太网络信 号解出后转为CPU 主机可接受的串行信号，透过Port1 传送给直接连接之CPU 主机或与Por t1 连接之其它CPU 主机。此一转换过程完全为透通(Transparent)方式。换句话说对CPU 主 机而言，其完全不知道此信号系由网络传来，其回传信号与一般之串行通讯并无二致。当模块 收到主机回传之串行信号后再将其打包为网络封包并将其传回网络上。 配合以太网络界面转换模块应用,永宏公司提供一窗口版设定软件“Ether_cfg.exe”，利用此 软体把模块服务模式(Server mode)，在服务模式下本模块会等待网络传来的讯息，译码之后 将此讯息传到串行通讯端口给CPU 主机。CPU 主机回复的讯息待本模块接收后会再将其打包 并回传至网路上，如此即完成一笔命令的循环。采用该模块可以同时连接8 个客户端连接。设 置如图3 所示，协议采用永宏标准通讯协议。具体项目解释如下: (1) Firmware Version:代表以太网络界面转换模块内的软件版本; (2) IP Address:本模块的网络地址; (3) Subnet Mask:本模块的子网络掩码; (4) GateWay:本模块的所在局域网络网关; (5) Host Name:批注用，可用于辨识不同模块，最多可输入11 个字符; (6) Comment:批注用，可用于说明更详细之模块信息，最多可输入21 个字符; (7) Operation mode:客户或服务工作模式选择; (8) Protocol:Fatek 或ModBus/TCP 通讯协议选择，ModBus/TCP 仅能使用于Server 模 式。 图3 PLC 以太网络通讯转换器设置 5 数据采集和通讯 5.1 永宏通讯协议和系统数据采集 永宏PLC 之通讯讯息格式无论是命令讯息(主系统发出)或响应讯息(从系统发出) 均可概分为6 个数据域位，如图4 所示，具体解释如下。