OMRON PLC在以太网中的通信及实现

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(《测控技术)20年第 2卷第 l期 ) 04 3 2

文章编号：10— 892 0)2— 0 0 0 00 8 2(04 1 05— 2

O O L MR NP C在以太网中的通信及实现I lme t t n o mp e na i f o OMRON PL m mu ia in B s d o t e n t C Co nc t a e n E h r e o

(南学机工系江京 20 )曹卫东大械程，苏南 19 06 (州学信工学电工系江州 20 )史旺旺，陈虹扬大息程院气程，苏扬 20 59

摘要：介绍了一个使用 VsaC+ S ce与 O RO L i l+的 okt u M NP C

协议支持 F P MT T、S P和 F S (atr trae n t ok sr N I fcoy i efc e r e- n w

之间的通信程序，并成功地应用在自动控制系统中，主要实现上位机与 O R NP C之间的以太网通信，并对它们之间的 M O L通信协议作了描述，文中所介绍的通信程序的设计方法具有一

ve i )。F S通信协议是 O O开发的用于工厂自动化控 c N I MR N制网络的指令/系统，使用 F S指令，可实现网络间的无响应 N I

缝通信。网络对于每个系统层次都是有效的，包括用于信息层的 Ehre,用于控制器层的 C n ol i t nt e o t lrLn r e k网络和用于器件层的 De ie t o o u/,而且 E en t C nrl r ik vcNe( mp B s C D1 h t re和 o t l n oeL

定参考价值。关键词：可编程逻辑控制器；以太网；FN;控制系统 IS中图分类号：T 33 P 9文献标识码：AAbsr c:A【 d o o tat l n fc mmu iain p o r m e eo e t i n c to r g a d v lp d wi VC hi ito u e,wh c ss c e sul p l d i e a tm ai o - s nr d c d ih i u c s f l a pi t uo t c n y e n h c r y tm t ls se .a d many c ris o tte c mmu iain b t e n o n i l are u o h nc t ew e o h s d OM R0N P o ta n LC. T e c mm u iai n p o o o e e n h

o nc to r tc lb t e w h m Sd s rb d i eal t e i e c ie n d t i h e d sg t o fc mmu iain .T ein meh d o o nc t o p o rm a o er frn ev le r g a h ss m e ee c au . Ke r s PLC: Ete n t F S c nr l y tm ywo d: h r e; I: o t se N o s

网络之间的通信，能够在 3个网络层次间进行，像一个网络一样方便。使用 F S指令，上位机程序或 P C用户程序通过指 N I L令就能够读取另一个 P C数据区的数据，简化了用户程序。 L

以太网通信使用 I P地址，而 F S N I通信使用节点号。节点 号为以太网和 Ln网之间提供了一致的寻址方式。以太网单 i k元能在 I P地址和节点号之间转换，转换方式有自动转换、I P 地址表和复合地址表。F S通信与 T PI N I C/ P协议之间的关系见图 l。T

l

PC P L的C U

内存卡

I sD t L J E N在分布式计算机监控系统中，P C是常用的现场控制设 L应用层

RV C E I C

备，P C和微机之间的通信常采用 R .3/S4 5串行通信方 L S22R -8式，这种方法对于数据量较大、通信距离较远、实时性要求高

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FSI I N IU P D

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lT务 P器 F服TP C

的控制系统很难满足通信需要。工业以太网特别是交换式以太网已经广泛用于工业控制中，是工业控制中的发展趋势。

传输层网络层

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I ( C A P) P Im/ REhre tent

许多大型 P C厂商生产的 P C都配备了相应的以太网通信单 L L元，笔者讨论了 O O L的以太网通信体系结构，并以 MR N P C C 1型 P C的以太网模块 E 1 JG L NT l为例实现与微机的通信，上位机利用 Vsa C的 C sn okt的 U i l冉 u A y S ce类 DP协议实现了

数据链路层物理层

(eso- V r i n 2) 1B S T OAE

微机和 P C以太网模块之间的 F S通信，程序实现简单，并 L N I给出了核心程序。

图 1 FN I S协议和 T/ C

PI P协议之间的关系

F S帧本质上属于链路层，为了能利用 T PI N I C/ P协议传输 F S帧，将 F S信息作为 U P的数据区，封装在 U N I N I D DP

1 P C的网络体系结构与 FN L I S协议11 F S协议与 T PI . I N C/ P协议

中，从 T PI C/ P协议的角度看 F S信息，属于应用层数据。 N I 如果在 P C上安装以太网单元和 Ln通信单元，就可以实现 L i k以太网和 Ln网之间的数据转发过程，如图 2示。 i k所

O O公司的 E N1以太网单元支持 1B e MR N T l型 0a— s T型以

太网，网络层和传输层采用 T PI和 U PI C/ P D/ P协议，应用层

图 2中，上位机发出带有 F S信息的以太网帧被中继 N IP C的以太网单元接收后，层层分解，直到抽取出 F S信息 L N I

收稿日期：2 0 0— 2 04— 3 0

后，通过 Ln通信模块转发 F S信息，目的 P C收到数据 i k N I L后作出响应，响应数据也采用 F S格式的数据。中继 P C收 N I L到数据后，转发给以太网单元，由以太网单元进行封装后与上位机通信。上位机也作为以太网网段中的一个节点，也有相应的节点号和相同的地址转换规则。

基金项目：83 6计划课题资助项目 ( 0 1 A 12 0和扬州 20 A 4 13 )

大学信息科学学科群资助项目( G 364 I 000) S作者简介：曹卫 ( 9 7 ),男，讲师，硕士研究生，主要从 16一

事工业自动控制及网络通信技术的应用研究工作。

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O O L MR N P C在以太网中的通信及实现

1 5 分配 2 B,在 D区分配 10 5 M 0B。如果设为 0号单元则分配CI 5 0 I 5 4共 2 B,D3 0 0 O1 0￣C O1 2 5 0 0￣D3 0 9共 10 09 0 B。

跨网通信时，必须对每一个节点建立路径表，路径表包括以太网

本地网络表和中继网络表。本地网络表提供了安装在 P C单 L元上的通信单元的单元号和网络号，中继网络表包括终点网 络、中继网络和中继节点 3项内容，用于 F S通信时的数据 N I转发。

2上位机通信程序设计S SA E Y MC N T

为实现上位机的 T PI C/ P通信，采用 S c e编程。考虑

到 okt实现的效率，采用了较低层次的异步 Wi ok即 MF中的 n c S C

或 S S CLik Y￣ n嘲

C sn S ce A yc okt类实现并采用 U P方式，以提高通信的实时 D性。在监控系统中，上位机和 P C交换数据一般放在 P C的 L L

内存区即 D区，为读取 P C数据，编程的关键是 F S报 M L N I图 2利用 FNS中继的过程 I

头的封装，这里以一台 P C和上位机组成以太网的通信为 L例，上位机读取 P C的 D区的 4 B数据。当发送命令且需 L M K要 P C响应时 IF域为 8 H,R V域为 0H。G T因本例中 L C 0 S 0 C P C和上位机直接组成以太网，故为 0 C在本例中设置 L。G T为 2。对于局域网 D A应为 0本例中 P C I地址为 N。 L P

1 F NS帧格式 . 2 I

在 P C之间采用 FNS协议中的 S ND、R C L I E E V或 C D MN 命令进行数据通信时，上述封装和分解过程在通信模块内部自 动实现，但对于上位机和以太网单元之间的通信，F S的报 N I头和命令应由上位机程序添加，而 U DP的报头由 Sc e动 okt自完成。F S报头的格式见图 3 N I。

1218 .,对应的 DA为 2H。D 2 9 . .3 60 2 I 0 A对于本地 P C为 0 L。S、S、S 2与 P C地址相似，本例中上位机 I NA A1 A L P地址为 1218 . 9 . .5 6 0,上述 3个字节均为 0 00H。SD可任意设置， 05 0 I

本例设置为 E H。读取内存单元的主命令 MR F C和从命令 S C R分别为 0H和 0 H。D t 1 1 a a区域格式如图 4所示。D区的内 M 存标识符为 8 H,起始地址为内存单元的字地址，由于以太网 2单元只能处理字数据，比特号单元总是为 0。这样读取起始地址为 10的 4 M区 (K 0 KD 2 B)的 F S的数据报格式为： N I图 3 F S报头格式 I N8 0 0 0 2 O 0 O O EF 1 2 0 4 0 8 0 0 0 2 0 O 0 0 5 O 01 0 6 0 0 0 O8

IF为信息控制域，主要用于标明命令和响应：R V为系 C S统保留：G T为网关允许数目；D A为目的网络号；D C N A1为 目的节点号；D 2为目的节点单元，用于标明 C U还是 C U A P P总线

单元；S A为源网络号； S N A1为源网络节点号，对应上位机 I地址的主机部分；S 2为源节点单元，对上位机而言 P A应为 0:SD为服务和响应的标识，可任意设置，命令和响 0 I应有相同的数值；MR C和 S C分别为 F S命令的主命令和 R N I从命令；D t域为数据区，用于标明读数据时的地址范围或 a a写数据时的地址和数据。

内存标识 I起始字地址 l

比特号

l字长度

图 4 Da t域的格式 a区

编程时首先从 C y c o k t类派生出 C DP o k t类， Asn S c e U S ce

在程序初始化时创建 C D Sc e U P okt类的实例，调用C sn S c e的 S n T ay c o kt e d o函数即可。

3结束语运用 v+异步套接字类 C snS ce与 O O L C+ A yc okt MR N P C

1以太网单元的设置 _ 3通信测试前必须首先登记 I表，可以用 C—r rm e/ O X Po a m r g

进行以太网通信，由于以太网单元采用广泛使用的 T P P协 C/ 1议，上位机程序设计简单，除了进行 F S报头拼装，其他过 N I程与微机之间的 T PI C/ P程序设计完全一致。用 V设计的程 C序具有实时性好、速度快、可靠性高、运行稳定等优点。此方法已成功应用工程项目中。控制系统中采用以太网单元通信后，使工业自动化与生产管理自动化有机地结合到了一起，简化了系统设计。 参考文献：[】李炳宇，萧蕴诗. 1 以太网在网络控制系统中的应用与发展趋势[ . J微】型机与应用，20, ( 1 02 1 ).

软件在编程模式下自动登记 I表，还要设置 I/ O P地址、子网掩码、 C U总线单元、地址转换方法、F S的 U P端口 P N I D 号，F S U P端口号缺省为 90。以太网单元属于 C U总 N I D 60 P线单元，单元号旋转开关设定一个十六进制数，作为以太网单元的单元号，范围为 0 4,它决定了分配给以太网单元相 0 1 5应的内存工作区( o区、D区) o M。节点号通过两个旋转开关设定两位十六进制数，作为以太网单元在网络中的节点号，范围为 O~ 16以太网单元进行通信前，必须使用编程

设备如 1 2。 C P对以太网单元进行设置。内存工作区分配 C O区和 D X. I M区中的字按照单元号分配给每个单元，每个单元在 CO区中 I

[宫叔贞，王冬青. 2】可编程控制器原理及应用[ . M】北京：人民邮电出版社 .2 0 0 . 0 2- 7

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