在工業(ye) 控製中，用PLC控製的工程在上/下位機通訊上一般采用RS-232/RS-485串口通訊，這種方法對於(yu) 數據量較大，通訊距離較遠，實時性要求高的控製係統，很難滿足通訊需要。

　　近年來隨著計算機網絡技術的飛速發展,網絡化數控已經成為(wei) 現代製造業(ye) 發展的必然趨勢,控製係統正向虛擬化、網絡化、集成化、分布化和節點智能化的方向發展。[1]許多大型PLC廠商生產(chan) 的PLC都配備了相應的以太網通信模塊，本文討論了OMRONPLC的以太網通信體(ti) 係結構，並以CP1HPLC的ENT2l以太網模塊為(wei) 例實現與(yu) 計算機的通信。

　　1.Winsock網絡通信控件

　　Winsock控件是不可視控件，它提供了訪問TCP和UDP網絡服務非常簡便的途徑，使編程人員開發客戶/服務器應用程序時，不必了解TCP的細節或調用低級的WinsockAPI函數，隻通過設置Winsock控件的屬性並調用其方法，就可直接連接到一台遠程計算機進行，並可實現雙向數據交換。

　　WinSock主要支持兩(liang) 種類型的套接字:①流式套接字(StreamSocket)也稱麵向連接方式,該方式對應的是TCP協議,其傳(chuan) 輸特點是通信可靠性高,可以保證數據流的傳(chuan) 輸是可靠的、有序的、無重複的,可提供雙向的數據流,數據被看作字節流,無長度限製。②數據報套接字(DatagramSocket)又稱無連接方式,對應的是UDP協議,這種方式不提供數據傳(chuan) 輸的正確性、有序性和無重複性,因為(wei) 它支持麵向記錄的數據流。因此,傳(chuan) 輸的數據可能丟(diu) 失和重複,並且接收順序混亂(luan) ,報文長度是有限的。考慮到本係統對通信可靠性和正確性的要求很高,選用流式套接字方式。基於(yu) Client/Server模式的流式套接字通訊過程如圖1所示。

　　2.Ethernet網絡通信單元的設置

　　在組建網絡時，根據網絡類型的不同，網絡中的每個(ge) 節點需要安裝相應的通信單元，PLC上需安裝Ethernet網絡通信模塊，例如0MR0N公司的CJ1W—ETN21以太網模塊。應用之前必需對網絡進行必要的設置，分為(wei) 開關(guan) 設置和CPU總線單元係統設置。

　　開關(guan) 設置主要包括以下幾項內(nei) 容：確定分配給CJ1W—ETN21單元的內(nei) 存工作區(CIO區、DM區)，該地址在CPU總線區，由UNITNo.開關(guan) 確定ETN單元的單元號範圍為(wei) 0～F;NODENo.旋轉開關(guan) 設定兩(liang) 組l6進製數作為(wei) ETN單元在網絡中的節點號，範圍為(wei) O1～7E;IP地址設置網絡號和主機節點號，由32位二進製數組成，分4段以十進製數表示。

　　CPU總線單元設置主要通過編程設備如CX—Programmer軟件或編程器對網絡單元進行模式、本地IP地址、子網掩碼、FINS端口號、FTP登錄名及口令和IP路由器表等項進行設定。若使用FINS/TCP協議，則還需在以太網單元設置中修改FINS/TCP項的部分參數，如：自動分配的FINS節點號、是否保持激活等項。

　　3.麵向上位計算機的通信協議

　　如圖2所示，以太網的分層模型分為(wei) 物理層(PhysicalLayer)、網際層(InternetLayer)、傳(chuan) 輸層(TranspotLayer)和應用層(ApplicationLayer)。其中：傳(chuan) 輸層可使用無連接的UDP或需建立連接的TCP協議;應用層為(wei) FINS(FactoryInterfaceNetworkService)協議，FINS協議是由OMRON公司開發的用於(yu) 工廠自動化控製網絡的指令響應係統。主要規定對PLC存儲(chu) 空間的數據讀寫(xie) 等操作方法。應用層使用FINS協議，傳(chuan) 輸層使用TCP協議的通信實現方法稱為(wei) FINS/TCP方法。

　　FINS協議包含指令係統和響應係統，其命令幀格是由FINS報頭、指令代碼、響應代碼和正文等幾部分組成。從(cong) 上位計算機發出的指令和響應必須符合下麵幀的格式要求，並提供合適的FINS報頭信息。[3-4]FINS通信服務是通過FINS命令幀和它們(men) 對應的響應幀交換實現的。

　　FINS命令/響應幀格式如圖3所示。FINS/TCPheader中規定了五種命令，用於(yu) 客戶機(hostcomputer)與(yu) 服務器(PLC)之間通信：發送客戶機節點地址(nodeaddress);(2)發送服務器節點地址(nodeaddress);(3)發送Finsframe;(4)Finsframe發送出錯通知;(5)客戶機與(yu) 服務器聯機確認。

       4.通信程序的具體(ti) 實現

　　在新建VB工程後，需要執行VB工具欄“工程/部件”命令，將Winsock控件添加到工程中，並命名為(wei) “WskClient”。程序采用TCP/IP協議進行通信，其主要屬性設定如下：

　　WithWskClient

　　.Protocol=sckTCPProtocol‘采用TCP/IP協議

　　.LocalPort=9600‘本地計算機端口號

　　.RemoteHost=txtIP.Text‘取得遠程PLC的IP地址

　　.RemotePort=txtPort.Text‘遠程PLC端口號

　　.Bind9600‘指定使用的本地端口

　　EndWith

　　初始化工作完成後向PLC提出連接請求，待PLC接受請求並發送應答信息後，客戶端程序依照各種幀格式建立好要發送的信息幀，就可以與(yu) PLC進行雙向的數據交流了。在這一過程中，可建立發送失敗後的重發機製，以增強通信的可靠性。

　　首先，建立並發送“握手信息”指令(20字節)，指明客戶機節點號;當計算機接收到PLC返回幀(24字節)後，檢查PLC是否收到命令，並取得服務器和客戶機節點號。當計算機接收到PLC返回的數據時，會(hui) 產(chan) 生DataArrival事件，參數BytesTotal包含接收到的數據字節數。在DataArrival事件中，可以調用GetData方法接收數據。如果接收到Close事件，則用Close方法關(guan) 閉連接。另外，可用Winsock的State屬性來反映當前TCP/IP的連接狀態。這裏僅(jin) 列舉(ju) 主要程序如下：

　　‘向服務器請求連接

　　WskClient.Connect

　　TimeDelay100

　　Do

　　DoEvents

　　LoopUntilWskClient.state=sckConnected

　　‘建立並發送FINS命令幀

　　PrivateSubSendData_Click()

　　ReDimSendData(19)AsByte

　　SendData(0)=&H46‘FINS命令幀報頭的第1個(ge) 字節

　　……

　　WskClient.SendDataSendData()‘發送FINS命令幀

　　EndSub

　　‘接收PLC響應幀，並分析數據

　　PrivateSubWskClient_DataArrival(ByValbytesTotalAsLong)

　　DimiAsInteger

　　ReDimArriveData(bytesTotal)AsByte

　　wsk.GetDataArriveData,vbArray+vbByte,bytesTotal

　　‘接收數據，保存在ArriveData數組中

　　Fori=0TobytesTotal-1

　　txtArData.Text=txtArData.Text&""&ArriveData(i)

　　Nexti

　　……‘其它數據處理

　　IfArriveData(7)<>16Then

　　MsgBox“接收信息丟(diu) 失“

　　ElseIfSendData(19)=ArriveData(bytesTotal-5)Then

　　MsgBox“節點地址錯誤“

　　EndIf

　　EndIf

　　在接收信息後,當PLC收到傳(chuan) 輸過去的信息後,會(hui) 將對應的命令反饋值傳(chuan) 回,這個(ge) 事件程序內(nei) 的程序將它顯示在文本框中,還可作進一步處理。主程序流程圖如圖4所示。

　　若采用UDP協議，則通信的基本過程與(yu) TCP相同，隻是不需要建立連接。此外,UDP應用程序可以是客戶機,也可以是服務器,而不必象TCP應用程序那樣必須分別建立客戶機程序和服務器程序。由於(yu) UDP在傳(chuan) 輸數據報前不用在客戶和服務器之間建立一個(ge) 連接，且沒有超時重發等機製，故而傳(chuan) 輸速度很快。因此如果網絡中設備不是很多，且發送數據量不大時，可選擇耗費計算機“資源”更小的UDP協議進行通信。#p#分頁標題#e#

　　5.結束語

　　采用Winsock控件實現的上位機以太網通信程序，已成功應用於(yu) 數字小樣並條機監控係統中，該法簡單實用,在不追加投資的情況下,實現車間設備的網絡數據實時監控的功能，達到了理想的效果。而且以VB作為(wei) 監控軟件的開發平台，軟件的二次開發不受限製，節約成本，並可根據需要隨時對程序進行升級。為(wei) 實現對控製係統進行有效的信息管理與(yu) 監控，基於(yu) 以太網的PLC控製係統必將有更為(wei) 廣泛的應用，本文的論述對解決(jue) 這類問題提供了一定參考價(jia) 值。