论六种实时以太网的通信协议

自由格式协议_chn

自由协议 控制器与显示器相连接的一个简单的通信协议,控制器是主控端, 显示器是从属端,在控制器中,只需编写简单的通信读/写程序,而不用编写通信中断服务程序。 首先,控制器发送一个请求给显示器,显示器接受请求之后,给控制器回复一个响应。显示器和控制器交换数据为128(最大)字,为MW0~MW127,字的每个比特可以作为线圈使用,为MWx.i(x=0..127,i=0..15)。 请求的格式: 站号:显示器站号(0~255,0表示广播方式,显示器不需要回复) 命令:‘R’表示从显示器读取,‘W’表示向显示器写数据 地址:MW(0~127)的索引号 长度:需要读/写MW的个数(1~128) 数据:MW的值,如果命令是‘R’则没数据 校验:从站号到校验前的字节,所有字节相加,再取0x100的余数 (注意:如果校验是0x5A,则忽略,不作检查) 状态:通信的状态 :0 –正常 :1 –地址错误 :2 –长度错误 :3 –范围错误(地址+ 长度> 128 ) :4 –命令错误 当命令是‘W’或不正常时,则没有地址、长度和数据 数据的格式

协议: 首先,控制器发送一个请求给显示器。显示器收到请求后,检查校验,如果校验正确,且站号等于显示器本身站号,显示器就响应这个请求。否则,显示器将不作响应。 控制器需要检查显示器的响应是否超时,超时时间为50毫秒。如果超时,控制器应该重新发送请求。 显示器检查接收数据是否超时,超时时间为25毫秒。如果超时,显示器初始化通信,等待控制器的新的请求。 读(从显示器读数据) 数据:需要读的MW的值 写(向显示器写数据) 例子 a) 控制器从DP210读MW0,MW1 控制器发送:01H 52H 00H 02H 55H DP210回应:01H 00H 00H 02H 00H 00H 00H 0CH 0FH (MW0=0 MW1=12) b) 控制器写256 到MW0 控制器发送:01H 57H 00H 01H 01H 00H 5AH DP210回应:01H 00H 01H

Server以太网通信协议20060417

动力环境监控系统以太网通信协议 一、报文说明 此命令格式只限于客户端程序同服务器程序之间进行数据传输采用的命令,任何同服务器程序之间进行的通信的程序均被服务器视做客户端程序。 报文说明基本格式如下: 功能码:?? 简短描述:[简短描述语] 描述:[命令的详细介绍] 数据区:[数据区的数据介绍] 服务器同工作站画面通信: 工作站画面 服务器 服务器同前置通信处理机通信: 前置通信处理机 服务器 附加说明: [附加说明列表或说明文字] 二、功能号码索引 命令功能号码分配表速查

三、报文结构定义 3.1 报文结构: 3.2 报文字段结构C 3.2.1 报文头部 C语言结构定义 typedef struct { WORD wFunctionID; WORD wControl; WORD wReason; WORD wDataLen; } MESSAGEHEAD; 结构成员说明: wFunctionID 命令功能号码,此部分唯一的标示出了报文的功能。具体的命令含义及其相应的附加数据请参考2.2.2部分<命令功能号码定义>一节的详细介绍。 wControl 报文控制域。 D0=1表示该报文为请求服务报文,D0=0表示该报文为应答服务报文; (注:请求、应答均相对于服务器而言) D1=1表示该报文需要对方的确认,D1=0表示该报文不需要对方的确认; wReason 报文传送原因。D0-D7被采用,具体定义可以讨论修改: 参数部分的数据长度 3.2.2命令功能号码定义 此部分列出了详细的服务功能码及其对应的数据域部分的组织含义。 四、命令分配详解

功能码:0 描述:保留 功能码: 1 简短描述:系统登录 描述:客户机登录系统时所使用的命令。客户机使用此命令向服务器声明自己的身份及用户信息,供服务器判断自己的合法性。服务器在接收到了此命令后对用户的身份进行确 认,并返回登录结果。 数据区:申请报文包括用户身份证号码、用户名字、用户密码三部分;前置通信机登录时,用户名字字段前15个字节采用以0结尾的字符串”前置通信处理机”填充,密码部分采 用本前置通信处理机的编号(4字节)。 服务器同工作站画面通信: 工作站画面 服务器 服务器同前置通信处理机通信: 前置通信处理机

工业以太网通信协议研究及应用

工业以太网通信协议研究及应用 发表时间:2018-04-24T14:54:01.377Z 来源:《防护工程》2017年第36期作者:林立胜 [导读] Modbus/TCP是用于控制和管理自动化设备的Modbus系列通讯协议的派生产品。 南京富岛软件公司 210032 摘要:在绝大多数工业控制通信方面都是采用现场总线技术方式来实现的。但长期以来现场总线种类繁多、同时又没有统一标准而导致互不兼容,使得系统集成和信息集成面临着巨大挑战,所以引入了应用广泛、高速率、低成本的以太网技术。但以太网的可靠性和实时性比较差,难以适应工业控制的要求,故相关组织对以太网进行了一些扩展,称为工业以太网。随着工业4.0的发展,相信工业以太网技术将越来越重要。本文就常见工业以太网通信协议简介及应用作出阐述。 关键词:现场总线技术、工业以太网、EtherCat、Ethernet/IP、ProfiNet、Modbus/TCP、Ethernet/PowerLink、MechatroLink 1常见工业以太网通信协议 1.1、Modbus/TCP Modbus/TCP是用于控制和管理自动化设备的Modbus系列通讯协议的派生产品。 由此可见,它覆盖了使用TCP/IP协议的Intranet企业内部网和Internet互联网环境中Modbus报文的用途。 该协议的最常见用途是为例如I/O、PLC模块以及连接其它简单域总线或I/O模块的网关服务的。 Modbus/TCP协议是作为一种实际的自动化标准发行的。既然Modbus已经广为人知,该规范只将别处没有收录的少量信息列入其中。 然而该规范力图阐明Modbus中哪种功能对于普通自动化设备的互用性有价值,哪些部分是Modbus作为可编程的协议交替用于PLC的多余部分。 Modbus/TCP 在美国比较流行,它由两部分组成,即IDA分散式控制系统的结构与Modbus/TCP 的信息结构的结合。Modbus/TCP定义了一个简单的开放式又广泛应用的传输协议网络用于主从通讯方式。 1.2.、Ethernet/IP Ethernet/IP是一个面向工业自动化应用的工业应用层协议,这里的IP表示Industrial-Protocal。 它建立在标准UDP/IP与TCP/IP协议之上,利用固定的以太网硬件和软件,为配置、访问和控制工业自动化设备定义了一个应用层协议。Ethernet/IP是在应用层提高了以太网的实时性。 1.3、EnterCat EtherCat以太网控制自动化技术是一个以Ethernet以太网为基础的开放架构的现场总线系统。 EtherCat名称中的Cat为Control Automation Technology控制自动化技术首字母的缩写,最初由德国倍福自动化有限公司BeckhoffAutomationGmbH研发。 EtherCat为拓扑的灵活性和系统的实时性能树立了新的标准,同时它还符合甚至降低了现场总线的使用成本。EtherCAT的特点还包括可选线缆冗余、功能性安全协议(SIL3)和高精度设备同步。 EtherCat通过协议内部的优先权机制可区别传输数据的优先权(Process Data),组态数据或参数的传输是在一个确定的时间段中通过一个专用的服务通道进行(Acyclic Data),EtherCat操作系统的以太网功能与传输的IP协议兼容。 EtherCat设备分从站和主站,从站一般是伺服驱动器、IO模块、板卡、网关等等,主站通常是运动控制器等。 1.4、Ethernet/PowerLink 鉴于以太网的蓬勃发展和CanOpen在自动化领域的广阔应用基础,Ethernet/PowerLink融合了这两项技术的优缺点,既拥有Ethernet 的开放性、高速接口,又参考了CanOpen在工业领域良好的PDO和SDO数据定义; 在某种意义上说Ethernet/PowerLink就是Ethernet上的CanOpen,在物理层、数据链路层使用了Ethernet介质,而应用层则保留了原有的PDO和SDO对象字典的结构。 Ethernet/PowerLink主攻方面是同步驱动和特殊设备的驱动要求。 1.5、MechatroLink MechatroLink是一个用在工业自动化的开放式通讯协定,最早由安川电机开发,现在则由MechatroLink协会Mechatrolink Members Association维护。 MechatroLink协议分为两种: MechatroLink-III,定义传送接口为以太网的通讯协定架构,速度最快为100Mbit/s,允许最多62个从站。 MechatroLink-II,定义传送接口为RS-485的通讯协定架构,速度最快为10Mbit/s,允许最多30个从站; MechatroLink的目标领域主要是以运动控制为中心的现场网络,可连接的设备包括CNC、PLC、PC卡、运动控制器、变频器、外围图像处理设备、伺服驱动器、外围IO设备等。 MechatroLink协会的主要成员基本上都是日本的自动控制厂商,包括欧姆龙、横河电机、安川电机等。 1.6、ProfiNet ProfiNet由西门子主导的Profibus国际组织ProfiBus International-PI推出,是基于工业以太网技术的自动化总线标准。 作为一项战略性的技术创新,ProfiNet为自动化通信领域提供了一个完整的网络解决方案,涵括了例如运动控制、实时以太网、网络安全、分布式自动化以及故障安全等当前自动化领域的热点话题; 作为跨供应商的技术,ProfiNet可以完全兼容工业以太网和现有的现场总线如ProfiBus技术,保护现有投资。 ProfiNet是适用于不同需求的完整解决方案,其功能包括8个主要的模块,依次为运动控制、分布式自动化、网络安装、实时通信、IT 标准和信息安全、故障安全、过程自动化和分布式现场设备。

编码器RS485自由通讯协议

编码器RS485自由通讯协议 正常工作状态编码器按照编程设定参数:波特率为设定值,一般为9600、19200、38400等,数据位8位,停止位1位,无奇偶校验,无控制流。 编码器的主被动模式需对编码器进行设定。 编码器为主动模式时,即编码器主动向上位机发送数据。数据长度为13位16进制ASCII码,格式为:=±DATA↙,即: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 = ± DATA ↙ 其中,“=”为前导字母,±为符号位。DATA为数据,ASCII格式,10位,由0~9构成,范围为-9,999,999,999~+9,999,999,999。最后是回车符(0D)。 编码器地址为被动模式时,即问答模式。上位机向编码器发送询问指令,指令为4位16进制ASCII 码,格式为:#AB↙(带地址返回主测量值询问指令为:&AB↙)。 AB为编码器地址,范围为0到99。 编码器对上位机回答的数据格式与主动模式发送的数据格式是一样的。 (带地址返回的数据格式在“=”与符号位之间有“AB>”,“>”为分隔符) 例:被动模式,地址设为1,波特率为19200,与上位机通讯时的数据为: 发送:23 30 31 0D 发送:26 30 31 0D 接收:3D 2B 30 30 30 30 30 30 30 30 31 32 0D 接收:3D 30 31 3E 2B 30 30 30 30 30 30 30 30 31 32 0D 即,发送#01↙接收=+0000000012↙。 即,发送&01↙接收=01>+0000000012↙。 编码器RS485信号及接线端子引脚分配 DB9针脚 定义 3 RS485(A+) 8 RS485(B-) 编程允许线(Poen)的使用 编程模式时,编码器棕色线与编程允许线(Poen)并在一起接正电源,兰色线接电源地线。此时,编码器的通讯速率固定为19200bps。 非编程模式,即正常工作时,建议将兰色线与编程允许线(Poen)并在一起接电源地线。 RS485通讯的注意事项: 1. 通讯速率与传输距离是一对矛盾。速率越高,传输距离越近、但也越稳定,反之亦然。 2. 在外部电磁干扰强时,外部置位线在对编码器置位需接高电平,但置位结束后建议强制接低电平,以防止编码器由于外部干扰而突然回零。 3. 在外部电磁干扰强时,RS485接线最好使用双屏蔽电缆。 4. 多个编码器接上位机时,由于编码器返回数据没有奇偶校验,故建议在上位机编程时在时间上对各个编码器返回的数据进行区分。 5. 当系统中有电动机时,编码器电源需与其他电源隔离。 6. 由于RS485电路是差分形式的,A+,B-都是带电压的,常时间接地或接高电平都会造成RS485电路损坏。 上海楚嘉自动化科技有限公司 技术服务部

工业以太网的意义和应用分析

以太网技术在工业控制领域的应用及意义 随着计算机和网络技术的飞速发展,在企业网络不同层次间传送的数据信息己变得越来越复杂,工业网络在开放性、互连性、带宽等方面提出了更高的要求。现场总线技术适应了工业网络的发展趋势,用数字通信代替传统的模拟信号传输,大量地减少了仪表之间的连接电缆、接线端口等,降低了系统的硬件成本,被誉为自动化领域的计算机局域网。 现场总线的出现,对于实现面向设备的自动化系统起到了巨大的推动作用,但现场总线这类专用实时通信网络具有成本高、速度低和支持应用有限等缺陷,以及总线通信协议的多样性使得不同总线产品不能直接互连、互用和互可操作等,无法达到全开放的要求,因此现场总线在工业网络中的进一步发展受到了限制。 随着Internet技术的不断发展,以太网己成为事实上的工业标准,TCP/IP 的简单实用已为广大用户所接受,基于TCP/IP协议的以太网可以满足工业网络各个层次的需求。目前不仅在办公自动化领域,而且在各个企业的上层网络也都广泛使用以太网技术。由于它技术成熟,连接电缆和接口设备价格较低,带宽也在飞速增加,特别是快速Ethernet与交换式Ethernet的出现,使人们转向希望以物美价廉的以太网设备取代工业网络中相对昂贵的专用总线设备。 Ethernet通信机制 Ethernet是IEEE802. 3所支持的局域网标准,最早由Xerox开发,后经数字仪器公司、Intel公司和Xerox联合扩展,成为Ethernet标准。Ethernet采用星形或总线形结构,传输速率为10Mb/s,100 Mb/s,1000 Mb/s或是更高,传输介质可采用双绞线、光纤、同轴电缆等,网络机制从早期的共享式发展到目前盛行的交换式,工作方式从单工发展到全双工。 在OSI/ISO 7层协议中,Ethernet本身只定义了物理层和数据链路层,作为一个完整的通信系统,它需要高层协议的支持。自从APARNET将TCP/IP和Ethernet捆绑在一起之后,Ethernet便采用TCP/IP作为其高层协议,TCP用来保证传输的可靠性,IP则用来确定信息传递路线。 Ethernet的介质访问控制层协议采用CSMA/CD,其工作原理如下:某节点要

Profinet工业以太网实时通信协议分析

通用低压电器篇 孙凡金(1977 ),男,副教授,博士,研究方向为网络控制系统。 Profi net 工业以太网实时通信协议分析 孙凡金,!刘彦呈,!潘新祥 (大连海事大学轮机工程学院,辽宁大连!116026) 摘!要:在分析P ro fi net 关键技术组成的基础上,对其实时性优化技术进行了综述,并通过分析通信连接的建立及维护,实时协议的组成及通信策略,以及RT 与I RT 的通信技术与实现方法,从整体上研究了P rofi net 实时性优化的协议组成及基本特性,对设计与优化基于Profi net 工业以太网的自动化系统具有一定借鉴。 关键词:Prof i ne t ;实时性;通信连接;同步 中图分类号:T P 393.04!文献标识码:A !文章编号:1001 5531(2008)21 0030 04 The Anal ysis of the Real T i m e Co mmun icati on Protocol i n Profinet !!! SU N Fanji n ,!LIU Yancheng,!PAN X i n x iang (Schoo l ofM arine Eng i n eeri n g ,Da lian M ariti m e Un iversity ,Da lian 116026,Ch i n a) !!Abstract :Based on the analysis o f P ro fi net ?s key techno l ogy ?s constituti on ,its rea l ti m e opti m iza tion tech no l ogy w as survey ed .By ana l yz i ng t he buil d and m ai n tenance of co mmun ica ti on connect ,rea l ti m e protoco l ?s con stituti on and communicati on stra tegy ,RT and I RT ?s communicati on techno logy and rea liza ti onm e t hod ,t he protoco l constit ution and basi c character i stics for P ro fine t rea l ti m e opti m i zati on w ere st udied ,wh ich can be re ference f o r de si gn i ng and opti m izi ng autom ati c system based on Profi net . K ey words :Profi n et ;real ti m e ;co mmun icati on connect ;synch ronous 刘彦呈(1963 ),男,教授,博士生导师,研究方向为工业监控网络。潘新祥(1964 ),男,教授,从事船舶网络化监控技术的研究。 0!引!言 Profinet 是国际组织P NO (Pro fi b us N ati o na l O rganizati o n)提出的用于工业自动化的实时以太网标准[1,2] 。为支持不同工业级应用,Profi n et 提 供了集成式Profinet I O 和分布式自动化中创建模块化设备系统的Pro fi n et CBA [3] 。Profinet I O 对分布式I/O 使用实时通信(RT)和同步实时通信(I R T)协议。RT 通信时钟周期可达10m s 量级,适用于工厂自动化的分布式I/O 系统。I RT 通信时钟周期可达1m s 量级,适用于运动控制系统[4,5]。Profinet CB A 使用TCP /I P 和RT 两种基于组件的通信方式。它允许时钟周期由TCP 协议的100m s 量级降至RT 的10m s 量级,从而更适用于PLC 之间的通信。本文通过分析Profinet 实时性协议的组成,对其通信连接建立及管理、实 时同步机制、等时同步实现方法及关键技术进行 了深入分析,阐述了Profi n et 实时通信解决方案实现方法。 1!Pro fi net 协议架构 传统的以太网使用CS MA /CD (带有冲突监测的载波监听多路访问)协议实现介质访问控制,虽然工业以太网可使用标准的通信协议(如TCP /I P 或UDP /I P)来提高其实时性,但数据包的传输时延很大程度上依赖网络负载而不能预先确定,因此标准协议通信过程中会产生帧过载现象,这即加大传输时延及处理器计算时间,从而延长发送周期,严重影响网络的实时性。为此,Profi net 通过对发送器和接收器的通信栈进行实时性优化,可保证同一网络中不同站点可在一个确定时段内完成时间要求严苛的数据传输。Profine t 30

永宏FBs-PLC的自由通讯协议及应用

引言 电子技术的日益发展,通讯接口给工业控制的自动化集中控制带来巨大的变化,系统的分布控制,网络的远程监控等都是通过通讯来实现监控。各个智能设备之间要进行正常通讯,首先要保证以下 3 个条件一致:通讯硬件界面相同;通讯参数设置一致;以及通讯协议一致。在串口的通讯中,界面都已经是标准化,参数设定亦可透过设定来保持一致。但在智能自动化设备中,由于品牌和产品都存在差异,对于同一种产品,不同的品牌就可能存在不同的通讯协议!所以,智能设备的通讯,设备的选择是关键!但针对同种协议的产品,就有可能缩小设备选型范围,势必会对系统的组成存在影响。如造成成本的提升,系统得不到优化等问题。 1. 系统硬件要求 1.1 永宏FBs-PLC 通讯功能 永宏FBs-PLC提供相当强大的通讯功能,SoC单晶片中集合 5 个高速通讯端口。主机自带一个通讯端口。多样的扩展方式,可以选择通讯模块或者通讯板实现通讯端口的扩展,单一主机可以最多扩展至 5 个通讯端口;数据传输可以选择ASCII 码或者速度快一倍的二进制码来传输;每个通讯端口通讯速率高达921.6Kbps ;支持RS-232,RS-485,USB 和Ethernet 等界面;通讯协议提供永宏标准通讯协议,工业界通用的ModBus 标准协议,以及自由口协议。这里我们就永宏PLC 的自由通讯协议做进一步探讨。 1.2 永宏PLC 自由通讯协议简介 所谓自由通讯协议,永宏PLC 作为主站,根据通讯的从站设备通讯格式来编写通讯传输数据格式,以保证通讯格式的一致性。在符合从站设备的数据格式时设备才能识别主站发送出来的命令要求,再根据命令来进行处理数据、做响应回复等工作。这样将大大提高PLC 控制对象的通讯接口兼容。 图 1.1 RS-485 单主多从通讯示意图 如图 1.1 所示,一个永宏PLC 可以跟多个智能从站进行通讯;智能从站可以同为一种设备不同品牌,或者不同设备不同品牌,例如其他品牌的PLC、变频器、智能仪表等,只要 符合RS-485 通讯要求即可组网。 2. 软件系统要求与设计

工业以太网的特色技术及其应用选择

工业以太网的特色技术及其应用选择 发布时间:2007-05-15 浏览次数:105 | 我要说几句 | ?? 用户解决方案2012优秀论文合订本 ?? NIDays2012产品演示资料套件 ?? 《提高测量精度的七大技巧》资源包 ?? LabVIEW 2012评估版软件 关键词:工业以太网实时特色技术 编者按:工业以太网成为自动化领域业界的技术热点已有时日,其技术本身尚在发展之中,还没有走向成熟,还存在许多有待解决的问题。究竟什么是工业以太网,它有哪些特色技术,如何应用与选择适合自己需求的工业以太网技术与产品,依然是今天人们所关心的问题。 一什么是工业以太网 工业以太网技术,是以太网或者说是互联网系列技术延伸到工业应用环境的产物。前者源于后者又不同于后者。以太网技术原本不是为工业应用环境准备的。经过对工业应用环境适应性的改造,通信实时性改进,并添加了一些控制应用功能后,形成了工业以太网的技术主体。因此,工业以太网是一系列技术的综称。 二工业以太网涉及企业网络的各个层次

企业网络系统按其功能划分,一般称为以下三个层次:企业资源规划层(Enterprise Resource Plan NI ng, ERP)、制造执行层(Manufacturing Excurtion System, MES)和现场控制层(Field Control System,FCS)。通过各层之间的网络连接与信息交换,构成完整的企业信息系统。( 见图1) 图中的ERP与MES功能层属于采用以太网技术构成信息网络。这个层次的工业以太网,其核心技术依然是信息网络中原本的以太网以及互联网系列技术。工业以太网在该层次的特色技术是对其实行的工业环境适应性改造。而现场控制层FCS中,基于普通以太网技术的控制网络、实时以太网则属于该层次中工业以太网的特色技术范畴。可以把工业以太网在该层的特色技术看作是一种现场总线技术。除了工业环境适应性改造的内容之外,通信实时性、时间发布与同步、控制应用的功能与规范,则成为工业以太网在该层次的技术核心。

plc和以太网通讯协议

编号:_______________本资料为word版本,可以直接编辑和打印,感谢您的下载 plc和以太网通讯协议 甲方:___________________ 乙方:___________________ 日期:___________________

plc和以太网通讯协议 篇一:西门子S7-1200与s7-300plc的以太网tcp及isoontcp 通信 1. 概述 1.1S7-1200 的pRoFinet 通信口 s7-1200cpu本体上集成了一个pRoFinet通信口,支持以太网和基于tcp/ip 的通信标准。使用这个通信口可以实现s7-1200cpu与编程设备的通信,与hmi触摸屏的通信,以及与其它cpu之间的通信。这个pRoFinet物理接口是支持10/100mb/s的Rj45 口,支持电缆交叉自适应,因此一个标准的或是交叉的以太网线都可以用于这个接口。 1.2s7-1200支持的协议和最大的连接资源 s7-1200cpu的pRoFinet通信口支持以下通信协议及服务tcp isoontcp(RcF1006)s7 通信(服务器端) 通信口所支持的最大通信连接数 s7-1200cpupRoFinet 通信口所支持的最大通信连接数如下:3个连接用于hmi(触摸屏)与cpu的通信1个连接用于编程设备(pg)与cpu的通信

8个连接用于openie(tcp,isoontcp) 的编程通信,使用 t-block 指令来实现3个连接用于s7通信的服务器端连接, 可以实现与s7-200 , S7-300以及S7-400的以太网s7通信 s7-1200cpu可以同时支持以上15个通信连接,这些连接数是固定不变的,不能自定义。tcp (transportconnectionprotocol ) tcp是由RFc793描述的标准协议,可以在通信对象间建立稳定、安全的服务连接。如果数据用tcp协议来传输,传 输的形式是数据流,没有传输长度及信息帧的起始、结束信息。在以数据流的方式传输时接收方不知道一条信息的结束和下一条信息的开始。因此,发送方必须确定信息的结构让接收方能够识别。在多数情况下tcp应用了 ip(internetprotocol) ,也就是“ tcp/ip 协议”,它位于 iso-osi参考模型的第四层。协议的特点: 与硬件绑定的高效通信协议 适合传输中等到大H的数据(一个基于连接的协议 可以灵活的与支持tcp协议的第三方设备通信具有路由兼容性只可使用静态数据长度有确认机制 使用端口号进行应用寻址 大多数应用协议,如telnet、Ftp都使用tcp 使用send/ReceiVe编程接口进行数据管理需要编程来 实现1.3硬件需求和软件需求硬件:

3-工业以太网协议--接口定义

工业以太网--接口定义 (方垒2005.1.4) 目的: 为了节约时间,将工业以太网协议开发与应用开发并行进行,我们通过“接口定义讨论稿”――>“讨论”――>“接口定义”正式版的方式来预先定义“应用开发”使用“工业以太网协议”的方式。该接口定义直接关系到应用开发和协议开发双方后期工作是否能顺利进行,所以请相关人员务必重视,详细考虑以下接口,最终确定的接口应该是:即能够满足应用开发需求,对于协议开发方又是简洁可实现的。 接口定义: 支持基于报文的节点间任意点对点通讯以及广播通讯方式,每个数据包必须在以太网物理帧的限定之内,即1500字节: 物理帧:6 + 6 +2 +[46-1500] +4CRC 字节 对应:目的地址+源地址+类型+数据区+32bit校验和 提供C语言编写的接收、发送API接口,该接口是: ◆非面向连接的 ◆非阻塞的 ◆支持类似UDP的“端口”的概念。且多个进程可同时操作工业以太网接口。 接口原形如下: #ifndef IEAPI_H #define IEAPI_H /*应用层使用的消息包头, 与HS2000CAS、MACSx消息结构兼容, 例如:10号站的B机端口20要从系统网发送1000字节长的消息给1号站A、B两机端口21,则消息格式如下: int Length =1000。 BYTE Type =4; BYTE Protocol =xx; BYTE SID =10; BYTE SIDEXT =00000010B; BYTE DID =1;

BYTE DIDEXT =00000011B(即3); BYTE Reserved[4] ={0,0,0,0}; BYTE srcPort = 20; BYTE dstPort =21; */ #define TYPE_CMD 0/*工业以太网协议控制通道*/ #define TYPE_RNET 3/*备份网*/ #define TYPE_SNET 4/*系统网*/ #define INDEX_SNETA 0/*系统网A*/ #define INDEX_SNETB 1/*系统网B*/ #define INDEX_RNET 2/*备份网*/ typedef struct s_MsgHead{ unsigned long Length; /*纯数据的长度,注意,不包括该头的长度16字节,只是后面数据部分的长度。*/ unsigned char Type; /*消息类型,3:备份网,4:系统网*/ unsigned char Protocol;/*协议号*/ unsigned char SID;/*源节站号,*/ unsigned char SIDEXT;/*源节子站号,*/ unsigned char DID;/*目的站号,比如:10号站A或B机,都填10,注意:DID = 0表示广播,网上所有节点都接收该报文*/ unsigned char DIDEXT;/*目的子站号,比如:10号站A机,则填00000001B,B机则填00000010B,AB机则填00000011B*/ unsigned char Reserved[4];/*保留*/ unsigned char srcPort;//源端口 unsigned char dstPort;//目的端口 }MsgHead; /*应用层消息结构*/ typedef struct s_Msg{ MsgHead Head;/*应用层使用的消息包头,与HS2000CAS、MACSx消息结构兼容*/ unsigned char Data[1514-14-8-sizeof(MsgHead)=1476];/*应用层使用的消息数据区*/ }Msg; /* 功能描述:初始化工业以太网协议,并设置本机节点号, 输入说明:nodeID定义,共8bit,最高bit:0表示A机、1表示B机,低位的6bits:站号, 例如: 10号站A机,则:nodeID=00001010B =0 +10 =10 10号站B机,则:nodeID=10001010B =128 +10 =138 输出说明:返回true:设置成功,false:设置失败 */

S7-200 CPU 通信口的自由口模式实现 Modbus 通信协议

在组态王里点击“com1”(根据你在前面已经定的com口而定),然后在右边的界面上显示你所建立的文件,然后对你编译的主画面点反键,然后在下拉菜单中点击“测试---”(你的文件名),再随便在选项里输入一个你编写的程序里的标志位,看能不能显示你的PLC内的当前值,如果可以显示,就应该是通信上了。 通过 S7-200 CPU 通信口的自由口模式实现 Modbus 通信协议,可以通过无线数据电台等慢速通信设备传输。这为组成 S7-200 之间的简单无线通信网络提供了便利。 详细情况请参考《S7-200系统手册》(2002 年 10 月或以后版本)的相应章节。Modbus 是公开通信协议,其最简单的串行通信部分仅规定了在串行线路的基本数据传输格式,在 OSI 七层协议模型中只到 1,2 层。 Modbus 具有两种串行传输模式,ASCII 和 RTU。它们定义了数据如何打包、解码的不同方式。支持 Modbus 协议的设备一般都支持 RTU 格式。 通信双方必须同时支持上述模式中的一种。 Modbus 是一种单主站的主/从通信模式。Modbus 网络上只能有一个主站存在,主站在 Modbus 网络上没有地址,从站的地址范围为 0 - 247,其中 0 为广播地址,从站的实际地址范围为 1 - 247。 Modbus 通信标准协议可以通过各种传输方式传播,如 RS232C、RS485、光纤、无线电等。在 S7-200 CPU 通信口上实现的是 RS485 半双工通信,使用的 是 S7-200 的自由口功能。 Modbus RTU 主站指令库(测试版) 西门子针对 S7-200 最新推出支持 Modbus RTU 主站的协议库(测试版),用户可以将这个库添加到 Micro/WIN 软件中,并通过调用库指令,方便地实 现 Modbus RTU 主站的功能。 注意: 1. Modbus RTU 主站指令库的功能是通过在用户程序中调用预先编好的程序功 能块实现的,该库只对 Port 0 口有效。该指令库将设置 Port 0 工作在自由口通信模式下。 2. Modbus RTU 主站指令库使用了一些用户中断功能,编其他程序时不能在用户程序中禁止中断。 使用 Modbus RTU 主站指令库,可以读写 Modbus RTU 从站的数字量、模拟 量 I/O 以及保持寄存器。 要使用 Modbus RTU 主站指令库,须遵循下列步骤: 取得 Modbus RTU 主站指令库文件,并添加到编程软件 STEP 7-Micro/WIN 中;按照要求编写用户程序调用 Modubs RTU 主站指令库。

工业以太网技术全面解析

工业以太网技术全面解析 高性能、工厂设备和IT系统集成,以及工业物联网的需求驱动促进了工业以太网的增长。在实时工业以太网中,EPA、EtherCAT、RTEX、Ethernet Powerlink、PROFINET、Ethernet/IP、SERCOS III是主要的竞争者。下面对它们进行简单比较。Ethernet/IP Ethernet/IP是2000年3月由Control Net International和ODV A( Open DevicenetVendors Association共同开发的工业以太网标准。 实现实时性的方法 Ethernet/IP实现实时性的方法是在TCP/IP层之上增加了用于实时数据交换和运行实时应用的CIP协议(Common Industrial Protocol )。 Ethernet/IP在物理层和数据链路层采用标准的以太网技术,在网络层和传输层使用IP协议和TCP、UDP协议来传输数据。UDP是一种非面向连接的协议,它能够工作在单播和多播的方式,只提供设备间发送数据报的能力。对于实时性很高的I/O数据、运动控制数据和功能行安全数据,使用UDP/IP协议来发送。而TCP是一种可靠的、面向连接的协议。对于实时性要求不是很高的数据(如参数设置、组态和诊断等)采用TCP/IP协议来发送。Ethernet/IP采用生产者/消费者数据交换模式。生产者向网络中发送有唯一标识符的数据包。消费者根据需要通过标识符从网络中接收需要的数据。这样数据源只需一次性地把数据传到网上,其它节点有选择地接收数据,这样提高了通信的效率。 Ethernet/IP是在CIP这个协议的控制下实现非实时数据和实时数据的传输。CIP是一个提供工业设备端到端的面向对象的协议,且独立于物理层及数据链路层,这使得不同供应商提供的设备能够很好的交互。另外,为了获得更好的时钟同步性能,2003年ODV A将 IEEE 15888引入Ethernet/IP,并制定了CIPsync标准以提高Ethernet/IP的时钟同步精度。 EPA EPA是在“863”计划的支持下,由浙江大学、清华大学、浙江中控技术公司、大连理工大学、中科院自动化所等单位联合制定,是用于工业测量和控制系统的实时以太网标准。

以太网采用的通信协议

竭诚为您提供优质文档/双击可除以太网采用的通信协议 篇一:以太网基础协议802.3介绍 802.3 802.3通常指以太网。一种网络协议。描述物理层和数据链路层的mac子层的实现方法,在多种物理媒体上以多种速率采用csma/cd访问方式,对于快速以太网该标准说明的实现方法有所扩展。 dixethernetV2标准与ieee的802.3标准只有很小的差别,因此可以将802.3局域网简称为“以太网”。 严格说来,“以太网”应当是指符合dixethernetV2标准的局域网。 早期的ieee802.3描述的物理媒体类型包括:10base2、10base5、10baseF、10baset和10broad36等;快速以太网的物理媒体类型包括:100baset、100baset4和100basex等。 为了使数据链路层能更好地适应多种局域网标准,802委员会就将局域网的数据链路层拆成两个子层: 逻辑链路控制llc(logicallinkcontrol)子层 媒体接入控制mac(mediumaccesscontrol)子层。

与接入到传输媒体有关的内容都放在mac子层,而llc 子层则与传输媒体无关,不管采用何种协议的局域网对llc 子层来说都是透明的。 由于tcp/ip体系经常使用的局域网是dixethernetV2而不是802.3标准中的几种局域网,因此现在802委员会制定的逻辑链路控制子层llc(即802.2标准)的作用已经不大了。 很多厂商生产的网卡上就仅装有mac协议而没有llc协议。 mac子层的数据封装所包括的主要内容有:数据封装分为发送数据封装和接收数据封装两部分,包括成帧、编制和差错检测等功能。 数据封装的过程:当llc子层请求发送数据帧时,发送数据封装部分开始按mac子层的帧格式组帧: (1)将一个前导码p和一个帧起始定界符sFd附加到帧头部分; (2)填上目的地址、源地址、计算出llc数据帧的字节数并填入长度字段len; (3)必要时将填充字符pad附加到llc数据帧后; (4)求出cRc校验码附加到帧校验码序列Fcs中; (5)将完成封装后的mac帧递交miac子层的发送介质访问管理部分以供发送;接收数据解封部分主要用于校验帧

各种工业以太网的区别其实就是协议的区别,其中最主要的还是应用层协议的区别。

各种工业以太网的区别其实就是协议的区别,其中最主要的还是应用层协议的区别。 都是以太网通讯,只是每个公司的叫法不一样,西门子用PROFINET、AB用Ethernet IP、施耐德的MODBUS TCP/IP。取个例子,以太网就像高速公路,Ethernet/IP、Profinet、Modbus TCP/IP分别像高速公路上的宝马、奔驰、奥迪车,都可以从一个城市把物品运送到另一城市。但是每个车上安装的零件无法和另一车上的零件进行更换。EtherCAT(以太网控制自动化技术)是一个以以太网为基础的开放架构的现场总线系统,EterCAT名称中的CAT 为ControlAutomation Technology(控制自动化技术)首字母的缩写。最初由德国倍福自动化有限公司(Beckhoff AutomationGmbH)研发。EtherCAT为系统的实时性能和拓扑的灵活性树立了新的标准,同时,它还符合甚至降低了现场总线的使用成本。EtherCAT的特点还包括高精度设备同步,可选线缆冗余,和功能性安全协议(SIL3)。Ethernet/IP是一个面向工业自动化应用的工业应用层协议。它建立在标准UDP/IP与TCP/IP协议之上,利用固定的以太网硬件和软件,为配置、访问和控制工业自动化设备定义了一个应用层协议西蒙公司开发 Ethernt/IP属于ODVA组织,Rockwell只是其中一个推广力度比较大的公司而已。施耐德也是ODVA组织的成员,施耐德所有PLC都可以支持Ethernt/IP协议。Ethernt/IP协议是十大总线之一,和Controlnet、Devicenet一起称为CIP总线。可以实现协议间路由,但是需要Rslinx软件进行配置。通讯时需要设置RPI参数,没有任何客户端的反馈信息,因此不管现场客户端是否收到数据,数据一致由服务器不断的发,缺少相应的检测。PROFINET由PROFIBUS国际组织(PROFIBUS International,PI)推出,是新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准。作为一项战略性的技术创新,PROFINET为自动化通信领域提供了一个完整的网络解决方案,囊括了诸如实时以太网、运动控制、分布式自动化、故障安全以及网络安全等当前自动化领域的热点话题,并且,作为跨供应商的技术,可以完全兼容工业以太网和现有的现场总线(如PROFIBUS)技术,保护现有投资。PROFINET是适用于不同需求的完整解决方案,其功能包括8个主要的模块,依次为实时通信、分布式现场设备、运动控制、分布式自动化、网络安装、IT标准和信息安全、故障安全和过程自动化。 MODBUS/TCP是简单的、中立厂商的用于管理和控制自动化设备的MODBUS系列通讯协议的派生产品。显而易见,它覆盖了使用TCP/IP协议的“Intranet”和“Internet”环境中MODBUS 报文的用途。协议的最通用用途是为诸如PLC’s,I/O模块,以及连接其它简单域总线或I/O模块的网关服务的。 MODBUS/TCP协议是作为一种(实际的)自动化标准发行的。既然MODBUS已经广为人知,该规范只将别处没有收录的少量信息列入其中。然而,本规范力图阐明MODBUS中哪种功能对于普通自动化设备的互用性有价值,哪些部分是MODBUS作为可编程的协议交替用于PLC’s的“多余部分”。 它通过将配套报文类型“一致性等级”,区别那些普遍适用的和可选的,特别是那些适用于特殊设备如PLC’s 的报文。 Modbus TCP/IP由Modbus IDA组织提出,有施耐德旗下的Modicon公司主推,在目前施耐德所有PLC产品中都支持,同时也支持Ethernet/IP协议,Modbus TCP/IP是免费的、全开放协议,可以用VB等高级编程语言调用winsock控件即可实现与PLC的数据通讯,因此,很多产品都支持该协议。同时利用该协议进行通讯时,可以得到客户端的数据校验返回,因此可靠性和安全性较高,当然牺牲了数据量。 POWERLINK=CANopen+Ethernet 鉴于以太网的蓬勃发展和CANopen在自动化领域里的广阔应用基础,EthernetPOWERLINK 融合了这两项技术的优点和缺点,即拥有了Ethernet的高速、开放性接口,以及CANopen在工业领域良好的SDO 和PDO 数据定义,在某种意义上说POWERLINK就是Ethernet 上的CANopen,物理层、数据链路层使用了Ethernet介质,而应用层则保留了原有的SDO和PDO对象字典的结构 虽然这些工业以太网都是国际标准,但是指的是IEC 61784里的标准,但是这些工业以太网不都是标准的以太网。即这些工业以太网并不都是符合IEEE802.3U的标准,这当中只有Modbus-TCP和EtherNet/IP是符合IEEE802.3U 的,只有符合IEEE802.3U标准的,才能与IT和以太网将来的发展相兼容。而不符合IEEE802.3U标准的,基本上可以讲不是以太网,它们都对以太网进行了修改,或者是硬件或者是软件,已经不是以太网了。 a. Modbus TCP和EtherNet/IP的区别主要是应用层不相同,ModbusTCP的应用层采用Modbus协议,而EtherNet/IP采用CIP协议,这两种工业以太网的数据链路层采用的是CSMA/CD,因此是标准的以太网,另外,这两种工业以太网的网络层和传输层采用TCP/IP协议族。还有一个区别是,Modbus协议中迄今没有协议来完成功能安全、高精度同步和运功控制等,而EtherNet/IP有CIPSafety、CIP Sync和CIP Motion来完成上述功能, ------来源网络,仅供参考

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