4 以太網(wǎng)TCP/IP通訊服務
4.1 標準HTTP服務
? 系統(tǒng)的連接:瀏覽器既可以通過局域網(wǎng)進行本地連接,也可以通過互聯(lián)網(wǎng)進行遠程連接。
圖1 系統(tǒng)的連接方式
? 機架瀏覽器功能:PLC機架顯示可以用來進行PLC系統(tǒng)和I/O的診斷。它以實時的方式顯示出如下信息:
√ 在PLC前面板上的發(fā)光二極管顯示器的狀態(tài);
√ PLC的版本號;
√ PLC的硬件配置,包括系統(tǒng)位和字的狀態(tài);
√ 在配置中定義的所有I/O模塊通道或者特定應用程序通道的詳細診斷信息。
圖2 Quantum硬件配置
? 數(shù)據(jù)編輯器功能:可以用來創(chuàng)建動畫變量表,對PLC數(shù)據(jù)列表進行實時讀/寫操作。
圖3 動畫變量列表
對于要顯示的變量,可以用變量名方式,如:S_Pump 234,或者用地址方式,如:%MW99,進行輸入和顯示。
可以使用FactoryCast 配置軟件將這些變量屬性設定成支持寫操作。但在輸入一個變量的新值的時候,必須輸入第二個口令予以確認。
用戶可創(chuàng)建多個要進行監(jiān)視或修改的動畫列表,并把它保存到以太網(wǎng)模塊中去。
? 警報瀏覽器功能:是一個帶有密碼保護的內(nèi)置功能。該功能使用了由PLC管理的診斷緩沖區(qū)(用來存儲所有診斷事件的特定的存儲區(qū)域)的信息,此功能可在Premium/Atrium平臺、以及Quantum平臺上使用。
圖4 警報瀏覽器頁面
警報瀏覽頁面是一個由消息列表構成的頁面,它針對每一個報警顯示如下信息:
√ 警報狀態(tài);
√ 警報類型和與其相關聯(lián)的診斷功能塊 (DFB);
√ 警報所在的實際地理區(qū)域;
√ 錯誤發(fā)生/消失的日期和時間。
? 圖形數(shù)據(jù)編輯器功能:此項功能可以在線創(chuàng)建圖形網(wǎng)頁,由PLC變量進行動畫控制。
圖5 圖形數(shù)據(jù)編輯器頁面
這些圖形是通過使用一個圖形對象庫(Java Beans)來創(chuàng)建的,這些圖形對象都進行了預定義,通過簡單的復制/粘貼操作放置到網(wǎng)頁即可,對象參數(shù)可根據(jù)人們的需要來進行設定 (如顏色、PLC變量、標簽等)。作為圖形的基本元素,圖形對象庫包括以下常用于工控與自動化的對象:
√ 模擬和數(shù)字指示器;
√ 水平和垂直棒狀圖;
√ 用來顯示信息和輸入數(shù)值的方框;
√ 各種按鈕;
√ 趨勢圖;
√ 其他。
創(chuàng)建的圖形可以保存在FactoryCast模塊中。用戶制作過的圖形對象,可以在新創(chuàng)建的網(wǎng)頁中再次使用,嵌入到HTML頁面當中去。
? 用戶網(wǎng)頁的存儲和顯示功能: FactoryCast網(wǎng)絡模塊還有8MB的存儲器,該存儲器可以通過和硬盤驅動器同樣的方式來進行訪問,并且可以為用戶存儲自定義的網(wǎng)頁。
用戶可以使用任何能夠創(chuàng)建和編輯HTML格式的標準網(wǎng)頁制作工具,來完成用戶網(wǎng)頁的制作。通過把連接到PLC變量的動畫圖形插入到這些頁面,可增強網(wǎng)頁的動態(tài)效果。這些動畫對象由FactoryCast提供的圖形對象庫給出。
圖6 用戶自己制作的網(wǎng)頁
用戶圖形網(wǎng)頁的建立,特別適用于以下目的:
√ 顯示,監(jiān)視,診斷;
√ 創(chuàng)建實時產(chǎn)品報表;
√ 維修幫助(使用超級連接);
√ 操作指導(使用超級連接)。
? FactoryCast HMI模塊的功能:
圖7 FactoryCast HMI的功能
提供了如下所列針對HMI的網(wǎng)絡服務:
√ 專對模塊的實時數(shù)據(jù)庫管理,再加上對PLC數(shù)據(jù)的采集和內(nèi)部變量的管理;
√ 用于預處理數(shù)據(jù)的算術和邏輯運算;
√ 由特定過程事件觸發(fā)電子郵件的發(fā)送;
√ 與SQL、MySQL和Oracle等關系型數(shù)據(jù)庫的連接,用于事件跟蹤或日志文件的歸檔。
通過簡單的參數(shù)設定,F(xiàn)actoryCast HMI應用程序開發(fā)軟件就可以用一種用戶友好的方式來建立以上功能。 使用該軟件所集成的仿真功能,可用來測試FactoryCast HMI應用程序的工作,這一過程不用模塊,也不需要建立與PLC的物理連接,這樣就大大簡化了調(diào)試過程。
4.2 Modbus通訊標準
Modbus是自1979年以來的工業(yè)通信標準,而以太網(wǎng)TCP/IP則是推動國際互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要力量。兩者的結合,催生了Modbus TCP/IP,它是一個完全開放的以太網(wǎng)協(xié)議。隨著Modbus TCP/IP的不斷發(fā)展,建立一個與Modbus TCP/IP的連接,已經(jīng)不需要任何授權的組件,也不需要購買許可。任何支持標準通信堆棧的設備,都可以方便地使用這一協(xié)議。從下面的網(wǎng)站上可以得到免費的相關技術規(guī)范:www.modbus-ida.org。
圖8 Modbus TCP/IP的功能碼
√ Modbus TCP,簡單,開放:
Modbus的應用層非常簡單,并且被廣為接受。很多制造商已經(jīng)開始在它們的產(chǎn)品中應用這一協(xié)議。其中有很多商家已經(jīng)開發(fā)了Modbus TCP/IP接口,眾多相關產(chǎn)品也已面世。TCP/IP的簡單性使得所有小型現(xiàn)場組件,比如I/O模塊,都能夠在沒有強大微處理器或者較大存儲器的情況下實現(xiàn)在以太網(wǎng)上的通信。
√ Modbus TCP,高性能:
得益于簡單的協(xié)議和100Mbps的以太網(wǎng)速度,Modbus TCP/IP具有優(yōu)良的性能。這樣一來,人們就可以把它用于實時的網(wǎng)絡應用,比如I/O掃描。
√ Modbus TCP/IP,統(tǒng)一的標準:
Modbus串行總線,Modbus Plus和Modbus TCP使用了一樣的應用層協(xié)議。因此可以使用網(wǎng)橋,讓信息從一個網(wǎng)絡傳入另一個網(wǎng)絡,而無需改變協(xié)議。考慮到Modbus 應用層位于比TCP/IP更高的級別,用戶還可以從IP路由選擇中受益,這種路由選擇使得世界上任何地方的設備之間都可以進行通信,而無需擔心它們之間的距離。
施耐德公司提供了一整套的網(wǎng)關,用以將Modbus TCP/IP網(wǎng)絡和業(yè)已存在的 Modbus Plus或者Modbus串行連接網(wǎng)絡連接起來。
IANA委員會(互聯(lián)網(wǎng)地址分配委員會)已經(jīng)將TCP 502端口(著名的端口)分配給施耐德公司,該端口預留給Modbus協(xié)議。該協(xié)議會在不久的將來寫入一個RFC(請求注解),這是在國際互聯(lián)網(wǎng)相關團體用作參考標準的文獻。