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CAN现场总线的计算机与PLC通讯

1引言在现代工业中,PLC之间或PLC与计算机之间的通信联网应用日益广泛。PLC的联网功能越来越强。以欧姆龙CP1、CJ1和CS1系

1 导言

  在现代工业中,PLC之间或PLC 与核算机之间的通讯联网运用日益广泛。PLC 的联网功用越来越强。以欧姆龙CP1、CJ1 和CS1 系列PLC 为例,合作运用各种模块,能够支撑工业以太网、Controller Link 等现场总线通讯联网功用。可是,运用广泛的CPM1A、CPM2A等中小型PLC 的通讯联网一般只能选用工业总线的物理层方法(如RS232 或RS485),通讯的稳定性与抗搅扰才能并不是很强。

  本文选用欧姆龙的CPM2A 机型,合作运用RS232-CAN 适配器,完成了核算机与PLC 的通讯联网,办法简略, 实用性强。

  2 CAN 总线简介

  CAN 总线由德国BOSCH 公司首要提出来的,CAN总线是现在工业界广泛运用的总线。

  CAN 操控器作业于多主站方法,网络中的各节点都可依据总线拜访优先权选用无损结构的逐位裁定的方法竞赛向总线发送数据。CAN 协议废除了传统的站地址编码, 可使网络内的节点个数在理论上不受约束, 通讯实时性强, 进步体系的牢靠性和体系的灵敏性。

  报文选用短帧格局,传输时间短,受搅扰概率低, 确保了数据出错率极低。CAN 的每帧信息都有CRC 校验及其他检错办法,具有极好的检错作用。CAN 的通讯介质能够为双绞线、同轴电缆或光纤,挑选灵敏。CAN 节点在过错帧的情况下具有主动封闭输出功用,而总线上其它节点的操作不受影响。CAN 总线经过两个输出端CANH 和CANL 与物理总线相连,不会呈现损坏某些节点的现象。CAN 节点在过错严峻的情况下具有主动封闭输出功用, 以使总线上其他节点的操作不受影响, 不会呈现象“死锁”状况。

  3 通讯结构

  通讯体系组成如图1 所示,上位核算机运转监控软件与OMRON 专用的PLC 编程及装备软件,并将核算机串口衔接到RS232-CAN 适配器,装备为CAN 总线。下位PLC 选用多台OMRON 的CPM2A 型PLC,将CPM2A的串口衔接RS232-CAN 适配器,完成CAN 总线通讯。

图1 通讯体系结构

  经过适配器,核算机与PLC 成为CAN 总线的节点。

  节点之间经过双绞屏蔽线进行总线式衔接,首尾节点需求接120R 的匹配电阻。上位核算机能够经过CAN 总线实时监控PLC 体系的运转。

  此计划是现场总线技能与会集操控技能的有机结合,联网后的PLC 网络能够构成一个DCS体系。用户在核算机上能够长途监控、装备任何一台PLC 的程序或状况。并能够在投入较低硬件本钱的基础上,完成杰出的体系运转功能。这个计划充分发挥了CAN 总线的通讯特色: 实时、牢靠、高速、远间隔、易保护等。

  运用RS232-CAN 适配器后,通讯间隔扩大到5 公里(9600bps 时),组网的PLC 可增至110 台(实际上受PLC内部体系软件的约束,最多只能支撑32 台PLC 联网)。

  RS232-CAN 适配器选用光电阻隔,大大进步了体系的抗搅扰才能和安全功能。

  别的,运用RS232-CAN 适配器,并不需改动PLC 体系原有的PLC 通讯协议和上位机监控软件,开发人员无须更改现在运用的串口通讯程序,最大极限的节约本钱。

  4 HOST-LINK 通讯协议

  选用RS232-CAN 适配器,核算机与PLC 的串口都被装备成CAN 总线。通讯方法与上位机监控软件的编程方法与串行通讯完全相同。通讯协议一般选用OMRON 公司的HOST-LINK 通讯协议。

  OMRON 公司的HOST-LINK 通讯体系是由上位核算机( IBM PC 或兼容机) 经过安装在各台PLC 上的HOST-LINK 单元或串行通讯接口衔接多台PLC 构成的网络。上位机对体系中的PLC 进行会集办理与监控,经过与HOST-LINK 单元的通讯,能够修正或修正各台PLC 的程序,实时监控其运转进程,完成主动化体系的集散操控。关于小型PLC( 如CPM2A) , 能够经过其RS232 通讯端口进行链接。

  体系运用HOST-LINK 通讯协议进行通讯,上位机具有传送优先权, 总是首要宣布指令并发动通讯,HOST-LINK 单元收到指令交由PLC 履行,然后将履行成果回来上位机, 二者以通讯帧为单位, 轮番交流数据。

  通讯时, 一组传送的数据称为“块”, 它是指令或呼应的单位,从上位机发送到HOST-LINK 单元的数据块称为指令块,反过来, 从HOST-LINK 单元发送到上位机的数据块称为呼应块。多点通讯时,可作为单帧发送的最大数据块为131 个字符,因而当一个数据块含有132 个或更多字符时, 要分红两帧或多帧发送。

  每个数据块都以设备号及标题开端,以校验码(FCS)及完毕符完毕。呼应块中还包含反响履行成果的呼应码。通讯格局如图2 所示。

图2 HOST-LINK 通讯帧格局

  5 通讯完成

  用户能够选用通用的组态软件(如组态王)完成核算机与PLC 的通讯,也能够编写核算机程序。

  要编写核算机通讯程序,能够选用VB、VC 等高档言语进行编程,编程能够有多种方法[4]。运用MSComm控件经过串行端口传送和接纳数据,完成核算机与PLC之间的数据通讯, 编程较简略。

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