一种plc数据获取系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于工业控制技术领域，特别涉及一种PLC数据获取系统。
【背景技术】
[0002] 在工业控制领域的数据采集系统中，PLC已经是广泛应用的设备。但是很多PLC的 通信协议，例如当前被工业界广泛认可的西门子PLC的通信协议由于没有公开，要与该PLC 进行通讯时必须在电脑上安装上西门子专用板卡如CP5611、CP5613等等，或者使用第三方 开发软件KEPServerEx V4.0。这些方案都需要有一台工控电脑，并编写软件后才能采集数 据。在实践中，现有的技术方案存在价格昂贵、需要编程、操作复杂和稳定性差的问题。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种PLC数据获取系统，以解决现有技术中数据采集不稳 定，设备价格高的问题。
[0004] 本发明的技术方案是，一种PLC数据获取系统，包括PLC和上位机，还包括数据采 集前置机，该数据采集前置机包括数据采集卡和CPU卡，所述的数据采集卡具有网络接口、 网络控制芯片和MCU，
[0005] 所述MCU移植了 LWIP协议，所述数据采集卡通过网络接口与所述PLC直接连接， 读取所述PLC中的数据，并且通过SPI总线与CPU卡通信，
[0006] 所述MCU定时监测网络通信是否正常，
[0007] 所述上位机通过CPU卡进行远程升级。
[0008] 所述数据采集卡和所述PLC通过网络接口连接网络交换机，通过TCP/IP协议与所 述PLC通信。
[0009] 所述数据前置机和所述上位机通过网络接口连接网络交换机，通过TCP/IP协议 相互通信。
[0010] 还包括临时采样电脑，用于分析所述数据采集卡和所述PLC间的通信协议。
[0011] 所述MCU中设置有多个单元的存储空间作为MODBUS点表用于存放从PLC中获取 的数据。
[0012] 所述PLC用于控制卷烟设备中的成型机、装盘机和嘴棒接收机，YF215嘴棒接收 机。
[0013] 本发明设计一个网络模块实现了通过网络对PLC的数据进行采集，并将采集来的 数据存放在网络模块的MODBUS的点表中，供上位机提取，不需要编写程序。
【附图说明】
[0014] 图1是本发明一个实施例中的系统组成示意图。
[0015] 图2是本发明一个实施例中数据采集卡组成示意图。
【具体实施方式】
[0016] 如图1所示，一种PLC数据获取系统，包括PLC和上位机，还包括数据采集前置机， 该数据采集前置机包括数据采集卡和CPU卡，所述的数据采集卡具有网络接口、网络控制 芯片和MCU，所述MCU移植了 LWIP协议，所述数据采集卡通过网络接口与所述PLC直接连 接，读取所述PLC中的数据，并且通过SPI总线与CPU卡通信，所述MCU定时监测网络通信是 否正常，所述上位机通过CPU卡进行远程升级。所述数据采集卡和所述PLC通过网络接口 连接网络交换机，通过TCP/IP协议与所述PLC通信。所述数据前置机和所述上位机通过网 络接口连接网络交换机，通过TCP/IP协议相互通信。还包括临时采样电脑，用于分析所述 数据采集卡和所述PLC间的通信协议。所述MCU中设置有多个单元的存储空间作为MODBUS 点表用于存放从PLC中获取的数据。
[0017] 如图2所示，数据采集板卡具有RJ45连接头、MICROCHIP公司的ENC28J60网络控 制芯片、STM32F103ZE CPU组成，通过网线与西门子PLC进行连接，读取西门子PLC中数据， 与主CPU板用SPI总线进行通讯。
[0018] 板卡的主要功能和特点是，在STM32芯片中移植了 LWIP协议，与西门子PLC直接 连接，读取西门子PLC中的数据，具有定时监测网络通讯是否正常的功能，上位机可通过 (PU主控板卡远程升级，进行系统功能提升与改进。
[0019] 启动软件"KEPServerEx V4.0"，该软件主要是选取数据采集所要得到的数据，具 体该软件如何使用这里不做介绍，具体可查阅该软件的资料。
[0020] 启动软件"OpcMainLast"，该软件主要是用于抓包，设置网络端口的数据通信。结 合采用 "KEPServerEx V4. 0" 和 "OpcMainLast"，获取 PLC 中的数据。
[0021] 具体数据分析过程如下所述。
[0022] 数据通讯格式
[0023] 在下载数据中的1一4是连接西门子PLC的启动命令。1，3发送2,4接收以后就 是57循环发送。
[0024] 发送数据分析
[0025] 03 00 00 37 02 FO 80 32 01 00 00 00 03 00 26 00 00 04 03 12 OA 10 02 00 04 00 6584 00 01 50 12 OA 10 02 00 04 00 00 83 00 06 40 12 OA 10 02 00 01 00 00 83 00 0968
[0026] 命令解析
[0027] 03 00 00 37 02 FO 80 32 01 00 00 00 03 00 26 00 00 04 03 头 12 OA 10 02 00 04 00 65 84 00 01 50 DBlOl:DBD42 (0X0150=) 12 OA 10 02 00 04 00 00 83 00 06 40 MV200 12 OA 10 02 00 01 00 00 83 00 09 68 M301 头码 数据长度 数护块 位置（8bit)
[0028] 返回数据分析
[0029] 03 00 00 2A 02 FO 80 32 03 00 00 00 03 00 02 00 15 00 00 04 03 FF 04 00 20 00 0000 AA FF 04 00 20 00 4D 00 00 FF 04 00 08 80
[0030] 数据解析
[0031] 03 00 00 2A 02 FO 80 32 03 00 00 00 03 00 02 00 15 00 00 04 03 FF ^ 04 00 20 00 00 00 AA FF 04 00 20 00 4D 00 00 FF 04 00 08 80 数据头 数据 分割符
[0032] 数据存放格式
[0033] 现在数据存放是按MODBUS点表方式来实现。点表位在0X0100处最长可到8K字 -H^
[0034] 上位机软件生成通讯数据的同时，需同时对数据存放位置有说明。
[0035] 从上述的位置来举例说明
[0036] 数据返回命令
[0037] 03 00 00 2A 02 FO 80 32 03 00 00 00 03 00 02 00 15 00 00 04 03 FF 04 00 20 00 0000 AA FF 04 00 20 00 4D 00 00 FF 04 00 08 80
[0038] MODBUS 0X0100 0X0101 0X0102 0X0103 0X0104 0X0105 0X0106 0X0107 0X0108 0λ0109 40 00 20 00 00 00 AA FF 04 00 OXOIOA 0Χ010Β OXOIOC 0X0101) 0X01OH OXOIOK 0X0110 0X0111 0X0112 0X0η a 20 00 4D 00 00 FF 04 00 08 80
[0039] 从上表中得到 DBlOl :DBD42 存放在 0X01030X01040X01050X0106 中
[0040] MV200 MV202 存放在 0X010B 0X010C 0X010D 0X010E 中
[0041] M301 存放在 0X0113。
【主权项】
1. 一种PLC数据获取系统，包括PLC和上位机，其特征在于，还包括数据采集前置机，该 数据采集前置机包括数据采集卡和CPU卡，所述的数据采集卡具有网络接口、网络控制芯 片和MCU， 所述MCU移植了 LWIP协议，所述数据采集卡通过网络接口与所述PLC直接连接，读取 所述PLC中的数据，并且通过SPI总线与CPU卡通信， 所述MCU定时监测网络通信是否正常， 所述上位机通过CPU卡进行远程升级。
2. 如权利要求1所述的PLC数据获取系统，其特征在于，所述数据采集卡和所述PLC通 过网络接口连接网络交换机，通过TCP/IP协议与所述PLC通信。
3. 如权利要求1所述的PLC数据获取系统，其特征在于，所述数据前置机和所述上位机 通过网络接口连接网络交换机，通过TCP/IP协议相互通信。
4. 如权利要求2或3所述的PLC数据获取系统，其特征在于，还包括临时采样电脑，用 于分析所述数据采集卡和所述PLC间的通信协议。
5. 如权利要求1所述的PLC数据获取系统，其特征在于，所述MCU中设置有多个单元的 存储空间作为MODBUS点表用于存放从PLC中获取的数据。
6. 如权利要求1所述的PLC数据获取系统，其特征在于，所述PLC用于控制卷烟设备中 的成型机、装盘机和嘴棒接收机。
【专利摘要】本发明公开了一种PLC数据获取系统，包括PLC和上位机，还包括数据采集前置机，该数据采集前置机包括数据采集卡和CPU卡，所述的数据采集卡具有网络接口、网络控制芯片和MCU，所述MCU移植了LWIP协议，所述数据采集卡通过网络接口与所述PLC直接连接，读取所述PLC中的数据，并且通过SPI总线与CPU卡通信，所述MCU定时监测网络通信是否正常，所述上位机通过CPU卡进行远程升级。所述数据采集卡和所述PLC通过网络接口连接网络交换机，通过TCP/IP协议与所述PLC通信。所述数据前置机和所述上位机通过网络接口连接网络交换机，通过TCP/IP协议相互通信。
【IPC分类】G05B19-418
【公开号】CN104808616
【申请号】CN201510096238
【发明人】许永童, 谢勇, 许用疆
【申请人】上海兰宝传感科技股份有限公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年3月4日