一种基于以太网的控制系统通信方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信方法的技术领域，特别是基于以太网的控制系统通信方法的技术领域。
【【背景技术】】
[0002]当前在国际上有影响的现场总线标准很多，单是2000年IEC组织制定的国际现场总线标准就8、9种之多。众多的现场总线标准，给控制系统的集成带来不便，使得各厂商生产的现场总线产品难以集成在一起，实现互可操作。在现场总线标准难以统一的情况下，以太网在工业自动化和过程控制领域获得了迅速增长，现在不少厂商都为其生产的PLC及其远程I/O提供与以太网相连的接口和功能，提供用以太网与其基于PC机的控制系统相连接。
【
【发明内容】
】
[0003]本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种基于以太网的控制系统通信方法，能够通过以太网实现不同系统之间的互相通信。
[0004]为实现上述目的，本发明提出了一种基于以太网的控制系统通信方法，依次包括以下步骤:
[0005]a)系统构建:第一系统与和第二系统的相互通信采用通信处理器来实现，第一系统提供有第一通信处理器，所述的第一通讯处理器采用以太网通信处理器；第二系统设有CPU和第二通信处理器，第二通信处理器采用双端口 RAM直接连接到第二系统，双端口 RAM被分成4个相等的称为页面帧的段，这4个页面帧作为第二通信处理器与CPU的应用程序连接的接口，每个使用的接口都必须在启动及再启动程序中初始化，所述第二系统中作业请求由接口号和作业号来定义，并经数据管理功能被寄送至第二通信处理器，第二通信处理器中数据的交换由通讯功能块实现；
[0006]b)Hl 一以太网通信:第二系统通信时，第二通信处理器准备了一个数据缓冲区，并使用背景通信功能“全部发送”把数据传输到数据缓冲区，然后第二通信处理器创建一个Hl帧，并传输这个帧到对方站；当对方站接收到这个Hl帧后发回一个确认报文给第二通信处理器；第一系统中以太网通信处理器的数据通信的触发由用户程序来实现，第一系统提供有用户接口来实现数据的发送和接收；第二系统的通信连接通过互联网完成；
[0007]c)TCP/IP通信:在第一系统和第二系统中，其TCP/IP通信连接使用了两个参数:IP地址和端口，其使用及连接方法采用本地站和远程站的本地端口交叉对应的方式第二系统应用要求定义数据传输的大小，不允许使用缺省值，并可指定通信作业优先级，通信中用于接收和传输的缓冲区TCP/IP通信协议栈的全局缓冲区里；
[0008]d)以太网通信的实现:第一系统和第二系统的通信包括两部分:通信处理器的连接组态；PLC通信编程；第一系统的第一通信处理器组态及PLC通信编程均使用软件STEP7，第二通信处理器连接组态使用Win - NCS配置软件，PLC编程使用软件S5 ;
[0009]dl)第一系统中以太网通信数据接口功能的实现使用SEND、RECEIVE接口功能；在软件STEP7用户程序里，第一系统中的CPU和第一通信处理器间的数据交换使用功能FC5和FC6来完成，对于传输的数据每帧大于240字节的使用FC50和FC60来完成；
[0010]d2)第二系统的以太网通信实现，首先应建立第二通信处理器的以太网通信连接，第二通信处理器的通信连接有Hl -以太网通信和TCP/IP连接两种，通信的实现靠相应的通信作业来启动和完成；在建立第二通信处理器的各个相应通信连接时，以为每个连接作为指定的作业号；第二系统在运行时，指定了作业号的通信使用指定的通信作业完成指定的数据传输；系统运行时，第二通信处理器根据MAC地址、TSAP和组态建立通信连接，通信连接建立后，才启动数据交换。
[0011]在上述的基于以太网的控制系统通信方法中，所述第二通信处理器一次可以管理多达64个作业请求，包括第二通信处理器32个连接点。
[0012]在上述的基于以太网的控制系统通信方法中，所述b)步骤中第二通信处理器的任务一是从互联网接收数据，并传输到CPU的用户数据区；二是从CPU的用户数据区接收数据，并发送到互联网上。
[0013]在上述的基于以太网的控制系统通信方法中，所述步骤d2)中第二系统中设有能够处理连接请求的通信应用程序，通信应用程序中使用了通信处理块，第二通信处理器在投入使用之前，必须初始化，初始化的内容包括与每个连接有关的局部和整体信息以及一般参数。
[0014]本发明的有益效果:利用以太网来实现两个不同系统之间的相互通信，通信方法较多，既可使用工业以太网Hl连接，也可以使用TCP连接，对通信安全性较低、数据量大的应用场合可以使用UDP连接。每个Hl或TCP连接的数据传输量可以从16字节到8192字节不等，而UDP最大可以达到2048字节，因此相当灵活，可以满足各种控制系统的需要。同时编程的工作量也不大，大量的通信实现功能都已集成在功能块和CP中，用户只需完成简单的组态和编制简单的通信程序即可实现相互间的通信。
【【具体实施方式】】
[0015]本发明基于以太网的控制系统通信方法中，依次包括以下步骤:
[0016]a)系统构建:第一系统与和第二系统的相互通信采用通信处理器来实现，第一系统提供有第一通信处理器，所述的第一通讯处理器采用以太网通信处理器；第二系统设有CPU和第二通信处理器，第二通信处理器采用双端口 RAM直接连接到第二系统，双端口 RAM被分成4个相等的称为页面帧的段，这4个页面帧作为第二通信处理器与CPU的应用程序连接的接口，每个使用的接口都必须在启动及再启动程序中初始化，所述第二系统中作业请求由接口号和作业号来定义，并经数据管理功能被寄送至第二通信处理器，第二通信处理器中数据的交换由通讯功能块实现；
[0017]b)Hl 一以太网通信:第二系统通信时，第二通信处理器准备了一个数据缓冲区，并使用背景通信功能“全部发送”把数据传输到数据缓冲区，然后第二通信处理器创建一个Hl帧，并传输这个帧到对方站；当对方站接收到这个Hl帧后发回一个确认报文给第二通信处理器；第一系统中以太网通信处理器的数据通信的触发由用户程序来实现，第一系统提供有用户接口来实现数据的发送和接收；第二系统的通信连接通过互联网完成；
[0018]Hl 一工业以太网，是一种基于以太网标准IEEE802.3的协议，用于可编程控制器间的高速、大量数据交换。其站间的数据交换采用“H1 —帧”，传输连接为逻辑连接，在不同的站间使用传输服务访问点(TSAP)来完成传输服务。传输连接基于寻址信息，寻址信息提供了两个服务访问点间的一个确切的路径说明。传输连接使用了下列两个参数:MAC地址和TSAP(传输服务访问点)。MAC地址，即以太网节点地址，定义了一个站的访问应用。TSAP标识了传输服务的访问通道。
[0019]c)TCP/IP通信:在第一系统和第二系统中，其TCP/IP通信连接使用了两个参数:IP地址和端口，其使用及连接方法采用本地站和远程站的本地端口交叉对应的方式第二系统应用要求定义数据传输的大小，不允许使用缺省值，并可指定通信作业优先级，通信中用于接收和传输的缓冲区T