工業(yè)以太網(wǎng)OPEN IE的數(shù)據(jù)通訊方案

　　1引言

　　在當(dāng)今自動化領(lǐng)域，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于各行各業(yè)的工業(yè)環(huán)境中，它是構(gòu)成各類控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，其性能直接影響著系統(tǒng)整體的綜合指標(biāo)，不同的網(wǎng)絡(luò)種類形式如：串口通訊、現(xiàn)場總線、以太網(wǎng)等已在各類場合獲得了驗(yàn)證和發(fā)展，但隨著近年來it技術(shù)的迅猛發(fā)展，這種格局正在發(fā)生著巨大的變化，特別是以太網(wǎng)技術(shù)正由商業(yè)向工業(yè)、上層向低層、低速向高速、非實(shí)時(shí)向?qū)崟r(shí)、封閉向透明、層次化向扁平化等方面全面發(fā)展和延伸，并融合了各類現(xiàn)場總線的技術(shù)和協(xié)議，再加上低成本的刺激和速度的提高因素，全球各自動化巨頭廠商也不斷推出“e網(wǎng)拉平到底”成功案例，傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)卻不得不面對這一強(qiáng)勁的挑戰(zhàn)，以太網(wǎng)進(jìn)入工業(yè)控制領(lǐng)域并融入現(xiàn)場通訊技術(shù)已成為現(xiàn)實(shí)。

　　對于未來自動化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的主角，從現(xiàn)有市場應(yīng)用角度看，以太網(wǎng)iso/osi七層模型中頂層應(yīng)用層協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化、通用性和開放性是決定各供貨商設(shè)備彼此間是否可具備互操作性的首要條件，應(yīng)用層協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)和開放為不同層次、不同廠商、不同種類的設(shè)備實(shí)現(xiàn)互聯(lián)通信及實(shí)現(xiàn)高效的統(tǒng)一管理提供了良好的實(shí)現(xiàn)平臺，縱觀西門子工業(yè)以太網(wǎng)simatic ie的發(fā)展就順應(yīng)了這一市場的需求和趨勢，simatic ie體系架構(gòu)如圖1所示。

　　圖1 simatic ie體系架構(gòu)圖

　　simatic ie所遵循的技術(shù)發(fā)展路線正是全面體現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、通用性及開放性這一戰(zhàn)略，它兼顧了效率、實(shí)時(shí)性、確定性、靈活性等各方面綜合因素，包含了標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)和定制以太網(wǎng)，simatic ie基于“tcp/ip+標(biāo)準(zhǔn)化(profinet)+通用性(s7/s5兼容、it、iso等通信)+開放性(開放式ie)”這一模式是對當(dāng)前工業(yè)以太網(wǎng)發(fā)展模式的最好詮釋，其中s7通信和s5兼容通信是simatic plc家族的標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，其應(yīng)用接口的通信不依賴特定的總線系統(tǒng)，它包含simatic net系統(tǒng)范圍內(nèi)基于以太網(wǎng)的s7站、s5站和pg/pc之間的相互通信;而開放式ie是指基于s5兼容通信或開放式通信專用的功能塊使用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議(tcp native、iso on tcp、udp)堆棧在應(yīng)用層上實(shí)現(xiàn)開放的通訊服務(wù)，相當(dāng)于直接socket訪問的服務(wù)功能，通常稱為開放式ie通訊，其數(shù)據(jù)交換是通過send/receive接口或t blocks接口來實(shí)現(xiàn)的，它是基于西門子s7 plc控制層面所集成的以太網(wǎng)服務(wù)功能，支持與第三方通訊伙伴用于以太網(wǎng)或tcp/ip的數(shù)據(jù)流通信;開放式ie通訊為用戶編程提供一個(gè)“空應(yīng)用頂層”的以太網(wǎng)服務(wù)來支持tcp/ip端口的自由通訊，適合于二進(jìn)制或者ascii碼與外部設(shè)備進(jìn)行自由約定協(xié)議或特定專用協(xié)議的數(shù)據(jù)通信。

　　2流程工藝

　　某半導(dǎo)體有限公司作為一家專業(yè)從事微處理器mcu、ic以及功率半導(dǎo)體分立器件生產(chǎn)、銷售業(yè)務(wù)的企業(yè)，其公司的ic產(chǎn)品的包裝、貼標(biāo)、稱重、輸送、檢測分選等后道工序中所包含的檢測采集設(shè)備有稱重儀表、標(biāo)簽打印機(jī)、條碼掃描儀、噴碼機(jī)、分選儀等，這些第三方設(shè)備的共性表現(xiàn)為：設(shè)備分布范圍廣且布線成本高、協(xié)議繁瑣且各不相同、物理層不統(tǒng)一組網(wǎng)性能差且維護(hù)復(fù)雜、實(shí)時(shí)性要求不高且通信量不均等因素，基于上述設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)方案當(dāng)前常用的不外乎有以下幾種：

　　(1)模擬量輸入輸出模塊

　　(2)usb/rs232/rs485串行ptp通信

　　(3)各類現(xiàn)場總線或設(shè)備總線

　　(4)工業(yè)平板電腦/嵌入式計(jì)算機(jī)

　　(5)基于pc base的tcp/ip方案

　　上述方案中又以串口通信方式最為普遍，如s7-300 plc通過cp340/341來擴(kuò)充串口聯(lián)網(wǎng)功能，但這存在不同物理層(rs232/422/485)和不同協(xié)議的限制，勢必會造成擴(kuò)展多個(gè)串口來連接這類設(shè)備，使系統(tǒng)成本升高、布線復(fù)雜，另外還受到傳輸速率低、通信距離短和維護(hù)困難等因素的限制，因此利用工廠范圍內(nèi)現(xiàn)有共享的以太網(wǎng)公共傳輸通道相比上述解決方案更具備明顯的優(yōu)勢。

　　首先基于osi以太網(wǎng)七層模型的低層部分具有統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)訪問層，即物理層和數(shù)據(jù)鏈路層符合ieee 802.3規(guī)范，這意味著以太網(wǎng)絡(luò)硬件的物理接口和驅(qū)動程序?qū)用娴玫搅私y(tǒng)一，各類以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)端口及線纜的選擇標(biāo)準(zhǔn)及它們組合使用，為以太網(wǎng)端口設(shè)備的互聯(lián)提供了極大的便利，確保此類設(shè)備可快速方便地共享以太網(wǎng)公共傳輸通道的信息。

　　其次osi以太網(wǎng)模型的中間層部分傳輸層/網(wǎng)絡(luò)層，它提供了統(tǒng)一的基于ip的tcp/udp協(xié)議，它具有結(jié)構(gòu)簡單標(biāo)準(zhǔn)、網(wǎng)絡(luò)資源易整合和支持高速通信的優(yōu)勢，其中udp是基于ip的簡單快速數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，由于它在發(fā)送的數(shù)據(jù)包中僅加入了少量的管理信息，與tcp/ip相比可獲得更高的數(shù)據(jù)吞吐量，但它面向數(shù)據(jù)包的傳輸，而非面向連接的特性，決定了udp協(xié)議數(shù)據(jù)傳輸中存在著不安全的隱患;而rfc1006中的“iso-on-tcp”是tcp協(xié)議的一種擴(kuò)展，它在tcp/ip協(xié)議中定義了iso傳輸?shù)膶傩?，集合了高速通訊和路由兼容性的?yōu)勢，支持帶確認(rèn)的數(shù)據(jù)塊傳送，具有極高的通信可靠性，但當(dāng)前僅限于simatic s7家族產(chǎn)品內(nèi)部所使用，第三方通訊伙伴一般都不支持iso-on-tcp連接，因此面向連接的tcp/ip以太網(wǎng)通訊成為我們首選。

　　綜合以上闡述可得出采用統(tǒng)一介質(zhì)訪問層、標(biāo)準(zhǔn)tcp/ip傳輸網(wǎng)絡(luò)層和開放應(yīng)用層的以太網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)這些第三方通訊設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，是此流程自動化控制的首選方案，因此針對上述工業(yè)數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域的現(xiàn)狀，我們制定了基于tcp/ip的以太網(wǎng)通信解決方案，包括設(shè)備投資、布線、維護(hù)和編程難易程度所產(chǎn)生的總體成本可大為降低，它不單獨(dú)占用處理器物理端口和處理資源，在靈活性和可用性方面可有極大的提升，與plc控制層的協(xié)同工作效率也得到了提高，降低了維護(hù)成本并進(jìn)一步簡化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并對今后系統(tǒng)功能擴(kuò)充及升級也帶來了極大的便利，符合各制造商們?nèi)找骊P(guān)注的價(jià)值主張。

　　3開放式ie功能實(shí)現(xiàn)

　　3.1系統(tǒng)組成

　　本系統(tǒng)現(xiàn)場設(shè)備主要包含有：godex熱敏標(biāo)簽條碼打印機(jī)、metrologic條形碼掃描儀、tcs電子臺秤和輥道秤等等，為滿足這些設(shè)備數(shù)據(jù)處理和控制的要求，采用帶有cp343-1通信處理機(jī)的s7-300 plc并充分利用工廠現(xiàn)有的局域網(wǎng)資源，組成一個(gè)基于tcp/ip數(shù)據(jù)流的工業(yè)以太網(wǎng)通信方案，以滿足各工藝段的需要，也使s7-300 plc資源得到充分的利用和發(fā)揮，系統(tǒng)組成如圖2所示。

　　圖2系統(tǒng)示意圖

　　s7-300cp模板的s7應(yīng)用程序是基于s5兼容接口send/receive來實(shí)現(xiàn)開放式ie通信，cp它最多可同時(shí)建立16個(gè)tcp/ip任務(wù)資源的連接，雖然tcp/ip是基于面向數(shù)據(jù)流通信的服務(wù)，而非基于消息的數(shù)據(jù)包傳輸服務(wù)，這就意味著發(fā)送的數(shù)據(jù)沒有任何有用于數(shù)據(jù)的信息，例如長度、起始和結(jié)束信息，接收端只能提供相對應(yīng)的接收長度和特征符來獲取正確的信息，因此需考慮send/receive收發(fā)功能的輸出參數(shù)及狀態(tài)的判別，來協(xié)調(diào)雙方的請求和響應(yīng)以確保雙方可靠通信，另外對于接收方還需注意接收緩沖區(qū)數(shù)據(jù)流的定位問題，總之send/receive接口所集成的基于tcp/ip的socket接口訪問為實(shí)現(xiàn)與第三方設(shè)備的數(shù)據(jù)交換提供了靈活多樣服務(wù)，基于tcp連接的接口框圖如圖3所示。

　　圖3 tcp接口框圖

　　上圖描述了s7-300 plc所帶cp模板與現(xiàn)場tcp/ip設(shè)備的連接框架，首先配置s7-300plc作為tcp客戶端，電子臺秤作為tcp服務(wù)器端，經(jīng)客戶端請求服務(wù)器端來進(jìn)行二者的tcp native連接，連接成功返回后再執(zhí)行send/receive功能服務(wù)，來實(shí)現(xiàn)與電子臺秤的雙向數(shù)據(jù)采集的通信任務(wù)。

　　3.2通訊接口

　　開放式ie通信伙伴cp的數(shù)據(jù)通訊是通過“send/recrive”接口模式完成的，其接口基于iso模型1～4層所有的協(xié)議，為tcp服務(wù)提供了統(tǒng)一的socket接口到每個(gè)端口，允許通過工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)simatic s7 plc與帶以太網(wǎng)端口設(shè)備的通訊;選擇功能包ag_send(fc5)和ag_recv(fc6)可用于帶以太網(wǎng)cp343-1模板的s7-300 plc與具有tcp/ip接口的第三方站通信，fc5和fc6功能包含在step7的“simatic_net_cp”庫中，需通過輸入?yún)?shù)“act”激活才可調(diào)用，它運(yùn)行需要多個(gè)ob1循環(huán)周期并可以在一個(gè)連接中同時(shí)進(jìn)行收發(fā)通信，cpu將對連接進(jìn)行監(jiān)控，一旦連接中斷cpu將自動重新恢復(fù)該連接，其通信過程結(jié)束標(biāo)志變量為“done”或“error”，狀態(tài)結(jié)果變量為“status”，程序可根據(jù)這些結(jié)果對收發(fā)任務(wù)進(jìn)行評估，但只有在同一周期內(nèi)才有效。

　　fc5/fc6的輸入?yún)?shù)“id”值可以從step7通信連接屬性對話框的“general”“information”欄中獲得，而“laddr”的值可以從step 7硬件配置界面中的工業(yè)以太網(wǎng)cp屬性對話框的“addresses”欄獲得，該值應(yīng)以十六進(jìn)制的形式填入通信塊，同時(shí)也可在編程時(shí)點(diǎn)擊fc5/fc6功能的連接屬性，選擇組態(tài)列表中的相應(yīng)連接號，fc5/fc6功能中的id和laddr參數(shù)就會在程序里自動生成。

　　3.3通信組態(tài)

　　為連接組態(tài)cp343-1 tcp通訊連接，需使用step7 v5.4和用于工業(yè)以太網(wǎng)的simatic net ncm s7，而ncm s7完全集成在step 7環(huán)境中，并可提供豐富的網(wǎng)絡(luò)診斷功能，包括：通訊處理器的狀態(tài)、一般診斷與統(tǒng)計(jì)功能、連接診斷、緩沖區(qū)診斷、局域網(wǎng)控制器統(tǒng)計(jì)等。cp343-1模板除了在硬件組態(tài)hw config中配置外，對本地s7-300 plc而言其每個(gè)tcp通訊都需要通過netpro來建立起靜態(tài)連接，其組態(tài)過程如下：

　　1)通信伙伴選擇

　　開放式ie遠(yuǎn)程通訊伙伴為稱重儀、標(biāo)簽打印機(jī)、條碼掃描儀等非simatic s7工作站，因此選擇使用非特定通信連接的類型unspecified;

　　2)指定連接類型

　　開放式ie通訊連接類型應(yīng)選擇tcp connection，并定義tcp連接的名字，系統(tǒng)將自動生成塊參數(shù)local id和laddr參數(shù)，對于客戶端對象還須選擇在通信連接初始化中具有主動連接功能的選項(xiàng)active connection;

　　3)ip地址

　　對于開放式ie通訊除設(shè)置雙方ip地址和子網(wǎng)掩碼外，還須分配通訊雙方(local/remote)的port端口號，port端口定義分配范圍為2000到5000中的空閑地址，而小于2000的端口地址一般由國際互聯(lián)網(wǎng)代理成員管理局(iana)已賦予特定的用途或保留;

　　4)數(shù)據(jù)傳送長度

　　對于老版本的cp343-1具有支持?jǐn)?shù)據(jù)長度超過240個(gè)字節(jié)的作業(yè)選項(xiàng)，新版cp已取消了該選項(xiàng)，直接支持最大可達(dá)8192個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)傳送;

　　5)編譯和下載

　　當(dāng)前cp343-1通訊處理器支持在cpu上保存組態(tài)數(shù)據(jù)的選項(xiàng)，而不是存儲到cp的eeprom中，因此今后更換cp模塊時(shí)也不需要pg，在cp啟動時(shí)，新cp的組態(tài)數(shù)據(jù)將自動從cpu中進(jìn)行下載。

　　6)其它

　　以上未涉及的選擇，按netpro的默認(rèn)選項(xiàng)。

　　3.4通信編程

　　1)稱量采集編程

　　s7-300 plc基于開放通訊的cp343-1模板連接組態(tài)不需要編程，而是通過netpro來組建的，因此其通訊編程只需調(diào)用面向連接的send/receive接口就可完成ascii數(shù)據(jù)收發(fā)工作，系統(tǒng)的s7 plc共有八個(gè)tcp連接，其中電子臺秤共有6套分別占有6個(gè)連接，臺秤通信過程是雙向應(yīng)答式的，在每一個(gè)連接中完成ascii碼數(shù)據(jù)的讀和寫功能，s7-300整個(gè)通信功能流程如圖4所示。

　　圖4 plc1通信功能流程圖

　　從上述流程圖中可看出plc1共有八個(gè)tcp連接和一個(gè)s7單邊連接，其中電子臺秤共有6套分別占有6個(gè)連接，臺秤通信過程是雙向應(yīng)答式的，在每一個(gè)連接中完成ascii碼數(shù)據(jù)的讀和寫功能，通訊協(xié)議為電子臺秤自有特定的ascii碼協(xié)議，其通信格式如圖5所示。

　　以上plc命令請求中，stx(02h)是起始前綴符，etx(03h)是結(jié)束后綴符，電子秤返回?cái)?shù)據(jù)中前后綴符之間為帶±極性pol符的6位十進(jìn)制當(dāng)前稱量值，其中sp(20h)為空格，cr(0dh)為回車，lf(0ah)為換行;s7-300 plc在一個(gè)連接中通過命令方式完成每臺臺秤的稱量數(shù)據(jù)采集任務(wù)，雙方所有數(shù)據(jù)都以ascii編碼傳送，plc可根據(jù)不同工藝要求發(fā)不同的命令，分別可讀取凈重、毛重、總重和狀態(tài)功能(去皮、置零、復(fù)位、累計(jì)、超差等)選擇的信息，在netpro組態(tài)中分別建立起6套稱量接口的tcp連接，并且定義由plc端為通信客戶連接端，電子臺秤設(shè)置為服務(wù)器端，plc通過send/receive接口程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)與6套電子臺秤的雙向通信。

　　2)標(biāo)簽打印編程

　　godex ez-1100plus標(biāo)簽打印機(jī)具有熱敏/熱轉(zhuǎn)印二種工作模式，具備tcp server/client和usb接口，內(nèi)置常用標(biāo)準(zhǔn)條碼庫和支持ezpl程序語言，ezpl程序語言屬條形碼高級控制語言，有三種命令模式：控制命令，設(shè)定命令和標(biāo)簽格式命令。ezpl命令包括一串字符參數(shù)，并以一大寫英文字母啟首，作為功能識別碼，各參數(shù)間以，作為區(qū)隔，每行命令結(jié)束時(shí)，以內(nèi)建隱藏式符號“cr”為識別，控制命令及設(shè)定命令分別以符號“～”及“∧”啟首，標(biāo)簽格式命令則不以符號啟首，各識別碼均為大寫英文字母，各參數(shù)則為小寫字母，旨在定義各類數(shù)據(jù)如線條﹑矩形﹑條形碼﹑文字﹑圖像等等。

　　條形碼技術(shù)是隨著計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用而誕生的，它是集編碼、印刷、識別、數(shù)據(jù)采集和處理于一體的實(shí)用技術(shù)，它的誕生極大地促進(jìn)了商品流通，條形碼技術(shù)也是早期“物聯(lián)網(wǎng)”概念誕生的驅(qū)動力之一?，F(xiàn)代化的物流裝備離不開商品條形碼，當(dāng)前世界上常用的條碼制總類繁多，但使用最廣泛的是ean商品條形碼，它由國際物品編碼協(xié)會制定并通用于世界各地，我國目前在國內(nèi)推行使用的也是這種商品條形碼，ean商品條形碼中最常用的是ean-13碼，也俗稱為ean標(biāo)準(zhǔn)版;ean-13通用商品條形碼一般由前綴部分、制造廠商代碼、商品代碼和校驗(yàn)碼組成，條形碼的最后用1位校驗(yàn)碼來校驗(yàn)商品條形碼中左起第l-12數(shù)字代碼的正確性。從前面所述的tcp連接及通信流程圖中可看出godex ez-1100plus標(biāo)簽打印機(jī)占有tcp connection2連接，在ob1中調(diào)用fc106實(shí)現(xiàn)單向數(shù)據(jù)流通信的ean-13碼打印功能，數(shù)據(jù)流其實(shí)就是標(biāo)簽打印的組合式命令，其命令的格式如下：

　　“控制命令+設(shè)定命令+∧l(起始命令)+標(biāo)簽格式命令+ e(end命令)”

　　因此對于標(biāo)簽打印機(jī)按上述格式，將各命令及數(shù)據(jù)進(jìn)行組合就形成組合式命令數(shù)據(jù)流，當(dāng)然必需滿足ezpl程序語言所規(guī)定的語法，其內(nèi)容主要包含標(biāo)簽高度、寬度、間距、明暗度、速度、剝紙功能、邊界起點(diǎn)、條碼類型和條碼數(shù)據(jù)等等，下面的程序范例是打印一張ean 13的條形碼標(biāo)簽，ezpl程序本身是一般的字符文件或命令行，無論使用何種語言編寫程序，只需送出該字符文件的內(nèi)容即可控制條形碼機(jī)來打印，ezpl程序命令行數(shù)據(jù)必須以ascii碼值存放于打印命令數(shù)據(jù)塊db101中供fc56 ag_send接口使用，db101命令數(shù)據(jù)塊如表1所示。

　　表1打印命令數(shù)據(jù)塊db101

　　ob1中打印觸發(fā)事件的啟動，只需在fc106中調(diào)用fc56 ag_send接口，將db101命令塊的數(shù)據(jù)發(fā)送至打印機(jī)就可完成整個(gè)條碼打印任務(wù)，fc106編程及和ean-13碼打印結(jié)果如下：

　　fc106：a m 90.6 //啟動打印

　　= l 20.0

　　bld103

　　call“ag_send56”//調(diào)用fc56 ag_send發(fā)送接口

　　act：=l20.0 //激活發(fā)送打印命令

　　id：=2//硬件組態(tài)連接號tcp connection2

　　laddr：=w#16#100 //cp模塊十六進(jìn)制硬件組態(tài)地址

　　send：=p#db101.dbx 0.0 byte 164 //發(fā)送命令塊起始地址

　　len：=164 //發(fā)送命令塊長度共164個(gè)字節(jié)

　　done：=“weight”。b101//發(fā)送執(zhí)行代碼位

　　error：=“weight”b102//發(fā)送錯誤代碼位

　　status：=“weight”w4 //發(fā)送狀態(tài)字

　　3)條碼掃描編程

　　ms1690 focus條形碼掃描儀采用了高分辨率的cmos感應(yīng)器和功能強(qiáng)大的高速處理芯片，再加上firstflash?專利技術(shù)，使它的全向掃描模式能從各個(gè)角度掃描當(dāng)前市場上所有標(biāo)準(zhǔn)碼制的條碼，在使用前首先要對它進(jìn)行參數(shù)設(shè)置定義，參數(shù)定義內(nèi)容包含如：通信模式設(shè)置、stx前綴/etx后綴、掃描模式、條碼類型/解碼規(guī)則和掃描間隔時(shí)間等，這些參數(shù)即可通過軟件設(shè)置也可經(jīng)掃描設(shè)置，掃描儀占有tcp connection1連接與cp343-1進(jìn)行單向接受通信，step 7中調(diào)用功能fc107中的fc66 ag_recv接口來完成條碼ascii數(shù)據(jù)的采集，并存入指定接收數(shù)據(jù)的db塊，其區(qū)域長度只要不小于掃描儀發(fā)送字節(jié)長度就可以了，因此fc66編程思路與稱量fc6 ag_recv接口相似，在這里就不再重復(fù)。

　　4)通信診斷

　　診斷功能對控制系統(tǒng)而言有著非常重要的地位，它對系統(tǒng)的調(diào)試、運(yùn)行和故障排除起著關(guān)鍵的作用，step 7為simatic系統(tǒng)提供了在線和編程二類通信診斷的途徑，在線診斷具有一個(gè)分級概念的診斷功能，這種概念將使您能夠查詢關(guān)于simatic s7組件和功能的狀態(tài)信息，并對各種不同情形下的問題進(jìn)行分類診斷，它覆蓋了下列內(nèi)容：

　　。使用step 7對包括s7工作站、cp模板等硬件進(jìn)行診斷和故障檢測。

　　。使用ncm s7進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊診斷或模塊通訊功能和運(yùn)行狀態(tài)的動態(tài)檢測。

　　。hw config提供所組態(tài)的在線或離線cp的通訊屬性的靜態(tài)信息。

　　因此從上述系統(tǒng)分類診斷中可看出ncm s7 diagnostics為在線cp模板的通訊功能及運(yùn)行狀態(tài)提供了常規(guī)動態(tài)診斷，另外它還可以對cp模板進(jìn)行出廠設(shè)置初始化、c-plug卡格式化等操作。ncm s7可通過程序組simatic/step 7、cp屬性對話框或netpro連接屬性對話框來啟動。

　　圖5通訊格式

　　與simatic manager管理器相同，在左側(cè)的瀏覽區(qū)中，可看到分層排列的診斷對象，顯示的對象結(jié)構(gòu)與當(dāng)前正在檢查的cp類型、該cp組態(tài)的功能和相匹配的連接，瀏覽區(qū)中顯示了本地plc當(dāng)前共有8個(gè)在線tcp connection連接;在右側(cè)的內(nèi)容區(qū)，將可發(fā)現(xiàn)在瀏覽區(qū)域中選定的診斷功能的結(jié)果和狀態(tài)，即反映出這8個(gè)tcp connection連接的通信收發(fā)狀況，分別對應(yīng)了6套臺秤(tcp connection3～connection8)、1套標(biāo)簽打印機(jī)(tcp connection2)和1套條碼掃描儀(tcp connection1)，還包含連接狀態(tài)、接收狀態(tài)和發(fā)送狀態(tài)等信息。如發(fā)生連接錯誤、中斷或警告，將在ncm s7左側(cè)的瀏覽區(qū)中顯示，如圖6所示：

　　圖6 ncm s7在線診斷窗口

　　通過鼠標(biāo)在ncm s7瀏覽區(qū)域中選擇所診斷的對象，就可以執(zhí)行功能診斷，也可通過相關(guān)菜單命令來操作，并且ncm s7診斷緩沖器提供了以太網(wǎng)cp上事件消息的查詢記錄，它包含了關(guān)于cp的所有通訊服務(wù)和診斷事件的詳細(xì)信息，診斷事件消息是記錄在cp模板內(nèi)的環(huán)形緩沖區(qū)中，環(huán)形緩沖區(qū)可包含多達(dá)50條信息，另外在ncm s7中，則可保存多達(dá)500條消息。所有cp模板功能都將自動生成事件消息，調(diào)用診斷對象時(shí)消息被讀取并顯示，最新的消息將以最高的連續(xù)編號在最上一行中顯示，如果雙擊一個(gè)事先選定的事件消息則會顯示關(guān)聯(lián)的幫助文本，以便我們進(jìn)一步詳細(xì)分析和處理該事件消息。

　　4結(jié)束語

　　本文結(jié)合數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)討論了西門子開放式工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用方案的實(shí)施情況，介紹了在open ie環(huán)境下基于tcp/ip協(xié)議實(shí)現(xiàn)simatic plc平臺與第三方設(shè)備的以太網(wǎng)自由通信過程，并且在半導(dǎo)體行業(yè)得到了成功的應(yīng)用，open ie應(yīng)用突破了工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用于同品牌plc與plc之間、plc與分布式i_o之間和plc與上位機(jī)之間通訊的局限，加速了工業(yè)以太網(wǎng)向不同陣營自動化平臺、現(xiàn)場設(shè)備層和i/o設(shè)備層拓展的趨勢，具有實(shí)現(xiàn)方法快速靈活、通信可靠穩(wěn)定、網(wǎng)絡(luò)資源整合簡單和不受距離限制等特性，據(jù)arc的最新統(tǒng)計(jì)預(yù)測，2012年工業(yè)以太網(wǎng)現(xiàn)場設(shè)備層的市場規(guī)模預(yù)計(jì)將會超過四百萬個(gè)節(jié)點(diǎn)。綜觀當(dāng)前全集成自動化開放式架構(gòu)，無論是從縱向(從i/o設(shè)備層到mes層的數(shù)據(jù)、資產(chǎn)管理)還是橫向(單個(gè)智能組件和子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)供應(yīng))信息集成來看，工業(yè)以太網(wǎng)及它的擴(kuò)充技術(shù)(如：無線通信、gps廣域網(wǎng)通信、等時(shí)同步、功能安全等應(yīng)用)為開放式架構(gòu)的無邊界整合帶來了保障，工業(yè)以太網(wǎng)向不同層面、不同領(lǐng)域全方位延伸局面已勢不可當(dāng)，面對當(dāng)前競爭激烈和不斷變化的市場需求，只有樹立持續(xù)創(chuàng)新、勇于開拓的理念，才能共贏未來，開啟工業(yè)以太網(wǎng)更廣闊的發(fā)展空間。