CN109343460B

CN109343460B - 用于建立与plc通信的方法

Info

Publication number: CN109343460B
Application number: CN201811406600.2A
Authority: CN
Inventors: 吴锡军; 黄涤平
Original assignee: Wuxi Xinje Electric Co Ltd
Current assignee: Wuxi Xinje Electric Co Ltd
Priority date: 2018-11-23
Filing date: 2018-11-23
Publication date: 2023-07-25
Anticipated expiration: 2038-11-23
Also published as: CN109343460A

Abstract

本发明实施例公开了一种用于建立与PLC通信的方法，包括：将PC、HMI设备和PLC连接在一起；在PC、HMI设备和PLC的通讯端口上设置网络地址，在所述HMI设备内设置路由表；基于所述网络地址和路由表在PC和PLC之间建立通讯连接。通过设置网络地址和路由表，有路由表根据网络地址自动建立通讯，从而简化了建立访问PLC的通讯。

Description

用于建立与PLC通信的方法

技术领域

本发明涉及PLC应用领域，尤其涉及一种用于建立与PLC通信的方法。

背景技术

HMI是Human Machine Interface 的缩写，“人机接口”，也叫人机界面。人机界面（又称用户界面或使用者界面）是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介，它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。HMI是连接可编程序控制器（PLC）、变频器、直流调速器、仪表等工业控制设备，利用显示屏显示，通过输入单元（如触摸屏、键盘、鼠标等）写入工作参数或输入操作命令，实现人与机器信息交互的数字设备。HMI的接口种类很多，有RS232、RS485、CAN、RJ45网线接口、USB等等。

PLC——可编程逻辑控制器是种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。

在工业控制现场，电气调试人员需要经常通过对应的计算机软件对HMI工程以及PLC进行编辑调试。现有技术中在对PLC进行编辑时，需要占用额外的通讯口资源。且建立访问PLC的通讯比较复杂。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种用于建立与PLC通信的方法，至少部分的解决现有技术中存在的问题。

本发明提供了一种用于建立与PLC通信的方法，包括：

将PC、HMI设备和PLC连接在一起；

在PC、HMI设备和PLC的通讯端口上设置网络地址，在所述HMI设备内设置路由表；

基于所述网络地址和路由表在PC和PLC之间建立通讯连接。

作为本发明的一种具体实现方式，所述网络地址，包括网络号和站点号。

作为本发明的一种具体实现方式，所述基于所述网络地址和路由表在PC和PLC之间建立通讯连接，包括：

响应于查找指令，在路由表内查找与所述查找指令相应网络地址的PC和PLC；

在上述查找到的PC和PLC之间建立通讯连接。

作为本发明的一种具体实现方式，所述基于所述网络地址和路由表在PC和PLC之间建立通讯连接中：

所述网络号，用于选出正确的通讯端口；

所述站点号，用于在已选定的通讯端口上找到目标节点。

作为本发明的一种具体实现方式，所述HMI设备内安装路由选择的协议栈，所述路由选择的协议栈，在网络会话层引入端口网关，实现了数据在设备不同端口上的路由选择。

作为本发明的一种具体实现方式，所述路由选择的协议栈，在数据传输层，根据不同端口的链路层特性，实现数据段的分包发送与接收。

作为本发明的一种具体实现方式，所述路由选择的协议栈，在数据链路层根据不同端口的物理层特性，实现高效且可靠的数据传输。

本发明实施例提供的用于建立与PLC通信的方法，通过设置网络地址和路由表，有路由表根据网络地址自动建立通讯，从而简化了建立访问PLC的通讯。

具体具有以下效果：

1、简化结构，降低成本：

电气工程师在设备调试现场调试时，由于PLC的RS232串口通常都是连接在HMI的PLC通讯口，而PC的USB口通常连接在HMI端用于调试，本发明提供的方案可以在不改变原有接线的情况下快速的进行PLC程序的调试。

2、互联性高：

使用路由选择的（XNET）协议栈，PLC机不但能够通过USB穿透一台HMI给一台PLC编程，还能够使用以太网接口穿透多台HMI，给其中每一台HMI下连接的PLC编程。

3、并行通讯互不干扰：

对于HMI工程的上下载和对于PLC数据的监控以及程序的上下载可以同时进行。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的一种用于建立与PLC通信的方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种用于建立与PLC通信的方法具体应用参考图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/ 或功能仅为说明性的。基于本发明，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/ 或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。

如图1所示，本发明提供了一种用于建立与PLC通信的方法，包括：

步骤S101：将PC、HMI设备和PLC连接在一起；连接在一起指的是通过导线或光纤等通信线缆将PC、HMI设备和PLC连接在一起。

步骤S102：在PC、HMI设备和PLC的通讯端口上设置网络地址，在所述HMI设备内设置路由表；

步骤S103：基于所述网络地址和路由表在PC和PLC之间建立通讯连接。

建立通讯连接是指在相应的设备之间传输数据，PC、HMI设备和PLC用通信线缆连接在一起后，并不会传输数据，需要基于网络协议建立通讯链路后，设备之间才可以进行数据的传输。

在上述查找到的PC和PLC之间建立通讯连接。

所述网络号，用于选出正确的通讯端口；

所述站点号，用于在已选定的通讯端口上找到目标节点。

本技术方案的关键在于设计了一套基于嵌入式设备各种网络接口的路由选择的协议栈——XNET。XNET参考osi七层模型，在网络会话层引入了端口网关的概念，实现了数据在设备不同端口上的路由选择；在数据传输层，根据不同端口的链路层特性，实现了数据段的分包发送与接收；在数据链路层根据不同端口的物理层特性，实现了高效，可靠的数据传输服务。

任何基于XNET的数据访问请求必须使用一套XNET特定的地址（网络号.站点号）。其中网络号用于在路由选择策略中选出正确的通讯端口，站点号用于在已选定的通讯端口上进一步找到最终的目标节点。由此，在一个XNET网络系统中，每一个设备即为一个数据节点，各个节点根据所处的网络位置的不同，还区分为终端节点和网关节点。终端节点只需在接入XNET网络的通讯端口上拥有一个XNET网络地址，网关节点则至少有两个通讯端口接入XNET网络，并且每一个通讯端口上拥有一个XNET网络地址。

在一个具体的应用场景中，如图2所示，首先需要用USB以及RS232线缆把PC机，HMI，PLC连接起来。RS232的连接需要配置串口的通讯参数，一般默认的即可。PC通过HMI给PLC穿透编程，需要配置各个设备(PC，HMI，PLC)的网络地址以及路由表，打开PLC编程软件，指定通讯的目标地址为2.1，即可透过HMI访问PLC的数据，给PLC上下载程序。PC与PLC之间的通讯连接就自动建立，无需用户配置路由表，便可实现编程，数据监控的操作，非常的简单实用。

XNET协议栈具体如表1所示，

表1：XNET协议栈的结构表。

以上结合具体实施例描述了本发明的基本原理，但是，需要指出的是，在本发明中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本发明的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本发明为必须采用上述具体的细节来实现。

可以不脱离由所附权利要求定义的教导的技术而进行对在此所述的技术的各种改变、替换和更改。此外，本发明的权利要求的范围不限于以上所述的处理、机器、制造、事件的组成、手段、方法和动作的具体方面。可以利用与在此所述的相应方面进行基本相同的功能或者实现基本相同的结果的当前存在的或者稍后要开发的处理、机器、制造、事件的组成、手段、方法或动作。因而，所附权利要求包括在其范围内的这样的处理、机器、制造、事件的组成、手段、方法或动作。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本发明。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本发明的范围。因此，本发明不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本发明的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

Claims

1.一种用于建立与PLC通信的方法，其特征在于，包括：

将PC、HMI设备和PLC连接在一起；

基于所述网络地址和路由表在PC和PLC之间建立通讯连接；

用USB以及RS232线缆把PC、HMI、PLC连接起来；RS232的连接需要配置串口的通讯参数；PC通过HMI给PLC穿透编程，需要配置各个设备的网络地址以及路由表，打开PLC编程软件，指定通讯的目标地址为2.1，即可透过HMI访问PLC的数据，给PLC上下载程序；

所述网络地址，包括网络号和站点号；

所述基于所述网络地址和路由表在PC和PLC之间建立通讯连接，包括：

在上述查找到的PC和PLC之间建立通讯连接；

所述HMI设备内安装路由选择的协议栈，所述路由选择的协议栈，在网络会话层引入端口网关，实现了数据在设备不同端口上的路由选择；

所述协议栈为XNET，参考osi七层模型，在网络会话层引入了端口网关的概念，实现了数据在设备不同端口上的路由选择；在数据传输层，根据不同端口的链路层特性，实现了数据段的分包发送与接收；在数据链路层根据不同端口的物理层特性；任何基于XNET的数据访问请求必须使用一套XNET特定的地址，其中网络号用于在路由选择策略中选出正确的通讯端口，站点号用于在已选定的通讯端口上找到最终的目标节点，由此，在一个XNET网络系统中，每一个设备即为一个数据节点，各个节点根据所处的网络位置的不同，还区分为终端节点和网关节点；终端节点只需在接入XNET网络的通讯端口上拥有一个XNET网络地址，网关节点则至少有两个通讯端口接入XNET网络，并且每一个通讯端口上拥有一个XNET网络地址。

2.根据权利要求1所述的用于建立与PLC通信的方法，其特征在于，所述路由选择的协议栈，在数据传输层，根据不同端口的链路层特性，实现数据段的分包发送与接收。

3.根据权利要求2所述的用于建立与PLC通信的方法，其特征在于，所述路由选择的协议栈，在数据链路层根据不同端口的物理层特性，实现高效且可靠的数据传输。