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  • 無線客戶端(AP)在永宏PLC上的應用

    2015-06-26 11:33:51 人評論 次瀏覽 分類:永宏應用案例

    1. 引言
         無線網絡已經滲透生活每個空間,無論死民用還是工業使用,在多年的使用中已經相當的穩定和可靠,成本也不在主要的問題。協議的透明化,配合廠家產品自動打包數據幀,能讓更多的用戶無需掌握更多的網絡協議知識,就能很好的將無線網絡與工業通訊滲透到一起。本章節內容主要介紹永宏PLC的以太網接口,結合常見的民用級別路由器和無線訪問接點,將有限的通訊,透過無線網絡進行傳輸。在不便于布線的場合能得到更好的應用,在保證其可靠性和穩定性的前提下,大大降低客戶的系統成本。供讀者參考。

    2. 永宏PLC以太網接口介紹 
         

    2.1 永宏PLC以太網模塊
          網絡通訊由于具有無邊界限定與信息易于流通的特性,隨著制造業的計算機整合制造/管理(CIM)已成為趨勢, 以及因特網的發展方興未艾更進一步將網絡應用于產業界。為因應此趨勢永宏公司特研發出一系列的以太網絡/串行通訊接口橋接模塊提供客戶經濟、有效的 FBs-PLC 網絡聯機解決方案。
    永宏PLC提的以太網絡串行通訊接口有FBs-CBE、FBs-CM25E和FBs-CM55E。除FBs-CBE僅提供以太網絡與FBs-PLC 的鏈接; FBs-CM25E/CM55E亦提供兩個串行通訊端口Port3、Port4 以提供用戶的通訊應用。Port4 固定為RS485,只用于連接以太網絡的轉換信號,而Port3 可為RS232(CM25E)或RS484(CM55E)界面,可運用于與其他外圍控制的應用。
    以太網通訊轉換器的工作原理
          以太網絡通訊轉換器的工作原理是透過本模塊為中介,將網絡上欲傳給FBs-PLC的以太網絡信號解出后轉為PLC主機可接受的串行信號,當為CM25E或 CM55E時是透過Port4傳送給直接連接的PLC主機或與Port4連接的其它PLC主機,當為CBE模塊時其系透過PLC主機的 Port1(Fatek Protocol)或Port2(ModBus Protocol)與PLC主機溝通。此轉換過程完全為透通(Transparent)方式。換句話說對PLC主機而言,其完全不知道此信號系由網絡傳來,其回傳信號與一般的串行通訊并無二致。當本模塊收到主機回傳的串行信號后再將其打包為網絡封包并將其傳回網絡上。CM25E與CM55E僅提供單一的 client或server角色。CBE雖同樣不能同時擔任client與server角色但其卻可在工作中動態變化。 
         

     2.2 無線網路架構方式
         依據不同的網絡應用型態,本模塊提供了伺服模式(Server mode)與客戶模式(Client mode) 兩種工作模式。在伺服模式下本模塊會等待網絡傳來的信息,譯碼之后將此信息傳到串行通訊端口給PLC主機。PLC主機回復的信息待本模塊接收后會再將其打包并回傳至網絡上,如此即完成一筆命令的循環。
    本章主要介紹無線網絡架構的方式。系統架構如下圖所示: 

    未命名.jpg


                               圖2.1無線網絡架構
         在永宏PLC原先的網絡通訊基礎上,只需添加2臺網絡設備即:無線路由器和一個無線訪問接點(支持客戶端模式)就能將原先的有線通訊轉換為無線界面。下面將介紹系統的配置。 
      

      2.3 硬件配置 


            2.3.1 FBs-CM25E與無線路由的連線
            在通訊擴展單元中,FBs-CM25E/CM55E模塊采4 針歐式端子而FBs-CBE則采用標準的RJ-45,4 針歐式端子網絡線的接線方法列表于下。 

    22.jpg


                 表2.1永宏PLC以太網絡規格
    本單元里采用無線路由器與FBs-CM25E進行網絡信息的交換,一頭使用RJ-45水晶頭與路由器鏈接,在網絡模塊單元按線號順序接上去即完成無線路由器與FBs-CM25E的連線。連線正常后,FBs-CM25E面板上的“LINK”指示燈會常亮。實際的系統總選擇一款ALPHA的家用無線路由器。

    2.3.2 FBs-CM25E與無線AP的連線
          FBs-CBE采用標準的RJ-45接口,根據無線AP的品牌不同,在與通訊模塊連線是使用對等網線還是交叉網線,這個要依據AP的說明而對,版本越新的 AP設備,基本上都采用直通網線就可以實現無線AP與FBs-CBE的聯系。這里我們采用的是一款D-LINK的無線AP,采用交叉線,將網線做好后連接到FBs-CBE與AP設備。此時設備的鏈路指示燈都會亮,表示鏈路正常。

    2.3.3 無線路由器與無線AP的設定
    由于網絡設備的品牌不同,出廠時默認的網絡設定信息也會存在差異。所以我們必須先對每個網絡設備做相關的LAN端口信息設定,將他們規劃到同一個網絡中來。以下為默認的IP信息: 

    33.jpg


    本次將網絡規劃到192.168.0.1網關當作來。所以事先先將APLHA的網絡信息修改。永宏網絡模塊在后面可以使用永宏公司提供窗口版設定軟件-“Ether_cfg”再做修改。 

    44.jpg


                     圖2.2ALPHA無線路由設定頁面
          下一步將是做無線AP與無線路由器之間的鏈路搭建。首先我們要先將APLHA路由器的無線網絡處于開啟狀態,并作為AP模式(即服務器模式)。然后使用網線將電腦與D-LINK無線AP連接起來。這里電腦需要現在做網絡端口的設定,講IP端設定在192.168.0.1的網段內,才能在開啟的IE瀏覽器里面進入AP的設定頁面。
    然后進入AP的設定頁面:打開瀏覽器,輸入IP:192.168.0.30,回車鍵后輸入正確密碼即可進入設定的頁面。
    進入Wireless頁面。選擇Infrastructue模式(即客戶端模式)。然后通過選擇Site Survey來搜索無線網絡。 

    55.jpg


                   圖2.3 D-LINK無線AP設定頁面
    點擊我們使用的ALPHA-WLAN網絡,進行Connect鏈接。在鏈接成功后,Wireless頁面中的SSID將顯示“ALPHA-WLAN”的名稱。此時網絡搭建將完成。若需要驗證網絡的搭建是否成功,可以使用電腦連接到ALPHA路由器后進行PING命令來測試網絡的響應。

    2.4 永宏通訊模塊設定
          配合以太網絡界面轉換模塊應用,永宏公司提供窗口版設定軟件-“Ether_cfg”此軟件 

    2.4.jpg


                  圖2.4 “ther_cfg”軟件操作界面
    軟件主要進行:內容包括網絡IP信息、串行通訊速率、工作模式、模塊相關批注等設定。 

    2.5.jpg


                圖2.5 “ther_cfg”參數設定界面
    以及當模塊工作在客戶模式時為了能將本地站號(對主PLC而言)對應至網絡上的從站PLC,應用時必須先設定此對應表,進行地址的鏡像設定。 

    2.5.1.jpg


             圖2.5 “ther_cfg”軟件IP鏡像界面
    本通訊將192.168.0.31(FBs-CBE)鏡像成從站5站號。在PLC做程序時,只需在表格里填寫5號站號即可。

    3. 永宏PLC以太網接口的應用
          通過網絡設定后得到以下一個網絡: 

    3.1.jpg


                                  圖3.1 虛擬網絡示意圖
    虛擬網絡的信息只需要在主站1對從站5進行數據的讀寫就可以完成數據的交換,以太網單元單元就不需要在進行任何的配置。

    3.1 程序操作
         永宏PLC使用功能塊作為通訊命令,支持3種操作模式,再配合通訊命令表格,一個表格可以完成254條的通訊命令,而且只需在主站中使用通許命令即可,使得通訊更為便捷,易讀。在做通訊命令時,先要做通訊端口參數的設定,因為FBs-CBE的通訊速率固定為115200,所以這個必須以此為準。 

    3.2.jpg


                           圖3.2 FUN151指令符號
    M50為啟動接點,在啟動后將進行通訊;M1938為通訊端口4的特殊繼電器:當端口4在空閑時M1938為ON狀態,當端口4正在通訊時M1938為OFF狀態。這里使用M1938是實現通訊指令的不斷循環進行中,直至M50斷開為止。FUN151指令中:
    PT:為指定數據送出的端口號碼,可選1~4口,永宏PLC提供共5個通訊口,其他FBs-CMXXE通訊模塊的以太網界面占端口4.
    SR:通訊命令表格起始地址;即存放通訊命令的寄存器空間開始地址。
    WR:通訊命令運作表格;內部操作使用,使用空間不要重疊即可。
    在該應用中,配合通訊表格內容如下:。 

    3.3.jpg


             圖3.3 通訊命令表格

    4. 結束語
            PLC 在運用互聯網與PLC 進行遠程通信, 具有使用簡單、可靠性高、運行穩定、調節靈活等優點。加之能很便利的組網,使得應用會越加廣泛,本論文主要起到拋磚引玉的作用,告訴讀者如何做硬件上的配置。在相關的場合如邊遠地區,不便布線空間,以及移動設備當作可以很好的運用。



    參考文獻:
    [1] 永宏可編程控制器使用手冊I 和使用手冊II.臺灣永宏電機股份有限公司
    [2] 永宏PLC編程軟件使用手冊.臺灣永宏電機股份有限公司
    [3] 基于以太網的PLC 通信技術研究. 西安工業大學.吳瓊,于帆
    [4] ALPHA路由器使用說明書. ALPHA公司
    [5] D-LINK無線客戶端使用手冊. D-LINK公司





    作者簡介:
    孫恒孝(),畢業于合肥工業大學自動化系
    主要從事自動化行業的技術支持與行業應用工作

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