OMRON+PLC网络的通信技术及其应用研究

  本文关键词：OMRON PLC网络的通信技术及其应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

青岛大学

硕士学位论文

OMRON PLC网络的通信技术及其应用研究

姓名：杨艳

申请学位级别：硕士

专业：控制理论与控制工程

指导教师：徐世许

20090606

摘要

随着工业控制技术及网络通信技术的发展，可编程序控制器（ＰＬＣ）的通信联网功能在日趋复杂和大型化的工业自动化领域发挥着越来越重要的作用。ＯＭＲＯＮ公司推出的多种功能齐全的网络通信系统，可适用于各种工业自动化网络的需要。其中，，Ｅｔｈｅｍｅｔ网、ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＬｉｎｋ网是ＯＭＲＯＮ主推的网络，并且它们可实现网间通信。

本课题研究ＯＭＲＯＮＰＬＣ的自动化网络通信技术及其应用的实现方法。具体内容如下：

第一，介绍ＰＬＣ网络通信技术的基本知识，包括数据通信基础、工业控制局域网基础、ＰＬＣ网络体系结构、ＯＭＲＯＮＰＬＣ网络通信系统等。

第二，分别研究了Ｅｔｈｅｍｅｔ网、ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＬｉｎｋ网的网络结构、网络协议、网络功能及其通信的实现方法等。

第三，基于校园局域网，构建了Ｅｔｈｅｍｅｔ网和ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＬｉｎｋ网的二级通信网络。通过设置网络参数和设计网间通信程序，成功实现此二级网络间的ＦＩＮＳ通信。

第四，在上位机端使用组态王软件开发了水位监控系统，通过网间通信，上位机经Ｅｔｈｅｍｅｔ网可监控ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＩｊｎｋ网中的ＰＬＣ。该系统通过了实验室的模拟运行，获得了预期的试验结果。

本课题研究了ＯＭＲＯＮＰＬＣ的Ｅｔｈｅｒｎｅｔ网、ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＬｉｎｋ网，及其网间通信实现方法，在此基础上，设计水位监控系统，并进行模拟运行，验证Ｅｔｈｅｒｎｅｔ网和ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＩｊＩｌｌ【网的网间通信方法，为ＯＭＲＯＮＰＬＣ网络的实际应用提供了重要的参考。

关键词：ＰＬＣ；Ｅｔｈｅｒｎｅｔ网；ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＬｉｎｋ网；网间通信；组态王

Ａｂｓｔｒａｃｔ

Ｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

ｏｆａｎｄｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋｌｏｇｉｃｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ

ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ（ＰＬＣ）ｐｌａｙｓ

ｏｆＯＭＲＯＮｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｓｉｎｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙｓｏｐｈｉｓｔｉｃａｔｅｄａｎｄｌａｒｇｅ—ｓｃａｌｅｉｎｄｕｓｔｒｉａｌａｕｔｏｍａｔｉｏｎｍａｒｋｅｔ．Ｔｙｐｅｓｏｆｎｅｔｗｏｒｋｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓｃｏｍｐａｎｙｃａｎｂｅａｐｐｌｉｅｄｔｏｖａｒｉｏｕｓｏｆｆｕｌｌｙｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｎｄｕｓｔｒｉａｌａｕｔｏｍａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｓ．ＴｈｅＥｔｈｅｍｅｔｎｅｔｗｏｒｋ，ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＬｉｎｋ

ｃａｎｎｅｔｗｏｒｋ

ａｎｄａｒｅｔｈｅｔｈｅｍａｉｎｐｕｓｈｂｙＯＭＲＯＮａｍｏｎｇｔｈｅｍ，ａｎｄｔｈｅｙｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｗｉｔｈｅａｃｈｏｔｈｅｒ．ｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆ

ｆｏｌｌｏｗｓ：

ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＰＬＣＷａｓ

ｂａｓｉｃｔｈｅｏｒｙｏｆＴｈｅａｕｔｏｍａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＯＭＲＯＮＰＬＣｗｅｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．ＴｈｅｓｐｅｃｉｆｉｃｓａｒｅａｓＦｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｂａｓｉｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｏｆｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｂａｓｉｃｔｈｅｏｒｙ

ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｏｆｄａｔａｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｌｏｃａｌａｒｅａｎｅｔｗｏｒｋ，ｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋ

ＰＬＣ．ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｏｆＰＬＣ，ａｎｄｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓｏｆＯＭＲＯＮ

Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋ

ｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋｐｒｏｔｏｃｏｌ，ｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆＥｔｈｅｒｎｅｔｎｅｔｗｏｒｋａｎｄＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＬｉｎｋｎｅｔｗｏｒｋ

ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋ

ｏｎｗｅｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｉｒｄｌｙ，ｔｈｅｄｏｕｂｌｅ—ｄｅｃｋｏｆｔｈｅＥｔｈｅｍｅｔｎｅｔｗｏｒｋａｎｄｔｈｅＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＬｉｎｋｎｅｔｗｏｒｋｗａｓｂｕｉｌｔｂａｓｅｄｔｈｅｃａｍｐｕｓｌｏｃａｌａｒｅａｎｅｔｗｏｒｋ，ａｎｄｔｈｅＦＩＮＳ

ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＷａｓｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ

ａｎｄｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇｔｈｅｏｎｔｈｅｄｏｕｂｌｅ－ｄｅｃｋｎｅｔｗｏｒｋｂｙｓｅｔｔｉｎｇｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｇｒａｍｏｆｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋ．

Ｆｏｕｒｔｈｌｙ，ｔｈｅｗａｔｅｒｌｅｖｅｌｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙｓｙｓｔｅｍｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｕｓｉｎｇＫｉｎｇＶｉｅｗ

ｏｎｓｏｆｔｗａｒｅｔｈｅｈｏｓｔｃｏｍｐｕｔｅｒ．ＴｈｅｈｏｓｔｃｏｍｐｕｔｅｒＣａｌｌｓｕｐｅｒｖｉｓｅｔｈｅＰＬＣｏｎｔｈｅＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＬｉｎｋｎｅｔｗｏｒｋｖｉａＥｔｈｅｒｎｅｔｎｅｔｗｏｒｋｂｙｔｈｅｄｏｕｂｌｅ—ｄｅｃｋ

ｒｕｎｎｅｔｗｏｒｋ．Ｔｈｅ

ａｎｄｄｅｓｉｒｅｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｌａｂ．ＴｈｅＥｔｈｅｍｅｔｎｅｔｗｏｒｋ，ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＬｉｎｋｎｅｔｗｏｒｋｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅ

ｄｏｕｂｌｅ－ｄｅｃｋｎｅｔｗｏｒｋｏｆＯＭＲＯＮＰＬＣｗｅｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ａｎｄｔｈｅｗａｔｅｒｌｅｖｅｌｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙｓｙｓｔｅｍｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄ

ｄｏｕｂｌｅ－ｄｅｃｋｏｎｔｈｉｓｂａｓｉｓ．Ｔｈｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍ，ｗｈｉｃｈｓｕｐｐｌｉｅｓｎｅｔｗｏｒｋｗａｓｖｅｒｉｆｉｅｄｂｙｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｕｎ

ｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＯＭＲＯＮＰＬＣｎｅｔｗｏｒｋｓ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＰＬＣ；Ｅｔｈｅｌ＇ｎｅｔｎｅｔｗｏｒｋ；ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＬｉｎｋｎｅｔｗｏｒｋ；ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｄｏｕｂｌｅ－ｄｅｃｋｎｅｔｗｏｒｋ；ＫｉｎｇＶｉｅｗ

学位论文独创性声明

学位论文独创性声明

本人声明，所呈交的学位论文系本人在导师指导下独立完成的研究成果。文中依法引用他人的成果，均已做出明确标注或得到许可。论文内容未包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果，也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果。

本人如违反上述声明，愿意承担由此引发的一切责任和后果。

论文作者签名：希匆彩日期：中唧日

学位论文知识产权权属声明

本人在导师指导下所完成的学位论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为青岛大学。

本学位论文属于：

保密口，在年解密后适用于本声明。

不保密０

（请在以上方框内打“√＂）

论文作者签名：同期：山口降《窍＇１７Ｉ｜｜

导师签名：醐：下月广６７

引言

引言

随着工业控制技术和网络通信技术的发展，以及工艺控制的实际需要，近年来网络通信技术在工业控制领域得到了大量应用，如石油与化工过程自动化控制、轿车自动化生产线的控制、铸造自动化生产线的控制、污水处理厂的控制、卷烟自动化生产线的控制及高速公路隧道的监控等。这些应用的成果有助于推动网络通信技术快速向前发展。现在，世界上各大ＰＬＣ生产商都在积极投入研究开发ＰＬＣ网络通信技术，包括具有网络通信功能的新型可编程序控制器，网络通信协议和新型网络。可编程序控制器（ＰＬＣ）的通信联网功能在日趋复杂和大型化的工业自动化领域发挥着越来越重要的作用，已经成为实现工业生产过程自动化的一种强有力的工具ｎ一。

工业以太网在技术和实际应用中的适用性、可行性、发展性上具有很大的优势，在工业自动化领域中具有巨大的发展潜力，成为工业自动化网络的发展方向。在工业控制领域，借助于专用的计算机网络——工业控制局域网，可以集中控制分散在各处的工业设备，完成对这些设备的信息采集、数据通信、实时控制、远程监控与维护。伴随着用户对于网络通信技术在工业自动化领域的应用要求的日益提高，国际上许多标准组织正在积极地建立一个标准的工业以太网应用协议。工业自动化开放网络联盟（ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＯｐｅｎＮｅｔｗｏｒｋＡｌｌｉａｎｃｅ．ＩＡＯＮＡ）协同开放的

ＤｅｖｉｃｅＮｅｔＶｅｎｄｏｒＤｅｖｉｃｅＮｅｔ供应商协会（Ｏｐｅｎ

集团（ＩｎｔｅｒｆａｃｅｆｏｒＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，ＯＤＶＡ）和分散自动化Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＩＤＡ）共同开展工作，对推进基于ＥｔｈｅｒｎｅｔＴ（：ＭＰ工业以太网的网络通信技术达成共识。由ＩＡＯＮＡ负责定义工业以太网公共的功能和互操作性，具体内容包括对于Ｐ地址即插即用互操作的通用策略、装置描述和恢复机制；网络论断的方案；指导使用的Ｗｅｂ技术；一致性测试；以及定义一种应用接口，以消除各种协议问的差异１４划。

企业自动化信息系统把企业经营决策、管理、计划、调度、过程优化、故障诊断和现场控制紧密联系在一起，因此构建企业自动化信息网络涉及不同通信协议的多层网络的互连，数据通信，网络结构等问题。与传统的工厂控制体系相比，ＯＭＲＯＮ公司自动化系统提供了高效、开放的网络体系结构，将以前从工厂到设备的五层网络体系结构简化为设备层网络、控制层网络和管理层网络的三层网络体系结构。ＯＭＲＯＮ公司推出的功能齐全的多种网络通信系统，可适用于各种层次工业自动化网络的需要。包括ＲｅｍｏｔｅＩ／Ｏ网、ＰＬＣＵｎｌ【网、ＨＯＳＴＵＩｌｌ【网、ＣｏｍｐｏＢｕｓ／Ｄ网、ＣｏｍｐｏＢｕｓ／Ｓ网、ＳＹＳＭＡＣＬｉｎｋ网、ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＬｉｎｋ网、ＳＹＳＭＡＣＮＥＴ网和Ｅｔｈｅｒｎｅｔ网。其中，Ｅｔｈｅｒｎｅｔ网、ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＬｉｎｋ网、ＳＹＳＭＡＣＮＥＴ网、ＳＹＳＭＡＣＬｉｎｋ网间可互相通信１３ｌ。１

  本文关键词：OMRON PLC网络的通信技术及其应用研究，由笔耕文化传播整理发布。