發布日期：2022-04-18 點擊率：87 品牌：西門子_Siemens
[摘要]針對工業網絡系統數據通信的現狀，提出一種基于西門子開放式工業以太網的解決方案，來實現與第三方的TCP連接和ASCⅡ數據交換。介紹了利用S7PLC和以太網通信處理機(CP)所構建的系統方案，且給出了比較詳細的實施流程，并已有數套成功案例應用于實際生產現場，滿足了現場設備層數據通信性能指標和要求，相比標準工業以太網和現場總線而言具有極大的互補性。
[關鍵詞]開放式工業以太網 TCP連接 通信處理機 S5兼容通信 SEND/RECEIVE接口 第三方通信 S7通信
一、引言
在當今自動化領域，網絡結構已經被廣泛地應用于各行各業的工業環境中，它是構成各類控制系統的基礎，其性能直接影響著系統整體的綜合指標，不同的網絡種類形式，如串口通信、現場總線、以太網等已在各類場合獲得了驗證和發展，人們對網絡選擇主要依據有數據量、實時性、確定性、開放性、通用性和經濟性等，用戶通常在這些因素中做出權衡，它們在不同的行業、場合和層次有著各自的應用領域。但隨著近年來IT技術的迅猛發展，這種格局正在發生著巨大的變化，特別是以太網技術正由商業向工業、上層向低層、低速向高速、非實時向實時、封閉向透明、層次化向扁平化等方面全面地發展和延伸，并融合了各類現場總線的技術和協議，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地推出“E網拉平到底”的成功案例，傳統的控制系統卻不得不面對這一強勁的挑戰，以太網進人工業控制領域并融人現場通信技術已成為現實。
對于未來自動化網絡技術的主角，從現有市場應用角度看，以太網ISO/OSI七層模型中頂層應用層協議的標準化、通用性和開放性是決定各供貨商設備彼此間是否可具備互操作性的首要條件，應用層協議的標準和開放為不同層次、不同廠商、不同種類的設備實現互連通信及實現高效的統一管理提供了良好的實現平臺，西門子公司其實早在1985年就推出了第一代以太網產品，西門子工業以太網SIMATICIE的發展就順應了這一市場的需求和趨勢，SIMATICIE體系架構如圖1所示。
圖1SIMATICIE體系架構圖
SIMATICIE所遵循的技術發展路線正是全面體現標準化、通用性及開放性這一戰略，它兼顧了效率、實時性、確定性、靈活性等各方面的綜合因素，包含了標準以太網和定制以太網，SIMATICIE基于“TCP/IP+標準化(PROFI-NET)+通用性（S7/S5兼容、IT、ISO等通信）+開放性（開放式IE）”這一模式是對當前工業以太網發展模式的最好詮釋，其中S7通信和S5兼容通信是SIMATICPLC家族的標準通信協議，其應用接口的通信不依賴特定的總線系統，它包含SIMATICNET系統范圍內基于以太網的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準協議(TCPnative、ISOonTCP、UDP)堆棧在應用層上實現開放的通信服務，相當于直接socket訪問的服務功能，通常稱為開放式IE通信，其數據交換是通過SEND/RECEIVE接口或Tblocks接口來實現的，它是基于西門子S7PLC控制層面所集成的以太網服務功能，支持與第三方通信伙伴用于以太網或TCP/IP的數據流通信。開放式IE通信為用戶編程提供一個“空應用頂層”的以太網服務來支持TCP/IP端口的自由通信，適合于二進制或者ASCⅡ碼與外部設備進行自由約定協議或特定專用協議的數據通信。
二、流程工藝
松下半導體有限公司作為一家專業從事微處理器(MCU)、IC以及功率半導體分立器件生產、銷售業務的企業，公司承擔著大部分松下公司在國內企業的集成電路制造任務。作為松下公司在我國的最大半導體分公司，公司具有年封裝、測試ICl.8億塊、分立器件0.6億塊的能力，產品除返銷日本及供應給其他相關企業外，還銷往新加坡、馬來西亞及美國等地，其IC產品的包裝、貼標、稱重、輸送、檢測分選等后道工序中所包含的檢測采集設備有稱重儀表、標簽打印機、條碼掃描儀、噴碼機、分選儀等，這些第三方設備的共性表現為設備分布范圍廣且布線成本高、協議繁瑣且各不相同、物理層不統一組網性能差且維護復雜、實時性要求不高且通信量不均等因素，基于上述
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