基于工业以太网的PLC通信模块研究

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长期以来可编程逻辑控制器PLC(Programmmg Logical Controller)在工业自动化领域得到了充分的应用,为各种各样的控制设备提供了非常可靠的控制和完全可靠的整体解决方案,满足企业对自动控制的需求并可以方便灵活地进行现场设置,监测监控各种设备的设备参数。随着计算机、控制、网络技术的飞速发展,信息交换沟通领域正在覆盖工厂的现场设备层到控制、管理的各个层次,覆盖从工段、车间、工厂、企业乃至各个地市的市场。   目前越来越多的PLC供应商开始提供以太网接口设备,构成工业环境下的以太网的控制系统,采用工业以太网彻底打破了传统工业自动化孤岛现象,使整个厂区按生产节点有机地构成了一个远程监控网络。逐步形成了以网络集成自动化为基础的企业信息系统。   本次设计的PLC通信模块可为凯迪恩公司的K3系列PLC系统提供CAN总线接口,并通过模块自身的以太网接口与其他同类模块以及上位机共同搭建工业以太网控制系统。   文章首先分析了国内外PLC和工业以太网技术的应用现状,指出了工业以太网技术应用于PLC通信的趋势。接着详细介绍了工业以太网应用中的关键技术,并对嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ的内核行了深入研究。在系统硬件设计方面,详细介绍了嵌入式处理器AT91M40008的特点和内部结构,以及它与以太网控制芯片AX88796的接口电路设计;在系统软件设计方面,对ARM7处理器AT91M40008的底层驱动,μC/OS-Ⅱ在AT91M40008上的移植、嵌入式TCP/IP协议的实现、串行以及CAN总线通信协议的实现进行了详细论述。最终完成了PLC本体、扩展模块以及上位机之间的相互通信。实验结果表明,该模块运行稳定,传输速率高,可兼容性好。
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