1. 引言
     無線網(wǎng)絡已經(jīng)滲透生活每個空間，無論死民用還是工業(yè)使用，在多年的使用中已經(jīng)相當?shù)姆€(wěn)定和可靠，成本也不在主要的問題。協(xié)議的透明化，配合廠家產(chǎn)品自動打包數(shù)據(jù)幀，能讓更多的用戶無需掌握更多的網(wǎng)絡協(xié)議知識，就能很好的將無線網(wǎng)絡與工業(yè)通訊滲透到一起。本章節(jié)內(nèi)容主要介紹永宏PLC的以太網(wǎng)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(wǎng)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(wěn)定性的前提下，大大降低客戶的系統(tǒng)成本。供讀者參考。

2. 永宏PLC以太網(wǎng)接口介紹 
     

2.1 永宏PLC以太網(wǎng)模塊
      網(wǎng)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(yè)的計算機整合制造/管理(CIM)已成為趨勢， 以及因特網(wǎng)的發(fā)展方興未艾更進一步將網(wǎng)絡應用于產(chǎn)業(yè)界。為因應此趨勢永宏公司特研發(fā)出一系列的以太網(wǎng)絡/串行通訊接口橋接模塊提供客戶經(jīng)濟、有效的 FBs-PLC 網(wǎng)絡聯(lián)機解決方案。
永宏PLC提的以太網(wǎng)絡串行通訊接口有FBs-CBE、FBs-CM25E和FBs-CM55E。除FBs-CBE僅提供以太網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)通訊轉換器的工作原理
      以太網(wǎng)絡通訊轉換器的工作原理是透過本模塊為中介，將網(wǎng)絡上欲傳給FBs-PLC的以太網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)絡封包并將其傳回網(wǎng)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(tài)變化。 
     

 2.2 無線網(wǎng)路架構方式
     依據(jù)不同的網(wǎng)絡應用型態(tài)，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(wǎng)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(wǎng)絡上，如此即完成一筆命令的循環(huán)。
本章主要介紹無線網(wǎng)絡架構的方式。系統(tǒng)架構如下圖所示： 

                           圖2.1無線網(wǎng)絡架構
     在永宏PLC原先的網(wǎng)絡通訊基礎上，只需添加2臺網(wǎng)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(tǒng)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，F(xiàn)Bs-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(wǎng)絡線的接線方法列表于下。 

             表2.1永宏PLC以太網(wǎng)絡規(guī)格
本單元里采用無線路由器與FBs-CM25E進行網(wǎng)絡信息的交換，一頭使用RJ-45水晶頭與路由器鏈接，在網(wǎng)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，F(xiàn)Bs-CM25E面板上的“LINK”指示燈會常亮。實際的系統(tǒng)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(jù)無線AP的品牌不同，在與通訊模塊連線是使用對等網(wǎng)線還是交叉網(wǎng)線，這個要依據(jù)AP的說明而對，版本越新的 AP設備，基本上都采用直通網(wǎng)線就可以實現(xiàn)無線AP與FBs-CBE的聯(lián)系。這里我們采用的是一款D-LINK的無線AP，采用交叉線，將網(wǎng)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(wǎng)絡設備的品牌不同，出廠時默認的網(wǎng)絡設定信息也會存在差異。所以我們必須先對每個網(wǎng)絡設備做相關的LAN端口信息設定，將他們規(guī)劃到同一個網(wǎng)絡中來。以下為默認的IP信息： 

本次將網(wǎng)絡規(guī)劃到192.168.0.1網(wǎng)關當作來。所以事先先將APLHA的網(wǎng)絡信息修改。永宏網(wǎng)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。 

                 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(wǎng)絡處于開啟狀態(tài)，并作為AP模式(即服務器模式)。然后使用網(wǎng)線將電腦與D-LINK無線AP連接起來。這里電腦需要現(xiàn)在做網(wǎng)絡端口的設定，講IP端設定在192.168.0.1的網(wǎng)段內(nèi)，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(wǎng)絡。 

               圖2.3 D-LINK無線AP設定頁面
點擊我們使用的ALPHA-WLAN網(wǎng)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(wǎng)絡搭建將完成。若需要驗證網(wǎng)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(wǎng)絡的響應。

2.4 永宏通訊模塊設定
      配合以太網(wǎng)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 

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

            圖2.5 “ther_cfg”參數(shù)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(wǎng)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。 

         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(wǎng)接口的應用
      通過網(wǎng)絡設定后得到以下一個網(wǎng)絡： 

                              圖3.1 虛擬網(wǎng)絡示意圖
虛擬網(wǎng)絡的信息只需要在主站1對從站5進行數(shù)據(jù)的讀寫就可以完成數(shù)據(jù)的交換，以太網(wǎng)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(shù)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。 

                       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(tài)，當端口4正在通訊時M1938為OFF狀態(tài)。這里使用M1938是實現(xiàn)通訊指令的不斷循環(huán)進行中，直至M50斷開為止。FUN151指令中：
PT：為指定數(shù)據(jù)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(wǎng)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(nèi)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(nèi)容如下：。 

         圖3.3 通訊命令表格

4. 結束語
        PLC 在運用互聯(lián)網(wǎng)與PLC 進行遠程通信, 具有使用簡單、可靠性高、運行穩(wěn)定、調(diào)節(jié)靈活等優(yōu)點。加之能很便利的組網(wǎng)，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(qū)，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(wǎng)的PLC 通信技術研究. 西安工業(yè)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(yè)于合肥工業(yè)大學自動化系
主要從事自動化行業(yè)的技術支持與行業(yè)應用工作