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1、第第5章章工业以太网工业以太网中国矿业大学中国矿业大学胡青松胡青松Page 2第第5章章工业以太网工业以太网概述概述典型的工业以太网实时通讯技术典型的工业以太网实时通讯技术5.3 5.3 基于基于S7-300PLCS7-300PLC的工业以太网通信的工业以太网通信5.4 5.4 基于以太网和嵌入式基于以太网和嵌入式Web ServerWeb Server的控制器开发的控制器开发 Page 3工业以太网S7-300CP343-1 ITCP 343-1 ITVS 721VS LinkVGASIMATIC SpectationVS Link 软件VS 72x 图像VS 723 VS 725Page
2、45.1.1 5.1.1 工业以太网发展背景及应用情况工业以太网发展背景及应用情况 随随着着信信息息技技术术的的不不断断发发展展，信信息息交交换换技技术术覆覆盖盖了了各各行行各各业业。在在自自动动化化领领域域，越越来来越越多多的的企企业业需需要要建建立立包包含含从从工工厂厂现现场场设设备备层层到到控控制制层层、管管理理层层等等各各个个层层次次的的综综合合自自动动化化网网络络管管控平台，建立以工业控制网络技术为基础的企业信息化系统。控平台，建立以工业控制网络技术为基础的企业信息化系统。 工工业业以以太太网网提提供供了了针针对对制制造造业业控控制制网网络络的的数数据据传传输输的的以以太太网网标标准
3、准。该该技技术术基基于于工工业业标标准准，利利用用了了交交换换以以太太网网结结构构，有有很很高高的的网网络络安安全全性性、可可操操作作性性和和实实效效性性，最最大大限限度度地地满满足足了了用用户户和和生生产产厂厂商商的的需需求求。工工业业以以太太网网以以其其特特有有的的第第成成本本、高高实实效效、高高扩扩展展性性及及高高智智能能的的魅魅力力，吸吸引引着着越越来来越越多多的的制制造造业厂商。业厂商。第第5 5章章 工业以太网工业以太网Page 5所谓工业以太网，一般来讲是指技术上与商用以太网所谓工业以太网，一般来讲是指技术上与商用以太网(即标准即标准)兼容，但在产品设计时，在材质的选用、产品的强
4、度、适用性以兼容，但在产品设计时，在材质的选用、产品的强度、适用性以及实时性、可互操作性、可靠性、抗干扰性和本质安全等方面能及实时性、可互操作性、可靠性、抗干扰性和本质安全等方面能满足工业现场的需要。满足工业现场的需要。以太网进入工业自动化领域的直接原因是，现场总线多种标以太网进入工业自动化领域的直接原因是，现场总线多种标准并存，异种网络通信困难。在这样的技术背景下，以太网逐步准并存，异种网络通信困难。在这样的技术背景下，以太网逐步应用于工业控制领域，并且快速发展。应用于工业控制领域，并且快速发展。工业以太网的发展得益于以太网多方面的技术进步。首先是工业以太网的发展得益于以太网多方面的技术进步
5、。首先是通信速率的提高，其次由于采用星形网络拓扑结构和交换技术，通信速率的提高，其次由于采用星形网络拓扑结构和交换技术，使以太网交换机的各端口之间数据帧的输入和输出不再受使以太网交换机的各端口之间数据帧的输入和输出不再受CSMA/CD机制的制约，避免了冲突；再加上全双工通信方式使机制的制约，避免了冲突；再加上全双工通信方式使端口间两对双绞线端口间两对双绞线(或光纤或光纤)上分别同时接收和发送数据，而不发上分别同时接收和发送数据，而不发生冲突。生冲突。5.1.1工业以太网发展背景及应用情况工业以太网发展背景及应用情况Page 6工业网络与传统办公室网络的比较工业网络与传统办公室网络的比较Page
6、 7n工业以太网产品的设计制造必须充分考虑并满足工业网络应用的需要。工工业以太网产品的设计制造必须充分考虑并满足工业网络应用的需要。工业现场对工业以太网产品的要求包括：业现场对工业以太网产品的要求包括：n工业生产现场环境的高温、潮湿、空气污浊以及腐蚀性气体的存在，要求工业生产现场环境的高温、潮湿、空气污浊以及腐蚀性气体的存在，要求工业级的产品具有气候环境适应性，并要求耐腐蚀、防尘和防水。工业级的产品具有气候环境适应性，并要求耐腐蚀、防尘和防水。n工业生产现场的粉尘、易燃易爆和有毒性气体的存在，需要采取防爆措施工业生产现场的粉尘、易燃易爆和有毒性气体的存在，需要采取防爆措施保证安全生产。保证安全
7、生产。n工业生产现场的振动、电磁干扰大，工业控制网络必须具有机械环境适应工业生产现场的振动、电磁干扰大，工业控制网络必须具有机械环境适应性（如耐振动、耐冲击）、电磁环境适应性或电磁兼容性（性（如耐振动、耐冲击）、电磁环境适应性或电磁兼容性（EMC:ElectroMagneticCompatibility）等。）等。n工业网络器件的供电，通常是采用柜内低压直流电源标准，大多的工业环工业网络器件的供电，通常是采用柜内低压直流电源标准，大多的工业环境中控制柜内所需电源为低压境中控制柜内所需电源为低压24V直流。直流。n采用标准导轨安装，安装方便，适用于工业环境安装的要求。工业网络器采用标准导轨安装，
8、安装方便，适用于工业环境安装的要求。工业网络器件要能方便地安装在工业现场控制柜内，并容易更换。件要能方便地安装在工业现场控制柜内，并容易更换。工业以太网络的特点工业以太网络的特点Page 85.1.2 5.1.2 工业以太网的主要技术工业以太网的主要技术首先是应用层和用户层技术。对应于首先是应用层和用户层技术。对应于ISO/OSI七层通信模型，以七层通信模型，以太网技术规范只映射为其中的物理层和数据链路层，而对较高的层太网技术规范只映射为其中的物理层和数据链路层，而对较高的层次如会话层、表示层、应用层等没有作技术规定，其中应用层和用次如会话层、表示层、应用层等没有作技术规定，其中应用层和用户层
9、技术是工业以太网的最主要的技术；户层技术是工业以太网的最主要的技术；第二，是网络层、传输层及其相关技术，网络层和传输层协议目第二，是网络层、传输层及其相关技术，网络层和传输层协议目前以前以TCP/IP协议为主，但许多厂家结合了中间件技术，从而大大改协议为主，但许多厂家结合了中间件技术，从而大大改善了以太网性能；善了以太网性能；第三，以太网的稳定性与可靠性技术。以太网应用于工业控制领第三，以太网的稳定性与可靠性技术。以太网应用于工业控制领域的另一个主要问题是，它所用的接插件、集线器、交换机和线缆域的另一个主要问题是，它所用的接插件、集线器、交换机和线缆等均是为商用领域设计的，而未针对较恶劣的工业
10、现场环境来设计，等均是为商用领域设计的，而未针对较恶劣的工业现场环境来设计，如高温、低温、防尘、抗干扰等，如何使以太网产品适应恶劣的工如高温、低温、防尘、抗干扰等，如何使以太网产品适应恶劣的工业现场环境，也是工业以太网的主要技术。业现场环境，也是工业以太网的主要技术。 Page 9工业以太网要在应用层、用户层等高层做一些具体规定，一方面满足工业以太网要在应用层、用户层等高层做一些具体规定，一方面满足工业自动化的行业需求，同时需要在应用层、用户层等高层协议满足开工业自动化的行业需求，同时需要在应用层、用户层等高层协议满足开放系统的要求，满足互操作条件。放系统的要求，满足互操作条件。整合以太网技术
11、的现场总线技术和产品有多个方面的意义：一方面使整合以太网技术的现场总线技术和产品有多个方面的意义：一方面使工业以太网市场占有率快速提高，另一方面，这种整合的初衷是利用以工业以太网市场占有率快速提高，另一方面，这种整合的初衷是利用以太网传输工业数据，而实际上同时也把现场总线的应用层技术整合到了太网传输工业数据，而实际上同时也把现场总线的应用层技术整合到了工业以太网技术之中。工业以太网技术之中。采用成熟的应用层和用户层技术，还可以增强工业以太网的确定性和采用成熟的应用层和用户层技术，还可以增强工业以太网的确定性和实时性。实时性。5.1.2 5.1.2 工业以太网的应用层技术工业以太网的应用层技术P
12、age 102 2网络层、传输层及其相关技术网络层、传输层及其相关技术 TCP/IP和和UDP/IP都广泛应用于工业以太网数据传输与管理。都广泛应用于工业以太网数据传输与管理。近年来，近年来，TCP/IP用于工业以太网的非实时数据通讯，而实时数用于工业以太网的非实时数据通讯，而实时数据通讯则采用据通讯则采用UDP/IP协议。协议。 工业以太网数据传输和管理的一个典型技术是，在应用层和工业以太网数据传输和管理的一个典型技术是，在应用层和传输层之间增加中间件，对数据通讯进行管理和控制。传输层之间增加中间件，对数据通讯进行管理和控制。Page 11 Ethernet进入工业控制领域的另一个主要问题是
13、，它所进入工业控制领域的另一个主要问题是，它所用的接插件、集线器、交换机和线缆等均是为商用领域设计用的接插件、集线器、交换机和线缆等均是为商用领域设计的，而未针对较恶劣的工业现场环境来设计的，而未针对较恶劣的工业现场环境来设计(如冗余直流电源如冗余直流电源输入、高温、低温、防尘等输入、高温、低温、防尘等)，故商用网络产品不能应用在有，故商用网络产品不能应用在有较高可靠性要求的恶劣工业现场环境中。较高可靠性要求的恶劣工业现场环境中。 2 2稳定性与可靠性稳定性与可靠性Page 121 1HSE(HSE(高速以太网高速以太网) )几种典型的工业以太网简介几种典型的工业以太网简介Page 13 FF
14、 HSE的的14层由现有的以太网、层由现有的以太网、TCP/IP和和IEEE标准所定义，标准所定义，HSE和和H1使用同样的用户层，现场总线信息规范（使用同样的用户层，现场总线信息规范（FMS）在）在H1中中定义了服务接口，现场设备访问代理（定义了服务接口，现场设备访问代理（FDA）为）为HSE提供接口。用提供接口。用户层规定功能模块、设备描述（户层规定功能模块、设备描述（DD）、功能文件（）、功能文件（CF）以及系统）以及系统管理（管理（SM）。）。 HSE网络遵循标准的以太网规范，并根据过程控制的需要适当网络遵循标准的以太网规范，并根据过程控制的需要适当增加了一些功能，但这些增加的功能可以
15、在标准的增加了一些功能，但这些增加的功能可以在标准的Ethernet结构框结构框架内无缝地进行操作，因而架内无缝地进行操作，因而FF HSE总线可以使用当前流行的商用总线可以使用当前流行的商用（COTS）以太网设备。）以太网设备。 HSE(High Speed Ethernet Fieldbus)由现场总线基金会组织由现场总线基金会组织(FF)制定，是对制定，是对FF-H1的高速网段的解决方案，它与的高速网段的解决方案，它与H1现场总线现场总线整合构成信息集成开放的体系结构整合构成信息集成开放的体系结构。1HSEPage 14 该总线使用框架式以太网（该总线使用框架式以太网（Shelf Eth
16、ernet）技术，传输速率）技术，传输速率从从100Mbps到到1Gbps或更高。或更高。 HSE完全支持完全支持FF-H1现场总线的各项功能，诸如功能块和装现场总线的各项功能，诸如功能块和装置描述语言等，并允许基于以太网的装置通过连接装置与置描述语言等，并允许基于以太网的装置通过连接装置与H1装置装置相连接。连接到一个连接装置上的相连接。连接到一个连接装置上的H1装置无须主系统的干预就可装置无须主系统的干预就可以进行对等层通信。连接到一个连接装置上的以进行对等层通信。连接到一个连接装置上的H1装置同样无须主装置同样无须主系统的干预，也可以与另一个连接装置上的系统的干预，也可以与另一个连接装置
17、上的H1装置直接进行通信。装置直接进行通信。HSE主要用于过程控制级别的一种现场总线标准，目前主要主要用于过程控制级别的一种现场总线标准，目前主要用于两种情况：一类是计算量过大而不适合在现场仪表中进行的用于两种情况：一类是计算量过大而不适合在现场仪表中进行的高层次模型或调度运算；第二类是多条高层次模型或调度运算；第二类是多条H1总线或其它网络的网关总线或其它网络的网关桥路器。桥路器。 1HSEPage 152PROFInetnPROFInet由西门子公司和由西门子公司和PROFIBUS用户协会开发，是一种用户协会开发，是一种基于组件的分布式以太网通讯系统。基于组件的分布式以太网通讯系统。Pag
18、e 16 PROFInet支持开放的、面向对象的通信，这种通信建立在普遍使支持开放的、面向对象的通信，这种通信建立在普遍使用的用的TCP/IP基础之上。基础之上。 PROFInet没有定义其专用工业应用协议。使用已有的没有定义其专用工业应用协议。使用已有的IT标准，它标准，它的对象模式基于微软公司组件对象的对象模式基于微软公司组件对象 (COM) 技术。对于网络上所有分技术。对于网络上所有分布式对象之间的交互操作，均使用微软公司的布式对象之间的交互操作，均使用微软公司的DCOM协议和标准协议和标准TCP和和UDP协议协议 。PROFInet用于用于PROFIBUS的纵向集成，它能将现有的的纵向
19、集成，它能将现有的PROFIBUS网络通过代理服务器网络通过代理服务器(Proxy)连接到以太网上，从而将工连接到以太网上，从而将工厂自动化和企业信息管理自动化有机地融合为一体。系统可以通过代厂自动化和企业信息管理自动化有机地融合为一体。系统可以通过代理服务器实现与其它现场总线系统的集成。理服务器实现与其它现场总线系统的集成。 PROFInet通过优化的通信机制满足实时通信的要求。它的基于以通过优化的通信机制满足实时通信的要求。它的基于以太网的通信有太网的通信有3种，基于组件的系统主要用于控制器与控制器通讯；种，基于组件的系统主要用于控制器与控制器通讯；PROFInet-SRT软实时系统用于控
20、制器与软实时系统用于控制器与I/O设备通讯；设备通讯；PROFInet-IRT硬实时系统用于运动控制。硬实时系统用于运动控制。2PROFInetPage 173Modbus/TCPModbus/TCP Modbus/TCP是由是由Schneider公司于公司于1999 年公布的一种以太网技术。年公布的一种以太网技术。Modbus/TCP基本上没有对基本上没有对Modbus协议本身进行修改协议本身进行修改,只是为了满足控只是为了满足控制网络实时性的需要，改变了数据的传输方法和通信速率。制网络实时性的需要，改变了数据的传输方法和通信速率。Modbus/TCP在应用层采用与常规的在应用层采用与常规的
21、Modbus/RTU协议相同的登协议相同的登记方式，采用一种面向连接的通信方式记方式，采用一种面向连接的通信方式,即每一个呼叫都要求一个应答。即每一个呼叫都要求一个应答。这种呼叫这种呼叫/应答的机制与应答的机制与Modbus的主的主/从机制相互配合从机制相互配合,使使Modbus/TCP交换式以太网具有很高的确定性。交换式以太网具有很高的确定性。Modbus/TCP允许利用网络浏览器查看控制网络中设备的运行情况。允许利用网络浏览器查看控制网络中设备的运行情况。Schneider公司已经为公司已经为Modbus注册了注册了502端口端口,这样就可以将实时数据这样就可以将实时数据嵌入到网页中。通过
22、在设备中嵌入嵌入到网页中。通过在设备中嵌入WebServer，即可将，即可将Web浏览器作浏览器作为设备的操作终端。为设备的操作终端。Modbus/TCP所包括的设备类型为所包括的设备类型为:连接到连接到Modbus/TCP网络上的网络上的客户机和服务器；用于客户机和服务器；用于Modbus/TCP网络和串行线子网互连的网桥、网络和串行线子网互连的网桥、路由器或网关等互连设备。路由器或网关等互连设备。Page 183Modbus/TCPModbus/TCPPage 19 4EtherNet/IPEtherNet/IP EtherNet/IP由由ODVA开发，开发，2000年年3月推出，得到了月
23、推出，得到了IAONA、IEA、CI、ODVA等组织的支持。等组织的支持。EtherNet/IP 利用现有的以太网通讯芯片和利用现有的以太网通讯芯片和物理介质，所有标准的以太网通信模块，如物理介质，所有标准的以太网通信模块，如PC接口卡、电缆、连接器、接口卡、电缆、连接器、集线器和开关都能与集线器和开关都能与EtherNet/IP一起使用。应用层使用已用于一起使用。应用层使用已用于ControlNet和和DeviceNet的控制和信息协议的控制和信息协议 (CIP)。 CIP提供了一系列标准的服务，提供提供了一系列标准的服务，提供“隐式隐式”和和“显示显示”方式对网方式对网络设备中的数据进行访
24、问和控制。络设备中的数据进行访问和控制。CIP数据包必须在通过以太网发送前数据包必须在通过以太网发送前经过封装，并根据请求服务类型而赋予一个报文头。经过封装，并根据请求服务类型而赋予一个报文头。应用于控制场合的应用于控制场合的EtherNet/IP网络拓扑一般采用有源星型拓扑网络拓扑一般采用有源星型拓扑(10/100Mb/s)，成组的设备采用点对点方式连接到以太网交换机。，成组的设备采用点对点方式连接到以太网交换机。Page 204EtherNet/IPEtherNet/IPPage 21 2001年年B&R公司率先提出公司率先提出Powerlink技术。技术。Powerlink的目标是确定性
25、、的目标是确定性、实时性工业以太网。实时性工业以太网。Powerlink主要有两个方面的技术特点：一是能够与主要有两个方面的技术特点：一是能够与IT技术无缝连接，技术无缝连接，可以继续应用可以继续应用IP协议族；另一方面，开发了网络协议栈取代传统的协议族；另一方面，开发了网络协议栈取代传统的TCP/IP协议栈，从根本上实现了网络数据的有效控制和管理。协议栈，从根本上实现了网络数据的有效控制和管理。Powerlink在通信管理上引入了管理节点和控制节点的概念。整个网在通信管理上引入了管理节点和控制节点的概念。整个网络有唯一的管理节点，在管理节点统一调度下，管理节点和控制节点之间、络有唯一的管理节
26、点，在管理节点统一调度下，管理节点和控制节点之间、以及控制节点之间的通信周期地进行。每个通信周期可以有对应的时间域以及控制节点之间的通信周期地进行。每个通信周期可以有对应的时间域用于传输实时数据和标准以太网数据流。用于传输实时数据和标准以太网数据流。Powerlink工作模式分为开放模式、保护模式和基本以太网模式，工作模式分为开放模式、保护模式和基本以太网模式，3种模式之间可以方便切换。开放模式允许种模式之间可以方便切换。开放模式允许Powerlink网络中直接连接标准网络中直接连接标准以太网设备，即不需要分离的网络；保护模式需要网络分离，即标准以太以太网设备，即不需要分离的网络；保护模式需要
27、网络分离，即标准以太网设备需要经过网关访问网设备需要经过网关访问Powerlink节点；对于基本以太网模式，节点；对于基本以太网模式，Powerlink节点就成为标准以太网设备节点就成为标准以太网设备。5PowerlinkPage 225PowerlinkPage 236EPA EPA是我国第一个被国际认可和接收的工业自动化领域的标准。是我国第一个被国际认可和接收的工业自动化领域的标准。 EPA完全兼容、完全兼容、IEEE802.1P&Q、以及、以及UDP（TCP）/IP等协议。等协议。采用采用UDP协议传输协议传输EPA协议报文，以减少协议处理时间，提高报文协议报文，以减少协议处理时间，提高
28、报文传输的实时性。商用通信线缆均可应用于传输的实时性。商用通信线缆均可应用于EPA系统中，但必须满足工业系统中，但必须满足工业现场应用环境的可靠性要求。支持其它以太网现场应用环境的可靠性要求。支持其它以太网/无线局域网无线局域网/蓝牙上的其蓝牙上的其它协议报文的并行传输。它协议报文的并行传输。EPA系统中，根据通信关系，将控制现场划分为若干个控制区域，系统中，根据通信关系，将控制现场划分为若干个控制区域，每个区域通过一个每个区域通过一个EPA网桥互相分隔；不同控制区域间的通信由网桥互相分隔；不同控制区域间的通信由EPA网网桥进行转发；在一个控制区域内，每个桥进行转发；在一个控制区域内，每个EP
29、A设备按事先组态的分时发送设备按事先组态的分时发送原则向网络上发送数据，由此避免了碰撞，保证了原则向网络上发送数据，由此避免了碰撞，保证了EPA设备间通信的确设备间通信的确定性和实时性。定性和实时性。Page 246EPAPage 25 实时通讯技术是工业以太网的核心技术。针对不同实时性要求，实时通讯技术是工业以太网的核心技术。针对不同实时性要求，提供完善的解决方案，它是各个公司、组织重要的技术攻关内容。提供完善的解决方案，它是各个公司、组织重要的技术攻关内容。5.2.1 PROFInet5.2.1 PROFInet的实时通讯解决方案的实时通讯解决方案 1PROFInet通讯技术通讯技术基本基
30、本思路思路 PROFInet解解决方案的基本思决方案的基本思想是，对不同实想是，对不同实时要求的信息采时要求的信息采用不同的实时通用不同的实时通道技术。道技术。 典型的工业以太网实时通讯技术典型的工业以太网实时通讯技术Page 26 实时性要求的实时性要求的3个范围个范围:信息集成和较低要求的过程自动化应用场合信息集成和较低要求的过程自动化应用场合,实时响应时间要求是实时响应时间要求是100ms或更长；或更长；绝大多数的工厂自动化应用场合实时响应时间的要求最少为绝大多数的工厂自动化应用场合实时响应时间的要求最少为510ms；对于高性能的同步运动控制应用对于高性能的同步运动控制应用,特别是在特别
31、是在100个节点下的伺服运动控制个节点下的伺服运动控制应用场合应用场合,实时响应时间要求低于实时响应时间要求低于1ms,同步传送和抖动小于同步传送和抖动小于1s。 2 2PROFInetPROFInet通讯协议模型通讯协议模型 PROFInet提供三个类型的通信通道：标准通信通道和两类实时通信提供三个类型的通信通道：标准通信通道和两类实时通信通道。通道。标准通道标准通道是使用是使用TCP/IP协议的非实时通信通道协议的非实时通信通道, 应用层使用通用的应用层使用通用的IT应用层协议，主要用于设备参数化组态和读取诊断数据；应用层协议，主要用于设备参数化组态和读取诊断数据；实时通道实时通道RT是软
32、实时是软实时SR方案方案,主要用于过程数据的高性能循环传输事件和事件控制的主要用于过程数据的高性能循环传输事件和事件控制的信号与报警。信号与报警。5.2.1 PROFInet5.2.1 PROFInet的实时通讯解决方案的实时通讯解决方案 Page 27图图5.2 PROFInet5.2 PROFInet通信协议模型通信协议模型5.2.1 PROFInet5.2.1 PROFInet的实时通讯解决方案的实时通讯解决方案 Page 28 实时通道缩短了通信栈软件的处理时间，特别适用于高性实时通道缩短了通信栈软件的处理时间，特别适用于高性能传输过程数据的等时同步传输以及快速的时钟同步运动控制能传输
33、过程数据的等时同步传输以及快速的时钟同步运动控制。PROFInet在第二层上为快速以太网定义了在第二层上为快速以太网定义了IRT时间槽控制时间槽控制传送过程。时间槽能够指定对时间要求苛刻的数据传输。循环传送过程。时间槽能够指定对时间要求苛刻的数据传输。循环传输的实时信息帧在实时通道中分配传输的实时信息帧在实时通道中分配,而而TCP/IP信息帧在标准通信息帧在标准通道中传输。道中传输。5.2.1 PROFInet5.2.1 PROFInet的实时通讯解决方案的实时通讯解决方案 Page 295.2.2 Powerlink5.2.2 Powerlink的实时通讯解决方案的实时通讯解决方案1 1Po
34、werlinkPowerlink基于时间片的分时调度方式基于时间片的分时调度方式 Powerlink通讯方案是，在通讯方案是，在MAC层之上实现了一个基于主层之上实现了一个基于主-从式轮询从式轮询机制的调度策略机制的调度策略,使用时间槽来分配发送许可。使用时间槽来分配发送许可。为了提高实时数据的传输效率为了提高实时数据的传输效率,该方案在与该方案在与TCP/IP协议对等的层次上开发协议对等的层次上开发了自定义的实时数据封装协议，而对于非实时性数据了自定义的实时数据封装协议，而对于非实时性数据,仍采用普通的仍采用普通的TCP/IP协议传输。协议传输。管理节点对管理节点对Powerlink网络统一
35、调度。所有控制节点在管理节点上登网络统一调度。所有控制节点在管理节点上登记组态记组态,得到允许后才能发送数据得到允许后才能发送数据,从根本上避免了数据冲突。从根本上避免了数据冲突。管理节点负责为各个节点之间数据通信分配时间信道管理节点负责为各个节点之间数据通信分配时间信道,对于实时数据对于实时数据,信信道时间较窄道时间较窄,可以精确管理；对于标准以太网数据包可以精确管理；对于标准以太网数据包,首先拆成小包首先拆成小包(长度可长度可以设置以设置,典型值为典型值为256字节字节)，然后纳入相应信道进行管理，然后纳入相应信道进行管理,因而数据也是确因而数据也是确定性的。这种通信管理方式称为窄道通信网
36、络管理定性的。这种通信管理方式称为窄道通信网络管理SCNM。窄道通信周期包括起始域窄道通信周期包括起始域、周期域、异步域、周期域、异步域和空闲域和空闲域(IdlePeriod)4个时间域。个时间域。Page 30图图5.3 5.3 窄道通信周期窄道通信周期 5.2.2 Powerlink5.2.2 Powerlink的实时通讯解决方案的实时通讯解决方案Page 31l 在周期起始数据流之后在周期起始数据流之后,管理节点在周期域依次向每个节点发送管理节点在周期域依次向每个节点发送轮询轮询,控制节点收到轮询后发送响应报文控制节点收到轮询后发送响应报文,每个周期域有结束数据流。每个周期域有结束数据流
37、。l 轮询和响应报文都可以包含应用数据轮询和响应报文都可以包含应用数据,但是轮询只是从管理节点但是轮询只是从管理节点发送到目标控制节点发送到目标控制节点,响应报文则以广播形式进行发布响应报文则以广播形式进行发布,在这种情况下系在这种情况下系统可以适应发布者统可以适应发布者/订阅者通信方式。订阅者通信方式。l Powerlink通过特定的节点识别数据流来识别在线节点。在线通过特定的节点识别数据流来识别在线节点。在线节点的数据交换请求在调度队列中进行登记。节点的数据交换请求在调度队列中进行登记。l当确认队列中没有实时数据交换需要时当确认队列中没有实时数据交换需要时,系统进入异步时间域。系统进入异步
38、时间域。异步通信主要传输以太网数据流。异步通信主要传输以太网数据流。l管理节点以广播形式发布通信周期起始数据流管理节点以广播形式发布通信周期起始数据流,控制节点以接收控制节点以接收该数据流时间作为时间基准。在窄道通信中该数据流时间作为时间基准。在窄道通信中,起始数据流的发送由系统起始数据流的发送由系统时间控制时间控制,而其它数据通信靠事件触发。而其它数据通信靠事件触发。1.1.PowerlinkPowerlink基于时间片的分时调度方式基于时间片的分时调度方式Page 32图图5.4 典型的典型的Powerlink网络体系结构网络体系结构2 2PowerlinkPowerlink网络体系结构网
39、络体系结构Page 335.2.3 EPA5.2.3 EPA的实时通讯解决方案的实时通讯解决方案1 1EPAEPA的通讯模型的通讯模型 EPA采用了以太网和无线通信网络等信息网络成熟的技术和产品，采用了以太网和无线通信网络等信息网络成熟的技术和产品，参照参照ISO/OSI七层通信结构模型，取其物理层、数据链路层、网络层、七层通信结构模型，取其物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层，并在应用层之上增加用户层，共构成六层结构的通传输层、应用层，并在应用层之上增加用户层，共构成六层结构的通信模型。信模型。EPA应用层规范为应用层规范为EPA设备之间实时和非实时的传输数据提供通设备之间实时和非实时
40、的传输数据提供通信通道和服务接口。它由信通道和服务接口。它由EPA实时通信规范和非实时通信协议两部分实时通信规范和非实时通信协议两部分组成。组成。为了提高网络的实时性能，为了提高网络的实时性能，EPA对对ISO/IEC88021协议规定的数协议规定的数据链路层进行了扩展，在其之上增加了一个据链路层进行了扩展，在其之上增加了一个EPA通信调度管理实体通信调度管理实体EPA-CSME。EPA-CSME不改变不改变IEC880213数据链路层提供的服务，数据链路层提供的服务，也不改变与物理层的接口，只是完成对数据报文的调度管理。也不改变与物理层的接口，只是完成对数据报文的调度管理。Page 34非实
41、时非实时应用程序应用程序DHCP地址地址分配分配协议协议SNTP系统系统时钟时钟同步同步协议协议HTTP协议协议FTP协议协议其他其他标准标准协议协议UDPTCPIEEE802.3/IEEE802.11/IEEE802.15IPSNMP简单简单网络网络管理管理协议协议EPA应应用层服用层服务务EPA管理功能块应用进程管理功能块应用进程功能块功能块应用进程应用进程EPA管理管理服务服务EPA管理管理信息信息库库EPA套接字套接字映射接口映射接口 图图5.5 EPA5.5 EPA引用的信息网络技术引用的信息网络技术ICMP IGMP ARP5.2.3 EPA5.2.3 EPA的实时通讯解决方案的实
42、时通讯解决方案Page 352 2EPAEPA网络拓扑和周期调度网络拓扑和周期调度 EPA网络拓扑结构由两级网络组成网络拓扑结构由两级网络组成,即过程监控即过程监控L2网和现场设备网和现场设备级级L1网。网。 现场设备级现场设备级L1网用于工业生产现场的各种现场设备网用于工业生产现场的各种现场设备(如变送器、如变送器、执行机构和分析仪器等执行机构和分析仪器等)之间以及现场设备与之间以及现场设备与L2网的连接，过程监网的连接，过程监控级控级L2网主要用于控制室仪表、装置以及人机接口之间的连接。网主要用于控制室仪表、装置以及人机接口之间的连接。 无论是无论是L1网还是网还是L2网网,均可分为一个或
43、几个微网段。在一个均可分为一个或几个微网段。在一个EPA微网段内，所有微网段内，所有EPA设备的通信均按周期进行设备的通信均按周期进行,完成一个通信周期所完成一个通信周期所需的时间需的时间T称为一个通信宏周期。称为一个通信宏周期。 通信宏周期通信宏周期T分为两个阶段分为两个阶段,第一阶段为周期报文传输阶段第一阶段为周期报文传输阶段Tp第第二个阶段为非周期报文传输阶段二个阶段为非周期报文传输阶段T。5.2.3 EPA5.2.3 EPA的实时通讯解决方案的实时通讯解决方案Page 36图5.6 EPA网络拓扑结构EPA主设备EPA主设备EPA网桥工业以太网现场设备工业以太网I/O设备现场子网段EP
44、A网桥无线现场设备工业以太网现场设备无线现场设备无线子网EPA网桥以太网/无线网关现场子网段工业以太网现场设备无线现场设备工业以太网现场设备过程监控级5.2.3 EPA5.2.3 EPA的实时通讯解决方案的实时通讯解决方案Page 375.3 5.3 基于基于S7-300PLCS7-300PLC的工业以太网通信的工业以太网通信n5.3.1 5.3.1 西门子工业以太网硬件基本情况西门子工业以太网硬件基本情况 1 1 1 1、基本类型、基本类型、基本类型、基本类型（1 1）10Mbit/s10Mbit/s工业以太网工业以太网工业以太网工业以太网 应用基带传输技术，基于，利用应用基带传输技术，基于
45、，利用应用基带传输技术，基于，利用应用基带传输技术，基于，利用CSMA/CDCSMA/CD介质访问方法介质访问方法介质访问方法介质访问方法的单元级、控制级传输网络。传输速率为的单元级、控制级传输网络。传输速率为的单元级、控制级传输网络。传输速率为的单元级、控制级传输网络。传输速率为10Mbit/s10Mbit/s，传输介，传输介，传输介，传输介质为同轴电缆、屏蔽双绞线或光纤。质为同轴电缆、屏蔽双绞线或光纤。质为同轴电缆、屏蔽双绞线或光纤。质为同轴电缆、屏蔽双绞线或光纤。（2 2）100Mbit/s100Mbit/s快速以太网快速以太网快速以太网快速以太网 基于以太网技术，传输速率为基于以太网技
46、术，传输速率为基于以太网技术，传输速率为基于以太网技术，传输速率为100Mbit/s100Mbit/s，传输介质，传输介质，传输介质，传输介质为屏蔽双绞线或光纤为屏蔽双绞线或光纤为屏蔽双绞线或光纤为屏蔽双绞线或光纤。注：市场上主打的是100M和1000M的产品Page 382 2 2 2、网络硬件、网络硬件、网络硬件、网络硬件（1 1 1 1）传输介质）传输介质）传输介质）传输介质 网络的物理传输介质主要根据网络连接距离、数据安全以网络的物理传输介质主要根据网络连接距离、数据安全以网络的物理传输介质主要根据网络连接距离、数据安全以网络的物理传输介质主要根据网络连接距离、数据安全以及传输速率来选
47、择。通常在西门子网络中使用的传输介质包括：及传输速率来选择。通常在西门子网络中使用的传输介质包括：及传输速率来选择。通常在西门子网络中使用的传输介质包括：及传输速率来选择。通常在西门子网络中使用的传输介质包括： 2 2芯双绞线，无屏蔽芯双绞线，无屏蔽芯双绞线，无屏蔽芯双绞线，无屏蔽 2 2芯电缆，无双绞，无屏蔽（例如芯电缆，无双绞，无屏蔽（例如芯电缆，无双绞，无屏蔽（例如芯电缆，无双绞，无屏蔽（例如AS-interfacebusAS-interfacebus） 2 2芯屏蔽双绞线（例如芯屏蔽双绞线（例如芯屏蔽双绞线（例如芯屏蔽双绞线（例如PROFIBUSPROFIBUS） 同轴电缆（例如同轴电
48、缆（例如同轴电缆（例如同轴电缆（例如IndustrialEtherenetIndustrialEtherenet） 光纤（例如光纤（例如光纤（例如光纤（例如PROFIBUS/IndustrialEtherenetPROFIBUS/IndustrialEtherenet） 无线通信（例如：红外线和无线电通信）无线通信（例如：红外线和无线电通信）无线通信（例如：红外线和无线电通信）无线通信（例如：红外线和无线电通信）n5.3.1 5.3.1 西门子工业以太网硬件基本情况西门子工业以太网硬件基本情况 Page 39（2 2）网络部件）网络部件 工业以太网链路模块工业以太网链路模块OLMOLM、ELM
49、ELMOLM（光链路模块）有（光链路模块）有3个个ITP接口和两个接口和两个BFOC接口。接口。ITP接口可以接口可以连接连接3个终端设备或网段，个终端设备或网段，BFOC接口可以连接两个光路设备（如接口可以连接两个光路设备（如OLM等）等），速度为，速度为10Mbit/s。ELM（电气链路模块）有个（电气链路模块）有个ITP接口和接口和1个个AUI接口。通过接口。通过AUI接口，接口，可以将网络设备连接至可以将网络设备连接至LAN上，速度为上，速度为10Mbit/s。 工业以太网交换机工业以太网交换机工业以太网交换机工业以太网交换机OSMOSMOSMOSM、ESMESMESMESMOSM的的
50、产产品品包包括括：OSM TP62、OSM TP22、OSM ITP62、OSMITP62-LD和和OSMBC08。从从型型号号就就可可以以确确定定OSM的的连连接接端端口口类类型型及及数数量量，如如：OSMITP62-LD，其其中中ITP表表示示OSM上上有有ITP电电缆缆接接口口，“6”代代表表电电气气接口数量，接口数量，“2”代表光纤接口数量，代表光纤接口数量，“LD”代表长距离。代表长距离。ESM的的产产品品包包括括：ESMTP40、ESMTP80和和ESMITP80，命命名名规规则则和和OSM相同。相同。n5.3.1 5.3.1 西门子工业以太网硬件基本情况西门子工业以太网硬件基本情
51、况 Page 40图图5.7 OSM ITP62-LD图5.8 ESM TP80图图5.9 CP243-1图图5.10 CP343-1图图5.11 CP443-1Page 41（3）通信处理器）通信处理器常常 用用 的的 工工 业业 以以 太太 网网 通通 信信 处处 理理 器器 （ CP， CommunicatonProcesser，通通信信处处理理单单元元），包包括括用用在在S7 PLC站站上上的的处处理理器器CP243-1系列、系列、CP343-1系列、系列、CP443-1系列等。系列等。CP243-1是是为为S7-200系系列列PLC设设计计的的工工业业以以太太网网通通信信处处理理器器
52、，并并且且支支持持使使用用STEP7-Micro/WIN32软软件件，通通过过以以太太网网对对S7-200进进行行远远程程组组态态、编编程程和和诊诊断断。同同时时，S7-200也也可可以以同同S7-300、S7-400系系列列PLC进行以太网的连接。进行以太网的连接。S7-300系系列列PLC的的以以太太网网通通信信处处理理器器是是CP343-1系系列列。按按照照所所支支持持协协议议的的不不同同，可可以以分分为为CP343-1、CP343-1ISO、CP343-1TCP、CP343-1IT和和CP343-1PN。n5.3.1 5.3.1 西门子工业以太网硬件基本情况西门子工业以太网硬件基本情况
53、 Page 425.3.1 5.3.1 西门子工业以太网硬件基本情况西门子工业以太网硬件基本情况 nS7-400PLC的以太网通信处理器是的以太网通信处理器是CP443-1系列。按照所支持协议系列。按照所支持协议的不同，可以分为的不同，可以分为CP443-1、CP443-1ISO、CP443-1TCP和和CP443-1IT。Page 43表表5.1西门子公司的网络服务西门子公司的网络服务5.3.2西门子支持的网络协议和服务西门子支持的网络协议和服务Page 441 1 1 1标准通信（标准通信（标准通信（标准通信（Standard CommunicationStandard Communica
54、tionStandard CommunicationStandard Communication）表表5.2标准通信协议标准通信协议5.3.2西门子支持的网络协议和服务西门子支持的网络协议和服务Page 45MAP（ManufacturingAutomationProtocol，制造业自动化，制造业自动化协议）提供协议）提供MMS服务，主要用于传输结构化的数据。服务，主要用于传输结构化的数据。MMS是一个是一个符合符合ISO/IES9506-4的工业以太网通信标准，的版本提供了开放统的工业以太网通信标准，的版本提供了开放统一的通信标准，可以连接各个厂商的产品，现在很少应用。一的通信标准，可以连
55、接各个厂商的产品，现在很少应用。 5.3.2西门子支持的网络协议和服务西门子支持的网络协议和服务Page 46表表5.3S5兼容通信兼容通信2 2S5S5兼容通信（兼容通信（S5-compatible CommunicationS5-compatible Communication）SEND/RECEIVE是是SIMATICS5通信的接口，在通信的接口，在S7系统中，将该系统中，将该协议进一步发展为协议进一步发展为S5兼容通信兼容通信“S5-compatibleCommunication”。5.3.2西门子支持的网络协议和服务西门子支持的网络协议和服务Page 47（1 1）ISOISO传输协
56、议传输协议ISO传传输输协协议议支支持持基基于于ISO的的发发送送和和接接收收，数数据据接接收收有有通通信信方方确确认认，通过功能块可以看到确认信息。通过功能块可以看到确认信息。（2 2）TCPTCP传输协议传输协议TCP支支持持基基于于TCP/IP的的发发送送和和接接收收。通通过过TCP，SIMATICS7可可以通过建立以通过建立TCP连接来发送连接来发送/接收数据。接收数据。（3）ISO-on-TCP传输协议传输协议ISO-on-TCP提提供供了了S5兼兼容容通通信信协协议议，通通过过组组态态连连接接来来传传输输数数据据和变量长度。和变量长度。（4）UDP传输协议传输协议UDP了了S5兼兼
57、容容通通信信协协议议，适适用用于于简简单单的的、交交叉叉网网络络的的数数据据传传输输，没有数据确认报文，不检测数据传输的正确性。没有数据确认报文，不检测数据传输的正确性。 5.3.2西门子支持的网络协议和服务西门子支持的网络协议和服务Page 483 3S7S7通信通信S7通通信信集集成成在在每每一一个个SIMATICS7/M7和和C7的的系系统统中中，属属于于OSI参参考考模模型型第第7层层应应用用层层的的协协议议，它它独独立立于于各各个个网网络络，可可以以应应用用于于多多种种网网络（络（MPI、PROFIBUS、工业以太网）。、工业以太网）。S7通通信信通通过过不不断断地地重重复复接接收收
58、数数据据来来保保证证网网络络报报文文的的正正确确。在在SIMATICS7中中，通通过过组组态态建建立立S7连连接接来来实实现现S7通通信信，在在PC上上，S7通通信信需需要要通通过过SAPI-S7借借口口函函数数或或OPC（过过程程控控制制用用对对象象链链接接与与嵌嵌入入）来实现。来实现。在在STEP7中中，S7通通信信需需要要调调用用功功能能块块SFB（S7-400）或或FB（S7-300），最最大大的的通通信信数数据据可可以以达达64KB。对对于于S7-400，可可以以使使用用系系统统功功能能块块SFB来来实实现现S7通通信信，对对于于S7-300，可可以以调调用用相相应应得得FB功功能能
59、块块进进行行S7通信通信.5.3.2西门子支持的网络协议和服务西门子支持的网络协议和服务Page 49表表5.4S7通信功能块通信功能块5.3.2西门子支持的网络协议和服务西门子支持的网络协议和服务Page 504PG/OP通信 PG/OP通信分别是PG和OP与PLC通信来进行组态、编程、监控以及人机交互等操作的服务。图图5.12 S7-300/400 PLC5.12 S7-300/400 PLC的以太网通信的以太网通信5.3.2西门子支持的网络协议和服务西门子支持的网络协议和服务Page 51 1 1硬件硬件（1）CPU（2）CP343-1IT/CP343-1（3）PC（带网卡）（带网卡）
60、2 2软件软件STEP7 3 3PG/PC InterfacePG/PC Interface的设定的设定在在“SIMATIC Manger”界界面面中中，选选择择“Options”“SetPG/PCInterface”，进进入入“SetPG/PCInterface”界界面面，选选定定“TCP/IP（Auto）RealtekRTL8193/810”为为通通信信协协议议，见见图图所示。所示。5.3.3S7-300PLC通信所需的硬件与软件通信所需的硬件与软件Page 52图图5.13 “Set PG/PC Interface”5.13 “Set PG/PC Interface”界面界面5.3.3S
61、7-300PLC通信所需的硬件与软件通信所需的硬件与软件Page 531 1TCPTCP （1 1）新建项目）新建项目 在在STEP7中中创创建建一一个个新新项项目目，取取名名为为“TCPofIE”。点点击击右右键键，再再弹弹出出的的菜菜单单中中选选择择“InsertNewObject”“SIMATIC300Station”，插插入入一一个个300站站，取取名名为为“313C-2DP”。用用同同样样的的方方法法在在项项目目“TCPofIE”下下插插另一个另一个300站，取名为站，取名为“315-2DP”。如图所示。如图所示。图图5.14 5.14 建立项目建立项目5.3.4S7-300PLC-
62、S5通信通信Page 54（2 2）硬件组态）硬件组态图图5.15 “313C-2DP”5.15 “313C-2DP”站的硬件组态站的硬件组态 首先首先对对“313C-313C-2DP”2DP”站站进进行硬件行硬件组态组态，双双击击“Hardware”Hardware”进进入入“HW Config”HW Config”界面。界面。在机架上加入在机架上加入CPU CPU 313C-2DP313C-2DP、SM 323SM 323和和CP CP 343-1 IT343-1 IT，如，如图图所示：所示：Page 55同时把同时把CPU的的MPI地址设为地址设为“4”，CP模块的模块的MPI地址设为地
63、址设为“5”。CP343-1IT可以在可以在“SIMATIC300”“CP300”“IndustrialEthernet”下找到，见图。下找到，见图。图图5.16 CP 343-1 IT5.16 CP 343-1 IT的硬件位置的硬件位置Page 56用用同同样样的的方方法法，建建立立“315-2DP”站站的的硬硬件件组组态态。CPU的的MPI地地址址设设为为“2”，CP模模块块的的MPI地地址址设设为为“3”。CP模模块块的的IP地址为：，子网掩码：。地址为：，子网掩码：。硬件组态好后保存编译，分别下载到两台硬件组态好后保存编译，分别下载到两台PLC中。中。（3 3）网络参数配置）网络参数配
64、置在在做做工工业业以以太太网网通通信信的的项项目目时时，除除了了要要组组态态硬硬件件，还还要要进进行网络参数的配置。行网络参数的配置。在在“SIMATICManger”界界面面中中点点击击“ConfigureNetwork”键键，打打开开“NetPro”设设置置网网络络参参数数。此此时时可可以以看看到到两两台台PLC已已经经挂挂入入了了工工业业以以太太网网中中，选选中中一一CPU，点点击击鼠鼠标标右右键键，选选择择“InsertNewConnection”建立新的连接，如图所示。建立新的连接，如图所示。Page 57图图5.18 5.18 建立新的连接建立新的连接Page 58在连接类型中，选
65、择在连接类型中，选择“TCPconnection”连接，如图所示。连接，如图所示。图图5.19 5.19 选择选择“TCP connection”TCP connection”连接连接Page 59然然后后点点击击“OK”，设设置置连连接接属属性性，见见图图。“General”属属性性中中ID=1，是是通通信信的的连连接接号号；LADDR=W#16#0110，是是CP模模块块的的地地址址，这这两两个个参参数在后面的编程时会用到。数在后面的编程时会用到。通通信信双双方方其其中中一一个个站站（本本例例中中为为CPU315-2DP）必必须须激激活活“Activeconnectionestablish
66、ment”选选项项，以以便便在在通通信信连连接接初初始始化化中中起起到到主主动动连连接的作用。接的作用。图图5.20 TCP5.20 TCP连接属性连接属性Page 60“Address”属性中可以看到通信双方的属性中可以看到通信双方的IP地址，占用的端口号可以自地址，占用的端口号可以自定义，也可以使用默认值，如定义，也可以使用默认值，如2000，如图所示。，如图所示。图图5.21 5.21 设定设定TCP/IPTCP/IP端口端口参数设置好后编译保存，再下载到参数设置好后编译保存，再下载到PLC中就完成了。中就完成了。Page 61（4）编写程序）编写程序在在进进行行工工业业以以太太网网通通
67、信信编编程程时时需需要要调调用用功功能能FC5“AG_SEND”和和FC6“AG_RECV”，该该功功能能块块在在指指令令库库“Libraries”“SIMATIC_NET_CP”“CP300”中可以找到，如图所示。中可以找到，如图所示。图图5.22 5.22 指令库指令库Page 62其中发送方（本例中为其中发送方（本例中为CPU315-2DP）调用发送功能）调用发送功能FC5，程序如，程序如图所示。图所示。图图5.23 5.23 发送方程序发送方程序Page 63当为当为“1”时，触发发送任务，将时，触发发送任务，将“SEND”数据区中的数据区中的20个字节发送出个字节发送出去，发送数据去
68、，发送数据“LEN”的长度不大于数据区的长度。表所示为功能的长度不大于数据区的长度。表所示为功能FC5的的各个管脚参数说明。各个管脚参数说明。表表5.5 5.5 功能功能FC5FC5的参数说明的参数说明Page 64同样在接收方（本例为同样在接收方（本例为CPU313C-2DP）接收数据需要调用接收功）接收数据需要调用接收功能能FC6，如图所示。，如图所示。图图5.24 5.24 接收方程序接收方程序Page 65表表5.6 5.6 功能功能FC6FC6的参数说明的参数说明Page 66 程程序序编编写写好好后后保保存存下下载载，这这样样就就可可以以把把发发送送方方CPU CPU 315-2D
69、P315-2DP内内的的2020个个字字节节的数据的数据发发送送给给接收方接收方CPU 313C-2DPCPU 313C-2DP。 正正常常情情况况下下，功功能能块块FC5“AG_SEND”FC5“AG_SEND”和和FC6“AG_RECV”FC6“AG_RECV”的的最最大大数数据据通通信信量量为为240240个个字字节节，如如果果用用户户数数据据大大于于240240个个字字节节，则则需需要要通通过过硬硬件件组组态态在在CPCP模模块块的的硬硬件件属属性性中中设设置置数数据据长长度度大大于于240240个个字字节节（最最大大8KB8KB）。如如果果数数据据长长度小于度小于240240个字个字
70、节节，不要激活此，不要激活此选项选项以减少网以减少网络负载络负载。图图5.25 5.25 通信数据量的设置通信数据量的设置Page 672 2ISO_on_TCPISO_on_TCP ISO_on_TCP是是在在TCP上上加加上上了了ISO的的校校验验机机制制，故故本本例例中中所所使使用用的的CP模块需要支持模块需要支持TCP。 （1 1）新建项目）新建项目 在在STEP7中中创创建建一一个个新新项项目目，取取名名为为“ISO_on_TCPofIE”。在在弹弹出出的的菜菜单单中中选选择择“InsertNewObject”“SIMATIC300Station”，插插入入一一个个300站站，取取名
71、名为为“313C-2DP”。用用同同样样的的方方法法在在项项目目“TCPofIE”下下插插另另一个一个300站，取名为站，取名为“315-2DP”。如图。如图所示。所示。图图5.26 5.26 建立项目建立项目Page 68（2 2）硬件组态）硬件组态首首先先对对“313C-2DP”站站进进行行硬硬件件组组态态，双双击击“Hardware”进进入入“HWConfig”界界面面。在在机机架架上上加加入入CPU313C-2DP、SM323和和CP343-1IT，如图所示。如图所示。图图5.27 “313C-2DP”5.27 “313C-2DP”站的硬件组态站的硬件组态Page 69同同样样把把CP
72、U的的MPI地地址址设设为为“4”，CP模模块块的的MPI地地址址设设为为“5”。当当把把CP343-1IT插插入入机机架架时时，仍仍然然会会弹弹出出一一个个“CP343-1IT的的属属性性对对话话框框”，新新建建以以太太网网“Ethernet（1）”，因因为为是是使使用用ISO_on_TCP，故故只只需需设设置置CP模模块块的的IP地地址址，如如图图所所示示。本本例例中中CP343-1IT的的IP地址为：，子网掩码：。地址为：，子网掩码：。建建立立“315-2DP”站站的的硬硬件件组组态态方方法法与与上上面面例例子子一一样样，这这里里不不再详细讲述。再详细讲述。 （3 3）网络参数配置）网络
73、参数配置与与上上面面例例子子相相同同，打打开开“NetPro”设设置置网网络络参参数数。在在连连接接类类型中，选择型中，选择“ISO_on_TCPconnection”连接，如图所示。连接，如图所示。Page 70图图5.28 CP 343-1 IT5.28 CP 343-1 IT的属性对话框的属性对话框Page 71图图5.29 5.29 选择选择“ISO_on_TCP connection”ISO_on_TCP connection”连接连接Page 72然然后后点点击击“OK”，设设置置连连接接属属性性，见见图图。“General”属属性性中中ID=1，是是通通信信的的连连接接号号；LA
74、DDR=W#16#0110，是是CP模块的地址，这两个参数在后面编程时会用到。模块的地址，这两个参数在后面编程时会用到。通通信信双双方方其其中中一一个个站站（本本例例中中为为CPU315-2DP）必必须须激激活活“Activeconnectionestablishment”选选项项，以以便便在在通通信连接初始化中起到主动连接的作用。信连接初始化中起到主动连接的作用。“Address”属属性性中中可可以以看看到到通通信信双双方方的的IP地地址址，TSAP可以自定义，也可以使用默认值，如可以自定义，也可以使用默认值，如“TCP-1”，如图所示。，如图所示。参参数数设设置置好好后后编编译译保保存存，
75、再再下下载载到到PLC中中，这这样样网网络络参参数设置就完成了。数设置就完成了。（4）通信程序的编写与）通信程序的编写与TCP连接相同，这里不再重复。连接相同，这里不再重复。Page 73图图5.30 ISO_on_TCP5.30 ISO_on_TCP连接属性连接属性Page 74图图5.31 TSAP5.31 TSAP设置设置Page 75 3UDPUDP的的组组态态和和编编程程方方法法同同TCP基基本本相相同同，只只需需在在网网络络参参数设置里选择数设置里选择“UDPconnection”连接即可，这里不再详述。连接即可，这里不再详述。 4 4IOSIOS传输协议传输协议本本例例中中需需要
76、要支支持持ISO传传输输协协议议的的CP模模块块，在在选选择择硬硬件件时时应当注意。应当注意。 （1 1）新建项目）新建项目在在STEP7中中创创建建一一个个新新项项目目，取取名名为为“IE_IOS”,点点击击右右键键，再再弹弹出出的的菜菜单单中中选选择择“InsertNewObject”“SIMATIC300 Station”， 插插 入入 一一 个个 300站站 。 用用 同同 样样 的的 方方 法法 在在 项项 目目“IE_IOS”下插另一个下插另一个300站，如图所示。站，如图所示。Page 76图图5.32 5.32 建立项目建立项目 （2 2）硬件组态）硬件组态单单 击击 “SIM
77、ATIC 300（ 1） ”， 双双 击击 “Hardware”进进 入入 “HWConfig”界面。在机架中插入所需的界面。在机架中插入所需的CPU和和CP模块，见图。模块，见图。Page 77图图5.33 “SIMATIC 3005.33 “SIMATIC 300（1 1）”的硬件组态的硬件组态Page 78当当插插入入CP模模块块后后，会会自自动动弹弹出出一一个个“CP343-1IT的的属属性性对对话话框框”。新新建建以以太太网网“Ethernet（1）”，因因为为要要使使用用ISO传传输输协协议议，故故选选择择“Set MAC address/use ISO protocol”,本本例
78、例中中设设置置该该CP模模块块的的MAC地址为，地址为，IP地址为：，子网掩码：，如图所示。地址为：，子网掩码：，如图所示。每每个个CP模模块块的的MAC地地址址都都不不一一样样，MAC地地址址一一般般标标注注在在CP模模块块的的外外壳壳上上，使使用用时时注注意意查查找找并并准准确确输输入入。用用同同样样的的方方法法，建建立立另另一一个个S7-300站站，CP模模块块为为CP343-1，设设置置CP模模块块的的MAC地地址址，连连接接到到同同一个网络一个网络“Ethernet（1）”上。上。（3 3）网络参数配置）网络参数配置与与前前面面的的例例子子同同样样的的方方法法打打开开“NetPro”
79、设设置置网网络络参参数数，选选中中一一CPU，点点击击鼠鼠标标右右键键，选选择择“InsertNewConnection”建建立立新新的的连连接接，如如图图所所示示。在在连连接接类类型型中中，选选择择“ISOtransportconnection”连连接接，如图所示。如图所示。Page 79图图5.34 CP 343-1 IT5.34 CP 343-1 IT的属性对话框的属性对话框Page 80图图5.35 5.35 建立新的连接建立新的连接Page 81图图5.36 5.36 选择选择“ISO transport ISO transport connection”connection”连接连
80、接Page 82然然 后后 点点 击击 “OK”， 设设 置置 连连 接接 属属 性性 ， 见见 图图 。“General”属属 性性 中中 ID=1， 是是 通通 信信 的的 连连 接接 号号 ；LADDR=W#16#0100，是是CP模模块块的的地地址址，这这两两个个参参数数在在后面的编程时会用到。后面的编程时会用到。通通信信双双方方的的其其中中一一个个站站（本本例例中中为为CPU314C-2DP）为为Client端端,激激活活“Activeconnectionestablishment”选选项项；另另一一个个站站（本本例例中中为为CPU314C-2PtP）为为Server端，在相应属性中
81、不激活。端，在相应属性中不激活。Page 83图图5.37 ISO5.37 ISO连接属性连接属性Page 84“Addresses”属属性性中中可可以以看看到到通通信信双双方方的的MAC地地址址，TSAP可可以自定义，也可以使用默认值，如以自定义，也可以使用默认值，如“ISO-1”。如图所示。如图所示。图图5.38 TSAP5.38 TSAP设置设置Page 85然后保存编译，下载到然后保存编译，下载到PLC中。中。（4）通信程序的编写与）通信程序的编写与TCP连接相同，这里不再重复。连接相同，这里不再重复。5.3.5 S7-300PLC5.3.5 S7-300PLC利用利用S7S7通信协议
82、进行工业以太网通信通信协议进行工业以太网通信 1 1新建项目新建项目在在STEP7中中创创建建一一个个项项目目，取取名名为为“IE_S7”，点点击击右右 键键 ， 再再 弹弹 出出 的的 菜菜 单单 中中 选选 择择 “InsertNewObject”“SIMATIC300Station”，插插入入一一个个300站站。用用同同样的方法在项目样的方法在项目“IE_S7”下插入另一个下插入另一个300站，如图所示。站，如图所示。Page 86图图5.39 5.39 建立项目建立项目 2 2硬件组态硬件组态单单击击“SIMATIC300（1）”，双双击击“Hardware”进进入入“HWConfig
83、”界面。在机架中插入所需的界面。在机架中插入所需的CPU和和CP模块模块，见图。见图。Page 87图图5.40 “SIMATIC 3005.40 “SIMATIC 300（1 1）”的硬件组态的硬件组态Page 88与与ISO传传输输协协议议一一样样，当当插插入入CP模模块块后后，会会自自动动弹弹出出一一 个个 “CP 343-1 IT的的 属属 性性 对对 话话 框框 ”。 新新 建建 以以 太太 网网“Ethernet（1）”，因因为为要要使使用用ISO传传输输协协议议，故故选选择择“SetMACaddress/useISOprotocol”,本本例例中中设设置置该该CP模块的模块的MA
84、C地址为，地址为，IP地址为：，子网掩码：。地址为：，子网掩码：。用用同同样样的的方方法法，建建立立另另一一个个S7-300站站，CP模模块块为为CP343-1，设设置置CP模模块块的的MAC地地址址，连连接接到到同同一一个个网网络络“Ethernet（1）”上。上。3 3网络参数设置网络参数设置打打开开“NetPro”设设置置网网络络参参数数，选选中中一一CPU，点点击击鼠鼠标标右右键键，选选择择“InsertNewConnection”建建立立新新的的连连接接，在连接类型中，选择在连接类型中，选择“S7connection”连接，如图所示。连接，如图所示。Page 89图图5.41 5.4
85、1 选择选择“S7 connection”S7 connection”连接连接Page 90点点击击“OK”，设设置置连连接接属属性性，见见图图。“General”属属性性中中块块参参数数ID=1，这个参数在后面编程时会用到。，这个参数在后面编程时会用到。通通信信双双方方的的其其中中一一个个站站（本本例例中中为为CPU314C-2DP）为为Client端端,激激活活“Establishanactiveconnection”选选项项；另另一一个个站站（本本例例中为中为CPU314C-2PtP）为）为Server端，在相应属性中不激活。端，在相应属性中不激活。图图5.42 S75.42 S7连接属
86、性连接属性Page 91如如果果选选择择了了“TCP/IP”，站站与与站站之之间间的的连连接接将将使使用用IP地地址址进进行行访访问问，否否则则将将使使用用MAC地地址址进进行行访访问问。“One-way”表表示示单单边边通通信信，如如果果选选择择该该项项，则则双双边边通通信信的的功功能能块块FB12“BSEND”和和FB13“BRCV”将将不不再再使使用用，需需要要调调用用FB14“PUT”和和FB15“GET”。设置好后保存编译并下载到各设置好后保存编译并下载到各PLC中。中。 4 4编写程序编写程序（1 1）双边通信）双边通信由由于于事事先先选选择择了了双双边边通通信信的的方方式式，故故
87、在在编编程程时时需需要要调调用用FB12“BSEND”和和FB13“BRCV”，即即通通讯讯双双方方均均需需要要编编程程，一一端端发发送送，则则另另外外一一端端必必须须接接受受才才能能完完成成通通信信。FB12“BSEND”和和FB13“BRCV”可可以以在在指指令令库库“Libraries”“SIMATIC_NET_CP”“CP300”中中可可以以找找到到，如如图所示。图所示。Page 92图图5.43 5.43 指令库指令库Page 93首先发送方（本例中为首先发送方（本例中为CPU314C-2DP）调）调FB12“BSEND”，如图所示如图所示。图图5.44 5.44 发送方程序发送方程
88、序Page 94“ID”为为网网络络参参数数设设置置时时确确定定，而而“R_ID”在在编编程程时时由由用用户户自自定定义义，相相同同的的“R_ID”的的发发送送/接接受受功功能能块块才才能能正正确确地地传传输输数数据据，例例如如发发送送方方的的“R_ID”=1，则则接接受受方方的的“R_ID”也也应应设设为为1。下下表表所所示示为为功功能能FB12各各个个管脚参数说明。管脚参数说明。Page 95另外接收方（本例中为另外接收方（本例中为CPU314C-2PtP）调用）调用FB13“BRCV”，如图所示如图所示。图图5.45 5.45 接收方程序接收方程序Page 96表表5.8 5.8 功能块
89、功能块FB13FB13的参数说明的参数说明Page 97 （2 2）单边通信）单边通信此时，此时，S7连接属性中需要设定连接属性中需要设定“One-way”方式，如图所示方式，如图所示 图图5.46 5.46 单边通信的单边通信的S7S7属性设置属性设置Page 98当当使使用用“One-way”方方式式，只只需需在在本本地地侧侧的的PLC调调用用FB14“PUT”和和FB15“GET”，即即可可向向通通信信对对方方发发送送数数据据或或读读取对方的数据。取对方的数据。FB14“PUT”和和FB15“GET”同同样样在在指指令令库库“Libraries”“SIMATIC_NET_CP”“CP30
90、0”中中可可以以找找到，如图所示。到，如图所示。Page 99图图5.47 CP3005.47 CP300指令集指令集Page 100先调用先调用FB15进行数据发送，如图所示。进行数据发送，如图所示。图图5.48 5.48 发送数据发送数据Page 101接着调用接着调用FB14读取对方读取对方PLC中的数据，如图所示。中的数据，如图所示。图图5.49 5.49 读取数据读取数据Page 102表表5.9 5.9 功能块功能块FB14FB14的参数说明的参数说明Page 103表表5.10 5.10 功能块功能块FB15FB15的参数说明的参数说明Page 1045.4基于以太网和嵌入式基于
91、以太网和嵌入式WebServer的控制器开发的控制器开发5.4.1 5.4.1 基于以太网和嵌入式基于以太网和嵌入式Web ServerWeb Server的控制器硬件组的控制器硬件组成成5.4.2 5.4.2 Modbus/UDPModbus/UDP主主- -从通讯程序设计从通讯程序设计5.4.3 5.4.3 嵌入式嵌入式Web ServerWeb Server及表单程序设计及表单程序设计5.4基于以太网和嵌入式Web Server的控制器开发Page 105控控制制器器要要实实现现的的主主要要功功能能包包括括：数数据据采采集集；PID控控制制；数字量输入数字量输入/输出；上位机监控；以太网
92、通讯。输出；上位机监控；以太网通讯。具具体体设设计计中中，控控制制器器包包括括了了常常规规的的模模拟拟量量输输入入/输输出出电电路路、数数字字量量输输入入/输输出出电电路路、以以及及串串行行通通讯讯、网网络络通通讯讯、键键盘盘显显示示接口等电路。接口等电路。控控制制器器硬硬件件可可以以分分为为五五个个部部分分：A/D、D/A、DI、DO；RCM2200处处理理器器核核心心模模块块；键键盘盘和和显显示示接接口口；串串行行通通讯讯及及编编程接口；电源及掉电保护电路。程接口；电源及掉电保护电路。5.4.1基于以太网和嵌入式基于以太网和嵌入式WebServer的控制器硬件组成的控制器硬件组成Page
93、106图图5.50 5.50 控制器原理结构控制器原理结构Page 1071 1A/DA/D转换及接口电路设计转换及接口电路设计系系统统中中A/D转转换换器器TLC1543参参考考电电源源采采用用5VDC，将将A/D输输入入引引脚脚05V电电压压转转换换为为0-1023。考考虑虑现现场场仪仪表表情情况况，设设计计了了标标准准的的电电流流/电电压压转转换换电电路路。来来自自现现场场的的420mA电电流流信信号号可可以以转转换换为为15V信信号号，经经过过限限幅幅和和滤滤波波后后，接接入入TLC1543进进行行A/D转转换换。转转换换电电路路如如图图所所示示 。图图5.51 5.51 电流电流-
94、-电压转换电路电压转换电路Page 1082 2D/AD/A转换及其接口电路设计转换及其接口电路设计本本系系统统中中设设计计了了2路路D/A转转换换器器，选选用用2片片AD5300。在在端端口口使使用用上上，两两片片AD5300共共使使用用了了RCM2000的的4条条I/O口口线线 。 2片片 AD5300电电 平平 触触 发发 控控 制制 输输 入入 端端 各各 用用 1条条 ， 2片片AD5300的的串串行行时时钟钟输输入入端端共共用用1条条，串串行行数数据据输输入入端端共共用用1条条AD5300和和RCM2000的接口电路示意图如图所示。的接口电路示意图如图所示。为为了了方方便便系系统统
95、测测试试，D/A输输出出可可以以直直接接输输出出15VDC到到接接线线端端子子，也也可可以以经经过过V/I电电路路之之后后，在在端端子子输输出出420mA电流信号。具体可以通过条线开关根据需要选择。电流信号。具体可以通过条线开关根据需要选择。Page 109图图5.52 AD53005.52 AD5300和和RCM2000RCM2000的接口电路示意图的接口电路示意图Page 1103 3DIDI、DODO接口电路设计接口电路设计图图为为系系统统数数字字量量输输入入/输输出出接接口口电电路路示示意意图图。系系统统设设计计中中，通通过过RCM2000的的PA、PB端端口口扩扩展展了了4路路TTL
96、数数字字量量输输入入、2路路继继电电器器输输出出及及4路路发发光光二二极极管管指指示示。TTL数数字字量量输输入入（DI1DI4）经经接接线线端端子子和和阻阻容容滤滤波波电电路路进进入入RCM2000；继继电电器器输输出出常常开开（DO1K、DO2K）、常常闭闭（DO1B、DO2B）接接点点。继继电电器前级设计了驱动电路。器前级设计了驱动电路。5.4.2 Modbus/UDP5.4.2 Modbus/UDP主主- -从通讯程序设计从通讯程序设计这这里里以以实实现现读读n各各字字和和写写n个个字字的的Modbus/UDP主主-从从通通讯讯功功能能为为例例。主主站站每每30ms进进行行一一次次Mo
97、dbus/UDP通通讯讯。程程序序第第一一次次运运行行时时，从从第第一一个个从从站站开开始始依依次次发发送送读读n个个字字节节数数据据报报文文，轮轮巡巡6个个站站后后，从从第第一一个个从从站站开开始始依依次次发发送送写写n个个字字节节数数据据报报文文。整整个读写周期为个读写周期为180ms。Page 111图图5.53 5.53 数字量输入数字量输入/ /输出接口电路示意图输出接口电路示意图Page 112通通讯讯之之前前，检检查查UDP端端口口，读读取取缓缓冲冲区区数数据据报报文文。报报文文分分为为应应答答和和确确认认报报文文。如如果果为为读读数数据据应应答答报报文文（ID为为3，偏偏移移量
98、量为为3），则则存存所所读读报报文文数数据据内内容容，并并且且清清除除对对应应的的等等待待应应答答报报文文次次数数；如如果果为为写写数数据据确确认认报报文文（ID为为3，偏偏移移量量为为16），则只清除对应的等待写数据确认报文次数。），则只清除对应的等待写数据确认报文次数。如如果果缓缓冲冲区区没没有有数数据据报报文文，表表示示上上一一次次Modbus/UDP通通讯没有成功，对应等待次数加讯没有成功，对应等待次数加1，直接进入后续通讯。，直接进入后续通讯。实实现现了了读读n各各字字和和写写n个个字字的的Modbus/UDP主主-从从通通讯讯流流程如图所示。程如图所示。Page 113图图5.54
99、 Modbus/UDP5.54 Modbus/UDP主主- -从通讯流程从通讯流程Page 114嵌入式嵌入式Web ServerWeb Server及表单程序设计及表单程序设计控控制制器器以以嵌嵌入入式式WebServer技技术术为为基基础础，结结合合实实时时数数据据采采集集能能力力，应应用用了了HTTP、Form表表单单技技术术、CGI、JavaApplet等等，将将采采集集到到的的现现场场数数据据通通过过网网页页提提供供给给远远程程用用户户访访问问，从从而而达达到到远远程程监监控控和廉价和廉价HMI的目的。的目的。1 1CGICGI技术及实现技术及实现浏浏览览器器与与Web服服务务器器的
100、的交交互互是是通通过过CGI程程序序来来完完成成的的。CGI是是一一段段运运行行在在Web服服务务器器上上的的程程序序，可可以以是是可可执执行行文文件件，也也可可以以是是脚脚本本文文件件，由由客客户户端端通通过过浏浏览览器器的的输输入入激激发发并并返返回回网网页页给给客客户户端端。由由于于CGI程程序序可可以以动动态态地地产产生生HTML网网页页，因因此此可可以以将将控控制制器器从从传传感感器器上上实实时时采采集集到到的的数数据据、系系统统参参数数等等通通过过网网页页发发回回给给客客户户端端浏浏览览器器。CGI通通常常是是客客户户端端与与服服务务器器中中其其它它程程序序进进行行信信息息传传递递
101、与与沟沟通通的的桥桥梁梁，其其流程如图所示。流程如图所示。Page 115图图5.55 5.55 客户端浏览器与客户端浏览器与WebWeb服务器通过服务器通过CGICGI程序交互图程序交互图Page 116在在基基于于以以太太网网和和嵌嵌入入式式WebServer控控制制系系统统实实现现中中，主主干干网网PC和和控控制制器器之之间间的的通通讯讯主主要要是是由由CGI程程序序实实现现。在在主主干干网网PC主主页页上上填填好好的的Form表表单单中中的的数数据据（例例如如用用户户账账号号和和密密码码信信息息），或或Applet程程序序需需要要传传输输的的数数据据，或或是是其其它它类类型型的的请请求
102、求，都都可可以以提提交交给给CGI程程序序处处理理。CGI接接口口是是由由HTTP服服务务器器提提供供的的。用用户户浏浏览览器器可可以以访访问问HTTP服服务务器器，HTTP服服务务器器调调用用相相应应CGI程程序序，接接收收用用户户的的输输入入，进进行行计计算算或或其其它它处处理理，然然后把结果返回给用户浏览器。后把结果返回给用户浏览器。在在控控制制器器HTTP服服务务器器程程序序中中编编写写用用户户的的自自定定义义函函数数，用用来来处处理理从从用用户户端端浏浏览览器器发发送送过过来来的的CGI请请求求。在在DynamicC里里通通过过结结构构HTTPSPEC_FUNCTION将将用用户户自
103、自定定义义函函数数和和每每一一个个CGI请请求求联联系系起起来来，这这样样，当当一一个个CGI请请求求被被触触发发并并且且送送到到HTTP服服务务器器上上时时，服服务务器器程程序序就就将将寻寻找找相相应应的的函函数数进进行行计计算算或处理，并返回结果或处理，并返回结果Page 1172 2Java AppletJava Applet技术及实现技术及实现JavaApplet是是一一种种嵌嵌入入在在WWW页页面面上上的的小小程程序序，可可以以作作为为网网页页的的组组成成部部分分被被下下载载，并并能能运运行行在在实实现现Java虚虚拟拟机机（JVM）的的Web浏浏览览器器中中。与与Java应应用用程
104、程序序不不同同，JavaApplet没没有有主主程程序序，在在安安全全机机制制方方面面也也有有诸诸多多限限制制。通通常常情情况况下下，设设计计小小程程序序是是为为了了给给主主页页增增加加交交互互性性，使使页页面面更更加加生生动动活活泼泼。典典型型的的JavaApplet程程序序如如动动画画、实实时时更更新新、Internet服服务务器器信信息息回回取取等功能。等功能。在在Java中中每每个个Applet都都是是由由Applet的的子子类类来来实实现现的的。开开发发自自定定义义的的Applet，通通过过重重载载Applet的的几几个个主主要要成成员员函函数数完完成成应应用用程程序序的的初初始始化
105、化、绘绘制制和和运运行行。这这些些函函数数是是init()、paint()、start()和和destroy()等等。一一个个Applet的的生生命命周周期期与与Web页页面面有有关关。当当首首次次加加载载含含Applet的的页页面面时时，浏浏览览器器调调用用init()方方法法，完完成成Applet的初始化。的初始化。Page 118 然然后后调调用用paint()paint()和和start()start()方方法法绘绘制制和和启启动动程程序序。当当用用户户离离开开页页面面时时，浏浏览览器器调调用用stop()stop()方方法法停停止止程程序序的的运运行行。若若用用户户关关闭闭浏浏览览器
106、器将将使使AppletApplet停停止止运运行行，浏浏览览器器调调用用destroy()destroy()方方法法终终止止，使使应应用用程程序序有有机机会会释释放放其其存存在在期期间间锁锁定定的的资资源源。只只要要用用户户不不关关闭闭浏浏览览器器，重重新新加加载载页页面面，浏浏览览器器就就调调用用start()start()方方法法和和paint()paint()方法重新绘制并运行小程序。方法重新绘制并运行小程序。 由由于于Java Java AppletApplet程程序序具具有有循循环环函函数数，一一般般在在编编程程时时都都要要用用到到多多线线程程，对对每每一一个个AppletApple
107、t开开一一个个线线程程。一一般般形形如如：public public class class ailist ailist extends extends java.applet.Applet java.applet.Applet implements implements RunnableRunnable，以以表表示示该该Applet Applet ailistailist来来自自基基类类，并并应应用用RunnableRunnable支支持持多多线线程程。图图是是通通过过读读取取数数据据文文件件生生成成主主页页的的Java Java AppletApplet程序流程。程序流程。Page 119
108、图图5.56 Java Applet5.56 Java Applet程序流程程序流程Page 1203 3嵌入式嵌入式Web ServerWeb Server及实现及实现嵌嵌入入式式Web技技术术研研究究如如何何在在嵌嵌入入式式系系统统中中有有效效地地集集成成某某些些Web技技术术。在在信信息息家家电电等等应应用用系系统统中中，侧侧重重研研究究如如何何把把Web浏浏览览器器相相关关技技术术集集成成到到嵌嵌入入式式系系统统中中，称称为为嵌嵌入入式式浏浏览览器器；在在工工业业自自动动化化领领域域，主主要要是是把把WebServer集集成成到到嵌嵌入入式式系系统统，使使传传统统仪仪表表系统支持系统支
109、持TCP/IP、HTTP等通信协议，能生成监控等通信协议，能生成监控Web页面。页面。嵌嵌入入式式WebServer主主要要是是利利用用DynamicC提提供供的的TCP/IP开开发发包包所所带带的的宏宏和和函函数数。通通过过宏宏MY_IPADRESS、MY_GATEWAY、MY_NETMASK就就可可以以对对网网络络配配置置，从从而而进进行行Socket通通讯讯；WebServer功功 能能 块块 主主 要要 是是 通通 过过 CGI程程 序序 来来 获获 取取 用用 户户 的的 请请 求求 。 在在DynamicC里里通通过过结结构构HTTPSPEC_FUNCTION将将用用户户自自定定义
110、义函函数数和和每每一一个个CGI请请求求联联系系起起来来。这这样样，当当一一个个CGI请请求求被被触触发发并并且且送送到到HTTP服服务务器器上上时时，服服务务器器程程序序就就将将寻寻找找对对应应的的函函数数进进行行计计算算和处理，并返回结果。和处理，并返回结果。Page 121实实时时数数据据交交互互主主要要用用JavaApplet实实现现。在在服服务务器器程程序序中中生生成成内内嵌嵌JavaApplet的的动动态态网网页页，由由这这些些JavaApplet负负责责读读取取采采集集到到的的现现场场节节点点的的数数据据文文件件。这这样样，在在监监控控的的客客户户端端，包包含含Java虚虚拟拟机
111、机（JVM）的的浏浏览览器器将将自自动动解解释释服服务务器器网网页页嵌嵌入入的的Java程程序序，读读取取现场节点的实时数据并显示。现场节点的实时数据并显示。前前面面提提到到过过，客客户户机机上上的的主主页页和和服服务务器器之之间间的的通通讯讯主主要要是是由由CGI程程序序实实现现。在在客客户户端端主主页页上上填填好好的的Form（表表格格）中中的的数数据据（例例如如用用户户账账号号和和密密码码信信息息），或或Applet程程序序需需要要传传输输的的数数据据，或或是其它类型的请求，都可以提交给是其它类型的请求，都可以提交给CGI程序处理。程序处理。CGI接接口口是是由由HTTP服服务务器器提提供供的的。用用户户浏浏览览器器可可以以访访问问HTTP服服务务器器，申申请请调调用用某某个个CGI程程序序，接接收收用用户户的的输输入入，进进行行计计算算或或其其它处理，然后把结果返回给用户浏览器。它处理，然后把结果返回给用户浏览器。本本系系统统中中基基本本上上所所有有的的网网页页都都可可通通过过用用户户自自定定义义函函数数调调用用DynamicC中的中的cgi_sendstring函数来动态生成的。函数来动态生成的。
