基于CAN总线的PLC通信控制

摘 要：经济的快速发展及经济发展方向、发展模式的转变推动着我国工业产业的变革。在这场工业自动化的变革中PLC发挥着重要的作用，PLC经过多年的发展已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品，从而能够满足多种情况下的控制需求。现今的工业控制领域应用的范围越来越大，常常需要多台PLC协作完成一个系统的综合控制，为确保PLC之间的协同工作要求设计一种能够将多种PLC通信协议转化为统一网络通信的PLC网络通信方案，从而使更好地实现PLC之间的相互连通以及与上位机之间的通信。本文在分析CAN总线特性的基础上提出了一种基于CAN总线的PLC通信网络方案。

关键词：PLC通信；CAN总线；通信组网

中图分类号：TP273 文献标识码：A

PLC经过多年的发展已经形成了完善的系列化产品以满足不同场合、不同规模的控制需求，小型PLC是应用最多也是最为广泛的PLC产品，但是其在应用的过程中也存在着网络通信功能弱等不足，在控制网络的构建中使用单台上位机与PLC通过串口进行通信，但是串口通信受到通信距离和节点的限制无法满足不同厂家PLC产品之前的通信组网，从而在面对多台次、多型号的PLC的组网通信中无法建立起良好的通信网络。因此，通过总线控制技术做好不同厂家PLC产品的组网通信是PLC控制中的重要的发展方向。

1.现场总线技术简述

现场总线根据通信协议采用统一的通信标准以便在自动控制PLCO备之间建立起一个局域通信网络，从而实现工业现场之间的各种控制设备之间的信息传输。在现今的现场总线中具有CAN总线、PROFIBUS总线、FF总线等多种总线。通过总线的应用使得以往单线的PLC控制模式转变为高速、双向、多节点的控制模式，使用一台上位机可以完成对于多台PLC的通信控制，从而大大提高了现场自动化控制的扩展性。以CAN总线为例，其在设计之初就考虑到多种PLC控制设备之间的并行控制及信息传输的特性，因此使用CAN总线能够满足现今快速发展的PLC通信需求。CAN总线工作方式多样，其组网的各站点之间根据站点优先权来进行总线的访问，具有良好的通信功能，是一种十分适合组建PLC通信网络的总线技术。

2.CAN总线在PLC通信组网中的应用

利用CAN总线技术完成PLC的组网通信方案中，上位机可以利用CAN总线与网络中的多台PLC完成数据、命令的传输交换，通过CAN总线技术中多具有的统一通信协议完成不同PLC型号不同厂家的PLC组网通信，从而使得PLC的组网通信大为简化且扩展性也大为提高。在CAN总线应用的过程中通过将不同厂家、不同型号的PLC通信协议转化为统一的CAN通信协议从而方便各PLC之间的连通和通信。使用CAN总线进行PLC组网通信具有以下的特点：（1）通过使用CAN总线能够完成不同品牌PLC之间的组网通信，极大地增加了现场自动化控制的扩展性。（2）能够以较低的成本建立起控制系统。（3）使用CAN总线具有良好的硬件扩展性，可以完成多种PLC的通信组网。（4）CAN总线具有实时、高速、可靠等的通信特点。上位机通过使用CAN总线与PLC建立通信连接的示意图如图1所示。

在使用PC机作为上位机应用于自动控制系统中时主要有串行和并行两种通信模式，使用并行通信时能够同时进行多位数据的传输，具有数据传输速度快、传输距离远等的特点，但是实现的成本相对较高。在通信的过程中，PC上位机向下位机发送相关指令通过CAN总线转化为CAN总线标准的统一数据模式，PLC通过对所受到控制指令的识别并响应这一指令进行相关的读写操作。此外，在PLC工作的过程中可以根据需要及设置通过CAN总线来将PLC的相关运行状态发送至上位PC机中。在使用CAN总线进行PLC的通信中除了使用PC机作为上位机来进行网络的拓扑外，在使用上位机完成对于PLC控制组网监控中，上位机通过CAN总线实现与PLC的通信并对PLC所采集到的数据进行实时的显示以此来完成对PLC的运行监控。此外也可以使用PLC与PLC、PC相连的方式来进行大型的自动控制通信。

3.不同厂家PLC系统利用CAN总线进行通信组网的实现

各PLC生产厂家在网络通信协议的制定中都采用的是自家所开发的通信协议，以欧姆龙PLC为例，其PLC在与上位机的通信中通过使用RS232通信电缆实现与上位机的连接通信，在使用上位机PC与PLC之间的连接通信中需要注意设定两者之间的通信参数：波特率、校验位、数据格式等。为实现数据传输需要在欧姆龙PLC中编制TXD的指令，在编写的过程中首先对欧姆龙PLC中的DM区进行初始化，将欧姆龙PLC中的DM0位改变为与CAN协议中的命令码相一致，DM0中的低字节作为相关操作的节点地址。在CAN总线的应用协议层的编制中，CAN总线应用协议层是实现与CAN-PPI网关控制器与CAN总线中的其他相关节点进行通信的重要协议，在CAN总线应用层协议的编制中其多数是由PPI参数所确定的，以西门子S7-200系列PLC为例来对CAN总线应用层进行说明，在使用CAN总线协议对PLC进行通信时，其会涉及到ParaAccessDir参数以确定对西门子PLC进行何种操作，在对ParaAccessDir参数中数据位的不同设定以此来完成对于PLC的组网通信。

结语

PLC是现今在工业控制领域中应用最多也是最为广泛的控制设备，PLC具有结构简单、可靠性高等的一系列优点。在现今的工业控制中，工业控制正在向着大型化、信息化的方向发展，为更好地实现对于工厂的自动化控制，往往需要使用多台PLC相互协作的方式来完成控制需求，为做好不同厂家PLC的通信协调，可以通过使用CAN总线通信技术来实现PLC的组网通信以便使得PLC发挥出更好的控制效果。

参考文献

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