Citect组态软件与安川PLC通讯的研究

　　0 引言
      
　　随着计算机技术在码头的广泛应用及网络技术的不断进步，一个现代化的集装箱码头要提高装卸速度，创造更高的经济效益，就必须不断完善码头的设备监控管理系统[3]。
       
　　目前国内许多港口引进的一些大型机械设备（如卸船机和龙门吊起重机）的PLC控制系统各式各样，如有日本安川（YASKAWA）电机的CP317系列、GE公司的9030系列、西门子公司的S7系列、ABB公司的AC800M控制系统等，而对于GE、西门子、ABB等公司的PLC和控制器产品，一般的监控组态软件都提供了完善的驱动程序实现监控，而对于日本安川（YASKAWA）的PLC设备，由于其行业性比较强，一般的监控组态软件并没有对其提供驱动程序，给监控系统的开发带来了一定的难度，而安川（YASKAWA）公司的PLC产品CP317系列在港口应用非常广泛，并且以其稳定的性能得到了许多港口用户的好评。本文提出了一种利用目前比较流行的Citect组态软件实现与安川PLC以太网通讯的方法，为港口设备监控系统的开发提供了一条思路。

　　1 Citect软件功能
       
　　Citect软件是澳大利亚悉亚特公司开发的一套功能强大的工业过程控制应用软件，具有良好的开发环境、强大的PLC接口通信协议支持、实时的网络数据以及高效完整的 Cicode监控语言和函数集，在数据采集、实时监测和过程控制中得到了广泛的应用[2]。该软件具有下列主要的功能：

　　（1）生动的图形显示功能：便利的图形工具可以制作逼真、充分反映现场状况的图形,包括各种趋势图。

　　（2）趋势图显示：运用各种趋势图对历史数据和实时数据进行形象的表现，便于数据的管理与分析。

　　（3）报警显示功能：通过连续不间断地监视，以文字、图形、声光等形式,对设备故障进行报警。

　　（4）报表功能：可按需要制作任何形式的报表格式。

　　（5）强大的网络功能：可以在LAN和WAN上提供全区域内的数据传输和管理，充分支持服务器/客户机、服务器/浏览器结构。

　　（6）数据库功能：支持标准的SQL语言，拥有内嵌的SQL语言，通过开放的数据库连接（ODBC）可以实现与多种数据库系统的连接

　　（7）多种语言支持：支持英/汉屏幕变换。

　　（8）易扩展性：支持OPC接口，可以作为OPC服务器或客户机。

　　2 安川PLC以太网通讯方式
       
　　安川PLC CP317系列的以太网通讯是依靠以太网通讯模块CP218实现的，CP218是专用于CP316、CP317 CPU的以太网模块，支持四种通讯方式：Memobus、Extended Memobus、Melsec和自定义通讯。

　　2.1 Memobus通讯
        
　　Memobus是日本安川（YASKAWA）公司内部的一种用于可编程序控制器的工业数据通信系统，它适用于公司下属多种产品间的互相通信[1]。
       
　　将计算机作为一个主站，PLC作为从站。由主站启动数据传输，从站应答。主站与从站通讯，每个从站都有对应的地址码，收到主站命令的从站执行指定的功能，并且对主站做出应答。如果在一定时间内主站未收到从站的应答，将从新发送请求。Memobus在主从站之间根据报文发送的格式不同可以分为两种通信模式：RTU和ASCLL模式。RTU模式的报文格式紧凑，ASCLL模式的报文可读性好。根据不同的应用场合选择不同的模式，当要求主站的数据处理速度相对比较快时，选择RTU模式。

　　2.2 Extended Memobus通讯
        
　　Extended Memobus是日本安川（YASKAWA）公司专门为以太网通讯而开发的一种工业数据通信系统，其基本的原理与Memobus通讯类似，只是为了能更好的适应以太网而在Memobus协议上添加了一些其他的信息。

　　2.3 MELSEC通讯
        
　　MELSEC是日本三菱电机公司的通讯协议，为了能更好的实现与三菱产品之间的通讯，安川（YASKAWA）公司CP218模块中加入了MELSEC通讯协议。

　　2.4 自定义通讯
        
　　为了使自己的产品具有更好的开放性和灵活性，CP218模块同时也支持自定义的通讯方式。

　　3 Citect软件与安川PLC以太网通讯实现的方法
       
　　组态软件与设备之间能够实现通讯，关键看通讯协议是否相互匹配，发送报文的格式是否符合协议的标准。

　　3.1 系统结构
       
　　系统由一台安装了Citect组态软件的计算机和若干个子站PLC组成，它们之间通过以太网连接，结构图如图一所示。

　　3.2 Memobus方式实现通讯
       
　　Citect组态软件提供了上百种设备的驱动程序，但却没有Memobus通讯协议，但这并不意味着通讯不能建立，由于Memobus的报文组成方式类似于目前非常通用的一种协议Modbus，而Modbus协议是目前几乎所有组态软件所支持的，因此，可以选择Modbus协议与安川PLC进行通讯。由于安川PLC本身的限制，要实现通讯，还必须在PLC中编写通讯程序。

　　3.2.1 定义通讯通道
       
　　对于CP317的CPU，CP218模块支持10个通道同时为其他设备提供数据，因此必须在编程软件CP717中为CP218模块定义通讯通道，通讯通道的主要

　　参数设置：

　　通讯端口（My Port）：10011（根据具体空闲PLC通道定）

　　目标IP（DST.IP）：000.000.000.000（全“0”表示在同一网段的任意IP都可以利用）

　　目标端口（DST.PORT）：00000（上位机空闲端口）

　　连接类型（Connect Type）：TCP

　　协议类型（Protocol Type）：Memobus

　　方式（code）：RTU

　　DST.Station：000000000000（目标站注释）

　　3.2.2 编写通讯程序
       
　　定义通讯通道的过程中实现了上位计算机与PLC之间连接的建立，但数据的接受与发送并未建立，根据数据通讯的机制，当上位机发送连接请求到PLC时，CP218无法自动接受通讯请求，必须由CP218内部功能模块 “MSG－RCV”接受请求，经过对报文的解析，将请求的数据传送给上位监控计算机实现数据通讯，程序结构如图二所示

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