引言

在工業(yè)控制領(lǐng)域，工業(yè)以太網(wǎng)[1-2]是可編程控制器（Programmable Logic Controller，PLC）使用的一種重要主控網(wǎng)絡(luò)。使用諸如EtherCAT的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)控制二總線(xiàn)系統(tǒng)，是消防等行業(yè)中控制系統(tǒng)實(shí)施的一種常見(jiàn)技術(shù)[3]。為了實(shí)施PLC及EtherCAT總線(xiàn)控制二總線(xiàn)設(shè)備，需要使用PLC相應(yīng)的編程組態(tài)軟件編寫(xiě)程序并在線(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)試二總線(xiàn)系統(tǒng)。

編程組態(tài)軟件[4-5]可以通過(guò)TCP/IP協(xié)議棧與PLC通信并下裝其所編譯的程序。PLC作為EtherCAT主站，通過(guò)EtherCAT總線(xiàn)與總線(xiàn)上各個(gè)EtherCAT從站模塊協(xié)同控制整個(gè)控制系統(tǒng)[6-7]。本文將EtherCAT總線(xiàn)中負(fù)責(zé)處理與外部二總線(xiàn)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的EtherCAT從站定義為二總線(xiàn)網(wǎng)關(guān)模塊。

二總線(xiàn)系統(tǒng)具有節(jié)點(diǎn)數(shù)量多、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋸?fù)雜的特點(diǎn)[8]。在消防等應(yīng)用領(lǐng)域，使用PLC通過(guò)EtherCAT等工業(yè)以太網(wǎng)控制二總線(xiàn)系統(tǒng)時(shí)，需要針對(duì)二總線(xiàn)系統(tǒng)因外力破壞或干擾導(dǎo)致的拓?fù)渥兓_(kāi)發(fā)IEC處理程序[9]。編程組態(tài)軟件需要提供一種有效的調(diào)試方法，通過(guò)調(diào)試運(yùn)行在EtherCAT主站模塊中的IEC程序，進(jìn)而調(diào)試整個(gè)具有復(fù)雜拓?fù)涞亩偩€(xiàn)系統(tǒng)變化過(guò)程。

為提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)調(diào)試效率，本文研究并提出了一種基于編程組態(tài)軟件對(duì)二總線(xiàn)設(shè)備組態(tài)建模和圖形化調(diào)試技術(shù)。該技術(shù)的整體實(shí)施流程圖如圖1所示。其主要功能如下：

（1）增強(qiáng)人機(jī)交互效率，實(shí)現(xiàn)將二總線(xiàn)節(jié)點(diǎn)設(shè)備組態(tài)拓?fù)潢P(guān)系和二總線(xiàn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)可視化展示。

（2）實(shí)現(xiàn)EtherCAT總線(xiàn)周期中PDO數(shù)據(jù)與二總線(xiàn)非周期、串行數(shù)據(jù)的交互、應(yīng)答和同步機(jī)制。

（3）抽象并設(shè)計(jì)能夠滿(mǎn)足二總線(xiàn)調(diào)試所需的通用數(shù)據(jù)幀格式，實(shí)現(xiàn)映射PDO的I/O通道變量數(shù)據(jù)與通用數(shù)據(jù)幀格式數(shù)據(jù)之間的解析，并自動(dòng)化改變二總線(xiàn)拓?fù)滹@示。

（4）對(duì)二總線(xiàn)設(shè)備通信數(shù)據(jù)幀的響應(yīng)，避免使用ST語(yǔ)言[10-11]來(lái)編寫(xiě)大量控制邏輯，通過(guò)可視化交互界面直接生成數(shù)據(jù)幀內(nèi)容至網(wǎng)關(guān)設(shè)備中。

（5）將二總線(xiàn)節(jié)點(diǎn)設(shè)備的屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化賦初始值，生成為用戶(hù)可編程的節(jié)點(diǎn)變量組。

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趙奇?zhèn)?，2，劉星辰1，康晉菊1，軒書(shū)婷1，郭傳偉1

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2.中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司第六研究所，北京 102209）