基于FINS協議的PLC無線監控系統設計綜述

仇榮剛 朱程峰

摘 要 本文主要介紹了如何用上位機軟件通過無線以太網發送FINS/UDP指令讀寫歐姆龍PLC內存數據的過程，以及簡單介紹如何使用Visual Studio軟件制作上位機軟件。

關鍵詞 工業以太網;FINS幀;歐姆龍PLC

1系統硬件設計

系統由上位PC機、歐姆龍NX102-1020 PLC和思科無線工業路由器組成。

2系統軟件設計

2.1 FINS幀結構

在歐姆龍的FINS通信協議中，各種數據信息是以UDP/IP包或者TCP/IP包的方式在網絡上進行數據的收發。其中，在Internet層上使用的是 IP地址，而在應用層上則是FINS地址。傳輸層中定義了本地UDP或TCP端口號，它為應用層（即FINS通信）提供通信端口。用戶可以根據實際需求修改各個地址，但是在同一網絡中，各設備的通信端口號必須保持一致，不然會造成無法通訊的情況[1]。

FINS通信協議建立在UDP/IP基礎上的通訊方法，也可稱為FINS/UDP協議，市面上帶Ethernet功能的歐姆龍產品均支持FINS/UDP方式。另外，如CJ2M-CPU3*系列CPU，CP1W-CIF41通訊模塊還支持使用TCP/IP協議（也可稱為FINS/TCP協議）。本文采用的FINS/UDP是一個在以太網中發送和接收所使用的UDP幀。

FINS 幀可分為指令幀、響應幀這兩種樣式。指令幀是發送FINS指令時使用，響應幀則在接收PLC響應時使用。

2.2 上位機軟件設計

歐姆龍NX102-1020與上位機的無線以太網通信依靠FINS協議實現。上位機發送FINS指令可以直接讀取或寫入PLC對應內存地址的數據，歐姆龍NX/NJ系列PLC使用的是Sysmac Studio編程軟件，需要對PLC的地址進行指定，用于數據的接收和發送。若使用CJ系列PLC則無須進行任何邏輯程序。

本文中采用FINS/UDP的方式，上位機軟件利用Visual Studio 2019使用VB環境進行程序開發，具體實現向PLC發送FINS指令寫入W100開始的4個字數據的功能[2]。以發送幀為例子如下：

3無線監控系統通信測試

為了驗證無線監控系統的通信情況，設計了上位機系統進行實驗測試。主要是發送FINS指令，解析響應FINS幀。測試結果下圖所示，該結果表明系統通信正常、穩定和可靠，并且響應時間快，達到了預期的設計目標。

參考文獻

[1] 李立新.Visual Studio2017高級編程[M].北京：清華大學出版社，

2018：39-43.

[2] 曹慶年，胡欣欣，孟開元，等.基于HART協議的工業無線監控系統設計[J].西安石油大學學報（自然科學版），2012，（1）：12，111-115.