[摘要]针对工业网络系统数据通信的现状，提出一种基于西门子开放式工业以太网的解决方案，来实现与第三方的TCP连接和ASCⅡ数据交换。介绍了利用S7PLC和以太网通信处理机(CP)所构建的系统方案，且给出了比较详细的实施流程，并已有数套成功案例应用于实际生产现场，满足了现场设备层数据通信性能指标和要求，相比标准工业以太网和现场总线而言具有极大的互补性。

[关键词]开放式工业以太网 TCP连接 通信处理机 S5兼容通信 SEND/RECEIVE接口 第三方通信 S7通信

一、引言

在当今自动化领域，网络结构已经被广泛地应用于各行各业的工业环境中，它是构成各类控制系统的基础，其性能直接影响着系统整体的综合指标，不同的网络种类形式，如串口通信、现场总线、以太网等已在各类场合获得了验证和发展，人们对网络选择主要依据有数据量、实时性、确定性、开放性、通用性和经济性等，用户通常在这些因素中做出权衡，它们在不同的行业、场合和层次有着各自的应用领域。但随着近年来IT技术的迅猛发展，这种格局正在发生着巨大的变化，特别是以太网技术正由商业向工业、上层向低层、低速向高速、非实时向实时、封闭向透明、层次化向扁平化等方面全面地发展和延伸，并融合了各类现场总线的技术和协议，再加上低成本的刺激和速度的提高因素，全球各自动化巨头厂商也不断地推出“E网拉平到底”的成功案例，传统的控制系统却不得不面对这一强劲的挑战，以太网进人工业控制领域并融人现场通信技术已成为现实。

对于未来自动化网络技术的主角，从现有市场应用角度看，以太网ISO/OSI七层模型中顶层应用层协议的标准化、通用性和开放性是决定各供货商设备彼此间是否可具备互操作性的首要条件，应用层协议的标准和开放为不同层次、不同厂商、不同种类的设备实现互连通信及实现高效的统一管理提供了良好的实现平台，西门子公司其实早在1985年就推出了第一代以太网产品，西门子工业以太网SIMATICIE的发展就顺应了这一市场的需求和趋势，SIMATICIE体系架构如图1所示。

图1SIMATICIE体系架构图

SIMATICIE所遵循的技术发展路线正是全面体现标准化、通用性及开放性这一战略，它兼顾了效率、实时性、确定性、灵活性等各方面的综合因素，包含了标准以太网和定制以太网，SIMATICIE基于“TCP/IP+标准化(PROFI-NET)+通用性（S7/S5兼容、IT、ISO等通信）+开放性（开放式IE）”这一模式是对当前工业以太网发展模式的最好诠释，其中S7通信和S5兼容通信是SIMATICPLC家族的标准通信协议，其应用接口的通信不依赖特定的总线系统，它包含SIMATICNET系统范围内基于以太网的S7站、S5站和PG/PC之间的相互通信。而开放式IE是指基于S5兼容通信或开放式通信专用的功能块使用标准协议(TCPnative、ISOonTCP、UDP)堆栈在应用层上实现开放的通信服务，相当于直接socket访问的服务功能，通常称为开放式IE通信，其数据交换是通过SEND/RECEIVE接口或Tblocks接口来实现的，它是基于西门子S7PLC控制层面所集成的以太网服务功能，支持与第三方通信伙伴用于以太网或TCP/IP的数据流通信。开放式IE通信为用户编程提供一个“空应用顶层”的以太网服务来支持TCP/IP端口的自由通信，适合于二进制或者ASCⅡ码与外部设备进行自由约定协议或特定专用协议的数据通信。

二、流程工艺

松下半导体有限公司作为一家专业从事微处理器(MCU)、IC以及功率半导体分立器件生产、销售业务的企业，公司承担着大部分松下公司在国内企业的集成电路制造任务。作为松下公司在我国的最大半导体分公司，公司具有年封装、测试ICl.8亿块、分立器件0.6亿块的能力，产品除返销日本及供应给其他相关企业外，还销往新加坡、马来西亚及美国等地，其IC产品的包装、贴标、称重、输送、检测分选等后道工序中所包含的检测采集设备有称重仪表、标签打印机、条码扫描仪、喷码机、分选仪等，这些第三方设备的共性表现为设备分布范围广且布线成本高、协议繁琐且各不相同、物理层不统一组网性能差且维护复杂、实时性要求不高且通信量不均等因素，基于上述