引言
在工业控制领域，工业以太网[1-2]是可编程控制器（Programmable Logic Controller，PLC）使用的一种重要主控网络。使用诸如EtherCAT的工业以太网技术控制二总线系统，是消防等行业中控制系统实施的一种常见技术[3]。为了实施PLC及EtherCAT总线控制二总线设备，需要使用PLC相应的编程组态软件编写程序并在线远程调试二总线系统。
编程组态软件[4-5]可以通过TCP/IP协议栈与PLC通信并下装其所编译的程序。PLC作为EtherCAT主站，通过EtherCAT总线与总线上各个EtherCAT从站模块协同控制整个控制系统[6-7]。本文将EtherCAT总线中负责处理与外部二总线系统进行数据交互的EtherCAT从站定义为二总线网关模块。
二总线系统具有节点数量多、网络拓扑复杂的特点[8]。在消防等应用领域，使用PLC通过EtherCAT等工业以太网控制二总线系统时，需要针对二总线系统因外力破坏或干扰导致的拓扑变化开发IEC处理程序[9]。编程组态软件需要提供一种有效的调试方法，通过调试运行在EtherCAT主站模块中的IEC程序，进而调试整个具有复杂拓扑的二总线系统变化过程。
为提高系统设计调试效率，本文研究并提出了一种基于编程组态软件对二总线设备组态建模和图形化调试技术。该技术的整体实施流程图如图1所示。其主要功能如下：
（1）增强人机交互效率，实现将二总线节点设备组态拓扑关系和二总线设备运行状态可视化展示。
（2）实现EtherCAT总线周期中PDO数据与二总线非周期、串行数据的交互、应答和同步机制。
（3）抽象并设计能够满足二总线调试所需的通用数据帧格式，实现映射PDO的I/O通道变量数据与通用数据帧格式数据之间的解析，并自动化改变二总线拓扑显示。
（4）对二总线设备通信数据帧的响应，避免使用ST语言[10-11]来编写大量控制逻辑，通过可视化交互界面直接生成数据帧内容至网关设备中。
（5）将二总线节点设备的属性数据进行结构化赋初始值，生成为用户可编程的节点变量组。
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作者信息：
赵奇伟1，2，刘星辰1，康晋菊1，轩书婷1，郭传伟1
（1.中电智能科技有限公司，北京 102209；
2.中国电子信息产业集团有限公司第六研究所，北京 102209）
