[激光原理与应用-80]：PLC通信协议之-OMRON欧姆龙FINS TCP通信协议详细解析

一、OMRON欧姆龙 PLC简介

1.1 OMRON欧姆龙 PLC

1.2 OMRON欧姆龙 PLC通信协议简介

1.3 通信架构

二、欧姆龙FINS协议简介

2.1 简介

2.2 协议分层

2.3 OMRON（欧姆龙）FINS协议的本质

2.4 OMRON（欧姆龙）FINS（Factory Interface Network Service）如何与外部软件通信

三、Fins over UDP

3.1 包格式

3.2 Fins/UDP Header

3.2.1 ICF字段

3.2.3 RSV字段

3.2.4 GCT字段

3.2.5 DNA字段

3.2.6 DA1字段

3.2.7 DA2字段

3.2.8 SNA字段

3.2.9 SA1字段

3.2.10 SA2字段

3.2.11 SID字段

3.3 Command Code字段

四、Fins Over TCP

4.1 分层结构

4.2 Fins/TCP Header

4.2.2 Magic字段

4.2.3 Length字段

4.2.4 Command字段

4.2.5 Error Code字段

一、OMRON欧姆龙 PLC简介

1.1 OMRON欧姆龙 PLC

OMRON欧姆龙是一家全球知名的自动化控制和工业自动化解决方案提供商，其产品线包括包括PLC（可编程逻辑控制器）、传感器、运动控制、人机界面、工业机器人、安全控制等多个领域。其中，PLC产品是其核心产品之一。

PLC是可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller）的缩写，是一种专门用于工业控制系统中的可编程控制器。PLC主要通过编程控制其输入输出模块，实现对工业设备、生产线等自动化控制的功能。OMRON欧姆龙的PLC产品广泛应用于工业自动化领域，具有可靠性高、扩展性强、易维护等特点。

OMRON欧姆龙的PLC产品系列包括CP1、CP2、CS1、NJ、NX等多个系列，覆盖了各种规模和应用场景下的自动化控制需求。这些PLC产品支持多种通信协议，具有强大的功能扩展性，广泛应用于制造业、电力行业、自动化设备等领域。

除了PLC产品，OMRON欧姆龙还提供全面的工业自动化解决方案，包括传感器、运动控制、机器人、人机界面等产品，帮助客户实现生产流程的自动化与智能化。

总的来说，OMRON欧姆龙作为工业自动化领域的领先企业，其PLC产品在自动化控制领域有着广泛的应用和良好的口碑

1.2 OMRON欧姆龙 PLC通信协议简介

OMRON欧姆龙的PLC产品支持多种通信协议，以便与其他设备或系统进行数据交换和通信。

以下是一些常见的OMRON PLC通信协议简介：

MODBUS协议：MODBUS是一种常用的串行通信协议，用于在工业控制系统中实现设备之间的通信。OMRON的PLC可以通过MODBUS协议与其他设备（如传感器、人机界面、监控系统等）进行数据传输和控制。
Ethernet/IP协议：Ethernet/IP是一种工业以太网通信协议，适用于实时数据交换和控制。OMRON的PLC可以通过Ethernet/IP协议与其他设备或上位机系统实现高速数据通信和控制功能。
DeviceNet协议：DeviceNet是一种用于工业自动化现场总线网络的通信协议，用于连接和控制各种设备。OMRON的PLC可以通过DeviceNet协议与其他支持DeviceNet的设备（如传感器、执行机构等）进行通信和控制。
PROFIBUS协议：PROFIBUS是一种常用的现场总线通信标准，用于工业自动化系统中的设备互联。OMRON的PLC可以通过PROFIBUS协议与其他支持PROFIBUS的设备进行数据交换和通信。
TCP/IP协议：TCP/IP是互联网的基本通信协议，在工业控制系统中也有广泛应用。OMRON的PLC可以通过TCP/IP协议与其他设备或系统进行远程监控、数据传输等功能。

以上是一些常见的OMRON欧姆龙PLC通信协议，不同的PLC型号和系列可能支持的通信协议略有不同。在选择和配置通信方式时，需要根据实际的应用需求和对接设备的要求进行选择

1.3 通信架构

二、欧姆龙FINS协议简介

2.1 简介

欧姆龙FINS（FINS is Not Sufficient）协议是一种用于欧姆龙（OMRON）工业自动化设备之间通信的专有协议。FINS协议被设计用于支持欧姆龙PLC、人机界面、伺服驱动器和其他自动化设备之间的数据交换和通信。

以下是欧姆龙FINS协议的一些关键特点和功能：

多功能性：FINS协议支持各种不同的通信功能，包括数据读写、远程控制、传输监视等，使得不同类型的欧姆龙自动化设备能够在工业控制系统中进行灵活的数据交换和协作。
高效性：FINS协议采用了高效的数据交换机制，支持快速的数据传输和响应，有助于实现实时控制和监视功能。
灵活性：FINS协议是一种灵活的协议，支持多种不同的数据格式和数据类型，包括二进制数据、ASCII数据等，使得欧姆龙设备能够与各种不同类型的设备进行通信和数据交换。
安全性：FINS协议支持数据加密和身份验证功能，以确保通信数据的安全性和可靠性。
广泛应用：FINS协议被广泛应用于欧姆龙PLC、触摸屏、伺服系统、远程I/O等各种类型的工业自动化设备上，成为这些设备之间通信的重要协议标准。

总的来说，欧姆龙FINS协议是一种高效、灵活、安全的专有通信协议，为欧姆龙工业自动化设备之间的数据交换和通信提供了稳定可靠的解决方案。

2.2 协议分层

欧姆龙(Omron)是来自日本的知名电子和自控设备制造商，其中、小型PLC在国内市场有较高的占有率，有CJ、CM等系列。PLC可以支持Fins、Host link等协议进行通信。

支持以太网的欧姆龙PLC CPU、以太网通信模块根据型号的不同，一般都会支持FINS(Factory Interface Network Service)协议，一些模块也会支持EtherNet/IP协议。

Omron fins协议缺省TCP/UDP端口号为9600。Fins协议封装在TCP/UDP之上，需要注意的是基于TCP的Fins数据包和基于UDP的包在头部上差异较大。协议的具体构造可以参考欧姆龙官方文档：

由上图可知，Fins/TCP实际上是将Fins/UDP报文作为其负载，在其前面加了一个Fins/TCP报头。

需要注意的是，Fins/TCP报文中负载即Fins/UDP部分不一定会出现，它可以只有一个简单的Fins/TCP报头。因此我们先介绍Fins/UDP报文的组成，然后再介绍Fins/TCP结构。

2.3 OMRON（欧姆龙）FINS协议的本质

西门子FINS协议提供了一种远程软件操作和控制PLC内部内存地址空间的通信手段和通信方式。

通过该通信协议，远端管理程序可以读和写PLC内部的内存或寄存器地址空间！！！

OMRON（欧姆龙）FINS（Factory Interface Network Service）协议的本质是一种通信协议，旨在实现工厂自动化设备之间的数据交换和控制。该协议定义了数据传输的格式、规则和命令，使得不同类型的OMRON设备（如PLC、传感器、执行器等）能够通过网络进行通信，并实现监控、控制和数据交换等功能。

FINS协议采用了基于UDP或TCP/IP的通信方式，通过指定设备的网络地址和端口号，实现设备之间的数据交换和通信。使用FINS协议，用户可以远程监控和控制工厂设备，实现工业自动化系统的实时监控和管理。

总的来说，OMRON的FINS协议的本质是一种便捷而高效的工业通信协议，为工业自动化系统的实现提供了重要的技术支持。

2.4 OMRON（欧姆龙）FINS（Factory Interface Network Service）如何与外部软件通信

OMRON（欧姆龙）的FINS（Factory Interface Network Service）协议可以通过以下方式与外部软件进行通信：

OPC协议：使用OPC（OLE for Process Control）标准，可以实现与外部软件（如SCADA系统、MES系统等）的数据交换和通信。用户可以通过OPC服务器与OMRON设备建立连接，实现数据读写等操作。
软件开发包：OMRON提供了针对不同编程语言的软件开发包（如C/C++、C#等），用户可以使用这些开发包编写自定义的通信程序，通过FINS协议与OMRON设备进行通信与控制。
FINS网关：在一些情况下，可以使用特定的FINS网关设备，将FINS协议转换为其他协议（如Modbus TCP、Ethernet/IP等），从而实现与外部软件系统的集成和通信。
直接socket通信：通过在外部软件中编写socket通信程序，可以直接与支持FINS协议的OMRON设备进行通信，实现数据读写和控制操作。
第三方通信中间件：有些第三方软件提供了与FINS协议兼容的通信中间件或驱动程序，用户可以通过这些软件实现与OMRON设备的通信。

在具体选择如何与外部软件进行通信时，需要考虑外部软件的接口支持、通信协议要求以及系统集成的具体情况。根据需求选择合适的通信方式，并遵循相应的通信协议规范进行配置和开发。

三、Fins over UDP

3.1 包格式

基于UDP的Fins协议的结构相对简单，整体结构由报头和数据两部分组成，如下所示：

其中报头部分为必要组成部分，为固定长度12个字节，数据部分非必现。

3.2 Fins/UDP Header

头部分由11个定长字段组合而成，前面10个字段分别简称为：

ICF、RSV、GCT、DNA、DA1、DA2、SNA、SA1、SA2、SID，如下所示：

上述11个字段中，除最后一个Command Code字段为2个字节外，其余所有字段均只占1个字节。Command Code是最重要的字段。

3.2.1 ICF字段

第一个字段被称为ICF字段(即Information control filed，信息控制字段)，1个字节，由4个子字段组成，分述如下：

1… …. = Gateway bit，是否使用网关，0x01表示使用；
.1.. …. = Data Type bit，数据类型比特位，0x01表示为响应，0x00表示命令；
..0. …. = Reserved bit，第一个保留比特位，默认置0；
…0 …. = Reserved bit，第二个保留比特位，默认置0；
…. 0… = Reserved bit，第三个保留比特位，默认置0；
…. .0.. = Reserved bit，第四个保留比特位，默认置0；
…. ..0. = Reserved bit，第五个保留比特位，默认置0；
…. …1 = Response setting bit，第一个保留比特位响应标志为，0x01表示非必需回应，0x00表示必须进行回应。

3.2.3 RSV字段

第二个字段被称为RSV(即Reserved，保留字段)，1个字节，置0x00。

3.2.4 GCT字段

第三个字段被称为GCT(即Gateway count ，网关计数)，1个字节，置为0x02。

3.2.5 DNA字段

第四个字段被称为DNA(即Destination network adrress，目标网络地址)，1个字节，取值如下：

00：表示本地网络；
0x01~0x7F：表示远程网络。

3.2.6 DA1字段

第五个字段被称为DA1(即Destination node number，目标节点编号)，1个字节，取值如下：

0x01~0x3E： SYSMAC LINK网络中的节点号；
0x01~0x7E： YSMAC NET网络中的节点号；
0xFF：广播传输。
Omron的官方手册中，该字段只能取上述值，然而网上的实际抓包发现会有其它值出现，被wireshark标记为unknown。

3.2.7 DA2字段

第六个字段被称为DA2(即Destination unit address，目标单元地址)，1个字节，取值如下：

0x00：PC(CPU)；
0xFE： SYSMAC NET Link Unit or SYSMAC LINK Unit connected to network；
0x10~0x1F：CPU总线单元，其值等于10 + 单元号(前端面板中配置的单元号)。
Omron的官方手册中，该字段只能取上述值，然而网上的实际抓包发现会有其它值出现，被wireshark标记为unknown。