（蘭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院,甘肅蘭州市,730070）李 想

（江蘇海洋大學(xué)，江蘇連云港市，222005） 徐 蘇 許金綱 孫 琦 禹 健

PLC是可編程邏輯控制器的英文簡稱，也就是早期的可編程控制器，主要是將其代替繼電器，從而能夠更好的進行邏輯控制。隨著現(xiàn)代化信息社會的發(fā)展與進步，PLC的功能范圍越來越廣，不僅局限于邏輯控制范圍，在更多領(lǐng)域中都會有所涉及。PLC在電子計算機的基礎(chǔ)上可應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場工作中的電控制器，可通過掃描方式與中斷方式實現(xiàn)有效的控制。將PLC與計算機通信相結(jié)合，在開發(fā)與應(yīng)用離心機監(jiān)控系統(tǒng)時具有非常重要的作用，有利于將信息管理與決策水平提高，還能夠促進生產(chǎn)運營以及控制質(zhì)量的不斷提高，使其停機維修維護時間減少，符合現(xiàn)代化社會發(fā)展的需要。

1 PLC控制系統(tǒng)概述

可編程控制器實際上是一種計算機技術(shù)，在進行設(shè)計制造時主要是為了能夠有效的進行工業(yè)控制，在早期可編程控制器也被叫做可編程邏輯控制器模式，在使用過程中可替換繼電器，將邏輯控制目標(biāo)進一步實現(xiàn)。在當(dāng)前的社會發(fā)展中，PLC與機器人、CAD（或CAM）組成了現(xiàn)代工業(yè)自動化的三大支柱。PLC集電控、電儀、電傳等三電于一體，在邏輯控制、過程控制與運動控制中都離不開計算機這一物質(zhì)基礎(chǔ)。要想實現(xiàn)三電一體，可以通過兩種方式來實現(xiàn)，一種是通過網(wǎng)絡(luò)一級來實現(xiàn)，雖然不同的控制裝置有著極大的差異，但是都可以在網(wǎng)絡(luò)載體的基礎(chǔ)上實現(xiàn)三電一體化。另一種是通過控制裝置一級來實現(xiàn)，每臺控制裝置不僅具有邏輯控制功能，而且還具備過程控制功能與運動控制功能

等[1]。

2 PLC在離心機監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)中的通信原理

PLC在選擇自由端口模式時，程序能夠通過相應(yīng)的指令控制通訊端口操作，比如接收中斷、傳輸指令、傳輸中斷、接收指令等。一般只有在自由端口模式下通訊協(xié)議才會受到梯形圖程度的完全控制，而自由端口只有在（RUN）運行模式中才能使用，在自由端口模式中，不能與編程設(shè)備通訊，如果PLC處于（STOP）停止模式時，就會禁用自由端口模式，并重新建立正常通訊。

2.1 硬件連接原理

在系統(tǒng)控制范疇中，串行通訊端口始終都占有非常重要的地位，即使時代在不斷進步，該通訊端口也沒有被淘汰，而是在不斷的進行改進與優(yōu)化?，F(xiàn)階段計算機上的標(biāo)準(zhǔn)配置為（RS-232）串行通訊端口，最為常見的用途就是與Modem連接作為通訊傳輸。任何一臺計算機都需要配備RS-232通訊端口，其信道通常情況下都有兩個，分別為COM1和COM2；接頭方式也有兩種為9Pin和25Pin。PPI接口是由PLC內(nèi)部集成的，能夠為相應(yīng)用戶提供非常強大的通訊功能，RS485是PPI接口的物理特性，RS232則是上位機的標(biāo)準(zhǔn)串口，要想實現(xiàn)二者的通訊，就一定要進行協(xié)議轉(zhuǎn)換。倘若PC/PPI電纜自帶電平轉(zhuǎn)換器的話，那么RS232、RS485在進行互聯(lián)以及協(xié)議轉(zhuǎn)換時就不需要增加任何軟件。

2.2 離心機電監(jiān)控系統(tǒng)與PLC之間的通訊

離心機電監(jiān)控系統(tǒng)與PLC之間在進行通訊時，需要通過主從應(yīng)答的方式來實現(xiàn)。其中主叫方為上位機、應(yīng)答方為下位機。PLC會接收到來自于上位機發(fā)出的數(shù)據(jù)指令，對該指令進行判斷。上位機對于PLC傳來的數(shù)據(jù)也要進行判斷，如果正確就接收，不正確就拒絕接收。

3 PLC與計算機通信網(wǎng)絡(luò)

3.1 周期I/O方式通信

PLC控制網(wǎng)絡(luò)中PLC遠程I/O鏈路，在進行數(shù)據(jù)交換時主要是利用周期I/O的方式通信來實現(xiàn)，使得遠程I/O鏈路在運行過程中始終都處于主站地位，從站地位一般都是其他遠程I/O單元。采用周期掃描方式完成各從站與通信處理器之間的數(shù)據(jù)交換，這是主站的主要作用。除此之外，主站還需要將對應(yīng)的命令數(shù)據(jù)發(fā)送給從站。

3.2 全局I/O方式通信

全局I/O方式通信是一種共享存儲區(qū)串行通信方式，一般情況下都是在具有連接存儲功能的PLC之間完成通信工作。全局I/O方式通信中的連接區(qū)是PLCI/O中非常重要的組成部分之一，通過等值化通信處理方式，達成整體共享目標(biāo)。因此，又被稱之為全局I/O方式。這樣的通信方式具有極大的優(yōu)勢，比如通信快速、操作簡單且極為方便。

4 離心機監(jiān)控系統(tǒng)總體方案設(shè)計

從現(xiàn)場端的角度對PLC進行設(shè)計與分析時，可將其作為主控制系統(tǒng)，對離心機控制系統(tǒng)中的各個機電設(shè)備進行控制。將PLC應(yīng)用于控制系統(tǒng)與自動測量系統(tǒng)中時，通常情況下都應(yīng)該有機結(jié)合計算機通信技術(shù)。相應(yīng)數(shù)據(jù)通過PLC被發(fā)送到計算機中，再由計算機將接收到的數(shù)據(jù)進行具體的分析與處理，PLC在接收到相應(yīng)的指令時就要按照指令任務(wù)進行運行控制。在開發(fā)離心機監(jiān)控系統(tǒng)時聯(lián)合應(yīng)用PLC與計算機通信技術(shù)，具有非常高的可靠性，在設(shè)計電氣硬件時會更加簡單、便捷，適合批量生產(chǎn)，可以實現(xiàn)高效的程序復(fù)制。除此之外，只需要進行軟件修改，就能夠有效的更改控制邏輯，而不用進行硬件改動[4]。

4.1 當(dāng)其擴展配置

一般情況下，箱體式PLC擴展配置都是非常的簡單，主要是結(jié)合實際需要增加的不同I/O點數(shù)，將擴展箱體進行不斷增加。擴展箱體與主箱體的外形上基本完全一致，擴展箱體并不具備CPU以及內(nèi)存，只會出現(xiàn)相關(guān)顯示以及I/O電路，有些擴展箱體會根據(jù)實際需要配置相應(yīng)的電源。

4.2 遠程擴展配置

為了能夠有效的增加I/O點數(shù)就采用遠程擴展配置，在進行遠程擴展配置時，所擴展的部分一般都位于遠處，要想進行有效的數(shù)據(jù)交換就需要在主體部分與擴展部分之間配備相應(yīng)的通訊設(shè)備，進而將數(shù)據(jù)進行傳輸與交換。對于PLC之間的主從控制也可通過遠程擴展配置來實現(xiàn)，而下位PLC也可以作為擴展部分，在對其進行控制時需要通過主機來實現(xiàn)。遠程擴展具有較高的可靠性優(yōu)勢，在操作時非常簡單便捷，對于地域廣泛分布系統(tǒng)也能夠進行有效的綜合性控制，還能夠達到對控制目標(biāo)進行實時控制的效果。遠程擴展的種類繁多，根據(jù)不同的遠程部分可以劃分四大類，分別是混合的遠程系統(tǒng)、遠程終端、PLC與機架。根據(jù)不同的傳輸介質(zhì)可將其劃分為三大類，分別是同軸線、光纖、雙絞線。

4.3 PLC控制系統(tǒng)的個性化配置

不同的配置單元可以實現(xiàn)不同的功能，如果配置單元比較特殊，那么也能實現(xiàn)特殊化的功能，將個性化配置按照功能進行劃分時一般都會涉及到高速計數(shù)器、溫度檢測、位置控制以及模入模出等4個不同的單元。首先是高速計數(shù)器單元。在處理中型高速計數(shù)信號與大型高速計數(shù)信號時，可以利用高速計數(shù)的特殊處理單元來完成，在這一單元中可以對CPU進行自行配置，有利于將輸出中斷并進行獨立的技術(shù)處理，因此，CPU可以實現(xiàn)有效的讀寫數(shù)據(jù)傳輸，從而能夠控制高速計數(shù)。其次是溫度檢測單元。溫度量是一種模擬量，利用變送器將其轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)電信號時，通過模入單元就能夠進行有效的處理工作。相比于沒入單元，溫度檢測單元具有三個優(yōu)勢特點：①溫度檢測單元可以不用借助變送器，就能夠直接從熱電偶或者是熱電阻上進行信號讀取；②可以直接將讀入的BCD碼溫度值用于顯示；③在對冷端補償或者導(dǎo)線阻值影響等問題的解決中可以在接線上直接完成。通過運動與位置控制單元能夠?qū)\動部件的速度以及位置進行精準(zhǔn)、有效的控制，這體現(xiàn)了在PLC系統(tǒng)中數(shù)控技術(shù)的有效應(yīng)用。最后就是模入模出單元。在初期階段，PLC只在處理開關(guān)量時間使用，當(dāng)成功開發(fā)出模出與模入之后，使得模擬量處理也逐漸能夠成為現(xiàn)實[5]。

4.4 PLC控制系統(tǒng)的擴展配置

PLC控制系統(tǒng)的配置擴展基礎(chǔ)是原有配置，在原有配置基礎(chǔ)上將擴展機箱以及機架加設(shè)其中，使得I/O點數(shù)增加的配置目標(biāo)能夠進一步實現(xiàn)。當(dāng)?shù)財U展配置與遠程擴展配置都屬于擴展配置中非常重要的組成部分。在實際的擴展配置中，充分的利用各種資源，如外設(shè)資源、內(nèi)存資源以及CPU資源等，使得PLC的單點費用能夠有效的降低，更加方便、快捷的進行擴展配置的維護，使得接線能夠簡化，進而達到更高效的遠程安裝目標(biāo)。

4.5 PLC控制系統(tǒng)的基本配置

PLC控制系統(tǒng)的基本配置按照其類型劃分箱體式和模板式，這是主流配置，一般情況下是由編程器、CPU模板、內(nèi)存模板、電源模板以及I/O模板等組成。其中CPU模板在一定程度上能夠決定可控規(guī)模、具體的工作速度以及實際的內(nèi)存容量等，所以在進行選擇時，一定要科學(xué)合理，這關(guān)系著系統(tǒng)配置的后續(xù)運行。內(nèi)存模板的選擇一定要在CPU規(guī)定范圍之內(nèi)，這樣存儲用戶程序的容量以及各種相應(yīng)的性能要求才能夠得到極大的滿足。電源模板與CPU模板聯(lián)合應(yīng)用，也可以分開應(yīng)用，是分是合需要將PLC用的電源種類、規(guī)格以及其他具體要求作為依據(jù)。I/O點數(shù)是I/O模板規(guī)格與數(shù)量的確定依據(jù)，I/O點數(shù)多一點、少一點都不會有太大影響，不過需要在CPU所能管理的基本配置能力之內(nèi)[6]。

5 結(jié)語

綜上所述，在PLC與計算機通信背景下，研發(fā)與應(yīng)用離心機監(jiān)控系統(tǒng)，需要對下位控制機進行科學(xué)合理的選擇，這樣有利于將其控制精度與可靠性不斷提高。在系統(tǒng)中利用相應(yīng)型號的PLC以及各種輔助功能模塊，能夠更加方便靈活的進行設(shè)計，接口、性價比與可靠性高，在進行現(xiàn)場控制時，還可以大幅度提高控制精度，與現(xiàn)代化工業(yè)控制系統(tǒng)的實際需要完全相符。與此同時，實現(xiàn)系統(tǒng)的更高效、有序的運行，就需要重視起計算機通信技術(shù)與PLC的有機結(jié)合，有利于及時監(jiān)控與修改現(xiàn)場采集到的數(shù)據(jù)，再加上delphi語言可以完善相應(yīng)的功能，使得系統(tǒng)監(jiān)控畫面的可視化程度會更高，而人機交互也會更方便。監(jiān)控技術(shù)不僅需要用到計算機技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，還會涉及到自動控制技術(shù)，將這些技術(shù)進行綜合運用，有利于監(jiān)控系統(tǒng)的不斷完善，再加上PLC與計算機通信的有機結(jié)合，能夠促進離心機系統(tǒng)監(jiān)控的基本功能更加健全。