PLC在SG03束管生產(chǎn)線中的應(yīng)用

我國造紙行業(yè)自動(dòng)化技術(shù)起步較晚，傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)加板卡的控制方式在較長的時(shí)間內(nèi)占主導(dǎo)地位。今年來，隨著國家加大造紙行業(yè)的自動(dòng)化力度，越來越多的工廠采用了DCS控制系統(tǒng)。

隨著PLC的浮點(diǎn)處理能力的加強(qiáng)，PLC的組態(tài)靈活性，高可靠性，可以和計(jì)算機(jī)、操作員面板、其它PLC任意配合，適應(yīng)各種不同的場(chǎng)合等特點(diǎn)逐漸被人們所認(rèn)識(shí)，同時(shí)，PLC的現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)化功能的加強(qiáng)，以及與Internet網(wǎng)絡(luò)接口模塊的相繼開發(fā)，使它在工業(yè)DCS（集散控制系統(tǒng)）中的應(yīng)用越來越廣泛。

由于網(wǎng)絡(luò)化PLC研究發(fā)展時(shí)間不長，各國的PLC產(chǎn)品沒有統(tǒng)一的協(xié)議模式，通訊協(xié)議各不相同，使用戶在使用某一公司的PLC產(chǎn)品作為下位機(jī)時(shí)，上位機(jī)一計(jì)算機(jī)必須使用同一公司的組態(tài)軟件，其軟件功能有一定的限制，造成用戶自行開發(fā)的功能無法實(shí)現(xiàn)。探究其原因，主要是計(jì)算機(jī)與PLC之間的通訊協(xié)議所至。對(duì)于一些協(xié)議公開的PLC產(chǎn)品，又因其繁復(fù)的“傳輸權(quán)"，造成多幀傳輸?shù)膹?fù)雜性。

本文針對(duì)OMRON C200系列的PLC產(chǎn)品，利用其開放的通訊協(xié)議，開發(fā)出主從通訊方式，自行開發(fā)出組態(tài)軟件，組成DCS系統(tǒng)中的過程控制單元，并在工程上得以應(yīng)用。

二、紙廠DCS控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

三、上位機(jī)與PLC在DCS系統(tǒng)中的具體分工

1、PLC在DCS系統(tǒng)中的作用：

（1）所有現(xiàn)場(chǎng)模擬量的輸入、輸出信號(hào)的處理。

（2）所有現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字量的輸入、輸出信號(hào)的處理。

（3）控制算法的執(zhí)行。

（4）與上位機(jī)的通訊過程中，始終處于被動(dòng)狀態(tài)，不主動(dòng)上傳數(shù)據(jù)。

（5）OMRON CPT編程軟件。

2、上位機(jī)（計(jì)算機(jī)）在DCS系統(tǒng)中的作用：

（1）控制參數(shù)的設(shè)定，傳輸至PLC。

（2）現(xiàn)場(chǎng)工藝參數(shù)的設(shè)定，傳輸至PLC。

（3）現(xiàn)場(chǎng)所有信號(hào)的顯示畫面。

（4）歷史查詢，報(bào)表的制作和打印。

（5）通過以太網(wǎng)卡，將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦S的局域網(wǎng)上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

（6）與PLC的通訊過程中，始終處于主動(dòng)狀態(tài)，主動(dòng)下載數(shù)據(jù)，主動(dòng)向PLC要數(shù)據(jù)。

（7）WIN98操作平臺(tái)，VB6.0編程軟件。

四、OMRON C200系列的PLC產(chǎn)品的通訊方式

1、傳統(tǒng)的上位機(jī)和PLC主主通訊

發(fā)送幀的權(quán)利簡稱“傳輸權(quán)"，具有傳輸權(quán)的單元每次發(fā)送3幀后，傳輸權(quán)在上位機(jī)和PLC之間來回交換，見下圖：

這種通訊方式的通訊時(shí)間較長，對(duì)于一臺(tái)上位機(jī)聯(lián)結(jié)多臺(tái)PLC的組態(tài)方法，特別命令幀最多131個(gè)字符，工程應(yīng)用中，傳輸?shù)恼淖址ǔ４笥?32個(gè)字符，這就需要多幀傳輸方式。主主通訊對(duì)多幀傳輸時(shí)，由于傳輸權(quán)的頻繁在計(jì)算機(jī)和PLC之間來回交換，通訊時(shí)間會(huì)更長，同時(shí)上位機(jī)主動(dòng)下載和PLC主動(dòng)上傳，占用PLC的CPU處理時(shí)間，其次，對(duì)于計(jì)算機(jī)多幀下載數(shù)據(jù)，PLC的接受程序編制較為復(fù)雜。在實(shí)時(shí)精度要求較高的工業(yè)控制中，一般采用下面的主從通訊方式。

2、主從通訊方式

由于主主通訊方式在工程實(shí)際應(yīng)用中存在以上的幾點(diǎn)問題，結(jié)合PLC的命令幀的格式，計(jì)算機(jī)作為上位機(jī)主要作用是顯示、下載和通訊，加上計(jì)算機(jī)的CPU處理速度較快，系統(tǒng)可用資源較多，由計(jì)算機(jī)承擔(dān)所有的通訊功能，將PLC的CPU從繁瑣的通訊過程中解放出來，降低PLC的程序掃描周期，可以將更多的回路模擬量控制和復(fù)雜的控制算法加入程序中。

在主程序編制中，利用VB6.0計(jì)時(shí)器控件Timer的功能，創(chuàng)建一個(gè)計(jì)時(shí)器，定時(shí)以命令幀的方式將讀取數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器（DM）區(qū)的命令Redd-DM Data （），以及讀取內(nèi)部繼電器（IR）區(qū)的命令Read-IR Data （）發(fā)送至串口SendPLC（），檢查串口緩沖區(qū)，接收到的字符串如果節(jié)點(diǎn)號(hào)，識(shí)別碼均與發(fā)送指令相同時(shí)，如果檢查到結(jié)束碼為“00"時(shí)，認(rèn)為此次接受的數(shù)據(jù)有效，通過處理接收到的字符串，將結(jié)果送到界面顯示RevBuffer（）。

由于紙廠DCS控制系統(tǒng)中由上位機(jī)所承擔(dān)的控制參數(shù)、工藝參數(shù)的設(shè)定和下載并不是實(shí)時(shí)發(fā)送的，只有當(dāng)控制參數(shù)、工藝參數(shù)改變時(shí)，才將新值下載到PLC的相應(yīng)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器（DM）區(qū)，通過按壓界面上的軟按鈕觸發(fā)事件Send-DM Data，將數(shù)據(jù)通過SendPLC（），發(fā)送到PLC相應(yīng)的DM區(qū)。

對(duì)于下載數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的多幀數(shù)據(jù)時(shí)，按照命令幀的容量（132個(gè)字符）分配幀結(jié)構(gòu)，當(dāng)l幀參數(shù)-F載時(shí)，檢查串口緩沖區(qū)，接收到的字符串如果節(jié)點(diǎn)號(hào)，識(shí)別碼均與發(fā)送指令相同時(shí)，如果檢查到結(jié)束碼為"00"時(shí)，自行發(fā)送2幀命令。出現(xiàn)一臺(tái)計(jì)算機(jī)與多臺(tái)PLC連結(jié)的方式，在組成命令幀的格式時(shí)，節(jié)點(diǎn)號(hào)按照網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，各個(gè)PLC的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)號(hào)而定。