来源:互联网 发布时间:12-28
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1、引言 我国造纸行业自动化技术起步较晚,传统的计算机加板卡的控制方式在较长的时间内占主导地位。今年来,随着国家加大造纸行业的自动化力度,越来越多的工厂采用了DCS控制系统。 随着PLC的浮点处理能力的加强,PLC的组态灵活性,高可靠性,可以和计算机、操作员面板、其它PLC任意配合,适应各种不同的场合等特点逐渐被人们所认识,同时,PLC的现场网络化功能的加强,以及与Internet网络接口模块的相继开发,使它在工业DCS(集散控制系统)中的应用越来越广泛。 由于网络化PLC研究发展时间不长,各国的PLC产品没有统一的协议模式,通讯协议各不相同,使用户在使用某一公司的PLC产品作为下位机时,上位机一计算机必须使用同一公司的主态软件,其软件功能有一定的限制,造成用户自行开发的功能无法实现。探究其原因,主要是计算机与PLC之间的通讯协议不公开所至。对于一些协议公开的PLC产品,又因其繁复的“传输权”,造成多帧传输的复杂性。 本文针对OMRON C200系列的PLC产品,利用其开放的通讯协议,开发出主从通讯方式,自行开发出主态软件,组成DCS系统中的过程控制单元,并在工程上得以应用。 2、纸厂DCS控制系统结构 3、上位机与PLC在DCS系统中的具体分工 3.1PLC在DCS系统中的作用: ①所有现场模拟量的输入、输出信号的处理。 ②所有现场数字量的输入、输出信号的处理。 ③控制算法的执行。 ④与上位机的通讯过程中,始终处于被动状态,不主动上传数据。 ⑤OMRON CPT编程软件。 3.2上位机(计算机)在DCS系统中的作用: ①控制参数的设定,传输至PLC。 ②现场工艺参数的设定,传输至PLC。 ③现场所有信号的显示画面。 ④历史查询,报表的制作和打印。 ⑤通过以太网卡,将现场数据传输到工厂的局域网上,实现数据共享。 ⑥与PLC的通讯过程中,始终处于主动状态,主动下载数据,主动向PLC要数据。 ⑦WIN98操作平台,VB6.0编程软件。 4、OMRON C200系列的PLC产品的通讯方式 4.1传统的上位机和PLC主主通讯 发送帧的权利简称“传输权”,具有传输权的单元每次发送3帧后,传输权在上位机和PLC之间来回交换,见下图: 这种通讯方式的通讯时间较长,对于一台上位机联结多台PLC的组态方法,特别命令帧最多131个字符,工程应用中,传输的正文字符通常大于132个字符,这就需要多帧传输方式。主主通讯对多帧传输时,由于传输权的频繁在计算机和PLC之间来回交换,通讯时间会更长,同时上位机主动下载和PLC主动上传,占用PLC的CPU处理时间,其次,对于计算机多帧下载数据,PLC的接受程序编制较为复杂。在实时精度要求较高的工业控制中,一般采用下面的主从通讯方式。 4.2主从通讯方式 由于主主通讯方式在工程实际应用中存在以上的几点问题,结合PLC的命令帧的格式,计算机作为上位机主要作用是显示、下载和通讯,加上计算机的CPU处理速度较快,系统可用资源较多,由计算机承担所有的通讯功能,将PLC的CPU从繁琐的通讯过程中解放出来,降低PLC的程序扫描周期,可以将更多的回路模拟量控制和复杂的控制算法加入程序中。 在主程序编制中,利用VB6.0计时器控件Timer的功能,创建一个计时器,定时以命令帧的方式将读取数据储存器(DM)区的命令Redd-DM Data (),以及读取内部继电器(IR)区的命令Read-IR Data ()发送至串口SendPLC(),检查串口缓冲区,接收到的字符串如果节点号,识别码均与发送指令相同时,如果检查到结束码为“00”时,认为此次接受的数据有效,通过处理接收到的字符串,将结果送到界面显示RevBuffer()。 由于纸厂DCS控制系统中由上位机所承担的控制参数、工艺参数的设定和下载并不是实时发送的,只有当控制参数、工艺参数改变时,才将新值下载到PLC的相应数据储存器(DM)区,通过按压界面上的软按钮触发事件Send-DM Data,将数据通过SendPLC(),发送到PLC相应的DM区。 对于下载数据中出现的多帧数据时,按照命令帧的容量(132个字符)分配帧结构,当l帧参数-F载时,检查串口缓冲区,接收到的字符串如果节点号,识别码均与发送指令相同时,如果检查到结束码为"00"时,自行发送2帧命令。出现一台计算机与多台PLC连结的方式,在组成命令帧的格式时,节点号按照网络系统中,各个PLC的网络节点号而定。 5、结束语 在以OMRON C200系列的PLC为基础,以其开放的通讯协议为依据,自行开发主态软件,组成DCS系统中的重要组成部分-过程控制单元,将DCS系统产品化过程中,我们觉得OMRON C200系列的PLC具有较强的组态能力,不仅适用于小型DCS系统(100个控制回路以下),通过过程控制单元的形式,将其使用范围扩大到中型控制系统(500多点控制回路),而且与其他公司的PLC和操作员面板有较强的兼容性。因此,具有较高的性价比。 |
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