試論P(yáng)LC與智能儀表的通訊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

郝智剛

摘 要：隨著當(dāng)前的科學(xué)技術(shù)水平的提高，對(duì)智能儀表通訊設(shè)計(jì)的要求也在提高，這就需要將PLC加以應(yīng)用，從整體上提高通訊設(shè)計(jì)的智能化水平。基于此，本文主要就PLC技術(shù)和智能儀表通訊設(shè)計(jì)的內(nèi)容進(jìn)行展開(kāi)研究，希望能通過(guò)此次理論研究分析，能為實(shí)際的通訊設(shè)計(jì)的質(zhì)量控制提供相應(yīng)參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：智能儀表；PLC技術(shù)；通訊設(shè)計(jì)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.20.140

0 引言

PLC是工業(yè)自動(dòng)化的重要支柱型技術(shù)，在當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展下，對(duì)PLC技術(shù)的應(yīng)用就更為廣泛。智能儀表的通訊設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)PLC技術(shù)的應(yīng)用需求比較大，結(jié)合實(shí)際的設(shè)計(jì)要求將PLC技術(shù)得以充分應(yīng)用，就能提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

1 PLC下智能儀表通訊系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)和硬件連接設(shè)計(jì)

1.1 PLC下智能儀表通訊系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

基于PLC技術(shù)的智能儀表通訊設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)PLC技術(shù)的應(yīng)用作用發(fā)揮是比較關(guān)鍵的，這一系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是數(shù)字通信系統(tǒng)，通過(guò)串行方式來(lái)把設(shè)備和主控制器進(jìn)行連接，從而實(shí)現(xiàn)雙向通信的目標(biāo)。在PLC的技術(shù)應(yīng)用下形成的智能儀表通訊系統(tǒng)的應(yīng)用，系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率比較高，在通信協(xié)議宏的應(yīng)用下能采取單指令實(shí)現(xiàn)循環(huán)同一協(xié)議，并實(shí)現(xiàn)多信息傳遞，這樣就將編程的靈活性特征得到了有效突出，從而將系統(tǒng)的運(yùn)行效率得到了有效提高[1]。再者，智能儀表通訊系統(tǒng)在PLC的技術(shù)應(yīng)用下，系統(tǒng)穩(wěn)定程度大大提高了，系統(tǒng)自身的故障診斷能力比較突出，在智能儀表出現(xiàn)故障的時(shí)候能和PLC終端以及上位機(jī)顯示故障信號(hào)，這樣就能有效將故障排除。

另外，在PLC技術(shù)的應(yīng)用下智能儀表通訊系統(tǒng)的應(yīng)用成本也大大降低，硬件層面是通過(guò)串行連接方式的應(yīng)用，從而能將電纜使用量有效減少，軟件是對(duì)系統(tǒng)實(shí)施的簡(jiǎn)化處理，將系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)以及實(shí)現(xiàn)等成本降低了[2]。這一系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)還體現(xiàn)在能有效避免通訊的失敗，多種指令的時(shí)候通過(guò)對(duì)@PMCR指令的使用，就能有效避免各指令的沖突，從而保障了通信的安全性。在PLC技術(shù)應(yīng)用下的智能儀表通訊系統(tǒng)，能夠?qū)F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的整體性能有效提高，對(duì)系統(tǒng)控制器以及現(xiàn)場(chǎng)元件性能能有效提高，從而將智能儀表的高質(zhì)高效的作用充分發(fā)揮。

1.2 PLC和智能儀表硬件連接的設(shè)計(jì)

PLC技術(shù)和智能儀表通訊進(jìn)行結(jié)合下，在PLC的技術(shù)應(yīng)用下通訊端口的模式主要是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接口，自由口的通信是在半雙工硬件上的方式，允許用戶定義字符通訊的格式，所以能實(shí)現(xiàn)多種通訊協(xié)議[3]。PLC自由通訊指令和特殊寄存器所起到的作用是比較突出的，通訊指令主要有發(fā)送和接收的指令，而特殊寄存器的類型比較多。PLC自由口的通訊工作方式是多樣化的，主要有對(duì)傳輸數(shù)據(jù)的分析，以及初始化寫(xiě)入控制字符，以及進(jìn)入中斷事件等等。進(jìn)行PLC和智能儀表硬件的連接設(shè)計(jì)過(guò)程中，就要充分注重結(jié)合實(shí)際的需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，保障設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性，只有如此才能有助于提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

對(duì)智能儀表硬件連接的設(shè)計(jì)過(guò)程中，可通過(guò)不同的方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，如設(shè)計(jì)方案中先通過(guò)PC/PPI編程電纜實(shí)施短距離傳輸，另一端接微歐儀端口無(wú)需調(diào)制解調(diào)器式適配器，這樣就能保障接線的簡(jiǎn)單化也有著比較高可靠性。還有一種連接的設(shè)計(jì)方式就是遠(yuǎn)距離的傳輸，通過(guò)PC/PPI編程電纜的應(yīng)用，PPI編程電纜的成品線長(zhǎng)度通常是在五米以內(nèi)的，超長(zhǎng)電纜就要進(jìn)行定做，而其質(zhì)量就會(huì)因此而降低，從而影響通訊的整體質(zhì)量[4]。還有一種方案主要是在第二種方案基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化的，通過(guò)一根五米PC/PPI編程電纜的應(yīng)用進(jìn)行連接，這一設(shè)計(jì)方案的應(yīng)用成本相對(duì)比較低，所以現(xiàn)場(chǎng)條件使用就比較合適。

2 PLC下智能儀表通訊協(xié)議及程序的設(shè)計(jì)

2.1 PLC下智能儀表通訊協(xié)議設(shè)計(jì)

PLC基礎(chǔ)上的智能儀表通訊協(xié)議的設(shè)計(jì)過(guò)程中是比較重要的，這是PLC和PC通訊收發(fā)命令的信息格式，其協(xié)議當(dāng)中就有命令字以及站號(hào)和校檢碼等等，要結(jié)合編程的實(shí)際需求加以取舍[5]。對(duì)于微歐儀遠(yuǎn)程控制模式的設(shè)計(jì)中，其主要有兩種命令類型，return以及set，前者主要是返回一串字符串，后者則是遠(yuǎn)程設(shè)置微歐儀參數(shù)。其主要的通訊模式下圖1所示。在規(guī)定通訊區(qū)方面主要有三個(gè)發(fā)送區(qū)和兩個(gè)接收區(qū)，發(fā)送區(qū)的發(fā)送字節(jié)數(shù)是不同的，如發(fā)送區(qū)1所發(fā)送的字節(jié)數(shù)是8，而發(fā)送區(qū)2所發(fā)送的字符數(shù)是18，發(fā)送區(qū)3所發(fā)送的字符數(shù)是20，接收區(qū)1接收字節(jié)數(shù)是11，接收區(qū)2接受的字節(jié)數(shù)是2。

2.2 PLC下智能儀表通訊程序的設(shè)計(jì)

對(duì)于PLC基礎(chǔ)上的智能儀表通訊的設(shè)計(jì)過(guò)程中，通訊程序的設(shè)計(jì)是比較關(guān)鍵的內(nèi)容，實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，就要能從多方面加強(qiáng)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。智能儀表微歐儀的遠(yuǎn)程控制是命令響應(yīng)式的控制，對(duì)外部智能設(shè)備發(fā)來(lái)命令進(jìn)行響應(yīng)。在程序的設(shè)計(jì)中要按照科學(xué)的流程，首先是將自由口通訊打開(kāi)，然后進(jìn)行初始化，把參數(shù)寫(xiě)入到控制字節(jié)以及規(guī)定結(jié)束字符。在發(fā)送信號(hào)有上跳沿的時(shí)候進(jìn)行執(zhí)行XMT，然后把處理的數(shù)據(jù)字符發(fā)送微歐儀，在執(zhí)行接收定時(shí)中斷的時(shí)候設(shè)置要大于電纜切換時(shí)間，最后完成接收[6]。PLC在和微歐儀的通訊程序是通過(guò)STL語(yǔ)句表編程實(shí)現(xiàn)的，保障數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定有效。PLC的應(yīng)用中其可靠性比較高，編程也相對(duì)比較簡(jiǎn)單化，有著比較強(qiáng)的通用性，所以在自動(dòng)監(jiān)測(cè)控制中的應(yīng)用就比較廣泛。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，PLC的智能儀表通訊的設(shè)計(jì)過(guò)程中，所涉及到的內(nèi)容比較復(fù)雜，在對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)當(dāng)中運(yùn)用到諸多的程序等，這些都需要按照實(shí)際的系統(tǒng)應(yīng)用需求來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而保障系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。通過(guò)此次對(duì)智能儀表通訊的設(shè)計(jì)研究分析，希望能為實(shí)際智能儀表通訊系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)化起到一定啟示作用。

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