引言

      溫度是工業(yè)生產(chǎn)中最常見最基本的工藝參數(shù)之一，例如機(jī)械、電子、石油、化工等各類工業(yè)中廣泛使用的各種加熱爐、熱處理、反應(yīng)爐等，對工件的處理溫度要求嚴(yán)格控制。至于溫度控制系統(tǒng)，過去一般采用溫控儀表等儀器來直接控制，隨著計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的發(fā)展，PLC各種模塊的多樣化和功能化，由PLC作為底層單元的分布式監(jiān)控系統(tǒng)在工業(yè)控制領(lǐng)域中越來越多的被采用。將三臺PLC通過RS-485總線與計(jì)算機(jī)連接起來，構(gòu)成一個分布式溫控系 統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)通信使計(jì)算機(jī)和PLC實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，完成了對溫度的集中管理和分散控制。而在這個系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)與PLC的通信是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，本文將詳細(xì)介紹分布式網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建。

1  系統(tǒng)硬件構(gòu)成

      系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示，溫度控制系統(tǒng)是由三個部分組成：(1)信息采集和信號輸入部分，它包括采集多點(diǎn)的溫度；(2)信息轉(zhuǎn)換與處理部分，主要功能是將采集的信息轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可識別的標(biāo)準(zhǔn)量信息進(jìn)行處理，輸出決策的指令；(3)輸出及控制部分，控制加熱閥、制冷閥、報警等系統(tǒng)，使溫度達(dá)到滿意的控制效果。鍋爐內(nèi)有電爐絲，溫度傳感器等，PLC溫度控制系統(tǒng)的溫度控制原理是利用PLC作為系統(tǒng)的主控制器，測量電路中的溫度反饋信號經(jīng)A ／D變換后，送入PLC中進(jìn)行處理，經(jīng)PID輸出控制信號來控制晶閘管的通斷，控制加熱爐得到的功率，從而實(shí)現(xiàn)對溫度的控制。

      本系統(tǒng)采用分布式的數(shù)據(jù)采集的方法，由3個FX2N的PLC、3個FX2N-485BD的通信模塊、ND-6520 的信號轉(zhuǎn)換器、信號采集模塊、控制模塊以及計(jì)算機(jī)構(gòu)成，通信線以22AWG來配線。每個PLC負(fù)責(zé)幾個就近回路的現(xiàn)場信號采集，PLC與上位計(jì)算機(jī)之間以通信方式連接。整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。上位機(jī)為計(jì)算機(jī)，下位機(jī)采用三菱FX2N系列PLC，各PLC通過通信模塊FX2N－485－BD組成N:N 網(wǎng)絡(luò)，上位機(jī)通過ND-6520轉(zhuǎn)換器與主機(jī)相連。此監(jiān)控系統(tǒng)中，上位機(jī)的主要任務(wù)是獲取加熱爐內(nèi)各種信息，完成對爐溫等參數(shù)的實(shí)時顯示，出現(xiàn)故障時及時報警，并采取應(yīng)急措施控制加熱爐的運(yùn)行。下位機(jī)的主要任務(wù)是對加熱爐進(jìn)行自動控制，發(fā)生故障時按上位機(jī)命令執(zhí)行。

2    通信模塊配線 

2.1     通信模塊及配線

配線如下圖：

                                 圖3  N:N網(wǎng)絡(luò)配線
各PLC的通信程序分別是：
第一臺：
       LD M8002
       MOV H6080 D8120
       MOV H0000 D8121
       MOV K0 D8129
       END
第二臺：
       LD M8002
       MOV H6080 D8120
       MOV H0001 D8121
       MOV K0 D8129
       END
第三臺：
       LD M8002
       MOV H6080 D8120
       MOV H0002 D8121
       MOV K0 D8129
       END

2.2 PLC 通信數(shù)據(jù)的形式

      FX系列PLC在計(jì)算機(jī)通信的模式中，通信數(shù)據(jù)有兩種通信模式，本系統(tǒng)采用形式1，其通信數(shù)據(jù)形式如圖4：

A.讀取PLC元件及通信數(shù)據(jù)時的通信模式

設(shè)定子程序操作：

1）主站點(diǎn)的輸入點(diǎn)X000到X003 （M1000到M1003）輸出到站點(diǎn)號1和2的輸出點(diǎn)Y010到Y(jié)013；

2 ）站點(diǎn)l的輸入點(diǎn)X000到X003 （M1064到M1067 ）輸出到主站點(diǎn)和站點(diǎn)2的輸出點(diǎn)Y014到Y(jié)017；

3 ）站點(diǎn)2的輸入點(diǎn)X000到X003（M1128到M1131 ）輸出到主站點(diǎn)號和站點(diǎn)1的輸出點(diǎn)Y020到Y(jié)023；

4 ）主站點(diǎn)中的數(shù)據(jù)寄存器Dl指定為站點(diǎn)1中計(jì)數(shù)器C1的設(shè)定值。計(jì)數(shù)器C1的接觸（M1070 ）狀態(tài)反映在主站點(diǎn)的輸出點(diǎn)Y005上；

5）主站點(diǎn)中的數(shù)據(jù)寄存器D2指定為站點(diǎn)2中計(jì)數(shù)器C2的設(shè)定值。計(jì)數(shù)器C2的接觸(M1140) 狀態(tài)反映在主站點(diǎn)的輸出點(diǎn)Y006上；

6）站點(diǎn)1中數(shù)據(jù)寄存器D10的值和站點(diǎn)2中數(shù)據(jù)寄存器D20的值被加入主站點(diǎn)、并被存入數(shù)據(jù)寄存器D3中；

7)主站點(diǎn)中數(shù)據(jù)寄存器D10的值和站點(diǎn)2中數(shù)據(jù)寄存器D20的值被加入站點(diǎn)1，并被存入數(shù)據(jù)寄存器D11中；

8)主站點(diǎn)中數(shù)據(jù)寄存器D10的值和站點(diǎn)1中數(shù)據(jù)寄存器Dl。的值被加入站點(diǎn)2，并被存入數(shù)據(jù)寄存器D21中。

部分子程序設(shè)定，要求：

刷新范圍:32位軟元件和4字軟元件(模式1)

重試次數(shù):3次

通訊超時:5(50ms)

設(shè)定主機(jī)子程序，從機(jī)只需設(shè)定第一行程序：

圖5   PLC通信梯形圖

3  結(jié)束語

     該系統(tǒng)經(jīng)實(shí)際運(yùn)行情況表明，采用PLC構(gòu)建的分布式爐溫控制系統(tǒng)，硬件連接簡單，編程快捷，可方便地實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)和多臺PLC間的聯(lián)網(wǎng)通信，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)雜系統(tǒng)分散數(shù)據(jù)的集中處理，且運(yùn)行穩(wěn)定可靠，能很好的滿足控制系統(tǒng)的要求。