PC－Based PLC嵌入式控制器及其實際應(yīng)用策略

2.3 通信處理

在由PC－Based PLC架構(gòu)的控制系統(tǒng)最為重要的一個環(huán)節(jié)便是與上位機(jī)進(jìn)行的實時數(shù)據(jù)通信過程，而這一環(huán)節(jié)往往是制約系統(tǒng)實時性和穩(wěn)定性的因素，它容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)瓶頸。因為上位機(jī)通常為Windows操作系統(tǒng)，應(yīng)用程序一般有人機(jī)交互界面和實時顯示界面，而往往將人機(jī)交互界面和實時顯示界面設(shè)計為前臺窗口，數(shù)據(jù)通信、分析以及存儲設(shè)計為后臺運行，但Windows 并不是作為實時操作系統(tǒng)設(shè)計的，是搶先式、多任務(wù)、基于消息傳遞機(jī)制的操作系統(tǒng)，但僅憑消息調(diào)度機(jī)制，顯然不能滿足實時系統(tǒng)的要求，難以保證準(zhǔn)確實時地完成前后臺控制任務(wù)。因此在Windows環(huán)境中，采用多線程技術(shù)，可以有效地利用Windows等待時間，加快程序的反應(yīng)速度，提高執(zhí)行效率。用一個線程管理計算機(jī)數(shù)據(jù)通信，另一個線程進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、分析與存儲，這樣在滿足數(shù)據(jù)連續(xù)采集的同時，增強(qiáng)了系統(tǒng)事件響應(yīng)和通信控制的實時性。

PC －Based PLC與上位機(jī)一般采用RS－485、CAN、ModBus或者Ethernet，假如采用RS－485、CAN、ModBus時，則要合理分配通信口，一般RS－485、CAN、ModBus的通信適配器卡有兩個口，因此假如控制系統(tǒng)有兩個控制模塊，上位機(jī)可以采用一個通信口與兩個下級控制器通信，但是假如有四、六個……，最好將其分成兩組，上位機(jī)則采用兩個通信口分別與其通信，上位機(jī)采用兩個線程編寫通信程序，配置圖見圖1所示。

1：配置圖

2.4 電源配置

假如一個控制系統(tǒng)有多塊PC －Based PLC控制器，考慮到系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性以及安全性，最好每兩塊控制器公用一個開關(guān)或者線性電源，考慮到電源本身的功耗，此時電源的功率必須大于60W，并且每個電源模塊分別接入～220VAC或者～380VAC的電源，千萬不要串接。選擇開關(guān)電源時要注意選用系統(tǒng)功率因數(shù)大于0.99且紋波電壓 Vrms≤1.0%、紋波系數(shù)≤0.2%的功率密度大、電磁兼容性好、低紋波開關(guān)電源。同時將控制器I/O通道和其它設(shè)備的供電采用各自的隔離變壓器分離開來，有助于提高控制系統(tǒng)的抗干擾能力。

2.5 信號地的處理

正確、良好的接地可以將混入電源和I/O 電路的干擾信號引入大地，消除或減小干擾的影響，是安全保護(hù)和抑制噪聲的重要手段，對提高I－8000或ADAM5510系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性極其重要。為了盡可能減小電磁噪聲影響，電源回路和控制回路要分別設(shè)立接地極。在控制系統(tǒng)中難免有變頻器之類地功率器件，注意要將變頻器散熱器、電源中性線、變頻器外殼和中性端、電機(jī)外殼和Y型接法中性端要可靠接于電源回路接地極上，所有接地線不可形成接地回路。變頻器接地電阻越小越好，接地導(dǎo)線截面積應(yīng)不小于 4mm2，長度應(yīng)控制在20m以內(nèi)。屏蔽層、數(shù)字信號地接于控制回路接地極。為防止形成回路，屏蔽層應(yīng)單端接地。制器的接地線與電源線、動力線分開。PC－Based PLC最好單獨接地，也可以與其他設(shè)備公共接地，但嚴(yán)禁與其他設(shè)備串聯(lián)接地。

3、實際應(yīng)用案例

3.1 泓格I-8000在小型油料計量管理中的應(yīng)用

在小型石油公司中，要進(jìn)行大量的油料計量工作如輕油、0＃汽油、90＃汽油等，其計量過程往往是車隊從貨運站拖回公司后經(jīng)公司磅房過磅稱毛重、卸料、車輛出廠時，再過磅稱車重等等，過磅過程、手續(xù)、登記極其繁瑣，有時還容易出現(xiàn)錯磅和漏磅現(xiàn)象，極不容易管理，并且給統(tǒng)計、計量工作帶來了極大的困難，過磅工人的勞動強(qiáng)度大，經(jīng)常出現(xiàn)車隊排隊過磅的現(xiàn)象，辦事效率極其低下，為改變這種局勢，采用PC－Based PLC I－8411嵌入式控制，并配以模擬信號輸入模塊I－8017H、模擬信號輸出模塊I－8024、光隔離數(shù)字輸入/輸出模塊I－8042、I－8060繼電器輸出模塊以及RS232/RS485轉(zhuǎn)換器I－7520，并利用計算機(jī)控制技術(shù)，為其不同的油料的進(jìn)站計量、出站計量、統(tǒng)計等開發(fā)了一套分布式的油料計量、統(tǒng)計管理系統(tǒng)，省時又省力，深得用戶喜愛。系統(tǒng)架構(gòu)圖件圖2所示。