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【摘 要】本文介绍了以三菱PLC为核心的自动控制系统，在工业中的应用。并阐述了它实现的集中通讯类型及监控作用。
【关键词】PLC；通讯；监控系统
1.项目中的PLC类型
本项目利用PLC控制一个精确的提升装置来实现某种产品的加工。控制要求PLC对现场采集到的参数进行接收并处理，将数据送到300M以外的监控计算机，同时接受计算机发来的控制指令来完成提升装置的特定的动作。三菱PLC FX系列有扫描速度高，结构紧凑，价格低廉以及具有模块化和标准化、便于编程开发等诸多优点，根据项目具体的控制点数的要求，我们选择了FX2N-16MR系列。本系列的PLC是单元式结构，这样的CPU单元能实现开关量的输入和输出控制；为了实现数字量和模拟量的相互转化，CPU的主体还需扩展，为此增加了A/D和D/A模块，以便达到与计算机的远距离的串行通信，PLC的CPU主体还需增加用于格式和电平转换的485APD模块。
2.用三菱PLC系统实现的通讯支持类型
2.1 N:N网络型
此类型是把多个PLC按照一定的连接方法连接在一起组成一个小型的通讯系统，系统中的各个PLC能够进行数据共享，达到协同运作的要求。系统中的PLC可以是不同的型号，各种型号的PLC可以组合成三种模式，即模式1、模式1和模式3，但都不能超过三菱厂家生产的产品。
2.2并行连接
并行连接是PLC与PLC之间建立在1：1的基础上的，是网络连接的一种简化形式。FX2N、FX2NC、FX1N、FX2C型号的PLC进行数据传输时，是采用100个辅助继电器和10个数据寄存器来完成的；FX1S和FX0N的数据传输是采用60个辅助继电器和15个数据寄存器进行的。
2.3无协议通讯
无协议通讯可以根据用户与PLC连接的设备自己编制相关的通讯协议，三菱PLC提供专用的RS指令，利用此类指令代码可以编写通讯协议。例如与计算机、打印机、条码阅读器等设备实现无协议通讯。
2.4计算机连接类型
计算机连接类型的协议是三菱公司为用户提供的一种专用的通讯协议，协议类型分为格式1和格式4；计算机连接协议既可以实现RS485（422）通讯也可以实现RS232通讯，如果要求的通讯距离不大，可以直接将PLC提供的RS232通讯口与计算机的串口连接起来；要实现300—500的通讯距离，因此采用RS456的通讯标准。
3.系统主要控制对象及功能的实现
3.1功能对象
更新改造后，由10*1800KW的机组及其附属设备组成。控制系统采用二级结构，由上位机（工控机）和下位机（即PLC）组成，需要采样108个模拟量，547个开关量。模拟量包括温度、水位、叶片角度，以及各种压力和电量等；开关量包括各种设备的运行状态与保护装置的动作状态。上位机采用主动与被动两种方式，通过两个RS232串口与下位机通讯。该系统能够根据上、下游水位差等条件自动启动或关闭系统。进行实时数据采集、连续运行监视、越限及事故报警并紧急停机，还能根据机组功率自动进行叶片角度的优化调节，达到节能的目的。
3.2基本功能
基本功能主要包括：数据采集与处理、运行过程的自动保护、统计报表与查询、人机界面、工程管理、通讯以及多媒体视频联动等功能。
4.系统的实现
4.1编程
该监测的模拟量与开关量较多，数据采集后，需要进行变比处理。在程序的开始部分，首先初始化数据区，设置系统参数并填充变比系数表格。其次，判断运行模式以及开机条件，在条件满足（即上、下游水位合适，机组无故障，供电正常）的情况下，按照预置的开机序号和开机台数自动执行开机动作。开机时，需要监视机组的启动过程，因而，应特别处理启动曲线；机组正常运行后，开始正常采集数据，遇到紧急情况，下位机直接停机。同时，向上位机报告；间隔一段时间后进行水机叶片角度的调节，以达到节能的目的。当运行条件不满足或已到上位机规定的停机时间，则执行正常停机程序。
4.2 IFIX通过RS-485与三菱FX2N通信
上位机与下位机的通讯问题常常是计算机监控系统中的关键问题,解决不好,整个系统不能协调运行。该泵站上位机与下位机之间只有一种通讯方式，即上位机主动。其中上位机主动又有两种方式，一是上位机对下位机进行写命令操作。二是上位机主动读取，在机组启动时，下位机监测启动过程，对大量的启动数据处理完后，发中断告知上位机启动的机组号，上位机接到信号后读取启动数据，绘制启动曲线。正常运行时，上位机间隔1S读取下位机中的数据。为了实现IFIX与三菱FX2N的通信，需要进行如下3个步骤的操作：I/O驱动程序配置、三菱FX2N系列PLC的参数设置和在IFIX中进行数据的读写操作。
4.3 I/O驱动配置
在IFIX中安装MIT的I/O驱动程序。在开始使用MIT I/O驱动之前，需要通过I/O驱动配置程序（I/O Dirver Configuration）来配置它。要启动I/O驱动配置程序，则必须首先启动系统配置实用工具（SCU:System Configuration Utility），然后添加要使用的MIT驱动器到SCADA配置中。一旦MIT驱动器被添加到配置中，就能启动该驱动的I/O配置程序。
配置I/O驱动程序。I/O驱动配置程序由一些通道、设备和轮询记录组成。通道是I/O驱动器和字段设备或系统之间的逻辑连接。有8个通道可用。以“Channel 1”为例，在其端口设置对话框中，根据工程需要进行如下设置：端口为“COM1”、波特率为“9600”数据位为“7”、停止位为“1”、奇偶校验位为“偶校验”。
4.4三菱FX2N系列PLC的参数设置
为了使PLC支持485接口，需要先对PLC的参数进行设置。在对PLC的参数设置中，需要特别注意以下几点：第一，协议要选用“专用协议”。第二，数据长度和奇偶校验要和IFIX中的设置对应。建议数据位为7，采用偶校验。第三，“H/W类型”一定要设置成“RS-485”协议，因为IFIX中三菱的I/O驱动发出的是485协议格式的数据包。第四，“总数检查”一定要选中，因为从IFIX中三菱的I/O驱动发出的数据包始终有校验和。第五，“站号设置”用于连接多个PLC时指定PLC之用。
4.5在IFIX中进行读写数据操作
第一，在IFIX中进行读数据操作。以读取D1里面的数据为例。第二，在IFIX中进行写数据操作。通过修改MO和M1的值来控制YO输出，以及修改D10、D11、D12寄存器的值。添加1个按钮控件，给该按钮添加脚本。再次进入运行状态，并单击该按钮，会发现上述数值均发生了变化，同时PLC上的 YO指示灯也亮了.。至此，IFIX通过RS—485与三菱FX2N通信成功。
4.6数据采集
本系统大量的数据是由辅机屏中的PLC的A/D模块进行采集的，各SCU中的PLC的A/D模块进行了少量的数据采集。三菱FX2N系列的PLC属于小型机，最多只能实现9台PLC之间的通讯。而本系统共有14台FX2N系列的PLC，为了解决PLC之间的数据传送、通讯等问题，采用了硬接线的方法。例如，当辅机屏的PLC采集到母管油压时，经过逻辑判断后，输出一个油压正常状态开关量到各个PLC并参与各自的逻辑判断。
5.结语
以PLC为核心的泵站自动控制系统，实现了对泵、阀等设备启动或停机的自动控制，达到了运行的高度自动化。具有编程容易，程序改变灵活，操作简单，工作可靠，控制精度高，抗干扰能力强等特点。系统结构紧凑，节省能耗，便于维护。
【参考文献】
［１］钟震，沈日迈，黄逸中.国内外泵站监控自动化技术设备现状与发展.中国农村水利水电.2002，01.
［２］王兆义.小型可编程控制器实用技术.机械工业出版社.2001.
【关键词】PLC；通讯；监控系统
1.项目中的PLC类型
本项目利用PLC控制一个精确的提升装置来实现某种产品的加工。控制要求PLC对现场采集到的参数进行接收并处理，将数据送到300M以外的监控计算机，同时接受计算机发来的控制指令来完成提升装置的特定的动作。三菱PLC FX系列有扫描速度高，结构紧凑，价格低廉以及具有模块化和标准化、便于编程开发等诸多优点，根据项目具体的控制点数的要求，我们选择了FX2N-16MR系列。本系列的PLC是单元式结构，这样的CPU单元能实现开关量的输入和输出控制；为了实现数字量和模拟量的相互转化，CPU的主体还需扩展，为此增加了A/D和D/A模块，以便达到与计算机的远距离的串行通信，PLC的CPU主体还需增加用于格式和电平转换的485APD模块。
2.用三菱PLC系统实现的通讯支持类型
2.1 N:N网络型
此类型是把多个PLC按照一定的连接方法连接在一起组成一个小型的通讯系统，系统中的各个PLC能够进行数据共享，达到协同运作的要求。系统中的PLC可以是不同的型号，各种型号的PLC可以组合成三种模式，即模式1、模式1和模式3，但都不能超过三菱厂家生产的产品。
2.2并行连接
并行连接是PLC与PLC之间建立在1：1的基础上的，是网络连接的一种简化形式。FX2N、FX2NC、FX1N、FX2C型号的PLC进行数据传输时，是采用100个辅助继电器和10个数据寄存器来完成的；FX1S和FX0N的数据传输是采用60个辅助继电器和15个数据寄存器进行的。
2.3无协议通讯
无协议通讯可以根据用户与PLC连接的设备自己编制相关的通讯协议，三菱PLC提供专用的RS指令，利用此类指令代码可以编写通讯协议。例如与计算机、打印机、条码阅读器等设备实现无协议通讯。
2.4计算机连接类型
计算机连接类型的协议是三菱公司为用户提供的一种专用的通讯协议，协议类型分为格式1和格式4；计算机连接协议既可以实现RS485（422）通讯也可以实现RS232通讯，如果要求的通讯距离不大，可以直接将PLC提供的RS232通讯口与计算机的串口连接起来；要实现300—500的通讯距离，因此采用RS456的通讯标准。
3.系统主要控制对象及功能的实现
3.1功能对象
更新改造后，由10*1800KW的机组及其附属设备组成。控制系统采用二级结构，由上位机（工控机）和下位机（即PLC）组成，需要采样108个模拟量，547个开关量。模拟量包括温度、水位、叶片角度，以及各种压力和电量等；开关量包括各种设备的运行状态与保护装置的动作状态。上位机采用主动与被动两种方式，通过两个RS232串口与下位机通讯。该系统能够根据上、下游水位差等条件自动启动或关闭系统。进行实时数据采集、连续运行监视、越限及事故报警并紧急停机，还能根据机组功率自动进行叶片角度的优化调节，达到节能的目的。
3.2基本功能
基本功能主要包括：数据采集与处理、运行过程的自动保护、统计报表与查询、人机界面、工程管理、通讯以及多媒体视频联动等功能。
4.系统的实现
4.1编程
该监测的模拟量与开关量较多，数据采集后，需要进行变比处理。在程序的开始部分，首先初始化数据区，设置系统参数并填充变比系数表格。其次，判断运行模式以及开机条件，在条件满足（即上、下游水位合适，机组无故障，供电正常）的情况下，按照预置的开机序号和开机台数自动执行开机动作。开机时，需要监视机组的启动过程，因而，应特别处理启动曲线；机组正常运行后，开始正常采集数据，遇到紧急情况，下位机直接停机。同时，向上位机报告；间隔一段时间后进行水机叶片角度的调节，以达到节能的目的。当运行条件不满足或已到上位机规定的停机时间，则执行正常停机程序。
4.2 IFIX通过RS-485与三菱FX2N通信
上位机与下位机的通讯问题常常是计算机监控系统中的关键问题,解决不好,整个系统不能协调运行。该泵站上位机与下位机之间只有一种通讯方式，即上位机主动。其中上位机主动又有两种方式，一是上位机对下位机进行写命令操作。二是上位机主动读取，在机组启动时，下位机监测启动过程，对大量的启动数据处理完后，发中断告知上位机启动的机组号，上位机接到信号后读取启动数据，绘制启动曲线。正常运行时，上位机间隔1S读取下位机中的数据。为了实现IFIX与三菱FX2N的通信，需要进行如下3个步骤的操作：I/O驱动程序配置、三菱FX2N系列PLC的参数设置和在IFIX中进行数据的读写操作。
4.3 I/O驱动配置
在IFIX中安装MIT的I/O驱动程序。在开始使用MIT I/O驱动之前，需要通过I/O驱动配置程序（I/O Dirver Configuration）来配置它。要启动I/O驱动配置程序，则必须首先启动系统配置实用工具（SCU:System Configuration Utility），然后添加要使用的MIT驱动器到SCADA配置中。一旦MIT驱动器被添加到配置中，就能启动该驱动的I/O配置程序。
配置I/O驱动程序。I/O驱动配置程序由一些通道、设备和轮询记录组成。通道是I/O驱动器和字段设备或系统之间的逻辑连接。有8个通道可用。以“Channel 1”为例，在其端口设置对话框中，根据工程需要进行如下设置：端口为“COM1”、波特率为“9600”数据位为“7”、停止位为“1”、奇偶校验位为“偶校验”。
4.4三菱FX2N系列PLC的参数设置
为了使PLC支持485接口，需要先对PLC的参数进行设置。在对PLC的参数设置中，需要特别注意以下几点：第一，协议要选用“专用协议”。第二，数据长度和奇偶校验要和IFIX中的设置对应。建议数据位为7，采用偶校验。第三，“H/W类型”一定要设置成“RS-485”协议，因为IFIX中三菱的I/O驱动发出的是485协议格式的数据包。第四，“总数检查”一定要选中，因为从IFIX中三菱的I/O驱动发出的数据包始终有校验和。第五，“站号设置”用于连接多个PLC时指定PLC之用。
4.5在IFIX中进行读写数据操作
第一，在IFIX中进行读数据操作。以读取D1里面的数据为例。第二，在IFIX中进行写数据操作。通过修改MO和M1的值来控制YO输出，以及修改D10、D11、D12寄存器的值。添加1个按钮控件，给该按钮添加脚本。再次进入运行状态，并单击该按钮，会发现上述数值均发生了变化，同时PLC上的 YO指示灯也亮了.。至此，IFIX通过RS—485与三菱FX2N通信成功。
4.6数据采集
本系统大量的数据是由辅机屏中的PLC的A/D模块进行采集的，各SCU中的PLC的A/D模块进行了少量的数据采集。三菱FX2N系列的PLC属于小型机，最多只能实现9台PLC之间的通讯。而本系统共有14台FX2N系列的PLC，为了解决PLC之间的数据传送、通讯等问题，采用了硬接线的方法。例如，当辅机屏的PLC采集到母管油压时，经过逻辑判断后，输出一个油压正常状态开关量到各个PLC并参与各自的逻辑判断。
5.结语
以PLC为核心的泵站自动控制系统，实现了对泵、阀等设备启动或停机的自动控制，达到了运行的高度自动化。具有编程容易，程序改变灵活，操作简单，工作可靠，控制精度高，抗干扰能力强等特点。系统结构紧凑，节省能耗，便于维护。
【参考文献】
［１］钟震，沈日迈，黄逸中.国内外泵站监控自动化技术设备现状与发展.中国农村水利水电.2002，01.
［２］王兆义.小型可编程控制器实用技术.机械工业出版社.2001.