關(guān)鍵字：PLC Delphi7.0 監(jiān)控 通信

1. 引言

　　現(xiàn)代社會(huì)要求制造業(yè)能對(duì)市場需求做出迅速反應(yīng)，生產(chǎn)出多批量帘圣、多品種、多規(guī)格页镜、低成本和高質(zhì)量的產(chǎn)品饼酱，為了滿足這一需求，生產(chǎn)設(shè)備纸牌、自動(dòng)化生產(chǎn)線瘾显、檢測設(shè)備的控制系統(tǒng)必須具有極高的可靠性和靈活性，可編程序控制器（PLC）正是順應(yīng)這一要求出現(xiàn)的涎才，它是以微處理器為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置鞋既，已經(jīng)成為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要支柱之一[1>。

　　房間空調(diào)器是國家強(qiáng)制性電器質(zhì)量檢測產(chǎn)品耍铜，為了完成符合國家標(biāo)準(zhǔn)的性能檢測邑闺，必須建立一套相應(yīng)的高精度的測試系統(tǒng)。焓差法測試是重要的測試方法之一棕兼，它不僅能對(duì)房間空調(diào)器的制冷能力和制熱能力進(jìn)行靜態(tài)試驗(yàn)陡舅，還能進(jìn)行動(dòng)態(tài)性能的試驗(yàn)（包括風(fēng)機(jī)性能測試），此外還可以針對(duì)房間空調(diào)器季節(jié)節(jié)能能效比（SEER）進(jìn)行測定間歇啟/停狀態(tài)下空調(diào)器的制冷量和輸入功率的試驗(yàn)伴挚。

　　傳統(tǒng)的焓差法測試臺(tái)采用常規(guī)的繼電器控制靶衍，手動(dòng)的操作方法，電氣線路又復(fù)雜茎芋，操作又不便颅眶。以PLC為核心的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)測試過程的自動(dòng)化。本文就針對(duì)房間空調(diào)器焓差法性能測試系統(tǒng)田弥，討論P(yáng)LC在測試系統(tǒng)中的應(yīng)用涛酗。

2. 系統(tǒng)控制要求

　　根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T7725-1996[2>，空氣焓差法試驗(yàn)系統(tǒng)需要兩個(gè)試驗(yàn)環(huán)境安仁，一個(gè)作為室內(nèi)側(cè)試驗(yàn)環(huán)境皮向，一個(gè)作為室外側(cè)試驗(yàn)環(huán)境。室內(nèi)外試驗(yàn)環(huán)境都配備了由1個(gè)循環(huán)風(fēng)機(jī)幼浩，1個(gè)加濕器盘荸，1個(gè)加熱器及3臺(tái)制冷機(jī)組成的空氣處理裝置铸烈，另外，室外側(cè)還有1個(gè)采樣風(fēng)機(jī)售检，室內(nèi)側(cè)有2個(gè)采樣風(fēng)機(jī)和1個(gè)排風(fēng)機(jī)砰吻。室內(nèi)外環(huán)境中所有設(shè)備的開關(guān)量均由PLC完成，同時(shí)PLC還兼?zhèn)湓O(shè)備的故障報(bào)警彤擒。系統(tǒng)還要求上位機(jī)對(duì)所有設(shè)備進(jìn)行控制且险，因此上位機(jī)與PLC通過RS232接口實(shí)現(xiàn)通信，在Delphi7.0平臺(tái)下編寫監(jiān)控軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制锯叮。

3. 硬件環(huán)境

　　PLC選型

　　房間空調(diào)器焓差法測試系統(tǒng)的控制點(diǎn)數(shù)有22個(gè)輸入敛旗，16個(gè)輸出。日本松下PLC產(chǎn)品FP1-C40系列坦报，由于體積較小库说、結(jié)構(gòu)緊湊，而且性能穩(wěn)定片择，完全可以完成控制需要潜的，因此，我們選用此系列型號(hào)為AFP1243B的PLC字管。

　　輸入與輸出

　　依據(jù)控制對(duì)象啰挪，對(duì)可編程控制器PLC的I/O點(diǎn)數(shù)及主要內(nèi)部繼電器進(jìn)行分配[3>。

　　外部輸入繼電器X嘲叔，用來采集各個(gè)被控對(duì)象的報(bào)警信號(hào)亡呵，是開關(guān)量輸入。分配表如表1硫戈。

　　表1輸入繼電器X分配表

　　外部輸出繼電器Y政己，用來控制系統(tǒng)設(shè)備中的被控對(duì)象，是開關(guān)量輸出掏愁。分配表2如下：

　　表2輸出繼電器Y分配表

　　主要內(nèi)部繼電器R歇由，用來接收上位機(jī)觸摸屏發(fā)送來的命令，作為被控對(duì)象的啟動(dòng)與制動(dòng)開關(guān)果港，以此來控制整個(gè)測量系統(tǒng)的運(yùn)行桌懊。其接收的也是開關(guān)量0或者1。其分配表如表3：

　　表3主要內(nèi)部繼電器R分配表

　　與上位機(jī)通訊

　　系統(tǒng)需要上位機(jī)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)控潘谴，F(xiàn)P1-C40系列提供了RS232接口英嬉，通過此接口與上位機(jī)通訊。

4. 控制程序設(shè)計(jì)

　　依據(jù)焓差測試臺(tái)的工作原理和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的任務(wù)哆沽，考慮到實(shí)際情況的需要份肠，設(shè)計(jì)的PLC程序要滿足下面的要求：

　　1） 焓差法測試臺(tái)系統(tǒng)啟動(dòng)與停止時(shí)，系統(tǒng)中的16個(gè)被控對(duì)象的啟動(dòng)順序有所不同。啟動(dòng)時(shí)僧少，制冷機(jī)與風(fēng)機(jī)先啟動(dòng)丐鸽，并且只要有一個(gè)制冷機(jī)開動(dòng)運(yùn)行，風(fēng)機(jī)就要立即啟動(dòng)供撵，以保證室內(nèi)外側(cè)的空氣流通郊男，然后再啟動(dòng)加熱器和加濕器。停止運(yùn)行時(shí)蔗括，制冷機(jī)孵堪、加熱器和加濕器先停機(jī)，然后再停止風(fēng)機(jī)的運(yùn)行虽风。當(dāng)在啟動(dòng)與制動(dòng)過程中有報(bào)警信號(hào)輸入時(shí)棒口，則立刻停止出現(xiàn)故障被控對(duì)象的運(yùn)行，以保證系統(tǒng)中被控對(duì)象不會(huì)被嚴(yán)重?fù)p壞辜膝。

　　2） 由于被控對(duì)象中有很多電機(jī)无牵，電機(jī)在啟動(dòng)時(shí)電流是正常工作時(shí)候額定電流的2～4倍，所以不能長時(shí)間使電機(jī)處于啟動(dòng)/制動(dòng)狀態(tài)内舟，否則合敦，電極的線圈會(huì)被燒壞初橘。因此验游，系統(tǒng)設(shè)定電機(jī)啟動(dòng)與制動(dòng)時(shí)間都是10秒，即在啟動(dòng)開關(guān)或制動(dòng)開關(guān)按下后的10s內(nèi)保檐，可以取消操作耕蝉。這樣就避免了因誤操作等因素使電機(jī)長時(shí)間處于啟動(dòng)與制動(dòng)狀態(tài)而損壞電機(jī)。

　　3） 在正常情況下夜只，關(guān)機(jī)時(shí)是先關(guān)壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)垒在，然后再關(guān)運(yùn)行的總開關(guān)∪雍ィ可是愚贩，實(shí)際情況下，可能會(huì)發(fā)生非法關(guān)機(jī)的情況摹跑，即直接將系統(tǒng)的總運(yùn)行開關(guān)關(guān)閉米搭。這樣在PLC沒有斷電的情況下再次按下主控開關(guān)時(shí)，PLC的一些狀態(tài)在開始時(shí)會(huì)保持胚砰，而使輸出滿足條件避纤，這樣就會(huì)發(fā)生在沒有輸入的情況下卻有輸出的情況。為了避免這種情況敬魏，在每次主控繼電器的觸發(fā)信號(hào)關(guān)閉時(shí)蜂棒，要對(duì)保持狀態(tài)的繼電器復(fù)位。

　　根據(jù)以上的要求，設(shè)計(jì)了PLC程序[4>董株。其程序的流程圖如圖1所示黑乞。最后，通過松下PLC自帶軟件FPWIN GR將程序下載到PLC里所饺。

5. 監(jiān)控程序設(shè)計(jì)

　　通訊協(xié)議

　　松下電工FP-X系列的各級(jí)PLC網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層都是以其專用通訊協(xié)議MEWTOCOL為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的捐煤。MEWTOCOL協(xié)議分為兩個(gè)部分。一是MEWTOCOL-COM蓄诽，即關(guān)于計(jì)算機(jī)的通訊協(xié)議薛训，它適用于計(jì)算機(jī)與PLC的通訊。另一個(gè)是MEWTOCOL-DATA仑氛，即關(guān)于數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議乙埃，它適用于PLC與PLC之間及PLC與計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸[5>。本系統(tǒng)采用MEWTOCOL-COM協(xié)議[6>锯岖。

　　1） 命令幀格式

　　其中%：MEWTOCOL-COM的命令幀開始標(biāo)志（ASCII碼為25H）;

　　H,L：站地址的高位和低位介袜，默認(rèn)為01;

　　#：站號(hào)特征碼（ASCII碼為23H）;

　　發(fā)送文本：由命令碼和數(shù)據(jù)組成，命令碼參考文獻(xiàn)[>;

　　BCC：校驗(yàn)碼出吹，采用異或校驗(yàn)碼遇伞，BCC為8位;

　　CR：回車結(jié)束符。

　　2） 響應(yīng)幀格式

　　其中%捶牢，H鸠珠，L，BCC秋麸，CR的含義與命令幀相同;

　　$：命令正確傳送標(biāo)志渐排，如果此位為“!”則表示命令錯(cuò)誤;

　　響應(yīng)文本：正確響應(yīng)命令信息文本或者錯(cuò)誤命令的錯(cuò)誤代碼。

　　5.2 通訊接口軟件設(shè)計(jì)[7>

　　在Delphi7.0中調(diào)用VB的MSComm控件筒臂，可以快速方便地對(duì)串口進(jìn)行訪問[8>烤酌。

　　1） 端口設(shè)置

　　端口打開之前，要對(duì)端口的波特率脚自、奇偶校驗(yàn)位惫康、數(shù)據(jù)長度、停止位進(jìn)行設(shè)置联缝。

　　MSComm_(暫不可見)mPort:=1;

　　MSComm_Plc.Settings:=‘19200,o,8,1‘;

　　MSComm_plc.OutBufferSize:=1024; MSComm_plc.InBufferSize:=1024;

　　MSComm_plc.OutBufferCount:=0; MSComm_plc.InBufferCount:=0;

　　if not MSComm_plc.PortOpen then MSComm_plc.PortOpen:=true;

　　2） 發(fā)送指令

　　按照MEWTOCOL通訊協(xié)議給PLC發(fā)送指令赢瘦，打開總開關(guān)如下：

　　procedure TForm_Main.CWButton48Click（Sender: TObject）; //總開關(guān)

　　var openstr,closestr,bcc,sendstr,sendstr1,sendstr2,sendstr3: string;

　　i: integer;

　　begin openstr:=‘%01#WCSR01001‘; //打開命令

　　closestr:=‘%01#WCSR01000‘; //關(guān)閉命令

　　bcc:=‘＊＊‘; //檢驗(yàn)碼

　　if cwbutton48.Value=true then //打開總開關(guān)

　　begin sendstr:=openstr+bcc+chr（13）; //命令幀

　　for i:=1 to length（sendstr） do //逐字發(fā)送指令

　　begin sendstr1:=copy（sendstr,i,1）;

　　Mscomm_plc.Output:=sendstr1; end;

　　Mscomm_plc.OutBufferCount:=0; //端口緩存清除

　　Mscomm_plc.InBufferCount:=0;

　　end;

　　if cwbutton48.Value=false then //關(guān)閉總開關(guān)

　　begin sendstr2:=closestr+bcc+chr（13）;

　　for i:=1 to length（sendstr2） do

　　begin sendstr3:=copy（sendstr2,i,1）;

　　Mscomm_plc.Output:=sendstr3; end;

　　end;

　　end;

　　同樣，按照同樣格式實(shí)現(xiàn)其他開關(guān)的打開與關(guān)閉了槽。

　　3） 故障報(bào)警

　　PLC輸入端均是采集報(bào)警信號(hào)筐积，若是X0000（XO）端返回?cái)?shù)據(jù)為0即為報(bào)警，其它輸入端與此相同蛙疗。在程序中珊求，利用Timer控件設(shè)定一定周期對(duì)端口進(jìn)行掃描层攀，系統(tǒng)采用周期為10s，即每10s對(duì)PLC的所有輸入端狀態(tài)進(jìn)行掃描赃阀。當(dāng)出現(xiàn)報(bào)警時(shí)霎肯，上位機(jī)軟件會(huì)判斷報(bào)警端口，并顯示報(bào)警信息榛斯。

6. 結(jié)束語

　　以PLC為核心的控制系統(tǒng)使工業(yè)設(shè)備操作越來越方便观游，電氣線路越來越簡單;與PLC通訊的上位機(jī)軟件，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)驮俗。此控制系統(tǒng)已成功應(yīng)用在杭州電子科技大學(xué)人工環(huán)境與信息技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的焓差實(shí)驗(yàn)臺(tái)懂缕， 1年多的實(shí)踐表明：系統(tǒng)運(yùn)行可靠穩(wěn)定、操作快捷方便王凑，大大提高了測試系統(tǒng)的智能化與自動(dòng)化水平搪柑。