這一種新的測控係統，能夠在多道工序的關鍵部位都安裝了光電檢測傳感器。僅此一項就可設置了近百路光電檢測信號，以確保記數的可靠。為了使操作簡單，運行無誤,選擇了PLC作為主控單元，以彩色觸摸屏作為控製窗口的測與控相結合，單片機、PC機與各執行器件相互關聯的一種新型測控係統。
1主控單元的設計與分析
1.1主控單元的工作原理
主控單元由PLC（可編程邏輯控製器）來擔任。它不僅是控製元件，也是係統的通訊核心。為其工作原理，如圖1所示。
在PLC的輸入端設置了實現7項檢測和監視任務的傳感器，並由這些傳感器共同組成檢測係統。

PLC執行控製的輸入端有同步信號發生器和觸摸屏。同步信號類似於係統運轉的標準時鍾，PLC每收到一個同步信號，顯示和發出是否按要求的控製信號並轉入下道工序.
1.2主控單元的特性分析
在傳統的控製係統中，各種按鈕和傳感器信號作為PLC輸入信號。這種體係的缺點是：
(1)硬件結構多，各種連接線很多，容易出故障，且修改不方便；
(2)缺少形象直觀的顯示，雖然每個輸出點上都有相應的指示燈，但PLC裝在電器櫃內，不易觀察,各個寄存器的狀態更是無以考察；
(3)沒有統計單元，各個執行機構的動作，PLC的狀態等都沒有準確的記錄，對係統無法進行統計方麵的工作，不利於機器長期運行時問題的發現；
(4)因硬件輸入設備(如按鈕)多，造成操作人員需記憶繁瑣的操作規程，且易誤操作。在本PLC控製體係中，用觸摸屏代替了傳統控製麵板；應用單片機來完成複雜的計數、自檢與發訊功能；使用上位工控機對機器的運行進行記錄與顯示，從而克服了傳統控製係統的上述缺陷。
2係統的通訊與接口設置
2.1觸摸屏的特性
係統中的觸摸屏是一個比較新的控製與顯示元件。其與傳統意義上的計算機用的觸摸屏有所不同，它是特製的用於工業控製的觸摸屏，稱為工業級人機界麵(IndustrialManMachineInterface),因它的操作方式也是通過觸摸方式來動作的，所以也稱為觸摸屏。它是一種專為PLC應用而設計的小型工作站，是一種智慧型工業用LCD顯示器，具備與各廠牌PLC連線監控能力，以及采用文字、數字或圖形同步顯示內部接點狀態及資料的能力，基本上，它是一種互動式的工作站，配備有圖形液晶顯示器，薄膜按鍵，通訊口等。
人機界麵亦可稱作智能型操作麵板(IntelligentOperatePanel),它能取代大部分傳統控製麵板的功能，使用人機界麵不但可節省PLC的I/O點數，還可節省大量的各式按鈕開關、數字設定及指示燈等顯示裝置，且能隨時顯示重要信息，它的畫麵最大可達255幅，以利操作人員正確的掌握機器狀況和避免錯誤。工人操作時隻需按觸摸屏上的按鍵就可對機器進行操作。觸摸屏的畫麵可以根據現場的實際需要來設置，即便於操作又不會引起人為誤操作，一旦硬件確定，軟件編輯不但全中文化設計，而且非常簡單明了，可以邊試車邊改變,甚至投產後也可根據實際需要進行改動。
2.2係統的通訊與接口設置
係統中PLC不僅是控製元件，也是通訊的核心。PLC不僅要與工控機通訊，還要與觸摸屏通訊，工控機與觸摸屏不直接對話，但可通過寫入和讀取PLC寄存器進行間接的通訊"對PLC的基本要求是有兩個通訊口，除此之外沒有特殊要求。王控機主要用於數據統計，產生各種報表，記錄各種事件發生類型及發生的時間，有利於設備的改造和對•設備的運行情況有進一步的了解，並給出語音報警信號，有利於工人的操作。本係統通訊是最根本的問題，下麵對通訊協議作進一步的說明。
許多工業上用的設備使用EIA標準RS232,RS422或RS485來互相連接或與計算機連接，關於這些規範有一個普遍的誤解，即它們定義了特定的軟件通訊協議。事實上,ANSI/EIA的RS標準隻定義了電氣特性，而不是通訊協議。表1總結了這3種串行接口的主要特性

RS-232(ANSI/E1A-RS232)是建立在IBM-PC機上的串行連接，它有許多用途，如連接鼠標，調製解調器以及工業儀表，如果對在線發送器和電纜進行改善,RS-232的通汛距離和速度能比表中所列的數據提高一些，RS-232被定義為串行口和外設之間的點對點連接。
RS-422(EIARS-422-A)是應用在蘋果公司Macintosh計算機上的串行連接°RS-422應用差分電信號，而不是RS-232所用的對地失衡信號，在差分傳輸中使用兩根線分別用於發送和接收，這樣的結構極大地提高了抗幹擾性能和長距離傳輸的能力。工業環境中強的抗幹擾能力和長的傳輸能力具有極大的優越性。
RS-485(EIA-485)是改善了的RS-422,因為它把接收設備數目從10提高到32,並且定義了在最大負荷下為保證正確的電壓信號所必需的電氣特性，抗幹擾能力和多主點能力使RS-485在要求多個分布設備與PC機或其他控製器組成的網絡進行數據收集時尤其有利。
現在隻有很少的幾個傳輸協議被製造廠商所廣泛應用，最普通的通訊協議的方法是使用ASCII字符串組成命令，這些通訊協議中最常用的是異步串行通訊，所謂異步是因為發送端和接收端沒有任何緊密耦合的同步器。這樣的網絡通常是主從網絡，即一個設備(通常是計算機)為主，其他設備為從。許多串行設會製造商為他們的設備製訂了自己的通訊協議,這樣我們就麵臨著一個問題，即怎樣才能理解這些字符，'相對來說，使用語言(如VisualBasic)內部所帶的標準串行功能是比較容易的事，但前提是你必須懂得怎樣使用字符組成命令和串行功能。OptoMux和ModbusASCII是使用標準串行口通訊協議的例子,並且它們已經被許多廠商所認可和采納。是使用Modbus通訊協議設備的一覽表，如表2所示。
另外還有許多通訊協議使用標準串行接口，但它們使用更加複雜的數據打包方法，這些通訊協議使用特殊的結構來確保可靠的通訊。許多這樣的通訊協議是某個特定廠商的專賣品，它需要特殊的軟件驅動和硬件接口，比較典型的如Allen-Bradley的DataHighway+和Modicon的Modbus+。
在新型控製係統中，PLC輸入端隻接傳感器信號，輸出隻接固態繼電器，通過固態繼電器去驅動執行器件。PLC釆用Modicon公司984係列中的A145型,A145可擴充至512個點,可接數字和模擬輸入輸出模塊，且擁有兩個通訊口，Modbus和Modbusplus口。Modbus口是標準的RS-232串行口，用於與觸摸屏通訊。Modbusplus是Modicon公司推出的實現其PLC與其他設備互連的網絡。它是一種高速對等工業局域網，允許多台PLC通過雙絞線對等通訊。Modbusplus采用令牌總線結構，遵循IEEE802.4標準，通訊速率為1Mbps。為了與計算機通訊，工控機內需插一塊SA85卡。釆用Modbusplus與工控機通訊而不用modbus通訊的原因是Modbusplus通訊速率塊,且組網容易。

在係統中對工控機沒有任何特殊要求，軟件選用Intoucho工控Intouch是一個在國內外享有很高聲譽並擁有很多用戶的工控軟件，有很好的界麵環境，功能強大,用它與PLC通訊非常容易。工控機是專為工業控製而設計的計算機，它的各項性能指標都是為在工業現場運行而定的，因此它有很好的防磁、防塵、防衝擊的能力。為此，工控機有幾個區別於與普通計算機的特點，首先，它的ALL-1N-ONEK板是它與普通台式機的最主要的區別，工控機把台式機的幾乎所有主要部件（聲卡不屬於必備品，需另用插槽）集中到一塊卡上麵，提高了它的抗幹擾性能,工控機所用的CPU、內存、硬盤等主要部件與台式機是通用的。此外，工控機除了台式機電源所用的風扇外，還有專門用於排風的風扇，此風扇向外吹風以使工控機內部形成負壓，把機內的灰塵排出機箱外，使機箱保持幹淨。工控機的另一個特點是機箱內插槽很多，一般都在10個以上，這主要是考慮到工控機內有可能插很多的插卡，如通訊卡、數據釆集卡、聲卡等。
3結論
這一新型測控係統具有普通控製係統無法比擬的優點，控製係統硬件配置簡單，僅需幾根通訊線即可，沒有別的引線和需要固定的元件。軟件功能強大，且全部通過編程實現預定功能，這樣可以縮短硬件配置時間，可以在調試甚至正常運行時隨時發現係統的不足之處，隨時修改，不需硬件的任何改動。操作界麵友好,形象生動等等。通過該係統的運行，實現了測與控相結合，多種高新器件的通訊與相關運行。

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