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 上海戈辰自動(dòng)化科技有限公司
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：張工

• (1)自動(dòng)上水

  　　水箱內(nèi)裝液位傳感器p，水箱內(nèi)水低于一定值時(shí)(20%)，自動(dòng)補(bǔ)水閥上電，水箱自動(dòng)補(bǔ)水，水位達(dá)到設(shè)定值時(shí)(90%)，自動(dòng)補(bǔ)水閥斷電，自動(dòng)補(bǔ)水停止。

  　　(2)集熱循環(huán)

  　　當(dāng)集熱器出水口水溫(出水口安裝溫度傳感器)高于水箱內(nèi)水溫，達(dá)到PLC設(shè)定啟動(dòng)溫差(6-10攝氏度)時(shí)，集熱循環(huán)泵啟動(dòng);集熱水箱中的低溫水進(jìn)入到真空管集熱器組中，集熱器中的相對(duì)高溫水循環(huán)到集熱水箱中，使水箱中的水溫升高。當(dāng)溫差值降低到系統(tǒng)設(shè)定停止溫差時(shí)(1-3攝氏度)，循環(huán)泵停止，集熱循環(huán)停止。如此反復(fù)進(jìn)行，逐漸將熱量傳遞到水箱，使水箱中的水溫度逐漸提升，直到達(dá)到洗浴要求的溫度。

  　　(3)管路恒溫出水

  　　恒溫回水管路循環(huán)主要是針對(duì)室內(nèi)的洗浴熱水管道而言，為了保證洗浴時(shí)一開噴頭閥門即有熱水，同時(shí)減少無(wú)效冷水的浪費(fèi)，必須安裝熱水回水管路，采取管路循環(huán)措施。管路循環(huán)采用定溫循環(huán)方式，在室內(nèi)熱水回水管路中適當(dāng)位置安裝溫度檢測(cè)傳感器和循環(huán)泵，設(shè)置一個(gè)溫度范圍來(lái)控制泵的運(yùn)行。當(dāng)管道內(nèi)水溫低于設(shè)定值時(shí)，啟動(dòng)洗浴管道循環(huán)泵，將管路中的低溫?zé)崴蛉氡厮?，?dāng)水溫達(dá)到設(shè)定值時(shí)，管道循環(huán)泵停止運(yùn)行。

  　　(4)恒溫控制

  　　當(dāng)水箱內(nèi)水溫低于一定值時(shí)，集熱器不能達(dá)到洗浴熱水的溫度要?dú)?，此時(shí)開啟水箱內(nèi)電加熱或其它輔助熱源(空氣源熱泵)，以實(shí)現(xiàn)任何天氣條件下都能保證有熱水供應(yīng)的要?dú)狻?/p>

  　　(5)冬季防凍循環(huán)

  　　室外管道(保溫水箱和集熱器之間)在寒冷的冬天可能被凍，因此必須有防凍循環(huán)功能;當(dāng)集熱器溫度(檢測(cè)傳感器測(cè)溫)低于一定值(2-5攝氏度)時(shí)，啟動(dòng)集熱循環(huán)泵，將保溫水箱中的熱水打進(jìn)集熱器，防止管路結(jié)凍。

  　　4 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

  　　系統(tǒng)上位機(jī)選用HMI b7s515型號(hào)觸摸屏以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行的可視化監(jiān)測(cè)與控制，下位機(jī)選用臺(tái)達(dá)系列PLC，主機(jī)CPU選用DVP40ES2，溫度模塊選用04PT-E2，AD模塊選用04AD-E2。擴(kuò)展模塊還可加入功率變送器，監(jiān)測(cè)電磁閥，循環(huán)泵以及輔助熱源的功率，如圖2所示。

  

  　　(1)溫度傳感器所測(cè)得溫度相關(guān)信號(hào)經(jīng)PT模塊轉(zhuǎn)化為數(shù)字量后傳回PLC的CPU，PLC的狀態(tài)反應(yīng)到觸摸屏上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，如圖3所示。

  

  　　圖3 溫度傳感器PT100與DVP04PT模塊的外部接線圖

  　　(2)水箱液位傳感器測(cè)得電信號(hào)后，經(jīng)液位變送器將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為4-20mA的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)后，經(jīng)AD模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào)傳回PLC，PLC根據(jù)設(shè)定值做出判斷，控制水箱電磁閥的開啟與斷開，如圖4所示。

  

  　　圖4 液位變送器與04AD-E2模塊的外部接線圖

  　　另外，各溫度傳感器的測(cè)量溫度直接代表各個(gè)組成部分的溫度，以此來(lái)控制系統(tǒng)的運(yùn)行，因此，溫度傳感器的安裝位置極其重要。溫度傳感器安裝處的水溫必須能代表所測(cè)部分的平均溫度。

  　　5 電氣控制系統(tǒng)軟件開發(fā)

  　　(1)WPL Soft開發(fā)PLC控制程序

  　　WPL Soft為臺(tái)達(dá)電子可編程控制器DVP系列在Windows存在系統(tǒng)環(huán)境下所使用的程序編程軟件，臺(tái)達(dá)PLC采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。

  　　系統(tǒng)控制的關(guān)鍵是溫度、液位的比較，通過(guò)PLC的比較指令可方便的實(shí)現(xiàn)。

  　　各擴(kuò)展模塊讀取參數(shù)的頻率、精度是本控制系統(tǒng)的關(guān)鍵，臺(tái)達(dá)PLC提供的溫度控制模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊可以輕松的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化精確控制。

  　　(2)觸摸屏人機(jī)界面(HMI)程序

  　　觸摸屏替代鼠標(biāo)及鍵盤部分功能，安裝在顯示屏前端的輸入設(shè)備，是人與控制系統(tǒng)之間傳遞、交換信息的媒介和對(duì)話接口，包括遠(yuǎn)距離的信息傳遞與控制，是控制系統(tǒng)的重要組成部分。在PLC控制程序中加入開關(guān)量，與HMI的寄存器相關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)HMI與PLC的關(guān)聯(lián)，如圖5所示。

  

  　　圖5 PLC程序控制集熱循環(huán)泵的啟動(dòng)與停止

  　　6 結(jié)論

  　　本應(yīng)用通過(guò)臺(tái)達(dá)PLC及其觸摸屏實(shí)現(xiàn)了對(duì)熱水系統(tǒng)的自動(dòng)化控制及其監(jiān)測(cè)，輔助熱源的加入解決了單一太陽(yáng)能受天氣狀況影響大的缺點(diǎn)(若輔助熱源選用空氣源熱泵，則系統(tǒng)較之電加熱具有顯著的耗電量低、安全、舒適、綠色環(huán)保、低碳的優(yōu)點(diǎn))。

  　　控制系統(tǒng)上，加入了溫度、液位、功率等多個(gè)參數(shù)，反映到觸摸屏上實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行系統(tǒng)的重要參數(shù)可視化監(jiān)控。使用戶對(duì)水箱內(nèi)水溫度，洗浴熱水溫度、水箱內(nèi)水量，系統(tǒng)耗電量等多項(xiàng)參數(shù)有明確的掌握。實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，維護(hù)保養(yǎng)方便,可推廣性*，尤其適合賓館洗浴、辦公大樓等場(chǎng)合的熱水供應(yīng)。此外，還可根據(jù)冬季室內(nèi)取暖的要求，自動(dòng)控制適宜溫度的熱水進(jìn)入暖氣管道，實(shí)現(xiàn)洗浴、采暖兼容的熱水控制系統(tǒng)，如附表所示。

  臺(tái)達(dá)DVP系列PLC各型主機(jī)均內(nèi)建2個(gè)通訊口的標(biāo)準(zhǔn)配置，即一個(gè)RS232和一個(gè)RS485通訊口，其RS232口主要用于上下載程序或作為與上位機(jī)、觸摸屏通訊，而RS485口主要用于組建485網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)通訊控制。尤其值得一提的是EH機(jī)型可通過(guò)通訊功能卡擴(kuò)充一個(gè)RS232或RS485通訊口，使得在組建多重通訊網(wǎng)絡(luò)更加方便。

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  　　相對(duì)于通訊口的硬件配置，臺(tái)達(dá)PLC在軟件指令上對(duì)通訊的支持也是相當(dāng)豐富和便利，主要通過(guò)以下三種方式完成485通訊功能：

  　　3.1自由通訊方式

  　　該方式通過(guò)串行數(shù)據(jù)傳輸指令RS來(lái)完成主站與從站之間的數(shù)據(jù)交換，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)協(xié)議的自由通訊。許多接口設(shè)備如變頻器、儀表等…若配備RS-485串行通訊，且該設(shè)備之通訊格式也有公開即可由PLC使用者以RS指令設(shè)計(jì)程序來(lái)傳輸PLC與接口設(shè)備之間數(shù)據(jù)。

  　　3.2MODBUS通訊方式（GB/Z 19582）

  　　MODBUS協(xié)議是目前上公開的標(biāo)準(zhǔn)串行通迅協(xié)議，也是中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化指導(dǎo)性技術(shù)文件GB/Z 19582：基于Modbus協(xié)議的工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)規(guī)范。臺(tái)達(dá)PLC通訊符合MODBUS協(xié)議，并且臺(tái)達(dá)其它產(chǎn)品如變頻器、溫控儀、司服控制器等485通訊均符合MODBUS協(xié)議，對(duì)于符合MODBUS之通訊格式的產(chǎn)品，臺(tái)達(dá)PLC提供了更加便利的通訊指令MODRD 、MODWR、MODRW來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀寫，程序編寫中不需關(guān)注傳送的字符，校驗(yàn)碼的轉(zhuǎn)換等等，只需要確定通訊地址及寫入讀出的數(shù)據(jù)即可，不過(guò)在多指令讀寫時(shí)需要考慮通訊時(shí)序問(wèn)題，避免通訊沖突。

  　　3.3臺(tái)達(dá)PLCzui有特色的通訊命令EASY LINK

  　　基于MODBUS通訊協(xié)議，臺(tái)達(dá)EP/EH系列PLC機(jī)型提供了更為方便快捷的通訊方式——EASYLINK。EASY LINK通訊是臺(tái)達(dá)PLCzui有特色的通訊命令，可以提供主站與32個(gè)從站通訊，每個(gè)從站讀寫各100項(xiàng)數(shù)據(jù)的能力，且不需要復(fù)雜編程即可高速快捷的完成通訊控制，節(jié)省大量的編程時(shí)間。

  　　綜合比較上述三種通訊方式，自由通訊方式的編程zui為復(fù)雜，但它可以與非MODBUS協(xié)議的設(shè)備通訊，設(shè)備選擇自由靈活不受限制；MODBUS通訊方式的編程則簡(jiǎn)單的多，且也具有一定的編程靈活性，如可優(yōu)先與某個(gè)從站通訊；而EASY LINK通訊方式是針對(duì)符合MODBUS協(xié)議互連設(shè)備zui簡(jiǎn)單的通訊方式，幾乎不需要編程即可完成，不需要考慮半雙工通訊方式中通訊時(shí)序問(wèn)題，只需要讀出寫入數(shù)據(jù)的寄存器和數(shù)據(jù)項(xiàng)數(shù)，啟動(dòng)LINK連接即可完成設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通訊。因此對(duì)于符合MODBUS協(xié)議的設(shè)備建議采用LINK通訊方式。

  　　3.4串行通訊工程要點(diǎn)問(wèn)題

  　　在工業(yè)自動(dòng)化控制中，有許多數(shù)據(jù)信號(hào)需要采集、處理，特別對(duì)于遠(yuǎn)距離的設(shè)備，一般的傳感器電壓訊號(hào)如果傳輸距離過(guò)遠(yuǎn)的話，會(huì)造成訊號(hào)的衰減，如此一來(lái)，將得不到正確的結(jié)果，因此，采用傳感器訊號(hào)就地處理，而數(shù)據(jù)傳輸通過(guò)數(shù)字通訊方式能夠有效的解決這一問(wèn)題，保證數(shù)據(jù)的正確性與準(zhǔn)確性；但通訊同樣也會(huì)受到外界的干擾，使得通訊質(zhì)量下降，甚至根本無(wú)法建立通訊。要保證通訊正常，在組建通訊網(wǎng)絡(luò)時(shí)應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：

  　?。?）保證通訊協(xié)議*，所有聯(lián)機(jī)之從站接口設(shè)備波特率及通訊格式需與主站相同，合理分配各從站的站地址，避免地址沖突。

  　?。?）合理布線，減少外界干擾對(duì)通訊的影響。走線走得好，可以很大程度減少干擾的影響，提高通訊的可靠性，走線應(yīng)遵循兩個(gè)原則：遠(yuǎn)離電源線，變頻器等干擾源；當(dāng)網(wǎng)線不能與電源線等干擾源避開時(shí)應(yīng)與電源線垂直，不能平行，并采用質(zhì)量高的雙絞線走線

  　?。?）通訊速率的選擇，一般來(lái)說(shuō)提高通訊波特率能夠提高通訊效率，但并非一味的提高就肯定好，傳輸速率的提高同時(shí)加大了傳輸錯(cuò)碼率，使傳輸質(zhì)量下降，特別是在工業(yè)控制場(chǎng)合外界干擾比較大的情況下，有時(shí)適當(dāng)降低傳輸速率會(huì)得到更好的傳輸效率。

  隨插即用安裝簡(jiǎn)便

      安裝設(shè)定只要一個(gè)動(dòng)作，插入電源孔。安裝設(shè)定只要一個(gè)動(dòng)作，插入電源孔。 不需設(shè)定PC，不需安裝任何軟件，即使要連接多臺(tái)終端機(jī)的PC/NB也只需按一個(gè)鍵即可，看到PLC的指示燈亮，就表示網(wǎng)絡(luò)已暢游在電源在線。

  本文介紹了通過(guò)引進(jìn)ActiveX控件MSComm，利用C#語(yǔ)言編程,實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與松下FPG-C24R2 PLC的通信，并給出了工程實(shí)例。該方法簡(jiǎn)單可靠、便于移植、實(shí)用性強(qiáng)，在工業(yè)控制中有著廣泛的用途。 
  
  　　關(guān)鍵詞：C# 串口通信 實(shí)時(shí)監(jiān)控 ActiveX 控件
  
  　　一、前言
  
  　　C#語(yǔ)言是.NET技術(shù)的核心開發(fā)語(yǔ)言，是一種簡(jiǎn)單、現(xiàn)代、面向?qū)ο蠛皖愋桶踩木幊陶Z(yǔ)言，它實(shí)現(xiàn)了快速應(yīng)用程序開發(fā)、跨平臺(tái)部署，能夠訪問(wèn)平臺(tái)固有的資源，支持COM和.NET技術(shù)，具有C++語(yǔ)言的強(qiáng)大功能、Java語(yǔ)言的跨平臺(tái)特性和Delphi語(yǔ)言的方便快捷等眾多的優(yōu)秀品質(zhì)。FP∑是日本松下電工株式會(huì)社生產(chǎn)的小型可編程序控制器，它有許多規(guī)格，具有體積小、重量輕、功能齊全、編程簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)控制中應(yīng)用十分廣泛。 本文在Windows xp下用Visual Studio .NET 2003編制一個(gè)簡(jiǎn)單的通信程序，探討使用MSComm控件對(duì)FPG-C24R2 PLC進(jìn)行串行通信的實(shí)現(xiàn)方法。
  
  　　二、ActiveX控件的引入
  
  　　你必須有Mscomm.srg, Mscomm32.ocx,Mscomm32.dep文件在你的Windows的System目錄下（注意WinNT下是System32），而且它必須正確的注冊(cè)。你可以裝VB6.0來(lái)獲得，安裝VB.6.0后，MSComm控件就自動(dòng)在你的計(jì)算機(jī)上注冊(cè)了，這比手工注冊(cè)控件省事多了，Visual.Studio.NET2003在項(xiàng)目工程中（Solution)插入MSComm控件的具體步驟：新建程序后，點(diǎn)擊Tools(工具)-->Add/Remove Toolbox items(添加/移除工具箱項(xiàng)）就打開了Customize Toolbox(自定義工具箱）對(duì)話框,再選擇COM Components(COM組件)項(xiàng)，并在出現(xiàn)控件中就可以找到Microsoft Communications Control,version 6.0，選上該項(xiàng)，再點(diǎn)擊"OK"，就會(huì)在Toolbox控件工具箱中看到MSComm控件的圖標(biāo)了，將它拖到窗體（Form）就可以了。
  
  　　三、通信協(xié)議
  
  　　FP∑系列PLC通信系統(tǒng)的基本協(xié)議是松下電工的通信協(xié)議-MEWTOCOL；PLC與計(jì)算機(jī)的通信協(xié)議是MEWTOCOL-COM。該協(xié)議采用異步通信方式，其波特率有300bps、600bps、1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bps、38400bps、57600bps、115200bps等多種可選，且報(bào)文長(zhǎng)度可變可固定。該方式通信協(xié)議如下：
  圖1和圖2分別為上位機(jī)發(fā)送的上位機(jī)鏈接命令幀讀DM區(qū)數(shù)據(jù)的命令格式和由PLC返回的應(yīng)答幀格式。當(dāng)PLC接收到從上位機(jī)發(fā)來(lái)的ASCII碼命令時(shí)自動(dòng)返回ASCII碼應(yīng)答。
  
  
  
  　　其中，％為起始符，標(biāo)記每一幀報(bào)文的開始，CR為結(jié)束符，標(biāo)記每一幀報(bào)文的結(jié)束，BCC為兩字節(jié)的幀校驗(yàn)碼FCS，它是從開始符"%"到正文結(jié)束的所有字符的ASCII碼按位異或的結(jié)果，HL為PLC的站地址，為兩位16進(jìn)制數(shù)，如00則表示*臺(tái)PLC。#、$標(biāo)注該幀報(bào)文為何種類型，上位機(jī)的命令幀由不固定的字節(jié)數(shù)組成，針對(duì)不同的識(shí)別碼有不同的幀長(zhǎng)度。但基本格式大體*。
  
  
   

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