只有了解设备当前的工作状况才能保证产品的质量。不论是大型的控制系统(如上辅机控制系统)还是小型的控制系统(如单台设备的控制),绝大多数都需要在控制柜(台)面板上显示一些必要的数据信息,这些数据可能是温度、压力、转速、计时或计数的当前值和设定值等。在可编程序控制器(PLC)广泛应用于控制系统以前,这些参数是通过各种仪表来显示的,混炼时间一般采用带复位功能的时钟来机械读数;温度和功率则采用双笔记录仪通过观察所绘制的曲线图来读取。这样,不仅控制参数显示不直观,而且精度不高,给操作带来许多不便。随着科学技术的不断发展,PLC以其先进、可靠、方便灵活等诸多优点,*成为从事自动控制系统设计与研制人员的产品,已广泛应用于工业生产的自动化控制领域。PLC集CPU、输入/输出接口、电源于一体,或模块化结构,可完成计时、计数、复杂的数字运算等。但是PLC模块本身通常不直接装有数字显示界面,所以我们在设计PLC控制系统时,一般将选定的各种数字仪表与PLC的模块相连接,将PLC处理过的数据显示在仪表上。
2 数据的传送显示方法
以日本OMR0N公司生产的C200H型PLC为例,说明PLC与数字显示设备的连接和数据传送的方法。
2.1 PLC与数字显示设备通过串行RS232C/R-S485接口通讯
这种数据传输方式中,对数字显示装置有特定要求,这类设备须具备RS232C/RS485串行接口,同时其通讯协议必须与PLC的通讯协议相同,否则不能在两者之间传送数据。
(1)C200H型PLC与0MRON生产的温度调节器之间进行数据传输。
由于温度调节器与PLC同为OMRON产品,其通讯协议相同,所以可直接存取数据。
(2)C200H型PLC与智能人机界面进行连接当前广泛将计算机作为控制系统的智能人机界面,PLC与计算机进行通讯时,须预先在计算机内编制与PLC通讯协议相配套的通讯程序。例如密炼机上辅机微机控制系统中,上位机通过RS232C接口与PLC进行通讯,可实时地动态监控系统的运行情况,向PLC发送工艺配方,采集各种控制参数,形成车、班等生产报表等,为用户生产管理提供了便利条件。
2.2 用PLC的输出点将BCD数据代码并行传送至数字显示仪表
这种方法中,是用PLC的多路输出点与数字显示仪表构成并行接口传送数据,PLC与仪表间接线较多。若显示4位数据,则需要连接16根导线。显示的参数内容较多时,就要相应地增加PLC模块的数量。但这种数据传送方式编程简单,传送速度快,显示稳定。如用C200H-OC225向一块4位数字显示仪表传送数据,PLC中需要传送的数据放在DM0005中,输出模块OC225占用IR002通道,参见图1、2。
2.3 用PLC的晶体管输出点将BCD数据代码以“选通一锁存"方式传送至数字显示仪表
这种方法中是用PLC的多路晶体管输出点与数字显示仪表构成动态接口,由数据信号和选通信号相互配合形成。它由两个电路组成,每个提供点(8点数据信号和8点选通信号)。C200H的多路输出单元OD501可作为128点动态输出使用。不用复杂的接线,即可简单地实现与数字显示设备连接。在动态输出方式下,多个LED显示器显示4组通道中每一位的状态。若其中一通道相应位要显示0N,则显示器亮。对于每一通道,每次可输出一个信号,利用这一特性能够快速而简单地校验连线的正确性。以0D501带3块具有“选通一锁存"功能的数字显示仪表为例,说明该方法在控制系统中的使用。0D501模块是一个多输出点单元,它占用PLC的多个通道,单元号在前面板设定。如果单元号设为“O",则输出通道号为R100～R109。例子中,当接点00000接通时,将从DM0001开始的三个通道的内容显示在3块显示仪表上,参见图3、4。
2.4 PLC与数字显示设备通过3S/OUT串行口以BCD数据代码通讯
在PLC的主机架或扩展机架上,使用晶体管输出单元,任选其中三个输出点作为zui基本的3S/OUT串行输出接口:并行时钟RCK,串行时钟SCK,数据口DATA,将PLC程序中任意的数据,以规定的代码格式,传送到外部设备或装置上,这些设备对接收到的数据进行进一步处理,再将数据显示出来。在系统的设计中,采用了3MD2系列数字显示器。如果PLC驱动一台四位数字显示器,只要一个数据通道,每帧数据传送一个字的BCD码。在zui基本的连接基础上只需增加数据输出口,各个数据通道在相同时钟的驱动下同时向外部装置传送数据,而且传送速度不变。若PLC同时驱动多台外部装置,也只要增加数据输出口,将数据分别送到对应显示仪表上,而且各台仪表的RCK和SCK分别并联起来,共用时钟,如图5所示。
在这种传送方式,须在PLC程序中编制一个3S/OUT驱动程序,各个要被传送的字数据由MOV指令来捕捉,并传送到各个对应的字串行移位通道上,在串行时钟SCK的作用下数据从输出口逐步移位出去,被传送的数据高位在前、低位在后,由送的数据的值装载到移位通道上,以便进行新的一帧传送。
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