大功率固體激光加工系統中監控軟件與PLC通訊的實現

     在大功率固體激光器監控系統中，激光加工系統的控制PLC可以采集和存儲激光加工系統的實時狀態數據，監控軟件通過定時查詢這些數據來實現對激光器的監控功能。本文分別以OMRON PLC利用RS232接口與VB6.0開發的監控軟件進行串行通信，以及臺達PLC利用臺達觸摸屏組態軟件實現的通訊為例，研究在不同情況下PLC和上層軟件的通訊。
     1基于VB的上位機與PLC的通訊
      監控功能主要體現在對加工系統實時數據及時準確的顯示和記錄它主要分為控制管理模塊、數據通信模塊、故障處理模塊、數據處理模塊和信息處理模塊其中數據通信模塊負責與PLC控制系統進行數據通信任務，將操作人員的操作指令轉化為統一的數據格式通過串行通信端口發送給PLC控制系統〔數據通信模塊同時負責讀取PLC控制系統傳來的數據，并調用數據處理模塊對其進行處理。
     監控軟件中VB通訊程序的設計如下:
     (1)初始化通訊端口
     在大功率固體激光加工系統中，監控系統采用OMRON可控制編程器CQM1H系列作為下位機，普通的PC機作為上位機。通訊端口是COM1口，通訊參數設定波特率為9600,偶校驗,7個數據位，2個停止位。此參數必須與PLC端的設置相符，否則就無法進行通訊。具體程序如下:
   

       (2)串行端口打開后，進行數據的發送
       數據發送的格式要標準，包括起始符、節點號、標題碼、數據,FCS、結束符。如果發送的是一串數據，上位機和PLC要統一數據格式，以便于識別。計算好FCS后，進行幀的發送即可。一個幀發送的最大數據塊為131個字符，如果多于13，個字符，在發送前須拆分成一個以上幀。當一組傳送數據要分解時，第一幀和中間各幀的末端用分界符代替結束符的發送〔下面以上位機監控軟件傳送功率給PLC的通訊程序為例:
   

      (3)PC機接收PLC傳來數據
      由PLC發送數據，通過監控軟件進行接收的程序與此相類似。此種通訊方式中數據傳送時的處理相對簡單，并克服了采用自定義數據格式時出現的數據丟失現象，能夠正確無誤地發送和接收數據。
      2觸摸屏軟件與PLC的通訊
     工業級人機界面)可作為PLC的小型工作站，具備與PLC連線監控的功能，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各觸摸屏廠家都為用戶提供了本廠觸摸屏產品的組態軟件，這些軟件為用戶提供了多種通用工具模塊，用戶不需要掌握太多的編程語言技術，就能很好地完成一個工程所需要的幾乎所有功能。臺達觸摸屏軟件就是其中的一種，它通過直觀的圖形和相對比較簡單的巨集指令來編輯系統界面。巨集指令類似于PLC指令，PLC指令所能實現的基本功能，巨集指令也可以實現，而且編寫方法相對簡單。
     系統硬件采用臺達系列PLC和觸摸屏，軟件包括組態環境和運行環境兩個部分。組態環境用來設計和構造自已的應用系統;運行環境部分則按照組態環境中構造的組態工程，運行完成用戶組態設計的目標和功能在計算機上開發出系統監控組態界面，設置通訊參數，在"選項"菜單中選擇"模組參數設定"選項，這時會彈出一個窗口，在該窗口中進行通訊參數的設定(如圖1所示)。參數設定好后，將編寫好的組態工程利用USB端日從計算機中下載到觸摸屏中即可進行使用。由圖1可以看出，只要根據協議設定和PLC進行通訊的參數即可，簡單易行，不需要進行專門的編程〕觸摸屏軟件中，指令的執行過程跟PLC一樣，采取查詢方式，不斷地掃描。在進程中的某一線程，定時地查詢串口的接收緩沖區，如果緩沖區中有數據就讀取數據;若緩沖區中沒有數據，該線程將繼續執行在一般情況下，查詢方式是一種最直接的讀串口方式，但由于必須不斷地進行串口查詢，因此會占用大量CPU的時問。
     3結束語
     手丁編寫工控軟件的優點是靈活性高、針對性比較強，可以根據系統的需要進行相應模塊的實現，軟件的成本低但缺點是工作量比較大、花費時間比較長、可靠性差、通用性低，對于不同的應用對象都要重新設計程序，系統的部分改動就可能會導致軟件的重新設計。臺達觸摸屏的軟件屬于小型組態軟件，功能強、使用方便，小需要非常專業的編程技術，節省了時間和人力資源。但也存在功能有限、靈活性差、不能滿足某些特殊要求的缺點因此在實際的應用中，要針對不同系統的特點和要求選擇不同的開發方式，以求達到最佳效果。