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 计算机  PLC  网络通讯  软硬件 
 一、引言
    PLC以其高可靠性、适应工业过程现场、强大的联网功能等特点，被广泛应用。可实现顺序控制、PID回路调节、高速数据采集分析、计算机上位管理PLC分散控制的集散管理系统，是实现机电一体化的重要手段和发展方向。 
    bbbbbbS操作系统以其图形用户界面、多任务、自动内存管理等特点，已取代了DOS操作系统的地位。bbbbbbS操作系统为用户提供了API接口函数，但非开发人员难以掌握。VB作为bbbbbbS下的应用软件开发平台以其易学好用的优点给程序员提供了强大的可视化编程工具。 
    在微机与PLC之间构成的集散控制系统中，多数是由一台PC计算机与数台PLC之间形成1-N的通信模式。该模式系统中PLC负责现场高速数据采集、实现逻辑、定时、计数、PID调节等控制任务并通过串行通讯口向微机传送PLC工作状态机有关数据从而实现计算机对控制系统的管理，提高了PLC的控制能力的控制范围。使其从设备级的控制发展到生产线级乃至工厂级的控制，从而实现工厂智能化的目标。该集散控制系统中，PLC与微型计算机之间的通讯显得尤为重要。因此如何提高保证它们之间的通讯准确程度、可靠性及效率是通讯成功与否的关键技术之一，下面就对该关键技术做一些探讨。 
二、上位计算机与PLC之间的链接方式
    本文介绍的是上位机与多台PLC组成的多链系统，常用的连接方式有两种： 
    方式一使用连接适配器较少，也不用信号转换，但若中间一台PLC出故障，其后续的PLC无法与上位机通讯。
 
方式二虽然使用了信号转换，但可避免前级故障对后级的影响。

三、上位计算机与PLC的链路通讯 
    以OMRON公司CPM1A型PLC和上位计算机通讯为例，通讯协议如下：

按上图顺序发送/接受命令。每次通讯发送/接受的一组数据称为一“帧”。帧由少于131个字符的数据构成，若发送数据要进行分割帧发送，分割帧的结尾用CR码（CHR(13)）一个字符的分界符（分段字符）来代替终端。发送帧的一方具有发送权，发送方发送完一帧后，将发送权交给接受方。 
    发送帧的基本格式为： 
    @机号  识别码  正文  FCS  *CR 
    其中：@      为帧开始标志 
          机号    网络通讯中每一台PLC被分配给的唯一番号 
          识别码  该帧的通讯命令码 
          正文    用来设定命令参数 
          FCS    帧校验和 
          终端    命令结束符 
    响应的基本格式为： 
    @机号  识别码  结束码  正文  FCS  *CR 
    其中：@机号   识别码  正文等同发送帧意义 
          结束码   返回命令结束有无错误等状态 
    关于多于131个字符的分割帧这里不在赘述。 

四、通讯过程 
    通讯开始先由上位计算机依次对网的PLC发出一串字符的测试帧命令。为充分利用上位机CPU的时间，可使上位机与PLC并行工作，在上位机等待PLC回答信号的同时，使CPU处理其它任务或线程。某PLC在接到上位机的一个完整帧以后，首先判断是不是自己的代号，若不是就不予理睬，若是就发送呼叫回答信号。上位机接到回答信号后，与发送测试的数据比较，若两者无误，发出可以进行数据通讯的信号，转入正常数据通讯，否则提示用户检查线路重新测试或通讯失败。 

五、上位计算机bbbbbbS下的通讯程序设计 
    上位机通讯软件是用VB开发的，因VB具有强大的图形显示功能，可以开发出界面良好的bbbbbbS标准风格的图形用户界面。同时VB还提供了串行端口控件MSCOMM，程序员在利用该控件时，只需设置、监视其属性和事件，即可完成对串行口的初始化和数据的传输工作。 
    Sub bbbbl_load() 
    Mscomml.comport = 1 
    Mscomml.settings = "9600,n,8,1" 
    End sub 
    Sub commandl_click 
        Mscomml.bbbbblen = 0 
        If mscomml.portopen = false then 
             Mscomml.portopen = true 
        End if 
        For I = 1 to n ;N为网络系统中的PLC个数 
        If i<10 then 
             S$ = "@"+"0"+str$(i)+"ts"+"abcd" 
             Else 
             S$ = "@"+str$(i)+ts"+"abcd"    ；abcd为测试字符 
             Endif 
             …    ；形成上位机测试命令数据块sedata$; 
        Mscomml.output = sedata$ 
        Timerl_on = false 
        Timetl.enable = true 
        Do until (mscomml.inbuffercountáñ0) 
            or (timerl_on = true) 
            Domy = doevents() 
        Loop 
        Timerl.enable = false 
        … 
        Redata$ = mscomml.bbbbb 
        If redata$ = sedata$ 
           …    ；转入正常通讯数据处理 
           Else 
        Labell.caption = str$(i)+“测试通讯失败，检查线路后再测试” 
        Endif 
        Endsub 

六、PLC方的通讯设置 
    计算机与PLC通讯的目的是实现计算机对PLC运行状态、数据区的监控、PLC工的管理并可用计算机编程。一般来说，在通讯过程中PLC是被动的，每一次通讯都由计算机发起与终止，但也可由PLC发起。 
 

这些数据可以从输入端口上连接的外部器件获得，需要使用传送指令读取这些器件上的数据并送到内部单元；初始数据也可以用程序设置，即向内部单元传送立即数；另外，某些运算数据存储在机内的某个地方，等程序开始运行时通过初始化程序送到工作单元。

(1) 机内数据的存取管理

在数据运算过程中，机内的数据传送是不可缺少的。运算可能要涉及不同的工作单元，数据需在他们之间传送；运算可能会产生一些中间数据，这需要传送到适当的地方暂时存放；有时机内的数据需要备份保存，这要找地方把这些数据存储妥当。对一个涉及数据运算的程序，数据管理是很重要的。

此外，二进制和 BCD 码的转换在数据管理中也是很重要的。

(2) 运算处理结果向输出端口传送

运算处理结果总是要通过输出实现对执行器件的控制，或者输出数据用于显示，或者作为其他设备的工作数据。对于输出口连接的离散执行器件，可成组处理后看作是整体的数据单元，按各口的目标状态送入一定的数据，可实现对这些器件的控制。

(3) 比较指令用于建立控制点

控制现场常有将某个物理量的量值或变化区间作为控制点的情况。如温度低于多少度就打开电热器，速度高于或低于一个区间就报警等。作为一个控制“阀门”，比较指令常出现在工业控制程序中。

一、冲床自动送料机的技术状态 

    本文介绍的冲床自动送料机是一种用于冷挤压套圈类零件的送料机器，是冲床进行技术改造的理想附机。该送料机克服了国内外有关冲床送料机的不足。如日本的RF20SD—0R11机械手送料装置与冲床做成一体，从横向侧面）送料，结构复杂，装配、制造、维修困难，价格昂贵，又不适合于我国冲床的纵向送料的要求。RF20SD—0R11的结构由冲床上的曲轴输出轴，通过花键轴伸缩，球头节部件联接机械手齿轮，由伞齿轮、圆柱齿轮、齿条、凸轮、拨叉、丝杆等一系列传动件使机械手的夹爪作伸缩、升降、夹紧、松开等与冲床节拍相同的动作来完成送料，另设一套独立驱动可移式输送机，通过隔料机构将工件输送至预定位置，这样一套机构的配置仅局限于日本设备，不能应用于国产冲床。国内有的送料机构由冲床工作台通过连杆弹簧驱动滑块在滑道上水平滑动，将斜道上下来的料，通过隔料机构推到模具中心，并联动打板将冲好的料拨掉，往复运动的一整套机构比较简单，无输送机构，联动可靠，制造容易。但机械手不能将料提升、夹紧，料道倾斜放置靠料自重滑下，如规格重量变动，则料道上工件下滑速度不一致，易产生叠料，推料机构没有将料夹紧，定位不正，废品率较高，使用也不安全。 

    结合国产冲床工作特点，采用机械手与输送机构配合为主要装置，再配合采用自动卸料安全保护，设计了具有较大应用价值和推广意义的自动送料机。 

二、结构设计 

    该送料机主要配备于3150kN冲床，也可配备于1600kN或1250kN等冲床。它主要由机架包括撑脚、电器箱、角铁架）、输送机包括电机、变速箱、滚筒、输送带、料台、料道、隔料机构、挡料机构等）、机械手包括提升缸、夹紧缸、滑板、支架、连杆铰链等）、供油装置包括油箱、液压泵等）、卸料机构和安全保护装置等部分组成如图1）。

图1冲床自动送料机结构简图 
1.机架2.输送带3.机械手4.隔料盘5.冲床工作台 
6.料仓7.挡料板8.工件9.电机10.模具

    机架主要联接冲床，装置机械手并使其在一定轨道上滑行，装置输送机构、电气元件。 

    输送机是通过一台电机驱动，通过皮带、减速器的传动至主动轴，使输送带以一定线速度输送工作。工作经料台进入料道人工），再通过隔料机构输送至预定位置。 

三、PLC控制 

    机械手需要完成将工件由A移向B的动作，机械手示意图如图2所示。它的动作过程如图3所示。

    机械手每个工作臂上都有上、下限位开关和左、右限位开关，而其夹持装置不带限位开关。一旦夹持开始，控制PLC内的定时器启动，定时约束，夹持动作随即完成。机械手到达B点后，将工件松开的时间也是由定时器控制的，定时结束时，表示工件已松开。有关输入、输出点在PLC内的分配，如图4所示。

    该机械手的动作过程如下：当按下启动按钮时，机械手从原点开始下降，下降到底时，碰到下限位开关X401接通），下降停止。同时接通定时器，机械手开始夹紧工件，定时结束，夹持完成。机械手上升，上升到顶时，碰到上限位开关X402接通），上升停止。机械手右移，右移碰到右限位开关X403接通）时，右移停止。机械手下降，下降到底，碰到下限位开关X401接通）时，下降停止。同时接通定时器，机械手放松工件，定时结束，工件已松开。机械手上升，上升到顶碰到上限位开关X402接通）时，上升停止。机械手左移，左移到原点碰到左限位开关X404接通）时，左移停止。于是机械手动作的一个周期结束。 

    机械手自动操作流程图如图5所示。状态转换图如图6所示。梯形图如图7所示。

四、结论 

    冲床自动送料机实质上即机械手，能自动上料和卸料，提高生产效率，保证产品质量，改善工作劳动强度，确保人身安全。在冷挤压加工行业中有较大的应用前景。 

    采用PLC来控制机构，并以微机为人机界面，较好地满足了控制及系统的要求。并且测试jingque，运行高速、可靠，使用寿命长。是一种实时监控系统，对相关系统的控制和设计有一定的参考价值。