基于PLC的實時測量技術在遠程污水監控系統中的應用

3.3 PLC數據存儲部分程序
PLC程序要有一定的數據存儲功能，防止因通信錯誤而出現數據丟失的情況。因為224XP PLC的數據存儲區僅為10 240 B，所以僅使PLC在每小時內的15 min、30 min、45 min和60 min時各保存一次數據，連續保存最近3天的數據。另外在電源掉電或內存丟失后，PLC的系統時間會被初始化,這會使數據保存時間與實際時間不符，因此在建立了嵌入式通信采集模塊和PLC的通信聯系后，需發送命令對PLC的系統時間進行設置。
3.4 PLC通信部分程序
　通信部分程序是整個PLC程序的核心。它包含4個中斷程序(串行通信口0發送、接收完成中斷和串行通信口1發送、接收完成中斷)及6個子程序：(1)Precheck子程序,負責按照HART協議格式向電磁流量計發送0#命令，獲得流量計地址；(2)PackandSend子程序，負責按照通信協議格式向嵌入式數據采集模塊發送報警數據、巡檢數據和補調數據3種不同的數據包，它有6個入口參數，分別為CW、Data1Address~Data5Address，表示返回數據的命令字和5個測量數據的寄存器地址；(3)KeepConnect子程序，負責定時發送保持連接信號，確保嵌入式模塊和PLC通信正常，它有一個入口參數Time，表示定時時間；(4)CheckFlow子程序，負責按照HART協議命令格式向電磁流量計發送返回測量數據請求；(5)Port1CS子程序，在串行通信口1接收完成中斷程序中調用，負責對流量計返回的數據進行異或檢校，如果檢校錯誤，則丟棄數據包，如果檢校正確則進行解包分析，將返回的流量計地址或測量數據分別存儲在不同的寄存器中，以便其他子程序也可調用；(6)Port0CS子程序，在串行通信口0接收完成中斷程序中調用，負責對串口0接收的數據進行異或檢校。
　因為HART協議是主/從式協議,故PLC與流量計進行通信時需先向流量計發送命令，才能獲得相應的返回數據。系統中PLC向流量計發送的命令有兩種：一種是要求流量計返回地址的0#命令,另一種是要求流量計返回測量數據的33#命令。0#命令在每次PLC重啟時發送一次，33#命令定時成每隔6 s發送一次。發送前要先拉高Q0.1的電平，使調制解調器處于調制工作狀態；發送完成后，觸發端口1發送完成中斷使Q0.1輸出低電平，調制解調器工作在解調狀態，接收來自流量計的數據。當接收完成后觸發端口1接收完成中斷，調用Port1CS子程序對接收到的數據包進行分析。串口1的通信程序流程圖如圖5所示。

PLC和嵌入式模塊進行通信時，PLC相當于從站，嵌入式模塊相當于主站。除了自發向嵌入式模塊發送報警信息和連接保持信息外，一般都是接收到數據返回請求后，再向嵌入式模塊發送數據。PLC接收完嵌入式模塊發送來的數據后，觸發端口0接收完成中斷對數據包進行分析。如果是系統時間設置命令，則按照數據包里的時間設置值修改PLC的系統時間。如果是補調命令，則按照查詢時間讀取歷史數據并存儲到補調數據寄存器中，如果是巡檢命令，則將實時采樣數據存儲到巡檢數據寄存器中，然后調用PackandSend子程序，設置好寄存器地址即可按照上位機命令返回相應數據。PLC發送完成后觸發端口0發送完成中斷，將各標志位寄存器復位，為下一次通信做準備。串口0的通信程序流程圖如圖6所示。

本文以一種分布式污水遠程監控系統為例，提出了一種以西門子PLC為核心的測量方法。實驗證明，文中所述方案可以準確、可靠地測量惡劣環境下的現場數據。PLC的采用不僅增大了系統的穩定性，而且還可以很方便地根據實際需要適當地增加或改變監控對象，對系統功能進行擴展。由于PLC程序采用模塊化設計，所以對系統進行簡單修改后即可用于其他工業監控應用中。文中詳細給出了下層基本測量模塊的硬件和軟件設計，以期為PLC用于測量、監控領域提供一些參考。