PC－Based PLC嵌入式控制器及其實際應用策略

2.3 通信處理

在由PC－Based PLC架構的控制系統最為重要的一個環節便是與上位機進行的實時數據通信過程，而這一環節往往是制約系統實時性和穩定性的因素，它容易出現數據瓶頸。因為上位機通常為Windows操作系統，應用程序一般有人機交互界面和實時顯示界面，而往往將人機交互界面和實時顯示界面設計為前臺窗口，數據通信、分析以及存儲設計為后臺運行，但Windows 并不是作為實時操作系統設計的，是搶先式、多任務、基于消息傳遞機制的操作系統，但僅憑消息調度機制，顯然不能滿足實時系統的要求，難以保證準確實時地完成前后臺控制任務。因此在Windows環境中，采用多線程技術，可以有效地利用Windows等待時間，加快程序的反應速度，提高執行效率。用一個線程管理計算機數據通信，另一個線程進行數據處理、分析與存儲，這樣在滿足數據連續采集的同時，增強了系統事件響應和通信控制的實時性。

PC －Based PLC與上位機一般采用RS－485、CAN、ModBus或者Ethernet，假如采用RS－485、CAN、ModBus時，則要合理分配通信口，一般RS－485、CAN、ModBus的通信適配器卡有兩個口，因此假如控制系統有兩個控制模塊，上位機可以采用一個通信口與兩個下級控制器通信，但是假如有四、六個……，最好將其分成兩組，上位機則采用兩個通信口分別與其通信，上位機采用兩個線程編寫通信程序，配置圖見圖1所示。

1：配置圖

2.4 電源配置

假如一個控制系統有多塊PC －Based PLC控制器，考慮到系統的經濟性以及安全性，最好每兩塊控制器公用一個開關或者線性電源，考慮到電源本身的功耗，此時電源的功率必須大于60W，并且每個電源模塊分別接入～220VAC或者～380VAC的電源，千萬不要串接。選擇開關電源時要注意選用系統功率因數大于0.99且紋波電壓 Vrms≤1.0%、紋波系數≤0.2%的功率密度大、電磁兼容性好、低紋波開關電源。同時將控制器I/O通道和其它設備的供電采用各自的隔離變壓器分離開來，有助于提高控制系統的抗干擾能力。

2.5 信號地的處理

正確、良好的接地可以將混入電源和I/O 電路的干擾信號引入大地，消除或減小干擾的影響，是安全保護和抑制噪聲的重要手段，對提高I－8000或ADAM5510系統的穩定性、可靠性極其重要。為了盡可能減小電磁噪聲影響，電源回路和控制回路要分別設立接地極。在控制系統中難免有變頻器之類地功率器件，注意要將變頻器散熱器、電源中性線、變頻器外殼和中性端、電機外殼和Y型接法中性端要可靠接于電源回路接地極上，所有接地線不可形成接地回路。變頻器接地電阻越小越好，接地導線截面積應不小于 4mm2，長度應控制在20m以內。屏蔽層、數字信號地接于控制回路接地極。為防止形成回路，屏蔽層應單端接地。制器的接地線與電源線、動力線分開。PC－Based PLC最好單獨接地，也可以與其他設備公共接地，但嚴禁與其他設備串聯接地。

3、實際應用案例

3.1 泓格I-8000在小型油料計量管理中的應用

在小型石油公司中，要進行大量的油料計量工作如輕油、0＃汽油、90＃汽油等，其計量過程往往是車隊從貨運站拖回公司后經公司磅房過磅稱毛重、卸料、車輛出廠時，再過磅稱車重等等，過磅過程、手續、登記極其繁瑣，有時還容易出現錯磅和漏磅現象，極不容易管理，并且給統計、計量工作帶來了極大的困難，過磅工人的勞動強度大，經常出現車隊排隊過磅的現象，辦事效率極其低下，為改變這種局勢，采用PC－Based PLC I－8411嵌入式控制，并配以模擬信號輸入模塊I－8017H、模擬信號輸出模塊I－8024、光隔離數字輸入/輸出模塊I－8042、I－8060繼電器輸出模塊以及RS232/RS485轉換器I－7520，并利用計算機控制技術，為其不同的油料的進站計量、出站計量、統計等開發了一套分布式的油料計量、統計管理系統，省時又省力，深得用戶喜愛。系統架構圖件圖2所示。