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宇电AIBUS现场通讯总线的PLC工控设计方案

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宇电AIBUS现场通讯总线的PLC工控设计方案来源:中国五金商机日期:厦门宇电公司生产的AI系列仪表具有良好的通讯功能，可以构成以AIBUS通讯协议为基础的现场总线。厂方提供的AIDCS应用软件，可运行在中文WINDOWS 98/ME/XP等操作系统下，能实现对1~200台AI系列各种型号仪表的集中监控和管理。

厦门宇电公司生产的AI系列仪表具有良好的通讯功能，可以构成以AIBUS通讯协议为基础的现场总线。厂方提供的AIDCS应用软件，可运行在中文WINDOWS 98/ME/XP等操作系统下，能实现对1~200台AI系循环泵列各种型号仪表的集中监控和管理。

摘自：《MM现代制造》2006年第九期 作者：张磊

    摘要：在大规模应用的场合下，以监测、变送、通信仪表和上位计算机为主构成的集散控制系统（DCS）无疑是一个较好的控制方案。

    引言：厦门宇电公司生产的AI系列仪表具有良好的通讯功能，可以构成以AIBUS通讯协议为基础的现场总线。厂方提供的AIDCS应用软件，可运行在中文WINDOWS 98/ME/XP等操作系统下，能实现对1~200台AI系列各种型号仪表的集中监控和管理。在大规模应用的场合下，以监测、变送、通讯仪表和上位计算机为主构成的集散控制系统（DCS)无疑是一个较好的控制方案，本文试图从程序设计方面探讨AI仪表与常见的工业PLC控制系统的结合使用，这种多种通讯协议结合的应用具有相当的广泛性和代表性。

灵活多变的控制方案

    工业PLC选用LG公司的MK-120S系列DR-30U，属于中小型PLC，CPU处理速度0.1US/步，用户程序容量7k步。它具备RS232和RS485两个通讯接口。一般场合应用，RS232可连接一台人机界面，用以集中监控智能表，RS485远程连接多台AI-518智能表；复杂场合应用时，RS232可通过兼容EIA/TIA的标准串行接口RS232〈=〉485转换器连接多台AI-518智能表，RS485用来接兼容相同RS485协议的人机界面和多台变滚针频器。这种灵活多变的控制方案具有性价比良好的优点，能够以最少的硬件投资取得最好的控制特性，当然这是与宇电表具备人工智能调节、通讯传输可靠的优点分不开的。

程序设计详解

    程序设计以14台AI-518智能表为例，对应第1台智能表，在AIBUS中的地址参数为1，在人机界面和PLC中定义的变量值为：测量值DATA1,给定值DATA2,报警变量PARA1，对应第2台智能表，它在AIBUS中的地址为2，其变量值为：测量值DATA3,给定值DATA4,报警变量PARA2...，以下如此类推，其中DATA和PARA均为PLC的数据寄存器。由于宇电的AIBUS通讯协议使用方便，且以RS485为基础的硬件通讯兼容性好，本文在PLC程序中将与智能表通讯及显示的参数变量都给出定义方法，很容易把它推广应用到其它厂家的PLC上。

1、程序的设计流程叙述如下("//"后为程序段备注)小刀：

（1） PLC上电初始化智能表的地址循环变量P为1；//P为PLC的数据寄存器。

（2） 14台智能表的“给定值DATAX”进行写条件轮询；//X为偶数，且0P1; //P1为PLC的数据寄存器

2、P1*H100->P2;//P2为PLC的数据寄存器

3、P1+P2->PP； //PP为智能表在AIBUS中的协议地址，定义在发送帧中第1字

4、M-write条件成立时：

（1）传送HEX43到发送帧的第2字；//HEX43为写智能表标志

（2）传送“DWRITE”到发送帧的第3字；

（3）根据实际情况选择;“DWRITE铝合金线”+HEX43+地址循环变量P，其结果传送到发送帧的第4字；//进行写字节校验

5、M-write条件不成立时：

（1）传送HEX52到发送帧的第2字；//HEX52为读智能表标志

（2）传送HEX00到发送帧的第3字；

（3）HEX43+地址循环变量P，其结果传送到发送帧的第4字；//进行读字节校验

经验总结及程序效果     

    在对程序调试过程中，应利用PLC的串口监测工具对与智能表的通讯情况进行监控，必要时延长读/写帧的发送时钟周期，观察每次读/写帧的字节数、读/写字节、报警及校验字节是否符合AIBUS协议的要求。

    当在人机界面上修改某台智能表的给定值时，智能表的刷新速度很快帮助客户避免由于错失商机、品牌形象受损、没必要要的索赔和专利侵权案件而酿成的重大损失，而在集中显示的人机界面上就有一定时间延迟。分析：“写给定值” 操作在100ms内即可返回10个字节，但其中第2字代表的给定值（16进制格式）实际为上一次的赋值，需要对这台智能表再进行一次读操作时才向PLC返回方才写入的给定值。由于程序是按照“写给定值”优先的原则设计，当对智能表的写设定值操作结束后，智能表按刚才“写给定值”操作的协议地址继续以100ms时间间隔进行“读测量值”操作，其轮询仍按AIBUS协议地址1—〉14的次序，则在人机界面上“写给定值”操作后，刷新显示的延迟时间=（100ms+PLC程序循环时间）×14+（智能表-）PLC-）人机界面的信号传输时间），实测显示延迟时间最大不超过3秒。为改善这种显示延迟情况，可以在本文上述第二段中插入1行程序，将新“给定值DATA1”直接传送到对应智能表的人机界面显示值“DATAX”（X为偶数，且0

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