摘要:随着现代化网络信息技术以及自动控制技术的不断发展与进步，各个领域的生产建设都普遍应用了信息交换技术，尤其是计算机通信技术在现代化工业企业建设发展中的应用占据着至关重要的作用。将PLC与计算机通信技术有机的结合，既有利于促进离心机监控系统实现智能化与自动化，又有利于为离心机监控系统的安全、平稳运行提供可靠保障。本文主要分析了基于PLC与计算机通信背景，离心机监控系统的开发与应用，以供参考。
关键词：PLC编程逻辑控制器；计算机通信；离心机；监控系统
PLC是可编程逻辑控制器的英文简称，也就是早期的可编程控制器，主要是将其代替继电器，从而能够更好的进行逻辑控制。随着现代化信息社会的发展与进步，PLC的功能范围越来越广，不仅局限于逻辑控制范围，在更多领域中都会有所涉及。PLC在电子计算机的基础上可应用于工业现场工作中的电控制器，可通过扫描方式与中断方式实现有效的控制。将PLC与计算机通信相结合，在开发与应用离心机监控系统时具有非常重要的作用，有利于将信息管理与决策水平提高，还能够促进生产运营以及控制质量的不断提高，使其停机维修维护时间减少，符合现代化社会发展的需要。
1PLC控制系统概述
可编程控制器实际上是一种计算机技术，在进行设计制造时主要是为了能够有效的进行工业控制，在早期可编程控制器也被叫做可编程逻辑控制器模式，在使用过程中可替换继电器，将逻辑控制目标进一步实现。在当前的社会发展中，PLC与机器人、CAD（或CAM）组成了现代工业自动化的三大支柱。PLC集电控、电仪、电传等三电于一体，在逻辑控制、过程控制与运动控制中都离不开计算机这一物质基础。要想实现三电一体，可以通过两种方式来实现，一种是通过网络一级来实现，虽然不同的控制装置有着极大的差异，但是都可以在网络载体的基础上实现三电一体化。另一种是通过控制装置一级来实现，每台控制装置不仅具有逻辑控制功能，而且还具备过程控制功能与运动控制功能等[1]。
2PLC在离心机监控系统开发中的通信原理
PLC在选择自由端口模式时，程序能够通过相应的指令控制通讯端口操作，比如接收中断、传输指令、传输中断、接收指令等。一般只有在自由端口模式下通讯协议才会受到梯形图程度的完全控制，而自由端口只有在（RUN）运行模式中才能使用，在自由端口模式中，不能与编程设备通讯，如果PLC处于（STOP）停止模式时，就会禁用自由端口模式，并重新建立正常通讯。
2.1硬件连接原理
在系统控制范畴中，串行通讯端口始终都占有非常重要的地位，即使时代在不断进步，该通讯端口也没有被淘汰，而是在不断的进行改进与优化。现阶段计算机上的标准配置为（RS-232）串行通讯端口，最为常见的用途就是与Modem连接作为通讯传输。任何一台计算机都需要配备RS-232通讯端口，其信道通常情况下都有两个，分别为COM1和COM2；接头方式也有两种为9Pin和25Pin。PPI接口是由PLC内部集成的，能够为相应用户提供非常强大的通讯功能，RS485是PPI接口的物理特性，RS232则是上位机的标准串口，要想实现二者的通讯，就一定要进行协议转换。倘若PC/PPI电缆自带电平转换器的话，那么RS232、RS485在进行互联以及协议转换时就不需要增加任何软件。
2.2离心机电监控系统与PLC之间的通讯
离心机电监控系统与PLC之间在进行通讯时，需要通过主从应答的方式来实现。其中主叫方为上位机、应答方为下位机。PLC会接收到来自于上位机发出的数据指令，对该指令进行判断。上位机对于PLC传来的数据也要进行判断，如果正确就接收，不正确就拒绝接收。
3PLC与计算机通信网络
3.1周期I/O方式通信
PLC控制网络中PLC远程I/O链路，在进行数据交换时主要是利用周期I/O的方式通信来实现，使得远程I/O链路在运行过程中始终都处于主站地位，从站地位一般都是其他远程I/O单元。采用周期扫描方式完成各从站与通信处理器之间的数据交换，这是主站的主要作用。除此之外，主站还需要将对应的命令数据发送给从站。
3.2全局I/O方式通信
全局I/O方式通信是一种共享存储区串行通信方式，一般情况下都是在具有连接存储功能的PLC之间完成通信工作。全局I/O方式通信中的连接区是PLCI/O中非常重要的组成部分之一，通过等值化通信处理方式，达成整体共享目标。因此，又被称之为全局I/O方式。这样的通信方式具有极大的优势，比如通信快速、操作简单且极为方便。
4离心机监控系统总体方案设计
从现场端的角度对PLC进行设计与分析时，可将其作为主控制系统，对离心机控制系统中的各个机电设备进行控制。将PLC应用于控制系统与自动测量系统中时，通常情况下都应该有机结合计算机通信技术。相应数据通过PLC被发送到计算机中，再由计算机将接收到的数据进行具体的分析与处理，PLC在接收到相应的指令时就要按照指令任务进行运行控制。在开发离心机监控系统时联合应用PLC与计算机通信技术，具有非常高的可靠性，在设计电气硬件时会更加简单、便捷，适合批量生产，可以实现高效的程序复制。除此之外，只需要进行软件修改，就能够有效的更改控制逻辑，而不用进行硬件改动[4]。
4.1当其扩展配置
一般情况下，箱体式PLC扩展配置都是非常的简单，主要是结合实际需要增加的不同I/O点数，将扩展箱体进行不断增加。扩展箱体与主箱体的外形上基本完全一致，扩展箱体并不具备CPU以及内存，只会出现相关显示以及I/O电路，有些扩展箱体会根据实际需要配置相应的电源。
4.2远程扩展配置
为了能够有效的增加I/O点数就采用远程扩展配置，在进行远程扩展配置时，所扩展的部分一般都位于远处，要想进行有效的数据交换就需要在主体部分与扩展部分之间配备相应的通讯设备，进而将数据进行传输与交换。对于PLC之间的主从控制也可通过远程扩展配置来实现，而下位PLC也可以作为扩展部分，在对其进行控制时需要通过主机来实现。远程扩展具有较高的可靠性优势，在操作时非常简单便捷，对于地域广泛分布系统也能够进行有效的综合性控制，还能够达到对控制目标进行实时控制的效果。远程扩展的种类繁多，根据不同的远程部分可以划分四大类，分别是混合的远程系统、远程终端、PLC与机架。根据不同的传输介质可将其划分为三大类，分别是同轴线、光纤、双绞线。
4.3PLC控制系统的个性化配置
不同的配置单元可以实现不同的功能，如果配置单元比较特殊，那么也能实现特殊化的功能，将个性化配置按照功能进行划分时一般都会涉及到高速计数器、温度检测、位置控制以及模入模出等4个不同的单元。首先是高速计数器单元。在处理中型高速计数信号与大型高速计数信号时，可以利用高速计数的特殊处理单元来完成，在这一单元中可以对CPU进行自行配置，有利于将输出中断并进行独立的技术处理，因此，CPU可以实现有效的读写数据传输，从而能够控制高速计数。其次是温度检测单元。温度量是一种模拟量，利用变送器将其转化为标准电信号时，通过模入单元就能够进行有效的处理工作。相比于没入单元，温度检测单元具有三个优势特点：①温度检测单元可以不用借助变送器，就能够直接从热电偶或者是热电阻上进行信号读取；②可以直接将读入的BCD码温度值用于显示；③在对冷端补偿或者导线阻值影响等问题的解决中可以在接线上直接完成。通过运动与位置控制单元能够对运动部件的速度以及位置进行精准、有效的控制，这体现了在PLC系统中数控技术的有效应用。最后就是模入模出单元。在初期阶段，PLC只在处理开关量时间使用，当成功开发出模出与模入之后，使得模拟量处理也逐渐能够成为现实[5]。
4.4PLC控制系统的扩展配置
PLC控制系统的配置扩展基础是原有配置，在原有配置基础上将扩展机箱以及机架加设其中，使得I/O点数增加的配置目标能够进一步实现。当地扩展配置与远程扩展配置都属于扩展配置中非常重要的组成部分。在实际的扩展配置中，充分的利用各种资源，如外设资源、内存资源以及CPU资源等，使得PLC的单点费用能够有效的降低，更加方便、快捷的进行扩展配置的维护，使得接线能够简化，进而达到更高效的远程安装目标。
4.5PLC控制系统的基本配置
PLC控制系统的基本配置按照其类型划分箱体式和模板式，这是主流配置，一般情况下是由编程器、CPU模板、内存模板、电源模板以及I/O模板等组成。其中CPU模板在一定程度上能够决定可控规模、具体的工作速度以及实际的内存容量等，所以在进行选择时，一定要科学合理，这关系着系统配置的后续运行。内存模板的选择一定要在CPU规定范围之内，这样存储用户程序的容量以及各种相应的性能要求才能够得到极大的满足。电源模板与CPU模板联合应用，也可以分开应用，是分是合需要将PLC用的电源种类、规格以及其他具体要求作为依据。I/O点数是I/O模板规格与数量的确定依据，I/O点数多一点、少一点都不会有太大影响，不过需要在CPU所能管理的基本配置能力之内[6]。
5结语
综上所述，在PLC与计算机通信背景下，研发与应用离心机监控系统，需要对下位控制机进行科学合理的选择，这样有利于将其控制精度与可靠性不断提高。在系统中利用相应型号的PLC以及各种辅助功能模块，能够更加方便灵活的进行设计，接口、性价比与可靠性高，在进行现场控制时，还可以大幅度提高控制精度，与现代化工业控制系统的实际需要完全相符。与此同时，实现系统的更高效、有序的运行，就需要重视起计算机通信技术与PLC的有机结合，有利于及时监控与修改现场采集到的数据，再加上delphi语言可以完善相应的功能，使得系统监控画面的可视化程度会更高，而人机交互也会更方便。监控技术不仅需要用到计算机技术与网络技术，还会涉及到自动控制技术，将这些技术进行综合运用，有利于监控系统的不断完善，再加上PLC与计算机通信的有机结合，能够促进离心机系统监控的基本功能更加健全。
作者：李想 徐苏 许金纲 孙琦 禹健 单位：兰州职业技术学院 江苏海洋大学