1、引言

　　我國造紙行業(yè)自動化技術(shù)起步較晚，傳統(tǒng)的計算機(jī)加板卡的控制方式在較長的時間內(nèi)占主導(dǎo)地位。今年來，隨著國家加大造紙行業(yè)的自動化力度，越來越多的工廠采用了DCS控制系統(tǒng)。
　　隨著PLC的浮點處理能力的加強(qiáng)，PLC的組態(tài)靈活性，高可靠性，可以和計算機(jī)、操作員面板、其它PLC任意配合，適應(yīng)各種不同的場合等特點逐漸被人們所認(rèn)識，同時，PLC的現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)化功能的加強(qiáng)，以及與Internet網(wǎng)絡(luò)接口模塊的相繼開發(fā)，使它在工業(yè)DCS（集散控制系統(tǒng)）中的應(yīng)用越來越廣泛。
　　由于網(wǎng)絡(luò)化PLC研究發(fā)展時間不長，各國的PLC產(chǎn)品沒有統(tǒng)一的協(xié)議模式，通訊協(xié)議各不相同，使用戶在使用某一公司的PLC產(chǎn)品作為下位機(jī)時，上位機(jī)一計算機(jī)必須使用同一公司的主態(tài)軟件，其軟件功能有一定的限制，造成用戶自行開發(fā)的功能無法實現(xiàn)。探究其原因，主要是計算機(jī)與PLC之間的通訊協(xié)議不公開所至。對于一些協(xié)議公開的PLC產(chǎn)品，又因其繁復(fù)的“傳輸權(quán)”，造成多幀傳輸?shù)膹?fù)雜性。
　　本文針對OMRON C200系列的PLC產(chǎn)品，利用其開放的通訊協(xié)議，開發(fā)出主從通訊方式，自行開發(fā)出主態(tài)軟件，組成DCS系統(tǒng)中的過程控制單元，并在工程上得以應(yīng)用。

2、紙廠DCS控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3、上位機(jī)與PLC在DCS系統(tǒng)中的具體分工

　　3.1PLC在DCS系統(tǒng)中的作用：
　　①所有現(xiàn)場模擬量的輸入、輸出信號的處理。
　　②所有現(xiàn)場數(shù)字量的輸入、輸出信號的處理。
　　③控制算法的執(zhí)行。
　　④與上位機(jī)的通訊過程中，始終處于被動狀態(tài)，不主動上傳數(shù)據(jù)。
　　⑤OMRON CPT編程軟件。

　　3.2上位機(jī)（計算機(jī)）在DCS系統(tǒng)中的作用：
　　①控制參數(shù)的設(shè)定，傳輸至PLC。
　　②現(xiàn)場工藝參數(shù)的設(shè)定，傳輸至PLC。
　　③現(xiàn)場所有信號的顯示畫面。
　　④歷史查詢，報表的制作和打印。
　　⑤通過以太網(wǎng)卡，將現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦S的局域網(wǎng)上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。
　　⑥與PLC的通訊過程中，始終處于主動狀態(tài)，主動下載數(shù)據(jù)，主動向PLC要數(shù)據(jù)。
　　⑦WIN98操作平臺，VB6.0編程軟件。
4、OMRON C200系列的PLC產(chǎn)品的通訊方式

　　4.1傳統(tǒng)的上位機(jī)和PLC主主通訊
　　發(fā)送幀的權(quán)利簡稱“傳輸權(quán)”，具有傳輸權(quán)的單元每次發(fā)送3幀后，傳輸權(quán)在上位機(jī)和PLC之間來回交換，見下圖：

　　這種通訊方式的通訊時間較長，對于一臺上位機(jī)聯(lián)結(jié)多臺PLC的組態(tài)方法，特別命令幀最多131個字符，工程應(yīng)用中，傳輸?shù)恼淖址ǔ４笥?32個字符，這就需要多幀傳輸方式。主主通訊對多幀傳輸時，由于傳輸權(quán)的頻繁在計算機(jī)和PLC之間來回交換，通訊時間會更長，同時上位機(jī)主動下載和PLC主動上傳，占用PLC的CPU處理時間，其次，對于計算機(jī)多幀下載數(shù)據(jù)，PLC的接受程序編制較為復(fù)雜。在實時精度要求較高的工業(yè)控制中，一般采用下面的主從通訊方式。

　　4.2主從通訊方式
　　由于主主通訊方式在工程實際應(yīng)用中存在以上的幾點問題，結(jié)合PLC的命令幀的格式，計算機(jī)作為上位機(jī)主要作用是顯示、下載和通訊，加上計算機(jī)的CPU處理速度較快，系統(tǒng)可用資源較多，由計算機(jī)承擔(dān)所有的通訊功能，將PLC的CPU從繁瑣的通訊過程中解放出來，降低PLC的程序掃描周期，可以將更多的回路模擬量控制和復(fù)雜的控制算法加入程序中。
　　在主程序編制中，利用VB6.0計時器控件Timer的功能，創(chuàng)建一個計時器，定時以命令幀的方式將讀取數(shù)據(jù)儲存器（DM）區(qū)的命令Redd-DM Data （），以及讀取內(nèi)部繼電器（IR）區(qū)的命令Read-IR Data （）發(fā)送至串口SendPLC（），檢查串口緩沖區(qū)，接收到的字符串如果節(jié)點號，識別碼均與發(fā)送指令相同時，如果檢查到結(jié)束碼為“00”時，認(rèn)為此次接受的數(shù)據(jù)有效，通過處理接收到的字符串，將結(jié)果送到界面顯示RevBuffer（）。
　　由于紙廠DCS控制系統(tǒng)中由上位機(jī)所承擔(dān)的控制參數(shù)、工藝參數(shù)的設(shè)定和下載并不是實時發(fā)送的，只有當(dāng)控制參數(shù)、工藝參數(shù)改變時，才將新值下載到PLC的相應(yīng)數(shù)據(jù)儲存器（DM）區(qū)，通過按壓界面上的軟按鈕觸發(fā)事件Send-DM Data，將數(shù)據(jù)通過SendPLC（），發(fā)送到PLC相應(yīng)的DM區(qū)。
對于下載數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的多幀數(shù)據(jù)時，按照命令幀的容量（132個字符）分配幀結(jié)構(gòu)，當(dāng)l幀參數(shù)-F載時，檢查串口緩沖區(qū)，接收到的字符串如果節(jié)點號，識別碼均與發(fā)送指令相同時，如果檢查到結(jié)束碼為"00"時，自行發(fā)送2幀命令。出現(xiàn)一臺計算機(jī)與多臺PLC連結(jié)的方式，在組成命令幀的格式時，節(jié)點號按照網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，各個PLC的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點號而定。
5、結(jié)束語
　　在以O(shè)MRON C200系列的PLC為基礎(chǔ)，以其開放的通訊協(xié)議為依據(jù)，自行開發(fā)主態(tài)軟件，組成DCS系統(tǒng)中的重要組成部分-過程控制單元，將DCS系統(tǒng)產(chǎn)品化過程中，我們覺得OMRON C200系列的PLC具有較強(qiáng)的組態(tài)能力，不僅適用于小型DCS系統(tǒng)（100個控制回路以下），通過過程控制單元的形式，將其使用范圍擴(kuò)大到中型控制系統(tǒng)（500多點控制回路），而且與其他公司的PLC和操作員面板有較強(qiáng)的兼容性。因此，具有較高的性價比。