一种与PLC适配的工业生产线测控系统的制作方法

一种与plc适配的工业生产线测控系统
技术领域
1.本实用新型涉及，具体涉及工业自动化控制技术领域，具体地说是一种与plc适配的工业生产线测控系统。


背景技术：

2.当前工业生产线测控计算机系统分为两大类型：单片机类和可编程逻辑控制器(programmable logic control ler)，简称plc类。
3.单片机类优点主要在于：1、对现场信号采集与控制实时性好，对现场出现不测后果处理及时；2、可根据需要对外部i/o接口及存储容量进行扩展，其缺点主要在于：1、编程复杂，学习门槛较高，企业需要较大的成本对使用者进行培训。
4.plc类其优点在于：具有通用性强、编程简单、易学易用、适应面广等特点，缺点是i/o接口的数量和类型一般是固定的，用户选择余地少，高速采集与控制速度有限，对现场信号作出及时响应实时性差，以及对现场出现不测后果通常处理不够及时。


技术实现要素：

5.本实用新型为了解决上述问题，从而提供一种与plc适配的工业生产线测控系统，该系统具有对现场信号采集与控制实时性好、可根据需要对外部i/o接口及存储容量进行扩展、编程简单、易学易用的优点。
6.为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：
7.一种与plc适配的工业生产线测控系统，包括plc通讯模块、中央处理器、卡件通讯模块、存储器模块、电源模块、输入输出卡件；
8.所述中央处理器分别与plc通讯模块、卡件通讯模块、存储器模块、电源模块连接；
9.plc通过所述plc通讯模块与中央处理器连接；
10.所述输入输出卡件通过卡件通讯模块与中央处理器连接。
11.优选地，所述卡件通讯模块包括可扩展的i/o卡件通讯接口。
12.优选地，所述输入输出卡件包括：a/d输入卡、开关量输入卡、开关量输出卡、模拟量输入卡、模拟量输出卡、数据触发scr卡。
13.优选地，所述plc通讯模块包括远程双向通讯接口。
14.优选地，还包括音响报警模块。
15.优选地，还包括计时器模块，所述计时器模块为高精度计时器
16.综上所述，本实用新型的有益效果为：
17.所有指令均由plc经过plc通讯模块发送至中央处理器，中央处理器根据指令查找在存储器模块中对应的映射指令并调用对应的系统程序进行作业，在该过程中，用户仅需通过简单的plc指令就可调用对应的系统程序进行作业，用户无需对系统运行原理了解即可操作，学习门槛低，简单培训即可上手作业；同时通过设置中央处理器，使得系统有着良好的现场信号采集与实时控制性能，可以及时的对现场出现不测后果进行处理；另外还可
根据需要对外部i/o接口及存储容量进行扩展。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本实施例结构示意图。
具体实施方式
20.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例的附图，对本技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
21.除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本技术专利申请说明书以及权利要求书中使用的“一个”或者“一”等类似词语，不表示数量限制，而是表示存在至少一个。
22.在本技术说明书和权利要求书的描述中，术语“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本技术的限制。
23.现在，参照附图描述本技术的具体实施例。
24.参照图1，图1展示了本技术所述的工业生产监控系统，本系统主要构成包括中央处理器、plc通讯模块、卡件通讯模块、输入输出卡件、存储器模块、电源供电模块，中央处理器作为本系统的cpu，分别与plc通讯模块、卡件通讯模块、存储器模块连接；
25.其中，电源供电模块负责整个系统各部分的供电；
26.plc通讯模块用于获取plc指令并将指令传递给中央处理器；
27.输入输出卡件用于采集或者输出信息；
28.卡接通讯模块用于中央处理器和输入输出卡件的信息连接；
29.存储器模块用于存储采集的信息、以及提前存储有编制好的用于实现具体操作的系统功能软件单元；
30.具体的，plc中首先通过编程设置对应的宏指令系统，当系统运行时，plc和本系统中的中央处理器相互应答，plc通过指令系统发出指令，本系统中的plc通讯模块获取到plc指令并将指令传递给中央处理器，中央处理器根据指令在存储器内查找并驱动对应的系统功能软件单元进行工作，并通过plc通讯模块向plc返回处理信息，工作期间，输入输出卡件可根据命令采集或者输出需要的信息，输入输出卡件采集的信息会寄存在存储器内等待调用。
31.本实施例中，以14路a/d采集、软件分析、控制14台变频调速器的具体实施作进一步的详细说明，其中，首先对采用具体型号的元器件进行解释分析。
32.中央处理器需要具有高速采集与控制分析、对现场信号可以做出及时响应的性能，优选地，采用具体型号为c8051 f120作为中央处理器，该处理器内含丰富的数据和模拟两类硬件资源，具体性能在此不多做赘述。
33.plc通讯模块既需要接收plc命令送至中央处理器，又需将中央处理器处理信息传达给plc，因此设置plc为双通道双向通讯接口，且该接口可支持modbus和profi bus两种最常用的工业通讯规约，最高通讯波特率可达500mhz。
34.电源供电模块由大功率宽电压肖特基整流模块mbr3045和高精度的三级稳压电路ncp1117dt组成，对交流输入电压变化要求低，可达正负50％，具有抗干扰能力强，可靠性高，稳定性好特点。
35.存储器模块为中央处理器外接的型号为fm25cl64的不挥发铁电存储器，其为采用spi接口的8k字节铁电存储器，用于存储各类需要改变又不挥发的数据。
36.输入输出卡件作为现场实时采集与控制接口卡，包括但不仅限于：a/d输入卡、开关量输入卡、开关量输出卡、模拟量输入卡、模拟量输出卡、数据触发scr卡、d/a输出模块，具体的，本实施例中采用14路a/d输入卡、16路开关量输入卡、16路开关量输出卡、8路模拟量输入卡、4路模拟量输出卡、4路数据触发scr接口卡，所有接口卡均可按照接收plc通讯模块映射到存储器的命令直接控制读写，使用时根据需求扩展安装在卡件通讯模块上。
37.卡件通讯模块为中央处理器外挂的i/o卡件通讯接口，系统具有主、从两种方式，在主方式下通过该通讯接口可扩展多个i/o卡件以增加本系统功能，外挂控制与采集通讯接口所有模块均支持热插拔功能。
38.具体的运行原理包括：
39.首先用户根据plc指令系统下达关于14路a/d采集命令，当中央处理器收到14路a/d采集命令后去存储器中查找对应的系统功能软件单元，系统功能软件单元通过卡件通讯模块向14路a/d输入卡发送14路a/d采集命令；
40.14路a/d输入卡获取采集信息后将结果传送至存储器指定位置处存储，同时中央处理器将采集信息的获取结果通过plc通讯模块告知plc；
41.根据生产工艺要求和14路a/d采集结果，plc指令系统下达14路d/a输出命令，经plc通讯模块送至中央处理器；
42.中央处理器通过plc通讯模块映射到存储器中的系统功能软件单元，经卡件通讯模块对14台变频调速器进行速度调整，本例采集与变频调速控制完成。
43.从本例可看出对所有数据的实时采集与控制命令在存储器中均具有对应的系统功能软件单元，中央处理器收到plc通讯模块传输的命令后，只需访问存储器中对应的系统功能软件单元即可，用户无需对系统功能软件单元进行了解。
44.除上述基本功能外，本系统还添加了音响报警模块和计时器模块，其中音响报警模块用于系统在监控过程中发现异常情况进行警示通知用户及时解决问题，从而达到人机交互的目的，音乐报警模块仅用c8051 f120芯片内的一个pca输出口即完成此功能，由系统设定报警频率和持续时间；
45.计时器模块用于监控记录生产过程中用户的日产量和班产量，采用高精度计时器ds3231sn，内置温补晶振tcxo的串行接口高精度计时器，其计时精度达 /
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2ppm，并支持闰年处理至2100年。
46.本例中用户使用plc编制的透明性和现场修改生产工艺方便和单片机采集与控制速度快特点，从而提高了对现场数据采集和控制速度，实时性大大提高。本实用新型采用高速单片机实时采集与控制优势和plc编程简单、易懂易学、适应面广等特点，使逻辑结构非常简单，可维护性好，使企业效益和社会效益达到最佳。