通讯!这是一个区分PLC技工与工程师的分水岭,这是一个乘法题,理解通讯,则是工程师,不理解通讯则只能划入技工层次了。
好吧,我承认这么划分很武断,但这正是近几年发展的一个趋势,众位看官有空读读国家的可编程控制系统设计师职业标准,要求正是越来越高。我不清楚这些标准是哪些教授们定的,有时会有一种时空错乱之感,总是将这班大人物与2012年底制度新交规的专家们合二为一,默以为,唯有能定出压黄线扣6分的态度才可定出如此苛刻要求的标准。
哈哈哈,以上是玩笑话,实际上是因为参加了一些地方的考核标准的制定有感而发。
懂,不懂,懂,不懂,通讯像一道门槛,将一部分对通讯基本原理不了解的同志拦在了门外。如果你做过带PLC通讯的项目,通讯连上了也不要惊喜,先听贫僧慢慢道来,有可能你已在项目中埋了很多的炸弹,只是时机未到,时机一到,有可能你就成为了“拉灯”的接班人。
首先咱们先谈谈通讯的重要性:
这里面需要分为工程和装备两大类。
如果是工程应用,基本上或多或少均会需要大量的通讯工作,与上位机通讯,与仪表通讯,与变频器通讯,与控制器之间通讯,天啦,我能想像一个全身插满大小不同、协议各异插头的可怜人正用十万分的努力在各种通讯任务中挣扎。
而对于装备应用,这是传统单机的主要领地,但目前这一局面有所改变,越来越多的单机上采用通讯来与变频器、屏、仪表进行通讯,从而提升抗干扰的能力,降低成本。
采用通讯来解决互联问题有以下的好处:
1、省成本;A、对于导线比较多的应用;B、减少模拟量的使用,如PLC与变频器通讯。
2、抗干扰能力强;可以减少电磁冲击对于模拟量纹波的影响。
3、分布式控制;在多控制器的场合,可以将各控制器的任务按回路分配,减小调试的难度。
当然一个事物总是有两面性的,在使用通讯的同时,会带来一些问题:
1、实时性较硬连线慢,比方说如果用常用的RS485跑Modbus-RTU协议,通常一个从站的访问响应需要30mS左右,对于实时性要求很苛刻的场合会有影响,当然如果您有钱,选用以太网或者其它更高速的通讯链路是可以回避开的。
2、故障现象不明了;常见的情况是有时通讯正常,有时不正常。
3、对工程师个人能力的要求较高,同样一个项目,能力强的工程师做完各方面考虑周到稳定可靠,而一个没有通讯概念或者经验较少的工程则会留下很多的炸弹,有可能数月或者半年后还会出现一些通讯相关的问题。
今天咱们也不谈什么FCS,不谈通讯架构,不谈具体的通讯协议,甚至不去管是哪一家的产品,咱们就针对现场通讯常见的问题和在使用通讯中需要考虑的细节与大家交流一下。
问题一:现场的布线与考虑
这一个问题说易做难,如果你有电磁兼容的概念,能真正理解一条线的Z、R、L、C,能明白电磁场的感应,对高中物理书的左手法则,右手法则有较强的理解。OK,你是大师了,按照你的理解去把所有的干扰消灭在源头。
如果你对这些概念不是很清楚,那么只需要记住以下的原则就好了,A、信号线不要与高压线、继电器驱动线、大电流的线太近;B、美的就是好的,减少不必要的环路、叠绕、减少直角布线;C、选择合适阻抗的通讯专用电缆,如485要选120欧的双绞线,至于说屏蔽,这是一个很复杂的问题,常常还会因为屏蔽导致的环流而使通讯受到干抗,如果一定要屏蔽,请单端接地;D、远离一些像变频器、接触器之类带有大电感或者高频变压器的设备,如果一定要靠近,请想一想这些设备内的变压器的安装方向,尽量找一个互感比较小的方向过线。
如果你这些原则用得很顺了,那么基本上现场的通讯干扰问题大多可以回避。
问题二、RS485、CAN的终端电阻需要吗?
如果你在有线电视出现过之前出生,那么你一定有印象,当电视机没有天线时,可以用一根电线,或者是一根日光灯管来当天线。L/2=入(符号懒得找)说这一段话的意识就是,当一根通讯电缆,没有终端电阻时,它就是一根很好的天线,因其的等效电路而各有各的带宽和特征频率。我想谁也不想自己的通讯线成为一根敏感的天线,因为这会在我的信号上叠加大量的纹波。
如果你的基础再好一点,你可以试着去理解理解反射、叠加之类的概念;反之不要想这么多,有条件的情况下一定要加终端电阻,现在没有问题,不代表没有丢包,不代表在未来的使用中不会出现通讯不稳定的状态。有朋友常和我说:“咱这项目没用终端电阻,效果还不错,只是在监控软件里面发现模拟量的值跳动得很慢”。其实这就是丢包的现象。
同样像这种总线型的通讯链路,需要大力的减少分支线,减小线接头的阻抗,有条件的,可以考虑一条线到底,不要翦断,从中间烧开,这会使你的信号完整性上一个大大的台阶。
问题三、帧超时处理
很多的项目中通讯,都是按理想状态编写的,工程师从来不考虑如果通讯不成功怎么办。其实写好一个通讯程序,最重要的不是通上就完了,而是需要把通讯不成功、超时、校验错、重试次数都考虑在里面。
嗯,如果用进口的一些品牌PLC来实现,这其实是一个很复杂的程序。
问题四、多通讯任务下的协调
比较常见的是与多个从站通讯,一号站还没通讯完毕,第二号的发送就开启了,最终导致通讯的不稳定,通常来说,应是在一号站显意的通讯成功,或者是通讯失败后,再开启二号站的通讯。很多同志,都是定时触发,这一秒发一号站,下一秒发二号站,再下一秒再发一号站,以此轮巡,这一方式也不是很好,一方面实时性大大降低,另一方面也不够严谨,当间隔时间调到比较小时,常会出现冲突的问题
这个程序要编严谨也不是一个简单的任务,很多人以为自己编写得很严谨的,但过几年后再回过头来看自己早年的处理程序又会觉得存在这样或那样考虑不周全的地方。
问题五、数据一致性
在PLC中,通讯任务应放在梯形图程序的最未端,而不应是随便在中间找一个地方存放,唯有在一轮PLC程序执行到未端,才可开启通讯工作,把数据发送到需要的地方去,反之会出现一个帧的数据,有新的数据,有旧的数据,从而引起一些控制上的误差。
问题六、工业以太网是不是导致成本高昂
现在以太网相关的周边配件越来越便宜,对于速度要求较高,数据量比较大,站点数比较多的情况下,用工业以太网真是一个很好的选择,起码目前我如果发现工程商的项目需要有几个站的情况下都会建议大家选用工业以太网,因为采用以太网,很多的终端电阻、分支线、实时性的问题都会得到改善
写了一个多小时,回头一看,嗯差不多了,可以塞点广告了。
矩形科技的N80系列产品是一款以通讯通力强而著称的国产高端PLC,特别是我们在产品软件中做了一个通讯管理单元的程序,使用户不再需要考虑上面的问题三、四、五、六。言下之意所有的细节,我们都在后台帮你做好了。
同时N80目前推出来三款带工业以太网的产品:
N80-M21MAD/N:7DI、8DO、3AI(I、V、RTD、DI可选)、2AO、工业以太网(Modbus-TCP)、2RS485
N80-M44MAD/N:16DI、16DO、6AI、6AO(隔离)、工业以太网(Modbus-TCP)、3RS485(一路隔离)、1RS232、1CAN、支持7扩展
N80-M39MAD/N:12DI、12DO、2RTD、2AI、2组3相电量采集、2AO(隔离)、工业以太网(Modbus-TCP)、3RS485(一路隔离)、1RS232、1CAN
这三款产品是专为工程类特别是楼控、节能、分布式控制开发的,每一款都有着强大的通讯通力,每个端口都可以支持编程、主/从通讯,其设计的目的就是不要让用户考虑那些复杂的细节,一句话复杂的事,我来,赚钱~~~~~~~~大家一块来:)
矩形科技编程软件
下载地址如下:
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打开后,下面有点击下载
快速入门,10分钟学会PLC基本编程,对软件编辑环境,PLC地址定义,简单指令都做了一个介绍,视频入口:
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PLC逻辑指令介绍,包括上升沿,下降沿,置位,复位指令等等,包括PLC的扫描方式的介绍,视频入口:
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功能块指令的介绍。通过一个小实例:连续100个数据,去掉最大值,去掉最小值,取平均的算法来介绍PLC功能块的编程和使用方式;通过本视频的讲解,能够使大家掌握PLC功能块的使用和编程。
通过这个例子程序,讲解了加减乘除,计数器,定时器等常用的指令,学会这些程序,PLC也就算学通了。视频入口:
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矩形PLC通讯指令介绍,通过演示PLC与变频器通讯的实例来介绍通讯指令,矩形科技的PLC通讯指令简单,快捷,15分钟即可把Modbus的通讯功能实现。本节还介绍如何用自定义功能块实现与变频器的通讯,视频入口: