基于PLC的水听器回转扫描控制系统的设计及实现

　　随着信息技术的迅猛发展,网络技术在社会各领域的应用越来越广泛,在工业自动化控制领域也如此.另外,从计算机控制系统的发展分析,通过LAN,甚至Internet实现基于网络的远程控制正逐步成为系统的必备功能,也是现代化生产的要求和标志.由多台计算机组网共享控制系统硬件资源已成为降低成本、提高效益的重要措施[1-2].在水听器回转扫描装置控制系统中,作者用三菱PLC及其特殊功能模块对整个系统进行调节和控制,同时利用工业以太网和设备内部网将最底层的现场信号的采集,中层的信号转换、数据处理与通信,以及上层的监控与管理结合起来,从而实现其网络控制.

　　1 系统总体组成

　　水听器回转扫描装置是为水声测量单位所设计的系统,它的主要功能是对挂在其机械部分上的被测装置进行水平、垂直移动以及旋转操作,如图1所示.系统由PLC对各电机控制器的操作来实现对被控对象的控制,同时被控对象的当前运动位置经编码器传送至PLC的高速脉冲计数模块形成反馈控制,从而保证系统的精确定位.其中控制机构由现场操作站与远程操作站组成,显示机构主要有触摸屏显示与工控机屏幕显示,执行机构主要由各种电机及其控制器构成.在该系统中,运用了三菱PLC的通信模块对电机的运动控制信号、脉冲计数信号等进行传送,通过以太网实现对控制对象的远程监视与控制.

　　从图1中可以看到网络上有两台计算机,分别为现场操作站和远程操作站.现场操作站上安装有三维力控监控软件,负责整个监控系统的运行,同时通过专用协议(三菱MELSEC NET/H)负责与PLC交换数据,使力控软件中的变量与PLC中的各个控制点关联起来.远程操作站上则安装有VC设计的界面,通过调用力控提供的DBCOM控件来实现对整个系统的远程监视和控制.现场操作站和远程操作站通过工业以太网互联,力控与触摸屏则分别通过串口与PLC通信对电机启停、速度等进行控制.

　　2 主要硬件模块

　　(1)通信模块.本系统所采用的通信模块为QJ71C24N,它是RS232,RS422/485接口复合通信模块,模块带有RS232,RS422/485接口各一通道.

　　(2)以太网模块.在本系统中使用三菱QJ71E71-100以太网模块来组建10BASE-T类型的以太网链接,它通过三菱专用通信协议MELSEC进行通信,外部计算机设备(上位系统)可以通过网络系统直接对PLC的编程元件与PLC程序进行读出与写入操作.

　　(3)输入输出模块.本系统中所采用的是16点输入模块QX10和16点输出模块QY10.

　　(4)脉冲计数模块.本系统所采用的脉冲计数模块为16点计数模块QD62E,它主要用于速度控制系统的转速测量,对来自编码器的输入脉冲进行计数,从而获得实际控制系统的转速,以供PLC运算、处理使用.