基于PLC和无线传感器网络的光电监测系统构建

　　引言

　　随着光电技术的飞速发展和现场监测自动化程度要求的提高，监测系统在军民用许多领域具有广泛的应用。光电监测具有图像直观、实时、非接触等优点。光电传感器品种、结构、形式灵活多样，体积小，作为监测部件已被大量用于监测系统中。

　　在传统的现场监测中，往往需要将多个独立工作的传感器所产生的数据进行汇总处理，其通信方式主要采用固定的点对点之间的有线通信，这样导致基于多路数据采集的监测系统所要求的安装时间较长，数据采集效率较低，而且铺设或架空线缆又受到现场设施的制约，施工复杂而且成本高。另外，这种有线系统的可扩展性还受到电缆铺设等条件的制约。为了降低成本，提高监测效率，有必要构建一种新的高效、灵活的光电监测系统以解决传统监测系统所带来的问题。

　　1光电监测系统构成及工作原理

　　1.1光电监测系统构成

　　光电监测系统的主要功能是通过各种光电传感器对现场各类数据进行采集，实时显现监测现场的运行工况，并进行实时监测与诊断，及时发现异常情况并报警。系统采用典型的两级监测方式：生产管理级和现场监测级，也可推广到战场、环境、试验场等情况的监测。系统的总体构成如图1所示。

　　上位机以普通的计算机作为主要的人机界面(HMI)，为现场管理级，完成对下位机的监控、生产操作管理等，主要面向操作人员;下位机由ABBAC500系列PLC构成，为基础监测级，面向生产现场，通过对各种光电传感器节点的轮询，完成生产现场的数据采集及过程控制等。

　　1.1.1生产管理级

　　面向生产操作人员，在HMI的监控画面上显示生产现场的各种工况参数，并通过HMI可以完成对历史数据和曲线的查询，从而协助生产操作员进行决策。当生产中出现异常时，在HMI上显示报警信息。

　　1.1.2现场监测级

　　面向生产过程，由可编程控制器以及现场无线光电传感器节点构成，为基础监测级。完成生产现场数据的采集和处理，对生产过程进行监测与控制。

　　1.2监测系统工作原理

　　ABB PLC通过无线收/发设备向各个光电传感器节点发送请求帧，各个节点首先分析帧的地址号是否与其相符，若相等则进一步分析帧的内容，并生成响应帧向主站发送，否则拒绝响应主站的请求。ABB PLC对无线设备接收到的帧进行校验，然后将其中采集来的数据存放到指定的数据存储区。上位机通过FameView组态软件和PLC进行通讯，从而读取PLC所采集来的数据。FameView组态软件对采集来的数据进行处理，存储并最终生成HMI监控画面。