PC－Based PLC嵌入式控制器及其实际应用策略

2.3 通信处理

在由PC－Based PLC架构的控制系统最为重要的一个环节便是与上位机进行的实时数据通信过程，而这一环节往往是制约系统实时性和稳定性的因素，它容易出现数据瓶颈。因为上位机通常为Windows操作系统，应用程序一般有人机交互界面和实时显示界面，而往往将人机交互界面和实时显示界面设计为前台窗口，数据通信、分析以及存储设计为后台运行，但Windows 并不是作为实时操作系统设计的，是抢先式、多任务、基于消息传递机制的操作系统，但仅凭消息调度机制，显然不能满足实时系统的要求，难以保证准确实时地完成前后台控制任务。因此在Windows环境中，采用多线程技术，可以有效地利用Windows等待时间，加快程序的反应速度，提高执行效率。用一个线程管理计算机数据通信，另一个线程进行数据处理、分析与存储，这样在满足数据连续采集的同时，增强了系统事件响应和通信控制的实时性。

PC －Based PLC与上位机一般采用RS－485、CAN、ModBus或者Ethernet，假如采用RS－485、CAN、ModBus时，则要合理分配通信口，一般RS－485、CAN、ModBus的通信适配器卡有两个口，因此假如控制系统有两个控制模块，上位机可以采用一个通信口与两个下级控制器通信，但是假如有四、六个……，最好将其分成两组，上位机则采用两个通信口分别与其通信，上位机采用两个线程编写通信程序，配置图见图1所示。

1：配置图

2.4 电源配置

假如一个控制系统有多块PC －Based PLC控制器，考虑到系统的经济性以及安全性，最好每两块控制器公用一个开关或者线性电源，考虑到电源本身的功耗，此时电源的功率必须大于60W，并且每个电源模块分别接入～220VAC或者～380VAC的电源，千万不要串接。选择开关电源时要注意选用系统功率因数大于0.99且纹波电压 Vrms≤1.0%、纹波系数≤0.2%的功率密度大、电磁兼容性好、低纹波开关电源。同时将控制器I/O通道和其它设备的供电采用各自的隔离变压器分离开来，有助于提高控制系统的抗干扰能力。

2.5 信号地的处理

正确、良好的接地可以将混入电源和I/O 电路的干扰信号引入大地，消除或减小干扰的影响，是安全保护和抑制噪声的重要手段，对提高I－8000或ADAM5510系统的稳定性、可靠性极其重要。为了尽可能减小电磁噪声影响，电源回路和控制回路要分别设立接地极。在控制系统中难免有变频器之类地功率器件，注意要将变频器散热器、电源中性线、变频器外壳和中性端、电机外壳和Y型接法中性端要可靠接于电源回路接地极上，所有接地线不可形成接地回路。变频器接地电阻越小越好，接地导线截面积应不小于 4mm2，长度应控制在20m以内。屏蔽层、数字信号地接于控制回路接地极。为防止形成回路，屏蔽层应单端接地。制器的接地线与电源线、动力线分开。PC－Based PLC最好单独接地，也可以与其他设备公共接地，但严禁与其他设备串联接地。

3、实际应用案例

3.1 泓格I-8000在小型油料计量管理中的应用

在小型石油公司中，要进行大量的油料计量工作如轻油、0＃汽油、90＃汽油等，其计量过程往往是车队从货运站拖回公司后经公司磅房过磅称毛重、卸料、车辆出厂时，再过磅称车重等等，过磅过程、手续、登记极其繁琐，有时还容易出现错磅和漏磅现象，极不容易管理，并且给统计、计量工作带来了极大的困难，过磅工人的劳动强度大，经常出现车队排队过磅的现象，办事效率极其低下，为改变这种局势，采用PC－Based PLC I－8411嵌入式控制，并配以模拟信号输入模块I－8017H、模拟信号输出模块I－8024、光隔离数字输入/输出模块I－8042、I－8060继电器输出模块以及RS232/RS485转换器I－7520，并利用计算机控制技术，为其不同的油料的进站计量、出站计量、统计等开发了一套分布式的油料计量、统计管理系统，省时又省力，深得用户喜爱。系统架构图件图2所示。