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产品描述
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为了解决PLC串口从方式不能直接接入PLC的问题，有些PLC厂家如施耐德，它开发一种网桥装置，一边接串口设备，一边接PLC的现场总线MB+。它有两种，一种支持同一种开放的协议如MODBUS，不需编程，另一种支持各个串口协议可以不同，但需要编程。参见结构图三。
几种方法都直接或间接通过PLC接入智能设备。现在，通过一种串口以太网转换器装置，它的一侧接入串口设备，另一侧接入局域以太网。串口设备侧不需任何改变，上位系统直接采集串口设备的信号。这样一个LCU需要有几个IP地址。这种方式可以接入大量的智能设备。是一种很有前途的方法
将PLC直接上网模式下，智能设备接入LCU情况按速率、方式、编程进行比较，并给出总体评价，见下表：
特性 方式 | 典型速率 | 方式 | 编程 | 总体评价 |
1.直接接入 PLC | 9.6 KBPS | 通讯方式 | 需编程 | 接入较多串口设备时，通讯速度要降低。部分PLC可以使用这种方式。 |
2.直接接入现场总线 | 153 KBPS, 1.0MBPS. | 现场总线 | *编程 | 速率较快。是一种综合性能比较好的方式。不足的是一般PLC现场总线开放的较少，支持各PLC现场总线的产品较少。 |
3.经串口 转换接入PLC | 9.6 KBPS | 通讯方式 | 需编程 | 每一种PLC需要专门外购或开发转换装置。是一种比较经济的方法，可以接入较多的智能设备。 |
4.经转换 接入现场总线 | 9.6 KBPS | 通讯方式 | 根据通讯协议而定 | 只有在部分PLC可以使用。有两种转换装置,一种支持同一种开放的通讯协议，不需编程。另一种可以支持不同的通讯协议，需要编程。该转换装置一般是PLC配套产品。 |
5.经串口转换上网 | 9.6 KBPS | 通讯方式 | 需编程 | 可以进行工程化研究，很有潜力。值得关注与研究。与PLC相独立，不受PLC种类影响，应用范围广,接入设备多。 |
6.智能设备直接上网 | 10 MBPS, 100 MBPS. | 以太网 | 有待研究 | 目前可以直接上网的智能设备较少，但很有发展潜力。与PLC相独立，不受PLC种类影响，应用范围广,接入设备多,通讯速度快。值得引起注意和关注。 |
上表给出了六种方式接入智能设备的方法，本文作者认为：
（1）PLC直接上网的LCU结构优于经过工控机上网LCU结构；因为LCU整体可靠性得到提高；
（2）智能设备以直接接入PLC现地总线方式从比较好，因为应用简单、速率快等，在可以选择直接接入现场总线的设备时，尽量采用这种方式。
（3）智能设备经串口转换接入PLC方式，是一种较优的方法，它虽然与PLC产品有关，但可以在每种PLC产品上使用，接入智能设备数量也较多，经济性能也较好。
（4）智能设备经串口转换上网方式和智能设备直接上网方式是很有应用前景的两种方式。因为这两种方法都与具体的PLC产品无关，是一种具有普遍意义的方法，值得引起注意。
结合工程项目，不断加强现地控制单元（LCU）结构研究，有利于提高LCU的可靠性、稳定性、免维护性，有利于水电厂创际*水电厂，实现“无人值班，关门运行”的目标。本文作者所在中国水利水电科学自动化所已经在实际水电厂中使用几种PLC利用几种方式实现了PLC直接上网，并较好解决了智能设备接入问题，在国内这方面，处于良好地位。通过继续研究，使LCU及计算机监控系统的结构更加合理，以较大程度满足水利水电用户的需要
PLC（Programmable Logic Controller）是将微机技术与继电器常规控制方式相融合，以微处理器为核心，专为工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子学系统。自从1969年**台PLC面世以来，其产品不断更新换代，性能逐渐提高，控制领域也进一步扩大。PLC的高可靠性到目前为止没有任何一种工业控制设备可以达到，PLC对环境的要求较低，与其它装置的外部连线和电平转换较少，可直接接各种不同类型的接触器或电磁阀等。
PLC的工作过程一般可分为输入采样，程序执行和输出刷新三个主要阶段。PLC按顺序采样所有输入信号并读入到输入映像寄存器中存储，在PLC执行程序时被使用，通过对当前输入输出映像寄存器中的数据进行运算﹑处理，再将其写入输出映像寄存器中保存，当PLC刷新输出锁存器时被用作驱动用户设备，至此完成一个扫描周期。PLC的扫描周期一般在100毫秒以内。
PLC采用模块化设计，其运行程序也可如此。PLC程序的易修改性、可靠性、通用性、易扩展性、易维护性可和计算机程序相媲美，再加上其体积小、重量轻，安装调试方便，使其设计加工周期大为缩短，维修也方便，还可重用。我们选用了SIEMENS的S7-300型可编程控制器，主控模块为CPU314，其系统框图如图(1)所示。从图(1)中可以看出，需参与控制的对象有高频发生器，电子的灯丝电流，扫描幅度等；此外，还有输出能量调节，束流调节和各种安全连锁信号，总共有60路开关量和14路模拟量，它们分别由各自的传感器产生并被连接至PLC输入接口电路板。登录画面主要是完成操作人员的确认，只有正确输入用户名和密码的人方可操作。开机和关机界面的主要功能是提供给使用者正确的操作步骤，用醒目的标记显示当前的操作对象以及相关提示。主控界面用于显示当前系统的工作状态，如图(3)所示，包括输出能量和束流的大小及其变化趋势图，各主要工作部件的运行参数值，各主要接触器或电磁阀的工作状态等；主控界面还可显示出现故障的部件及其类别。换件画面只是为了在辐照物件时，中途停下来更换物件之用。菜单画面中包含有消息(故障消息和报警消息)查看，运行参数的历史趋势图，打印消息，步进马达测试等辅助功能。
PLC的控制流程图
地那米的PLC控制流程如图(4)所示。程序设计采用结构化编程和分部编程相结合的方法进行，可简化程序，方便调试，编程语言为SIEMENS PLC销售商提供的**编程软件STEP7 V5.12运行版。编程时必须注意以下几个方面：
1. PLC控制输出的较终执行元件为接触器或电磁阀，在控制其开或关的过程中，必须留有足够的动作时间，以便其可靠地接通或断开。如在束挡板的开关过程中，由于其采用气动控制，需给出至少2秒的动作时间。
2. 各部件之间的连锁关系，任一部件出现故障较终都导致高频封锁，因此，可用输出信号及其回馈触点信号来判断是否有故障产生，至于是何部件故障，由其相应的传感器信号显示出来。
3. 扫描幅度随输出能量的变化，可采用查表方式进行，但扫描幅度不能为零，即使能量为零。
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