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校验和在信息帧的尾部用来判断传输的正确与否，和校验码的计算方法是将命令码到ETX之间的所有字符的ASCⅡ码（十六进制数）相加，取所得和的较低2位数，在后面的通信程序设计里面还会提到。进行差错检验的方法很多，常用的有奇偶校验码，水平垂直冗余校验LRC，目前广泛使用的是CRC校验码，它能查处99%以上18位或更长的**错误，而在计算机与PLC点对点的短距离通讯时，出错的几率较小，因而采用校验和法，基本能满足要求。

3. 多线程技术及在VC++串口通信程序中的实现

在bbbbbbs的一个进程内，包含一个或多个线程，每个线程共享所有的进程资源，包括打开的文件、信号标识及动态分配的内存等等。一个进程内的所有线程使用同一个32位地址空间，而这些线程的执行由系统调度程序控制，调度程序决定哪个线程可执行和什么时候执行线程。线程有**级别，**权较低的线程必须等到**权较高的线程执行完任务后再执行。在多处理器的机器上，调度程序可以把多个线程放到不同的处理器上运行，这样可以使处理器的任务平衡，也提高系统的运行效率。

bbbbbbs内部的抢先调度程序在活动的线程之间分配CPU时间，bbbbbbs区分两种不同类型的线程，一种是用户界面线程（User Interface Thread），它包含消息循环或消息泵，用于处理接收到的消息;另一种是工作线程（Work Thread）它没有消息循环，用于执行后台任务、监视串口事件的线程即为工作线程。

本系统采用MFC编程方法，MFC是把串口作为文件设备来处理的，它用CreateFile（）打开串口，并获得一个串口句柄，用SetCommState（） 进行端口配置，包括缓冲区设置，超时设置和数据格式等。然后调用函数ReadFile（） 和WriteFile（） 进行数据的读写，用WaitForSinglebbbbbb（） 监视通信事件。在用ReadFile（） 和WriteFile（） 读写串口时，一般采用重叠方式。因为同步I/O方式是当程序执行完毕才返回，这样会阻塞其他线程，降低程序执行效率。而重叠方式能使调用的函数立即返回，I/O操作在后台进行，这样线程就可以处理其他事务，同时也实现了线程在同一串口句柄上实现读写操作。

使用重叠I/O方式时，线程要创建OVERLAPPED结构供读写函数使用，该结构较重要的成员是hEvent事件句柄。它将作为线程的同步对象使用，读写函数完成时hEvent处于有信号状态，表示可进行读写操作;读写函数未完成时，hEvent被置为无信号。

利用bbbbbbs的多线程技术，在辅助线程中监视串口，有数据到达时依靠事件驱动，读入数据并向主线程;并且，依靠重叠读写操作，让串口读写操作在后台运行。

4. 上位计算机通信程序设计

以读取PLC输出线圈Y0为首的2个字节的数据为例，编写一个通信程序。查PLC软元件表可知，输出线圈Y0的首为00A0H ，2个字节的数据即为Y0-Y7和Y10-Y17，根据返回的数据，就可以知道PLC此时的状态，以实现对PLC的监控。在每一次读操作之前，先要进行握手联络。对PLC发请求讯号ENQ，然后读PLC的响应讯号。如果读到的响应讯号为ACK，则表示PLC已准备就绪，等待接收通讯数据。

BOOL CPlcComDlg::ReadFromPLC（char ＊Read_char, char ＊Read_address, int Read_bytes）

｛ CSerial Serial;//用于串行通讯的类

if（Serial.Open（1））//初始化串行通讯口COM1

｛Serial.SendData（&ENQ_request,1）;//发送联络讯号

Sleep（20）;//等待20ms秒

Serial.ReadData（&read_BUFFER,1）;//读取PLC响应讯号

if（read_BUFFER==ACK）｛

… …

Serial.SendData（&STX_start,1）;//向PLC发送“开始”标志代码

Serial.SendData（&CMD0_read,1）;//发送“读”命令代码

datasum_check+=CMD0_read;

for（i=0;i<4;i++）｛

Serial.SendData（&Read_address[i],1）;//发送起始元件地址的ASCⅡ代码

… …

Serial.SendData（&ETX_end,1）;//发送结束标志代码

Change_to_ASCII（senddatasum_CHECK,datasum_check）;//将“和”转化成ASCⅡ代码

Sleep（40）;//等待PLC的反应

… …

Serial.ReadData（&Read_char[i],1）;//读Read_bytes个字节

if（＊readdatasum_CHECK==＊readdatasum_check）//“和”效验

｛ AfxMessageBox（"数据读取成功!"）;

return TRUE;｝

else｛AfxMessageBox（"校验错误!"）;

return FALSE;｝｝

｝

5. 结束语

本文作者创新点：笔者提出了一种基于多线程的PC机与PLC的通讯，该通讯程序采用VC比用VB具有更好的实时性;并采用MFC编程方法用重叠结构读写串口，使串口读写在后台进行。该通讯程序可靠、可移植性好。

本通讯程序作为该系统的一个重要组成部分，经现场调试证明，既简单又实用，具有很好的实用价值。同时，该系统具有直观的人机界面和方便的操作方式，具有广阔的应用前景。

上述的优点相当程度上是因为索维对气力输送技术应用和掌握的成熟。正压密相气力输送技术应用于涂料、油墨，对于较为先进的工厂而言，能够其满足长距离、多品种、多输送目标、既有大批量输送也有小批量输送的情况，从原理上避免了堵塞、残留，是较为优越的输送技术。

    某些涂料厂商采取了一些不同的尝试，如采用罗茨风机作为动力源的正压高速稀相气力输送。由于气速高，固气比小，管道磨损也较大。由于耗气量大，在接收端的除尘也较为复杂。稀相气力输送的原理，是依靠**粉料沉降速度的高气速，使粉料不致沉积、阻塞。但在实际应用中，弯头处、变径处的气速变化不可避免，管道沉积的现象难以。这不仅影响了设备工作的稳定性，也影响了计量精度。设备工程师们被迫在易于沉积处采用法兰连接，以便于拆卸清理。在输送端计量过之后，在接收端又要再次计量。如果盲目增加罗茨风机的风量，则对管道的压力、接收端的除尘，又有了更高的要求，也不利于节约能源。

    索维的工程师们经过试验和实际应用发现，正压密相气力输送可以很好地避免上述的问题。由于密相输送原理并不要求气流速度**沉降速度，因此不存在气速低于沉降速度而造成堵塞的问题。密相输送的速度只有6－12米/秒，管道磨损远远小于稀相气力输送。整个系统的动力来自于空压机，但压力也只需数百千帕，而空压机又恰好为气动控制提供了动力。这种输送方式创造过两公里以上的输送纪录，对于远距离输送可能有的隐患，也早已有了廉而成熟有效的解决方法。如远距离输送时，堵塞可能性加大，可以安装自动吹堵喷头，一旦发生阻塞可以自动吹开，并不需要复杂的检修。而通常涂料、油墨的粉料仓库与生产车间之间的距离往往并不至于有两公里以上，其出现故障的可能性则更小。在实际应用中，并没有出现过管道阻塞的故障。除此之外，对于不同大小的粉料包装袋，设计适合的拆袋落料装置，在合适的位置设置计量装置，对于大型粉仓中料位计的设置，以及斗式提升机、带式输送机、螺旋输送机的配合使用，都是必须考虑的问题。寻找到针对这些问题恰当的解决方法，以及对核心的气力输送技术的掌握，使得索维能够更好的为涂料、油墨行业提供完整的成熟的服务。

    气力输送并不是一种年轻的技术。提供气力输送设备和气力输送解决方案的公司并不少，气力输送技术在各个行业有广泛的应用，积累了大量数据和实际应用经验。粉煤灰、水泥、塑料颗粒的气力输送技术大多有五十年以上的应用历史。但是专门针对涂料、油墨行业提供气力输送技术的公司非常少见，而涂料、油墨设备厂商致力于这方面的应用技术的公司则更是难觅，这也是造成目前尴尬局面的原因之一。

1.概述

    随着科学技术的发展，PLC在工业控制中的应用越来越广泛。PLC控制系统的可靠性直接影响到工业企业的安全生产和经济运行，系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键。自动化系统中所使用的各种类型PLC，有的是集中安装在控制室，有的是安装在生产现场和各种电机设备上，它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中。要提高PLC控制系统可靠性，设计人员只有预先了解各种干扰才能有效保系统可靠运行。

    2.电磁干扰源及对系统的干扰

    影响PLC控制系统的干扰源于一般影响工业控制设备的干扰源一样，大都产生在电流或电压剧烈变化的部位，这些电荷剧烈移动的部位就是噪声源，即干扰源。

    干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声的干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。其中：按噪声产生的原因不同，分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等；按噪声的波形、性质不同，分为持续噪声、偶发噪声等；按声音干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。共模干扰是信号对地面的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压送加所形成。共模电压有时较大，特别是采用隔离性能差的电器供电室，变送器输出信号的共模电压普遍较高，有的可高达130V以上。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏（这就是一些系统I/O模件损坏率较高的原因），这种共模干扰可为直流、亦可为交流。差模干扰是指用于信号两极间得干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，这种让直接叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。

    3.PLC控制系统中电磁干扰的主要来源有哪些呢

    (1)来自空间的辐射干扰

    空间的辐射电磁场（EMI）主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的，通常称为辐射干扰，其分布极为复杂。若PLC系统置于所射频场内，就回收到辐射干扰，其影响主要通过两条路径；一是直接对PLC内部的辐射，由电路感应产生干扰；而是对PLC通信内网络的辐射，由通信线路的感应引入干扰。辐射干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场大小，特别是频率有关，一般通过设置屏蔽电缆和PLC局部屏蔽及高压泄放元件进行保护。

    (2)来自系统外引线的干扰主要通过电源和信号线引入，通常称为传导干扰。这种干扰在我国工业现场较严重

    (3)来自电源的干扰

    实践证明，因电源引入的干扰造成PLC控制系统故障的情况很多，笔者在某工程调试中遇到过，后更换隔离性能更高的PLC电源，问题才得到解决。

    PLC系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广，将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压和电路。尤其是电网内部的变化，开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流转动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等，都通过输电线路到电源边。PLC电源通常采用隔离电源，但其机构及制造工艺因素使其隔离性并不理想。实际上，由于分布参数特别是分布电容的存在，**隔离是不可能的。

    (4)来自信号线引入的干扰

    与PLC控制系统连接的各类信号传输线，除了传输有效的各类信号之外，总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径：一是通过变送器或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰，这往往被忽略；二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰，即信号线上的外部感应干扰，这是很严重的。由信号引入干扰会引起I/O信号工作异常和测量精度大大降低，严重时将引起元器件损伤。对于隔离性能差的系统，还将导致信号间互相干扰，引起共地系统总线回流，造成逻辑数据变化、误动和死机。PLC控制系统因信号引入干扰造成I/O模件损坏数相当严重，由此引起系统故障的情况也很多。

    (5)来自接地系统混乱时的干扰

    接地是提高电子设备电磁兼容性（EMC）的有效手段之一。正确的接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰；而错误的接地，反而会引入严重的干扰信号，使PLC系统将无法正常工作。PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。接地系统混乱对PLC系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均，不同接地点间存在地电位差，引起地环路电流，影响系统正常工作。例如电缆屏蔽层必须一点接地，如果电缆屏蔽层两端A、B都接地，就存在地电位差，有电流流过屏蔽层，当发生异常状态加雷击时，地线电流将更大。

    此外，屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路，在变化磁场的作用下，屏蔽层内有会出现感应电流，通过屏蔽层与芯线之间的耦合，干扰信号回路。若系统地与其它接地处理混乱，所产生的地环流可能在地线上产生不等电位分布，影响PLC内逻辑电路和模拟电路的正常工作。PLC工作的逻辑电压干扰容限较低，逻辑地电位的分布干扰容易影响PLC的逻辑运算和数据存储，造成数据混乱、程序跑飞或死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降，引起对信号测控的严重失真和误动作。

    (6)来自PLC系统内部的干扰

    主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生，如逻辑电路互辐射及其对模拟电路的影响，模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。这都属于PLC制造厂对系统内部进行电磁兼容设计的内容，比较复杂，作为应用部门是无法改变，可不多考虑，但要选择具有较多应用实绩或经过考验的系统。

    4．怎样才能更好、更简单解决PLC系统干扰

    1）选用隔离性能较好的设备、选用优良的电源、动力线和信号线走线要更加合理等等，能解决干扰，但是比较烦琐、不易操作而且成本较高。

    2）利用信号隔离器这种产品解决干扰问题。只要在有干扰的地方，输入端和输出端中间加上这种产品，就可有效解决干扰问题。

    5．为什么解决PLC系统干扰可以选择信号隔离器呢？

    1）使用简单方便、可靠，廉。

    2）可大量减轻设计人员、系统调试人员工作量，即使复杂的系统在

    普通的设计人员手里，也会变的非常简单可靠。6．信号隔离器工作原理是什么？

    首先将PLC接收的信号，通过半导体器件调制变换，然后通过光感或磁感器件进行隔离转换，然后再进行解调变换回隔离前原信号或不同信号，同时对隔离后信号的供电电源进行隔离处理。保证变换后的信号、电源、地之间**独立。

    7.现在市场有那么多品牌的隔离器，价格参差不齐，该怎么选择呢？

    隔离器位于二个系统通道之间，所以选择隔离器首先要确定输入输出功能，同时要使隔离器输入输出模式（电压型、电流型、环路供电型等）适应前后端通道接口模式。此外尚有精度﹑功耗﹑噪音﹑绝缘强度﹑总线通讯功能等许多重要参数涉及产品性能，例如：噪音与精度有关、功耗热量与可靠性有关，这些需要使用者慎选。总之，适用、可靠、产品性价比是选择隔离器的主要原则。

    立式剪板机的起动过程属于带标准负载常规起动，因此软起动器的选型可以直接从其产品选型手册中查出。主电动机参数为：Pn=37kW，In=72A。查ABB公司的软起动器产品选型手册，满足电压等级400V、额定电流≥72A这一技术条件的软起动器型号为：PSS85/147-500L，其技术参数为：In=85A。

图2 软起动器外围电路原理图

    立式剪板机软起动器外围控制电路如图2所示。由于软启动器用普通晶闸管做功率元件，它在完全开通后仍存在压降损耗，并且伴有热量产生，所以采用在软起动器完成主机软起动任务后，用一个旁路接触器接入主电路，让软起动器退出运行。这样做可带来以下好处:
    （1） 减少了晶闸管元件的通态损耗；
    （2） 由于晶闸管元件在下一次起动前已经冷却下来，这对于软起动器的工作更为有利。
    针对立式剪板机的近似恒力矩负载特性，采用起动电流限制的软起动方式。软起动器PSS85/147-500L在用于起动电流限制的软起动方式时，其端子11、12应接入用于电流检测的外置电流互感器，电流互感器选用安科瑞公司产品，订货号为AKH-0.66-40I-400/5。
    软起动器PSS85/147-500L的端子4、5、6为起动信号输入端。端子4、5之间用导线短接，端子5、6之间接入起动继电器KA10的常开触点。软起动器工作时，首先进线接触器KM6闭合，然后起动继电器KA10发出起动信号，软起动器以预先设定的起动曲线开始工作。软起动器的端子7、8为故障信号继电器的输出常开触点。当软起动器发生故障时，故障信号继电器的常开触点闭合，PLC检测到故障信息后，立即切断进线接触器KM6，以避免故障进一步扩大。具体的故障信息可按ABB软起动器产品说明书中的故障寻迹步骤进行。软起动器的端子9、10为起动完毕信号指示继电器。当起动过程完成时，内置触点就会闭合；而停车信号发出时，内置触点就会打开。PLC检测到起动完毕信号后，接触器KM7吸合，KM6断开，软起动器退出运行。

4  软起动器的开通调试

    立式剪板机为近似恒力矩负载特性，因此软起动器采用起动电流限制的软起动方式。它的开通调试按以下步骤进行：
    （1） 仔细检查软起动器的主回路和控制回路，看有无接线错误；
    （2） 把软起动器板上用于选择电动机连接方式的开关S1拨在电动机“外接”位置；
    （3） 比照ABB软起动器产品说明书第4节—不同应用的基本设定中的标准参数，将软起动器板上的起动斜坡时间旋钮设为10s、起动电流限制旋钮设为3倍；
    （4） 主回路送电后，控制系统给出软起动信号，主电机起动。为了获得较佳的起动参数，可以重复试验。较后，立式剪板机软起动器的起动斜坡时间设定为6s、起动电流限制设定为2.8倍。
    在软起动器的开通调试阶段，为了获得较佳的起动参数，因为重复试验，从而造成起动次数大大增加，为此，必须注意以下问题：
    ● 软起动器电控柜的冷却风扇要一直运转，以便于软起动器中的功率晶闸管顺利散热，降低结温；
    ● 在每次起动之间应当留有10～15min的间隔，以便于让软起动器中的功率晶闸管冷却下来，从而避免软起动器因为过热而报警。

   近年来，电气传动和控制技术的发展日新月异,PLC在机械设备自动化控制中大量应用，新型的电动机电子控制器（即软起动器）在大功率三相异步电动机的限流起动中也开始大量应用。由于立式剪板机主拖动电机功率为37kW，需采用起动限流措施，以减小起动电流对电网的冲击。考虑到绕线转子异步电动机**械换向器和电刷，存在故障的缺点，因此我们选用YH型高转差率三相异步电动机来代替原来的YZR型绕线转子三相异步电动机，同时选用软起动器来实现主电机的限流起动。电控系统的逻辑控制采用三菱公司的FX2N型PLC完成。

2 软起动器在立式剪板机中应用的必要性

    由于立式剪板机主拖动电机功率为37kW，需采用起动限流措施，以减小起动电流对电网的冲击。众所周知，鼠笼异步电动机带载直接起动时将会产生4～8倍额定电流的起动电流，会对电网造成不利影响。容量较大的电机，一般不允许带载直接起动，需采用起动限流措施，以减小对电网的冲击。避免鼠笼异步电动机直接起动时的大电流冲击，通常的方法是采用起动。传统的鼠笼异步电动机起动方法有：星—角起动、定子串电阻起动和自耦变压器起动。附表列出了常用鼠笼异步电动机起动方法的起动转矩和起动电流值（Mn：额定转矩；In：额定电流）。

     图1中详细描绘了三种传统鼠笼异步电动机起动方法的速度—电流、速度—转矩特性曲线。由图1可以看出，上述三种传统鼠笼异步电动机起动方法有一个共同的缺点，即在电机起动过程切换时仍会出现高的电流转矩峰值。除了星—角起动方式所需的起动设备较少外，其他方式均需笨重设备，不但体积大，而且起动能耗损失大。所有传统降压起动方式的另一个共同的缺点是它们都不能很好的调整电机的起动特性去满足负载软起动的要求。也就是说，虽然起动电流和起动转矩可以被降下来，但是更高的技术指标要求，如起动电流要求限制在某一规定值，或者电机的加速转矩要按一定的规律变化等，却不能达到。

图1 三种传统鼠笼异步电动机起动方法的荷姓曲线

    上述这些问题可以通过采用新型的电动机电子控制器（即软起动器）来加以解决。软起动器是采用微处理器控制技术，通过调节三相晶闸管的相位角来实现电动机的无级降压起动，从而避免电机起动过程中的大电流峰值。现在市场上出售的软起动器均可达到以下技术指标：起动转矩可在0.15～1.5Mn，起动电流可在1.5～5In之间灵活调整。由于软起动器是采用微处理器控制技术的新型电力电子装置，除了上述的优点外，还具有以下有别于传统降压起动方式的特点：
    （1） 结构紧凑，占有空间小，容易安装在电控柜内;
    （2） 设有多种可供选择的起动和停车过程的整定参数,参数设置灵活;
    （3） 具有多种电机保护和监视功能；
    （4） 安装和调试简单；
    （5） 保护传动机械，避免浪涌转矩的损害。
    鉴于上述多种优点，立式剪板机主电机采用软起动器对主机进行软起动控制。