6ES7216-2BD23-0XB8货源充足

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 引言
    模糊神经网络是模糊逻辑控制和神经网络两者结合的产物。这两者单使用时存在一定缺陷。模糊逻辑在一定的论域上具有很好的收敛性，并具有模糊量运算优势；而神经网络具有强自学习、自适应、并行运算和计算的能力。因此，这两者相结合可大大提高综合能力。
    PLC在工业控制中应用广泛，因此，功能强大，使用方便。因此，将模糊神经网络算法应用于PLC中具有实际应用，使PLC在机械、民用等领域广泛应用。这里提出一种基于PLC的模糊神经网络算法实现方法。

2 模糊神经网络系统结构
    模糊神经网络具有很多种结构和算法，对于不同控制对象，综合考虑运算速度和精度，模糊神经网络结构也有所不同。由于该实现方法没有实际控制对象，为了说明在PLC上能实现模糊神经网络算法，故选择模糊神经网络，设其中输入两个变量X1、X2，输出变量为Y。将每个输入因子分为：NM，NS，ZO，PS，PM等5个模糊状态。

3 模糊神经网络的学习步骤
    选择在线学习，在线学习期间学习速度不变。在线学习终止条件是性能指标E小于等于某一数值。这个指标值随控制对象的改变而改变的。当确定控制对象时，该指标值可根据经验确定。但是为了便于说明问题这里设置该指标值为0．002。具体学习步骤是：①θji、σji、ωi及η的初始值在[0，1]之间随机选取，η的值为恒定值，根据经验决定。②根据模糊神经算法计算出比较理想的θji(k+1)、σji(k+1)、ωi(k+1)值。③根据模糊神经算法计算E，若E≤0．002，迭代结束。否则，令θji(k+1)、σji(k+1)、ωi(k+1)为初始值并返回②。

4 模糊神经网络算法在PLC的应用
4．1 模糊神经网络学习阶段的实现
    在学习阶段实现过程中，利用上位机向下位机传输样本数据，具体运算过程是由下位机实现。
4．1．1 学习阶段上位机程序实现
    根据模糊神经网络理论知识可知，样本值是根据实际控制对象的需要而定的。为了说明问题，采用含有两个输入值和一个输出期望值的较为简单的样本值。学习过程中上位机程序设计流程如图2所示，具体过程如下：
    (1)初始化初始化样本值和为后续传输样本值做准备，通过PLC指令把样本值写入PLC的储存地址，再次赋值给发送区的数据区，并把存储个样本值地址分别赋给VD712，VD716，VD720地址指针，这样可为再次发送样本值做准备。因为要发送的样本值是不断变化的，但是发送区不能变化，故使用地址指针达到两者同步。
    (2)接受请求接收下位机向上位机传送的数据，该数据是告之上位机是否向下位机传送样本值。
    (3)判断VB703数据请求标志位VB703，对所接收的数据，判断其值是否等于16#FF。而16#FF是通信协议中规定上位机给下位机传送数据的标志。如果等于16#FF，则向下位机传输数据；否则就再次返回上一步。
    (4)发送数据通过上位机通信程序向下位机发送样本值，发送完后就结束次传送样本值，启动新接收，等待下位机请求数据传送信号。

 针对下位机程序流程这里需要说明的是：
    (1)初始化随机选取[0，1]内θji、σji、ωi及η的初始值，通过PLC指令把这些值赋给存储单元；其次对学习过程中用到的常数赋值，同样赋给存储单元；后，要把请求数据传送的标志位VB703置位。
    (2)初始值计算由于初始化中请求数据传送，通过下位机的通信程序数据，并且接收样本数据后．复位VB703，告知上位机不再传送数据。接着利用初始化已赋值的组权值，计算组样本值为输入时输出值、输出值与期望输出值的差值以及后续计算所要用到的数据。
    (3)权值、E(性能指标)值计算在上一步的基础上计算权值和E值。具体算法可参考模糊神经网络算法．且易于在PLC平台上实现。
    (4)E值判断把计算的E值与0．002相比较。如果E≤0．002，说明计算的函数变量、权值已达到预期目标，学习过程结束。结束的同时触发外接设备的开关量，利用外接设备读取这些计算结果。相反，则需继续学习过程。并将不满足性能指标3步计算出的函数变量、权值赋给下一步重新计算y值所需的地址内，把请求数据标志位VB703置位．并向上位机发送，从而为新y值的计算做好准备。
    (5)学习过程中Y值计算由于已把请求数据标志位置位，因此，通过通信程序先取样本，取完样本值后复位VB703，告知上位机不再传样本值，接着计算新的Y值，以便计算新的函数变量、权值以及E值。

4．2 模糊神经网络现场工作过程实现
    当学习阶段结束后，通过现场采集数据，建立数据库并把采集的数据当做输人，运用训练好的权值和模糊神经网络算法，得到控制对象所需的控制值。要实现以上工作步骤。仍然需要上下位机合作，故而程序设计分为上位机和下位机两部分。
4．2．1上位机程序实现
    现场工作中上位机程序设计功能与学习阶段相一致，主要区别；在学习阶段初始化的和需要给下位机传送的样本值变成了通过外接设备现场采集到的数值。在PLC程序的初始化中，把采集值从外接设备的地址中赋值到发送区的数据区。因为采集值是在一定的周期内变化的，所以是实时的。故地址指针使两者工作同步。

 (1)初始化下位机初始化要把学习过程训练好的θji、σji、η的值，通过PLc指令把其赋给存储单元；其次要对后续Y值计算过程中用到的常数赋值，同样也要赋给存储单元；后，要把请求数据传送的标志位VB703置位。并发送给上位机。
    (2)接收采集值 接收上位机的采集值，接着把采集的值赋给即将进行Y值运算的储存地址。同时将请求标志位VB703复位，并传送给上位机，要求停止继续向下位机传输采集值。
    (3)输出y值计算利用上一步提供的数据、初始化步骤中的权值和模糊神经网络算法，以PLC为平台进行计算，将计算所得值赋给外接输出设备的存储．同时根据现场情况控制请求数据接收标志位VB703是否置位。
    (4)VB703判断若VB703=16#FF，那么启动新的数据接收，即跳转到二步。如果VB703≠16#FF，则跳转到结束。但要知道的是这两种结果是工作人员根据现场情况在3步中已确定的。

5 结论
    通过对模糊神经网络学习过程和现场工作过程的PLC程序的，结果表明：学习过程的PLC程序，利用模糊神经网络自学习能力，当不满足性能指标时，系统则根据梯度下降策略自动的调整权值、隶属函数的和，直到输出满足要求为止。现场工作过程PLC程序，在采集值确定情况下．能够得出确定的输出值，达到预期效果。

0 引 言
    机械手是一种能模拟人的手臂动作，按照设定程序、轨迹和要求，代替人手进行抓取、搬运工件或操持工具的机电一体化自动装置。三自由度机械手又称3D机械人，能够实现三个自由度方向(水平、垂直和旋转)的抓取或放置物品，具有操作范围大，灵活性好，应用广泛的特点。
    可编程控制器(PLC)是一种专门为工业应用而设计的进行数字运算操作的电子控制装置。由于其具有性高，功能强，编程简单，人机交互界面友好等特性而广泛用于工业控制系统。
    步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环执行元件。在非载情况下，电机的转速、停止位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数目。这性关系的存在，加上步进电机只有周期性误差而无累计误差的特点，使其在速度、定位等控制领域应用得非常广泛。
    机械手按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式和机械式机械手。本文设计的三自由度机械手属于混合式机械手，它综合了电动式和气动式机械手的优点，既节省了行程开关和PLC的I／O端口，又达到了简便操作和定位的目的。

1 三自由度机械手的系统结构与运动方式
    三自由度机械手为圆柱坐标型。图1为机械手结构示意图，机械手手臂的左右运动(水平方向)由伸缩步进电机控制，上下运动(垂直方向)由升降步进电机控制，逆时针和顺时针旋动则由底盘直流电机的正反转控制。机械手的夹紧装置采用关节结构，其夹紧与松开用气压驱动，并由电磁阀控制。
    机械手可以根据设定程序的动作将工件从A处搬运到B处。SQ1，SQ2，SQ5，SQ6为水平和垂直方向上的限位开关，SQ3，SQ4为原点位置和终点位置的光接近开关。

2 三自由度机械手控制系统设计
    三自由度机械手系统设置了手动工作方式和自动工作方式。自动方式又分为自动回原点、单步、单周期、连续四种工作方式。

2．1 硬件设计
    主控制系统选用三菱FX2N系列晶体管输出型PLC，步进电机驱动器选用SH-20403型模块。

  机械手在上面、右边，底盘转至光接近开关X3处且夹紧装置松开时称系统处于原点状态。X10为手动控制按钮，按下该按钮后，可以进行按键开关X20～X27对应的手动操作。X11～X15分别为自动方式中的回原点、单步、单周期和连续工作方式按钮，按下其中的某一个按钮，再按起动按钮X0，该工作方式的动作就会自动执行。步进电机只有在有脉冲信号(Y0)和方向信号(Y2或Y3)输入时才会转动，Y6，Y7选择将脉冲信号Y0送至哪个步进电机。Y5控制送气电磁阀，实现夹紧装置的夹紧与松开。Y10，Y11控制底盘直流电机的正反转。
2．2 软件设计
    在选择单步、单周期和连续工作方式前，系统应当处于原点状态。如果不满足这一条件，可以选择回原点工作方式，该工作方式依次执行以下操作：向上运动至上限位x1→向右运动至右限位X2→顺时针转动至光接近开关X3→夹紧装置松开。
    机械手自动工作方式的顺序功能图如图3所示。机械手手臂的运动速度由输入步进电机的脉冲频率控制，机械手下降及左行的距离由脉冲数控制，脉冲频率和脉冲数可以根据工业现场的实际情况在程序中设定，具有可重复操作性。

  本系统采用的是PLC梯形图顺序编程的方法。其中以PLSY脉冲输出指令输出脉冲，用MOV指令设定脉冲个数，脉冲输出完后，指令执行完成标志M8029置1。由于PLSY指令只能使用一次，而系统中两个步进电机均需要脉冲输入，设计中采用两个外部继电器解决了该问题。将Y0输出的脉冲同时接至两个继电器动触点，两继电器的常开触点分别与两块步进电机驱动器的脉冲输入端相连，Y6，Y7接到两继电器的控制端，这样就可以通过Y6，Y7来控制步进电机的脉冲输入。

3 系统的MCGS组态环境
    MCGS是为工业过程控制和实时监测领域服务的通用计算机系统软件，具有功能完善，操作简便，可视性好，可维护性强的特点。三自由度机械手系统工作时的MCGS组态环境界面，它包括主界面、手动工作方式界面和自动工作方式界面。

可编程控制器(PLC)是一种新型的通用自动控制装置，具有功能强、使用灵活、性高、环境适应性好、编程简单等优点，但其缺点是：工作速度较计算机慢，输出对输入的响应有滞后现象；使用中、PLC，要求使用者具有相当的计算机知识。因此，在设计PLC控制系统时，分析和研究PLC输入／输出响应的滞后原因非常重要。 

1 PLC中输出滞后输入现象导致的结果 
 
在继电器控制线路中，个个并联电路是同时加电压，并行工作的，由于实际元件动作的机械惯性，可能会发生触点竞争现象。在梯形图中，各个编程元件的动作顺序是按扫描顺序依次执行的，或者说是按串行的方式工作的，在执行梯形图程序时，是自上而下，从左到右，串行扫描，不会发生触点竞争现象。 
表面上看起来一样的继电器控制线路图与梯形图，它们产生的效果可能不一样，甚至某些作用相反。控制目的都是为了实现“当X0动作后X1动作，使Y2自保持,使Y0复位”的功能。

当X0动作后，Y0得电并自保持，且为Y2接通、自保持创造了条件。接着X1动作，使Y1得电，Y1的动断点先切断Y0，结果使Y0 复位的目的实现了，但使Y2总不能得电。当X0动作后，Y0“得电”并自保持，在X1动作后， Y1“得电”。所以，在当前扫描周期内，当程序扫描到下面的Y0 、Y1动合触点时，因其线圈此时均已“得电”，它们均处于接通状态。这样，Y2能“得电”且自保持。待到下个扫描周期时，Y0 被复位，达到了控制目的。

当X0,X1相继动作后，由于Y3,Y4的动作惯性，使Y0在Y2得电且自保持后被复位，达到了控制目的。在X1未动作时，Y1,Y3,Y4均“得电”.在X0动作后，Y0“得电”自保持，待扫描到Y2，Y2不能“得电”。即使X0动作后X1马上动作，顺序扫描又会使Y0复位。结果，Y2仍不能得电。
2 分析输出响应对输入响应的滞后现象的原因 
 
2.1 PLC程序执行过程 
PLC对用户程序的执行过程是以微处理器的周期性顺序循环扫描的工作方式进行的。PLC投入运行后，便进入程序执行过程，它分为三个阶段进行，即输入采样、程序执行、输出刷新。PLC开始运行时，输入输出状态寄存器原来的内容，然后进行自诊断，自检CPU及I/O组件，确认工作正常后开始循环扫描。

(1)输入映像寄存器中的数据，是在输入采样阶段扫描到的输入信号的状态集中写进去的，在本扫描周期中，它不随外部输入信号的变化而变化。 
(2)输出映像寄存器（它包含在元件寄存器中）的状态，是由用户程序中输出指令的执行来决定。 
(3)输出寄存器中的数据是在输出刷新阶段，从输出映像寄存器中集中写进去的。 
(4)输出端子的输出状态，是由输出锁存器中的数据决定的。 
(5)执行用户程序时所需的输入、输出状态，是从输入映像寄存器和输出映像寄存器中读出的。 
2.2 PLC输入／输出响应的滞后现象 
在设计PLC控制系统中，显著的不足之处是输入／输出有响应滞后现象。从PLC的输入端有一个输入信号发生变化到PLC的输出端对该输入变化做出反应，需要一段时间，这段时间称为响应时间或滞后时间。 
（1）执行程序按工作周期进行，每一工作周期又分为输入采样、程序执行、输出刷新三个阶段。

在周期中，因为在输入采样阶段，X0为OFF，则输入映像寄存器中的X0为OFF状态，所以Y2、Y0以及Y1线圈均为OFF状态。 
在二周期中，PLC扫描对梯形图是自上而下，从左到右进行的。当扫描到Y0-1接点时，由于Y0在上一周期中为OFF状态，则Y0-1接点仍为OFF，因而Y2也仍为OFF。当扫描到X0接点支路时，在输入映像寄存器中的X0已为ON状态，因而Y0线圈为ON状态。这时Y0-2接点为ON状态，当扫描到该支路时，Y1线圈为ON状态，但它对X0来说，已滞后了一个工作周期。在此周期中，由于Y0线圈为ON状态，则Y0-1接点在输出刷新阶段也应为ON状态。 
在三周期中，扫描仍是自上而下，从左到右进行的。由于Y0-1接点在元素映像寄存器中的状态已为ON，因此，在程序执行阶段，当扫描进行到该支路时，Y2为ON状态，但这时它对X0而言，已滞后了两个工作周期。 
由上述分析可知，Y0线圈和Y1线圈的接通，要滞后X0接点接通一个工作周期。Y2线圈的接通，要滞后X0接点接通两个工作周期。 
（2）产生输入／输出响应滞后的其它原因。 
除此之外，还有输入滤波器电路的滞后作用、输出继电器的机械滞后作用等影响时间的快慢。 
 
3 结论 
 
（1）PLC 采用循环扫描的工作方式，在执行程序时，即使是和继电器控制线路图相一致的梯形图也有可能导致执行结果不同。 
（2）在扫描周期中由于输入信号只在输入阶段读入，在程序执行阶段，即使输入信号发生变化，输入状态表的内容也不会改变，所以在本次循环不能得到响应，这就是PLC的输入／输出响应的滞后现象。大滞后时间为2～3个周期，具体与编程方法有关。但这种滞后响应，在一般工业控制系统是允许的。某些需要输入输出快速的场合，可以采用快速响应模块、高速计数模块以及中断处理等措施来尽量减少滞后时间。

针对目前热封制袋的需求，结合PLC的数控设计，分析了基于内部辅助继电器状态标识法的热封机数控设计，给出了一套以微处理器为，在不同环境下，出合理的热封温度、压力和时间的上下限的数据采集程序。后，投入实验并且运行情况良好，在使用过程中大大提高了热封的工作效率和强度。

引言

热封制袋普遍应用在产品包装、食品包装等领域。因其快速不污染被包物且节省成本而得到快速发展。本文针对热封中出现的不足，采用松下Fp0-32 位可编程逻辑控制器的数控技术对热封机生产工序进行设计，在不同外界环境下，出合理的热封温度、压力和时间的上下限。终开发出、合理的热封方法。

1.数控热封机平台的技术简介

1.1 热封技术简介

所谓热封，就是利用外界的各种条件（如电加热、高频电压及声波等）使塑料薄膜封口部位受热变为粘流状态，并借助一定压力，使两层薄膜熔合为一体，冷却后保持一定强度和密封性能，保商品在包装、运输、贮存和消费过程中能承受一定的外力，保证商品不开裂、泄漏、达到保护商品的目的。

1.1.1 影响热封的因素

（1）热封温度：其作用是使粘合膜层加热到一个比较理想的粘流状态。高聚物的粘流温度及分解温度是热封的下限和上限，这两个温度的差值大小是衡量材料热封难易的重要因素。

（2）热封压力：其作用是使已处于粘流状态的薄膜在封口界面间产生有效的高分子链段相互渗透、扩散现象，也使高分子间距离接近到可以产生分子间作用力的结果。热封压力过低，可能造成热封不牢；压力过高，可能使粘流态的部分有效链段被挤出，造成热封部位半切断状态，导致拉丝。

（3）热封时间：是指薄膜停留在封下的时间，热封时间决定了热封温度、压力以及设备的生产效率。

1.2PLC 技术简介

可编程控制器，简称PLC（Programmable logic Controller）,是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。

1.2.1PLC 特点

PLC 由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了的抗干扰技术，具有很高的性。

1.2.2PLC 的应用领域

目前，PLC 在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类：开关量的逻辑控制、模拟量控制、运动控制 、过程控制、数据处理、通信及联网等。[1]

2.数控热封机平台的系统设计

该仪器外部主要有水密封性好，耐压强度高的壳体组成，电控部分由两台电动机和一台带有刹车功能的电动机，一个温度传感器、稳压电源和具有数据采集/存储功能的单片机，

PLC 编程过程中所有可利用的元器件中无非包括这样三类设备：输入器件、输出器件以及一些内部器件，每一类器件每一位上的状态只有两种： 1 或 0。本系统中采用接近开

关控制热封机夹袋到位和松开到位，当接近开关xx=1 时，程序中对应的逻辑开关接通，代表热封机夹袋到位，反之或松开到位。通过定时器控制热封时间或热切时间，当定时器TX=1时，代表X 定时器计时启动，热封或热切开始，计时结束时TX=0。

3 数控热封机平台实现的技术

3.1 内部辅助继电器标识法

本系统采用状态编程的思想进行顺序控制的程序设计，借助于可编程控制器内部的辅助继电器作为“过渡性”元件来实现的状态标识，设计整个热封机的数控工序，这就是我们采用的内部辅助继电器标识法，同时我们采用松下GVWIN2.1 触摸屏开发软件，将内部辅助继电器的状态在屏幕进行显示，并可以进行合理修改，代替过去常常采用的二管或三管的硬件标识方法，使系统加直观方便，提高了系统的健壮性。

在PLC 运行过程中，程序监视触点的通断，只取决于其内部辅助继电器线圈的状态，并不直接识别外部设备，每个辅助继电器不仅可以存储一个输入设备的状态，同时还标识了一个输出设备的状态，并将其状态显示在GVWIN2.1 触摸屏上，以跟踪程序的运行，并将各继电器的数据存储于的存储器中，为将来的维护提供有利的数据。

3.2 数据采集技术

在热封机的数控设计中，我们采用常用的热压封合法。对于生产过程中较出现的问题，多的原因是热封前对热封参数设置的不合理。针对热封工艺的三大因素：热封温度、压力、时间，其中主要的是温度，而热封温度又取决于热封的时间，对电阻丝加热时间的参数就相当重要，同时考虑到外界环境的不同，选取合理的电阻丝加热时间，并合理得根据电阻丝余热进行合理的调整，我们开发了以微处理器为的数据采集程序。

3.2.1 硬件设计我们采用温度传感器、稳压电源和具有数据采集/存储功能的89C51 单片机，系统由扩展一片程序存储器2764，74LS373 作锁存，一片数据存储器6264，A/D 转换，扩展I/O 口等组成。

3.2.2 软件设计

我们开发的以微处理器为的数据采集程序，在不同的环境下，严格控制热封加热时间，以达到合理的热封效果。同时针对电阻丝连续工作的余热，以及将来数控系统的维修，监控等因素，我们采用松下GVWIN2.1 触摸屏开发软件，将数热封温度、压力、时间、内部辅助继电器状态在屏幕进行显示，并做适当修改。使系统加直观方便。

4．结语

本文提出了基于内部辅助继电器状态标识法的热封机数控设计，并开发出一套以微处理器为，在不同环境下，出合理的热封温度、压力和时间的上下限的数据采集程序，并将其状态显示在GVWIN2.1触摸屏上，做适当修改，具有性高、适应性强、热封牢固等优点。目前该系统已投入实验并且运行情况良好，在使用过程中大大提高了热封的工作效率和强度，大大避免了热封中漏封、虚封、封漏、粘封、拉丝、封口破裂、热封强度差等情况。

1. 引 言

可编程控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC）作为工业控制的计算机，由于其结构简单、性能优良，抗干扰性能好，性高，编程简单，调试方便，在机械、化工、橡胶、电力、石油气等行业工业控制现场已日趋广泛地得到应用，成为工控现场进行实时控制的主要的控制装置。同时利用PLC所具有的串行通信和计算机的远程通信功能，可实现计算机对多台PLC控制装置的远程集中监控。

在石油、气远程输送管线上，大口径油气管道阀门是重要的基础设备之一，具有截止、开启、配送和调压等多种功能，一旦出现故障轻则影响管线的输送功能，重则导致管线的严重破坏甚至造成人生，因此对油气管道及阀门的全程状态监控显得尤为重要。远程油气管道监控系统就是为提高油气远程输送的性而提出来的，该系统允许系统操作员通过位于监控的计算机终端，进行对一定区域的阀门站进行远程，具有较高的性和运行效率。

2. 监控系统的组成结构

该系统是以PLC作为远程控制终端，以工控PC机作为上位机的主从式一点对多点的远程无线监控网络，采用串行异步通讯协议。下位机PLC安装在各阀门站，根据上位机的指令或自身的控制程序控制阀门的开启或关闭，并配置各种传感器等辅助设备，组成数据采集和控制系统。上位机安装于油气调度控制，以半双工轮询方式同各阀门站PLC通讯，以此形成SA（数据采集与监控）系统。无线数传电台采用透明方式工作，只起作用，整个网络数据收发采用同一频率，通讯时，站点的识别是通过PLC的不同地址编号来实现的。

各阀门站采用PLC作为系统的基本RTU单元，完成各种测量和控制任务，主要由PLC本体、AD转换模块、传感器组与智能驱动装置四部分组成。

2.1 阀门电机主回路

三相交流电动机M分别由交流接触器KMO和KMC的通断来驱动阀芯顺、逆时针转动实现阀门的开启或关闭。

2.2 PLC外部端子回路

系统选用三菱电机公司生产的FX2N-32MR作为RTU单元。智能驱动装置是引进美国Limitorque技术的SMC多回转型阀门电动装置，它可以单台控制，也可集中控制，可现场操作，也可远程控制，除能驱动阀门动作外同时还能将自身的状态以标准信号的方式送出供PLC进行状态检测。考虑阀门站兼有就地和远程两种控制方式，PLC共管理12路输入信号和8路输出信号。

2.3 A/D转换模块

A/D转换模块选用与PLC本体配套的FX2N-4AD，其有四路立的差分输入通道。每个通道可选择为电流型（±20mA）或电压型（±10VDC）信号输入。在每个阀门站管线或阀门的适当位置装上温度、压力和流量传感器，以采集油气管线的工作状态。参数信号经传感器变送后分别与FX2N-4AD各立通道相连，经AD转换后放到相应的数据寄存器中，供PLC程序定时读取。

2.4 数传电台选型与设置

计算机与PLC之间采用无线数传电台方式进行通讯，采用交错编码、收后重发技术，提高无线通讯的抗干扰能力，确保阀门站无线远程控制的运行。模块选用美国的MDS2710数字传输电台，它可为两点之间的提供全透明的半双工通讯连接。它一端与嵌入在PLC内的通讯FX2n-485-BD通过RS485接口方式相连，另一端则通过标准的RS232接口与监控服务器的串口连接，组成准双向的数据发送与接收无线通讯网络，网络的大节点数可达32个。

电台数据帧格式设置为7位数据位、1位停止位、偶校验的方式，传输速率为9600bit/s。电台发射功率为25W，采用收、发同频方式（235MHz），主站架设全向天线，阀门站架设定向八木式天线后，距离可达15Km以上，在地势平坦地区，通讯距离可达20Km。与之相适应PLC通讯格式特殊数据寄存器D8120设置为-8058，D8121寄存器用来设置各阀门站ID号。为了，除在天线安装了避雷针外，天线到电台之间的馈线也加装了避雷器。

3. 监控系统软件实现

系统对阀门的监控能实现就地控制和远程控制两种控制方式。系统控制过程流程为：传感器将测得信号通过屏蔽信号电缆传送到A/D转换模块的输入端，经过A/D转换模块转换后存入的数据寄存器供PLC读取。PLC将数据通过无线数传电台送出，后到监控供系统处理，完成一次数据采集过程。系统控制信号当为就地控制方式时由操作者通过阀门站控制箱内的按钮直接控制;当为远程控制时则由监控发出，PLC接收到信号后通过输出端口控制智能驱动装置使阀门动作。

系统软件由两部分组成：一是PLC端实时测控软件;二是监控计算机测控数据实时处理软件。

3.1 阀门站PLC软件设计

PLC端阀门站实时测控软件控制过程流程图如图3所示。它采用梯形图逻辑编制，编程方便且直观。

3.2 系统软件

本监控系统软件是利用KingView6.5编写。能充分利用bbbbbbs的图形编辑功能，方便地构成监控画面，以动画图形方式显示控制设备的状态，具有数据库ODBC接口、DDE功能、可便利地生成各种曲线和用户报表，也可将数据以Excel格式输出。系统软件主要由实时监控、曲线动态生成、数据报表管理、数据库管理、报警及用户管理六大功能模块组成。

用户通过系统可随时清楚了解网内各阀门站的状态参数与阀门状态，对阀门实施远程控制，对所监测的各种参数均设有上、下限值，具有越限报警、紧急处理功能。系统将历史数据以多种方式保存，便于管理者进行阀门站运行数据的分析统计和故障分析。

4. 结 语

系统监控通过电台对油气管线中多阀门站参数同时实时采集、对异常情况及时报警，了隐患，大改善了我国目前油气管线监管不力的现状，系统有较强的数据处理功能，实现了数据报表的自动生成、数据库的访问、排序、查询等多种功能。系统经半年多实际运行，其性能稳定，运行，人机界面友好，易操作，使用维护方便，具有很好的可扩展性和较高的实用。