摘要： 本文論述以臺達(dá)PLC為核心，在自動控制領(lǐng)域數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成、原理，包括控制器的電路構(gòu)成，特點(diǎn)、組成框圖及臨時(shí)應(yīng)變方面，組態(tài)王軟件（HIM）編程步驟和參數(shù)完善。  

    關(guān)鍵詞： 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，PLC，HIM,傳感器  

一、引言  
    臺達(dá)電子工業(yè)自動化產(chǎn)品以現(xiàn)代電子技術(shù)核心基礎(chǔ)，致力與驅(qū)動(Drive)、運(yùn)動(Motion)和控制（Control）三大領(lǐng)域的發(fā)展，擁有著名的：DVP系列PLC、DOP系列人機(jī)界面和IFD系列通訊轉(zhuǎn)換接口等用于控制系統(tǒng)，REO系列編碼器用于檢測系統(tǒng)，ASAD系列伺服馬達(dá)與驅(qū)動器用于運(yùn)動控制，VFD系列各種通用、專用變頻器廣泛應(yīng)用于各類電機(jī)的驅(qū)動與控制… … 如果你是一名優(yōu)秀的電氣工程師或技術(shù)主管，臺達(dá)工業(yè)自動化產(chǎn)品的高性能、 易用性、多樣化以及由上至下的整合性，一定能讓你的工作得心應(yīng)手、事業(yè)騰飛，亮麗你的一生；無論你在國企、民企或外企，臺達(dá)電子一定能使你大顯身手、助你成功，如果員工（搞電氣的）需要培訓(xùn)，PLC、DOP 再加上一臺變頻器，是你最好的試驗(yàn)教材；如果你的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)異常、效率低下、技術(shù)落后、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等等，你可以瀏覽一下臺達(dá)機(jī)電綜合產(chǎn)品目錄，相信你一定找到合理的解決方案，哈哈 ，下面我要介紹的一個(gè)案例就是這樣誕生的：臺達(dá)PLC在溫度數(shù)據(jù)采集方面的應(yīng)用  

    一條懸掛式工件熱處理調(diào)質(zhì)線，產(chǎn)品質(zhì)量極不穩(wěn)定，引起客戶的抱怨，責(zé)丞工藝、設(shè)備技術(shù)人查找問題所在，拿出解決方案，分析原因可能由于淬火槽內(nèi)淬火液的溫度高低不均，如何能夠測出工件在淬火液中的溫度分布情況？？？這是解決問題的關(guān)鍵…  …  傳統(tǒng)的方法是傳感器+儀表，若同時(shí)測工件周圍六點(diǎn)的淬火液溫度，需要六塊儀表，在淬火液中高溫工件四周溫度的變化劇烈、復(fù)雜，如何觀察記錄呢？怎么分析工件的淬火溫度變化曲線是否合理？顯然傳統(tǒng)的方案顯得無奈，臺達(dá)PLC+PC（筆記本）輕松解決問題，且省時(shí)經(jīng)濟(jì)，精度高，靈活性好。  

二、系統(tǒng)硬件、軟件選擇   
    PLC主機(jī)：DVP32EH00R2   一臺   
    熱電阻溫度測量模塊  DVP04PT-H2  二塊   
    鉑金屬傳感器PT 100 （3線制 100Ω）    六支    
    通訊模塊ADAM—4520      一塊   
    開關(guān)穩(wěn)壓電源 LP1100D-24M  AC 200V/ DC 24V 4A   一塊   
    筆記本一臺（本項(xiàng)目借用 最好有RS232串口）    
    PLC編程軟件  WPLSoft 2.10  臺達(dá)公司免費(fèi)提供   
    組態(tài)軟件  北京亞控 組態(tài)王6.53  46點(diǎn) 演示版   
    導(dǎo)線若干  
 
三 系統(tǒng)配置描述   
    本系統(tǒng)用于臨時(shí)性、實(shí)驗(yàn)性、密集型連續(xù)測量、記錄工件周圍淬火介質(zhì)溫度，為改進(jìn)、改造設(shè)備或熱處理工藝提供實(shí)際數(shù)據(jù)，如果稍加改動，用于各種介質(zhì)的溫度控制，也是一個(gè)很優(yōu)秀控制方案，因而具有一定推廣意義。   

    本系統(tǒng)顯著地特點(diǎn)：實(shí)用性強(qiáng)，方便、快捷、經(jīng)濟(jì)，PLC編程，組態(tài)王編程數(shù)小時(shí)便可完成，更可貴的組態(tài)王演示版，64點(diǎn)開發(fā)版免費(fèi)，可運(yùn)行2個(gè)小時(shí)，重啟一次，非常經(jīng)濟(jì)，對于本項(xiàng)目沒有影響。  

3.1、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)   
    采用臺達(dá)PLC主機(jī)DVP32EH  + 溫度測量模塊 DVP04PT，利用DVP32EH的RS-485通訊口 ，通過一塊通訊模塊ADAM—4520將RS-485信號轉(zhuǎn)化為RS-232信號（由于現(xiàn)場工作環(huán)境惡劣PC機(jī)離控制器較遠(yuǎn)故而要使用RS-485信號），連接到PC機(jī)上,最后由PC機(jī)上的組態(tài)王監(jiān)控軟件，完成采集數(shù)據(jù)的顯示、記錄與處理。   
     

    熱處理調(diào)質(zhì)線，現(xiàn)場生產(chǎn)工藝流程，所要采集溫度點(diǎn)的位置如下圖：   
     

3.2、PLC 溫度數(shù)據(jù)采集程序的編制   
    DVP04PT 溫度測量模塊可接受外部4 點(diǎn)鉑金屬溫度傳感器(PT 100 3 線 100Ω)，將其轉(zhuǎn)換成14 位的數(shù)字信號。通過DVP-PLC 主機(jī)程序以指令FROM / TO 來讀寫模塊內(nèi)的數(shù)據(jù)，模塊內(nèi)具有49 個(gè)CR(Controlled Register)寄存器，每個(gè)寄存器有16 Bits。電源單元與模塊分離，體積小，安裝容易。可選擇攝氏溫度(℃)或華氏(℉)溫度，攝氏溫度輸入分辨率為0.1℃，華氏溫度輸入分辨率為0.18℉。  
    兩塊溫度測量模塊擴(kuò)展于PLC主機(jī)的右側(cè)，  
    6支三線制PT100溫度傳感器按規(guī)定接入2塊DVP04PT溫度測量模塊中，第一塊接入4支，接入4個(gè)通道，第二塊接入2支，使用1、2兩個(gè)通道，不用的通道，短接避免干擾。依據(jù)臺達(dá)PLC特殊擴(kuò)展模塊的規(guī)則：主機(jī)DVP32EH右側(cè)第一個(gè)特殊擴(kuò)展模塊所在的位置編號為K0, 右側(cè)第二個(gè)特殊擴(kuò)展模塊所在的位置編號為K1,依此類推，最多擴(kuò)展八塊… …  
    編寫溫度采集的數(shù)據(jù)程序如下：
      

程序說明：  
    第一塊測溫模塊  
    （1）利用FROM 指令讀取模塊DVP04PT-H2 內(nèi)＃0 寄存器（CR）內(nèi)的機(jī)種編碼 = H6402，以便檢測判斷模塊是否存在，種類是否正確。  
    （2） 利用TO指令，在PLC 由STOP→RUN的第一個(gè)掃描周期內(nèi)，設(shè)定CH1~C4 輸入信號的取樣平均次數(shù)為4 次。  
    （3）判斷DVP04PT-H2是否正確，正確事時(shí)導(dǎo)通，從CR#6 ~ CR#9中讀取CH1 ~ CH4 測量攝氏溫度(°C)信號平均值共4 筆放在D100 ~ D103中。從CR#18 ~ CR#21中讀取CH1 ~ CH4 測量攝氏溫度(°C)信號現(xiàn)在值共4 筆放在D110 ~ D113中。  

3.3、溫度數(shù)據(jù)顯示、記錄組態(tài)程序的編制   
    組態(tài)監(jiān)控軟件采用北京亞控公司的組態(tài)王 6.53 版本，由于本項(xiàng)目是試驗(yàn)性的采集、記錄數(shù)據(jù)，故采用64 點(diǎn) 演示版，開發(fā)與運(yùn)行，間斷地運(yùn)行兩個(gè)小時(shí)足以。  

3.3.1 組態(tài)王與臺達(dá)PLC 通訊的建立  
    臺達(dá)的DVP系列PLC和上位機(jī)的組態(tài)王通訊采用串行通訊，使用組態(tài)王本身驅(qū)動，支持RS232和RS485兩種通訊方式。本例采用RS485通訊，硬件配置設(shè)置值如下：  
    計(jì)算機(jī)通過RS232串口接轉(zhuǎn)換模塊，變成RS485信號后，接到PLC的485口上  
    波特率  9600   
    數(shù)據(jù)位 7位   
    停止位 1位   
    校驗(yàn)位 偶校驗(yàn)   
    切記：將PLC中決定通訊格式的特殊數(shù)據(jù)寄存器D1120設(shè)置為：0X8E  

3.3.2 組態(tài)數(shù)據(jù)顯示畫面、溫度記錄曲線   
    用組態(tài)王軟件可以實(shí)現(xiàn)精確、細(xì)膩的互動顯示操作，大量的圖庫精靈，多種通訊驅(qū)動程序，強(qiáng)大的在線、離線模擬功能，支持配方功能和多種控件，能完成各種物理量如溫度、壓力等的實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線的數(shù)據(jù)存儲，具有打印功能，可滿足各種工藝要求。溫度顯示畫面、歷史曲線顯示畫面如下：  
   
                                    溫度顯示畫面 

      
                                   溫度記錄歷史曲線畫面  

四、結(jié)束語  
    組織有關(guān)技術(shù)人員，對測量的歷史數(shù)據(jù)曲線進(jìn)行分析，很快得出結(jié)論，提出整改方案，整改后效果明顯，產(chǎn)品合格率大幅度提高。本溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為整改方案制訂提供了關(guān)鍵性的依據(jù)。  

參考文獻(xiàn)  
［1］中達(dá)電通. DVP-PLC應(yīng)用技術(shù)手冊【程序篇】.  
［2］臺達(dá)電子. DVP04PT-H2溫度測量模組安裝說明書.   
［3］亞控公司 . 組態(tài)王6.53使用手冊.