远程自动监测系统的研究与开发

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1、远程自动监测系统的研究与开发摘要：介绍了以町编程控制器(PLC)为核心的远程自动监测系统的研究及相关设计；分析了微机与MODEM

2、hJ速度匹配的实现、数据通讯设计；讨论了方案实施时的系统抗十扰问题。关键词：远程；通讯；PLC；1K1测一.远程实现上位PC与下位PLC间的联系远程水质、空气质暈白动系统能对远程监测点进行实时监测。由于这种系统要经受通讯干扰、高温等的影响，英工作条件十分恶劣，加上分机较多，冇的又相距较远，所以对整个系统的稳定性.可靠性和抗干扰能力都有较高的耍求.特别是对其相互通道的可靠性、准确性

3、耍求更高。在分布式数据采集与监测系统中，往往需要将距控制中心儿千米英至数白千米以外的下位机采集到的在线数据实时地送给上位控制中心。这对于一•般的计算机串行通讯口来说是无法完成的，必须采取模拟载波传输方式或者采用微波和卫星等无线传输方式.但从投资费用及性能价格比來看.人多数还是采用模拟载波传输方式，也就址说，通讯双方须各接入一个专用设备——调制解调器(MODEM),它将PLC送來的数字信号调制成模拟信号在电话线上传输，并在接收端将模拟信号还原成数字信号。系统是以PLC为核心、可脱机的电话通讯的方式实现的。在该

4、系统中，一方面，下位机的数据采集终端必须要将采集到的各种在线数据准确、可靠、迅速地送到上位微机控制中心；另一方面，控制上位机的控制命令和调度命令必须准确无谋地下发到各下位机°而完成这两方面功能的关键在于数据通讯。一般來说监测设备和控制中心相距较近.可直接通过RS232接口或RS422接口进行数据通讯；当它们相距较远时，可以辅设专用的通讯信道,采用异步MODEM专线传输方式进行数据通讯。如果距离在几千米甚至上万米以上时，只得借助于公用电话网(PSTN)采用异步MODE拨号方式进行数据通讯。以PLC为核心的讣算

5、机通信系统需要考虑的问题主要是硬件配坠通讯协议的选取及实现、特定操作系统下通讯程序的编制等。该系统结构，如图1所示。图1系统结构图上位机以特定的通讯协议与下位机传送信息、由上位机进行数据处理，以KoyoSZ-4的PLC为例，通讯协议采用CCM协议，方法如图2示。玄机HNQtfMl)q/XCX(O6H)(畑'O«A(SZ-4-1.5l)SO»K01H）干周号it人旻汞功》t代码主刖号LRCr^iSTX(02H)ErX(O)H)IRC^EOT(O4H)jra・£STKLTXLRCSOH于斶号右人©欢功紅代旳M<

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7、KaI^UR£.Q9IRC通讯方法EOT二、远程数据通讯的设计与实现在计算机通讯领域中MODEM主要是用以延伸计算机数字信号传输的距离。MOEDM将计算机送來的数字信号调制成载波信号（模拟信号），调制后的载波信号通过通讯信道送到控制屮心，山上位MODEM将接收到的载波信号解调成数字信号,最后送给计算机处理。在上位PC和下位PLCZ间要进行正常的数据通讯,必须首先建立通讯信道。如果PC-PLCZ间距离较远时，铺设专用的通讯信道是不可能的，因此须借助公用电话网通过电话线路采用自动拨号的方式进行通讯，但线路会常

8、常出现异常屮断的现彖，通讯的可靠性较差。而一般的通讯软件中难以切换线路，针对这种远程通讯中存在的各种问题•并结合课题研究.成功地开发了一套通用的基于界步MODEM自动拨号方式的远程通讯软件模块，其应用程序可方便灵活地调用。如图3示。图3通讯模块流程图对于远程数据通讯系统來说，山于底层通讯模块提供了线路状态的实时监测及自动重连的功能，能徃线路连通期间实时监测线路状态，一旦发现线路界常中断，即可自动拨号进行巫新连线，从而大大地提高了远程通讯系统的可靠性和灵活性。由丁•应川了底层通讯模块（即线路状态监测和线路控制

9、应用程序接口）开发基于异步MOEDM的远程数据（包括实时信息和非实时信息）通信软件，很好地完成了该系统中的数据自动通讯功能。三、监测系统SZ-4系列的PLC在监测系统中利用各种数字量及模拟量模块完成实时数据采样、预警报信号检测与报警输出等，并通过各种变送器与现场的传感器连接。PLC的各种优点对一个监测系统是重要的，但PLC作为一种控制设备，用它单独构成-•个监测系统是有局限性的，主要是无法进行复杂运算、无法显示各种复杂的实时图形和保存大量数据，也较难显示汉字，没有良好的川户界面。这些不足可用上位微机来弥补。

10、上位机监测应用软件的编程选用C语言，同时可选择相应的数据库系统，对系统的历史数据进行处理。下位机PLC采用梯形图來编制程序。下位PLC软件用来实现数据采集及声光报警输出等。数据通讯模块完成PLC与微机间数据和命令的传递，并利用程序将得到的数据按系统要求的格式转换成各种变量。在硬件配置与安装上，系统交流电源使用双层隔离，输入信号光电隔离，提高信号噪声比，远离強电布线,模拟就信号和数字信号采用屏蔽线传送,采用可靠接地