基于PLC的实时测量技术在远程污水监控系统中的应用

3.3 PLC数据存储部分程序
PLC程序要有一定的数据存储功能，防止因通信错误而出现数据丢失的情况。因为224XP PLC的数据存储区仅为10 240 B，所以仅使PLC在每小时内的15 min、30 min、45 min和60 min时各保存一次数据，连续保存最近3天的数据。另外在电源掉电或内存丢失后，PLC的系统时间会被初始化,这会使数据保存时间与实际时间不符，因此在建立了嵌入式通信采集模块和PLC的通信联系后，需发送命令对PLC的系统时间进行设置。
3.4 PLC通信部分程序
　通信部分程序是整个PLC程序的核心。它包含4个中断程序(串行通信口0发送、接收完成中断和串行通信口1发送、接收完成中断)及6个子程序：(1)Precheck子程序,负责按照HART协议格式向电磁流量计发送0#命令，获得流量计地址；(2)PackandSend子程序，负责按照通信协议格式向嵌入式数据采集模块发送报警数据、巡检数据和补调数据3种不同的数据包，它有6个入口参数，分别为CW、Data1Address~Data5Address，表示返回数据的命令字和5个测量数据的寄存器地址；(3)KeepConnect子程序，负责定时发送保持连接信号，确保嵌入式模块和PLC通信正常，它有一个入口参数Time，表示定时时间；(4)CheckFlow子程序，负责按照HART协议命令格式向电磁流量计发送返回测量数据请求；(5)Port1CS子程序，在串行通信口1接收完成中断程序中调用，负责对流量计返回的数据进行异或检校，如果检校错误，则丢弃数据包，如果检校正确则进行解包分析，将返回的流量计地址或测量数据分别存储在不同的寄存器中，以便其他子程序也可调用；(6)Port0CS子程序，在串行通信口0接收完成中断程序中调用，负责对串口0接收的数据进行异或检校。
　因为HART协议是主/从式协议,故PLC与流量计进行通信时需先向流量计发送命令，才能获得相应的返回数据。系统中PLC向流量计发送的命令有两种：一种是要求流量计返回地址的0#命令,另一种是要求流量计返回测量数据的33#命令。0#命令在每次PLC重启时发送一次，33#命令定时成每隔6 s发送一次。发送前要先拉高Q0.1的电平，使调制解调器处于调制工作状态；发送完成后，触发端口1发送完成中断使Q0.1输出低电平，调制解调器工作在解调状态，接收来自流量计的数据。当接收完成后触发端口1接收完成中断，调用Port1CS子程序对接收到的数据包进行分析。串口1的通信程序流程图如图5所示。

PLC和嵌入式模块进行通信时，PLC相当于从站，嵌入式模块相当于主站。除了自发向嵌入式模块发送报警信息和连接保持信息外，一般都是接收到数据返回请求后，再向嵌入式模块发送数据。PLC接收完嵌入式模块发送来的数据后，触发端口0接收完成中断对数据包进行分析。如果是系统时间设置命令，则按照数据包里的时间设置值修改PLC的系统时间。如果是补调命令，则按照查询时间读取历史数据并存储到补调数据寄存器中，如果是巡检命令，则将实时采样数据存储到巡检数据寄存器中，然后调用PackandSend子程序，设置好寄存器地址即可按照上位机命令返回相应数据。PLC发送完成后触发端口0发送完成中断，将各标志位寄存器复位，为下一次通信做准备。串口0的通信程序流程图如图6所示。

本文以一种分布式污水远程监控系统为例，提出了一种以西门子PLC为核心的测量方法。实验证明，文中所述方案可以准确、可靠地测量恶劣环境下的现场数据。PLC的采用不仅增大了系统的稳定性，而且还可以很方便地根据实际需要适当地增加或改变监控对象，对系统功能进行扩展。由于PLC程序采用模块化设计，所以对系统进行简单修改后即可用于其他工业监控应用中。文中详细给出了下层基本测量模块的硬件和软件设计，以期为PLC用于测量、监控领域提供一些参考。