PLC与单片机结合的多电机监控系统及方法与流程

本发明属于智能控制技术领域，尤其涉及一种plc与单片机结合的多电机监控系统及方法。

背景技术：

近年来，随着自动化和智能化的快速发展，现代工业具有越来越高的自动化和智能化；即随着工业的发展和对各种机械性能、产品质量要求的逐步提高，单单针对一台电机的控制在许多场合己经不能满足实际生产的要求，在生产过程中，一个生产线经常要用多台电动机，这些电动机可能是分工协作完成一个生产的任务，也可能是分别完成各自的工作，相互之间没有任何联系，这就需要人们去控制多台电机，使其协调运行，这样多电机控制问题就产生了。

另外随着客户对高度自动化和智能化需求的不断增长以及实际生产中对对电机实时监测的需求，多电机远程监测的实施也势在必行。

技术实现要素：

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种plc与单片机结合的多电机监控系统及方法，该plc与单片机结合的多电机监控系统及方法基于设备总体对电机控制的要求，通过plc对多台变频器的控制来实现对多台电机的控制。同时使用通过单片机实现的状态采集装置进行进行远程数据传送，系统能够对每台变频器的运行参数、电机的运行状况进行在线监测，有效地减少系统布线、减少电缆的数量，从而达到多电机控制和远程监测的目的。

本发明所采用的具体技术方案为：

本专利的发明目的是提供一种plc与单片机结合的多电机监控系统，至少包括：

控制电机工作状态的变频器；变频器的数量与电机的数量相等；每台变频器与一台电机电连接；每台变频器与modbus现场总线进行数据交互；

一plc，所述plc通过通讯板与modbus现场总线进行数据交互；

一单片机，所述单片机与modbus现场总线进行数据交互；所述单片机通过gprs模块与网络终端进行数据交互。

进一步：所述plc为三菱fx3u系列plc。

更进一步：还包括与三菱fx3u系列plc连接的触摸屏。

更进一步：所述通讯板的型号为fx3u-485-bd。

更进一步：所述单片机通过adm485芯片与modbus现场总线进行数据交互。

更进一步：所述单片机的型号为stc15l2k60s2。

本专利的另一发明目的是提供一种plc与单片机结合的多电机监控系统的方法：包括如下步骤：

s1、在plc中为每台变频器分配地址；同时将分配信息发送给单片机；

s2、根据工序要求，设定每台变频器的功能参数；

s3、工序开始后，单片机从plc、变频器获取实时工作参数，并通过上述工作参数推理得出电机的工作状态；

s4、单片机通过gprs模块与网络终端进行数据交互。

本发明的优点及积极效果为：

本发明使用plc和变频器搭建的控制系统，不但可以实现设备运行的自动化管理和监控，提高了系统的可靠性和安全性，而且提高了企业经济效益和工作效率。单片机实现的状态采集装置与plc及各变频器连接在同一总线上，方便与各设备通讯，同时将获取的各设备的数据通过无线数传模块向外发布。

由于本方案将plc，各台电机控制变频器及通过单片机实现的状态采集装置都连接至同一总线上，所以在灵活性，便利性，方便组网性及稳定性和兼容性都具有较好的表现。而且有效地减少系统布线和电缆使用的数量，使系统的自动化水平及运行的可靠性得到了大幅提高。

在多电机控制系统中该方法的应用使得各种复杂的运动关系的实施更加便利。也更加便于实时协调各台变频器的运行参数，进而使某受控变量之间保持某种协调关系，从而保证各台电机的协调运行。

同时，该系统能够对每台电机的运行状况进行远程在线监测，并在网上实时发布。只要能够连接互联网，就可以方便的监测到各台电机的即时运行状态，同时plc和单片机结合不仅有效提高了plc的数据处理能力，而且比使用其他方法更加节省成本。

附图说明

图1为本发明优选实施例的电路图；

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。

一种plc与单片机结合的多电机监控系统，包括：

控制电机工作状态的变频器；变频器的数量与电机的数量相等；每台变频器与一台电机电连接；每台变频器与modbus现场总线进行数据交互；

一plc，所述plc通过通讯板与modbus现场总线进行数据交互；

一单片机，所述单片机与modbus现场总线进行数据交互；所述单片机通过gprs模块与网络终端进行数据交互。

请参阅图1：本优选实施例中的plc采用三菱fx3u系列plc加一块fx3u-485-bd通讯板，触摸屏采用台湾产hitech人机界面，用232电缆直接与plc相连，用于直接在现场读取和显示plc内的数据。五台控制电机的变频器采用的是台达vfd-m系列变频器，实现对现场电机的控制。单片机选用stc系列的单时钟周期单片机stc15l2k60s2作为主芯片，组成状态采集发送装置，完成对各台电机的状态采集和发送。

将上述设备连接至modbus现场总线，采用rtu方式传送数据。485-bd与变频器及状态采集装置采用2线制的485连线方式，即将变频器的sg+与485-bd的rda相接，变频器的sg-与485-bd的rdb相接，各台变频器和状态采集器相串联，接线采用规范的屏蔽线，由此构成modbus-rtu的传输通道。

根据控制系统的作用和任务,首先设定各台变频器的功能参数，在各台变频器的p88,p89,p92中分别设定好modbus的通信协议，通信地址及通信格式等相关参数，参数初始化设定后，重新通断每台变频器电源，以确保所设定的参数生效。

在plc侧，使用ldm8411作为接点的mov指令，在d8400,d8401等特殊数据寄存器中设定modbus相关的通信参数。其中包含有波特率、数据长度、奇偶校验、停止位和协议格式等。然后将包含了modbus-rtu协议通讯程序的plc的控制程序输入。这样可以方便地从变频器中获取所驱动的电动机各种电参数如:运行频率、电流、电压、功率等等。plc与变频器之间采用主从方式进行通讯,plc为主机,变频器及数据采集发送装置为从机。所有通信均由plc来启动，变频器及数据采集发送装置处于被动状态响应状态。1个网络中只有一台主机,主机通过站号区分不同的从机。它们采用半双工双向通讯,从机只有在收到主机的读写命令后才发送或读取数据。读取数据时，plc通过通信口向变频器发出读取数据命令及读取起始地址，变频器响应命令后将数据传回plc；plc将读回的数据保存在一个特定的数据寄存器中，然后plc通过通信口发出写数据指令，将刚刚读取到的数据写到单片机特定的数据寄存器中，再由单片机控制将这些信息组成一个数据串，加上各自的地址数据一起打包成一个数据串，通过gprs数据传输模块发送出去。

在以单片机为基本平台的状态采集发送装置中，利用adm485芯片自制了一个485接口与plc进行通信，从而实现了一个modbus/rtu协议接口。该接口实时接收plc发送过来的各台电机的运行状态，将这些信息形成一个数据串，加上各自的地址数据一起打包成一个数据串，发送给gprs无线数据传输模块，gprs无线数据传输模块将数据串发送至互联网。

互联网另一端的pc机可以通过有线网络登录互联网，接收gprs无线数传模块发送来的数据，并将其存入数据库，在需要的时候，打开网页，可以随时随地方便的实施对现场电机运行状况的远程监测。

一种plc与单片机结合的多电机监控系统的方法：包括如下步骤：

s1、在plc中为每台变频器分配地址；同时将分配信息发送给单片机；

s2、根据工序要求，设定每台变频器的功能参数；

s3、工序开始后，单片机从plc、变频器获取实时工作参数，并通过上述工作参数推理得出电机的工作状态；

s4、单片机通过gprs模块与网络终端进行数据交互。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。