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漲見識!!!誰說PLC輪詢通訊很簡單???

2024-07-18碼農

PLC是什麽

PLC全稱為可編程邏輯控制器,是一種廣泛套用於工業自動化領域的電子裝置。它透過接收輸入訊號,執行內部儲存的程式邏輯,然後輸出控制訊號來驅動機械裝置或生產過程。PLC的設計初衷是為了替代傳統的繼電器控制系統,提供更高的靈活性和可靠性。

輪詢,特點

PLC輪詢是一種基本的控制機制,指的是PLC周期性地檢查其輸入狀態,並根據這些狀態執行相應的程式邏輯。輪詢機制具有以下特點:

  • 周期性 :PLC按照設定的時間間隔執行輪詢。

  • 順序性 :PLC按照固定的順序檢查輸入和執行程式。

  • 可預測性 :由於輪詢的周期性和順序性,PLC的行為是可預測的。

  • 輪詢實作的原理

    PLC(可編程邏輯控制器)輪詢是一種通訊機制,主要用於在主控制器(通常是一個PLC或更高層級的控制系統,如SCADA系統)和多個從屬裝置(如遠端I/O模組、其他PLC、傳感器或執行器)之間進行數據交換。

    輪詢的基本原理如下

    1. 初始化

    主控制器初始化一個預先設定好的列表,這個列表包含了所有需要與其通訊的從屬裝置的地址或識別元。

    2. 查詢發送

    主控制器按照列表順序,逐一向每個從屬裝置發送查詢或讀取請求。這個請求可能包含特定的寄存器地址或其他識別元,以指示從屬裝置提供所需的數據。

    3. 響應接收

    從屬裝置接收到查詢後,會處理請求並準備相應的數據。隨後,從屬裝置將數據打包成響應報文發送回主控制器。

    4. 數據處理

    主控制器接收到響應後,解析數據並可能根據數據值執行某些操作,如更新其內部狀態、觸發報警或調整控制策略。

    5. 迴圈繼續

    主控制器處理完一個裝置的響應後,會繼續向列表中的下一個裝置發送查詢,直到所有裝置都被輪詢過一次。之後,輪詢過程會重新開始,形成一個迴圈。

    SCL程式碼範例

    VAR
    DeviceList : ARRAY [1..5] OF INT; // 假設我們有5個裝置要輪詢
    CurrentDeviceIndex : INT := 1; // 當前正在輪詢的裝置索引
    PollingTimer : TIMER; // 定時器用於控制輪詢頻率
    PollingInterval : TIME := T#500ms; // 輪詢間隔,例如500毫秒
    ReceivedData : INT; // 接收的數據
    DeviceResponse : BOOL := FALSE; // 標記是否收到了裝置的響應
    END_VAR
    // 在程式開始時初始化裝置列表
    FOR I := 1 TO 5 DO
    DeviceList[I] := 100 + I; // 每個裝置有一個唯一的ID,此處僅作範例
    END_FOR
    // 主迴圈
    LOOP
    // 如果定時器未執行,啟動定時器
    IF NOT PollingTimer.Q THEN
    PollingTimer(IN, PollingInterval);
    END_IF;
    // 如果定時器已過期
    IF PollingTimer.Q THEN
    // 重設定時器
    PollingTimer.R := TRUE;
    // 發送讀取請求到當前裝置
    READ_FROM_DEVICE(DeviceList[CurrentDeviceIndex], ReceivedData);
    // 等待裝置響應
    DeviceResponse := WAIT_FOR_RESPONSE();
    // 如果收到響應
    IF DeviceResponse THEN
    // 處理接收到的數據
    PROCESS_RECEIVED_DATA(ReceivedData);
    // 更新裝置索引
    CurrentDeviceIndex := CurrentDeviceIndex + 1;
    // 如果索引超出裝置列表範圍,則重設為第一個裝置
    IF CurrentDeviceIndex > 5 THEN
    CurrentDeviceIndex := 1;
    END_IF;
    ELSE
    // 裝置未響應,可能需要記錄錯誤或重試
    HANDLE_COMMUNICATION_ERROR();
    END_IF;
    END_IF;
    // 暫停執行,等待下一次迴圈
    SUSPEND UNTIL PollingTimer.Q;
    END_LOOP






    輪詢實作的關鍵點包括

  • 時間間隔 :主控制器必須管理好每個查詢之間的時間間隔,以確保通訊不會過載網路或裝置。

  • 錯誤處理 :如果從屬裝置沒有響應,主控制器可能需要重試或標記裝置為故障狀態。

  • 優先級和順序 :某些裝置或數據可能比其他更重要,因此輪詢順序可能需要根據優先級進行調整。

  • 協定相容性 :輪詢通常基於特定的通訊協定,如Modbus RTU、EtherCAT、Profinet等,這些協定定義了封包的格式和通訊規則。

  • 在實際套用中,輪詢可以確保主控制器能夠定期收集和處理所有從屬裝置的狀態,這對於監控和控制復雜工業自動化系統至關重要。

    PLC通訊輪詢的套用

    PLC通訊輪詢在現代工業自動化中扮演著重要角色。例如,在一條自動化生產線上,PLC需要與多個傳感器和執行器進行通訊。透過輪詢機制,PLC可以即時監控生產線的狀態,如物料的流動、機器的執行情況等。

    假設一個場景,生產線上的傳感器檢測到物料即將用完,PLC透過事件驅動輪詢立即響應,調整輸送帶速度或發出補充物料的指令。如果生產線上的某個機器出現故障,PLC透過報警觸發輪詢迅速辨識問題並停機,以防止進一步的損害。

    透過合理配置輪詢策略,PLC不僅能夠提高生產效率,還能夠確保生產過程的安全性和穩定性。隨著工業4.0的發展,PLC的輪詢機制也在不斷地最佳化和升級,以適應更加復雜和動態的工業環境。

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