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貴振方1) 張汝江1) 呂衛陽2)
1）杭州和利時自動化有限公司，杭州 310018
2）北京科技大學，北京 100083
摘 要：本係統以HOLLiAS-LEC G3小型一體化PLC為核心，采用自由口通信技術，對多台激光測距傳感器進行監控，實現了激光測距係統的數據采集與處理。
關鍵詞：PLC，激光測距傳感器，自由口通信
分類號：TP315
隨著激光技術的發展，激光測距傳感器在檢測領域得到了越來越多的應用。本文所研究的基於HOLLiAS-LEC G3小型一體化PLC的激光測距係統，對多台激光測距傳感器所采集到的數據進行處理，並將數據傳送給上位機，實現了對多台激光測距傳感器的監控。
1. 激光測距傳感器的基本原理
激(ji)光(guang)測(ce)距(ju)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)基(ji)本(ben)原(yuan)理(li)是(shi)，通(tong)過(guo)測(ce)量(liang)激(ji)光(guang)往(wang)返(fan)於(yu)被(bei)測(ce)目(mu)標(biao)之(zhi)間(jian)所(suo)需(xu)的(de)時(shi)間(jian)，來(lai)確(que)定(ding)被(bei)測(ce)目(mu)標(biao)之(zhi)間(jian)的(de)距(ju)離(li)。激(ji)光(guang)測(ce)距(ju)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)原(yuan)理(li)和(he)結(jie)構(gou)都(dou)很(hen)簡(jian)單(dan)，是(shi)長(chang)距(ju)離(li)檢(jian)測(ce)最(zui)有(you)效(xiao)的(de)手(shou)段(duan)。
激ji光guang測ce距ju傳chuan感gan器qi工gong作zuo時shi，首shou先xian由you激ji光guang二er極ji管guan對dui被bei測ce目mu標biao發fa射she激ji光guang脈mai衝chong。經jing被bei測ce目mu標biao反fan射she後hou，激ji光guang向xiang各ge方fang向xiang散san射she。部bu分fen散san射she的de激ji光guang返fan回hui到dao傳chuan感gan器qi的de接jie收shou器qi，被bei光guang學xue係xi統tong接jie收shou後hou，成cheng像xiang到dao雪xue崩beng光guang電dian二er極ji管guan上shang。雪xue崩beng光guang電dian二er極ji管guan是shi一yi種zhong內nei部bu具ju有you放fang大da功gong能neng的de光guang學xue傳chuan感gan器qi，能neng夠gou檢jian測ce極ji其qi微wei弱ruo的de光guang信xin號hao。記ji錄lu並bing處chu理li激ji光guang脈mai衝chong從cong發fa射she到dao返fan回hui所suo經jing曆li的de時shi間jian，即ji可ke得de到dao被bei測ce目mu標biao的de距ju離li。
2. PLC控製係統硬件設計
基於HOLLiAS-LEC G3小型一體化PLC的激光測距係統的功能結構圖如圖1所示。係統通過PLC的(de)自(zi)由(you)口(kou)通(tong)信(xin)，接(jie)收(shou)多(duo)台(tai)激(ji)光(guang)測(ce)距(ju)傳(chuan)感(gan)器(qi)發(fa)送(song)過(guo)來(lai)的(de)數(shu)據(ju)，根(gen)據(ju)傳(chuan)感(gan)器(qi)提(ti)供(gong)的(de)數(shu)據(ju)格(ge)式(shi)解(jie)析(xi)數(shu)據(ju)包(bao)，計(ji)算(suan)出(chu)測(ce)量(liang)的(de)距(ju)離(li)。係(xi)統(tong)的(de)功(gong)能(neng)還(hai)包(bao)括(kuo)顯(xian)示(shi)測(ce)量(liang)距(ju)離(li)、在非正常情況下報警、與上位機進行數據交換等。
PLC的CPU模塊選用HOLLiAS-LEC G3係列的LM3108模塊，其性能價格比很高，廣泛應用於工業控製的各個領域。LM3108模塊的標準配置包括兩個串行通信接口PORT0和PORT1，其中PORT0為RS485接口，PORT1為RS232接口。采用RS232接口建立PLC與上位機的通信，實現PLC程序的下裝和監控。采用RS485接口建立PLC與現場儀表的通信。
圖1 激光測距係統的功能結構圖
3. PLC控製係統軟件設計
PLC采用自由口通信方式接收激光測距傳感器的數據，用%MB400~%MB411的12gezijiezuoweitongxinjieshoujicunqi，cunfangziyoukoutongxinfangshixiasuojieshoudeshuju。suoweiziyoukoutongxin，shizhiyonghukeyitongguoshezhitongxinmoshilaigaibiantongxinjiekoudecanshu，yishiyingbutongdetongxinxieyi。zaiPLC程序中設定的激光測距傳感器的通信參數如表1所示。PLC控製程序采用和利時公司的編程軟件PowerPro完成，下麵詳細介紹數據解析程序。其它應用程序從略。
表1 激光測距傳感器的通信參數
3.1 數據解析程序的變量定義
PROGRAM PLC_PRG
VAR
SetRS485: Set_COMM2_PRMT; (* RS485自由口通信參數設置 *)
SetRS485Q: BOOL; (* RS485自由口通信參數設置標誌 *)
Receive: COMM2_RECEIVE; (* RS485自由口通信數據接收 *)
ReceiveQ: BOOL; (* RS485自由口通信數據接收標誌 *)
ReceivedData: STRING; (* 存儲ASCII碼數據的字符串 *)
Position1: INT; (* 起始字符的位置 *)
Position2: INT; (* 結束字符的位置 *)
ReceivedData_STRING: STRING; (* ASCII碼形式的數據 *)
ReceivedData_DWORD: DWORD; (* 十六進製形式的數據 *)
END_VAR
3.2 數據解析程序的梯形圖
3.3 數據解析程序分析
PLC從激光測距傳感器接收到的數據是ASCII碼形式，所以需要將ACSII碼轉換成PLC能夠操作的十六進製數。
首先在存儲ASCII碼數據的字符串ReceivedData中找到數據的起始字符“+”，並將其位置存儲在變量Position1中。然後再找到數據的結束字符“$R”，並將其位置存儲在變量Position2中。將位置Position2與位置Position1之間的字符取出，存入變量ReceivedData_STRING中，此即為數據的ASCII碼形式。最後將該ASCII碼形式的數據ReceivedData_STRING轉換位十六進製形式的數據ReceivedData_DWORD，即完成了數據的解析。
4. 結論
采用和利時HOLLiAS-LEC G3小型一體化PLC作(zuo)為(wei)激(ji)光(guang)測(ce)距(ju)係(xi)統(tong)的(de)控(kong)製(zhi)核(he)心(xin)，可(ke)以(yi)方(fang)便(bian)地(di)與(yu)激(ji)光(guang)測(ce)距(ju)傳(chuan)感(gan)器(qi)進(jin)行(xing)通(tong)信(xin)。實(shi)踐(jian)證(zheng)明(ming)，該(gai)方(fang)案(an)結(jie)構(gou)簡(jian)單(dan)，運(yun)行(xing)過(guo)程(cheng)穩(wen)定(ding)可(ke)靠(kao)，實(shi)現(xian)了(le)激(ji)光(guang)測(ce)距(ju)係(xi)統(tong)的(de)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)與(yu)處(chu)理(li)。
參考文獻
[1]杭州和利時自動化有限公司. HOLLiAS-LEC G3小型一體化PLC硬件手冊，2006
[2]杭州和利時自動化有限公司. HOLLiAS-LEC G3小型一體化PLC軟件手冊，2006
[3]杭州和利時自動化有限公司. HOLLiAS-LEC G3小型一體化PLC指令手冊，2006
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