智能建筑消防系統下的PLC通信系統

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摘要：隨著科技的發展，人們對自動控制系統的需求的越來越大，傳統的控制系統不能滿足市場的需求，而PLC的出現使得工業控制開啟新紀元。PLC因其具有的強大功能，而被廣泛的運用在現代工業自動化控制的各個領域。通過對PLC的優點闡述說明了其在智能消防系統中應用的必要性，介紹了西門子S7-200PLC串口通信的幾種通信方式，說明了本項目中為何要利用EHT-MPI轉換器和該轉換器的相關配置。

關鍵詞：PLC；通信系統；EHT-MPI轉換器

1PLC的優點

一套完整的消防系統包含了探測器檢測單元和消防聯動控制模塊，我們需要將他們建立一個高效穩定的通信。PLC經歷了數十年的不斷發展和改進，無疑是最適合的控制器?，F在的可編程邏輯控制器主要以下幾個優點，這些優點使它成為了消防系統的最優選擇。

1.1PLC在制造上運用了高度集成電路生產技術和嚴格的生產工藝，提高了控制電氣設備的能力，使其控制更加高效，可靠性更高。PLC內部設計了先進的抗干擾電路，使得PLC可靠性運行得到了基本。與傳統繼電器和接觸器系統相比，PLC組成的控制系統減少了電氣接線和開關觸點，因此故障率得到了很好的控制。同時，PLC還具有硬件和編程自檢的功能，在保證PLC平穩運行的同時，還可以保障PLC周圍電路和電氣設備安全無故障運行。在消防系統中，采用PLC作為主控單元，可以在控制多個模塊的同時保證控制效率，大幅減少智能建筑消防系統的故障率，提高可靠性。另外，還可以降低維修成本。

1.2隨著plc設計生產技術的發展和進步，形成了可用于各種規模的工業控制場景的各種尺寸的系列產品。PLC最基本的功能是邏輯處理，其完善的數據傳輸功能，使PLC成為數控機床領域中的佼佼者。近年來，PLC功能單元大量產生，使得PLC可以參與到更多類別的工業控制中。而由PLC構成得控制系統越來越簡單，全都得益于PLC通信能力的不斷加強和人機界面的不斷發展。一棟高層復雜建筑，其消防檢測單元和聯動控制模塊也是多而復雜的。PLC的加入讓復雜的問題變得更簡單了。檢測單元所采集的數據經過PLC處理可以在PC機上直接顯示。系統可以將采集的數據與預設值對比，然后發出指令控制聯動控制系統作出反應。這一復雜的過程可以在極短的時間內完成，減少損失。

1.3PLC編程設計非常簡單，我們可以輕松地學習PLC編程語言。梯形圖語言的圖形符號和表示形式非常接近繼電器電路圖。只需少量的PLC開關邏輯控制指令就能實現繼電器電路的功能。因而在智能消防系統的設計的時候，可以減少我們的程序設計耗時，為我們后期對系統程序的改變和升級提供了便利。

2S7-200PLC的串口通信

S7-200本身配備了兩個通訊和編程接口，具有點對點接口和多對點接口以及自由通信端口。這三種PLC通信模式都可以建立與計算機的通信，但MPI和PPI模式多用于編譯和傳輸程序，而自由端口通信模式可以使PLC與第三方設備的通信任務更加完整[1]。

2.1PPI通信功能

點對點接口通信（縮寫為PPI）是西門子S7-200CPU的最基本的通信方法，通過PLC的原始端口來實現。在PPI通信協議中，計算機和PLC以主機模式進行通信，其中主機是計算機，從機是PLC。在通信過程中，計算機根據通信任務用固定格式向PLC發送通信指令[2]。PPI僅在主站上編寫程序，從站網絡讀取和寫入命令沒有任何意義。

2.2MPI通訊方式

多點接口通信（縮寫為MPI）是一種保密通信方式[3]。MPI通信速度要求不高，通信量小，通信手段簡單，價格實惠。MPI通信網絡的速率一般是在19kbps到12mbps之間。采用MPI通信方式的通信系統最多可以連接32個節點，并且可以通過添加中繼器來延長通信距離[4]。

2.3自由端口通信模式

PLC的CPU的串口（串行通信接口）支持用戶自定義通訊協議，用戶自寫程序來完成控制，叫做自由端口通信模式。在自由端口通信模式下，支持用戶自定義通信協議來控制程序。通過設定特殊存儲字節SMB30（端口0）或SMB130（端口1）來允許自由端口通信模式，自定義程序通過使用發送中斷、接收中斷、發送指令（XMT）和接收指令（RCV）來對通信端口進行操作[5]。但只有PLC的CPU處在運行狀態時才可以實現自由端口通信。而PLC的CPU處于非工作模式時，自由通信模式會終止，通信模式會自動轉為正常的PPI通信模式。

3EHT-MPI轉換器的優點與配置

在過去，PC機和PLC是通過RS-232和RS-485串行口連接。但是隨著計算機的不斷發展，廠家放棄了這種接口。但usb接口又不穩定，抗干擾能力弱，導致usb接口使用非常受限。隨著互聯網的發展，PLC也增加了以太網接口，但價格會比較昂貴。本系統采用的PLC沒有以太網接口，但所需要的傳輸數據較遠。所以我們采用了EHT-MPI轉換器，其在實現以太網遠程通信的同時，降低了成本。

3.1EHT-MPI轉換器的鏈接

PLC的CPU上的MPI接口經EHT-MPI轉換器轉換為以太網接口，然后通過RJ-45線連接到交換機，最后把上位機通過光纜連接到交換機即可。

3.2EHT-MPI轉換器的參數配置

EHT-MPI（DP）的配置直接在瀏覽器中配置。將PLC通電EHT-MPI轉換器即可通電。將硬件連接完畢并將計算機IP地址配置為192.168.1.100，網關設置為192.168.1.1，子網掩碼設置為255.255.255.0。在瀏覽器中輸入192.168.1.10，進入EHT-MPI（DP）配置的主界面開始使用并進行參數配置。進入參數設置界面，將轉換器IP設置為192.168.1.10，物理地址設置為FF.FF.FF.FF.00，波特率設置為自動檢測。

4結論

本文結合智能消防系統的設計，對PLC的主要進行了簡介，PLC具有極強的穩定性和高度的可靠性，以及簡單的編程語言被我們選用。然后對串口通信進行了論述，從理論的角度證明了PLC的穩定性和可靠性。我們將EHT-MPI通信轉換器應用在基于PLC和組態王的智能消防聯動系統的設計項目中，研究了EHT-MPI轉換器的效果。在表現上來看，EHT-MPI轉換器的優點十分突出。EHT-MPI轉換器價格低廉、性能穩定、效果顯著，在中遠程通信的發展和應用中，有著非?？捎^的前景。

參考文獻

[1]姜川，盧建寧，孟祥宇，等.西門子S7-200串口通訊研究與應用實例[J].制造業自動化，2016，38（4）：154-156.

[2]潘必勝.西門子PLC的PPI通信協議研究[J].單片機與嵌入式系統應用，2009（12）：35-37.

[3]李新新.柔性生產線實訓系統的研究與改造[J].河北能源職業技術學院學報，2016，16（1）：63-65.

[4]張尊，魏珩，朱新遠.采用主站跟蹤法實現觸摸屏與S7-400冗余系統的連接[J].化工自動化及儀表，2017（5）：509-511.

[5]黃植功.PC與PLC的串口通信及編程實現[J].廣西物理，2007（3）：37-40.

作者：鄒磊 余昊洋 吳金龍 葉冠龍 甄研 單位：吉林建筑大學