富士人機界面與GE90-70 PLC N：1通訊在軋鋼生產線的應用
富士貿易（亞洲）有限公司北京辦事處 李慶華 盛立榮
摘要：
本文著重介紹富士人機界面與GE90-70系列PLC通過RS-485多重連接方式在軋鋼生產線的應用。多重連接N：1方式即多臺人機界面與1臺PLC通訊，實現整個系統的集中控制，同時便于現場操作。
關鍵詞：
人機界面、PLC、RS-485通訊、多重連接N：1
1、引言
某設計院設計一軋鋼生產線，共包括精軋A線、精軋B線、中軋線、粗軋區、定徑機5部分。電氣部分包括PLC、人機界面、變頻器、低壓電器及其他，由于此5部分生產線距離較遠，所以選用5臺人機界面來實現不同系統的操作顯示，同時由一臺PLC實現系統的控制，即N：1多重連接方式。此前該設計院對幾個專業人機界面廠家的產品進行通訊試驗，但結果均不理想，有的連接臺數不夠有的甚至通訊失敗。
2、通訊方案選擇
我們給用戶提供兩種方案：即上掛以太網、以RS-485方式直接通訊。
（1） 上掛以太網
因GE90-70本身可以上掛以太網，我們提出的方案是5臺人機界面和PLC同時上掛以太網。人機界面選用富士電機新近推出的UG30系列產品，其中一款高性能的人機界面自帶10M以太網接口，不需要任何配件即可建成基于以太網的網絡系統，它本身具備通訊網關功能，從PLC到計算機或者從計算機到PLC的雙向通訊都可以通過其收發數據，連接到以太網上的UG30和PLC之間可以進行N：N無協議通訊。人機界面選用UG330H-VH4，功能及特點如下：8.4寸、32768色 TFT、自帶以太網接口、可以與市售的所有PLC通訊、還可以直接和變頻器、溫控表及串行打印機等外圍設備進行通訊。其系統圖如下：
（2） 以RS-485方式直接通訊
由于GE90-70 PLC的通訊模塊具有雙通訊口，這樣我們充分利用此兩個通訊口分別掛2臺和3臺人機界面，均以RS-485方式通訊。系統圖如圖2
1#作為主機2#、3#作為從機，4#作為主機5#為從機，它們之間通訊距離最大為500m，波特率為115200bps，主機和PLC的通訊波特率為19200bps，這樣能夠保證不會出現通訊滯后和通訊干擾現象。原來2#、3#、5#人機界面上需各加裝一RS-485通訊模塊，經過我們反復通訊試驗后來取消了該通訊模塊只要幾根通訊電纜并聯在一起即可以正常通訊，這樣為用戶節省了幾千元的成本。人機界面選用UG320H-SC4，128色，7.7寸，在性價比上較UG330H-VH4合理些。
用戶經過慎重考慮及多方調研后決定，在不影響使用功能的前提下選用價格經濟合理的第二種方案。
圖2
3、人機界面畫面略
4、通訊滯后的解決
當所有程序編制完成后，進行連機調試時出現了意想不到的通訊滯后想象，即當1#在操作畫面2#、3#從顯示畫面切換到操作畫面進行操作時人機界面和PLC雙方出現明顯的滯后，時間大概由2－－-3秒中，這在任何系統中都是不允許的，尤其在軋鋼生產線上。通過多方分析我們提出如下建議，將人機界面中所有涉及到的PLC地址全部映射到人機界面的內部地址$u中，$u是人機界面中的用戶內存，可以從$u0－－－－$u16383共16384個字任意設定，例如PLC中寄存區R1－－－－R10的數據可以映射到$u1－－－－$u10中，這樣通訊滯后現象消失。這些經驗都值得我們在以后的通訊中應用。
結論
此方案已經成功應用于現場，在生產現場并沒有出現通訊滯后以及通訊干擾現象。在占地面積龐大并由單臺PLC控制的設備，如紡織機械、煙草機械等行業由極大的推廣價值。