常用的PLC交互方式

自动化生产设备离不开数据的交互，例如在串联的生产线中，单个机台或者单个工位的物料进出信号，又或者说设备与MES系统交互，总而言之自动化设备的交互是无处不在。那么我们应该怎么去实现自动化设备的信号交互呢？首先我们应该知道PLC为我们提供了什么资源，数据的交互是需要媒介的，在PLC控制的自动化设备中我将数据交互的媒介分为两大类，DI/DO端口和通信接口。

1.使用DI/DO接口实现数据交互

DI/DO接口是指PLC的数字量输入（Digital input）接口和数字量输出（Digital output）接口，输入接口是用于接收现场采集的各种信号的端口，输出接口是将CPU处理转换后的信号输出到现场设备，由于PLC自带了输入/输出端口，两台PLC的输入/输出端口进行对接，PLC1的输入端口接PLC2的输出端口，PLC2的输入端口接PLC1的输入端口，这样就能实现两台PLC的数据交互。

例如有两条物流线，物流线A的物料加工完成之后需要流入物流线B进行加工，但两条物流线互不相识，只能各自负责各自的工作任务，现在需要两条物流线协工作就必须建立两条物流线之间的沟通桥梁也就是信号的交互。试想一下，物流线A加工完成之后需要将物料运送至物流线B但是物流线A不知道物流线B上是否存在物料，所以物流线B需要将允许进入的信号给到物流线A，同时物流线B不知道物流线A有没有放行物料，所以物流线A也需要将物料放行的型号给到物流线B。所以在改案例中，交互的信号有1.物流线A放行信号（输出）。2.物流线B的允许进料信号（输出）

通过上述事例我们可以看出，使用设备的I/O口可以实现设备与设备之间的简单交互，由于I/O口的数量有限，所以此方法只适用于数据量不大的交互。使用I/O进行数据交互的优势在于使用简单，无论是程序设计还是硬件接线都是非常简单的，并且还支持不同的PLC之间、PLC与单片机之间的数据交互。缺点也非常明显，就是PLC的IO点数是有限的，并且IO模块的价格昂贵，不能用于数据庞大的信息交互

2.使用协议通信进行数据交互

在工业控制中，常常使用串口、以太网通信进行上、下位设备的数据交互。由于数据交互是建立在通信的基础上，相较于I/O交互，对于使用的难度会有一定的提升，需要开发者了解串口或者以太网的通信原理。

通信在工控中的运用主要是上位机与PLC的通信，PLC与PLC之间的通信，PLC与下位设备之间的通信三种。上位机主要是指工控计算机，下位设备主要包含一些控制器、传感器等。例如控制器包括温度控制器、变频器、伺服驱动器等，传感器包括一些温度传感器，压力传感器，光栅尺，工业相机，扫码枪等。可谓是应用广泛。

由于使用通信交互数据是建立在通信的基础上，在设计的时候应该注意考虑通信的可靠性，如果通信掉线而我们的主设备有没能及时做出相应的报警将会是一件非常危险的事情，所以我们在做设计的时候通常会加入通信的心跳检测，所谓心跳检测就是一种定时询问的机制，用于判断通信连接是否出现异常，例如PC与PLC之间要进行数据交互，PLC提供一个寄存器，PLC程序初始化将该寄存器写零，若PC读取到该寄存器为0延时一段时间之后将其写为1，PLC发现寄存器为1时延时一段时间将其写为0，该寄存器就在0和1之间跳变，好似心跳一般所以称之为是心跳信号，如果发现该寄存器保持为0或者1那就说明通信双方有一方已经宕机或者通信已经中断，这个时候我们的控制系统就应该做出相应的反应。

在设计通信协议的时候，我们应该根据数据的大小合理安排寄存器的数量并作出适量的预留，我以PLC与扫码枪之间的通信为例，首先我们需要了解条码的长度，假定条码的长度为30B，我们预留10B，存储条码的寄存器总长就应该是40B，D0-D19。另外PLC需要控制扫码枪去扫码，也需要读取扫码枪状态信息，所以我们规划PLC的一个二进制位M0作为扫码枪的使能信号，相当于扫码枪的开关，M1作为触发扫码扫码的信号，M2作为扫码枪当前是否允许扫码的空闲限号，M3作为扫码枪的扫码完成信号，这样在程序设计的时候，首先PLC需要给扫码枪使能，在执行扫码前需要判断M2扫码枪是否空闲，若扫码枪正在扫码就不允许再次触发扫码，PLC给出M1的扫码触发信号后，得到M3扫码枪的完成反馈就可以读取D0-D19的条码数据了。

总之无论是通过什么方式去实现交互，我们都应该充分考虑设备之间的状态、工作原理、时序逻辑等，这样才能做到让设备安全稳定的运行。