隨著計算機控制技術的不斷發展，可編程控制器PLC的功能越來越強大，不僅具有各種各樣的控制功能，還具有與其他設備通信聯網的功能。與之相應，PLC的應用也日益普及，不僅被廣泛應用于傳統的邏輯控制、PID控制和變頻調速等領域，還逐漸被用于數據采集、環境監控等領域。本方案介紹的分布式PLC監控系統采用分布式的構建方案，利用基于西門子PLC的實時測量技術對各設備的監控點數據進行采集、監測，以達到分散連接、集中監控的目的。在自由口模式下實現PLC與LCW系列數據存儲器的通信，將監控數據完整的保存到存儲器的SD卡中，彌補了PLC存儲、管理大量數據能力不足的缺陷。通過此方案，用戶可對各設備的監控數據和PLC的工作狀態進行長期、有效的存儲。

系統結構

PLC采用西門子S7-200PLC，是串行通訊方式最為豐富的小型PLC，支持多種通信協議，如點對點接口協議（PPI協議）、多點接口協議（MPI協議）和PROFIBUS協議以及自由通信協議等。其中自由通信協議又叫用戶定義協議，利用自由端口模式，可以實現用戶定義的通信協議，連接多種智能設備，使用起來非常方便，在第三方工程接入中取得了巨大的成功。

PLC具有一定的數據存儲功能，可防止因通信錯誤而出現數據丟失的情況，然而PLC存儲、管理大量數據能力不足；另外在電源掉電或內存丟失后，PLC的系統時間會被初始化,這會使數據保存時間與實際時間不符，無法對監測數據進行長期有效的保存。

數據存儲器采用廣州樂誠電子科技有限公司提供的LCA3213數據記錄儀,是一款可以替代PC機的便攜式串口數據記錄儀。采用嵌入式系統控制芯片，將串口RS-232/485輸入的數據透明存儲在SD卡中。數據存儲器采用模塊化設計，不需要用戶對現有設備進行改造，實現數據實時存儲。該產品已廣泛使用于系統集成設備、自動化采集設備、高校、研究所重要實驗裝置“黑匣子”，是具有高度集成，高可靠性，低成本優勢的數據存儲產品。有如下功能：

a采用工業級高性能32位處理器，運用獨特的動態內存分配管理算法，提高數據的處理能力，實現實時高速數據采集、持續數據記錄和大容量數據存儲的便攜式數據存儲記錄儀。其高達100Kb/s的數據接收及存儲能力,完全適應傾角傳感器高速的，海量的數據存儲。

b超低功耗設計，支持鋰電池供電適用野外和移動狀態下的數據存儲環境。

c具有時鐘功能，數據存儲文件以當前的年月日自動命名；可根據用戶的具體需要對接收到的每幀數據加入實時時間，方便后期數據處理。

d中文配置軟件，通過串口可修改波特率、時鐘校準等。

e可對儀器儀表采集設備發送輪詢指令（根據用戶需求定制）。

f存儲器工作用的參數可以固化到處理器內的FLASH存儲器中，不會發生參數丟失的問

題。固化的工作參數上電時自動調出。

基本組成圖

LCW數據存儲器與PLC通訊

數據存儲器的串行口直接與S7-200PLC的RS-232/485口進行通訊,在自由端口模式下，PLC的串行通信接口由用戶來控制，PLC相當于從站，數據存儲器相當于主站。除了自發向數據存儲器發送報警信息和連接保持信息外，一般都是接收到數據返回請求后，再向數據存儲器發送數據。PLC接收完數據存儲器發送來的數據后，觸發端口0接收完成中斷對數據包進行分析。如果是巡檢命令，則將實時采樣數據存儲到巡檢數據寄存器中，然后調用PackandSend子程序，設置好寄存器地址即可按照命令返回相應數據。PLC發送完成后觸發端口0發送完成中斷，將各標志位寄存器復位，為下一次通信做準備。

a)通信程序的實現

（1）根據用戶的具體需求，數據存儲器可主動發送輪詢指令。采用串行口工作方式以數據存儲器作為主機，向PLC進行呼叫，定期讀取數據或者寫入數據；將PLC返回的監控數據保存在SD卡中。其程序流程圖參見圖2。

單片機端通訊程序流程圖

（2）PLC端程序流程圖的實現。PLC端作為從機，采用梯形圖或者STL編程，主要是先設置通訊協議，然后按照協議把采集到的數據進行處理，再發送給主機數據存儲器，其具體的程序流程圖如圖3所示。

PLC端通訊程序流程圖

數據分析

通過讀卡器將SD卡中的監測數據導入電腦軟件中，電腦軟件根據實際業務需要設計相應的算法，對數據進行分析，以數據報表，圖表等方式展現結果。

文中所述方案可以準確、可靠地測量惡劣環境下的現場數據并存儲。數據存儲器和PLC的采用不僅增大了系統的穩定性，而且還可以很方便地根據實際需要適當地增加或改變監控對象，對系統功能進行擴展。由于都采用模塊化設計，所以對系統進行簡單修改后即可用于其他工業監控應用中。實驗表明,該方法能夠穩定可靠地采集和存儲數據,為中小規模監測系統的數據檢測提供了一個可供參考的解決方案。