鄒 磊 余昊洋 吳金龍 葉冠龍 甄 研

（吉林建筑大學 電氣與計算機學院，吉林 長春130118）

1 PLC 的優(yōu)點

一套完整的消防系統(tǒng)包含了探測器檢測單元和消防聯(lián)動控制模塊，我們需要將他們建立一個高效穩(wěn)定的通信。PLC 經(jīng)歷了數(shù)十年的不斷發(fā)展和改進，無疑是最適合的控制器。現(xiàn)在的可編程邏輯控制器主要以下幾個優(yōu)點，這些優(yōu)點使它成為了消防系統(tǒng)的最優(yōu)選擇。

1.1 PLC 在制造上運用了高度集成電路生產(chǎn)技術(shù)和嚴格的生產(chǎn)工藝，提高了控制電氣設(shè)備的能力，使其控制更加高效，可靠性更高。PLC 內(nèi)部設(shè)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(tǒng)繼電器和接觸器系統(tǒng)相比，PLC 組成的控制系統(tǒng)減少了電氣接線和開關(guān)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(wěn)運行的同時，還可以保障PLC 周圍電路和電氣設(shè)備安全無故障運行。在消防系統(tǒng)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(tǒng)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(shè)計生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展和進步，形成了可用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場景的各種尺寸的系列產(chǎn)品。PLC 最基本的功能是邏輯處理，其完善的數(shù)據(jù)傳輸功能，使PLC 成為數(shù)控機床領(lǐng)域中的佼佼者。近年來，PLC 功能單元大量產(chǎn)生，使得PLC 可以參與到更多類別的工業(yè)控制中。而由PLC 構(gòu)成得控制系統(tǒng)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(fā)展。一棟高層復雜建筑，其消防檢測單元和聯(lián)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(shù)據(jù)經(jīng)過PLC 處理可以在PC 機上直接顯示。系統(tǒng)可以將采集的數(shù)據(jù)與預設(shè)值對比，然后發(fā)出指令控制聯(lián)動控制系統(tǒng)作出反應。這一復雜的過程可以在極短的時間內(nèi)完成，減少損失。

1.3 PLC 編程設(shè)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(guān)邏輯控制指令就能實現(xiàn)繼電器電路的功能。因而在智能消防系統(tǒng)的設(shè)計的時候，可以減少我們的程序設(shè)計耗時，為我們后期對系統(tǒng)程序的改變和升級提供了便利。

2 S7-200 PLC 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(shè)備的通信任務更加完整[1]。

2.1 PPI 通信功能

點對點接口通信（縮寫為PPI）是西門子S7-200 CPU 的最基本的通信方法，通過PLC 的原始端口來實現(xiàn)。在PPI 通信協(xié)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(jù)通信任務用固定格式向PLC 發(fā)送通信指令[2]。PPI 僅在主站上編寫程序，從站網(wǎng)絡(luò)讀取和寫入命令沒有任何意義。

2.2 MPI 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(wǎng)絡(luò)的速率一般是在19kbps 到12mbps 之間。采用MPI 通信方式的通信系統(tǒng)最多可以連接32 個節(jié)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(xié)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(xié)議來控制程序。通過設(shè)定特殊存儲字節(jié)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(fā)送中斷、接收中斷、發(fā)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(tài)時才可以實現(xiàn)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(zhuǎn)為正常的PPI 通信模式。

3 EHT-MPI 轉(zhuǎn)換器的優(yōu)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(fā)展，廠家放棄了這種接口。但usb接口又不穩(wěn)定，抗干擾能力弱，導致usb 接口使用非常受限。隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，PLC 也增加了以太網(wǎng)接口，但價格會比較昂貴。本系統(tǒng)采用的PLC 沒有以太網(wǎng)接口，但所需要的傳輸數(shù)據(jù)較遠。所以我們采用了EHT-MPI 轉(zhuǎn)換器，其在實現(xiàn)以太網(wǎng)遠程通信的同時，降低了成本。

3.1 EHT-MPI 轉(zhuǎn)換器的鏈接

PLC 的CPU 上的MPI 接口經(jīng)EHT-MPI 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)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。

3.2 EHT-MPI 轉(zhuǎn)換器的參數(shù)配置

EHT-MPI（DP）的配置直接在瀏覽器中配置。將PLC 通電EHT-MPI 轉(zhuǎn)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(wǎng)關(guān)設(shè)置為192.168.1.1，子網(wǎng)掩碼設(shè)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(shù)配置。

進入?yún)?shù)設(shè)置界面，將轉(zhuǎn)換器IP 設(shè)置為192.168.1.10，物理地址設(shè)置為FF.FF.FF.FF.00，波特率設(shè)置為自動檢測。

4 結(jié)論

本文結(jié)合智能消防系統(tǒng)的設(shè)計，對PLC 的主要進行了簡介，PLC 具有極強的穩(wěn)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(wěn)定性和可靠性。

我們將EHT-MPI 通信轉(zhuǎn)換器應用在基于PLC 和組態(tài)王的智能消防聯(lián)動系統(tǒng)的設(shè)計項目中，研究了EHT-MPI 轉(zhuǎn)換器的效果。在表現(xiàn)上來看，EHT-MPI 轉(zhuǎn)換器的優(yōu)點十分突出。EHT-MPI 轉(zhuǎn)換器價格低廉、性能穩(wěn)定、效果顯著，在中遠程通信的發(fā)展和應用中，有著非常可觀的前景。