PLC通信中处理心跳信号的两种方法

当代工业控制已经越来越趋于网络化，一台设备往往不是孤立的存在，而是需要跟它的外围系统进行各种各样的通信。比如：设备要跟工厂的管理系统(MES)进行通信以传送过程数据、跟生产线进行通信以获取相关的启停信号、跟目视管理系统(ANDON)进行通信以收发一些可视化数据等等。设备在与外围系统的通信中要发送/接收一种信号，用来判断通信是处于正常状态还是中断状态。这是一种跳变的信号，只要通信正常，它就会按照某种规律变化；一旦在某段时间内检测不到这种变化，就认为通信中断了。这种跳变的信号被形象的称为"心跳信号"。

今天这篇文章，和大家分享下PLC处理心跳信号的两种方法。

1、心跳脉冲

处理心跳信号的比较简单的方法是使用脉冲。

发送方以一定的频率发送脉冲信号，接收方用该脉冲信号的取反值启动延时接通定时器(TON)，并设置一个比脉冲周期长的延时时间。

如果脉冲信号处于变化状态，延时接通定时器不会到达其设定时间；

如果脉冲信号停止变化，延时接通定时器会开始计时，达到其设定时间后触发通信中断报警；

脉冲的周期不宜太短或太长，一般使用1秒的脉冲信号。

举个例子：

以DB10.DBX0.0做为心跳信号，DB10.DBX0.1做为报警信号，以心跳信号的取反值启动延时定时器，可以这样写代码：

上述代码其实有一个小的漏洞：假设DB10.DBX0.0恰好在值为1的时候发生了中断(不再变化)，上述代码是不会触发报警的。

为了补上漏洞，可以在上述代码的基础上再增加一个延时接通定时器，以心跳信号触发，如下图：

这样任何一个定时器时间到了都会触发通信中断报警。

上述是以脉冲的方式处理心跳信号，还有一种方法是使用心跳计数器。

2、心跳计数器

与心跳脉冲使用布尔型变量不同，心跳计数器使用整数作为心跳值。该数值从0开始计数，每隔一定时间(通常是1秒)加1，当到达最大值后再从0开始重新计数。

对于心跳计数器的检测采用定时取样的方法，每隔一定时间(比如5秒钟)采集心跳计数器的数值，用当前值跟上一次采样的值进行比较，如果不同，说明心跳信号正常；如果两者相同，说明心跳计数器没有更新，即通信发生了中断。

关于如何定时采样，我之前写过一篇文章，请参考：西门子SCL编程实例——定时采样程序

好了，关于PLC处理心跳信号的两种方法就先介绍到这里。

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PLC产生脉冲信号的两种方法

脉冲信号在PLC编程中会经常用到，比如：通信过程中的心跳脉冲、蜂鸣器/指示灯的报警脉冲等等。这些脉冲信号可以来自硬件(组态)，也可以来自软件(编程)。今天这篇文章，给大家介绍下两种产生脉冲信号的方法，包括：

CPU的时钟脉冲；扩展函数LGF_Frequency；

1、CPU的时钟脉冲

CPU的时钟脉冲可以产生8个不同频率的脉冲信号(占空比1:1)。在CPU的硬件组态中找到【系统和时钟存储器】，勾选【启用时钟存储器字节】，在时钟存储器字节的地址中输入位存储器的地址(默认为MB0)，那么CPU的硬件(严格来说是操作系统)会将相应频率的脉冲写入到该位存储器字节的相应位。比如下面这张图：M0.1是5Hz的时钟脉冲，M0.5是1Hz的时钟脉冲。

这种配置脉冲信号的方法很简单，不过其缺点在于会降低程序的通用性。比如：有的人使用MB0作为时钟存储器字节，有的人使用MB10或者其它的位存储区作为时钟存储器字节，这在不同的项目程序移植时会造成一些困难。为了提高程序的通用性，可以使用通用扩展函数库中的LGF_Frequency函数。

2、LGF_Frequency

扩展函数LGF_Frequency可以产生指定频率及占空比的脉冲信号，在全局库【信号发生器】中可以找到该函数，其初始添加状态如下图所示：

函数LGF_Frequency有两个输入参数和两个输出参数：

输入参数包括：

frequency：实数，发生器的输出频率，单位Hz；脉冲的周期为频率的倒数，假设频率设置为0.5，则该脉冲的周期为2s；PulsePauseRatio：实数，输出脉冲的占空比，即高电平持续时间与低电平持续时间的比值；假设占空比为3.0，则高电平持续时间/低电平持续时间=3/1；

输出参数包括：

clock：布尔型，脉冲输出地址；countdown：TIME型，当前状态的剩余时间；

使用LGF_Frequency函数可以产生与硬件无关的脉冲信号。比如，

下面的代码(FB2_ClockTest)分别产生一个1Hz、10Hz、0.5Hz且占空比为1:1的脉冲信号。

这些信号存放在全局数据块DB10_GlobalPulse的变量中：

执行该函数块的Trace数据如下图所示：

这种通过函数块和数据块实现的脉冲信号提高了程序的可读性，并且能产生任意需要的周期及占空比的脉冲信号，缺点是需要手动编程，相比CPU的脉冲信号复杂一点；

说明：其实之前介绍过LGF_Frequency及通用函数库，可以看看文章：博途扩展函数库LGF系列教程(1)-LGF_Frequency

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