西門(mén)子串口模塊在皮帶秤遠(yuǎn)程控制中的應(yīng)用

李榮芳，孟 鑫

（山東乾舜礦冶科技股份有限公司，山東 濟(jì)南 250014）

1 前 言

電子皮帶秤作為一種計(jì)量設(shè)備，以計(jì)量精度高、工作性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大等優(yōu)點(diǎn)在冶金企業(yè)里廣泛應(yīng)用，如：采礦、選礦、燒結(jié)、煉鐵、煉鋼、原料儲(chǔ)運(yùn)等。傳統(tǒng)皮帶秤與自動(dòng)化系統(tǒng)的通訊方式一般為硬線通訊，PLC 的指令傳達(dá)和皮帶秤的反饋信號(hào)通常會(huì)有相當(dāng)?shù)恼`差，皮帶秤運(yùn)行累計(jì)流量的誤差會(huì)逐漸增大，企業(yè)的日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的誤差累計(jì)，在一些控制相對(duì)精確的場(chǎng)合會(huì)有一定影響；傳統(tǒng)的皮帶秤校秤運(yùn)行幾天就需要到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行去皮操作，以提高皮帶秤的精確度，工作較繁瑣。為此，采用西門(mén)子串口模塊對(duì)某公司的24臺(tái)電子皮帶秤進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

2 硬件的實(shí)現(xiàn)

控制系統(tǒng)采用西門(mén)子400H系列的PLC，利用西門(mén)子CP340通訊模塊與皮帶秤進(jìn)行通訊。CP340模塊有1 個(gè)RS232 串行通信接口，可使PLC 與皮帶秤以點(diǎn)到點(diǎn)通信方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。CP340是PLC與PLC 或計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的橋梁和紐帶。一方面，CP340通過(guò)背板總線與PLC的CPU相連；另一方面，CP340 的RS232 接口與電子皮帶秤上的RS232C接口相連。CP340 串口為15 針的D 形口，電子皮帶秤的串口為14 針的孔圓形口，二者之間采用RS232接口通訊，僅需要3 根線，兩根線為通訊線，另一根線為接地線。

PLC通過(guò)RS232接口遠(yuǎn)程與24臺(tái)皮帶秤進(jìn)行通訊，每臺(tái)皮帶秤都有自身的地址，設(shè)置為1～24。工作模式采用半雙工通訊，即數(shù)據(jù)在同一時(shí)間只能發(fā)送指令到皮帶秤，或者接收從皮帶秤的反饋數(shù)據(jù)。系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

CP340模塊上有接收緩沖存儲(chǔ)器和發(fā)送緩沖存儲(chǔ)器，依靠接收和發(fā)送緩沖區(qū)建立起CP340 和CPU的聯(lián)系，每個(gè)緩沖區(qū)的大小為1024 B。發(fā)送時(shí)，CPU 模塊把發(fā)送的數(shù)據(jù)寫(xiě)入發(fā)送緩沖區(qū)，CP340 把緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)逐個(gè)發(fā)送給1~24 號(hào)皮帶秤，同時(shí)CP340 還負(fù)責(zé)從通信皮帶秤接收數(shù)據(jù)，并把接收到的數(shù)據(jù)寫(xiě)入接收緩沖區(qū)，CPU 以查詢(xún)方式讀接收緩沖區(qū)。如果緩沖區(qū)不為空，CPU 便得到接收數(shù)據(jù)。讀寫(xiě)緩沖區(qū)需要在用戶程序中調(diào)用專(zhuān)用的讀寫(xiě)功能塊，完成PLC和電子秤之間的通信。

3 軟件的實(shí)現(xiàn)［1］

設(shè)置CP340 的通訊參數(shù)為：波特率9600，數(shù)據(jù)位7 位，停止位1 位，奇校驗(yàn)，使用CP340 模塊的FB_P_SEND 和FB_P_RCV 功能塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，24臺(tái)皮帶秤的地址為1～24。

考慮了2種方案。1）通過(guò)中斷的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)24 臺(tái)皮帶秤的輪詢(xún)通訊，在中斷程序OB35 中對(duì)皮帶秤的地址加1，地址到24 時(shí)返回地址1，同時(shí)讀寫(xiě)數(shù)據(jù)，將讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)分別存到DB 塊中。2）通過(guò)查詢(xún)功能塊的狀態(tài)字來(lái)進(jìn)行下一次的讀寫(xiě)。首先調(diào)用生成數(shù)據(jù)程序，根據(jù)自定義ASCII 協(xié)議的格式生成符合儀表可讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)，查詢(xún)發(fā)送功能塊SEND_DONE 引腳的狀態(tài)。當(dāng)SEND_DONE 引腳置1 時(shí)，執(zhí)行接收程序，查詢(xún)接受功能塊的RCV_NDR引腳的狀態(tài)；當(dāng)RCV_NDR 引腳置1 時(shí)，執(zhí)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)的程序，數(shù)據(jù)校驗(yàn)無(wú)錯(cuò)誤時(shí)，執(zhí)行數(shù)據(jù)處理程序。在數(shù)據(jù)處理程序中，把串口讀到的數(shù)據(jù)存取到DB塊中，數(shù)據(jù)處理完成后，皮帶秤的地址加1，進(jìn)行下一次循環(huán)。實(shí)際應(yīng)用中，采取了第2種方案，軟件實(shí)現(xiàn)流程見(jiàn)圖2［2］。

圖2 軟件實(shí)現(xiàn)流程

在軟件的設(shè)計(jì)中，把需要發(fā)送的字節(jié)和需要接收的字節(jié)存放到不同的DB 數(shù)據(jù)塊中，通過(guò)指針讀取DB 數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化為ASCII 碼的格式，按照自定義協(xié)議的格式存入到需要發(fā)送的DB 背景塊中。在接收程序中，將從串口中接收的數(shù)據(jù)依次讀到另外一個(gè)DB 塊中，通過(guò)ASCII 碼的反轉(zhuǎn)換，得到皮帶秤運(yùn)行的數(shù)據(jù)。

4 結(jié) 語(yǔ)

項(xiàng)目實(shí)施后，實(shí)現(xiàn)了讀取皮帶秤的實(shí)時(shí)運(yùn)行瞬時(shí)流量、累計(jì)流量反饋，讀取所有皮帶秤的運(yùn)行、故障等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程校驗(yàn)的功能；至少節(jié)約1個(gè)遠(yuǎn)程站、3個(gè)AI模板、3個(gè)AO模板、2個(gè)DI模板，節(jié)省投資和主控室的布線空間；實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程清零、遠(yuǎn)程校稱(chēng)去皮，節(jié)省了操作時(shí)間，減少了誤操作；上位機(jī)中的報(bào)表可以與皮帶秤中的數(shù)據(jù)完全統(tǒng)一，簡(jiǎn)化了二級(jí)系統(tǒng)的通訊。

［1］高強(qiáng)，馬丁.西門(mén)子PLC 應(yīng)用程序設(shè)計(jì)實(shí)例精講［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2010.

［2］邱公偉.可編程控制器網(wǎng)絡(luò)通訊及應(yīng)用［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2000.