| PLC在稱重儀表串行通訊控制中的應用 | 2020-01-15 |
| 摘要:以西門子S7-200系列CPU214PLC和XK3102通用型稱重儀表為例，介紹了基于PLC自由口通訊技術實現稱重儀表與PLC之間的通訊方法及其通訊協議、硬件連接和軟件設計等技術。在此基礎上稍加改進，可應用到國內防爆地磅界大多數具有串行通訊接口的通用型稱重儀表上，使通用型稱重儀表拓展使用到自動灌裝機、稱重配料系統、液體灌裝機、料斗秤、灌裝秤和網絡化稱量系統等許多工業計量領域，大大縮短了專用防爆地磅的設計周期并降低了生產成本，具有一定的參考應用價值。 1.前言 隨著PLC控制技術的發展和成熟，PLC技術在工業計量領域的應用越來越廣泛。過去，防爆地磅界的許多企業由于缺乏專用稱重儀表或其專用稱重儀表種類單一，難以滿足用戶各種各樣的生產工藝要求，限制了在工業專用秤領域的自由發展。近年來隨著PLC和稱重儀表通訊控制技術的日益成熟，在性能價格比極優的通用型稱重儀表基礎上增加PLC控制技術，使稱重儀表具有用戶二次編程功能，可使通用型稱重儀表拓展使用到自動灌裝機、稱重配料系統、液體灌裝機、料斗秤、灌裝秤和網絡化稱量系統等許多工業計量領域，導致了傳統的通用型稱重儀表出現了結構化的變革，大大縮短了專用防爆地磅的設計周期并降低了生產成本，促進了稱重技術的發展。 在自動稱量控制系統中，過去PLC和稱重儀表進行的數據交換大多釆用BCD并行接口技術，通過數字量I/O接口將數據傳送到PLCo近幾年，隨著的邏輯控制，還具備了串行通訊功能,使得稱重儀表和PLC的通訊控制更加靈活方便。 2.S7-200PLC串行通訊技術 S7-200PLC系列PLC的通訊口主要有PPI方式和自由口（Freeport）方式等兩種工作方式。其中自由通訊口協議對用戶開放，可以與稱重儀表等任何具有串行接口的外圍設備進行數據通訊。自由口方式只能在PLC運行方式下通訊，在進行通訊之前，必須先對通訊口初始化。S7-200PLC通訊口的初始化是通過對特殊標志位SMB30和SMB130的設置來實現的。對214的CPU而言，只需定義SMB30。這些字節設置了自由端口通訊的操作方式，并提供自由端口或者系統所支持的協議之間的選擇。對于發送，SM214有專門的發送指令用于發送數據，不過在發送數據前，應先將所要發送的數據儲存在TABLE的后面，形成所謂的緩沖區。利用XMTTABLEPORT指令就可以將數據發送給稱重儀表。PLC控制技術的快速發展，PLC不僅可以實現一般其中PORT通訊口，對SM214,只能是0。如果有測量方法是采用ZC-8型接地電阻測定器，按圖9接線進行測量。10m和20m的兩根導線可同方向排列，亦可成30°C夾角，將接地棒打入地下300mm-400mm時，檢查補助接地電阻滿足儀表靈敏度要求時，轉動搖柄120轉/分讀出儀表示值，即是該接地裝置的接地電阻。若不大于4。為合格，測量結果由電力試驗部門出示檢測報告，記錄當日的大氣，陰，晴，氣溫,存檔備查。 一個中斷程序連接到發送結束事件上，在發完緩沖區中的個字符時，會產生一個中斷，也可以監視發送完成狀態位SM4.5或SM4.6的變化來進行發送后的處理oSM214沒有專門的接受指令，它是通過特殊標志位SM2來接收字符的。SM2是一個暫存寄存器。當接收的是一個字符串時，該緩沖器將一個字符一個字符的接收，每接收一個字符產生一個中斷，中斷事件號為8,我們只需要用一個中斷程序連接到這個中斷事件上，就可以處理接收到的字符。 3.PLC和稱重儀表的硬件連接 西門子公司的S7-214PLC具有一個標準的RS485串行接口，根據稱重儀表提供的串行接口是RS232或RS485可選擇兩種接線方法。 3.1、稱重儀表具有RS232接口 硬件連接如圖1所示： 圖中，PC/PPI（Point-Point-Interface）為隔離型的編程電纜，既可實現RS232/RS485協議的轉換，又可實現稱重儀表與現場PLC的隔離，且有的可靠性。 3.2、稱重儀表具有RS485接口 硬件連接如圖2所示： 由于西門子公司提供的PC/PPI電纜價格比較昂貴，而通訊的原理相對比較簡單，所以盡可能釆用自身帶有RS485接口的稱重儀表，從而可以自制一根通訊電纜，降低成本。 4.XK3102稱重儀表通訊協議 4.1、XK3102稱重儀表數據發送為間斷方式,如圖3所示在一幀發送期間可能因發送速率不同而分為幾次間隔發送。 4.2、由用戶編程決定的串口設置參數 4.3、串行口數據格式 |起始位|0|2|3丨4|5|6|校驗位|停止位|類型:EIA-RS-485C/232C 方式:RS232、20mA電流環為半雙工 格式：波特率（波特/秒）:1200、2400、4800、9600 數據位：7位 停止位：1位 校驗位：1位（偶） 代碼:ASCII 4.4、數據格式 5.PLC通訊程序設計 5.1、稱重儀表和PLC之間的自由口通訊釆用主從方式，以稱重儀表作為主機發送稱重數據，從站PLC響應來自稱重儀表的數據。 5.2、部分程序清單 MAINLDSM0.1//次掃描標志位SM0.1=1CALLRead//調子程序LDSM0.7//若在TEMP模式，則設置PPI協議=SM30.0//若在RUN模式，則設置自由通訊口協議ReadM0VB1669,SMB30//9600、偶校驗、7位M0VD&VB10,VD80//指針指向緩沖區M0VDVD80,VD86//指針指向緩沖區 M0VW+0,VW84//清除緩沖區字符計數器 要將管子兩端同時接地，使鋼管形成短接環路，雷電感應的沖擊電流，不會在管線兩端產生高電壓。 接地的方法，將所有穿線管的兩端用中6mm鋼筋焊在一起，再從接線盒一端用銅線引至接地母板。（美國有資料介紹，在管子外部敷設一根單股銅線，緊固在管子兩端同時接地）。 c.儀表及傳感器屏蔽線的接地應在儀表接口一端進行。為了不使屏蔽線產生環流對儀表產生干擾，所有傳感器的屏蔽線在傳感器的一端應與外殼有1000M"以上絕緣電阻。安裝時應逐個檢查，發現絕緣電阻偏小者應更換。 儀表至接線盒之間的電纜的穿線管接地方法與b所述相同。如使用儀表是金屬外殼，應接地。 d.傳感器的輸出信號及儀表輸入端防沖擊保護器（SVP1-SVP16）的接地，應就近接在不銹鋼的接線盒的外殼上，因金屬外殼的接線盒已接至接地母板上。 e.秤臺的接地應在秤臺的兩端內側的金屬板上焊接一塊10mm，50mmX50mm的銅板用M10銅螺栓經中6mm銅線連接到接地母板上。秤臺一側的M10螺栓亦應涂工業凡士林油，使防氧化保護。 五.接地裝置的質量驗收 1.接地裝置的質量驗收，要由電力試驗部門的專業人員來驗收。 首先要檢查電子防爆地磅接地裝置的裝設位置是否合理，與直擊雷保護（避雷針）的接地裝置之間的距離應大于25米。 2.檢查電子防爆地磅所有接地點是否有松動或銹蝕。接地母板應放在秤體內部防止被人盜走。 3.實地測量接地裝置的接地電阻。 6.結束語 PLC由于其高可靠性、編程簡單、通用性強、體積小、結構簡單、安裝維護方便等優點，從而在自動稱量控制中得到了廣泛的應用。在稱重儀表和PLC的通訊基礎上，增加文本顯示器和打印機等，可方便地實現稱量參數的輸入、修改、顯示和打印功能,從而組成性能價格比的稱量控制系統。 | |
