西門子串口模塊在皮帶秤遠程控制中的應用

李榮芳，孟 鑫

（山東乾舜礦冶科技股份有限公司，山東 濟南 250014）

1 前 言

電子皮帶秤作為一種計量設備，以計量精度高、工作性能穩定、結構簡單、功能強大等優點在冶金企業里廣泛應用，如：采礦、選礦、燒結、煉鐵、煉鋼、原料儲運等。傳統皮帶秤與自動化系統的通訊方式一般為硬線通訊，PLC 的指令傳達和皮帶秤的反饋信號通常會有相當的誤差，皮帶秤運行累計流量的誤差會逐漸增大，企業的日報表、月報表也會產生相應的誤差累計，在一些控制相對精確的場合會有一定影響；傳統的皮帶秤校秤運行幾天就需要到現場進行去皮操作，以提高皮帶秤的精確度，工作較繁瑣。為此，采用西門子串口模塊對某公司的24臺電子皮帶秤進行遠程控制。

2 硬件的實現

控制系統采用西門子400H系列的PLC，利用西門子CP340通訊模塊與皮帶秤進行通訊。CP340模塊有1 個RS232 串行通信接口，可使PLC 與皮帶秤以點到點通信方式進行數據交換。CP340是PLC與PLC 或計算機進行數據交換的橋梁和紐帶。一方面，CP340通過背板總線與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RS232接口遠程與24臺皮帶秤進行通訊，每臺皮帶秤都有自身的地址，設置為1～24。工作模式采用半雙工通訊，即數據在同一時間只能發送指令到皮帶秤，或者接收從皮帶秤的反饋數據。系統的網絡結構如圖1所示。

圖1 系統網絡結構

CP340模塊上有接收緩沖存儲器和發送緩沖存儲器，依靠接收和發送緩沖區建立起CP340 和CPU的聯系，每個緩沖區的大小為1024 B。發送時，CPU 模塊把發送的數據寫入發送緩沖區，CP340 把緩沖區中的數據逐個發送給1~24 號皮帶秤，同時CP340 還負責從通信皮帶秤接收數據，并把接收到的數據寫入接收緩沖區，CPU 以查詢方式讀接收緩沖區。如果緩沖區不為空，CPU 便得到接收數據。讀寫緩沖區需要在用戶程序中調用專用的讀寫功能塊，完成PLC和電子秤之間的通信。

3 軟件的實現［1］

設置CP340 的通訊參數為：波特率9600，數據位7 位，停止位1 位，奇校驗，使用CP340 模塊的FB_P_SEND 和FB_P_RCV 功能塊進行數據的傳輸，24臺皮帶秤的地址為1～24。

考慮了2種方案。1）通過中斷的方式來實現對24 臺皮帶秤的輪詢通訊，在中斷程序OB35 中對皮帶秤的地址加1，地址到24 時返回地址1，同時讀寫數據，將讀寫的數據分別存到DB 塊中。2）通過查詢功能塊的狀態字來進行下一次的讀寫。首先調用生成數據程序，根據自定義ASCII 協議的格式生成符合儀表可讀寫的數據，查詢發送功能塊SEND_DONE 引腳的狀態。當SEND_DONE 引腳置1 時，執行接收程序，查詢接受功能塊的RCV_NDR引腳的狀態；當RCV_NDR 引腳置1 時，執行數據校驗的程序，數據校驗無錯誤時，執行數據處理程序。在數據處理程序中，把串口讀到的數據存取到DB塊中，數據處理完成后，皮帶秤的地址加1，進行下一次循環。實際應用中，采取了第2種方案，軟件實現流程見圖2［2］。

圖2 軟件實現流程

在軟件的設計中，把需要發送的字節和需要接收的字節存放到不同的DB 數據塊中，通過指針讀取DB 數據塊中的數據，轉化為ASCII 碼的格式，按照自定義協議的格式存入到需要發送的DB 背景塊中。在接收程序中，將從串口中接收的數據依次讀到另外一個DB 塊中，通過ASCII 碼的反轉換，得到皮帶秤運行的數據。

4 結 語

項目實施后，實現了讀取皮帶秤的實時運行瞬時流量、累計流量反饋，讀取所有皮帶秤的運行、故障等數據，實現了遠程校驗的功能；至少節約1個遠程站、3個AI模板、3個AO模板、2個DI模板，節省投資和主控室的布線空間；實現遠程清零、遠程校稱去皮，節省了操作時間，減少了誤操作；上位機中的報表可以與皮帶秤中的數據完全統一，簡化了二級系統的通訊。

［1］高強，馬丁.西門子PLC 應用程序設計實例精講［M］.北京：電子工業出版社，2010.

［2］邱公偉.可編程控制器網絡通訊及應用［M］.北京：清華大學出版社，2000.