LC200與漢顯屏的通信在副井井口調(diào)度中的應(yīng)用

（魯中礦業(yè)有限公司采礦部，山東萊蕪市，271100）孟鑫煒 王 振

采礦部小官莊礦區(qū)是一座現(xiàn)代化的地下礦山，副井井筒直徑7m，裝備了兩套提升機(jī)系統(tǒng)，井下共有八個水平中段。現(xiàn)行的罐籠調(diào)度方式為井口調(diào)度人員根據(jù)需要安排罐籠升降，利用漢顯屏將多個罐籠去向的信息顯示給兩提升機(jī)信號房總信號工，信號工根據(jù)顯示內(nèi)容，依次選擇去向傳輸給卷揚(yáng)房，卷揚(yáng)司機(jī)根據(jù)總信號工去向指示操作罐籠運(yùn)行，同時(shí)井口調(diào)度對罐籠的去向指示信息和罐籠實(shí)際深度信息可對侯罐人員顯示，使其根據(jù)需要需要選擇所乘大小罐籠，同時(shí)能夠了解罐籠位置，提前做好乘罐準(zhǔn)備。

原設(shè)計(jì)漢顯屏因故障導(dǎo)致內(nèi)容無法正常顯示，且隨著設(shè)備的更新?lián)Q代，原功能已不完全符合現(xiàn)場實(shí)際需求，因此我們做的是重新設(shè)計(jì)制作LED漢顯屏、優(yōu)化并完善各項(xiàng)顯示功能，實(shí)現(xiàn)PLC200與漢顯屏的通信，本文重點(diǎn)闡述介紹了S7-200PLC與LED漢顯屏控制卡之間數(shù)據(jù)傳輸過程及控制顯示方式。

1 硬件設(shè)計(jì)

1.1 通信方式選擇

由于礦井企業(yè)的現(xiàn)場的電磁干擾比較嚴(yán)重，采用RS232串口極容易受干擾致使數(shù)據(jù)傳輸發(fā)生錯誤，而RS485串口采用共模差動輸入，能有效地抑制小干擾信號，同時(shí)，RS485串口的有效傳輸距離較大，傳輸速度也較快，故在設(shè)計(jì)中采用抗干擾性能較好的RS485串口[1]。

1.2 組成結(jié)構(gòu)

由于本系統(tǒng)中的PLC要同時(shí)接受提升機(jī)電控罐籠深度數(shù)據(jù)、運(yùn)行控制及將向LED漢顯屏控制卡發(fā)送顯示數(shù)據(jù),信息量較大,同時(shí)為實(shí)現(xiàn)RS485串行通訊，我們選用西門子帶RS485通訊口的S7-200CPU 226 PLC,它具有2個RS485通訊口，模塊通信能力較強(qiáng)等特點(diǎn)，根據(jù)系統(tǒng)I/O點(diǎn)數(shù)的實(shí)際需求，增加了EM221數(shù)字量擴(kuò)展模塊，同時(shí)為實(shí)現(xiàn)罐籠深度數(shù)據(jù)的有效采集，系統(tǒng)附加EM277通信模塊。

1.3 LED漢顯屏

漢字顯示屏由發(fā)光二極管點(diǎn)陣組成,采用F3.75單色32*64像素24塊單元板拼裝結(jié)構(gòu)，整體LED顯示屏為兩塊96×256像素矩陣,單色雙面顯示，劃分A、B、C、D四個區(qū),分別顯示調(diào)度安排JKD2.8×6提升機(jī)罐籠（A）、JLD1.85*4提升機(jī)罐籠（B）的運(yùn)行指示和兩罐籠的實(shí)際運(yùn)行深度（C）及其萬年歷、時(shí)間、溫濕度和宣傳標(biāo)語信息（D），其中A、B兩區(qū)為雙面同步顯示，各單元板與控制卡連接均為T08-1接口。兩端顯示效果如圖1、圖2所示。

圖1 LED漢顯屏西面顯示效果示意圖

圖2 LED漢顯屏東面顯示效果示意圖

1.4 LED漢顯屏控制卡

1.4.1 肯韋電子LED顯示屏PLC MODBUS串口線控制卡

此控制卡采用雙串口設(shè)置，一個串口采用MODBUS協(xié)議，另一個采用公司內(nèi)部協(xié)議。支持像素為單色192*256、雙色128*256，支持10個顯示頁，每個顯示頁多達(dá)32個分區(qū)。

1.4.2 麒麟電子LED顯示屏控制卡

HD-W61WIFI無線LED控制卡，控制范圍:單色32*1024、雙色32*512，通訊方式:U盤與WIFI傳輸。其具有多區(qū)域任意分區(qū)、炫彩邊框、WIFI無線通訊、手機(jī)發(fā)送等功能，我們用其實(shí)現(xiàn)對D分區(qū)萬年歷、時(shí)間、溫濕度和宣傳標(biāo)語信息的顯示。因此控制板傳輸?shù)葹閺S家成品，使用簡潔方便，下文不做具體通訊介紹。

2 軟件設(shè)計(jì)

2.1 PLC200與漢顯屏控制卡通訊的實(shí)現(xiàn)

肯韋電子LED漢顯屏控制卡通訊接口電氣標(biāo)準(zhǔn)通訊接口符合RS-485國際標(biāo)準(zhǔn)。通訊協(xié)議采用MODBUS通訊協(xié)議RTU模式，PLC作為主機(jī)模式，控制卡作為從機(jī)。通訊速率采用9.6kbps的波特率，RTU數(shù)據(jù)格式字符格式為11位（1個起始位、8個數(shù)據(jù)位、1個停止位），數(shù)據(jù)鏈路層由串行數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議定義，串行數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議為主從協(xié)議,采用主從應(yīng)答方式進(jìn)行通訊,通訊時(shí)PLC作為發(fā)送單元,而控制卡按PLC的要求回應(yīng)PLC。

按照控制卡底層協(xié)議要求，控制板建立通訊使用前，需使用廠家自帶的分區(qū)設(shè)置軟件通過串口1設(shè)置顯示屏參數(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中，漢顯屏根據(jù)需要，用分區(qū)軟件對其控制的A、B、C三個區(qū)域按照每行為一單元重新分為6個控制區(qū)。參數(shù)設(shè)置完后，PLC直接向指定分區(qū)下發(fā)ASC碼。

編程中，PLC200使用了MODBUS主站庫，調(diào)用MBUS_MSG指令實(shí)現(xiàn)對從站的訪問，MODBUS通信中的功能碼通過指令自行轉(zhuǎn)換。根據(jù)控制卡開發(fā)廠家定義的發(fā)送格式傳輸信息幀數(shù)據(jù)串，以此顯示具體信息。

2.2 罐籠去向及提升種類顯示

程序傳送的字符串預(yù)先儲存在PLC的存儲器中，實(shí)際操作過程中，由調(diào)度員根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)進(jìn)度以及井下人員的要求來進(jìn)行調(diào)度，PLC根據(jù)調(diào)度員輸入的命令將請求調(diào)度的信息顯示在漢顯屏上。實(shí)際應(yīng)用中我們根據(jù)需要對兩罐籠調(diào)度選擇去向水平分別做了排序處理，具體思路為：將各水平按大小自上而下分別賦值1、2、3……數(shù)值，根據(jù)所選擇的水平個數(shù)來開通顯示水平個數(shù)，根據(jù)賦值數(shù)值大小，經(jīng)比較后將最小值水平信息顯示在水平第一顯示位，然后去除最小值，繼續(xù)比較大小，選擇此小值放入水平第二顯示位，以此類推。

2.3 罐籠實(shí)際位置顯示

為使乘罐職工第一時(shí)間了解兩罐籠實(shí)際位置，我們將該系統(tǒng)S7-200PLC掛入大罐PROFIBUS-DP通信網(wǎng)絡(luò)，將其作為大罐一從站存在，實(shí)時(shí)接收由主控S7-400PLC發(fā)來的深度信息。

對于小罐深度數(shù)據(jù)的采集，我們采用S7-200PLC的高速計(jì)數(shù)端口，利用TRD-N2000-RZ編碼器采集電機(jī)側(cè)深度信息，經(jīng)處理后顯示在C區(qū)罐籠深度顯示位值，同時(shí)程序自帶零位校正及人工校正功能，以確保顯示小罐深度信息的準(zhǔn)確性。

3 結(jié)語

系統(tǒng)中采用S7-200P LC實(shí)現(xiàn)對礦井兩套提升機(jī)調(diào)度系統(tǒng)的去向和深度等信息的采集，并與LED顯示屏控制卡建立通訊，按照規(guī)則將信息實(shí)時(shí)發(fā)送到LED漢字顯示屏上顯示,此系統(tǒng)能使提升機(jī)信號人員和侯罐人員及時(shí)了解罐籠信息，減輕了操作人員的勞動強(qiáng)度，信息傳輸穩(wěn)定。并且，該通訊方式也應(yīng)用于調(diào)度室礦量顯示系統(tǒng)中，實(shí)踐證明，該系統(tǒng)具有極高的推廣價(jià)值。