西门子安顺PLC模块总代理商

1引言

 可编程序控制器(PLC)是以计算机技术为核心的通用自动化装置，是为工业控制应用而设计的。由于其可靠性高、适合于各种恶劣的现场环境,其控制程序可变,因此在工业生产中得到了广泛的应用。随着工业生产规模的不断扩大，对生产管理集成的信息化、集成化需求不断提高，PLC控制系统也逐步从单机分散控制向着多机协同的网络化控制系统发展，plc的具有了灵活的通信能力，PLC的通信包括了PLC之间、PLC与上位机之间，以及PLC与其他智能设备之间的通信。

 随着现代电子技术及微电脑技术的迅速发展，微机技术逐渐应用到天平领域，出现了电子天平。电子天平具有数字显示，直接读数、快速称量、操作简便、重量轻、抗干扰能力强等特点，广泛应用于各行业的质量计量。电子天平一般都带有外接通讯接口，以便用户用来接打印机或与其他设备进行通讯，进行在线测量或控制。

 在工业生产过程中，很多时候是由电子天平称量的数据来对做分析和对其他设备形成控制条件，越来越多的用户希望能够将电子天平和PLC之间能够进行通信，形成能够控制电子天平的开机、关机、称量、清零等操作以及称量数据存储和分析等。

2S7-200系列PLC的自由口通信方式

S7-200系列PLC支持多种通信模式。点对点接口(PPI)、多点接口(MPI)、PROFIBUS、自由口通信等，它们都是基于字符的异步通信协议，带有起始位、8位数据、奇偶校验位和一个停止位。在自由口模式中，用户自定义与其他串行通信设备通信的协议，通过使用接收中断、字符中断、发送指令（XMT）和接收指令（RCV），实现S7-200PLC的CPU通信口与其它设备的通信。

 通过将SMB30和SMB130的协议选择域置1，将通信端口设置为自由口模式。SMB30用于设置端口0的通信波特率和奇偶校验的参数，SMB130用于设置端口1的通信波特率和奇偶校验的参数，如附图所示。

 附图 特殊存储器字节AMB30和SMB130 

 只有PLC处于RUN模式时，才能使用自由口模式，当CPU处于STOP模式时,自由口模式被禁止，自动进入PPI模式，可以与编程设备通信。为保证CPU处于RUN模式时进入自由口通信，可以采用S7-200 PLC的特殊寄存器位SM0.7来控制自由口通信方式的进入,当SM0.7为1时，CPU处于RUN模式，进入自由口通信模式。通过向SMB30或SMB130(SMB30用于设置端口0,而SMB130用于设置端口1)的协议选择位置1，可以将通信端口置为自由口通信模式。SMB30或SMB130还用于设置通信波特率、奇偶校验位、数据位。

 发送指令XMT可以方便的发送1～256个字符，如果有中断程序连接在发送结束事件上，则在发送完数据缓冲区的后一个字节后，端口0会产生中断事件9，端口1会产生中断事件26。可以监视发送状态完成状态位SM4. 5和SM4. 6的变化。在自由口模式下发送指令XMT将数据缓冲区(TBL)的数据通过指定的通信端口（PORT）发送，TBL指定发送区的格式如图所示，起始字符和结束字符是可选项，个字节“字符数”是要发送的字节，它本身并不发送出去。

 接收指令RCV可以方便的接收一个或多个字符，多接收255个字符，如果有中断程序连接到接收结束事件上，在接受后一个字符时，端口0产生中断事件23，端口1产生中断事件24。可以监视SMB86或SMB186的变化，而不是通过中断进行报文接收。SMB86或SMB186位非零时，RCV指令未被激活或接收已经结束。在自由口模式下接受指令RCV通过指定的端口（PORT）,将接收的数据信息存储在数据缓冲区（TBL）中。

3电子天平的通信

 电子天平选用了美国奥豪斯CP系列CP153型号高精度电子天平，其通讯接口为RS232方式，可以采用ASCII码方式与相关的设备进行通信，可通过串行通信方式向电子天平发送控制命令，从而实现电子天平的称量和数据的传输，CP153电子天平的常用命令的ASCII字符串和电子天平的返回信息如附表所示。

附表 电子天平常用命令

命令（ASCII字符串） 命令含义 电子天平返回信息

ON+回车 开机 OK!

OFF+回车 关机 OK!

P+回车 称量 返回当前称量值

T+回车 清零 将当前电子天平的称量值清零 

4电子天平和S7-200 PLC的通信

如何实现对电子天平数据进行采集、处理和控制已成为工业控制中经常遇到的问题。电子天平一般采用ASCII码方式与相关设备进行通讯。

由于电子天平通讯接口为RS232方式，不适宜远距离传输，而通过有源模块RS232转RS485转换后，将RS232信号转换为RS485信号，即完成与S7-200 PLC的RS485信号进行通信，又实现了远距离信号传输。

在S7-200 PLC的自由口通信模式中，用户可以定义通信口的波特率、每个字符的位数、奇偶校验等参数发送数据。根据实际情况的需要，将S7-200PLC和电子天平之间的通信协议数据设置为波特率9600，数据位8位，无校验位，1位停止位。电子天平可以通过其自身的菜单导航可将这些数据设置。

将电子天平和S7-200 PLC之间通过一个RS232转RS485模块，实现了两者之间的硬件连接。

5S7-200 PLC的发送和接收部分程序

S7-200 PLC的发送程序分为设置其自由口通信参数的程序和发送电子天平能够接收的开机、关机、称量和清零命令的程序，该程序由S7-200 PLC的特殊功能寄存器SM0.1上电初始化完成。

 系统上电后，S7-200 PLC写入其自由口通信的各个参数，设置为串口1通信，波特率为9600，数据位8位，无校验位，1位停止位，使其与电子天平的通信方式一致。并且发送接收信息的控制字节，设置接收信息的起止字节为16#68和16#67（ASCII字母h和g），接收字节数为20个，程序如下：

 LD   SM0.1  https://

 MOVB   16#09, SMB130 https:// 串口1，无校验位，八位数据位，自由口通信

 MOVB   16#E0, SMB187 https://接收信息控制字节， 

 MOVB   16#68, SMB188 https://设置接收信息起始字节 16#68 （ASCII h ）

 MOVB   16#67, SMB189 https://设置接收信息结束字节 16#67 （ASCII g ）

 MOVB   20, SMB194 https://设置接收字节数为 20 个

S7-200 PLC上电的同时写入发送电子天平能够接收开机、关机、称量和清零命令的地址和该命令的ACSII码对应的十六进制字符：

 LD   SM0.1

 MOVB4, VB200  https://发送命令 on开机  

 MOVW   16#6F6E, VW201

 MOVW   16#0D0A, VW203

 MOVB   5, VB210   https://发送命令 off   关机

 MOVW   16#6F66, VW211

 MOVB   16#66, VB213

 MOVW   16#0D0A, VW214

 MOVB   3, VB220  https://发送命令  p称量

 MOVB   16#70, VB221

 MOVW   16#0D0A, VW222

 MOVB   3, VB230  https://发送命令  t清零

 MOVB   16#74, VB231

 MOVW   16#0D0A, VW232

S7-200 PLC在发送称量命令时采用了通信口1的中断事件24接收信息完成和中断事件26发送完成的方式，其发送命令程序为：

 LD I0.2  https://发送称量命令

 EU

 XMTVB220, 1

 ATCH   INT_0:INT0, 26 https://串口1发送完成中断

 ATCH   INT_1:INT1, 24 https://串口1接收完成中断

 ENI   https://中断允许控制命令

S7-200 PLC的接收数据是在发送电子天平的称重命令以后，电子天平称量的一个稳定数据后发出的一个称量值。串口1发送完成中断，将接收的数据存到VB250存储数据空间，并且重新启动发送称量命令指令，

 LD SM0.0

 LPS

 RCVVB250, 1 https://存储数据到VB250存储空间

 NOT

 XMTVB230, 1 https://重新启动发送称量命令

 LPP

 DTCH   26  https://无条件返回中断指令

S7-200 PLC在接收到电子天平传回的数据后，在经过一段简单的编程将数据提取出来即得到其电子天平称量的物品的重量值。

6结束语

在工程设计设备调试过程中，我们利用了自由口通信方式将电子天平和S7-200 PLC结合到了一起，实现了双向可靠的通信，通过触摸屏可对电子天平进行直观的控制和称量的数据在线显示储存，终导出报表,并将该设备应用到了工业控制领域。

1引言 

石灰是一种重要个工业原料。随着现代工业的发展，石灰生产的自动化水平越来越高。本文基于和利时LK系列PLC开发出石灰窑配料控制系统。和利时LK系列PLC不仅能实现复杂的逻辑控制、顺序控制和定时控制，而且还具有抗干扰能力强、可靠性高、体积小、编程简单、开放性好等特点。上位监控系统采用和利时HollyView组态软件开发。通过本系统的应用，大大提高了石灰窑配料控制过程的稳定性和可靠性，从而保证系统运营的经济性、合理性和高效性。 

2石灰窑配料工艺介绍 

石灰窑配料系统的工艺主要包括配料计量和上料过程。 

（1）配料计量过程 

根据称量要求，控制每次石灰石给料器出料至计量槽的时间，从而控制进入计量槽的石灰石量。然后根据石灰石和焦炭的配比要求，控制每次焦炭给料器出料至计量槽的时间，从而控制进入计量槽的焦炭量。这样完成一次称量过程。终完成规定的每次烧制需要进行的称量 

次数。 

（2）上料过程 

每次计量完成后，控制卷扬机及附件运动，把石灰石和焦炭的混合料运至窑顶。石灰窑上钟帽打开后，混合料通过窑顶布料器进入石灰窑进行煅烧。 

石灰窑配料系统的控制程序包括小车上料、配料、称重、布料、出灰、风量等控制部分，以及电机电流、温度、压力、流量等模拟量的显示报警。其中配料称重和上料控制是本系统的控制难点和重点。供料系统示意图如图1所示，消化系统示意图如图2所示。供料系统和消化系统的每条线都可以联锁或者独立进行操作。当联锁时，每个设备顺序启停，系统开车画面示意图如图3所示。 

3石灰窑配料控制系统设计 

石灰窑配料控制系统以和利时公司LK系列PLC为控制核心，包括执行机构、声控报警、仪表系统等部分，主要控制提升机、分级机、皮带机、破碎机、下料器、螺旋、阀门等元件。在中央控制室设置操作员站和工程师站，并联网至总控室，以便对全厂进行系统监控与管理。 

石灰窑配料控制系统的结构示意图如图4所示。 

石灰窑配料控制系统分为操作员站和工程师站，并通过以太网连接。操作员站的置与工程师站相同，只是部分功能受限。上位机画面模拟现场的立体化动态工艺流程，可以根据需要对阀门、皮带秤、物料、用水等进行设定，并显示温度、流量、电流、控制元件状态等信息。液位采用比例棒图及字符数据，并辅以直观的立体图的形式显示各仓实际液位。阀门及泵的控制也是根据实际进行操作，并有相互连锁关系。每个仓的信息每10毫秒内采样一次，并实时显示各种信息。在系统中分别设置各种报警，使工作人员能够方便快捷地查询各种信息。 

石灰窑配料控制系统的PLC硬件配置清单如附表所示。上位机操作系统采用和利时公司的HollyView进行开发，实现对PLC控制站的监视与控制。为了保证系统的可靠性，本系统采用两台PC机互为备份，并实现数据库同步，确保监控系统的不间断运行。 

附表 PLC硬件清单 

序号  设备名称  型号及规格描述  数量  生产商  

1  CPU模块  LK202，CPU模块，100MHZ，位指令 0.32ms/K，程序4MB，数据8MB+1MB掉电保持区  1  和利时  

2  DP通信接口模块  LK231，PROFIBUS-DP通信接口模块  2  和利时  

3  电源模块5A  LK910，电源模块，输入120/230VAC，输出24VDC，5A  2  和利时  

4  16点数字量输入模块  LK610，16通道数字量输入模块，12/24V DC，漏型  4  和利时  

5  16点数字量输出模块  LK710，16通道数字量输出模块，24V DC，晶体管输出  5  和利时  

6  8点模拟量输入模块  LK411，8通道模拟量输入模块，16位，电流信号  2  和利时  

7  4模拟量输出模块  LK511，4通道模拟量输出模块，12位，电流信号，通道间隔离  1  和利时  

8  10槽本地背板  LK101，本地背板，单CPU插槽，10槽  1  和利时  

9  11槽扩展背板  LK111，扩展背板，11槽  1  和利时  

10  扩展电缆  LKX002，扩展电缆，3M  2  和利时  

11  占空模块  LKC131，占空模块  6  和利时  

12  LK I/O端子矮盖板  LKC110，LK I/O端子矮盖板  12  和利时  

13  LK I/O端子矮盖板透明标签  LKL022，LK I/O端子矮盖板透明标签  12  和利时  

4石灰窑配料控制系统的特点 

基于LK系列PLC的石灰窑配料系统具有如下特点： 

4.1稳定性和可靠性高 

系统采用和利时公司LK系列PLC。LK系列PLC主要针对中大型或对可靠性要求高的控制系统，产品设计借鉴了和利时公司DCS产品的成功经验，在恶劣的工作环境下仍然可以保证长时间可靠的工作。LK系列PLC还通过了UL和CE两大国际认证。 

4.2运算速度快 

LK系列PLC运算速度高达0.013us，逻辑控制容量大，支持SD卡程序下装，支持LD、ST等多种语言混合编程。LK编程软件中带有增量PID功能块，通过配置参数就可以很方便的实现PID运算功能。 

4.3数据采集精度高 

PLC实时采集高精度的模拟信号，采样周期只有10ms。再通过以太网传送至上位机。 

4.4输出联锁控制 

通过PID调节，控制变频器的频率和用水阀门的开度设定，联锁控制个阀门、泵、电机，实时显示输出状态。 

4.5数据处理及计算能力强 

模拟量输入信号通过A/D转换，实现超限检查、大小值的计算、流量及累计流量计算等功能。 

4.6画面显示功能强 

画面显示整个工艺流程及控制控制环节，包括各种采信号的趋势图、棒图、数据表格等。工程师站和操作员站画面相同，只是部分功能操作员站受限。显示内容包括开关状态、泵的运行停止及故障状态，动态显示测量值。 

4.7具有历史数据查询和报表功能 

通过上位机可以方便的查询和统计历史数据，并可以保存历史数据。根据历史数据，可以预测相关量的趋势曲线。根据用户的需要，可以提供报表。 

4.8具有多级管理系统 

根据需求可以进行分级管理，操作员站、工程师站和总控室均可通过以太网进行连接。可以进行详细的操作记录，使管理更加科学和有效。 

5结束语 

基于和利时LK系列PLC的石灰窑配料控制系统已经投入实际运行，性能稳定可靠，较好地满足了控制过程中的控制与管理相结合的要求，降低了石灰工段上料人员的劳动强度，避免了由于操作人员操作失误而造成的事故。系统在自动化程度、安全可靠性和网络互联性等方面达到了先进水平。