西门子串口模块在皮带秤远程控制中的应用

李荣芳，孟 鑫

（山东乾舜矿冶科技股份有限公司，山东 济南 250014）

1 前 言

电子皮带秤作为一种计量设备，以计量精度高、工作性能稳定、结构简单、功能强大等优点在冶金企业里广泛应用，如：采矿、选矿、烧结、炼铁、炼钢、原料储运等。传统皮带秤与自动化系统的通讯方式一般为硬线通讯，PLC 的指令传达和皮带秤的反馈信号通常会有相当的误差，皮带秤运行累计流量的误差会逐渐增大，企业的日报表、月报表也会产生相应的误差累计，在一些控制相对精确的场合会有一定影响；传统的皮带秤校秤运行几天就需要到现场进行去皮操作，以提高皮带秤的精确度，工作较繁琐。为此，采用西门子串口模块对某公司的24台电子皮带秤进行远程控制。

2 硬件的实现

控制系统采用西门子400H系列的PLC，利用西门子CP340通讯模块与皮带秤进行通讯。CP340模块有1 个RS232 串行通信接口，可使PLC 与皮带秤以点到点通信方式进行数据交换。CP340是PLC与PLC 或计算机进行数据交换的桥梁和纽带。一方面，CP340通过背板总线与PLC的CPU相连；另一方面，CP340 的RS232 接口与电子皮带秤上的RS232C接口相连。CP340 串口为15 针的D 形口，电子皮带秤的串口为14 针的孔圆形口，二者之间采用RS232接口通讯，仅需要3 根线，两根线为通讯线，另一根线为接地线。

PLC通过RS232接口远程与24台皮带秤进行通讯，每台皮带秤都有自身的地址，设置为1～24。工作模式采用半双工通讯，即数据在同一时间只能发送指令到皮带秤，或者接收从皮带秤的反馈数据。系统的网络结构如图1所示。

图1 系统网络结构

CP340模块上有接收缓冲存储器和发送缓冲存储器，依靠接收和发送缓冲区建立起CP340 和CPU的联系，每个缓冲区的大小为1024 B。发送时，CPU 模块把发送的数据写入发送缓冲区，CP340 把缓冲区中的数据逐个发送给1~24 号皮带秤，同时CP340 还负责从通信皮带秤接收数据，并把接收到的数据写入接收缓冲区，CPU 以查询方式读接收缓冲区。如果缓冲区不为空，CPU 便得到接收数据。读写缓冲区需要在用户程序中调用专用的读写功能块，完成PLC和电子秤之间的通信。

3 软件的实现［1］

设置CP340 的通讯参数为：波特率9600，数据位7 位，停止位1 位，奇校验，使用CP340 模块的FB_P_SEND 和FB_P_RCV 功能块进行数据的传输，24台皮带秤的地址为1～24。

考虑了2种方案。1）通过中断的方式来实现对24 台皮带秤的轮询通讯，在中断程序OB35 中对皮带秤的地址加1，地址到24 时返回地址1，同时读写数据，将读写的数据分别存到DB 块中。2）通过查询功能块的状态字来进行下一次的读写。首先调用生成数据程序，根据自定义ASCII 协议的格式生成符合仪表可读写的数据，查询发送功能块SEND_DONE 引脚的状态。当SEND_DONE 引脚置1 时，执行接收程序，查询接受功能块的RCV_NDR引脚的状态；当RCV_NDR 引脚置1 时，执行数据校验的程序，数据校验无错误时，执行数据处理程序。在数据处理程序中，把串口读到的数据存取到DB块中，数据处理完成后，皮带秤的地址加1，进行下一次循环。实际应用中，采取了第2种方案，软件实现流程见图2［2］。

图2 软件实现流程

在软件的设计中，把需要发送的字节和需要接收的字节存放到不同的DB 数据块中，通过指针读取DB 数据块中的数据，转化为ASCII 码的格式，按照自定义协议的格式存入到需要发送的DB 背景块中。在接收程序中，将从串口中接收的数据依次读到另外一个DB 块中，通过ASCII 码的反转换，得到皮带秤运行的数据。

4 结 语

项目实施后，实现了读取皮带秤的实时运行瞬时流量、累计流量反馈，读取所有皮带秤的运行、故障等数据，实现了远程校验的功能；至少节约1个远程站、3个AI模板、3个AO模板、2个DI模板，节省投资和主控室的布线空间；实现远程清零、远程校称去皮，节省了操作时间，减少了误操作；上位机中的报表可以与皮带秤中的数据完全统一，简化了二级系统的通讯。

［1］高强，马丁.西门子PLC 应用程序设计实例精讲［M］.北京：电子工业出版社，2010.

［2］邱公伟.可编程控制器网络通讯及应用［M］.北京：清华大学出版社，2000.