S7-200 PLC與耀華稱重顯示器的通信研究

霍俊儀　 李德雄　 韓曉雷

（石家莊鐵路職業技術學院　 河北石家莊　050041）

S7-200 PLC與耀華稱重顯示器的通信研究

霍俊儀 李德雄 韓曉雷

（石家莊鐵路職業技術學院 河北石家莊050041）

以S7-200 PLC采集耀華稱重顯示器的重量數據為例，介紹S7-200 PLC和稱重顯示器之間如何實現基于自由口的串口通信，并在實訓教學過程中得到良好的應用，該應用對于S7-200 PLC與其他儀表進行串口通信具有借鑒意義。

PLC S7-200 稱重顯示器 RS485 自由口通信

耀華稱重顯示器質量穩定可靠、功能豐富，在稱重系統中有著廣泛的應用。但其只能作為一個稱重控制系統的前端顯示器，不具有控制功能。西門子S7-200PLC以其質量穩定可靠、控制功能強大、指令豐富、運行速度快而聞名，在現代工業控制中有著廣泛的應用。實際應用中可以充分發揮兩者的優勢，以S7-200PLC作為控制器，采集稱重顯示器的重量數據，實現對稱重系統的控制。該系統也可以作為整個控制系統的一個環節與其他控制系統進行聯網，構成功能更強大的控制網絡。

本文是以飼料配料控制系統為應用背景，PLC和稱重儀表作為配料控制系統的子系統。說明了如何利用S7-200PLC的自由口通信功能實現對耀華稱重顯示器重量數據的讀取。

1　控制系統硬件構成

控制系統采用CPU224XP CN型PLC作為控制器，前端采用上海耀華XK3190-A1+型稱重顯示器。由于PLC的通信口是RS485標準，稱重顯示器的通信口是RS232標準，兩個通信口的標準不同，不能直接相連，需要通過RS485/RS232轉換器進行連接。接線圖見圖1。

圖1　PLC與稱重顯示器通信接口接線圖

2　PLC和稱重顯示器的通信實現

（1）稱重顯示器的通信協議

耀華稱重顯示器的所有通信數據均采用ASCII碼，通信有兩種方式。一種是連續方式，一種是指令方式。其通信協議說明如下。

連續方式：稱重顯示器連續不斷地把儀表顯示的當前重量數據發送出來。這種方式適合一臺上位機連接一臺稱重顯示器，速度快。連續方式下，每幀數據由12組數據組成，格式如下：

表 1　連續方式通信的數據格式

指令方式：稱重顯示器按照上位機所發送的指令，數據響應的數據，上位機每發送一次指令，顯示器就相應地輸出一幀數據。這種方式適合一臺上位機輪詢多臺稱重顯示器，速度相對慢一些。本文未采用此種方式，其數據格式略。

（2）通信參數設置

XK3190-A1+稱重儀表的串口通信參數設置為：波特率4800；無校驗；8位數據位；1位停止位。

PLC側使用Port0口進行通信，將該端口設置為自由口通信方式。結合稱重顯示器的通信參數以及發送的數據格式，需要對PLC的SMB30、SMB87、SMB88、SMB94等特殊寄存器進行設置。

表 2　SMB30寄存器設置說明

表 3　SMB87寄存器設置說明

SMB88中存放的數據是一幀信息的開始標志。

SMB94中存放的數據是最大接收的字符數。

如上所述，要想實現PLC正確接收稱重顯示器連續發送來的數據，PLC側通信口參數設置為波特率4800；無校驗；8位數據位；1位停止位。接收的數據以“02H”作為一幀數據的開始標志，連續接收12個字節數據。因此需要設置SMB30=13=00001101B，SMB87=C0H=11000000B，SMB88=02H，SMB94=12。

（3）PLC編程

PLC每隔0.2s執行一次“RCV”指令，接收一次數據，并將接收的一幀數據存放在指定的寄存器中，再按照協議約定的數據格式，將需要的重量數據提取出來。數據接收梯形圖見圖2。

圖2　數據接收梯形圖

接收的所有數據存放在從VB100開始的連續13個字節中。其中VB100存放的是讀取的字節個數，VB101-VB112存放的是稱重顯示器傳來的協議數據。按照協議約定的格式（見表1），VB103—VB106中存放的是整數數據，VB107—VB108中存放的是小數數據。

結合具體實例解釋PLC接收到的協議數據。假設稱重顯示器傳回的重量數據3.36kg。則執行完上述程序后，各個寄存器中數據見表4、表5。

表 1　PLC接收協議數據說明1

表 2　PLC接收協議數據說明2

圖3　數據轉換梯形圖

VB102中存放的是重量符號。只有正數才有意義，也就是VB102中應該讀取到“+”（ACSII碼是“2B”）數據才可以進行后續的數據轉換工作。把VB103-VB106（整數部分），VB107-VB108（小數部分）中的數據轉換成實數形式。將整數和小數部分整合成一個實數放置于寄存器VD154中。數據轉換梯形圖見圖3。

3　結語

本系統實現了S7-200 PLC對耀華稱重顯示器中數據連續讀取功能。已經在實踐教學中得到了良好的應用。系統還可以同上位工控機聯網，組成大型工控網絡。

此外，在對數據采集速度要求不是很高的情況下，也可以將一個S7-200 PLC和多個稱重顯示器通過RS485總線連接起來，為每一個稱重顯示器設置一個不同的地址，采用指令發送方式傳送數據。PLC采用輪詢的方式讀取多個稱重顯示器的數據。該系統對于S7-200 PLC與其他儀表進行串口通信具有借鑒意義。

[1]西門子（中國）有限公司編.S7-200可編程控制器系統手冊[M].2005.8:86-94

[2]上海耀華稱重系統有限公司編.XK3190-A9稱重顯示器使用說明書[M].2006.3:6-9

[3]王海燕.基于自由口模式的S7-200與智能稱重儀表的通信研究.建筑電氣[J].2014.33(18):77-80

[4]霍俊儀.松下FP0型PLC與稱重儀表串口通信的實現.石家莊鐵路職業技術學院學報[J].2009.8(2):63-66

Research on the Communication of S7-200 PLC and YaoHua Weighing Displayer

HUO Jun-yi LI De-xiong HAN Xiao-lei
(Shijiazhuang Institute of Railway Technology ShijiazhuangHebei 050041 China)

Taking the Communication of S7-200 PLC and Yaohua Weighing Displayer as an example, this paper describes the implementation method of PLC and Weighing Displayer by free port communication. The communication control system has been applied well in teaching practice. This method has significance for the free port communication of S7-200 PLC and other meters.

PLC S7-200 Weighing Displayer RS485 Free Port Communication

文獻標識碼：A文章編號：1673-1816(2016)03-0060-05

2016-06-18

霍俊儀（1979-），男，漢，河北任縣人，工學碩士，副教授，研究方向現代控制技術。