数控技术
数事其务与成用
PLC-200串行口在灌装机称重系统中的应用
常源
(北京航空制造工程研究所北京100024)
摘要：电子称计量是目前无菌灌装机等遍采用的计量方式,加何将灌装量准确实时地读入PLC可以采用多种方法。本文主要利用S7-200的自由口与称重仪表或者带通讯口变送器之间的协议,通过端程实疏两者之间的数据传输。利用自由口通讯在节约成本的同时，可以获取稳定准确的重量数据，大大的提升了灌装精度
关键词:PLC自由口通试灌装机称重系统
中图分类号:TP273 1前言
文献标识码：A
文章编号:1007-9416(2014)06-0010-02
灌装机靠灌装阀来控制灌装量的多少，当灌装量到达设定值时，PLC控制灌装阀关闭。为精确达到控制灌装重量的大小，灌装阀
西门子S7-200系列PLC是主要面向小型设备的控制系统，它成本低，接口丰富，模块扩展性强，是目前包装行业普遍采用的控制系统。饮料包装行业，对重量的要求是非常精确的，密度单一，流动性较好的物料，通常采用流量计来计量，精度可以达到标准。但根据市场需要，含有大颗粒、囊包或者密度粘度不均匀的饮料更能满足营养和口味的需求，此类物料由于其质量或者电导率不均勾，采用流量计计量，误差较大。利用电子称计量可以有效的逐免以上缺点，简单直观的反映出灌装重量，大大提高了灌装精度。
过去，通常采用称重仪表的1O信号控制灌装量，但是这种计量方法无法将实际灌装重量引人PLC，不能方便分析实时重量，回馈控制灌装机构。另一种方法，经过仪表的二次变换，输出4-20Ma电流，采集进PLC，采用这种方式，经过变换的重量值精度没有仪表高，也会带来仪表和PLC重量值不一致的误差。随着PLC和仪表通讯技术的日渐成熟，利用两者之间的数据传输，可方便地实现读写、标定、
记录等功能，使灌装量控制更加灵活，有效。 2S7-200的串行通讯技术
S7-200PLC一般具有一到两个RS485通讯接口，并且通信日各自独立，每个通信口都有自已的网络地址、通信速率等参数设置。蒲装机称重系统中采用的是S7-200中的CPU226，此CPU有PORT0,PORT1 两个通信接口，可根据需要自由定义为PPI协议和自由口通讯模式。
2.1通讯协议及自由口介绍
定义为自由口模式后，通过编写程序就可以完全控制通信端口的操作，通信协议也完全受用户程序控制，速波特率可以设置为 1200,2400,4800,9600,19200,38400,57600或112500,S7200CPU 上的通信口在电气上是标准的RS一485半率双工申行通信口。此串行字符通信的格式一般包括：
一个起始位：
7或8位字符(数据字节)，
一个奇/偶校验位；一个停止位：
凡是符合这些格式的申行通信设备，理论上都可以和S7-200 CPU通信。
2.2控制字介绍
S7-200是通过不同的特殊寄存器来控制自由口的通讯方式和检测读写信息指令的状态。SMB30、SMB130分别用于对PORT0、 PORT1的初始化，通过定义这两个特出寄存器，可以控制自由口的协议，波特率、每个字符的数据位和校验方式，定义后的通讯方式要和称重仪表的通讯方式一致。SMB86到SMB94,SMB186到SMB194 状态字主要检测通讯过程，比如通讯超时、校验错误或者定义起始与结束字符。
3灌装机称重系统
3.1称重原理 e
可以根据流量大小，分几段减小进人灌装管内的流量，防止流量过大，在关闭物料阀的瞬间，造成冲击，此时进人的多余物料是不可控制的，会引起物料重量不规律的波动。
3.2仪表通讯协议介绍
灌装机采用的是杰曼GM8806配料控制器，控制器具有一个 RS485申行口，通讯方式采用应答方式，即通过PLC发出命令慎给仪表，仪表接收到给命令后向PLC发出命令相应慎的方法实现通讯。字节格式为：起始位一1bit，字符长一7bit，停止位一1bit，代码：ASC Ⅱ，校验方式：偶校验。
GM8806提供比较全面的读写命令，比如：读取仪表状态，读取配方参数、写工作参数、标定等。CPU226主要是读取仪表的当前值，所以就以读取仪表当前状态为例，发送的数据格式为：
STX地址R
STX一起始符(02H）
SCRC
CR
地址一称号(可轮流读取多个称的当前值
R—(52H) S—(53H) CRC一校验和
CR一(ODH)回车标志 LF一(OAH)结束标志
LF
如果读取1号称的当前状态时，发送命令的数据格式位： 023031525336340D0A
仪表应答后返回数据格式为：
STX地址RS00状态DDDDDDCRCCRLF
DDDDDD一仪表显示值，6位。状态一稳定(4DH)，不稳定(53H),溢出(4FH)
通过编程把6位当前仪表显示值读取到PLC中，运算转换成带
有重量单位的当前重量值。 4硬件连接及程序设计
4.1硬件连接
PLC与GM8806通过带屏藏的双绞线连接，自由口通过西门子专用的RS485接头进行连接，采用质量较好的传输线，能更好的提高信号的抗干扰能力，增加传输距离，当传输速率小于187.5kbps波特率时，可以保证50米以内的有效传输距离，用户也可以采用RS-485 中维继器延长通信距离。
4.2中断介绍
CPU通信的核心指令是发送(XMT)和接收(RCV)指令，在自由口通信中常用的中断有“接收指令结束中断”、“发送指令结束中断”。通讯协议位于自由端口模式时完全受梯形图程序的控制，在编程的时候可以很方使地使用这两个命令，发送和接收指令可以允许传送最多长达255个字符的数字缓冲区，并且在发送和接收完毕后会产