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1、电子天平与S7-200PLC之间的自由口通信的研究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，pic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。随者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
2、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El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
3、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，通过使川接收中断、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 用设置端口 0的通信波特率和奇偶校验的参数，SMB130用设置端口 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，白动进入PPI模式
4、，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SMO. 7来控制自由口通信方 式的进入，当SMO. 7为1时，CPU处于RUN模式，进入（由口通信模式。通过向SMB3O 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 以将通信端口置为白由口通信模式。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1256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最后一个字节后，端110会产生中断事件9,端II 1会 产生中断
5、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 I I模式卜发送指令XVT将数据缓冲区（TBL）的数据通过指定的通信端I 1 （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，第一个字节“字符 数”是要发送的字节，它本身并不发送出去。接收指令RCV nJ以方便的接收一个或多个字符，最多接收255个字符，如果有中断 程序连接到接收结束事件上，在接受最后一个字符时，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
6、活或接收巳经结束。在自由口模式 卜接受指令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0N+回车开机0K!OFF+回车关机0K!P+回车 称量：返回当前称鼠值T+回车清零将当前电子
7、天平的称最值清零4电子天平和S7-200 PLC的通信如何实现对电子大平数据进行采集、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96
8、00,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SMO. 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
9、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 SMO. 1 /MOVB 16#09, SMB130 /串口 1,无校验位，八位数据位，自由口通信MOVB 16#E0, SMB 187 /接收信息控制字节，MOVB16#68, SMB 188 /设置接收信息起始字节 16#68 (ASCII h )MOVB16#67, SMB 189 设置接收信息结束字节16#67 (ASCII g )MOVB 20, SMB194 设置接收字节数为20个S7-200 PLC电的同时写入发送电子夭平能够接收开机、关机、称量和
10、清零命 令的地址和该命令的ACSII码对应的十六进制字符：LDSMO. 1MOVB4, VB200 发送命令on开机(发送的字节数)MOVW16#6F6E, VW201MOVW16#0【）0A, VW203? ? ?MOVB5, VB210发送命令off关机MOVW16#6F66, VW211MOVB16#66, VB213MOVW16#0D0A, VW214MOVB3, VB220 /发送命令p称量MOVB16#70, VB221MOVW16#0D0A, VW222MOVB3, VB230 发送命令t清零MOVB16#74, VB231MOVW16#0D0A, VW232S7-200 PLC
11、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：LD10.2 /发送称量命令EUXMTVB220, 1ATCHINT_O: INTO, 26 串口 1发送完成中断ATCHINT_1:INT1, 24 /串口 1接收完成中断ENI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，LDSMO. 0LPSRCVVB250, 1 /存储数据到VB250存储空间NOTXMTVB2
12、30, 1 /重新启动发送称量命令LPPDTCH26 无条件返回中断指令S7-200 PLC在接收到电了天平传回的数据后，在经过-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 制和称展的数据在线显示储存，最终导出报表，并将该设备应用到了工业控制领域。作者简介姜官武(1983-)男助教/硕士，主要从事工业自动控制系统方向研究。 聂诗良(1968-)男教授/硕士，主要从事计算机控制系统方向研究。参考文献1张万忠，刘明芹.电器与PLC控制技术M.北京：化学工业出版社，2003.2沈世斌.基于PLC自由口通信的应用J.仪表技术与传感器,2004, 12:26-28.3 张培友.PLC与电子天平通讯方式的探讨与实现J.日动化与仪表，2010, 8: 55-57.4 李臣友.论S7200系列PLC自由口通信的实现J.计算机工程应用技术2010(7).
