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稱重儀表以種類多、功能齊全、精度高及可靠性好等優(yōu)點(diǎn)在稱重領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用，該儀表多處于單機(jī)工作模式下,雖然可以滿足大多數(shù)用戶的基本需求，但是對(duì)于一些需要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信功能和復(fù)雜控制要求的稱重系統(tǒng)，由于其實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜加之相關(guān)資料較少，所以應(yīng)用較少。然而，隨著網(wǎng)絡(luò)化管理生產(chǎn)的需求日益增多，網(wǎng)絡(luò)化的稱重系統(tǒng)應(yīng)用已經(jīng)成為必然。Profibus通信是目前應(yīng)用最為廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議，多數(shù)智能儀表和PLC都支持該通信協(xié)議。稱重儀表中的IND331具有通信功能，通過選擇不同的選件，可以支持串口通信、DeviceNet協(xié)議通信、ProflbusDP協(xié)議通信和AllenBradleyRIO協(xié)議通信。筆者以S7-300PLC與稱重儀表IND331的Profibus通信為例介紹二者進(jìn)行Profibus通信的程序設(shè)計(jì)方法。
1稱盤儀表通信協(xié)議
S7-300PLC與IND331進(jìn)行Profibus通信，數(shù)據(jù)交換需要8個(gè)字節(jié)，其中稱重儀表IND331輸入到S7-3OOPLC的數(shù)據(jù)通信格式見表1,8個(gè)字節(jié)分為4個(gè)字，字1和字2為重量數(shù)據(jù)，具體根據(jù)S7-300PLC輸出到IND331的命令而定。這里的重量數(shù)據(jù)字節(jié)排列順序與浮點(diǎn)數(shù)的類型有關(guān)，用戶根據(jù)相應(yīng)的類型需要編寫程序進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換以得到真實(shí)的數(shù)據(jù)。PLC輸出到IND331的數(shù)據(jù)通信格式見表2,其中字1是PLC發(fā)送給IND331的命令，字2和字3是可選的，某些需要更新IND331內(nèi)部數(shù)據(jù)的命令必須給出字1和字2。表3給出了某稱重系統(tǒng)進(jìn)行Profibus所需要的具體命令號(hào)（只列出了實(shí)際使用的幾個(gè)命令號(hào)），而沒有列出所有命令。表4給出了IND331輸入到PLC數(shù)據(jù)的字0的第8~12位的具體含義，編寫通信程序時(shí)根據(jù)具體需要選擇不同的代碼值以保證通信正確.

2系統(tǒng)構(gòu)成及配置
2.1系統(tǒng)構(gòu)成
該通信系統(tǒng)是針對(duì)一個(gè)實(shí)際稱重系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，其S7-300PLC的CPU選型為CPU313C-2DP,利用它的DP接口與IND331稱重儀表構(gòu)成Profibus通信網(wǎng)絡(luò),S7-300PLC作為主站.IND331作為從站,可以連接多個(gè)IND331作為從站⑹，這里只列出一臺(tái)IND331的連接方式，具體如圖1所示。

2.2S7-300PLC設(shè)置
IND331為了能夠與S7-3OOPLC通信，需要在STEP7的硬件配置中手動(dòng)添加I331OCOC.GSD文件（IND331儀表光盤里包含這個(gè)文件）。添加該文件后,STEP7的硬件配置目錄ProfibusDP設(shè)備中“AdditionalFieldDevices"的常規(guī)設(shè)備里就包含了“IND131,331”設(shè)備。在添加完CPU313C-2DP且建立好ProfibusDP網(wǎng)絡(luò)后，可以直接拖動(dòng)“IND131,331”設(shè)備到Profibus網(wǎng)絡(luò)總線上，該設(shè)備包含三項(xiàng)，即“universalmodule",uI/O2Wrd”和“I/O4Wrd”，這里選用第三項(xiàng)。輸入寄存器為PIW256~PIW263，輸出寄存器為PQW256~PQW263,從站地址號(hào)為30ProfibusDP網(wǎng)絡(luò)傳輸速度設(shè)置為1.5Mb/s,主站地址號(hào)為2⑺。
2.3IND331稱重儀表設(shè)置
2.3.1PLC設(shè)置
只有安裝PLC選件板時(shí)才會(huì)顯示PLC菜單。菜單選項(xiàng)取決于安裝的PLC接口選件板的類型，這里選用Profibus接口選件板，因此在IND331儀表PLC子菜單選項(xiàng)中選擇為第二項(xiàng)Profibus0連接的PLC類型為Profibus時(shí),PLC菜單包括兩個(gè)子菜單:Pr面bus接口選項(xiàng)和數(shù)據(jù)格式。注意，網(wǎng)絡(luò)波特率由儀表自動(dòng)取值。每個(gè)連接到網(wǎng)絡(luò)中的IND331儀表代表一個(gè)物理節(jié)點(diǎn)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員根據(jù)需要在此菜單中輸入節(jié)點(diǎn)地址（1~125）⑴。
2.3.2IND331通信數(shù)據(jù)格式設(shè)置
數(shù)據(jù)格式可選Division]。（分度數(shù)）FloatingPoint[l]（浮點(diǎn)數(shù)）和Integer[2]（整型，默認(rèn)值）。這里選用浮點(diǎn)數(shù)。字節(jié)順序指PLC數(shù)據(jù)格式中呈現(xiàn)字節(jié)和字的次序，可選ByteSwap[0]（默認(rèn)值）,Standard[1],WordSwap[2]和DoubleWordSwap[3]oByteSwap的浮點(diǎn)數(shù)形式與S7-300PLCProfibus兼容；Standard的浮點(diǎn)數(shù)形式與PLC5兼容;WordSwap取IEE754的單精度浮點(diǎn)數(shù)形式,并交換32位雙字中的兩個(gè)字;DoubleWordSwap取IEE754的單精度浮點(diǎn)數(shù)形式，并交換32位雙字中的兩個(gè)字與字節(jié)[5]。
3通信子程序
S7-3OOPLC與IND331稱重儀表的Profibus通信子程序如圖2所示。其中，命令號(hào)送到PQW258后，實(shí)際上是在延遲幾十毫秒之后讀取數(shù)據(jù)的，這里PIW258進(jìn)行字節(jié)交換是因?yàn)镮ND331儀表選擇的浮點(diǎn)數(shù)字節(jié)順序?yàn)?ldquo;Standard[1]",與S7-300PLC的通信格式不相符。為了免去字節(jié)交換，可以設(shè)定字節(jié)順序?yàn)?ldquo;ByteSwap[0]”。另外，通信時(shí)間到的比較框中的“狀態(tài)字”實(shí)際上就是表4中實(shí)際用到的代碼，本系統(tǒng)中用到了“0、13、14和19”這4個(gè)代碼，即讀毛重、目標(biāo)值、正允差和提前量⑻。

通信子程序具體調(diào)用實(shí)例如圖3所示。

通信子程序的輸出/輸入?yún)?shù)見表5、6。

通信時(shí)間采用200ms定時(shí)器進(jìn)行定時(shí)，只有定時(shí)時(shí)間到，才發(fā)送主站命令并讀取數(shù)據(jù),以保證通信正常。這里的定時(shí)時(shí)間可以根據(jù)參數(shù)的多少取值,一般在50-200mso通信時(shí)間的長(zhǎng)短很重要，過長(zhǎng)或過短都不能正常通信。
4應(yīng)用實(shí)例
將筆者設(shè)計(jì)的通信子程序應(yīng)用于杭州某錦綸生產(chǎn)企業(yè)的PTA和SEED靜態(tài)稱重配料控制系統(tǒng)中，如圖4所示(并未標(biāo)出輸入開關(guān)量的連接)。其中,S7-300PLC通過ProfibusDP總線與IND331稱重儀表進(jìn)行通信，讀取稱重目標(biāo)值、提前量、正允差和毛重。根據(jù)這些參數(shù)的不同取值范圍,S7-表5通信子程序椅出參數(shù)通信子程序的輸出/輸入?yún)?shù)見表5、6。
通信時(shí)間采用200ms定時(shí)器進(jìn)行定時(shí)，只有定時(shí)時(shí)間到，才發(fā)送主站命令并讀取數(shù)據(jù),以保證通信正常。這里的定時(shí)時(shí)間可以根據(jù)參數(shù)的多少取值,一般在50-200mso通信時(shí)間的長(zhǎng)短很重要，過長(zhǎng)或過短都不能正常通信。
300PLC通過輸出開關(guān)量的不同組合輸出控制變頻器MM440對(duì)螺旋給料器進(jìn)行變頻調(diào)速，從而實(shí)現(xiàn)快速喂料、慢速喂料和精細(xì)喂料。S7-3OOPLC的其他輸岀開關(guān)量可以實(shí)現(xiàn)其他電器設(shè)備的聯(lián)鎖控制，而S7-300PLC的輸入開關(guān)量用于監(jiān)視整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。

5結(jié)束語(yǔ)
該通信程序在使用過程中，通信可靠、通信速率快，通過適當(dāng)?shù)母膭?dòng)，就可以實(shí)現(xiàn)其他PLC與稱重儀表IND331的Profibus通信,因此該通信程序具有一定應(yīng)用和推廣價(jià)值。

作者：孫明革
 

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