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技术论坛  油墨料斗秤称重系统在卸料中的应用
油墨料斗秤称重系统在卸料中的应用2020-01-13
摘要:介绍了称重模块通过ModbusRTu协议作为从站与PC主站通讯的方法,通过称重模块对电子秤的信号中转,用VB6.0编写的料斗秤计量软件实现了对称重模块及电子秤的信号交换,开发了油墨大宗原料料斗秤检斤计量称重系统并得到有效应用。
引言
目前,化工企业油墨运输的大宗原材料都是采用检尺的方式进行计量,但由于种种原因,经常导致检尺计量数据偏差大,买卖双方矛盾重重。为了解决匕述问题,料斗秤采用将原料通过卸料皮带运至陆域后采用静态料斗计量,实现检斤计量,准确计量后,通过皮带转运至原料堆场。计量数据及时传给公司计量管理称重系统,为公司原料管理部门提供实时、准确、完整的油墨原料计量数据。
1称重系统功能
油墨大宗原料通过201树脂、202树脂、203树脂、204树脂、205树脂、206-1树脂、206-2树脂、反应罐将原料转运进计量罐A,当仓A达到预设称量条件,称重系统驱动反应罐移动到B计量罐上装料,此时,A计量罐计量,A仓计量完毕,打开液压闸门,原料通过206-3树脂、206-4树脂、207树脂转运至后方堆场,A计量罐卸料完毕,关闭液压闸门;当仓B达到预设称量条件,称重系统驱动反应罐移动到A计量罐装料,此时,B计量罐计量,B仓计量完毕,打开液压闸门放料,原料通过206-3树脂、206__4树脂、207树脂转运至后方堆场,B计量罐卸料完毕,关闭液压闸门。如此循环,实现油墨大宗原料的检斤计量,同时保证化工厂油墨大宗原料的有序卸载。计量工艺流程如图1所示
2料斗秤称重系统结构
根据-卸载工艺需求以及料斗秤计量需求,化工厂基础控制称重系统使用西门子防爆电子秤控制器,控制化工厂卸料料线的启停、反应罐在计量罐上的位置检测等。料线启停等操作由基础自动化操作站完成。s7—300PLC检测信号(如卸料小车位置检测、料线运行状态等)实时通过Profibus-DP网络传给称重模块称重系统。称重模块、A、B、串口服务器等组成RS485总线计量网络,计量操作站中的上位机软件不断读取A、B、称重模块中的数据,通过逻辑判断完成称量,称重模块驱动计量罐下液压闸门的打开或关闭,将计量罐中的原料排出,同时将计量信息(如料仓内物料重量、料仓是否具备装料条件等)通过称重模块传给s7_300PLC称重系统,通过逻辑判断实现防爆电子秤对反应罐的驱动控制。计量罐A和计量罐B的静态称量由计量操作站完成。
防爆地磅支持ModbUSRTU协议,A和B支持RS485接口通讯,计量软件采用VB6.0开发,主要借助VB开发平台下的MSComm、Timer控件来实现与称重模块、A、重仪表B的串行通讯。使用串口服务器完成RS485/RS232的转换,同时在上位机中完成端口映射,i-NJt~站中实际使用了COM1、COM2、COM3三个串口,分别与称重模块、A、B通讯。
计量操作站一用一备,计量数据保存在本地服务器的同时将数据传给公司计量管理称重系统,为称重系统连续运行及数据的可靠性提供了保障。称重系统网络结构如图2所示。
3料斗秤称重系统功能的实现
3.1防爆电子秤和称重显示器通讯
称重系统中使用防爆电子秤完成基础自动化控制(如卸料料线的启停、计量罐上反应罐的位置检测、公辅称重系统的控制等),其中如料线运行状态信号、反应罐位置信号等均要传给称重模块称重系统;由计量上位机发给称重模块计量完成信号、液压闸门打开/关闭信号等要传给s7—300PLC称重系统。
称重模块称重系统配置EM277通讯模块,与S7—300PLC通过Profibus-DP网络连接,在防爆电子秤编程软件中安装EM277GSD文件,将配有EM277模块的称重模块组态在防爆电子秤硬件称重系统中,完成地址映射,实现防爆电子秤和称重模块的通讯。
3.2计量上位机软件与称重模块、A、B通讯
计量称重系统中计量操作站、称重模块、A、B组成RS485总线网络,采用ModbusRTU协议。ModbusRTU协议采用主从工作方式,允许一台主机和多台从机通信,每台从机地址由用户设定,地址范围为1--255。计量操作站作为主站,称重模块、A及B作为从站。$7-200CPU上的通讯口Poa0通过指令库支持ModbusRTU从站模式。
Modbus通讯协议规范:起始符+设备地址+功能代码+数据+校验和+结束符。对称重模块来说,其中“功能代码”表明了该命令要执行什么功能,如0l码读取单个/多个线圈(离散量输出点)状态,03码读取付多个保持寄存器,返回V存储区的状态等。“校效和”在整个规范中非常重要。我们知道,RS232通讯格式里的奇偶校验方式并不能保证每个字符都正确,所以需要把所有字符的值按照某种规律计算,计算得到的字符(校验和)传给接收方,接收时再把接收到的字符的值按照某种规律计算,得到的字符与发送方传送过来的校验和字符比较,如果相等,就算接收正确了。
3.2.1称重模块作为从站与计量操作站通讯
称重显示器的CPU上的通讯口P0rt0通过指令库支持ModbusRTU从站模式。称重模块ModbusRTU从站协议是通过调用指令库中的两个功能块实和初始化或禁止Modbus通讯。MBUS_SLAVE功能块被用于为Modbus主设备发出的查询服务,并且必须在每次扫描时执行,以便允许该指令检查和响应Modbus主设备查询。两个功能块图如图3。现的,两个功能块分别是MBUS—INIT和MBUSSLAVE。MBUS_INIT功能块被用于启用在称重模块与计量操作站通讯之前,根据主站的通讯参数进行初始化设置,MBUS—INIT功能块通讯格式设置如下:Mode为1,表示为Modbus协议;Addr从站地址为1;Baud波特率为19200;Pafity为2是偶校验;MaxlQ表示读取输入输出数字量的点数;MaxAI表示读取模拟量的点数;MaxHold和HoldStart结合使用可以读取V存储区数据,设置开始读取地址以及读取数量。完成MBUS_INIT功能块参数的设置,然后通过调用MBUS_SLAVE功能块响应主机查询信息。
3.2.2计量操作站作为主站与PLC通讯
计量软件采用VB6.0编程,VB6.0与Windows称重系统有着非常完美的接口,VB6.0提供了—个非常方便的通信控件MSComm。应用程序嵌入MSComm控件。通过MSComm控件提供的事件驱动或查询方式来进行串行通信管理。称重模块、A、B分别接人串口服务器后,实现RS485/RS232的转换,通过串口映射,计算机中使用COMI、COM2、COM3分别对应称重模块、A、B,分别对3个串口进行编写通讯程序。
(1) 通讯口初始化编程
(2) 计量操作站中数据处理程序MSComm控件处理通讯方式有两种:事件驱动方式和查询方式。本称重系统采用事件驱动方式。在串口缓冲区接受到字符时触发OnComm事件捕获并处理通信事件。程序通过Rthreshold屙陛值来实现触发On—Comm事件来处理称重模块发送来的从站响应信息。部分程序如下。定义整数读取接收缓冲区变量定义字节型数组变量判断读取长度定义长整型数据用于校验计算定义字节型数组变量DimiAsInteger定义整数的屙l生返回的值为时是发生了接收事件读取接收缓冲区内容将缓冲区内容赋值给数组变量。返回一个Long型数据,其值为指定的数维组可用的最大下标Forj=0TogetData_len将读取的字节变换为字符,2)将获取到的数组变量依次转换成十六进制数,每个字节补齐后取2位组合成一个十六进制数字符串。
(3)A和B和计量软件的通讯A和B都支持ModbusRTU协议,分别对应COM2和COM3串口,编程方式类似对称重模块的编程,需熟悉的数据格式,在此不再赘述。
4结束语
化工厂料斗秤计量软件通过ModbusRTU协议实现与称重模块信号交换,通过称重模块中转也实现了与防爆电子地磅的信号交换。通过信号的逻辑判断以及重量数据的直接读取,化工厂油墨大宗原料料斗秤检斤计量得到成功实现,有效解决了买卖双方之间的矛盾。称重模块作为现场控制设备,通过Modbus协议,不仅可以作为与Pc机通讯的从站,也可以作为主站,在现代工业控制中使用相当广泛。利用Modbus协议开发通讯程序,不仅能保证称重系统的可靠性,而且有效降低了开发成本。

 
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