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摘要：随着计算机控制技术的普及和大量智能设备的使用，通信技术可以用来连接设备和与数据交互，实现分散控制和集中管理。本文为了解决PLC与电子称之间的通讯问题，在PLC通信技术的基础上，提出了一个方法来实现PLC之间的通信和电子规模，讨论了通信协议，PLC之间的硬件连接和软件设计和电子秤，并用于实际生产。实践证明，该技术不仅提高了称重过程的生产效率和可靠性，而且实现了称重过程的自动化。
关键词：PLC；电子称；无协议通讯
随着PLC技术的不断发展和成熟，PLC在工业测量领域的应用越来越广泛。在过去，由于缺乏专用称重仪器，许多企业难以满足不同生产工艺的要求，限制了其在工业专用称重领域的发展。近年来，随着PLC与称重仪通信技术的日益成熟，实际称重过程中手动操作的局限性得到了改善。一般称重仪表的基础上添加PLC通信技术，PLC的电子秤的数据，使用PLC处理功能，不仅可以扩大应用范围的电子秤，而且其性能比，控制灵活，操作方便，管理自动化将会大大提高。在自动称重控制系统中，PLC与电子称之间通常采用BCD并行接口技术进行数据交换，通过数字量I/O接口将数据传输到PLC。近年来，随着PLC控制技术的飞速发展，PLC不仅可以实现一般的编辑控制，而且还具有串行通信功能，使电子称与PLC的通信控制更加灵活方便。
一、数据通信概述
1.PLC通信原理。PLC用户程序以通信控制和串行通信接口为环境，实现数据通信功能。图中PLC的通信控制和串行通信接口主要集中在PLC的通信模块。通信模块包括通信功能所需的硬件资源和实现通信的系统程序。PLC通信模块的功能是建立PLC与PC或PLC之间的数据通信通道。通信模块的常见用途有：编程；检查程序；控制工作模式；监控运行状态；更改I/O状态等等。
2.数据通信。无论是计算机还是PLC，都是数字设备。交换的信息是用“0”和“1”表示的数字信号。一般来说，具有一定编码、格式和位长要求的数字信号称为数据信息。数据通信是通过适当的传输线将数据信息从一个设备传输到另一个设备。设备是指具有数据通信功能的计算机、PLC、打印机等周边设备。由于计算机及其支持的终端设备的使用越来越多，数据通信也被称为计算机通信。
3.数据通信系统。数据通信系统是以计算机、PLC或其他数字设备为中心，利用通信线路将分散在不同位置的数字设备连接起来实现数据通信的一种系统。它通常由传输设备、终端设备、传输线和调制解调器组成。数据通信系统的任务是高效地完成数据传输、信息交换和通信处理。
4.数据传输模式。（1）并行通信。数据在多条传输线上同时传输的方式称为并行数据通信。在并行传输中，每一位数据都有自己的传输线，因此需要多少位数据就有多少位数据。该方法传输数据速度快，但当传输距离较长时，不仅通信线路成本高，而且信号收发困难。（2）串行通信。在传输线上以二进制位传输数据称为串行数据通信。串行通信一次只传输一位，传输速度比并行传输慢，但串行传输只需要一条传输线，线路成本低，适合长距离传输。
二、PLC与电子称之间的通讯技术
1.FX2n PLC与JD系列电子串行通信技术的设计。FX系列PLC支持以下五种通信类型：N：N网络、并行链路、计算机链路（数据传输使用特殊协议）、非协议通信（数据传输使用RS指令）、可编程端口。三菱FX2n PLC与JD系列电子秤的通信主要采用非协议通信方式，通过PLC与电子秤的串行通信端口实现点对点异步通信。为了实现通信，必须在PLC中设置D8120、D8129的值。D8120是一个16位数据寄存器，用于设置电子通信的数据格式，包括数据长度、验证形式、协议模式、传输速度等。D8129设置校验时间f，它的值是电子秤从开始传输数据到最后一个字符不能传输数据给PLC的时间。由于没有协议通信类型，FX2n PLC与外围设备通信，主要使用Rs指令，该指令使用Rs、rs232c或485功能扩展板和PLC专用适配器来发送和接收串行数据，其工作原理如图1所示。Rs指令不仅设置了可编程控制器发送数据的第一地址和发送点，而且还提供了接收数据的存储地址的第一和最大可以接收点。在本称重控制系统中，只需要FX2n接收电子秤发送的数据，所以FX2n PLC与电子秤通信方式采用半双工双向通信，控制线选用共路方式。普通模式下的控制线只能单独用于数据发送和接收，即Rs指令的接收和发送数据功能不能同时并存，必须分别执行。因此，将发送数据的点数设置为O（D0=O），即发送等待状态不存在。输入终端X010的状态由外部设备控制。当电子天平加载后，外部设备使X010状态开启。此时，驱动Rs指令，将可编程控制器设置为数据接收和等待的状态，等待电子称发送的数据。当接收到数据后，专用辅助继电器M8123自动接通，产生中断事件。中断事件用于后续处理接收到的数据，然后M8123被重置，等待下一个帧数据被接收。当电子称量为空时，外部设备使X010处于oFF状态，等待下一次装货连接。重复上述过程，完成电子称重与PLC的通信。
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图1 工作原理图
2.硬件连接。FX2n PLC与电子秤通信采用串口通信方式。根据提供的接口电子秤是RS-232 c或RS-485，硬件接线方式可分为两种类型：（1）电子秤标准RS-232 c接口，可以直接连接PLC和硬件连接的RS-232 c函数扩展板FX2N232-BD FX2N232IF或通信接口模块，没有协议转换；对于采用标准RS-485接口的电子秤，可通过RS-485功能扩展板FX2n-485-BD或转换接口FX-485PC-IF直接将PLC与硬件连接，进行RS232C/RS485协议转换。JD系列电子秤与FX2n在此称重控制系统中PLC硬件接线采用的一种方式。当电子秤与PIC通信距离不超过15m时，硬件接线可直接连接九芯屏蔽电缆。当通信距离较远时，可以通过在每个通信接口中插入调制解调器来解决远距离通信问题。此处FX2n PLC与JD系列电子秤在同一控制室，采用直接连接。
3.JD系列电子秤通信协议。JD系列电子数据传输模式具有自动输出、打印键输出、外部指令控制。其中，自动回零输出模式稳定输出，输出稳定，三种连续输出，这是选择自动输出模式回到零稳定输出模式，即每次称量样品，根据板必须轻，当稳定的零值显示在物品，再次显示值稳定，一组数据的输出，参数设置为C5-0。
4.PLC与电子秤通信的程序设计。（1）电子秤与PLC的通信方式。电子秤与PLC之间的数据通信采用主从方式。以电子秤为主机，发送称重数据。从站PLC对电子秤的数据进行响应，并对接收到的数据进行相应的处理，从而实现PLC对外部设备的控制。（2）部分程序列表。FX2n PLC与电子秤通信的程序梯形图如图2所示。
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5.实验应用程序。在电子喇叭生产过程中，采用三菱FX2n PLC与JD系列电子秤的通信技术，实现了生产过程的自动化。整个控制系统以FX2n PLC为核心控制器。它不仅与电子秤通信，读取电子秤发送的数据，而且对数据进行相应的处理结果将指令发送到DRCH（数字记录控制计算机），控制SXY机械手对膜片进行相应的搬运操作；读取外部信号（主要是限幅信号）和DRC反馈信号，判断和调整整个系统的运行状态，确保系统高效、可靠、稳定运行。
结合PLC与称重仪的通讯技术和YAMAHASXY型X-Y轴机械手，将膜片重量分选工艺应用于电子喇叭生产过程中，对整个喇叭生产过程的自动化起到了重要作用。本应用不仅排序可靠，错误率小于0.01%，而且排序速度是原来手动排序速度的4倍。在称重仪与PLC通信的基础上，增加文字显示、打印机等功能，可以更方便地实现称重参数的输入、修改、显示、打印等功能，从而形成具有更高性能和性价比的称重控制系统，实现管理过程的自动化。
参考文献：
[1]郑建学.现代可编程控制器原理与应用[M].北京：科学出版社，2018.
[2]李娜.P L C与电子称之间的通讯技术研究[M].西安：西安电子科技大学出版社，2018.
[3]高朝.基于网络的PLC通信系统的研究[J].电力系统通信，2018（1）：22-24