用模拟量模块实现料仓称重及料位检测

用模拟量模块实现料仓称重及料位检测许益峰1,王贞2,刘增敢1（1、赛摩电气股份有限公司技术中心，江苏 徐州，2210042、青岛大学自动化工程学院，山东 青岛，266071）摘要：利用S7-200模拟量模块实现料斗秤称重。关键词：模拟量模块；称重；料位检测；S7-200Hopper Weighing and Level Detection by SimulationModuleXu Yi-feng1， Wang Zhen2, Liu Zeng-gan1（1、Saimo Electric Co,.Ltd., Xuzhou， 2210042、QingDao University Automation Engineering, Qingdao 266071）Abstract： using S7-200 analog module for weighing processing in hopper scale。 Keywords： analog module； weighing； level detection； S7-200前言：为节约控制成本，使用模拟量模块代替称重仪表实现料仓称重及料位 监控。1、硬件配置和系统功能1.1硬件配置系统由S7-200的CPU模块、模拟量输入模块、信号变送器、称重传感器、 人机界面组成（见图1）。CPU模块：系统料仓由6个称重传感器进行称重，由于成本等因素，硬件 配置方面采用CPU224XP，此CPU内置2路模拟量输入和1路模拟量输出，这 样只需再选配一个4输入模拟量模块就满足系统要求了。比使用CPU224CPU模 块另加两个模拟量模块有更大的成本优势。模拟量模块:选用S7-200系列4输入的EM231扩展模拟量输入模块EM231 模拟量输入模块可接收0-10V和0-20mA两种信号。信号变送器：由于传感器输出为0-20mV电桥信号，需要通过变送器将电桥 信号转换为PLC可接收的标准电压或者电流信号。由于CPU224XP自带的两路 模拟量输入只能接收0-10V电压信号，而EM231模拟量输入模块可接收0-10V 和0-20mA两种信号，考虑到维护方便及图纸可读性，所以统一选择应变电桥 2.0mV/V输入，输出0-10V的信号变送器，使用模拟量输入模块的电压输入功能。人机界面：考虑实际情况，兼顾成本，选择台达TP02G-AS1文本显示器。 1.2系统功能称重传感器输出的电桥信号经信号变送器转换成0-10V信号作为PLC的模 拟量输入，通过PLC程序运算，经人机界面将最终的重量值反馈给用户。用户 可通过人机界面对料斗秤进行零点、间隔标定，同时可通过设定最低料位、最高 料位实现料仓料位的监控。2系统设计2.1确定了硬件配置后，开始进行系统设计，如下图：ttW MW 維停瞬繼传雕m碍 轴 m翹t2.2人机界面及PLC映射组态使用台达公司提供的TPEditor文本显示器编程工具可以方便的对系统进行 组态。TP02G-AS1分辨率为160X32,支持多国文字显示，且内建两个通 讯口 （RS-232及RS-485，可同时使用）以及通讯警告指示LED灯。并可外 接程序复制单元，快速移植程序，节省程序下载时间。首先将程序中用到的内部继电器如零点标定、间隔标定、系统启动，以及内 部寄存器如实时重量、高限重量设定值、低限重量设定值等与文本显示器中对应 元件一一做好映射关系；第二步，编写设定值弹出画面，使用PLC程序内的标定完成继电器作为换 页条件，调用文本显示器的标准值写入画面；最后编写报警设定点画面2.3PLC 程序设计PLC 控制程序采用西门子公司提供的 STEP7 软件开发，其特点包括：线性 化编程：所有的程序都在一个连续的指令块中。这种结构和PLC所代替的固定 接线的继电器线路类似。系统按照顺序处理各个指令。模块化编程：程序分成不 同的块，每个块包含了一些设备和任务的逻辑指令。组织块中的指令决定是否调 用有关的控制程序模块。例如，一个模块程序包含有一个被控加工过程的各个操 作模式。结构化编程：结构化程序包含有带有参数的用户自定义的指令块。这些 块可以设计成一般调用。实际的参数（输入和输出的地址）在调用时进行赋值。 本系统PLC控制程序用梯形图语言编写。3. 结束语 本系统使用模拟量模块代替专业称重仪表对料仓的料位进行控制，并能实时监控料仓物料重量，界面简洁明了，可读性及可操作性强，而且控制了系统成本， 考虑到了扩展性，还可以根据实际需要通过DP端口入网。通过CPU224XP的模 拟输出可实现远程通信，可广泛用于固体粉状、粒状无聊的仓储、加工过程储存 等实际工业生产。4. 参考文献1 STEP 7 V5.2 编程手册，西门子公司2 TPEditor V1.10_O 操作手册，台达公司