摘要：本文以实际的工程项目为例，详细介绍了用一台PLC与多个电子称和触摸屏通过通信方式连接的方法，解决了一台PLC连多个点到点通信设备的技术难题，并取得了较好的经济效益和社会效益。
1. 引言
随着彩屏手机的出现，人们对手机锂电池的质量和性能要求越来越高。手机电池正负极材料的混料和搅拌，是电池生产的第一道工序，该道工序质量控制的好坏，将直接影响手机电池的质量和成品合格率。而且该道工序工艺流程复杂，对原料配比，混料步骤，搅拌时间等都有较高的要求。传统的人工控制方式，不仅工人的劳动强度大，而且很难保证产品质量的稳定性和重复性。所以，必须对混料和搅拌的全过程实行自动控制。
经过多方调研论证，我们采用了以瑞士SAIA PCD系列多串口PLC为现场控制站，以PC为中控室操作站，以触摸屏为现场操作站的控制方案，解决了一台PLC连多个点对点通信的电子称，触摸屏的技术难题，完成了电池材料混料和搅拌的自动控制。
2. SAIA PCD系列PLC简介
SAIA PCD是瑞士思博控制公司（SAIA-Burgess Control）生产的高性能价格比的PLC，其CPU采用工业级的32位处理器，运算速度非常快，特别适合对数学计算和网络通信要求较高的应用。
l 带实时时钟的32位CPU，强大的数学计算能力和模拟量处理能力。
l 强大的内存（最小17KBYTE，最大的1MBYTE），用户可以根据需要扩充
l 模块化的I/O，可以根据需要任意组合
l 全系列PCD产品都具有相同的内部资源
l 全系列PCD产品均使用同一个图形化的编程工具，简单易学
l 通讯、通信能力非常强大，最多有8个串行通讯口，支持RS232，RS422， RS485，MODBUS，TCP/IP，PROFIBUS，LONWORKS等）
l 所有PCD都支持SAIA S-Bus协议，可以方便的通过串口、以太网， profibus, Medem等进行通信。
l 绝对开放的系统，提供OPC的支持
l 良好的性能价格比
在本系统中，CPU模块我们选用的是PCD2.M170，1Mbyte存储器，将通信口扩展到6个，每个通信口采用独立的通信协议，用以连接一台上位机，3个触摸屏和2个电子称。
3. 控制方案
3.1 系统硬件组成
l PLC选用SAIA的PCD2.M170，扩展到2个RS232，4个RS485通信接口，配置40个DI，55个DO，16路AI，24路AO，2路高速计数，用于采集质量流量计高速脉冲信号。
l 触摸屏：WeinView 510T，10寸彩色触摸屏，带RS232/485通信口，支持SAIA S-Bus 协议
l 电子称：METTLER TOLEDO/KB1100，RS232/485通信接口。
l 质量流量计：LZLB-8(太航仪表)，脉冲输出。
3.2 系统结构
上位机：作为工程师站，通过Port0与PLC连接，采用基于RS485的S-Bus通信协议，安装SAIA PG5对PLC进行组态和编程。上位监控软件采用Grace 2.2，显示整道工序的工艺流程图和报警一览图，完成混料的配方设置，搅拌时间设置，历史数据和历史趋势记录，生产报表打印等功能。
辅助监控触摸屏：安装在中控室，通过Port1与PLC连接，采用基于RS485的S-Bus通信协议，由操作工来进行日常的混料和搅拌操作。主要作为计算机失效时的备用。
干粉称：安装在干粉称量间，通过Port2与PLC连接，由于距离PLC较近，采用RS232通信接口，通信协议为METTLER TOLEDO电子称的自定义协议。
干粉称操作触摸屏：安装在干粉称量间，通过Port3与PLC连接，采用基于RS485的S-Bus通信协议，主要由操作工来完成干粉称量的确认操作。每次称量的重量都与设定值作比对，在设定值误差范围的数据才能确认通过，以确保称量的准确度。且所有的操作都将记录在PLC中。
SBR称：安装在SBR称量间，通过Port4与PLC连接，采用RS232通信接口，通信协议为METTLER TOLEDO电子称的自定义协议。
SBR操作触摸屏：安装在SBR称量间，通过Port5与PLC连接，采用基于RS485的S-Bus通信协议，主要由操作工来完成SBR称量的操作，每次称量的重量都与设定值作比对，在设定值误差范围的数据才能确认通过，以确保称量的准确度。且所有的操作都将记录在PLC中。
4. PLC与电子称的通信编程
PLC与上位机，触摸屏之间通过标准的S-Bus协议通信，只需简单地设置一下通信参数就可以了，不需要编写通信程序；电子称的通信采用的是METTLER TOLEDO公司自己的非标准通信协议，所以，要和PLC之间通信，必须编写相应的通信程序。
4.1 通信方式
PLC与 电子称之间采用主从方式进行通信，PLC为主站，电子称为从站，从站只有在收到主站的读写命令后才发送数据，由于电子称的通信协议中没有站号，所以只能采用点到点连接方式，
4.2 电子称的通信协议
串行口通信格式：1个起始位，7个通信位，1个停止位，1个校验位。
波特率：9600
输出格式：18字节连续输出
其中 1-STX是起始字符
2是三个状态字，分别表示小数点位置，毛重/皮重，以及重量单位。
3是毛重或皮重，根据设定而来
4是皮重值
5是回车符
6是校验和
4.3 PCD与电子称的通信程序
;;----------------初始化通信口--------------------------------------------
$init
SASI 2
Init ;SBR称重计接口初始化
$endinit
;==========================================
PB 30
STH timer1 ;计时器
JR H end
LD timer1 ;计时器
1
ACC H
LD CNT
15
begin: SEI K 0
REPEAT: STH RBSY
JR L lp
SRXDX 2
RBUF_R ;读数据
CMP RBUF_R ;读数据
K 02
ACC Z
JR L begin
INI K 17
JR H REPEAT
CMP RBUF_R16 ;数据结尾，回车
K 13
ACC Z
JR L end
JR dip
lp: ACC H
DEC CNT
STH CNT
JR H REPEAT
ACC H
dip: CPB DISPOSE
end: COPY NET ;净重数据
WgtSBR ;SBR实时重量
EPB
5.结论
该自控系统投运后，混料控制精度达1‰，不但减少了工人的劳动强度，而且大大提高了生产率和成品合格率。本文所述的技术方案，是一个多通信口应用的典型案例，对PLC与多台设备通过通信方式连接的应用，具有一定的参考价值。
