該文主要介紹了新型可編程計算機控制器(PCC)的結構特點，并在外圍硬件的基礎上，構建了一個小型三級地磅遠程控制系統，該系統應用以太網通訊來實現其遠程控制功能。經現場調試，該系統運行正常，教據在現場與遠程端之閭可 正確傳輸，達到了通過網絡實現遠程控制的目的。

1.引言

現代化先進的大型制造企業，由于其生產能力高，所以物流 和信息量都非常龐大。傳統的計量模式人員數量多,效率低，易 產生漏洞，不便于管理，在很大程度上影響了企業的生產，這種 模式巳不適合現代化先進的大型制造企業的物流和信息管理。

為了不影響現代化企業的生產，特別需要一種全新的計量 模式來代替傳統的計量模式。地磅遠程控制計_模式正好能 夠滿足現代化先進的大型制造企業的計量需求和系統控制，并 且能在很大程度上減少傳統計量模式的弊端。

地磅遠程控制系統的4現方式很多,經過調研，決定采用 以貝加萊(B&R、)公司的可編程計算機控制器(PCC)為主控器,管 理現場設備并利用以太網與上位PC機數據交互的方式，該方式 有開發周期短，維護方便等諸多優點。

2.PCC的特點

貝加萊的PCC是綜合了 PLC和工業計算機優點的新一代可 編程計算機控制器，其功能可完成從簡單的邏輯控制到復雜的 集散控制(DCS)。硬件采用了可以靈活配置的模塊化結構，能帶 電插撥，可靠性高。支持多任務分時操作系統,提供了 8個分別 具有不同循環時間不同優先權的任務等級。

PCC使用開放式總線結構，與各種系統通信方便，提供支持 CAN BUS的硬件模塊并自帶CAN接口。幀驅動器(Frame Driver) 是為實現與第三方設備通信而設計的軟件工具箱。由于Fmme Drivei是一個自由通信協議，編寫串行接口（如RS- 232、RS- 485/ 422、TTY等）的通信協議非常方便。

在PCC系列產品中，X20系列模塊是三位一體，即模塊分為 三個部分:總線模塊、電子模塊、端子模塊。每個X20模塊最多有 12個通道，模塊間的通信通過X2X Link分布式底板實現，其設 計為用戶使用提供了極大的靈活性。

Automation Studio(AS)是一種集成軟件開發平臺，也是支持 用戶開發PCC應用程序的軟件包。Automation Studio提供的編程 語言非常豐富,有梯形圖LAD、指令表IL、結構文本STJi序功 能圖 SFC 等IEC61131 標準編程語言和 Automation Bask-,ANSI C 兩種高級語言，根據需要可以在項目中采用多種語言進行混合 編程，同時，編程環境中包含豐富的函數庫及功能塊供用戶調 用，大大減輕了開發人員的工作量。

3.系統結構

3.1硬件構成及配置

根據地磅遠程控制系統的管理特點，選用（B&R )PCC-X20 系列緊湊型CPU(X20CP0292)作為工業以太網控制器，采集現場 紅外對射設備的狀態以確定汽車是否完全上衡，實時讀取重量 數據和司機的卡號數據，控制紅綠燈及擋車器的狀態，接收上位 機(計量監控中心)命令并語音播報重量數據整個系統構成如 圖1所示。

 CPU(X20CP0292)配有電源模塊(X20PS9500)、數字輸人模 塊（X20DI4371 )、數字輸出模塊（X20D09322)、RS485通信模塊 (X20CS1030)底座（X20B22)。整個系統中有以太網Ethernet、 RS232接口、RS485接口供現場設備使用。

外圍設備中，紅綠燈和擋車器由數字輸出模塊驅動，紅外對 射管接人數字輸入模塊,地磅儀表通過RS232接口與控制器 通信，讀卡器和語音液晶屏通過RS485接口與控制器通信,控制 器通過以太網與交換機相連，實現了一個小型的三級控制系統。

3.2系統工作原理介紹

計量監控中心的PC機通過以太網接口接人交換機,與控制 器交互地磅儀表的重量數據和每個司機唯一的卡號數據，并 能根據現場情況作出現場設備的動作調整，比如控制紅綠燈狀 態、擋車器狀態和語音屏的信息播報等。整個系統的外圍設備控 制可由控制器自動完成，也可由計量監控中心管理人員手動完 成，兩種工作方式可自由切換。在入衡口有一個紅綠燈及一個紅外探頭，出衡口處有一個 紅綠燈和兩個紅外探頭’在探頭中間安裝擋車器，人衡口和出衡 口之間是秤體，即汽車衡儀表。旁邊有LED顯示屏及讀卡器,磅 房中配置以太網工業控制器及交換機。地磅遠程控制設備現 場布置如圖2所示。

工作流程如下：

A)當入衡口處為綠燈、出衡口處為紅燈、擋車器落下時，汽 車可以上衡，汽車經過入衡口處時車輪遮擋紅外探頭的對射狀 態，控制器通過DI模塊接收到探頭的狀態改變信號后，馬上開 啟人衡口處紅燈，不允許下一輛汽車上衡，向計量監控中心上傳 啟動視頻錄像信號,此時如有汽車再上衡，計量監控中心可通過 視頻錄像監控到，并通過語音方揮汽車倒退下衡。

B)汽車完,上衡后，以人衡口處的紅外探頭以及出衡口處 的第一個紅外探頭k有被觸發為準。控制器讀取地磅儀表的 數據和司機卡號,數據處理后上傳計量監控中心,等待計量監控 中心的確認倍號:

C)計量監控中心對此次稱重數據是否有效進行確認并向控 制器下發無效命令或者有效重量數據，如果無效則手動抬起擋 車器,指揮汽車完全下衡后給控制器下發自動命令,如果有效則 向控制器下發有效重量數據,控制器自動抬起擋車器、開啟出衡 口處的綠燈、轉發有效重量數據給LED語音屏進行語音播報重 量數據,提示司機下衡。

D)出衡口處兩個紅外探頭從遮擋到正常后，汽車巳完全下 衡,此時控制器控制擋車器落桿,開啟人衡口處綠燈和出衡口處 紅燈，上傳關閉視頻錄像信號’準備下一車計量。

4.系統軟件設計

4.1上位機管理

上位機采用Webserver，用網頁的方式讀取控制器的數據以 及下發控制命令，該方式非常直觀、方便3 4.2 PCC的軟件設計

該遠程控制系統中有外圍設備控制、數據處理、RS232接口 通信、RS485接口通信等多種功能，需要注意的是控制器為緊湊 型CPU,RS485通信需要自己寫底層程序，下面著重對RS232和 RS485的程序進行介紹。

4.2.1 幀驅動器 Frame Driver

15驅動器Frame Driver,是一種介于應用程序與硬件接口之 間的軟件工具箱,系統中采用RS-232與地磅儀表進行通訊。

幀驅動器的命令格式的書寫比傳統的通信編程方法要容易 得多,對幀驅動器的操作主要有以下幾個函數：

FRM.xopen：初始化接口，為幀驅動器分配緩存，安裝相關的 中斷處理程序；

FRM.read ：讀數據并將其放在讀緩存區；

FRM_rbuf:釋放讀緩存區；

FRM_gbuf:申請寫緩存區；

FRM_writ ：將數據寫人寫緩存區；

FRM_robuf：釋放寫緩存區；

FRM_cl0Se:接口通信結束；

FRM_ctri:控制接口。

緩存區是用來存放幀驅動器的一小塊內存，每個接口都對 應著幾個緩存區以便存儲待讀寫的幀。每個要使用的接口都必 須初始化，為了定義用戶進行接口操作所使用的參數，需要用 FRM_xopen函數,對于FRM_xopen函數只初始化一次，通常在初 始化程序塊里面，系統上電后只執行一次。

4.2.2 RS-485 通信

系統中采用通信模塊X20CS1030與語音屏和讀卡器實現數 據的交互，其中語音屏只接收控制器發送的數據,而讀卡器需要 控制器先發送讀數據命令才發送卡號數據或者空數據，所以程 序設計時必須確定485總線空閑的時候才能與其中之一通訊。

系統中采用的是緊湊型CPU，而通信模塊X20CS1030在該 CPU下的功能模式只能是flat模式，需要編寫底層程序驅動其正 常通訊。通信模塊的工作模式和配置如圖3和圖4。

其中模塊中的OutputSequence和TxBytel中的變量是發送 數據時的控制字，InputSequence和RxByte 1中的變量是接收數 據時的控制字,需要特別說明的是，在標準CPU中該通信模塊可 以采用Stream模式而不必采用Flat模式。

5.結束語

該系統巳成功運行在某大型鋼鐵企業，性能穩定，工作正 常，該計量模式避免了傳統計量模式的弊端。如果系統硬件稍作 修改還可應用在其它物流和信息量龐大的企業中，能進行多點 控制,并實現復雜的DCS系統功能。也可采用標準型CPU,配備 數據記錄模塊，自動保存物流和信息數據,實現另一種全新的無 人值守的計量模式。