LC200与汉显屏的通信在副井井口调度中的应用

（鲁中矿业有限公司采矿部，山东莱芜市，271100）孟鑫炜 王 振

采矿部小官庄矿区是一座现代化的地下矿山，副井井筒直径7m，装备了两套提升机系统，井下共有八个水平中段。现行的罐笼调度方式为井口调度人员根据需要安排罐笼升降，利用汉显屏将多个罐笼去向的信息显示给两提升机信号房总信号工，信号工根据显示内容，依次选择去向传输给卷扬房，卷扬司机根据总信号工去向指示操作罐笼运行，同时井口调度对罐笼的去向指示信息和罐笼实际深度信息可对侯罐人员显示，使其根据需要需要选择所乘大小罐笼，同时能够了解罐笼位置，提前做好乘罐准备。

原设计汉显屏因故障导致内容无法正常显示，且随着设备的更新换代，原功能已不完全符合现场实际需求，因此我们做的是重新设计制作LED汉显屏、优化并完善各项显示功能，实现PLC200与汉显屏的通信，本文重点阐述介绍了S7-200PLC与LED汉显屏控制卡之间数据传输过程及控制显示方式。

1 硬件设计

1.1 通信方式选择

由于矿井企业的现场的电磁干扰比较严重，采用RS232串口极容易受干扰致使数据传输发生错误，而RS485串口采用共模差动输入，能有效地抑制小干扰信号，同时，RS485串口的有效传输距离较大，传输速度也较快，故在设计中采用抗干扰性能较好的RS485串口[1]。

1.2 组成结构

由于本系统中的PLC要同时接受提升机电控罐笼深度数据、运行控制及将向LED汉显屏控制卡发送显示数据,信息量较大,同时为实现RS485串行通讯，我们选用西门子带RS485通讯口的S7-200CPU 226 PLC,它具有2个RS485通讯口，模块通信能力较强等特点，根据系统I/O点数的实际需求，增加了EM221数字量扩展模块，同时为实现罐笼深度数据的有效采集，系统附加EM277通信模块。

1.3 LED汉显屏

汉字显示屏由发光二极管点阵组成,采用F3.75单色32*64像素24块单元板拼装结构，整体LED显示屏为两块96×256像素矩阵,单色双面显示，划分A、B、C、D四个区,分别显示调度安排JKD2.8×6提升机罐笼（A）、JLD1.85*4提升机罐笼（B）的运行指示和两罐笼的实际运行深度（C）及其万年历、时间、温湿度和宣传标语信息（D），其中A、B两区为双面同步显示，各单元板与控制卡连接均为T08-1接口。两端显示效果如图1、图2所示。

图1 LED汉显屏西面显示效果示意图

图2 LED汉显屏东面显示效果示意图

1.4 LED汉显屏控制卡

1.4.1 肯韦电子LED显示屏PLC MODBUS串口线控制卡

此控制卡采用双串口设置，一个串口采用MODBUS协议，另一个采用公司内部协议。支持像素为单色192*256、双色128*256，支持10个显示页，每个显示页多达32个分区。

1.4.2 麒麟电子LED显示屏控制卡

HD-W61WIFI无线LED控制卡，控制范围:单色32*1024、双色32*512，通讯方式:U盘与WIFI传输。其具有多区域任意分区、炫彩边框、WIFI无线通讯、手机发送等功能，我们用其实现对D分区万年历、时间、温湿度和宣传标语信息的显示。因此控制板传输等为厂家成品，使用简洁方便，下文不做具体通讯介绍。

2 软件设计

2.1 PLC200与汉显屏控制卡通讯的实现

肯韦电子LED汉显屏控制卡通讯接口电气标准通讯接口符合RS-485国际标准。通讯协议采用MODBUS通讯协议RTU模式，PLC作为主机模式，控制卡作为从机。通讯速率采用9.6kbps的波特率，RTU数据格式字符格式为11位（1个起始位、8个数据位、1个停止位），数据链路层由串行数据链路协议定义，串行数据链路协议为主从协议,采用主从应答方式进行通讯,通讯时PLC作为发送单元,而控制卡按PLC的要求回应PLC。

按照控制卡底层协议要求，控制板建立通讯使用前，需使用厂家自带的分区设置软件通过串口1设置显示屏参数，在实际应用中，汉显屏根据需要，用分区软件对其控制的A、B、C三个区域按照每行为一单元重新分为6个控制区。参数设置完后，PLC直接向指定分区下发ASC码。

编程中，PLC200使用了MODBUS主站库，调用MBUS_MSG指令实现对从站的访问，MODBUS通信中的功能码通过指令自行转换。根据控制卡开发厂家定义的发送格式传输信息帧数据串，以此显示具体信息。

2.2 罐笼去向及提升种类显示

程序传送的字符串预先储存在PLC的存储器中，实际操作过程中，由调度员根据实际的生产进度以及井下人员的要求来进行调度，PLC根据调度员输入的命令将请求调度的信息显示在汉显屏上。实际应用中我们根据需要对两罐笼调度选择去向水平分别做了排序处理，具体思路为：将各水平按大小自上而下分别赋值1、2、3……数值，根据所选择的水平个数来开通显示水平个数，根据赋值数值大小，经比较后将最小值水平信息显示在水平第一显示位，然后去除最小值，继续比较大小，选择此小值放入水平第二显示位，以此类推。

2.3 罐笼实际位置显示

为使乘罐职工第一时间了解两罐笼实际位置，我们将该系统S7-200PLC挂入大罐PROFIBUS-DP通信网络，将其作为大罐一从站存在，实时接收由主控S7-400PLC发来的深度信息。

对于小罐深度数据的采集，我们采用S7-200PLC的高速计数端口，利用TRD-N2000-RZ编码器采集电机侧深度信息，经处理后显示在C区罐笼深度显示位值，同时程序自带零位校正及人工校正功能，以确保显示小罐深度信息的准确性。

3 结语

系统中采用S7-200P LC实现对矿井两套提升机调度系统的去向和深度等信息的采集，并与LED显示屏控制卡建立通讯，按照规则将信息实时发送到LED汉字显示屏上显示,此系统能使提升机信号人员和侯罐人员及时了解罐笼信息，减轻了操作人员的劳动强度，信息传输稳定。并且，该通讯方式也应用于调度室矿量显示系统中，实践证明，该系统具有极高的推广价值。