【正文】 交通燈組態(tài)軟件的下載 使用USB串口通訊MCGSTPC組態(tài)軟件USB串口通訊所使用的數(shù)據(jù)線計算機(jī)一端為USB接口，觸摸屏一端為USB2接口，與上一個實驗交通燈一樣。： 變頻器硬件接線電路圖圖中變頻器接380V三相交流電源，歐姆龍PLC的數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊輸出端子接到變頻器上的模擬量輸入端子口作為變頻器的頻率給定。本實驗當(dāng)中，選擇了按鈕開關(guān)、表盤、滑動輸入器、標(biāo)簽等圖形元件來繪制電動機(jī)正反轉(zhuǎn)及變頻調(diào)速模擬系統(tǒng)的整個組態(tài)界面。雙擊【通用串口父設(shè)備】進(jìn)行【通用串口屬性編輯】，串口父設(shè)備用來設(shè)置通信參數(shù)和通信端口。系統(tǒng)運行過程中，設(shè)備構(gòu)件由設(shè)備窗口統(tǒng)一調(diào)度管理。 變頻調(diào)速電機(jī)模擬系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)庫對象名稱類型注釋電機(jī)正轉(zhuǎn)啟動開關(guān)型電機(jī)正轉(zhuǎn)啟動信號電機(jī)反轉(zhuǎn)起動開關(guān)型電機(jī)反轉(zhuǎn)啟動信號電機(jī)停止開關(guān)型電機(jī)停車信號模擬量輸出起動開關(guān)型模擬量輸出起動信號模擬量輸出停止開關(guān)型模擬量輸出停止信號電壓值數(shù)值型電機(jī)電壓值頻率值數(shù)值型電機(jī)頻率值轉(zhuǎn)速數(shù)值型電機(jī)轉(zhuǎn)速DM0數(shù)值型寄存器DM1數(shù)值型寄存器DM2數(shù)值型寄存器DM3數(shù)值型寄存器DM4數(shù)值型寄存器組對象組對象報警設(shè)置 電機(jī)控制參數(shù)在MCGS中的設(shè)置為了使系統(tǒng)能夠從外部設(shè)備讀取數(shù)據(jù)以及將MCGS組態(tài)界面上的輸入值反饋給外部設(shè)備，從而實現(xiàn)控制外部設(shè)備的工作狀態(tài)的目的，需要建立實時數(shù)據(jù)庫。本實驗中，由于變頻器所需要的0～10V電壓模擬量是由MCGS組態(tài)軟件的組態(tài)界面上所給定的，而給定值為十進(jìn)制數(shù)，所以我們將組態(tài)界面的輸入的給定值送入PLC存儲器DM0區(qū)后，需要將DM0區(qū)所存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行BCD碼到二進(jìn)制的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換完成后傳送到DM2區(qū)，再將DM2中的數(shù)據(jù)由模擬量輸出通道1輸出。采集的當(dāng)前數(shù)據(jù)由模擬量輸入通道1輸入傳送到寄存器DM3區(qū)，將DM3里的數(shù)據(jù)進(jìn)行二進(jìn)制到BCD碼的轉(zhuǎn)換，： 采集數(shù)據(jù)由模擬量輸入通道1中輸入在完成模擬量模塊的數(shù)據(jù)采集和模擬量輸出的“量程控制字”設(shè)置之后，我們要進(jìn)行對電動機(jī)的起動、制動、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)等功能的PLC控制程序編寫。可以預(yù)見，PLC將會越來越多地用于電動機(jī)的運行控制。圖 工程下載界面點擊【連機(jī)運行】，【連接方式】選擇【USB通訊】，點擊【通訊測試】，通訊正常則點擊工程下載，通訊失敗請檢查連接線是否正確。：圖 交通信號燈模擬系統(tǒng)的組態(tài)界面在交通信號燈模擬系統(tǒng)中我們還需要設(shè)置兩部水平方向移動小車，根據(jù)交通信號燈運行狀態(tài)，實現(xiàn)小車紅燈停、綠燈行的動畫效果編輯小車的位移情況需要進(jìn)入腳本語言編輯環(huán)境來進(jìn)行腳本程序編程。本實驗中需要定義的數(shù)據(jù)對象。通信參數(shù)必須設(shè)置成與PLC的設(shè)置一樣。通過通道連接，它既可以向?qū)崟r數(shù)據(jù)庫提供從外部設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)，供系統(tǒng)其它部分進(jìn)行控制運算和流程調(diào)度，又能從實時數(shù)據(jù)庫查詢控制參數(shù)，實現(xiàn)對設(shè)備工作狀態(tài)的實時檢測和過程的自動控制。 PLC外部端子硬件接線圖東西紅亮并維持20s；與此同時，南北綠燈亮并維持15s，到15s時，南北綠燈閃亮，閃亮3s后熄滅。圖 南北和東西方向上紅燈定時圖 東西方向上綠燈平光與閃光定時圖 東西和南北方向上黃燈定時圖 南北方向上綠燈平光與閃光定時為了實現(xiàn)南北和東西方向上綠燈的3秒閃爍。在東西方向和南北方向各設(shè)一組通行時間顯示器，按倒計時的方式顯示通行和停止時間。例如在上例的車站間又加了一條并行的鐵軌，同時可有兩列火車雙向通行。由于以太網(wǎng)的技術(shù)成熟、成本較低、互操作性強(qiáng)、易于使用和管理、可擴(kuò)充性強(qiáng)，因此，選用以太網(wǎng)技術(shù)。外接設(shè)備一旦連接到 USB 接口，就可被自動反應(yīng)并正確識別，而不需要設(shè)置開關(guān)或跳線，同時它的“熱交換性”使其不必重啟系統(tǒng)。它的全名是“數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE，Data Terminal Equipment）和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備（DCE，Data Communication Equipment）之間串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”。 歐姆龍PLC串行接口在本課題中，歐姆龍PLC所使用的串行通訊接口為RS232C接口。此協(xié)議定義了一個控制器能認(rèn)識使用的消息結(jié)構(gòu),而不管它們是經(jīng)過何種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的。以修改參數(shù)過濾器P0004 數(shù)值為例，說明修改參數(shù)的步驟。如果P39000，這一功能是自動完成的。電動機(jī)最高頻率P1082自定義～。使用地區(qū)P01000歐洲；功率單位為kW；頻率默認(rèn)值為50Hz。2變頻器參數(shù)。訪問參數(shù)按此鍵即可訪問參數(shù)。功能此鍵用于瀏覽輔助信息。OFF2：按此鍵兩次（或一次，但時間較長）電動機(jī)將在慣性作用下自由停車。BOP 具有五位數(shù)字的七段顯示，用于顯示參數(shù)的序號和數(shù)值，報警和故障信息，以及該參數(shù)的設(shè)定值和實際值。在量程控制字設(shè)置之后，并且在轉(zhuǎn)換值被寫入輸出通道之前，對于0～10V，10～10V或0～20mA的量程，輸出為0V或0mA，對于1～5V，4～20mA的量程，輸出為1V或4mA。 MOV 8OOO 13。 ③模擬量輸入單元只有在量程控制字設(shè)定后才開始模擬量轉(zhuǎn)換，單元開始轉(zhuǎn)換后，未使用通道的值將為0000。 輸入/輸出信號范圍的設(shè)定方法1) CPM1AAD041的設(shè)定：CPM1AAD041通過將量程控制字寫入到模擬量輸入單元的輸出通道內(nèi)來實現(xiàn)輸入信號范圍的設(shè)定。注：量程控制字的作用是確定模擬量信號的輸入/輸出范圍，即可確定模擬量輸入/輸出的點數(shù)與位置，也可確定其選擇處理信號的方式。30mA平均值功能支持?jǐn)嗑€檢測功能支持轉(zhuǎn)換時間2 ms/點功率重量200g max尺寸86(W)50(H)90(D)mm模擬量輸出單元CPM1ADA041的模擬量輸入信號范圍可有五種選擇，它們分別是10～10V、0～10V、1～5V、0～20mA、4～20mA。使用補(bǔ)碼來表示負(fù)電壓，圖 0～10V模擬量輸入信號范圍同時在該模擬量輸入信號范圍下，當(dāng)在輸入范圍內(nèi)設(shè)定了平均值功能時此功能開啟。 CPM2AH 最多可以連接3個擴(kuò)展單元, 包括擴(kuò)展I/O單元, CPM1AAD041以及CPM1ADA041(模擬量輸出單元)。本課題以MCGS組態(tài)軟件及OMRON的CPM2A型PLC實體為對象，實現(xiàn)MCGS組態(tài)軟件和歐姆龍PLC上的通訊單元建立串行通訊連接，從而達(dá)到操作PLC設(shè)備以及同步顯示PLC當(dāng)前狀態(tài)的目的；研究特殊模塊的使用方法，實現(xiàn)模擬量和數(shù)字量之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換，開發(fā)具有實時監(jiān)控及聯(lián)鎖功能的實驗項目，并對具體過程進(jìn)行控制以及實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，對其處理方法提供可參考數(shù)據(jù)與程序。本實驗采用RS232C通訊方式。歐姆龍公司的CP系列PLC的串行通訊都是采用HostLink協(xié)議進(jìn)行通訊的，HostLink協(xié)議是歐姆龍的專有協(xié)議，通過HostLink協(xié)議使用計算機(jī)的串行口可與OMRON的PLC設(shè)備通訊?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形聯(lián)成一個整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計。分布式網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的每一臺計算機(jī)都要安裝一套MCGS工控組態(tài)軟件。在未來的工業(yè)控制當(dāng)中組態(tài)軟件將實現(xiàn)控制組態(tài)與圖形組態(tài)相結(jié)合，發(fā)展出一體化的工控組態(tài)系統(tǒng)，可以在組態(tài)軟件中集成IEC611313的功能，引入梯形圖、FBD（功能塊圖）等標(biāo)準(zhǔn)編程語言，保留腳本語言的優(yōu)勢。在工業(yè)過程控制系統(tǒng)中存在著兩大類可變因素：一是操作人員需求的變化：二是被控制對象狀態(tài)的變化及被控對象所使用的硬件變化。這里我們?yōu)榱藢崿F(xiàn)這一功能采用是組態(tài)軟件與歐姆龍PLC硬件的有機(jī)結(jié)合。本課題就以MCGS組態(tài)軟件、MCGSTPC觸摸屏及OMRON的CPM2A型PLC實體為對象，實現(xiàn)組態(tài)軟件和觸摸屏、PLC上的通訊單元建立串行通訊連接，利用實驗室現(xiàn)有試驗裝置，設(shè)計實驗來研究組態(tài)軟件在PLC電氣控制上的應(yīng)用。 Research on the use of special modules, analog implementation and Digital between the A/D conversion and D/A converter, and the specific process control and data acquisition, methods of treatment available for their reference data and procedures. The main work of this paper followes as:1）To implement munication connectivity between MCGS configuration software and hardware devices (OMRON PLC、touch screen MCGSTPC). 2）Using configuration software MCGS and configuration of the PLC munication connection at the scene of the traffic signal system control and synchronization of realtime analog display.3）Using configuration software MCGS and configuration of the PLC munication links, by controlling the frequency converter to achieve motor starting, braking, are transferred, such as reverse control,by controlling the frequency converter to achieve VVVF motor function.4）With MODBUS agreement, realize the munication between controller and other equipment5）System control at MCGS function configuration operation platform.Key words: PLC，MCGS，MODBUS，Configuration Software基于MCGS工業(yè)實時監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)0 引言由于PLC常用于工業(yè)現(xiàn)場控制,且無法通過顯示器觀察程序的執(zhí)行結(jié)果,因此,驗證PLC程序的正確與否,只能用PLC來控制相應(yīng)的控制對象,以觀察控制結(jié)果是否正確。本課題完成的主要工作：1) 實現(xiàn)MCGS組態(tài)軟件和硬件設(shè)備（OMRON PLC、MCGSTPC 觸摸屏）的串行通訊連接；2) 利用MCGS組態(tài)軟件和PLC的組態(tài)通信連接，實現(xiàn)觸摸屏對交通信號燈系統(tǒng)現(xiàn)場的實時監(jiān)控及同步模擬顯示功能；3) 利用MCGS組態(tài)軟件和PLC的組態(tài)通信連接，通過控制變頻器實現(xiàn)觸摸屏對電動機(jī)起動、制動、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、變頻調(diào)速等控制；4）利用Modbus協(xié)議實現(xiàn)控制器相互之間和其它設(shè)備之間的通信；5）系統(tǒng)控制部分均在MCGS連機(jī)運行環(huán)境上進(jìn)行功能操作。有了它，不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行集中監(jiān)控。它是以監(jiān)測控制計算機(jī)為主體，加上檢測裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)與被監(jiān)測控制的對象（生產(chǎn)過程）共同構(gòu)成的整體。組態(tài)軟件是指在軟件領(lǐng)域內(nèi)，操作人員根據(jù)應(yīng)用對象及控制任務(wù)的要求，配置（包括對象的定義，制作和編輯，對象狀態(tài)特征屬性參數(shù)的設(shè)定等）用戶應(yīng)用軟件的過程，即使用軟件工具對計算機(jī)及軟件的各種資源進(jìn)行配置，達(dá)到讓計算機(jī)或軟件按照預(yù)先設(shè)置自動執(zhí)行特定任務(wù)、滿足使用者要求的目的，也就是把組態(tài)軟件視為“應(yīng)用程序生成器” [3]。 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境和系統(tǒng)運行環(huán)境之間的聯(lián)系紐帶是實時數(shù)據(jù)庫。它能夠在基于Microsoft的各種32位Windows平臺上運行，通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集處理，以動畫顯示、報警處理、流程控制和報表輸出等多種方式向用戶提供解決實際工程問題的方案。但是為了避免與個人計算機(jī)的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱PLC。大、中型的PLC還具有PID閉環(huán)控制功能，運用PID子程序或使用專用的智能PID模塊，可以實現(xiàn)對模擬量的閉環(huán)過程控制。RS232C方式是基于1：1的通信，距離為15m。還可與PLC之間進(jìn)行各種狀態(tài)數(shù)據(jù)的傳輸,從而反映出PLC與被控對象(軟件仿真的被控對象)與控制結(jié)果之間的關(guān)系。（分辨率800480），四線電阻式觸摸屏（分辨率10241024）。本課題根據(jù)實際情況的需要，選擇了0～10V的模擬量輸入信號范圍。CPM1ADA041包含4路模擬量輸出，在CPM2AH全部接模擬量輸出單元的情況下，系統(tǒng)最多可提供12路模擬量輸出。2） 設(shè)定輸入/輸出量程：選擇模擬量輸入/輸出范圍為0～10V。模擬量輸出單元CPM1ADA041的通道分配也和模擬量輸入單元CPM1AAD041單元一樣，從分配給CPM1AAD041的最后一個通道開始。表 通道號對應(yīng)的量程設(shè)定通道設(shè)定本次n選用點n+1模擬輸入1，輸入2量程設(shè)定1112n+2模擬輸入3，輸入4量程設(shè)定1113表 模擬輸入量程控制字詳細(xì)設(shè)定二進(jìn)制位號3或72或61或50或4設(shè) 定代 碼模擬輸入啟動位1：啟動0：關(guān)閉平均值功能1：使用0：不使用00：10V～+10V01：0～10V10：1～5V(4～20mA)11：0～5V( 0～20mA) 根據(jù)表2．4和表2．5可知模擬量輸入