4.4 上位機(jī)和下位機(jī)的通訊
4.4.1 PLC和組態(tài)王的通訊簡(jiǎn)介
組態(tài)王與PLC之間通信采用的是PPI通訊協(xié)議。組態(tài)王通過(guò)串行口與PLC 進(jìn)行通信,訪問(wèn)PLC相關(guān)的寄存器地址,以獲得PLC 所控制設(shè)備的狀態(tài)或修改相關(guān)寄存器的值。在實(shí)際編程過(guò)程不需要編寫讀寫PLC寄存器的程序,組態(tài)王提供了一種數(shù)據(jù)定義方法,在定義了IPO 變量后,可直接使用變量名用于系統(tǒng)控制、操作顯示、趨勢(shì)分析、數(shù)據(jù)記錄和報(bào)警顯示。
上位機(jī)和下位機(jī)通訊原理圖如圖4.10所示：
4.4.2 通訊的實(shí)現(xiàn)步驟
PLC與上位計(jì)算機(jī)的通訊可以利用高級(jí)語(yǔ)言編程來(lái)實(shí)現(xiàn),但是用戶必須熟悉互連的PLC及PLC 網(wǎng)絡(luò)采用的通訊協(xié)議,嚴(yán)格的按照通訊協(xié)議規(guī)定為計(jì)算機(jī)編寫通訊程序,其對(duì)用戶要求較高,而采用工控組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)PLC與上位計(jì)算機(jī)之間的通訊則相對(duì)簡(jiǎn)單,因?yàn)楣た亟M態(tài)軟件中一般都提供了相關(guān)設(shè)備的通訊驅(qū)動(dòng)程序,例如三菱系列PLC與工控組態(tài)王軟件“組態(tài)王 6.0x”之間可進(jìn)行連接實(shí)現(xiàn)PLC與上位計(jì)算機(jī)之間的通訊。
下面介紹組態(tài)王6.0與FX2N PLC 之間通訊的實(shí)現(xiàn)步驟。
PLC采用RS-485或RS-232進(jìn)行通訊,占用計(jì)算機(jī)的一個(gè)串行口。在不添加擴(kuò)展卡的情況下可以使用編程口和計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊。
第一、設(shè)備連接:
利用PLC 與計(jì)算機(jī)專用的F2 - 232CAB 型RS232C 電纜,將PLC 通過(guò)編程口與上位計(jì)算機(jī)串口(COM 口) 連接,進(jìn)行串行通訊。串行通訊方式使用“組態(tài)王計(jì)算機(jī)”的串口,I/O設(shè)備通過(guò)RS-232串行通訊電纜連接到“組態(tài)王計(jì)算機(jī)”的串口。在本系統(tǒng)通訊中操作如下：
1)在組態(tài)王工程瀏覽器的左側(cè)選中“COM1”，在右側(cè)雙擊“新建”，運(yùn)行“設(shè)備配置向?qū)А薄?BR> 2)選擇“PLC”下的 “三菱”中“FX2”的“編程口”項(xiàng)，單擊“下一步”;
為外部設(shè)備取一個(gè)名稱，輸入PLC，單擊“下一步”；
3)為設(shè)備選擇連接串口，設(shè)為COM1，單擊“下一步”；
4)填寫設(shè)備地址，設(shè)為0，單擊“下一步”；
(注：在實(shí)際連接設(shè)備時(shí)，地址的設(shè)置要和在設(shè)備上配置的地址要一致。)
5)設(shè)置通信故障恢復(fù)參數(shù)（一般情況下使用系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置即可），單擊“下一步”；
6)檢查各項(xiàng)設(shè)置，確認(rèn)無(wú)誤后，單擊“完成”。
第二、設(shè)備配置:
在組態(tài)王工程瀏覽器的工程目錄顯示區(qū),點(diǎn)擊“設(shè)備”大綱項(xiàng)下PLC 與上位計(jì)算機(jī)所連串口(COM1 口) ,進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。
然后在組態(tài)王瀏覽器目錄內(nèi)容顯示區(qū)內(nèi)雙擊所設(shè)COM1 口對(duì)應(yīng)的“新建”圖標(biāo),會(huì)彈出“設(shè)備配置向?qū)А睂?duì)話框。在此對(duì)話框中完成與組態(tài)王通訊的設(shè)備的設(shè)置。
第三、構(gòu)造數(shù)據(jù)庫(kù)
定義變量如表4.2所示：
第四、建立動(dòng)畫連接
所謂“動(dòng)畫連接”就是建立畫面的圖素與數(shù)據(jù)庫(kù)變量的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
1.在上表中建立I/O變量后，就必須建立畫面圖素與數(shù)據(jù)變量的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
例如:(1)定義界面上的“開始”按扭
在畫面上雙擊該按扭，彈出該對(duì)象的動(dòng)畫連接對(duì)話框。
選擇“命令語(yǔ)言連接”下的“彈起”選項(xiàng)，在命令語(yǔ)言中，鍵入本站點(diǎn)\\開始=1則代表假如在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，單擊該按扭，系統(tǒng)才能響應(yīng)并且工作。
(2)定義界面上的負(fù)載側(cè)的電壓輸出
在畫面上雙擊電壓輸出對(duì)應(yīng)的文本框，彈出該對(duì)象的動(dòng)畫連接對(duì)話框。選擇“值輸出”下的“模擬值輸出”選項(xiàng)，然后鍵入表達(dá)式 \\本站點(diǎn)\\增壓132這樣就定義好了該圖素的動(dòng)畫連接。
其它圖素的定義與上面兩個(gè)例子相似，但必須圖素與變量相對(duì)應(yīng)。
2.命令語(yǔ)言：
if(增大調(diào)壓器2==1&&增壓132<10) 負(fù)載側(cè)調(diào)壓器M2調(diào)壓至額定值；
{
增壓132=增壓132+1;
if(增壓132==10)
{
增大調(diào)壓器2=0;
\\本站點(diǎn)\m232=1;
}
else
\\本站點(diǎn)\m232=0;
}
if(\\本站點(diǎn)\增大頻率==1&&增頻率142<50) 變頻機(jī)組調(diào)頻至50HZ；
{
增頻率142=增頻率142+1;
if(增頻率142==50)
{
\\本站點(diǎn)\增大頻率=0;
\\本站點(diǎn)\m242=1;
}
else
\\本站點(diǎn)\m242=0;
}
if(\\本站點(diǎn)\增大調(diào)壓器1==1&&增壓131<10) 被試側(cè)調(diào)壓器調(diào)壓至額定值；
{
增壓131=增壓131+1;
if(增壓131==10)
{
\\本站點(diǎn)\增大調(diào)壓器1=0;
\\本站點(diǎn)\m231=1;
}
else
\\本站點(diǎn)\m231=0;
}
if(\\本站點(diǎn)\減小頻率==1&&增頻率142>8) 變頻機(jī)組往下調(diào)節(jié)頻率；
{
增頻率142=增頻率142-1;
if(增頻率142==8)
{
\\本站點(diǎn)\減小頻率=0;
\\本站點(diǎn)\m241=1;
}
else
\\本站點(diǎn)\m241=0;
}
if(\\本站點(diǎn)\結(jié)束==1&&\\本站點(diǎn)\高壓2==0)
增壓131=0;
if(\\本站點(diǎn)\結(jié)束==1&&\\本站點(diǎn)\高壓1==0)
{
增壓132=0; 電壓清零；
增頻率142=0; 頻率返回到初始值；
}
if(\\本站點(diǎn)\高壓2==1&& 旋轉(zhuǎn)2<360) 負(fù)載側(cè)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；
旋轉(zhuǎn)2= 旋轉(zhuǎn)2+30;
else
旋轉(zhuǎn)2=0;
if(\\本站點(diǎn)\高壓1==1&& 旋轉(zhuǎn)1<360) 被試側(cè)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；
旋轉(zhuǎn)1= 旋轉(zhuǎn)1+60;
else
旋轉(zhuǎn)1=0;
if(\\本站點(diǎn)\高壓2==1&&\\本站點(diǎn)\電流互感器高==0)
\\本站點(diǎn)\電流互感器低=1;
if(增頻率142==35&&減小頻率==1)
{
\\本站點(diǎn)\電流互感器低=0;
\\本站點(diǎn)\電流互感器高=1;
}
if(\\本站點(diǎn)\高壓2==0)
{
\\本站點(diǎn)\電流互感器高=0;
\\本站點(diǎn)\電流互感器低=0;
}
第五、系統(tǒng)運(yùn)行
啟動(dòng)組態(tài)王運(yùn)行系統(tǒng)TOUCHVEW； 運(yùn)行電機(jī)智能系統(tǒng)的控制。在寫入PLC程序后，將PLC 開關(guān)指向“RUN”狀態(tài),按下“開始”按鈕,觀察負(fù)載試驗(yàn)和空載試驗(yàn)的控制結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,系統(tǒng)運(yùn)行正常,動(dòng)畫效果良好。
4.4.3組態(tài)界面中系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制功能描述
參照組態(tài)界面圖，先把空載和負(fù)載對(duì)應(yīng)的PLC程序?qū)懭隤LC內(nèi)存中，在完成一次演示后，必須先清除PLC中的內(nèi)存后寫入程序。
空載試驗(yàn)時(shí)，點(diǎn)擊“開始試驗(yàn)”按扭，先在被試側(cè)檢測(cè)有無(wú)高低壓信號(hào)，如無(wú)，則低壓側(cè)開關(guān)KM1閉合，延時(shí)5秒，高壓側(cè)開關(guān)KM3閉合，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。在本空載試驗(yàn)中，電流互感器的量程切換在負(fù)載試驗(yàn)中體現(xiàn)，然后再延時(shí)5秒，調(diào)壓器開始調(diào)節(jié)，調(diào)至被試側(cè)電機(jī)額定電壓10KV時(shí)，調(diào)壓停止，測(cè)量系統(tǒng)啟動(dòng)開始試驗(yàn)，試驗(yàn)完后，先關(guān)高壓開關(guān)KM3，再關(guān)低壓開關(guān)KM1，試驗(yàn)結(jié)束。
負(fù)載試驗(yàn)時(shí)，點(diǎn)擊“開始”按扭，和空載一樣，先在被試側(cè)檢查有無(wú)高低壓信號(hào)，如無(wú)，低壓開關(guān)KM2閉合，延時(shí)5秒高壓開關(guān)KM4閉合，電流互感器先打到高量程30/5檔，負(fù)載側(cè)電機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，其實(shí)在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)控制過(guò)程中，要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集電流信號(hào)來(lái)選擇合適的量程分檔，在此只作示意。延時(shí)5秒，開始調(diào)節(jié)變壓器，電壓從0～10KV時(shí)，調(diào)壓器關(guān)閉，延時(shí)5秒，頻率開始從“6”開始調(diào)節(jié)，在調(diào)節(jié)頻率至35HZ時(shí)，電流互感器切換到低檔5/5，等到頻率調(diào)至50HZ后，延時(shí)5秒，被試側(cè)低壓開關(guān)KM1閉合，延時(shí)5秒，高壓開關(guān)KM3閉合，被試電機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，再延時(shí)5秒，被試側(cè)調(diào)壓器開始調(diào)壓，等到調(diào)至10KV后，延時(shí)5秒，負(fù)載側(cè)頻率開始從50HZ往下調(diào)節(jié)，在判斷頻率滿足要求后，測(cè)量系統(tǒng)啟動(dòng)，在35HZ下，電流互感器又切換到低檔，等到調(diào)至8時(shí)，延時(shí)5秒后，依次打開被試側(cè)高壓開關(guān)KM3→負(fù)載側(cè)高壓開關(guān)KM4→被試側(cè)低壓開關(guān)KM1→負(fù)載側(cè)低壓開關(guān)KM2，電流互感器開關(guān)KM5、KM6也同時(shí)打開。如在5秒內(nèi)按“結(jié)束”按扭，將手動(dòng)結(jié)束控制。同時(shí)，也可切換到實(shí)時(shí)曲線，觀察各個(gè)參數(shù)的變化趨勢(shì)。
（轉(zhuǎn)載）
