電子課件《工業(yè)組態(tài)軟件應(yīng)用技術(shù)-組態(tài)王6.5》B021994項(xiàng)目三任務(wù)1組態(tài)軟件與PLC連接

1、任務(wù)1 組態(tài)軟件與PLC連接學(xué)習(xí)目標(biāo)1了解組態(tài)王邏輯設(shè)備的概念及分類。2了解組態(tài)王與外部設(shè)備PLC的連接。3掌握PLC驅(qū)動(dòng)程序的配置。任務(wù)引入組態(tài)王作為上位機(jī)監(jiān)控軟件，在實(shí)際工程中可與工業(yè)工程硬件設(shè)備連接，構(gòu)成一個(gè)完整的檢測控制系統(tǒng)。組態(tài)王支持的硬件設(shè)備包括可編程控制器（PLC）、智能模塊、板卡、智能儀表、變頻器等，用戶可以把每一臺(tái)下位機(jī)看作一種設(shè)備，通過驅(qū)動(dòng)程序選擇合適的通信方式與其連接。本任務(wù)學(xué)習(xí)組態(tài)王與FX2N型PLC的通信連接，實(shí)現(xiàn)組態(tài)王對PLC內(nèi)部寄存器的讀寫操作。相關(guān)知識(shí)一、組態(tài)王邏輯設(shè)備概念組態(tài)王對設(shè)備的管理是通過對邏輯設(shè)備名（下位機(jī)數(shù)據(jù)變量）的管理實(shí)現(xiàn)的，即每一個(gè)實(shí)際I/O設(shè)備

2、都必須在組態(tài)王中指定一個(gè)唯一的邏輯名稱，此邏輯設(shè)備名就對應(yīng)著該I/O設(shè)備的生產(chǎn)廠家、實(shí)際設(shè)備名稱、設(shè)備通信方式、設(shè)備地址、與上位PC機(jī)的通信方式等信息內(nèi)容。在組態(tài)王中，具體I/O設(shè)備與邏輯設(shè)備名是一一對應(yīng)的，有一個(gè)I/O設(shè)備就必須指定一個(gè)唯一的邏輯設(shè)備名，特別是設(shè)備型號完全相同的多臺(tái)I/O設(shè)備，也要指定不同的邏輯設(shè)備名。組態(tài)王中變量、邏輯設(shè)備與實(shí)際設(shè)備對應(yīng)的關(guān)系如圖3-1-1所示。圖3-1-1 變量、邏輯設(shè)備與實(shí)際設(shè)備的對應(yīng)關(guān)系例如：設(shè)有二臺(tái)型號為FX2N-48MR的PLC作下位機(jī)控制工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，同時(shí)這兩臺(tái)PLC均要與裝有組態(tài)王的上位機(jī)通信，則必須給兩臺(tái)FX2N-48MR PLC指定不同的邏

3、輯名，如圖3-1-2所示。圖3-1-2 邏輯設(shè)備與實(shí)際設(shè)備示例組態(tài)王中的I/O變量與具體I/O設(shè)備的數(shù)據(jù)交換就是通過邏輯設(shè)備名來實(shí)現(xiàn)的，在組態(tài)王中定義I/O變量屬性時(shí)，就要指定與該I/O變量進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的邏輯設(shè)備名，I/O變量與邏輯設(shè)備名之間的關(guān)系如圖3-1-3所示。圖3-1-3 變量與邏輯設(shè)備間的對應(yīng)關(guān)系二、組態(tài)王邏輯設(shè)備分類組態(tài)王設(shè)備管理中的邏輯設(shè)備分為DDE設(shè)備、板卡類設(shè)備（即總線型設(shè)備）、串口類設(shè)備、人機(jī)界面卡、網(wǎng)絡(luò)模塊，可根據(jù)實(shí)際需要通過組態(tài)王的設(shè)備管理功能來配置定義這些邏輯設(shè)備。1DDE設(shè)備DDE設(shè)備是指與組態(tài)王進(jìn)行DDE數(shù)據(jù)交換的Windows獨(dú)立應(yīng)用程序，因此，DDE設(shè)備通常就

4、代表了一個(gè)Windows獨(dú)立應(yīng)用程序，該獨(dú)立應(yīng)用程序的擴(kuò)展名通常為.EXE文件，組態(tài)王與DDE設(shè)備之間通過DDE協(xié)議交換數(shù)據(jù)，如：EXCEL是Windows的獨(dú)立應(yīng)用程序，當(dāng)EXCEL與組態(tài)王交換數(shù)據(jù)時(shí)，就是采用DDE的通信方式進(jìn)行；又比如，北京亞控公司開發(fā)的莫迪康MICRO37的PLC服務(wù)程序也是一個(gè)獨(dú)立的Windows應(yīng)用程序，此程序用于組態(tài)王與莫迪康Micro37PLC之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，則可以給服務(wù)程序定義一個(gè)邏輯名稱作為組態(tài)王的DDE設(shè)備，組態(tài)王與DDE設(shè)備之間的關(guān)系如圖3-1-4所示。組態(tài)王中的I/O變量與具體I/O設(shè)備的數(shù)據(jù)交換就是通過邏輯設(shè)備名來實(shí)現(xiàn)的，在組態(tài)王中定義I/O變量屬

5、性時(shí)，就要指定與該I/O變量進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的邏輯設(shè)備名，I/O變量與邏輯設(shè)備名之間的關(guān)系如圖3-1-3所示。圖3-1-3 變量與邏輯設(shè)備間的對應(yīng)關(guān)系圖3-1-3 變量與邏輯設(shè)備間的對應(yīng)關(guān)系2板卡類設(shè)備板卡類邏輯設(shè)備實(shí)際上是組態(tài)王軟件內(nèi)嵌的板卡驅(qū)動(dòng)程序的邏輯名稱，內(nèi)嵌的板卡驅(qū)動(dòng)程序不是一個(gè)獨(dú)立的Windows應(yīng)用程序，而是以DLL形式供組態(tài)王調(diào)用，這種內(nèi)嵌的板卡驅(qū)動(dòng)程序?qū)?yīng)著實(shí)際插入計(jì)算機(jī)總線擴(kuò)展槽中的I/O設(shè)備，因此，一個(gè)板卡邏輯設(shè)備也就代表了一個(gè)實(shí)際插入計(jì)算機(jī)總線擴(kuò)展槽中的I/O辦卡。組態(tài)王與板卡類邏輯設(shè)備之間的關(guān)系如圖3-1-5所示。圖3-1-5 組態(tài)王與板卡設(shè)備之間的關(guān)系3串口類設(shè)備串口類

6、邏輯設(shè)備實(shí)際上是組態(tài)王內(nèi)嵌的串口驅(qū)動(dòng)程序的邏輯名稱，內(nèi)嵌的串口驅(qū)動(dòng)程序不是一個(gè)獨(dú)立的Windows應(yīng)用程序，而是以DLL形式供組態(tài)王調(diào)用，這種內(nèi)嵌的串口驅(qū)動(dòng)程序?qū)?yīng)著實(shí)際與計(jì)算機(jī)串口相連的I/O設(shè)備，因此，一個(gè)串口邏輯設(shè)備也就代表了一個(gè)實(shí)際與計(jì)算機(jī)串口相連的I/O設(shè)備。組態(tài)王與串口類邏輯設(shè)備之間的關(guān)系如圖3-1-6所示。圖3-1-6 組態(tài)王與串口設(shè)備之間的關(guān)系4人機(jī)界面卡人機(jī)界面卡又可稱為高速通信卡，它既不同于板卡，也不同于串口通信，它往往由硬件廠商提供，如西門子公司的S7-300用的MPI卡、莫迪康公司的SA85卡。通過人機(jī)界面卡可以使設(shè)備與計(jì)算機(jī)進(jìn)行高速通信，這種人機(jī)界面卡一般插在計(jì)算機(jī)的

7、ISA板槽上，不占用計(jì)算機(jī)RS232串口。5網(wǎng)絡(luò)模塊組態(tài)王利用以太網(wǎng)和TCP/IP協(xié)議可以與專用的網(wǎng)絡(luò)通信模塊進(jìn)行連接，例如選用松下ET-LAN網(wǎng)絡(luò)通信單元通過以太網(wǎng)與上位機(jī)相連，該單元和其他計(jì)算機(jī)上的組態(tài)王運(yùn)行程序使用TCP/IP協(xié)議。三、三菱PLC變量定義組態(tài)王與三菱FX2N型PLC連接采用串口通信連接時(shí)，定義PLC內(nèi)部寄存器的類型見表3-1-1。斜體字ddo、dddd、ddd等表示格式中可變部分，d表示十進(jìn)制數(shù)，o表示八進(jìn)制數(shù)，變化范圍列于取值范圍中。組態(tài)王按照寄存器名稱來讀取下位機(jī)相應(yīng)的數(shù)據(jù)。組態(tài)王中定義的寄存器與下位機(jī)所有的寄存器相對應(yīng)。表3-1-1 FX2N型PLC內(nèi)部數(shù)據(jù)格式寄存

8、器名稱寄存器名格式數(shù)據(jù)類型變量類型取值范圍輸入寄存器Xddo（位格式）BITI/O離散0-207輸出寄存器Yddo（位格式）BITI/O離散0-207輔助寄存器Mdddd(位格式）BITI/O離散0-8255狀態(tài)寄存器Sddd（位格式）BITI/O離散0-999定時(shí)器接點(diǎn)TdddBITI/O離散0-1023計(jì)數(shù)器接點(diǎn)CdddBITI/O離散0-1023數(shù)據(jù)寄存器DddddBCD,SHORT,USHORT,LONG,FLOATI/O整型I/O實(shí)型0-8255定時(shí)器經(jīng)過值T*dddSHORT,USHORTI/O整型0-1023計(jì)數(shù)器經(jīng)過值C*dddSHORT,USHORT ,LONGI/O整型0-

9、1023RDdd ，ddSTRING字符串WDdd ，ddSTRINGI/O整型1X、Y寄存器X、Y寄存器屬于8進(jìn)制寄存器，所以在組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)下定義這兩個(gè)寄存器時(shí)，對于帶8或9的數(shù)據(jù)不能定義。例如：定義寄存器名為X8、X9或X18、X19、Y80、Y96等時(shí)，系統(tǒng)提示寄存器通道號越界，所以凡是在寄存器地址范圍中帶8或9的數(shù)字都不可以定義。2D寄存器對于D寄存器，當(dāng)寄存器的偏移地址大于8000時(shí)，不能定義為LONG或FLOAT型。例如：定義寄存器名為D8000、數(shù)據(jù)類型為LONG或FLOAT型時(shí)，系統(tǒng)提示當(dāng)D寄存器的地址大于8000時(shí)，數(shù)據(jù)類型不能為LONG或FLOAT型。3C*寄存器對于C*

10、寄存器，當(dāng)寄存器的偏移地址大于200時(shí)，只能定義為LONG型。例如：定義寄存器名為C*200、數(shù)據(jù)類型為USHORT或SHORT時(shí)，系統(tǒng)提示當(dāng)C*寄存器的地址大于200時(shí)，數(shù)據(jù)類型只能為LONG型。4RD、WD寄存器說明RDdd，dd格式：RD起始寄存器，結(jié)束寄存器，用于讀出2進(jìn)制串（低位在前，高位在后）。WDdd，dd格式：WD起始寄存器,結(jié)束寄存器，用于寫入16進(jìn)制串（一個(gè)字中低字節(jié)在前，高字節(jié)在后）。最多可以定義8個(gè)連續(xù)的寄存器（組態(tài)王字符串最大128字符），每個(gè)寄存器是16位。任務(wù)實(shí)施一、創(chuàng)建新項(xiàng)目雙擊桌面上組態(tài)王圖標(biāo)，啟動(dòng)組態(tài)王軟件，打開工程管理器界面。新建“電動(dòng)機(jī)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)”工程

11、，雙擊新建的“電動(dòng)機(jī)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)”工程，進(jìn)入工程瀏覽器界面。二、組態(tài)王通信串口設(shè)置單擊“工程瀏覽器”的左側(cè)目錄顯示區(qū)中的“設(shè)備”的“+”號，就會(huì)展開“設(shè)備”目錄下的內(nèi)容，雙擊其中的“COM1”，彈出窗口“COM1”的設(shè)置界面，按圖3-1-7所示設(shè)置就行。圖3-1-7 串口設(shè)置三、創(chuàng)建PLC設(shè)備單擊“工程瀏覽器”左側(cè)目錄顯示區(qū)中的“設(shè)備”的“+”號，就會(huì)展開“設(shè)備”目錄下的內(nèi)容，單擊其中的“COM1”，右邊的目錄內(nèi)容顯示區(qū)出現(xiàn)新建圖標(biāo)。雙擊“新建”，會(huì)出現(xiàn)設(shè)備配置向?qū)Ы缑?。在下拉菜單中單擊PLC左側(cè)的“+”號，彈出下拉菜單，選擇“三菱”，然后選擇“FX2”下的“編程口”方式，如圖3-1-8所示。

12、圖3-1-8 廠家設(shè)備、通信方式單擊“下一步”按鈕，設(shè)置PLC的邏輯名稱為“FX2NPLC”或其他名稱，如圖3-1-9所示。圖3-1-9 PLC邏輯名稱單擊“下一步”按鈕，選擇串口號“COM1”，如圖3-1-10所示。要保證通信串口號一致。然后再單擊“下一步”按鈕，設(shè)置PLC的地址為“2”，如圖3-1-11所示。圖3-1-10 選擇串口號 圖3-1-11 PLC地址單擊“下一步”按鈕，出現(xiàn)通信參數(shù)界面，設(shè)置如圖3-1-12所示即可。圖3-1-12 通信參數(shù)單擊“下一步”按鈕，設(shè)置完成彈出“信息總結(jié)”界面，單擊“完成”，完成后在“COM1”，右邊的目錄內(nèi)容顯示區(qū)會(huì)出現(xiàn)“FX2NPLC”設(shè)備圖標(biāo)，

13、如圖3-1-13所示。圖3-1-13 創(chuàng)建新設(shè)備三菱PLC四、組態(tài)軟件與PLC通信測試單擊工程瀏覽器中設(shè)備，出現(xiàn)下拉菜單，單擊COMl，右邊出現(xiàn)“FX2N PLC”，單擊右鍵彈出下拉菜單，雙擊其中的“測試FX2NPLC”，如圖3-1-14所示。圖3-1-14 測試三菱FX2N PLC系統(tǒng)彈出“串口設(shè)備測試”窗口，如圖3-1-15所示。在該窗口的“通信參數(shù)”選項(xiàng)里，PLC設(shè)備默認(rèn)為前面設(shè)置的“FX2NPLC”，PLC地址設(shè)置為2，波特率為9600。圖3-1-15 測試通信參數(shù)設(shè)置對話框單擊“設(shè)備測試”，選擇寄存器M，添加數(shù)字1，即選擇M1，數(shù)據(jù)類型Bit，左擊“添加”按鈕，M1進(jìn)入采集列表，使用

14、相同方法添加Y0、X1，如圖3-1-16所示。圖3-1-16 串口設(shè)備測試雙擊采集列表中的“M1”寄存器，出現(xiàn)該寄存器數(shù)據(jù)輸入窗口，如圖3-1-17所示。圖3-1-17 對PLC的寄存器設(shè)置數(shù)據(jù)由于Y0、M1是PLC中的位寄存器，它的數(shù)據(jù)只有兩個(gè)，“1”或“0”，如果輸入數(shù)據(jù)是“1”，單擊確定按鈕，則Y0、M1常開觸點(diǎn)閉合，表示通信成功，反之則顯示如圖3-1-18所示對話框。圖3-1-18 對PLC的寄存器設(shè)置數(shù)據(jù)知識(shí)拓展FX2-485協(xié)議本協(xié)議支持與三菱FX2及其兼容的FX系列PLC之間以485方式進(jìn)行通信，本協(xié)議可以采用串行通信，支持組態(tài)王與三菱的通信模塊232ADP、485BD、485A

15、DP之間的通信。1系統(tǒng)連接計(jì)算機(jī)與三菱PLC采用FX2-485協(xié)議通信連接方式，如圖3-1-19a所示，接線如圖3-1-19b所示。a）連接方式 b）接線圖 圖3-1-19 連接方式和接線圖2通信參數(shù)的設(shè)置使用三菱的232ADP、485BD、485ADP通信模塊和組態(tài)王通信時(shí)，需要通過PLC編程軟件設(shè)置三菱PLC中 D8120、D8121兩個(gè)參數(shù)，其中D8121可設(shè)置PLC地址，D8120可設(shè)置PLC通信參數(shù)。D8120推薦設(shè)置E080，具體表示的通信參數(shù)設(shè)置見表3-1-3。表3-1-3 通信參數(shù)設(shè)置表序號通信參數(shù)設(shè)定值1協(xié)議Link2數(shù)據(jù)位數(shù)73校驗(yàn)方式無4停止位15傳輸速率96006硬件R

16、S-4857數(shù)目檢查YES8控制程序Format43組態(tài)王數(shù)據(jù)詞典變量定義采用FX2-485通信時(shí)，組態(tài)王定義變量時(shí)，參見表3-1-4設(shè)置。表3-1-4 定義變量參照表寄存器名稱數(shù)據(jù)類型變量類型變量舉例說明輸入寄存器X#BITI/O離散0-7FF輸出寄存器Y#BITI/O離散0-7FF輔助寄存器MddddBITI/O離散0-9255拴鎖寄存器LddddBITI/O離散0-8191步進(jìn)寄存器SddddBITI/O離散0-8191鏈接寄存器B#BITI/O離散0-FFF錯(cuò)誤寄存器FddddBITI/O離散0-2047表3-1-4 定義變量參照表（續(xù)）寄存器名稱數(shù)據(jù)類型變量類型變量舉例說明定時(shí)器接點(diǎn)TSddddBITI/O離散0-2047定時(shí)器線圈TCddddBITI/O離散0-2047計(jì)數(shù)器接點(diǎn)CSddddBITI/O離散0-1023計(jì)數(shù)器線圈CCddddBITI/O離散0-1023定時(shí)器