組態(tài)王在三菱FXU系列PLC控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

張恒

摘 要：隨著工業(yè)技術(shù)的革新和發(fā)展，人們的工作環(huán)境和工作效率也在不斷的改善和提高，在中央控制室或者是普通辦公室甚至在家里，通過計算機或者智能手機、平板電腦等移動終端設(shè)備，就可以對工業(yè)現(xiàn)場的電氣設(shè)備進(jìn)行監(jiān)督控制和生產(chǎn)管理，給工業(yè)的生產(chǎn)控制帶來了巨大的方便和快捷，同時也促進(jìn)了組態(tài)軟件的完善和發(fā)展。組態(tài)王作為國內(nèi)市場占有量較大的組態(tài)軟件，有著簡單易學(xué)、操作方便和控制功能強大的特點，在工業(yè)自動控制系統(tǒng)中有著較為廣泛的應(yīng)用。本文以交通信號燈控制系統(tǒng)為案例，主要從系統(tǒng)的硬件連接和軟件組態(tài)兩個方面，闡述組態(tài)王在三菱FX3U系列PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：PLC；組態(tài)王；交通燈控制系統(tǒng)；人機界面

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.18.102

0 引言

交通信號燈作為車輛安全疏導(dǎo)裝置，在日常生活中隨處可見，但當(dāng)交通燈控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，勢必造成交通紊亂，甚至發(fā)生交通事故。因此，及時發(fā)現(xiàn)交通燈控制系統(tǒng)的故障情況，及時進(jìn)行維修，保證道路通暢顯得尤為重要。而要做到及時發(fā)現(xiàn)交通燈控制系統(tǒng)的故障就離不開組態(tài)軟件的監(jiān)控，本文從硬件連接和軟件組態(tài)兩個方面對交通燈監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計和實施，其中監(jiān)控軟件采用北京亞控科技發(fā)展有限公司開發(fā)的“組態(tài)王”組態(tài)軟件來是實現(xiàn)，交通燈控制系統(tǒng)采用三菱FX3U系列PLC來實現(xiàn)控制。

1 組態(tài)王與PLC的硬件連接

組態(tài)王與PLC的硬件連接步驟如下：（1）將三菱FX3U系列PLC的編程電纜的RS232C串口端子接到電腦的一個COM串口上，另一端接到PLC的編程口上，并注意電纜上的箭頭方向，防止插錯將插頭內(nèi)部的針弄斷；（2）當(dāng)組態(tài)王安裝在筆記本電腦上時，需采用USB-SC09-FXUSB編程電纜進(jìn)行連接。

2 組態(tài)王的軟件組態(tài)

組態(tài)王的軟件組態(tài)包括通訊參數(shù)設(shè)置、變量定義和監(jiān)控畫面的組態(tài)設(shè)計三個方面，其中通訊參數(shù)是保證硬件設(shè)備按照既定的通信協(xié)議正確通信的核心，是組態(tài)王能否正常工作的基礎(chǔ)。變量的定義是組態(tài)軟件運行的重要步驟，是硬件與軟件溝通的接口，是組態(tài)軟件進(jìn)行后臺實時處理的重要內(nèi)容，如果變量定義或者設(shè)置錯誤，將會導(dǎo)致組態(tài)王無法實現(xiàn)對硬件進(jìn)行監(jiān)督和控制。監(jiān)控畫面是對交通燈控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和操作的核心內(nèi)容，是組態(tài)軟件進(jìn)行實時前臺處理的重要內(nèi)容。

2.1 通訊參數(shù)設(shè)置

選擇組態(tài)王工程瀏覽器左邊的“系統(tǒng)”標(biāo)簽，然后雙擊該標(biāo)簽?zāi)夸浵碌摹癈OM1”，其通訊參數(shù)按如下格式設(shè)置。波特率設(shè)為9600，數(shù)據(jù)位設(shè)為7，奇偶校驗設(shè)為偶校驗，停止位設(shè)置為1位，通訊方式采用RS422。

2.2 新建硬件連接

構(gòu)建硬件連接是組態(tài)王軟件進(jìn)行監(jiān)督控制或數(shù)據(jù)采集分析的基礎(chǔ)，正確的硬件連接設(shè)置是組態(tài)軟件能否實現(xiàn)正常監(jiān)控的關(guān)鍵。具體的設(shè)置步驟為：單擊工程瀏覽器左邊目錄樹中的COM1，在右邊的“內(nèi)容顯示區(qū)”里雙擊“新建”圖標(biāo)，在彈出的對話框中選擇PLC目錄下三菱FX Serial的EZSocket，緊接著點擊下一步，在設(shè)備邏輯名稱中輸入“FX3U”，然后再點擊下一步，在串口選項框里選擇“COM1”，點擊下一步后，在出現(xiàn)的設(shè)備地址欄里輸入“FX2N_PRG”（注意這一步非常關(guān)鍵，弄錯了就無法通信，并注意下劃線的輸入），然后依次點擊下一步完成設(shè)備名稱和通信方式的設(shè)置。

2.3 定義變量

單擊“系統(tǒng)”標(biāo)簽?zāi)夸浵隆皵?shù)據(jù)詞典”，在右邊的內(nèi)容顯示區(qū)里找到“新建”圖標(biāo)并雙擊，在彈出的對話框定義要監(jiān)控的變量，如定義變量名為“M0”的變量，該變量用于監(jiān)控交通燈控制系統(tǒng)的啟動開關(guān) ，其變量類型為“I/O離散”，連接的設(shè)備為“FX3U”，寄存器設(shè)置為對應(yīng)PLC中的M0，數(shù)據(jù)類型為Bit，讀寫屬性為“只寫”。用同樣的方法可以定義各信號燈對應(yīng)的變量，并將“采樣頻率”設(shè)為1毫秒，目的實現(xiàn)快速采集PLC的輸出狀態(tài)。

2.4 監(jiān)控畫面的組態(tài)設(shè)計

監(jiān)控畫面是操作員直接觀察和操作的界面，是組態(tài)軟件監(jiān)控方式的最直觀呈現(xiàn)。在設(shè)計監(jiān)控畫面時，首先應(yīng)將相應(yīng)的畫面素材預(yù)先準(zhǔn)備好，比如畫面中涉及GIF動畫圖片時，可以先借助Fireworks軟件將動畫圖片設(shè)計好，再將其加載到組態(tài)王軟件中。在本案例中，我們首先需要用Photoshop軟件將各信號燈工作時的圖片設(shè)計好，交通燈控制系統(tǒng)背景圖片設(shè)計好（交通燈的停止?fàn)顟B(tài)圖片可以包括在背景圖片中）。在將各信號燈圖片加載到監(jiān)控畫面后，應(yīng)將信號燈與背景圖片中對應(yīng)的信號燈位置進(jìn)行對齊重合。然后給各信號燈建立動畫連接，并對動畫連接對話框中的“特殊”標(biāo)簽下的“隱含”進(jìn)行設(shè)置，隱含條件可以按照以下方式設(shè)置，當(dāng)信號燈狀態(tài)恒等于1時（即信號燈接通時），信號燈圖片設(shè)置為顯示。當(dāng)信號燈狀態(tài)恒等于零時（即信號燈斷開時），信號燈圖片被隱藏。最后在控制畫面中加載圖庫中“控制開關(guān)”，通過雙擊控制開關(guān)建立與“M0”變量的連接，實現(xiàn)控制開關(guān)的監(jiān)督和操作控制。

3 小結(jié)

組態(tài)王若要實現(xiàn)對PLC等硬件進(jìn)行監(jiān)督控制，必須完成通訊參數(shù)、變量構(gòu)建和監(jiān)控畫面的設(shè)計。通訊參數(shù)的設(shè)置關(guān)鍵在于對所用串口進(jìn)行波特率、數(shù)據(jù)位、停止位和奇偶校驗位進(jìn)行設(shè)置，而變量的新建主要取決于所要監(jiān)控的對象，有的來源于組態(tài)王內(nèi)部，有的來源于外部設(shè)備的軟元件。監(jiān)控畫面作為直接操作和監(jiān)控的界面，在設(shè)計時主要完成圖片或者元件的組態(tài)，并對相關(guān)畫面進(jìn)行動畫連接和變量連接，最后根據(jù)現(xiàn)實需要設(shè)置隱含條件，實現(xiàn)設(shè)備元件工作狀態(tài)的模擬演示。

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