「物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例」基于數(shù)傳電臺(tái)的組態(tài)王控制

一．案例介紹

采用亞控科技組態(tài)王結(jié)合億佰特E90系列數(shù)傳電臺(tái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程采集控制PLC。在這里主要介紹通信環(huán)境的搭建，故不采用過于復(fù)雜的控制程序，但為了體現(xiàn)控制效果，使用我們最熟悉的點(diǎn)燈系統(tǒng)作為測(cè)試工程，并引入一個(gè)保持寄存器測(cè)試MODBUS 03功能碼的工作情況。

工作原理

組態(tài)王使用莫迪康的MODBUS RTU接口協(xié)議通過RS485串口連接E90數(shù)傳電臺(tái)，并作為主機(jī)使用。顧美CX3G-PLC（以下稱為PLC）的2號(hào)串口作為MODBUS RTU從機(jī)，處理組態(tài)王的查詢和控制指令。

 

圖1 通信拓?fù)?/P>

使用PLC的第七路離散輸入（X06）口作為開燈的就地控制點(diǎn)，使用第八路離散輸入口（X07）作為關(guān)燈的就地控制點(diǎn)，使用M2作為組態(tài)王遠(yuǎn)程開燈控制點(diǎn)，使用M3作為組態(tài)王遠(yuǎn)程關(guān)燈控制點(diǎn)。

利用PLC特殊寄存器的秒寄存器（D8013）自動(dòng)為組態(tài)王讀取寄存器（D0）賦值。

方案優(yōu)勢(shì)

中控室與PLC控制柜之間一般都有較遠(yuǎn)的距離，使用數(shù)傳電臺(tái)可以減少布線和后期故障查詢的時(shí)間成本和施工成本，同時(shí)也能方便后期功能拓展。除此之外還具有以下優(yōu)點(diǎn)。

1. 能夠解決難以布線的環(huán)境（山地、港口和開闊地等）采用有線的施工周期長，甚至根本無法實(shí)現(xiàn)的問題。

2. 配網(wǎng)方便靈活，可擴(kuò)展性良好。花費(fèi)較小的時(shí)間成本就能實(shí)現(xiàn)設(shè)備組態(tài)。

3. 維護(hù)和故障查詢方便快捷。

4. 可以方便地實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)控制。

5. RTU設(shè)備都可以通過這種方式進(jìn)行拓展。

二．PLC程序設(shè)計(jì)

使用GX Works2編程軟件采用梯形圖進(jìn)行編程；

1、首先要配置PLC串口參數(shù)，MODBUS地址。

n 通過運(yùn)行觸發(fā)繼電器（M8002）進(jìn)行參數(shù)配置使能信號(hào)。

 

圖2 PLC串口配置寄存器

n PLC的串口參數(shù)配置寄存器（D8120），通過圖2的配置表將串口設(shè)定為H0E0D1（115200-無校驗(yàn)-1個(gè)停止位-8個(gè)數(shù)據(jù)位-RTU模式），B13-b15默認(rèn)都配置為1。

n 配置MODBUS地址寄存器（D8121）設(shè)置為地址1。

n 配置MODBUS功能繼電器（M8125）和啟用協(xié)議傳輸繼電器（M8196）。

 

圖3 CX3G-PLC串口參數(shù)配置

2、模擬一組保持寄存器數(shù)據(jù)

使用CX3G-PLC特殊寄存器的秒寄存器（D8013）模擬變化數(shù)據(jù)傳輸給保持寄存器（D0）,用于組態(tài)王讀取。

 

 
圖4 模擬保持寄存器數(shù)據(jù)

3、設(shè)置控制點(diǎn)

配置一個(gè)控制點(diǎn)位，可以通過離散輸入點(diǎn)位X006、X007進(jìn)行就地控制，也可通過M2、M3利用組態(tài)王上位機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

 

圖5 控制點(diǎn)位

三．組態(tài)王配置

首先創(chuàng)建一個(gè)基本組態(tài)王工程，設(shè)備組態(tài)與直接連接設(shè)備時(shí)方法相同，數(shù)傳電臺(tái)只有代替在原來RS485線纜的作用，不影響工程的配置。

1、組態(tài)王設(shè)備配置

這里我采用通用的MODEBUS RTU協(xié)議來配置組態(tài)王設(shè)備，如圖6所示。采用PLC選項(xiàng)下的莫迪康公司的MODBUS RTU協(xié)議。

 

 
圖6 組態(tài)王設(shè)備配置

點(diǎn)擊下一步后選擇對(duì)應(yīng)的端口號(hào)，在上一節(jié)中我將PLC的MODBUS地址設(shè)為1，組態(tài)王的通信設(shè)備地址也設(shè)置為1，否則將無法正常通信。

2、組態(tài)王變量配置

從功能設(shè)計(jì)出發(fā)組態(tài)王需要配置2個(gè)控制點(diǎn)位、2個(gè)離散量采集點(diǎn)位、1個(gè)線圈采集點(diǎn)位和1個(gè)保持寄存器采集。如有不明之處可參考組態(tài)王寄存器配置幫助。

 

圖7 變量配置

變量配置表為本次案例所需的采集控制點(diǎn)位表。

變量名	變量類型	寄存器	數(shù)據(jù)類型	讀寫屬性
開燈	I/O離散	00003	Bit	只寫
關(guān)燈	I/O離散	00004	Bit	只寫
Y00	I/O離散	013057	Bit	只讀
X06	I/O離散	113319	Bit	只讀
X07	I/O離散	113320	Bit	只讀
D0	I/O整數(shù)	40001	USHORT	只讀

表1 變量配置表

3、界面制作

制作一個(gè)包含離散量輸入提示、線圈狀態(tài)提示、線圈控制、保持寄存器讀取的簡單組態(tài)王界面，如圖8所示。

 

圖8 組態(tài)王界面

四．設(shè)備配置

我以E90-DTU（2G4HD12）數(shù)傳電臺(tái)為例，使用其他E90系列電臺(tái)也可以，電臺(tái)只是作為傳輸介質(zhì)使用，與我所使用的電臺(tái)只在配置電臺(tái)連接時(shí)有少許差異。

工作模式	M1（輸入引腳）	模式介紹
透傳模式	0（低電平）	無線處于收發(fā)狀態(tài)，透明傳輸
配置模式	1（高電平）	用戶可通過串口查詢配置模塊參數(shù)，無線關(guān)閉

表2 數(shù)傳電臺(tái)模式配置

進(jìn)入配置模式，使用上位機(jī)配置軟件將兩臺(tái)數(shù)傳電臺(tái)的波特率、校驗(yàn)位、流控、鏈路設(shè)置配置為相同參數(shù)，這里我使用115200-無校驗(yàn)-無流控-12鏈路。由于PLC將串口參數(shù)固定，電臺(tái)所使用的串口參數(shù)應(yīng)與其保持一致。

 

圖9 數(shù)傳電臺(tái)上位機(jī)配置

五．設(shè)備連接

PLC與電臺(tái)之間使用RS485電纜連接，如圖10所示。

 

圖10 PLC連接圖

PC（組態(tài)王）使用USB轉(zhuǎn)RS48轉(zhuǎn)換器與電臺(tái)連接，如圖11所示。

 

圖11 PC連接圖

X006與X007分別接上SB1、SB2用于就地控制Y00連接的LED有源電燈，如下圖10所示。

給各設(shè)備通上對(duì)應(yīng)的電壓，待PLC啟動(dòng)完成，案例系統(tǒng)開始運(yùn)行。

六．效果展示

1、就地控制

按下SB1按鍵LED亮起，組態(tài)王收到X06觸發(fā)信號(hào)以及Y00線圈吸合信號(hào)，按下SB2按鍵LED熄滅，組態(tài)王收到X07觸發(fā)信號(hào)以及Y00線圈釋放信號(hào)。

 

圖12 就地控制關(guān)燈

2、組態(tài)王控制

按下開燈按鍵Y00吸合LED亮起，按下關(guān)燈按鍵Y00釋放LED熄滅。

 

圖13 組態(tài)王開燈控制

總結(jié)

以上便是本次案列測(cè)試環(huán)境搭建以及控制邏輯實(shí)現(xiàn)方式。采用此種控制方式，不只是方便布線，更是為后期升級(jí)提供更為方便的可能，減少布線能使工廠環(huán)境更加美觀，故障查找更加方便。