「物聯網應用案例」基于數傳電臺的組態王控制

一．案例介紹

采用亞控科技組態王結合億佰特E90系列數傳電臺實現遠程采集控制PLC。在這里主要介紹通信環境的搭建，故不采用過于復雜的控制程序，但為了體現控制效果，使用我們最熟悉的點燈系統作為測試工程，并引入一個保持寄存器測試MODBUS 03功能碼的工作情況。

工作原理

組態王使用莫迪康的MODBUS RTU接口協議通過RS485串口連接E90數傳電臺，并作為主機使用。顧美CX3G-PLC（以下稱為PLC）的2號串口作為MODBUS RTU從機，處理組態王的查詢和控制指令。

 

圖1 通信拓撲

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

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

方案優勢

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

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

2. 配網方便靈活，可擴展性良好。花費較小的時間成本就能實現設備組態。

3. 維護和故障查詢方便快捷。

4. 可以方便地實現多點控制。

5. RTU設備都可以通過這種方式進行拓展。

二．PLC程序設計

使用GX Works2編程軟件采用梯形圖進行編程；

1、首先要配置PLC串口參數，MODBUS地址。

n 通過運行觸發繼電器（M8002）進行參數配置使能信號。

 

圖2 PLC串口配置寄存器

n PLC的串口參數配置寄存器（D8120），通過圖2的配置表將串口設定為H0E0D1（115200-無校驗-1個停止位-8個數據位-RTU模式），B13-b15默認都配置為1。

n 配置MODBUS地址寄存器（D8121）設置為地址1。

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

 

圖3 CX3G-PLC串口參數配置

2、模擬一組保持寄存器數據

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

 

 
圖4 模擬保持寄存器數據

3、設置控制點

配置一個控制點位，可以通過離散輸入點位X006、X007進行就地控制，也可通過M2、M3利用組態王上位機進行遠程控制。

 

圖5 控制點位

三．組態王配置

首先創建一個基本組態王工程，設備組態與直接連接設備時方法相同，數傳電臺只有代替在原來RS485線纜的作用，不影響工程的配置。

1、組態王設備配置

這里我采用通用的MODEBUS RTU協議來配置組態王設備，如圖6所示。采用PLC選項下的莫迪康公司的MODBUS RTU協議。

 

 
圖6 組態王設備配置

點擊下一步后選擇對應的端口號，在上一節中我將PLC的MODBUS地址設為1，組態王的通信設備地址也設置為1，否則將無法正常通信。

2、組態王變量配置

從功能設計出發組態王需要配置2個控制點位、2個離散量采集點位、1個線圈采集點位和1個保持寄存器采集。如有不明之處可參考組態王寄存器配置幫助。

 

圖7 變量配置

變量配置表為本次案例所需的采集控制點位表。

變量名	變量類型	寄存器	數據類型	讀寫屬性
開燈	I/O離散	00003	Bit	只寫
關燈	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	40001	USHORT	只讀

表1 變量配置表

3、界面制作

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

 

圖8 組態王界面

四．設備配置

我以E90-DTU（2G4HD12）數傳電臺為例，使用其他E90系列電臺也可以，電臺只是作為傳輸介質使用，與我所使用的電臺只在配置電臺連接時有少許差異。

工作模式	M1（輸入引腳）	模式介紹
透傳模式	0（低電平）	無線處于收發狀態，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，無線關閉

表2 數傳電臺模式配置

進入配置模式，使用上位機配置軟件將兩臺數傳電臺的波特率、校驗位、流控、鏈路設置配置為相同參數，這里我使用115200-無校驗-無流控-12鏈路。由于PLC將串口參數固定，電臺所使用的串口參數應與其保持一致。

 

圖9 數傳電臺上位機配置

五．設備連接

PLC與電臺之間使用RS485電纜連接，如圖10所示。

 

圖10 PLC連接圖

PC（組態王）使用USB轉RS48轉換器與電臺連接，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。

給各設備通上對應的電壓，待PLC啟動完成，案例系統開始運行。

六．效果展示

1、就地控制

按下SB1按鍵LED亮起，組態王收到X06觸發信號以及Y00線圈吸合信號，按下SB2按鍵LED熄滅，組態王收到X07觸發信號以及Y00線圈釋放信號。

 

圖12 就地控制關燈

2、組態王控制

按下開燈按鍵Y00吸合LED亮起，按下關燈按鍵Y00釋放LED熄滅。

 

圖13 組態王開燈控制

總結

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