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(guò)計(jì)算機(jī)或者智能手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)終端設(shè)備，就可以對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)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(lái)了巨大的方便和快捷，同時(shí)也促進(jìn)了組態(tài)軟件的完善和發(fā)展。組態(tài)王作為國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有量較大的組態(tài)軟件，有著簡(jiǎn)單易學(xué)、操作方便和控制功能強(qiáng)大的特點(diǎn)，在工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中有著較為廣泛的應(yīng)用。本文以交通信號(hào)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(gè)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(jī)界面

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

0 引言

交通信號(hào)燈作為車輛安全疏導(dǎo)裝置，在日常生活中隨處可見(jiàn)，但當(dāng)交通燈控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，勢(shì)必造成交通紊亂，甚至發(fā)生交通事故。因此，及時(shí)發(fā)現(xiàn)交通燈控制系統(tǒng)的故障情況，及時(shí)進(jìn)行維修，保證道路通暢顯得尤為重要。而要做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)交通燈控制系統(tǒng)的故障就離不開(kāi)組態(tài)軟件的監(jiān)控，本文從硬件連接和軟件組態(tài)兩個(gè)方面對(duì)交通燈監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)施，其中監(jiān)控軟件采用北京亞控科技發(fā)展有限公司開(kāi)發(fā)的“組態(tài)王”組態(tài)軟件來(lái)是實(shí)現(xiàn)，交通燈控制系統(tǒng)采用三菱FX3U系列PLC來(lái)實(shí)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(gè)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(cuò)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(shí)，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(huà)面的組態(tài)設(shè)計(jì)三個(gè)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(yùn)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(tái)實(shí)時(shí)處理的重要內(nèi)容，如果變量定義或者設(shè)置錯(cuò)誤，將會(huì)導(dǎo)致組態(tài)王無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件進(jìn)行監(jiān)督和控制。監(jiān)控畫(huà)面是對(duì)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(shí)時(shí)前臺(tái)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(yàn)設(shè)為偶校驗(yàn)，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(shí)現(xiàn)正常監(jiān)控的關(guān)鍵。具體的設(shè)置步驟為：?jiǎn)螕艄こ虨g覽器左邊目錄樹(shù)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(duì)話框中選擇PLC目錄下三菱FX Serial的EZSocket，緊接著點(diǎn)擊下一步，在設(shè)備邏輯名稱中輸入“FX3U”，然后再點(diǎn)擊下一步，在串口選項(xiàng)框里選擇“COM1”，點(diǎn)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(cuò)了就無(wú)法通信，并注意下劃線的輸入），然后依次點(diǎn)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(duì)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(dòng)開(kāi)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(duì)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(hào)燈對(duì)應(yīng)的變量，并將“采樣頻率”設(shè)為1毫秒，目的實(shí)現(xiàn)快速采集PLC的輸出狀態(tài)。

2.4 監(jiān)控畫(huà)面的組態(tài)設(shè)計(jì)

監(jiān)控畫(huà)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(jì)監(jiān)控畫(huà)面時(shí)，首先應(yīng)將相應(yīng)的畫(huà)面素材預(yù)先準(zhǔn)備好，比如畫(huà)面中涉及GIF動(dòng)畫(huà)圖片時(shí)，可以先借助Fireworks軟件將動(dòng)畫(huà)圖片設(shè)計(jì)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(hào)燈工作時(shí)的圖片設(shè)計(jì)好，交通燈控制系統(tǒng)背景圖片設(shè)計(jì)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(hào)燈圖片加載到監(jiān)控畫(huà)面后，應(yīng)將信號(hào)燈與背景圖片中對(duì)應(yīng)的信號(hào)燈位置進(jìn)行對(duì)齊重合。然后給各信號(hào)燈建立動(dòng)畫(huà)連接，并對(duì)動(dòng)畫(huà)連接對(duì)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(hào)燈狀態(tài)恒等于1時(shí)（即信號(hào)燈接通時(shí)），信號(hào)燈圖片設(shè)置為顯示。當(dāng)信號(hào)燈狀態(tài)恒等于零時(shí)（即信號(hào)燈斷開(kāi)時(shí)），信號(hào)燈圖片被隱藏。最后在控制畫(huà)面中加載圖庫(kù)中“控制開(kāi)關(guān)”，通過(guò)雙擊控制開(kāi)關(guān)建立與“M0”變量的連接，實(shí)現(xiàn)控制開(kāi)關(guān)的監(jiān)督和操作控制。

3 小結(jié)

組態(tài)王若要實(shí)現(xiàn)對(duì)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(huà)面的設(shè)計(jì)。通訊參數(shù)的設(shè)置關(guān)鍵在于對(duì)所用串口進(jìn)行波特率、數(shù)據(jù)位、停止位和奇偶校驗(yàn)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(duì)象，有的來(lái)源于組態(tài)王內(nèi)部，有的來(lái)源于外部設(shè)備的軟元件。監(jiān)控畫(huà)面作為直接操作和監(jiān)控的界面，在設(shè)計(jì)時(shí)主要完成圖片或者元件的組態(tài)，并對(duì)相關(guān)畫(huà)面進(jìn)行動(dòng)畫(huà)連接和變量連接，最后根據(jù)現(xiàn)實(shí)需要設(shè)置隱含條件，實(shí)現(xiàn)設(shè)備元件工作狀態(tài)的模擬演示。

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