「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
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(guò)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。
組態(tài)王使用莫迪康的MODBUS RTU接口協(xié)議通過(guò)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)?/span>
使用PLC的第七路離散輸入（X06）口作為開(kāi)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(kāi)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。
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(kāi)闊地等）采用有線的施工周期長(zhǎng)，甚至根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題。
2. 配網(wǎng)方便靈活，可擴(kuò)展性良好?；ㄙM(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(guò)這種方式進(jìn)行拓展。
使用GX Works2編程軟件采用梯形圖進(jìn)行編程；
n 通過(guò)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(guò)圖2的配置表將串口設(shè)定為H0E0D1（115200-無(wú)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
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)
配置一個(gè)控制點(diǎn)位，可以通過(guò)離散輸入點(diǎn)位X006、X007進(jìn)行就地控制，也可通過(guò)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
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(lái)RS485線纜的作用，不影響工程的配置。
這里我采用通用的MODEBUS RTU協(xié)議來(lái)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(wú)法正常通信。
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(xiě)屬性 |
開(kāi)燈 | I/O離散 | 00003 | Bit | 只寫(xiě) |
關(guān)燈 | I/O離散 | 00004 | Bit | 只寫(xiě) |
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
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(jiǎn)單組態(tài)王界面，如圖8所示。
圖8 組態(tài)王界面
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?jìng)髂Ｊ?/span> | 0（低電平） | 無(wú)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(guò)串口查詢配置模塊參數(shù)，無(wú)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(wú)校驗(yàn)-無(wú)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
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(kāi)始運(yùn)行。
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
按下開(kāi)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(kāi)燈控制
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。
