本文以交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)為例，介紹FX-0N系列的PLC與上位計(jì)算機(jī)工控組態(tài)軟件組態(tài)王之間的通訊過程，經(jīng)過實(shí)際運(yùn)行，基于PLC的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)在組態(tài)王中得到實(shí)現(xiàn)。
引言
可變程序控制器（PLC）是從早期的繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來的。自60年代問世以來，PLC得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，尤其在數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)絡(luò)通信及與DCS等集散系統(tǒng)融合方面有了很大的進(jìn)展，可變程序控制器已經(jīng)成為工業(yè)自動(dòng)化強(qiáng)有力的工具，得到了廣泛的普及和推廣應(yīng)用。
本文以交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)為例，著重講述可變程序控制器（PLC）與上位計(jì)算機(jī)工控組態(tài)軟件組態(tài)王之間的通信。
1、FX-0N-60MR PLC及其編程軟件MELSEC-F FX Applications
日本三菱公司的FX0N系列是近年來推出的高性能微型可編程序控制器，外觀結(jié)構(gòu)小巧美觀、功能強(qiáng)大，系統(tǒng)配置靈活，用戶除了可以選用多種基本單元外，還可以選擇適當(dāng)?shù)臄U(kuò)展單元和擴(kuò)展模塊，根據(jù)控制要求靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同I/O點(diǎn)數(shù)和不同功能的控制系統(tǒng)，各種不同的配置都可以得到很好的性能價(jià)格比。
FX0N系列有較強(qiáng)的通訊功能，可與內(nèi)置RS-232C通訊接口的設(shè)備通訊。三菱公司FX系列的編程軟件MELSEC-F FX Applications是適用于ＰＣ機(jī)的一種編程軟件，可用梯形圖、指令表兩種編程語言編制程序，程序編制完成之后，利用PLC與計(jì)算機(jī)專用的F2-232C AB型RS232C電纜傳送程序至PLC。
2、組態(tài)王V6.0
組態(tài)王是一個(gè)集成的人機(jī)界面（HMI）系統(tǒng)和監(jiān)控管理系統(tǒng)，可與可編程控制器（PLC）、智能模塊、板卡智能儀表、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集裝置（RTV）等多種外部設(shè)備進(jìn)行通訊。而其軟件系統(tǒng)與用戶最終使用的現(xiàn)場設(shè)備無關(guān)，對(duì)于不同的硬件設(shè)施，用戶只需要按照安裝向?qū)У奶崾就瓿蒊/O設(shè)備的配置工作，為組態(tài)王配置相應(yīng)的通訊設(shè)備的硬件驅(qū)動(dòng)程序，并由硬件設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序完成組態(tài)王與I/O設(shè)備的通訊。在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，組態(tài)王通過內(nèi)嵌的設(shè)備管理程序完成與I/O設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換。
3、交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)
交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)即十字路口紅、黃、綠交通信號(hào)燈的控制�？刂埔笕缦拢喊聪聠�(dòng)按鈕，交通信號(hào)燈開始工作，東西方向綠燈亮56S，同時(shí)南北方向紅燈亮60S，東西方向綠燈亮56S后，閃爍2S，然后過渡到東西方向黃燈，黃燈亮2S；之后東西方向紅燈亮60S，南北方向綠燈亮56S后閃爍2S后，隨之黃燈亮2S后滅．．．．．．
I/O分配如下：
輸入 輸出
啟動(dòng) X0 東西綠燈 Y1 南北紅燈 Y5
停止 X1 東西黃燈 Y2 南北綠燈 Y6
東西紅燈 Y3 南北黃燈 Y7
部分控制程序見圖1。
圖1 交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)部分程序
4、PLC與上位計(jì)算機(jī)組態(tài)王軟件的通訊
PLC與上位計(jì)算機(jī)的通訊可以利用高級(jí)語言編程來實(shí)現(xiàn)，但是用戶必須熟悉互連的PLC及PLC網(wǎng)絡(luò)采用的通訊協(xié)議，嚴(yán)格的按照通訊協(xié)議規(guī)定為計(jì)算機(jī)編寫通訊程序，其對(duì)用戶要求較高，而采用工控組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)PLC與上位計(jì)算機(jī)之間的通訊，則相對(duì)簡單因?yàn)楣た亟M態(tài)軟件中一般都提供了相關(guān)設(shè)備的通訊驅(qū)動(dòng)程序，例如西門子公司的S7系列PLC與工控組態(tài)軟件WinCC之間可進(jìn)行連接實(shí)現(xiàn)PLC與上位計(jì)算機(jī)之間的通訊。
下面介紹組態(tài)王6.0與FX-0N-60MR PLC 之間通訊的實(shí)現(xiàn)步驟。FX-0N-60MR PLC采用RS232或
[NextPage] RS422進(jìn)行通訊，占用計(jì)算機(jī)的一個(gè)串行口。在不添加擴(kuò)展卡的情況下可以使用編程口和計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊。
第一、設(shè)備連接
利用PLC與計(jì)算機(jī)專用的F2-232CAB型RS232C電纜，將PLC通過編程口與上位計(jì)算機(jī)串口（ＣＯＭ口）連接，進(jìn)行串行通訊。串行通訊方式使用＂組態(tài)王計(jì)算機(jī)＂的串口，I/O設(shè)備通過RS-232串行通訊電纜連接到＂組態(tài)王計(jì)算機(jī)＂的串口。
第二、設(shè)備配置
在組態(tài)王工程瀏覽器的工程目錄顯示區(qū)，點(diǎn)擊＂設(shè)備＂大綱項(xiàng)下PLC與上位計(jì)算機(jī)所連串口（ＣＯＭ口），進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。
FX系列PLC編程口的通訊ＣＯＭ口參數(shù)設(shè)置：
然后在組態(tài)王瀏覽器目錄內(nèi)容顯示區(qū)內(nèi)雙擊所設(shè)ＣＯＭ口對(duì)應(yīng)的＂新建＂圖標(biāo)，會(huì)彈出＂設(shè)備配置向?qū)В?duì)話框。在此對(duì)話框中完成與組態(tài)王通訊的設(shè)備的設(shè)置。
利用設(shè)備配置向?qū)Ь涂梢酝瓿纱型ㄓ嵎绞降腎/O設(shè)備安裝，安裝過程簡單、方便。在配置過程中，用戶需選擇I/O設(shè)備的生產(chǎn)廠家、設(shè)備型號(hào)、連接方式，為設(shè)備指定一個(gè)邏輯設(shè)備名，設(shè)定設(shè)備地址（FX系列PLC在使用編程口進(jìn)行通訊時(shí)，不需要設(shè)備地址）
第三、構(gòu)造數(shù)據(jù)庫
數(shù)據(jù)庫是＂組態(tài)王＂軟件的核心部分，在工程管理器中，選擇＂數(shù)據(jù)庫\數(shù)據(jù)詞典＂，雙擊＂新建圖標(biāo)＂，彈出＂變量屬性＂對(duì)話框。定義FX-0N-60MR PLC相應(yīng)寄存器：
圖2 交通信號(hào)燈的控制示意圖
斜體字dddo、dddd、ddd等表示格式中可變部分，d表示十進(jìn)制數(shù)，o表示八進(jìn)制數(shù)，變化范圍列于取值范圍中。組態(tài)王按照寄存器名稱來讀取下位機(jī)相應(yīng)的數(shù)據(jù)。組態(tài)王中定義的寄存器與下位機(jī)所有的寄存器相對(duì)應(yīng)。如定義非法寄存器，將不被承認(rèn)。如定義的寄存器在所用的下位機(jī)具體型號(hào)中不存在，將讀不出數(shù)據(jù)。
第四、設(shè)計(jì)圖形界面并建立動(dòng)畫連接
在組態(tài)王“畫面”上創(chuàng)建十字路口紅、黃、綠交通信號(hào)燈的控制示意圖，見圖2，建立啟動(dòng)和停止按鈕，并將各個(gè)控制信號(hào)燈及啟動(dòng)和停止按鈕與所建立相應(yīng)變量關(guān)聯(lián)，進(jìn)行動(dòng)畫連接。
第五、系統(tǒng)運(yùn)行
啟動(dòng)組態(tài)王運(yùn)行系統(tǒng)TOUCHVIEW，運(yùn)行交通信號(hào)燈的控制。將PLC開關(guān)指向“RUN”狀態(tài)，按下啟動(dòng)按鈕，觀察交通信號(hào)燈系統(tǒng)的控制結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，系統(tǒng)運(yùn)行正常，動(dòng)畫效果良好。
5、結(jié)束語
PLC及PLC的多機(jī)聯(lián)用與計(jì)算機(jī)的聯(lián)網(wǎng)通信應(yīng)用越來越多，它綜合了計(jì)算機(jī)和PLC的長處，計(jì)算機(jī)作為上位機(jī)提供良好的人機(jī)界面，進(jìn)行全系統(tǒng)的監(jiān)控和管理，PLC作為下位機(jī)執(zhí)行可靠有效的分散控制，利用工控組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)PLC與上位計(jì)算機(jī)通信的方法簡單易行，它降低了對(duì)用戶的要求，大大縮短了設(shè)計(jì)周期，系統(tǒng)繼承性較好，尤其對(duì)于大規(guī)模復(fù)雜控制系統(tǒng)來說，這當(dāng)優(yōu)點(diǎn)更為突出。
