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8 8 工业仪表与 自动化装置 2 0 1 2年第 6期 基 于组态王和 P L C 的励磁 装置监控 系统 张晓涛 广州城建职业学院 机电工程 系， 广州 从化 5 1 0 9 2 5 摘要 介绍了主从式励磁装置监控 系统的构建方法， 该 系统以工控软件组态王为上位机 ， 以 S 7 2 0 0系列P L C为工作站， 采用M o d b u s 通信协议， 给出了详细的构建步骤和注意事项。该系统具 有直观、 简便的特点。 关键词 组 态王 ； P L C； M o d b u s 协议 ； 励磁装置 中图分类号 T P 2 9 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 0 0 6 8 2 2 0 1 2 0 6 0 0 8 8 0 3 Ex c i t a t i o n de v i c e mo n i t o r s y s t e m b a s e d o n Ki ng v i e w a n d PLC Z HANG Xi a o t a o G u a n g z h o u C i t y C o n s t r u c t i o n C o l le g e ， G u a n g z h o u 5 1 0 9 2 5 ， C h in a Abs t r a c t Co n s t r u c t i o n me t h o d o f e x c i t a t i o n d e v i c e mo n i t o r s y s t e m b a s e d o n ma s t e rs l a v e mo d e i s i n t r o d u c e d i n t hi s p a p e r ．Co n f i g u r a t i o n s o ftwa r e Ki n g v i e w i s u s e d a s ma t e r s t a t i o n．wh i l e S 72 00 PLC i s u s e d a s s l a v e s t a t i o n． Mo d b u s p r o t o c o l i s u s e d f o r c o mmu n i c a t i o n．Gi v e n d e t a i l e d s t e p s h o w t o c o ns t r uc t a n d ma t t e r s n e e d i n g a t t e n t i o n．Th i s s y s t e m i s s i mp l e a n d v i s u a 1 ． Ke y wo r ds Ki n g v i e w ； PLC； Mo d b u s p r o t o c o l ； e x c i t a t i o n d e v i c e 0 引言 置监控系统的步骤和方法⋯。 s 7 2 0 0系列 P L C是西门子公司生产的微型可 编程序控制器 ， 由于它具有结构小巧 、 运行速度快、 多功能、 多用途等特点 ， 在同步直流电机励磁控制装 置中得到广泛应用 。与 s 72 0 0系列 P L C配套使 用的 S T E P 7 M i c r o ／ Wi n开发软件 ， 提供 了强大的编 程 、 设置 、 调试 、 监视、 诊断等功能， 但 S T E P 7 Mi c r o ／ Wi n的调试功能对于现场 P L C的调试缺乏直观性 ， 且价格高。其他用户交互工具 ， 如 T D 2 0 0文本显示 器 、 T P 0 7 0触摸屏 ， 同样无法提供直观的调试系统信 息。而 Wi n d o w s 开发软件如 V C、 V B等虽然功 能强大 ， 但因有技术难度而短时间难 以掌握 。文中 采用工控组态软件组态王来实现励磁装置调试 界 面 ， 可以避免上述不足。组态王以操作简单 、 纯中文 界面、 易于编程等特点在工控领域获得了广泛应用。 利用组态王的图形界面功能可以方便地获取并直观 显示励磁装置系统信息。 该文详细介绍利用组态王和 P L C实现励磁装 收稿 日期 2 0 1 20 62 6 作者简介 张晓涛 1 9 7 3 ， 男， 硕士， 讲师， 研究方向为计算机测 控与网络技术 。 1 励磁装置监控系统 s 7 2 0 0系列 P L C在励磁装置监控系统 中作为 从站 ， 与 P c机通过 R S 2 3 2接 口进行通信 ， 采用 Mo d ． b u s 通信协议 ， 实现对励磁装置初始参数如功率 、 励 磁 电压 、 励磁电流等模拟参数的设置和检测 ， 以及灭 磁开关合分闸、 过欠励限制 动作 、 增减励动作 、 风机 启停等数字输入 、 输 出状态 的监控 。s 72 0 0系列 P L C配有 R S 4 8 5标准 串行接 口， 与 P C机通过串 口 进行通信 ， 需进行转换。励磁装置监控 系统框图如 图 1所示 。 图 1 励磁装置监控系统框图 2 P L C参数的设置 S T E P 7 一M i c r o ／ Win作为 s 7 2 0 0的专用编程 软件， 运行于 P c机上， 可以用于开发用户程序以及 P L C参数设置， 如设备地址、 通信参数等。文中 P L C 的设备地址和通信参数设置为设备地址 1 ， 波特率 9 6 0 0 ， 数据位 8 ， 停止位 1 ， 奇偶校验 偶。 9 0 工业仪表与自动化装置 2 0 1 2年第 6期 4 ． 3定义变量 组态王中基本的变量类型有 内存变量和 I ／ 0变 量。内存变量是在组态王内部使用的变量 ， 主要用 于存放 中间结果 ； L ／ O变量用于和外部采集元件连 接， 也用于和其他应用程序交换数据。在组态王的 数据字典中定义变量 。 需要调试的输入输出 口和寄存器如下 1 输入 端 口为 1 0 ． 0 一 I 1 ． 2 ； 2 输 出端 口为 Q 0 ． 0 ～ Q 0 ． 5 ； 3 模 拟 输 入 口为 A I W0～A I W3 ； 4 模 拟 输 出 口 为 A Q W0 。 组态 王中定义 的连接设备的寄存器 与 P L C的 寄存器的对应关系如表 1 所示。 表 1 组态王定义的寄存器与 P L C寄存器的对应关系 组态王中定义的寄存器 0， 1 ， 3 ， 4， 8 ， 9的 d d号 与 P L C中 V寄存器 的偏移地址 的对应关系为 组态王 中 寄存器的 d d号 一1 2 P L C中 的 V寄存器的偏移地址 为了简要起见 ， 此处仅 以一个数字输入 口 1 0 ． 0 为例说明变量的定义方法 ， 其他变量的定义方法与 此类似 。 在组态王的数据字典中双击“ 新建⋯” ， 弹出一 个“ 定义变量 ” 对话框 。在“ 基本属性 ” 栏 中填入关 于变量设置的信息 ， 如“ 变量名” 为“ 1 0 0 ” ， “ 变量类 型”为 “ I ／ O 离 散 ” ； 参 照 表 1 ， “ 连 接 设 备 ”为 “ P L C ” ， “ 寄存器” 为“ 1 0 0 0 1 ” ， “ 数据类 型” 为“ B i t ”， “ 读 写 属 性 ”为 “只 读 ” 。“采 样 频 率 ”栏 填 人 “ 1 0 0 0 ” ， 表示组态王每隔 1 S 从 P L C采样一次 ， 其他 采用默认值 。 4 ． 4 建立动画连接 动画连接是指在画面的图形对象与定义的数据 变量之间建立一种关系。当工业现场的数据发生改 变时， 将引起数据字典中定义的变量的变化， 从而现 场状况可 以动态的在画面上显示。同样改变图形界 面数据变量的值 ， 可控制现场对象状态。 图形对象可以按动画连接的要求改变颜色、 尺 寸 、 位置 、 填充百分数等 ， 一个图形对象可以同时定 义多个连接。把这些动画连接组合起来， 应用程序 将呈现出令人难以想象的图像动画效果。 例如， 为了显示数字输入点 1 0 ． 0的状态， 在图2 中， 用鼠标点中与“ 1 0 ． 0 快熔熔 断” 相对应 的右侧 的“ 圆点” ， 然后按右键， 在弹出的菜单中选中“ 动画 连接” ， 则会 弹出“ 动画连接” 界面， 点击 “ 闪烁 ” 按 扭， 此时会弹出“ 闪烁连接” 界面， “ 闪烁速度” 框中 填人“ 1 0 0 0 ” ， 点击 “ 闪烁条 件” 框 右侧的 “ ” 按 扭 ， 然后在“ 选择变量名” 栏 中选择“ 变量名称” 为“ 1 0 0 ” 的变量 ， 至此 ， 变量 1 0 。 0的动画连接设置完毕。 当系统运行时， 如果 1 0 ． 0有输入信号 ， 以上设 置的相应的图素就会转换为闪烁的红点 ， 非常直观 地显示实际输入状态。 5 运行与调试 组态王软件包的画面运行系统 T o u c h V e w用来 运行制作的程序。调试主要是检查组态王的图形界 面与 P L C之间实现的双向控制功能。 主要的调试内容包括 P L C 数字输入端口， 如 1 0 ． 0加 2 4 V电压时， 组态王调试 画面对应的端 口 状态是否闪烁 ， 按上面的设置 ， 应该每隔 1 S 闪烁一 次 ； P L C数字输出 口， 当交替按下调试画面的输 出 端 口， 如 Q 0 ． 0对应的“ 开” “ 关 ” 按扭 ， P L C的输出 口 的指示灯是否相应交替变化； ③模拟输入口， 当在模 拟输入 口加上可变 电压时 ， 调试 画面对应的显示数 值是否与实际的数值一致变化等。 在调试过程 中， 有 时会 出现一些故 障， 需要排 除 1 无法设置变量 有可能是设置的变量超过 了 软件规定的点数； 2 通信失败 组态王中的通信参 数设置与P L C中的通信参数设置不一致； 3 按钮画 面无法控制 P L C的相应位 有可能是按钮变量属性 中的读写属性误设置为“ 只读” ， 应改为“ 读写” 。 6 结束语 运用组态王丰富的图形界面功能 ， 通过 Mo d b u s 通信协议与 P L C进行通信， 构建了主从式励磁装置 监控系统。该系统直观、 简便， 已得到实际应用。 参考文献 [ 1 ] 苏云， 潘丰， 肖应旺． 基于组态王与 P L C的远程控制系 统[ J ] ． 电气 自动化 ， 2 0 0 4， 2 6 6 3 9 4 0 ．
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