WAGO PLC及組態(tài)實(shí)驗(yàn) 自121 第十組

1、WAGO PLC及組態(tài)實(shí)驗(yàn) 自121 第十組WAGO PLC及組態(tài)實(shí)驗(yàn) 第十組 自121 張偉琦 朱昊 張鳴飛一、編程實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1、通過用wago控制器的PLC實(shí)驗(yàn)來掌握可編程控制器的使用方法，了解其功能和用途；2、通過實(shí)際操作，熟悉實(shí)驗(yàn)平臺(tái)各種器件的工作原理。了解可編程控制器外部端口的功能，接線方法，并通過程序設(shè)計(jì)和調(diào)試掌握基本指令的使用方法。實(shí)驗(yàn)設(shè)備：實(shí)物：圖1-1 WAGO PLC實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)物實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要由電源模塊、空氣開關(guān)、WAGO可編程邏輯控制器、接線端子、繼電器、六個(gè)指示燈、一個(gè)蜂鳴器、一個(gè)可變電阻、一個(gè)智能電壓表、一個(gè)智能電流表、兩個(gè)按鈕、兩個(gè)單刀雙擲開關(guān)、兩個(gè)單刀單擲開關(guān)

2、組成，其接線圖1-2。圖1-2 WAGO PLC實(shí)驗(yàn)平臺(tái)接線圖數(shù)字量部分系統(tǒng)原理圖：圖1-3 數(shù)字量部分系統(tǒng)原理圖數(shù)字量部分有8個(gè)數(shù)字量輸入，對(duì)應(yīng)地址為%IX2.0%IX2.7，6個(gè)數(shù)字量輸出，對(duì)應(yīng)地址為%QX2.0%QX2.5.模擬量部分有一個(gè)模擬量輸入%IW0，兩個(gè)模擬量輸出%QW0和%QW1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與過程：1.對(duì)編程環(huán)境的熟悉和認(rèn)識(shí)（1）PLC接通電源，打開WAGO BootP Server軟件，單擊Edit Bootptal進(jìn)行設(shè)置。如下圖。圖1-4 WAGO BootP Server軟件單擊Edit Bootptal后出現(xiàn)如下頁面，修改文本最后一行的物理地址為PLC的物理地址，即h

3、amburg:ht=1:ha=0030DE001E76:ip=192.168.10.100:sm=255.255.255.0圖1-5 文本文件界面保存并關(guān)閉文本文件，單擊Start，如下圖。圖1-6 WAGO BootP Server軟件（2） 配置本機(jī)IP。為使計(jì)算機(jī)能與PLC通訊，需要將計(jì)算機(jī)與PLC配置到一個(gè)網(wǎng)段內(nèi)。做如下操作：本地連接屬性Internet協(xié)議（TCP/IP）屬性，修改本機(jī)IP地址。（3） 將WAGO BootP Server中設(shè)置的IP地址輸入到IE瀏覽器的地址欄中，若出現(xiàn)以下畫面，則上位機(jī)與PLC通信成功。圖1-8 通訊成功界面4）進(jìn)入編程軟件WAGO-IO-PRO

4、32 V2.1。為使編程軟件能夠與PLC通訊，應(yīng)做如下操作：選擇Online菜單下的Communication Parameters選項(xiàng)，修改Modbus 2Tags_中的IP address為PLC的IP地址，即192.168.10.100，點(diǎn)擊OK。至此，連接設(shè)置已全部完成。2、進(jìn)行實(shí)際操作 交通燈實(shí)驗(yàn)：1、交通燈設(shè)計(jì)方案東西 信號(hào) 綠燈亮 綠燈閃 黃燈亮 紅燈亮 時(shí)間 3s 3s 2s 8s 南北 信號(hào) 紅燈亮 綠燈亮 綠燈閃 黃燈亮 時(shí)間 8s 3s 3s 2s 當(dāng)開關(guān)2.2閉合時(shí)，南北紅燈亮（6S），東西綠燈亮（3S）； 東西綠燈亮3S后，東西綠燈閃（3S）；綠燈閃3S后，東西黃燈亮

5、（2S）； 東西黃燈亮2S后，東西紅燈亮（6S），南北綠燈亮（3S）；南北綠燈亮3S后，南北綠燈閃（3S）； 南北綠燈閃3S后，南北黃燈亮（2S）。2、交通燈的時(shí)序圖圖1-14交通燈時(shí)序圖3、交通燈控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)交通燈的設(shè)計(jì)實(shí)際為2個(gè)輸入，6個(gè)輸出的一個(gè)邏輯系統(tǒng)，輸入信號(hào)就是%IX2.2和停止信號(hào)%IX2.3，其他的就是對(duì)信號(hào)燈的輸出控制，控制系統(tǒng)的硬件配置如下表所示。序號(hào)信號(hào)名稱地址信號(hào)類型1啟動(dòng)%IX2.2輸入信號(hào)2停止%IX2.3輸入信號(hào)3中間寄存器%MX0.0中間信號(hào)4中間寄存器%MX0.1中間信號(hào)5中間寄存器%MX2.0中間信號(hào)6中間寄存器%MX3.0中間信號(hào)7中間寄存器%MX4

6、.0中間信號(hào)8中間寄存器%MX5.0中間信號(hào)9中間寄存器%MX1.0中間信號(hào)10中間寄存器%MX6.0中間信號(hào)11中間寄存器%MX7.0中間信號(hào)12中間寄存器%MX11.0中間信號(hào)13中間寄存器%MX12.0中間信號(hào)14定時(shí)器T中間信號(hào)15定時(shí)器T2中間信號(hào)16定時(shí)器T3中間信號(hào)17定時(shí)器T4中間信號(hào)18定時(shí)器T5中間信號(hào)19定時(shí)器T6中間信號(hào)20定時(shí)器T8中間信號(hào)21定時(shí)器T9中間信號(hào)22定時(shí)器T10中間信號(hào)23定時(shí)器T11中間信號(hào)24東西紅燈%QX2.0輸出信號(hào)25東西綠燈%QX2.1輸出信號(hào)26南北紅燈%QX2.2輸出信號(hào)27南北綠燈%QX2.3輸出信號(hào)28南北黃燈%QX2.4輸出信號(hào)2

7、9東西黃燈%QX2.5輸出信號(hào)4、 梯形圖的設(shè)計(jì)濾波實(shí)驗(yàn)濾波實(shí)驗(yàn)梯形圖濾波實(shí)驗(yàn)結(jié)果 二、組態(tài)實(shí)驗(yàn)2.1 組態(tài)王軟件概述 隨著對(duì)工業(yè)自動(dòng)化的要求越來越高，以及大量控制設(shè)備和過程監(jiān)控裝置之間的通訊的需要，“監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”越來越受到用戶的重視，從而導(dǎo)致組態(tài)軟件的大量使用。 組態(tài)王是一種組態(tài)軟件。使用組態(tài)王，用戶可以方便地構(gòu)造適應(yīng)自己需要的“數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”，在任何需要的時(shí)候把生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的信息實(shí)時(shí)地傳送到控制室，保證信息在全廠范圍內(nèi)的暢通。 組態(tài)王的網(wǎng)絡(luò)功能使企業(yè)的基層和其它部門建立起聯(lián)系，現(xiàn)場(chǎng)操作人員和工廠管理人員都可以看到各種數(shù)據(jù)。管理人員不需要深入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，就可以獲得實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)，優(yōu)化控制現(xiàn)

8、場(chǎng)作業(yè)，提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量。2.2 通訊配置和數(shù)據(jù)交換2.2.1 組態(tài)王與WAGO 通訊配置新建工程后，在組態(tài)王工程瀏覽器中選擇設(shè)備-板卡-PLC-莫迪康-MODBUS(TCP)。如下圖。圖2-1 通訊方式設(shè)置然后點(diǎn)擊下一步，輸入設(shè)備名“wago”，如下圖。圖2-2 設(shè)備配置點(diǎn)擊下一步，按固定格式在出現(xiàn)的IP地址欄中輸入WAGO750-842的IP地址（為WAGO BOOTP SEVER檢測(cè)出來的地址），具體為192.168.10.100:502 1。繼續(xù)點(diǎn)擊下一步直至通訊配置完成。2.2.2 數(shù)據(jù)交換1、 WAGO750存儲(chǔ)區(qū)分配和數(shù)據(jù)交換在適配器中規(guī)定了PFC的存儲(chǔ)區(qū)域包括I/O模塊物理

9、數(shù)據(jù)過程映像區(qū)和變量過程映像區(qū)。在存儲(chǔ)區(qū)域WORD0255是I/O模塊物理數(shù)據(jù)過程映像區(qū)。輸入模塊的數(shù)據(jù)可以被CPU和Fieldbus Master分別讀取。同樣的道理，可以分別從CPU和Fieldbus Master向輸出模塊寫入數(shù)據(jù)。PFC變量存儲(chǔ)區(qū)在過程映像區(qū)的WORD 256511范圍內(nèi)，主站通過輸入變量過程映像區(qū)寫入數(shù)據(jù)并被CPU訪問，同樣的道理CPU通過輸出變量過程映像區(qū)寫入數(shù)據(jù)，并被主站訪問。圖2-4 WAGO750存儲(chǔ)區(qū)分配和數(shù)據(jù)交換示意圖2、 組態(tài)王中WAGO750模塊地址確定莫迪康系列PLC寄存器地址見表1。表1 莫迪康系列PLC寄存器地址 組態(tài)王與WAGO750的采集點(diǎn)通

10、訊需要在組態(tài)王的數(shù)據(jù)字典定義中確定其寄存器地址，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)WAGO750模塊采集到的數(shù)據(jù)放到寄存器中，組態(tài)王根據(jù)其寄存器地址然后把它讀出來。值得注意的是，由于組態(tài)王寄存器的地址范圍都是從1開始的，因此設(shè)備對(duì)應(yīng)寄存器地址在組態(tài)王中都需要把寄存器地址加1。如%QW256對(duì)應(yīng)的組態(tài)王中寄存器地址應(yīng)為3257.2.3 具體系統(tǒng)組態(tài)2.3.1 采集模擬量4-20mA數(shù)據(jù)系統(tǒng)的組態(tài)： 要實(shí)現(xiàn)的功能：根據(jù)WAGO中編寫的程序?qū)崿F(xiàn)模擬量4-20mA數(shù)據(jù)的采集，在組態(tài)王中進(jìn)行組態(tài)，在組態(tài)畫面中顯示出模擬量數(shù)據(jù)。其中畫面應(yīng)由一個(gè)儀表和一個(gè)TXT文本輸出組成。儀表和TXT文本都應(yīng)顯示出模擬量數(shù)據(jù)。1、WAGO中采集

11、模擬量4-20mA程序首先需要說明的是，模擬量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)，先將其轉(zhuǎn)換為十二位的數(shù)字量進(jìn)行存儲(chǔ)。而PLC存儲(chǔ)單位為字，即十六位。查閱手冊(cè)可知，其有效數(shù)據(jù)在B3B14位（B15為符號(hào)位）。所以模擬量從寄存器中讀出的數(shù)據(jù)，應(yīng)該只取B3- B14位數(shù)據(jù)。所以應(yīng)將B0B2置零，并再右移3位。4-20mA在寄存器中對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，見表2。表2 4-20mA在寄存器中對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)輸入電流（4-20mA）將B0-B2置零前將B0-B2置零后，右移3位二進(jìn)制十進(jìn)制二進(jìn)制十進(jìn)制40000 0000 0000 000000000 0000 0000 00000200111 1111 1111 1111327670000 11

12、11 1111 11114095因?yàn)?mA對(duì)應(yīng)十進(jìn)制數(shù)0,20mA對(duì)應(yīng)十進(jìn)制數(shù)4095，則4-20mA間其他電流I應(yīng)滿足關(guān)系式：其中a為寄存器中將無關(guān)位置零且右移后的數(shù)據(jù)。因此有根據(jù)功能要求，采用梯形圖語言，編寫程序如圖2、組態(tài)王中變量定義在組態(tài)王中變量類型包括I/O 整數(shù)、I/O 實(shí)數(shù)、I/O 離散、I/O 字符串，內(nèi)存整數(shù)、內(nèi)存實(shí)數(shù)、內(nèi)存離散、內(nèi)存字符串。根據(jù)模擬量讀出4-20mA系統(tǒng)的I/O 點(diǎn)數(shù)配置變量如表3示。具體在組態(tài)王中定義所需變量a、a1分別如圖2-5、2-6。表3 組態(tài)王數(shù)據(jù)詞典序號(hào)變量名變量類型連接設(shè)備寄存器地址數(shù)據(jù)類型1aI/O 實(shí)數(shù)wago3258short2a1I/O

13、 實(shí)數(shù)wago3259short需要說明的是，變量a對(duì)應(yīng)的是從%QW257中讀出的數(shù)據(jù)，用于連接TXT文本模擬值輸，是表達(dá)式中會(huì)用到的變量。變量a1對(duì)應(yīng)的是從%QW258中讀出的數(shù)據(jù)，用于連接儀表。圖2-5 組態(tài)王中定義變量a圖2-7 組態(tài)王中定義變量a13、 畫面組成一個(gè)顯示儀表、一個(gè)4-20mA電流顯示文本。如圖2-7示：圖2-7 組態(tài)王中畫面4、動(dòng)態(tài)連接將變量a與4-20mA電流顯示文本進(jìn)行連接：雙擊畫面上的TXT，出現(xiàn)動(dòng)畫連接，進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置。在值輸出處，勾選模擬值輸出，在模擬值輸出連接處表達(dá)式中,輸入表達(dá)式a*16/4095+4。如圖2-8。圖2-8 變量a與4-20mA電流顯示文本連

14、接將變量a1與儀表進(jìn)行連接： 雙擊畫面上的儀表，出現(xiàn)儀表向?qū)?，進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置。變量名處選擇已預(yù)先定義的變量a1，儀表量程處設(shè)置為最小刻度4，最大刻度20，如圖2-9所示。圖2-9 變量a1與儀表連接5、組態(tài)系統(tǒng)運(yùn)行 運(yùn)行后，系統(tǒng)如圖，左圖為組態(tài)王軟件中的畫面，右圖為實(shí)驗(yàn)板上的智能電流表。二者讀數(shù)相同，完成相應(yīng)設(shè)計(jì)功能。2.3.2交通燈系統(tǒng)的組態(tài)由于輸出地址%QX2.0%QX2.5不能被總線直接讀取，故需要將%QX2.0%QX2.5的狀態(tài)寫入PFC變量存儲(chǔ)區(qū)，即%QX256.0%QX256.5，才能被組態(tài)王軟件讀取。詳見圖2-4。2、組態(tài)王中變量的定義本例中定義了a-g六個(gè)I/O離散型變量，分別代表南北紅、南北綠、東西紅、東西綠、東西黃、南北黃。具體見表4。表4 組態(tài)王數(shù)據(jù)詞典序號(hào)變量名變量類型連接設(shè)備寄存器地址數(shù)據(jù)類型1aI/O 離散wago04097Bit2bI/O 離散wago04098Bit3cI/O 離散wago04099Bit4dI/O 離散wago04100Bit5eI/O 離散w