組態王在三菱FXU系列PLC控制系統中的應用

張恒

摘 要：隨著工業技術的革新和發展，人們的工作環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，通過計算機或者智能手機、平板電腦等移動終端設備，就可以對工業現場的電氣設備進行監督控制和生產管理，給工業的生產控制帶來了巨大的方便和快捷，同時也促進了組態軟件的完善和發展。組態王作為國內市場占有量較大的組態軟件，有著簡單易學、操作方便和控制功能強大的特點，在工業自動控制系統中有著較為廣泛的應用。本文以交通信號燈控制系統為案例，主要從系統的硬件連接和軟件組態兩個方面，闡述組態王在三菱FX3U系列PLC控制系統的應用。

關鍵詞：PLC；組態王；交通燈控制系統；人機界面

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

0 引言

交通信號燈作為車輛安全疏導裝置，在日常生活中隨處可見，但當交通燈控制系統出現故障時，勢必造成交通紊亂，甚至發生交通事故。因此，及時發現交通燈控制系統的故障情況，及時進行維修，保證道路通暢顯得尤為重要。而要做到及時發現交通燈控制系統的故障就離不開組態軟件的監控，本文從硬件連接和軟件組態兩個方面對交通燈監控系統進行設計和實施，其中監控軟件采用北京亞控科技發展有限公司開發的“組態王”組態軟件來是實現，交通燈控制系統采用三菱FX3U系列PLC來實現控制。

1 組態王與PLC的硬件連接

組態王與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，防止插錯將插頭內部的針弄斷；（2）當組態王安裝在筆記本電腦上時，需采用USB-SC09-FXUSB編程電纜進行連接。

2 組態王的軟件組態

組態王的軟件組態包括通訊參數設置、變量定義和監控畫面的組態設計三個方面，其中通訊參數是保證硬件設備按照既定的通信協議正確通信的核心，是組態王能否正常工作的基礎。變量的定義是組態軟件運行的重要步驟，是硬件與軟件溝通的接口，是組態軟件進行后臺實時處理的重要內容，如果變量定義或者設置錯誤，將會導致組態王無法實現對硬件進行監督和控制。監控畫面是對交通燈控制系統進行監控和操作的核心內容，是組態軟件進行實時前臺處理的重要內容。

2.1 通訊參數設置

選擇組態王工程瀏覽器左邊的“系統”標簽，然后雙擊該標簽目錄下的“COM1”，其通訊參數按如下格式設置。波特率設為9600，數據位設為7，奇偶校驗設為偶校驗，停止位設置為1位，通訊方式采用RS422。

2.2 新建硬件連接

構建硬件連接是組態王軟件進行監督控制或數據采集分析的基礎，正確的硬件連接設置是組態軟件能否實現正常監控的關鍵。具體的設置步驟為：單擊工程瀏覽器左邊目錄樹中的COM1，在右邊的“內容顯示區”里雙擊“新建”圖標，在彈出的對話框中選擇PLC目錄下三菱FX Serial的EZSocket，緊接著點擊下一步，在設備邏輯名稱中輸入“FX3U”，然后再點擊下一步，在串口選項框里選擇“COM1”，點擊下一步后，在出現的設備地址欄里輸入“FX2N_PRG”（注意這一步非常關鍵，弄錯了就無法通信，并注意下劃線的輸入），然后依次點擊下一步完成設備名稱和通信方式的設置。

2.3 定義變量

單擊“系統”標簽目錄下“數據詞典”，在右邊的內容顯示區里找到“新建”圖標并雙擊，在彈出的對話框定義要監控的變量，如定義變量名為“M0”的變量，該變量用于監控交通燈控制系統的啟動開關 ，其變量類型為“I/O離散”，連接的設備為“FX3U”，寄存器設置為對應PLC中的M0，數據類型為Bit，讀寫屬性為“只寫”。用同樣的方法可以定義各信號燈對應的變量，并將“采樣頻率”設為1毫秒，目的實現快速采集PLC的輸出狀態。

2.4 監控畫面的組態設計

監控畫面是操作員直接觀察和操作的界面，是組態軟件監控方式的最直觀呈現。在設計監控畫面時，首先應將相應的畫面素材預先準備好，比如畫面中涉及GIF動畫圖片時，可以先借助Fireworks軟件將動畫圖片設計好，再將其加載到組態王軟件中。在本案例中，我們首先需要用Photoshop軟件將各信號燈工作時的圖片設計好，交通燈控制系統背景圖片設計好（交通燈的停止狀態圖片可以包括在背景圖片中）。在將各信號燈圖片加載到監控畫面后，應將信號燈與背景圖片中對應的信號燈位置進行對齊重合。然后給各信號燈建立動畫連接，并對動畫連接對話框中的“特殊”標簽下的“隱含”進行設置，隱含條件可以按照以下方式設置，當信號燈狀態恒等于1時（即信號燈接通時），信號燈圖片設置為顯示。當信號燈狀態恒等于零時（即信號燈斷開時），信號燈圖片被隱藏。最后在控制畫面中加載圖庫中“控制開關”，通過雙擊控制開關建立與“M0”變量的連接，實現控制開關的監督和操作控制。

3 小結

組態王若要實現對PLC等硬件進行監督控制，必須完成通訊參數、變量構建和監控畫面的設計。通訊參數的設置關鍵在于對所用串口進行波特率、數據位、停止位和奇偶校驗位進行設置，而變量的新建主要取決于所要監控的對象，有的來源于組態王內部，有的來源于外部設備的軟元件。監控畫面作為直接操作和監控的界面，在設計時主要完成圖片或者元件的組態，并對相關畫面進行動畫連接和變量連接，最后根據現實需要設置隱含條件，實現設備元件工作狀態的模擬演示。

參考文獻：

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[3] 北京亞控科技發展有限公司.組態王7.5使用手冊[S].