《计算机控制系统安装与调试教学课件作者刘伟项目五计算机-plc控制系统的组态与安装调试》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机控制系统安装与调试教学课件作者刘伟项目五计算机-plc控制系统的组态与安装调试（218页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、项目五 计算机- PLC控制系统的组态与安装调试,任务1 PC与PLC的串口通信 任务2 PC与触摸屏的串口通信 任务3 基于PLC的机械手监控系统的组态与安装调试 任务4 基于PLC的水箱水位监控系统的组态与安装调试,返回,任务1 PC与PLC的串口通信,【任务要求】 （1）能够熟练掌握PC与PLC的连线； （2）能够熟练使用组态王软件实现PC与PLC串口通信； （3）能够根据工程需要完成对PLC的软件编写。 【任务分析】 先了解PLC组成、原理、功能及使用，之后列出串口通信用到的硬件和软件清单，进行PC与PLC间接线；熟练应用组态王软件，实现PC与PLC串口通信。 【相关知识】 一、PLC
2、的基本结构 PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成如图5-2所示。,下一页,返回,任务1 PC与PLC的串口通信,1.电源 PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24 V的工作电源。电源输入类型有：交流电源（220 V或110 V），直流电源（常用的为24 V ）。一般交流电压波动在+10%（+15%）范围内，可以不采取其他措施而将PLC直接连接到交流电网上去。 2.中央处理单元（CPU） 中央处理单元（CPU）是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、
3、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC投入运行时，首先以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。在所有的用户程序执行完毕之后，将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。,上一页,下一页,返回,任务1 PC与PLC的串口通信,为了进一步提高PLC的可靠性，对大型PLC还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍
4、能正常运行。 3.存储器 分为系统程序存储器和用户存储器。 系统程序存储器用以存放系统程序，包括管理程序、监控程序以及对用户程序做编译处理的解释编译程序，由只读存储器（ROM）组成。系统程序存储器内容不可更改，断电不消失。 用户存储器分为用户程序存储区和工作数据存储区，由随机存取存储器（RAM）组成。用户存储器断电内容消失，因此常用高效的锂电池作为后备电源。 4.输入输出接口电路,上一页,下一页,返回,任务1 PC与PLC的串口通信,（1）现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路组成，它是PLC与现场控制的接口界面的输入通道。 （2）现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求
5、电路集成，PLC通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。 5.智能接口模块 为了进一步提高PLC的性能，各大PLC厂商除了提供以上输入输出接口外，还提供各种专用的智能接口模块，用以满足各种控制场合的要求。智能接口模块是PLC系统中的一个较为独立的模块，它们具有自己的处理器和存储器等与PLC相似的硬件结构，通过PLC内部总线在CPU的协调管理下独立地进行工作。智能接口模块既扩展了PLC可处理的信号范围，又可使CPU能处理更多的控制任务。 智能接口模块包括高速脉冲计数器、定位控制智能单元、PID调节智能单元、PLC网络接口、PLC与计算机通信接口、传感器输入智能单元等。,上一页,下
6、一页,返回,任务1 PC与PLC的串口通信,6.通信接口 通信接口包括以太网、RS-485、Profibus-DP通信模块等。 二、计算机与PLC的连接方式 1.连接设备 个人计算机与PLC通常可以通过以下设备实现PLC的人机交互功能。 编程终端主要用于编写和调试程序，其监控功能较弱；显示终端主要用于现场显示；工作站的功能比较全，但是价格也高，主要用于配置组态软件。 个人计算机是一种性价比较高的选择，它可以发挥以下作用。 （1）通过开发相应功能的个人计算机软件，与PLC进行通信。实现多个PLC信息的集中显示、报警等监控功能。 （2）以个人计算机作为上位机，多台PLC作为下位机，构成小型控制系统
7、：由个人计算机完成PLC之间控制任务的协同工作。,上一页,下一页,返回,任务1 PC与PLC的串口通信,（3）把个人计算机开发为协议转换器，实现PLC网络与其他网络的互联。例如，可把下层的控制网络接入上层的管理网络。 2.连接的基础 （1）计算机和PLC均应具有异步通信接口，如RS-232、RS-422或RS-485，否则要通过转换器转接以后才可以互连。 （2）异步通信接口相连的双方要进行相应的初始化工作，设置相同的波特率、数据位数、停止位数、奇偶校验等参数。 （3）用户参考PLC的通信协议编写计算机的通信部分程序，大多数情况下不需要为PLC编写通信程序。 如果计算机无法使用异步通信接口与PL
8、C通信，则应使用PLC配置的专用通信部件及专用的通信软件实现互连。,上一页,下一页,返回,任务1 PC与PLC的串口通信,3.连接方式 个人计算机与PLC的联网一般有两种形式：一种是点对点方式，即一台计算机的COM接口与PLC的异步通信端口之间直接用电缆相连，连接方式如图5-3所示；另一种是多点结构，即一台计算机与多台PLC通过一条通信总线相连接，以计算机为主站，PLC为从站，进行主从式通信，连接方式如图5-4所示。通信网络可以有多种，如RS-422、RS-485、各个公司的专用网络或工业以太网等。 【任务实施】 一、设备清单 本项目用到的硬件和软件清单见表5-1。,上一页,下一页,返回,任务
9、1 PC与PLC的串口通信,二、硬件线路 FX2N型PLC可以通过自身的编程口和PC通信，也可以通过通信口和PC通信。通过编程口，PC只能和一台PLC通信，实现对PLC中软元件的间接访问（每个软元件具有唯一的地址映射）；通过通信口，一台PC可以和多台PLC通信，并实现对PLC中软元件的直接访问，两者使用不同的通信协议。 PC通过FX2N的编程口构成的二级控制系统如图5-5所示，按钮、行程开关等的常开触点接PLC开关量输入1通道，PLC开关量输出1通道接指示灯。 为了保证FX2N-32MR型PLC能够正常与PC进行通信，需要在PLC中运行如图5-6所示的一段程序。其功能是设置PLC的通信参数：波
10、特率为9 600 b/s，7位数据位，1位停止位，偶校验，站号为0。,上一页,下一页,返回,任务1 PC与PLC的串口通信,三、软件编组 利用Kingview编写程序实现PC与PLC串口通信的操作如下。 1.建立新工程项目 运行组态王程序，在工程管理器中单击“新建”图标，创建新的工程项目。 工程名称：“PLC”，工程描述：“利用Kingview实现PC与PLC串口通信”，将此工程设为当前工程，如图5-7所示。 2.制作图形画面 （1）新建PLC画面，如图5-8所示。,上一页,下一页,返回,任务1 PC与PLC的串口通信,（2）打开“开发系统”的图库，进入图库管理器，通过“图库”双击“图形”，为
11、画面添加2个指示灯对象D1和D2；2个开关对象K1和K2，如图5-9所示。通过“工具箱”添加10个文本对象“开关量输入”“开关量输出”“D1”“X1”“K1”“COM”“K2”“COM1”“D2”“Y1”及若干直线对象，将指示灯、开关对象用“工具箱”中“直线”工具连起来，如图5-10（a）所示。 输入文字的方法：在“工具箱”中单击“文本”按钮，如图5-10（b）所示，然后在画面上拉出一个矩形区域，再输入文字即可。 修改文字内容的方法是：选择文字，之后单击鼠标右键，在弹出的对话框中选择“字符串替换”，之后在“字符串替换”对话框输入需要的文字即可。,上一页,下一页,返回,任务1 PC与PLC的串口
12、通信,3.定义串口设备 （1）添加设备：在组态王工程浏览器的左侧选择“设备/COM1”，在右侧双击“新建”，运行“设备配置向导”。 选择：PLC三菱FX2编程口，如图5-11（a）所示。 注意：如果出现的是“串行口”，则需要安装FX2的最新驱动程序。 给要安装的设备指定唯一的逻辑名称，如“FX2PLC”（任意取），见图5-11（b）；选择串口号，如“COM1”（需与PLC在PC上使用的串口号一致）；为要安装的PLC指定地址，如“1”（注意，这个地址应该与PLC通信参数设置程序中设定的地址相同）。 设备定义完成后，您可以在工程浏览器“设备/COM1”的右侧看到新建的串口设备“FX2PLC”图标。
13、,上一页,下一页,返回,任务1 PC与PLC的串口通信,（2）串口通信参数设置：双击“设备/COM1”，弹出“设置串口com1”对话框，设置串口COM1的通信参数：波特率选“9 600”，奇偶校验选“偶校验”，数据位选“7”，停止位选“1”，通信方式选“RS232”，如图5-12所示。 设置完毕，单击“确定”按钮，这就完成了对COM1的通信参数配置，保证COM1同PLC的通信能够正常进行。 4.定义变量 在工程浏览器的左侧树形菜单中选择“数据库/数据词典”，在右侧双击“新建”，弹出“定义变量”对话框。 （1）定义变量“开关量输入”。变量类型选“I/O离散”，初始值选“关”，连接设备选“FX2P
14、LC”，寄存器选“X1”，数据类型选“Bit”，读写属性选“只读”，采集频率设为“100”，如图5-13所示。,上一页,下一页,返回,任务1 PC与PLC的串口通信,（2）定义变量“开关量输出”。变量类型选“I/O离散”，初始值选“关”，连接设备选“FX2PLC”，寄存器选“Y1”，数据类型选“Bit”，读写属性选只读，采集频率设为“100”，如图5-14所示。 （3）定义变量“开关1”“开关2”。变量类型选“内存离散”，初始值选“关”。 （4）定义变量“灯1”“灯2”。变量类型选“内存离散”，初始值选“关”。 定义完成后，单击“确定”按钮，则在数据词典中出现定义好的变量，如图5-15。,上一
15、页,下一页,返回,任务1 PC与PLC的串口通信,5.建立动画连接 （1）建立指示灯对象D1的动画连接。双击指示灯对象D1，出现“指示灯向导”对话框，将变量名（离散量）设定为“本站点灯1”（可以直接输入，也可以单击变量名文本框右边的“？”按钮，选择已定义好的变量名“灯1”），将正常色设置为绿色，报警色设置为红色。 选中闪烁项，在闪烁条件文本框内输入表达式“本站点开关量输入=1”，闪烁速度设为500，设置完毕单击“确定”按钮，则“指示灯”对象动画连接完成，如图5-16所示。 （2）双击指示灯对象D2，将其与变量“灯2”连接。 （3）双击开关对象K1，将其与变量“开关l”连接。 （4）双击开关对象
16、K2，将其与变量“开关2”连接。,上一页,下一页,返回,任务1 PC与PLC的串口通信,6.编写命令语言 （1）进入工程浏览器，在左侧树形菜单中选择“命令语言/数据改变命令语言”，在右侧双击“新建”，出现“数据改变命令语言”编辑对话框，在变量.域文本框中输入表达式：“本站点开关量输入”（或单击右边的“？”按钮来选择）；在编辑栏中输入程序，如图5-17所示。 （2）选择“命令语言/数据改变命令语言”，在右侧双击“新建”，出现“数据改变命令语言”编辑对话框，在变量.域文本框中输入表达式：“本站点开关2”（或单击右边的“？”按钮来选择）；在编辑栏中输入程序，如图5-18所示。,上一页,下一页,返回,任务1 PC与PLC的串口通信,7.调试与运行 将设计的画面和程序全部存储并配置成主画面，启动运行系统。 （1）将线路中X1端口与COM端口短接，则PLC上输入信号指示灯1亮，程序画面中状态指示灯D1变色并闪烁，开关K1闭合；将X1端口与COM端口断开，则PLC上输入信号指示灯1灭，程序画面中状态指示灯D1变色并停止闪烁，开关K1断开。 （2）启/闭程
