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1、WAGO PLC及组态实验 第十组 自121 张伟琦 朱昊 张鸣飞一、编程实验实验目的： 1、通过用wago控制器的PLC实验来掌握可编程控制器的使用方法，了解其功能和用途；2、通过实际操作，熟悉实验平台各种器件的工作原理。了解可编程控制器外部端口的功能，接线方法，并通过程序设计和调试掌握基本指令的使用方法。实验设备：实物：图1-1 WAGO PLC实验平台实物实验平台主要由电源模块、空气开关、WAGO可编程逻辑控制器、接线端子、继电器、六个指示灯、一个蜂鸣器、一个可变电阻、一个智能电压表、一个智能电流表、两个按钮、两个单刀双掷开关、两个单刀单掷开关组成，其接线图1-2。图1-2 WAGO P
2、LC实验平台接线图数字量部分系统原理图：图1-3 数字量部分系统原理图数字量部分有8个数字量输入，对应地址为%IX2.0%IX2.7，6个数字量输出，对应地址为%QX2.0%QX2.5.模拟量部分有一个模拟量输入%IW0，两个模拟量输出%QW0和%QW1.实验内容与过程：1.对编程环境的熟悉和认识（1）PLC接通电源，打开WAGO BootP Server软件，单击Edit Bootptal进行设置。如下图。图1-4 WAGO BootP Server软件单击Edit Bootptal后出现如下页面，修改文本最后一行的物理地址为PLC的物理地址，即hamburg:ht=1:ha=0030DE0
3、01E76:ip=192.168.10.100:sm=255.255.255.0图1-5 文本文件界面保存并关闭文本文件，单击Start，如下图。图1-6 WAGO BootP Server软件（2） 配置本机IP。为使计算机能与PLC通讯，需要将计算机与PLC配置到一个网段内。做如下操作：本地连接属性Internet协议（TCP/IP）属性，修改本机IP地址。（3） 将WAGO BootP Server中设置的IP地址输入到IE浏览器的地址栏中，若出现以下画面，则上位机与PLC通信成功。图1-8 通讯成功界面4）进入编程软件WAGO-IO-PRO 32 V2.1。为使编程软件能够与PLC通讯
4、，应做如下操作：选择Online菜单下的Communication Parameters选项，修改Modbus 2Tags_中的IP address为PLC的IP地址，即192.168.10.100，点击OK。至此，连接设置已全部完成。2、进行实际操作 交通灯实验：1、交通灯设计方案东西 信号 绿灯亮 绿灯闪 黄灯亮 红灯亮 时间 3s 3s 2s 8s 南北 信号 红灯亮 绿灯亮 绿灯闪 黄灯亮 时间 8s 3s 3s 2s 当开关2.2闭合时，南北红灯亮（6S），东西绿灯亮（3S）； 东西绿灯亮3S后，东西绿灯闪（3S）；绿灯闪3S后，东西黄灯亮（2S）； 东西黄灯亮2S后，东西红灯亮（6
5、S），南北绿灯亮（3S）；南北绿灯亮3S后，南北绿灯闪（3S）； 南北绿灯闪3S后，南北黄灯亮（2S）。2、交通灯的时序图图1-14交通灯时序图3、交通灯控制系统的硬件设计交通灯的设计实际为2个输入，6个输出的一个逻辑系统，输入信号就是%IX2.2和停止信号%IX2.3，其他的就是对信号灯的输出控制，控制系统的硬件配置如下表所示。序号信号名称地址信号类型1启动%IX2.2输入信号2停止%IX2.3输入信号3中间寄存器%MX0.0中间信号4中间寄存器%MX0.1中间信号5中间寄存器%MX2.0中间信号6中间寄存器%MX3.0中间信号7中间寄存器%MX4.0中间信号8中间寄存器%MX5.0中间信号
6、9中间寄存器%MX1.0中间信号10中间寄存器%MX6.0中间信号11中间寄存器%MX7.0中间信号12中间寄存器%MX11.0中间信号13中间寄存器%MX12.0中间信号14定时器T中间信号15定时器T2中间信号16定时器T3中间信号17定时器T4中间信号18定时器T5中间信号19定时器T6中间信号20定时器T8中间信号21定时器T9中间信号22定时器T10中间信号23定时器T11中间信号24东西红灯%QX2.0输出信号25东西绿灯%QX2.1输出信号26南北红灯%QX2.2输出信号27南北绿灯%QX2.3输出信号28南北黄灯%QX2.4输出信号29东西黄灯%QX2.5输出信号4、 梯形图的
7、设计滤波实验滤波实验梯形图滤波实验结果 二、组态实验2.1 组态王软件概述 随着对工业自动化的要求越来越高，以及大量控制设备和过程监控装置之间的通讯的需要，“监控和数据采集系统”越来越受到用户的重视，从而导致组态软件的大量使用。 组态王是一种组态软件。使用组态王，用户可以方便地构造适应自己需要的“数据采集系统”，在任何需要的时候把生产现场的信息实时地传送到控制室，保证信息在全厂范围内的畅通。 组态王的网络功能使企业的基层和其它部门建立起联系，现场操作人员和工厂管理人员都可以看到各种数据。管理人员不需要深入生产现场，就可以获得实时和历史数据，优化控制现场作业，提高生产率和产品质量。2.2 通讯配
8、置和数据交换2.2.1 组态王与WAGO 通讯配置新建工程后，在组态王工程浏览器中选择设备-板卡-PLC-莫迪康-MODBUS(TCP)。如下图。图2-1 通讯方式设置然后点击下一步，输入设备名“wago”，如下图。图2-2 设备配置点击下一步，按固定格式在出现的IP地址栏中输入WAGO750-842的IP地址（为WAGO BOOTP SEVER检测出来的地址），具体为192.168.10.100:502 1。继续点击下一步直至通讯配置完成。2.2.2 数据交换1、 WAGO750存储区分配和数据交换在适配器中规定了PFC的存储区域包括I/O模块物理数据过程映像区和变量过程映像区。在存储区域W
9、ORD0255是I/O模块物理数据过程映像区。输入模块的数据可以被CPU和Fieldbus Master分别读取。同样的道理，可以分别从CPU和Fieldbus Master向输出模块写入数据。PFC变量存储区在过程映像区的WORD 256511范围内，主站通过输入变量过程映像区写入数据并被CPU访问，同样的道理CPU通过输出变量过程映像区写入数据，并被主站访问。图2-4 WAGO750存储区分配和数据交换示意图2、 组态王中WAGO750模块地址确定莫迪康系列PLC寄存器地址见表1。表1 莫迪康系列PLC寄存器地址 组态王与WAGO750的采集点通讯需要在组态王的数据字典定义中确定其寄存器地
10、址，系统运行时WAGO750模块采集到的数据放到寄存器中，组态王根据其寄存器地址然后把它读出来。值得注意的是，由于组态王寄存器的地址范围都是从1开始的，因此设备对应寄存器地址在组态王中都需要把寄存器地址加1。如%QW256对应的组态王中寄存器地址应为3257.2.3 具体系统组态2.3.1 采集模拟量4-20mA数据系统的组态： 要实现的功能：根据WAGO中编写的程序实现模拟量4-20mA数据的采集，在组态王中进行组态，在组态画面中显示出模拟量数据。其中画面应由一个仪表和一个TXT文本输出组成。仪表和TXT文本都应显示出模拟量数据。1、WAGO中采集模拟量4-20mA程序首先需要说明的是，模拟
11、量数据存储时，先将其转换为十二位的数字量进行存储。而PLC存储单位为字，即十六位。查阅手册可知，其有效数据在B3B14位（B15为符号位）。所以模拟量从寄存器中读出的数据，应该只取B3- B14位数据。所以应将B0B2置零，并再右移3位。4-20mA在寄存器中对应数据，见表2。表2 4-20mA在寄存器中对应数据输入电流（4-20mA）将B0-B2置零前将B0-B2置零后，右移3位二进制十进制二进制十进制40000 0000 0000 000000000 0000 0000 00000200111 1111 1111 1111327670000 1111 1111 11114095因为4mA对
12、应十进制数0,20mA对应十进制数4095，则4-20mA间其他电流I应满足关系式：其中a为寄存器中将无关位置零且右移后的数据。因此有根据功能要求，采用梯形图语言，编写程序如图2、组态王中变量定义在组态王中变量类型包括I/O 整数、I/O 实数、I/O 离散、I/O 字符串，内存整数、内存实数、内存离散、内存字符串。根据模拟量读出4-20mA系统的I/O 点数配置变量如表3示。具体在组态王中定义所需变量a、a1分别如图2-5、2-6。表3 组态王数据词典序号变量名变量类型连接设备寄存器地址数据类型1aI/O 实数wago3258short2a1I/O 实数wago3259short需要说明的是
13、，变量a对应的是从%QW257中读出的数据，用于连接TXT文本模拟值输，是表达式中会用到的变量。变量a1对应的是从%QW258中读出的数据，用于连接仪表。图2-5 组态王中定义变量a图2-7 组态王中定义变量a13、 画面组成一个显示仪表、一个4-20mA电流显示文本。如图2-7示：图2-7 组态王中画面4、动态连接将变量a与4-20mA电流显示文本进行连接：双击画面上的TXT，出现动画连接，进行相应设置。在值输出处，勾选模拟值输出，在模拟值输出连接处表达式中,输入表达式a*16/4095+4。如图2-8。图2-8 变量a与4-20mA电流显示文本连接将变量a1与仪表进行连接： 双击画面上的仪
14、表，出现仪表向导，进行相应设置。变量名处选择已预先定义的变量a1，仪表量程处设置为最小刻度4，最大刻度20，如图2-9所示。图2-9 变量a1与仪表连接5、组态系统运行 运行后，系统如图，左图为组态王软件中的画面，右图为实验板上的智能电流表。二者读数相同，完成相应设计功能。2.3.2交通灯系统的组态由于输出地址%QX2.0%QX2.5不能被总线直接读取，故需要将%QX2.0%QX2.5的状态写入PFC变量存储区，即%QX256.0%QX256.5，才能被组态王软件读取。详见图2-4。2、组态王中变量的定义本例中定义了a-g六个I/O离散型变量，分别代表南北红、南北绿、东西红、东西绿、东西黄、南北黄。具体见表4。表4 组态王数据词典序号变量名变量类型连接设备寄存器地址数据类型1aI/O 离散
