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、2 WAGO PLC 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
3、地址，即 hamburg:ht=1:ha=0030DE001E76: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
4、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，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、交通灯设计方案信号 绿灯亮 绿灯闪 黄灯亮 红灯亮 东西 时间 3s 3s 2s 8s 信号 红灯亮 绿灯亮 绿灯闪 黄灯亮 南北 时间 8s 3s 3s 2s 当开关 2.2 闭合时，南北红灯亮（6S），东西
5、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（6S），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 %
6、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
7、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
8、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
9、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WORD0255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
10、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
11、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
12、数据，见表2。表2 4-20mA在寄存器中对应数据将B0-B2置零前 将B0-B2置零后，右移3位输入电流（4-20mA） 二进制 十进制 二进制 十进制4 0000 0000 0000 0000 0 0000 0000 0000 0000 020 0111 1111 1111 1111 32767 0000 1111 1111 1111 4095因为4mA对应十进制数0,20mA对应十进制数4095，则4-20mA间其他电流I应满足关系式： 4952aI其中a为寄存器中将无关位置零且右移后的数据。因此有 016aI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
13、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1 a I/O 实数 wago 3258 short2 a1 I/O 实数 wago 3259 short需要说明的是，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
14、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
15、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1 a I/O 离散 wago 04097 Bit2 b I/O 离散 wag
16、o 04098 Bit3 c I/O 离散 wago 04099 Bit4 d I/O 离散 wago 04100 Bit5 e I/O 离散 wago 04101 Bit6 f I/O 离散 wago 04102 Bit图2-10 变量具体定义画面3、画面组成本例画面为四组灯，每组包括红、绿、黄三个指示灯。相对的两组灯状态完全一样。4、动态连接分别双击每个指示灯，将其与相应地变量连接起来，并修改其颜色。表5 变量与指示灯对应关系变量名 指示灯a 南北红b 南北绿c 东西红d 东西绿e 东西黄f 南北黄5、组态系统运行运行后，系统如图2-11，能完成相应设计功能。第十组 自 121 张伟琦 朱昊 张鸣飞
