MCGS與西門子PLC的連接與調(diào)試 - 全文

　　MCGS與西門子PLC的連接與調(diào)試

設(shè)備窗口是MCGS 系統(tǒng)的重要組成部分，負(fù)責(zé)建立系統(tǒng)與外部硬件設(shè)備的連接，使得MCGS能從外部設(shè)備讀取數(shù)據(jù)并控制外部設(shè)備的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

MCGS 實(shí)現(xiàn)設(shè)備驅(qū)動(dòng)的基本方法是： 在設(shè)備窗口內(nèi)配置不同類型的設(shè)備構(gòu)件，并根據(jù)外部設(shè)備的類型和特征，設(shè)置相關(guān)的屬性，將設(shè)備的操作方法，如硬件參數(shù)配置、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、設(shè)備調(diào)試等都封裝在構(gòu)件之內(nèi)，以對(duì)象的形式與外部設(shè)備建立數(shù)據(jù)的傳輸通道連接。系統(tǒng)運(yùn)行過程中，設(shè)備構(gòu)件由設(shè)備窗口統(tǒng)一調(diào)度管理，通過通道連接，向?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)庫提供從外部設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)，從實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫查詢控制參數(shù)，發(fā)送給系統(tǒng)其它部分，進(jìn)行控制運(yùn)算和流程調(diào)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)檢測(cè)和過程的自動(dòng)控制。

MCGS 的這種結(jié)構(gòu)形式使其成為一個(gè)與設(shè)備無關(guān)的系統(tǒng)，對(duì)于不同的硬件設(shè)備，只需定制相應(yīng)的設(shè)備構(gòu)件，放置到設(shè)備窗口中，并設(shè)置相關(guān)的屬性，系統(tǒng)就可對(duì)這一設(shè)備進(jìn)行操作，而不需要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)作任何改動(dòng)。

在MCGS 單機(jī)版中，一個(gè)用戶工程只允許有一個(gè)設(shè)備窗口，設(shè)置在主控窗口內(nèi)。運(yùn)行時(shí)，由主控窗口負(fù)責(zé)打開設(shè)備窗口。設(shè)備窗口是不可見的窗口，在后***立運(yùn)行，負(fù)責(zé)管理和調(diào)度設(shè)備驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)行。

由于MCGS 對(duì)設(shè)備的處理采用了開放式的結(jié)構(gòu)，在實(shí)際應(yīng)用中，可以很方便地定制并增加所需的設(shè)備構(gòu)件，不斷充實(shí)設(shè)備工具箱。MCGS 將逐步提供與國(guó)內(nèi)外常用的工控產(chǎn)品相對(duì)應(yīng)的設(shè)備構(gòu)件，同時(shí)，MCGS 也提供一個(gè)了接口標(biāo)準(zhǔn)，以方便用戶用VisualBasic 或VisualC++編程工具自行編制所需的設(shè)備構(gòu)件，裝入MCGS 的設(shè)備工具箱內(nèi)。MCGS 提供了一個(gè)高級(jí)開發(fā)向?qū)?，能為用戶自?dòng)生成設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的框架。

為方便普通工程用戶快速定制開發(fā)特定的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，MCGS 系統(tǒng)同時(shí)提供了系統(tǒng)典型設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的源代碼，用戶可在這些源代碼的基礎(chǔ)上移植修改，生成自己的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。對(duì)已經(jīng)編好的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，

MCGS 使用設(shè)備構(gòu)件管理工具進(jìn)行管理，單擊在MCGS“工具”菜單下的“設(shè)備構(gòu)件管理項(xiàng)”，將彈出如下圖所示的“設(shè)備管理”窗口：

設(shè)備管理工具的主要功能是方便用戶在上百種的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序中快速的找到適合自己的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，并完成所選設(shè)備在Windows 中的登記和刪除登記工作等。

MCGS 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的登記和刪除登記，在初次使用MCGS設(shè)備或用戶自己新編設(shè)備之前，必須按下面的方法完成設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的登記，否則，可能會(huì)出現(xiàn)不可預(yù)測(cè)的錯(cuò)誤。

設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的登記方法： 如圖所示，在窗口左邊列出MCGS 現(xiàn)在支持的所有設(shè)備，在窗口右邊列出所有已經(jīng)登記設(shè)備，用戶只需在窗口左邊的列表框中選中需要使用的設(shè)備，按“增加”按鈕即完成了MCGS 設(shè)備的登記工作，在窗口右邊的列表框中選中需要?jiǎng)h除的設(shè)備按刪除”按鈕即完成了MCGS設(shè)備的刪除登記工作。

MCGS 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的選擇，如圖所示，在窗口左邊的列表框中列出了MCGS 所有的設(shè)備（在MCGS Program Derives 目錄下所有設(shè)備），可選設(shè)備是按一定分類方法分類排列，用戶可以根據(jù)分類方法去查找自己需要的設(shè)備，例如，用戶要查找康拓IPC-5488采集模板的驅(qū)動(dòng)程序，需要先找采集模板目錄，再在采集模板目錄下找康拓板卡目錄，再在康拓板卡目錄下就可以找到康拓按安裝按鈕可以安裝其他目錄（非MCGS 的IPC- 5488。\ProgramDerives 目錄） 下的設(shè)備。

設(shè)備目錄的分類方法，為了用戶在眾多的設(shè)備驅(qū)動(dòng)中方便快速的找到需要的設(shè)備驅(qū)MCGSMCGS 所有的設(shè)備驅(qū)動(dòng)都是按合理的分類方法排列的，分類方法如下圖所示：

MCGS 支持的PLC 系列

MCGS 支持以下系列的PLC 設(shè)備：

西門子S7 200 （自由口，PPI接口）、S7_ 300 （MPI 接口;Profibus接口）、S7_400（MPI 接口，Profibus接口）;

莫迪康Modbus-RTU 協(xié)議、Modbus-ASCII 協(xié)議，Modbus-Plus 協(xié)議;

歐姆龍CQM系列、C200系列、CS系列和CV 系列;

三菱EX 系列、AnA 系列

松下FPO、FP1、到FP10系列。

臺(tái)達(dá)SC500/OMC-1系 列、Open_PLC XC_2000 系 列

LG_ LG_ MK S 系列;

GE_90 系列

AB全系列

富士NB 系列

和利時(shí)全系列

西門子S7200PLC在線調(diào)試

我們以西門子S7200PLC 為例，讓您知道硬件設(shè)備與MCGS 組態(tài)軟件是如何連接的。具體操作如下：

在MCGS 組態(tài)軟件開發(fā)平臺(tái)上，單擊“設(shè)備窗口”，再單擊“設(shè)備組態(tài)”按鈕進(jìn)入設(shè)備組態(tài)。從“工具條”中單擊“工具箱”，彈出“設(shè)備工具箱”對(duì)話框。單擊“設(shè)備管理”按鈕，彈出“設(shè)備管理”對(duì)話框。從“可選設(shè)備”中雙擊“通用設(shè)備”，找到“串口通訊父設(shè)備”雙擊，選中其下的“串口通訊父設(shè)備”雙擊或單擊“增加”按鈕，加到右面已選設(shè)備。再雙擊“PLC 設(shè)備”，找到“西 門子”雙擊，再雙擊“S7-200一PPI”，選中“西門子S7-200PPI”雙擊或單擊“增加”按鈕，加到右面已選設(shè)備。如下圖：

單擊“確認(rèn)”按鈕，回到“設(shè)備工具箱”如圖：

雙擊“設(shè)備工具箱”中的“串口通訊父設(shè)備”，再雙擊“西門子S7-200PPI”，如圖：

雙擊“設(shè)備1一［串口通訊父設(shè)備］”，彈出“設(shè)備屬性設(shè)置”對(duì)話框，如圖按實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置，西門子默認(rèn)參數(shù)設(shè)置為： 波特率9600，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，偶校驗(yàn)。參數(shù)設(shè)置完畢，單擊“確認(rèn)”按鈕保留。如果是首次使用，請(qǐng)單擊“幫助”按鈕或選中“查看設(shè)備在線幫助”，單擊圖標(biāo)，打開“MCGS 幫助系統(tǒng)”，請(qǐng)?jiān)敿?xì)閱讀。

計(jì)算機(jī)串行口是計(jì)算機(jī)和其它設(shè)備通訊時(shí)最常用的一種通訊接口，一個(gè)串行口可以掛接多個(gè)通訊設(shè)備（如一個(gè)RS485總線上可掛接255 個(gè)ADAM 通訊模塊，但它們共用一個(gè)串口父設(shè)備），為適應(yīng)計(jì)算機(jī)串行口的多種操作方式，MCGS 組態(tài)軟件采用在串口通訊父設(shè)備下掛接多個(gè)通訊子設(shè)備的一種通訊設(shè)備處理機(jī)制，各個(gè)子設(shè)備繼承一些父設(shè)備的公有屬性，同時(shí)又具有自己的私有屬性。在實(shí)際操作時(shí)，MCGS 提供一個(gè)串口通訊父設(shè)備構(gòu)件和多個(gè)通訊子設(shè)備構(gòu)件，串口通訊父設(shè)備構(gòu)件完成對(duì)串口的基本操作和參數(shù)設(shè)置，通訊子設(shè)備構(gòu)件則為串行口實(shí)際掛接設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序。

S7-200PPI 構(gòu)件用于MCGS操作和讀寫西門子S7_ 21X、S7_ 22X 系列PLC 設(shè)備的各種寄存器的數(shù)據(jù)或狀態(tài)。本構(gòu)件使用西門子PPI 通訊協(xié)議，采用西門子標(biāo)準(zhǔn)的PC\PPI 通訊電纜或通用的RS232/485 轉(zhuǎn)換器，能夠方便、快速地與PLC 通訊。S7-200PPI］，彈出“設(shè)備屬性設(shè)置”對(duì)話框，如圖，在屬性設(shè)置之前，建議您雙擊［西門子先仔細(xì)閱讀“MCGS 幫助系統(tǒng)”，了解在MCGS 組態(tài)軟件中如何操作西門子S7-200PPI。

選中“基本屬性”中的“設(shè)置設(shè)備內(nèi)部屬性”，出現(xiàn)圖標(biāo)，單擊圖標(biāo)，彈出“西門子S7-200PLC通道屬性設(shè)置”對(duì)話框。如圖：

單擊“增加通道”，彈出“增加通道”對(duì)話框，如圖，設(shè)置好后按“確認(rèn)”按鈕。

西門子S7_200 PLC 設(shè)備構(gòu)件把PLC 的通道分為只讀，只寫，讀寫三種情況，只讀用于把PLC 中的數(shù)據(jù)讀入到MCGS 的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中，只寫用于把MCGS 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)寫入到PLC中，讀寫則可以從PLC 中讀數(shù)據(jù)，也可以往PLC 中寫數(shù)據(jù)。當(dāng)?shù)谝淮螁?dòng)設(shè)備工作時(shí)，把PLC 中的數(shù)據(jù)讀回來，以后若MCGS不改變寄存器的值則把PLC 中的值讀回來。若MCGS 要改變當(dāng)前值則把值寫到PLC 中，這種操作的目的是，防止用戶PLC程序中有些通道的數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)第一次啟動(dòng)，或計(jì)算機(jī)中途死機(jī)時(shí)不能復(fù)位，另外可以節(jié)省變量的個(gè)數(shù)。

“通道連接”如圖設(shè)置：

在“設(shè)備調(diào)試”中就可以在線調(diào)試“西門子S7-200PPL”，如圖：

如果“通訊狀態(tài)標(biāo)志”為0 則表示通訊正常，否則MCGS 組態(tài)軟件與西門子S7_ 200PLC 設(shè)備通訊失敗。如通訊失敗，則按以下方法排除：

1、檢查PLC 是否上電。

2、檢查PPI 電纜是否正常。

3、確認(rèn)PLC 的實(shí)際地址是否和設(shè)備構(gòu)件基本屬性頁的地址一致，若不知道PLC 的實(shí)際地址，則用編程軟件的搜索工具檢查，若有則會(huì)顯示PLC 的地址。

4、檢查對(duì)某一寄存器的操作是否超出范圍。

其它設(shè)備如板卡、模塊、儀表、PLC 等，在用MCGS 組態(tài)軟件調(diào)試前，請(qǐng)?jiān)敿?xì)閱讀硬件使用說明與MCGS 在線幫助系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)前處理

在實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常需要對(duì)從設(shè)備中采集到的數(shù)據(jù)或輸出到設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以得到實(shí)際需要的工程物理量，如從AD通道采集進(jìn)來的數(shù)據(jù)一般都為電壓mV 值，需要進(jìn)行量程轉(zhuǎn)換或查表、計(jì)算等處理才能得到所需的工程物理量。MCGS 系統(tǒng)對(duì)設(shè)備采集通道的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行八種形式的數(shù)據(jù)處理，包括：多項(xiàng)式計(jì)算、倒數(shù)計(jì)算、開方計(jì)算、濾波處理、工程轉(zhuǎn)換計(jì)算、函數(shù)調(diào)用、標(biāo)準(zhǔn)查表計(jì)算、自定義查表計(jì)算，各種處理可單獨(dú)進(jìn)行也可組合進(jìn)行。

MCGS 的數(shù)據(jù)前處理與設(shè)備是緊密相關(guān)的，在MCGS 設(shè)備窗口下，打開設(shè)備構(gòu)件，設(shè)置其數(shù)據(jù)處理屬性頁即可進(jìn)行MCGS 的數(shù)據(jù)前處理組態(tài)。如圖：

按“設(shè)置”按鈕則打開“通道處理設(shè)置”，進(jìn)行數(shù)據(jù)前處理組態(tài)，如圖：

在MCGS 通道處理設(shè)置窗口中，進(jìn)行數(shù)據(jù)前處理的組態(tài)設(shè)置。如： 對(duì)設(shè)備通道3 的輸入信號(hào)1000~5000mV （采集信號(hào)）工程轉(zhuǎn)換成0-100RH （傳感器量程） 的濕度，則選擇第5 項(xiàng)工程轉(zhuǎn)換，設(shè)置如圖：

在運(yùn)行環(huán)境中則根據(jù)輸入信號(hào)的大小采用線性插值方法轉(zhuǎn)換成工程物理量（0一MCGS100RH） 范圍。

MCGS 數(shù)據(jù)前處理八種方式說明如下：

［1］ 多項(xiàng)式處理： 多項(xiàng)式是對(duì)設(shè)備的通道信號(hào)進(jìn)行多項(xiàng)式（系數(shù)） 處理，可設(shè)置的處理參數(shù)有k0到k5，可以將其設(shè)置為常數(shù)，也可以設(shè)置成指定通道的值（通道號(hào)前面加“！”），另外，還應(yīng)選擇參數(shù)和計(jì)算輸入值X的乘除關(guān)系。

［2］ 倒數(shù)1/X：對(duì)設(shè)備輸入信號(hào)求倒數(shù)運(yùn)算。

［3］ 開方： 對(duì)設(shè)備輸入信號(hào)求開方運(yùn)算。

［4］ 濾波： 也叫中值濾波，對(duì)設(shè)備本次輸入信號(hào)的1/2+上次的輸入信號(hào)的1/2。

［5］ 工程轉(zhuǎn)換： 把設(shè)備輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成工程物理量。

［6］ 函數(shù)調(diào)用： 函數(shù)調(diào)用用來對(duì)設(shè)定的多個(gè)通道值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，包括： 求和、求平均值、求最大值、求最小值、求標(biāo)準(zhǔn)方差。此外，還允許使用動(dòng)態(tài)連接庫來編制自己的計(jì)算算法，掛接到MCGS中來，達(dá)到可自由擴(kuò)充MCGS算法的目的。如圖所示，需要指定用戶自定義函數(shù)所在的動(dòng)態(tài)連接庫所在的路徑和文件名，以及自定義函數(shù)的函數(shù)名。

［7］ 標(biāo)準(zhǔn)查表計(jì)算： 如下圖所示，標(biāo)準(zhǔn)查表計(jì)算包括八種常用熱電偶和Pt100熱電阻查表計(jì)算。對(duì)Pt100熱電阻在查表之前，應(yīng)先使用其它方式把通過AD通道采集進(jìn)來的電壓值轉(zhuǎn)換成為Pt100的電阻值，然后再用電阻值查表得出對(duì)應(yīng)的溫度值。對(duì)熱電偶查表計(jì)算，需要指定使用作為溫度補(bǔ)償?shù)耐ǖ溃犭娕家炎鞅c(diǎn)補(bǔ)償時(shí)，不需要溫度補(bǔ)償），在查表計(jì)算之前，先要把作為溫度補(bǔ)償?shù)耐ǖ赖牟杉缔D(zhuǎn)換成實(shí)際溫度值，把熱電偶通道的的采集值轉(zhuǎn)換成實(shí)際的毫伏數(shù)。

［8］ 自定義查表計(jì)算處理： 如下圖所示，自定義查表計(jì)算處理首先要定義一個(gè)表，在每一行輸入對(duì)應(yīng)值; 然后再指定查表基準(zhǔn)。注意： MCGS規(guī)定用于查表計(jì)算的每列數(shù)據(jù)，必須以單調(diào)上升或單調(diào)下降的方式排列，否則，無法進(jìn)行查表計(jì)算。如下圖，查表基準(zhǔn)是第一列，MCGS系統(tǒng)處理時(shí)首先將設(shè)備輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)于基準(zhǔn)（第一列） 線性插值，第二列給出相應(yīng)的工程物理量，即基準(zhǔn)輸入信號(hào)，對(duì)應(yīng)工程物理量（ 傳感器的量程）。

MCGS和西門子1500之間的以太網(wǎng)通信

1500PLC端的操作

1.1500PLC的硬件IP地址沿河MCGS在同一個(gè)網(wǎng)段，并且PLC要允許接受遠(yuǎn)程對(duì)象的通信訪問。

2.MCGS和1500的數(shù)據(jù)交換，MCGS中的“V”對(duì)應(yīng)的是1500中的DB塊中的數(shù)據(jù)，DB塊必須是非優(yōu)化，在DB塊中添加數(shù)據(jù)。

MCGS中的操作

1. 保證MCGS和1500的IP地址在同一個(gè)網(wǎng)段，MCGS啟動(dòng)時(shí)可以長(zhǎng)按屏幕任何位置，進(jìn)入屏的屬性窗口檢查屏的IP地址。在“工具”--“下載配置”--“高級(jí)操作”中修改屏的IP地址。

2.添加驅(qū)動(dòng)，MCGS軟件中沒有1500的驅(qū)動(dòng)，可以直接選用西門子1200PLC的驅(qū)動(dòng)。

3. 進(jìn)入設(shè)備屬性，將“本地IP地址”和“遠(yuǎn)端IP地址”改成設(shè)置好的IP地址。

4. 添加設(shè)備通道，如添加DB9中的偏移量為2的數(shù)據(jù)類型為“real”的數(shù)。

5.建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的變量關(guān)聯(lián)到設(shè)備通道，這樣MCGS中的變量和1500PLC中變量的就建立了連接。