webaccess教程-第2章 - 图文
更新时间:2024-01-22 23:35:01 阅读量: 教育文库 文档下载
第2章 WebAccess的点和设备通讯
本章要点
WebAccess使用“点”的概念去组织需要与PLC或自动化设备进行交换的信息。一个“点”是一个从自动化设备读取到的信息的唯一标识。WebAccess必须设定点的属性,包括描述,报警,报警界限,地址等。WebAccess中的点能够从多个方面来描述要读取或写入到自动化设备的信息。一个点能够描述自动化设备中度量,输出位,登录或其它数值等信息。 “点”这一术语主要来自两个方面:工业工人和工控软件。工业工人在生产工控设备时,在控制室的设备都会附上一个小的金属牌或金属面板来描述设备或度量。在软件编制时,特别是数据库软件,也是使用“点名称”作为信息标识符。许多人机界面和监控软件也是使用“点”的术语来标识需要从自动化设备读写的信息。
WebAccess还提供通讯数据库以供通讯:一个与自动控制设备相连的点,只须定义一次,所有客户端都能够通过点的名称存取数据。这就允许所有客户端与点相连的动画使用这些数据。
WebAccess提供一系列的通讯驱动程序,使工程师们能够很方便的实现与底层自动控制设备通讯,包括:PLC,控制器,DCS系统,DDC系统,第三方软件,RTU或IO等自动控制设备。
2.1点的类型
2.1.1 IO 点
IO点描述了从现场设备采集的单位参数,通常有模拟量(如计数器)和数字量(如ON/OFF状态)参数。在WebAccess中,点通常还赋有其他一些功能,如描述、报警、访问权限等。软件授权文件限制了监控节点上IO点的数量。
WebAccess 在与现场设备的通讯中使用两种标记概念: 点 和 区块, 点 和 区块用于描述监控节点和现场设备间输入输出。点 容易理解并且在小工程中经常使用;区块 是一个点组合的工具,它能够减少开发时间,经常用于大型自动化工程。
参数 应用于区块中的元素,用户通过区块中的参数参阅数据:Blockname:Parameter. 如:读取流量控制器(FIC101)中的点setpoint ,可通过点信息对话框中的FIC101:SP 参阅。点和区块是通过模板:参数类型 和 区块类型 而创建的。
点区域 可对点进行复合型的描述,如报警状态、报警值、输出值、工程单位、最高量程、最低量程等,点区域是以点名称+扩展区域为标记的,具体格式为:点名称.区域(Tagname.Field) 或区块名:参数.区域(Blockname:parameter.Field)例如:读取点setpoint 的最高输出 FIC101:SP.OUTPH许多点区域是可读写的,能够用于如实时运行时调整报警值、修改设定值等。
2.1.2 内部点
内部点为组态软件提供的内存变量,内部点也有模拟量、数字量、文本量等类型。WebAccess 提供三种内部点: 计算点、累算点、常数点,通常应用于脚本或某种运算。内部点具有与IO点相同的特性(除不具备IO地址外),能够应用于系统任一功能中,该三种内部点在监控节点内属于全局变量。
Loc点(本地点) 是使用于当前页面脚本和监控界面中的临时性的点,通常能够是有效的中间值或提高界面动态效果。当监控界面关闭时,Loc点也自动消失,相对于以上三种内部点,Loc点属于局部变量。
DAQ 系统点通常用于访问系统数据,如系统时间、报警、等。
2.1.3 区块
区块是一组从现场设备采集参数的组合(如PID控制器:设定值参数、自动/手动状态、报警等参数),所有的参数都使用同一点名称(称为区块点),区块内每个参数都可能有不同的数据类型,参阅区块内的参数是以“区块名:参数名”为格式的,如PID控制器区块名为PID101,则访问设定值参数时使用格式PID101:SP。
区块 能够将大量的点通过单一的名称和地址偏移进行组合封装,通常还应用区块详情显示和区块报警等,通过区块详情显示可使用一个显示界面显示同一类型的区块。
许多WebAccess 驱动提供区块和区块详情显示,但用户也可通过WebAccess设定和 WebAccess 绘图工具创建区块和区块详情显示。
软件授权文件限制了区块中参数的数量,因为每个参数都为一个IO点。
2.2 点的属性
2.2.1 点的常规属性
模拟量点的属性
模拟量点是用来显示 一些过程、设备和装置的信息的浮点数和整数。例如:温度、压力、流量和计数值就是模拟量值的例子。98.6、14.7和100就是模拟量的值。
模拟量点的属性比数字量和文本量的属性多,模拟量点的属性和模拟量点的区域是相关的,例如,工程单位成了点的.ENUNIT区域。
“点区域”是WebAccess区别于其他软件的一个重要特点,灵活使用系统软件提供的点区域将可以达到节省IO点数量和丰富页面显示信息的目的。例如:在监控页面中需要显示某个IO点Tag1的高报警界限值,便可以使用Tag1.almhi来做相应的文本动画显示。如在后期维护过程中,对该Tag1点的报警界限参数进行了修正调整,则监控页面中显示的值变会自动随之调整。
1 参数
要建立一个模拟量I/O点,你必须把点的参数类型选成模拟量类型。这个属性可当作建立点的起始模板,正确的数据类型非常重要,你不能把模拟量转换成数字量、文本量,这样其他所有属性也会改变。
参数从添加点下拉列表项中选取,它由IO设备驱动程序决定。不同的驱动程序使用不同的参数项。AI通常表示一个模拟类型的参数。DI或CI表示数字类型的参数。
范围: 驱动程序决定. 区域类型: 文本 区域: .PNAME 只读 2 点的类型
决定了建立的点的参数,模拟量、数字量或文本量,点建立后不能改变。 范围: 模拟量、数字或文本 区域类型:文本 区域: .PTYPE 只读 3报警
要使点产生报警,选择点属性页的下拉列表选择报警,会显示报警属性。 范围: 报警或没有报警 区域类型: 文本
区域: .ALMCK 和 .ALMED 和 .ALMST 4 点名称
系统中把一个唯一的名字定义给一个点,在运行时整个配置、画图和浏览过程中,这个名字就等同于这个点,最长位25个字符,可以是数字和文字,不能是空格,典型的名字如FIC2492. 点名称将在软件中作为设备与软件之间的识别标识,具备唯一性。
范围: 21个文字或数字字符 区域类型: 文本 区域: .NAME 5 描述
为点提供一个描述,用于显示和报警。一个典型的描述是锅炉#1给水流程。 范围: 25个文字或数字字符 区域类型: 文本 区域: .DESCRP 6扫描类型
通过软件定义扫描的类型,常数浏览是指在监控节点运行时一直扫描该点。常数浏览可应用于那些需要不断更新的I/O点(报警、趋势、日志、批量、脚本、逻辑)。 显示浏览只有当对该点进行监控时才扫描,显示浏览可应用于不频繁访问的点,可减少不必要的数据采集,是优化通信的一种方法。
一些设备提供其他的扫描类型,可以从一个下拉菜单中选择该设备的扫描类型。
范围: 常数浏览、显示浏览 区域类型: 文本
区域: .SCANTP 只读 7地址模板
一些设备支持一个地址模板提供一些可用的地址格式供用户使用。地址格式对不同的自动设备是多样的。
范围: 驱动程序决定 区域类型: 文本
区域: 根据地址而定 8地址
指定对点进行读或写的一个地址数据,地址在初始设置是选择,地址是由硬件决定的,通常是硬件设备的实际IO地址空间,也可以是硬件设备的内部寄存器空间,详细信息请参看设备的驱动手册。一个下拉菜单显示了一些可用的地址模板(见上)。
范围: 驱动程序决定
区域类型: 文本 区域: .PADDRS 9转换代码
定义了如何转换从设备传来的原始数据,它必须有设备支持。使用下拉菜单,可选择不同的转换代码。典型的转换代码包括:
无符号整数
有符号整数 双精度整数
IEEE 浮点数 10起始位
数据传送时,在指定地址中数据开始的起始bit位。一般来说,模拟量点通常为16位长
度或32位,也有少数设备提供8位地址作为一个完整的模拟量数据空间。在没有特殊需要情况下,起始位均设置为0。
11长度
以起始位为基准,需要读取数据的长度。例如,8、16或32位的模拟量。
12信号相反
信号相反是对一个模拟量信号取补运算,运算结果依模拟量量程范围而不同,如最高量程的信号相反值为最低量程。
如该IO点为数字量类型点,信号相反便代表强行将采集到的开关信号反向显示,如设备输出状态为0,则软件显示值为1,反之亦然。
13缩放类型
缩放类型应用于模拟量参数和点,是将从现场设备上读取的数据如何转换的过程,指定了如何把从外部设备读到的数据转换成用户和操作要的数字,通过重定义刻度来符合真正的工程需要。
缩放分为缩小和放大,大多数自动设备支持数据的原始格式,例如,大多数12位的IO设备支持从0到4096的所有的整数。例如一个适当的缩放类型,可以把0-4096重定义刻度为0-14.7磅/平方英寸(表压)。 有效的缩放类型是依赖硬件的。一个下拉列表框显示该设备有效的缩放类型。典型的缩放类型包括:
? No Scale(无缩放) 对于一个不需要缩放或在读到计算机之前已经被缩放过的值,将显示从设备读到的原始数据。Scale 0-100 Input to Span将0-100间的值转化为最高、最低量程范围,公式: OUTPUT = (SPANHI - SPANLO) / 100 * INPUT + SPANLO
? Linear scale MX+B
使用传统的直线方程式进行转换 :OUTPUT = M * INPUT + B 缩放因子1 = M, 直线的斜率
缩放因子2 = B, 直线在X轴的截距
? Scale Defined Input H/L to Span
最低输入(INLO)和最高输入(INHI)到最低量程(SPANLO)和最高量程(SPANHI)的转换,如果输入值超出范围,转换值将超出最高量程。
OUTPUT = (SPANHI - SPANLO) / (INHI - INLO) * (INPUT - INLO) + SPANLO
缩放因子 1 = INLO 缩放因子 2 = INHI
? Scale 12-Bit Input to span
将12 位的数值转化为以最高、最低量程表示的数值,通常用于使用12位工业标准的IO板卡等。
? Scale 0-100 Square Root Input
将0-100间的值平方根并且转化为最高、最低量程范围。公式: OUTPUT = (SPANHI - SPANLO) / 100 * SQUARE ROOT(INPUT) + SPANLO
14缩放因子1和2
用在一些缩放类型,由驱动程序决定。最常用的两种情况: ? 线性 MX+B
使用典型的直线方程式进行转换 (例如:线性输入) : 输出 = M * 输入 + B 缩放因子1 = M, 直线的斜率.
缩放因子2 = B, 直线在X轴的截距
? Scale Defined Input H/L to Span
这种转换把读值从最低输入到最高输入转换成最低量程到最高量程(假定输入在规格以内)。输出 = (最高量程 – 最低量程) / (最高输入 –最低输入) *(输入 – 最低输入) + 最低量程
缩放因子1 = 最低输入
缩放因子2 = 最高输入 15记录数据
定义点要记录到历史曲线记录。监控节点将为该点在硬盘上建立一个文件来记录数据,最快的记录速度是1次/秒,记录到文件有一个数据界限,当数据大于此数据界限时,一个新的记录就被记下来。数据记录能够通过历史趋势图浏览。
16数据记录界限值
数据记录界限值用于数据记录,当点的值变化到超过数据界限值时一个新的数据就会被记录下来。该参数将对历史数据占据硬盘空间大小起到调节作用,同时也会因为该值设置太大而导致历史趋势一直为直线而无新值记录。使用时请注意量程界限范围和数据变化比率的关系。
17记录到事件记录中
指如果用户在实时运行时更改点的数值,操作记录将被记录至运行记录中,最常用法是点设定、自动/手动切换等。
定义用户和操作员在运行时改变建立的点是否记录到事件记录中。
18只读
定义点的输出值是只读的,如果选择只读属性,运行时用户不能改变它的值,只有外部设备才能改变它的数值。常用于输入类型的点。
如果你想只允许某些用户能改变一个点的值,请设置用户的区域和等级。 19保存前一个值
如果保存前一个值选NO,读到错误数据时将显示*。
如果保存前一个值选YES,读到错误数据时将显示前一个值。 例如读值显示为*[8000]是一个典型的通信错误。
当通信错误发生时,而保存前一个值选YES,那么显示的数值将不会改变一直到通信恢复为止。
20初始值
当SCADA节点启动时点的初始数据,从设备上最先读到的数据将更新这个值。 21安全区域
这可以使那些用户可以有权使用这些区域。用户必须有区域和等级才能改变这些点。WebAccess使用了区域的概念,对一个设备用户在不同的区域可以有不同的等级,这可 以使不同的用户有不同的读和修改的权利。例如,锅炉工可以修改一个点而纸制品机器工只能浏览这个点。
区域从数字0到31,数字0表示这个点属于区域0。
一个点只能属于一个区域。
一个用户可以在不同区域有不同的安全等级。详情请参见 用户、密码及安全. 范围: 0 to 31 区域类型:模拟量
点区域:.SECA 22安全等级
定义运行时需要改变点的值的密码保护等级。只有当用户在某写区域的安全等级比点设
置的等级相等或高时,才能修改点的值,用户必须同时拥有区域和等级特权。
例如,一个安全等级为5和安全区域是1的点,需要用户在区域1 的安全等级必须大于或等于5。
所有点的区域的等级都有0-127。
WebAccess用区域职责的概念允许不同的用户在不同区域拥有不同等级。例如,一个锅炉工可以修改的点而纸制品工人却只能浏览。
用户可以被指定不同的安全等级。详情请看用户、密码及安全.
范围: 0 到127 区域类型: 模拟量 区域 : .SECL 23最高量程
这个值用来显示趋势等,描述这个点在对话框中规定的最大值,在一些缩放类型中,是由硬件限制的,在无缩放或一些其他缩放类型中,这只是一个指示,可能会被忽略。
最高量程用在一些缩放类型来重新定义从PLC上读到的值的刻度。一些缩放类型中,最高量程是点的最大值。在另外一些缩放类型中,最高量程只是用来显示。例如,选择无缩放时,就在趋势上显示量程(只是信息),如果选择无缩放,真实的值可以超出最高量程 。 最高量程用于趋势、概观和用户建立的意义来决定的点的最大值。例如,如果用一个点来描述一个罐子装满液体,最高量程就是由满罐时的值决定的。
范围: -99,999,999,99 到 99,999,999,999
区域类型: 模拟量 区域: .SPANHI
24最低量程
这个值用来显示趋势等,描述这个点在对话框中规定的最小值,在一些缩放类型中,是由硬件限制的,在无缩放或一些其他缩放类型中,这只是一个指示,可能会被忽略。
最低量程用在一些缩放类型来重新定义从PLC上读到的值的刻度。一些缩放类型中,最低量程是点的最小值。在另外一些缩放类型中,最低量程只是用来显示。例如,选择无缩放时,就在趋势上显示量程(只是信息),如果选择无缩放,真实的值可以超出最低量程 。 最低量程用于趋势、概观和用户建立的意义来决定的点的最大值。例如,如果用一个点来描述一个罐子装满液体,最高量程就是由满罐时的值决定的。
范围: -99,999,999,99 到 99,999,999,999
区域类型: 模拟量 区域: .SPANLO
25最高输出
用来限制改变的点的值,这是用户和操作员可以指定的点的最大值。例如,可以限制设置点的修改必须低于满量程。
输出限制会影响数据输入包括在运行时的显示、对话框、宏指令、数据传输函数、处方和脚本。
当一个IO点在主程序中运行时,其他第三方的软件可以通过对设备直接操作来改变点。范围: 最低量程到最高量程 区域类型: 模拟量 区域: .OUTPHI
26最低输出
用来限制改变的点的值,这是用户和操作员可以指定的点的最小值。例如,可以限制设置点的修改高于最低量程。
输出限制会影响数据输入包括在运行时的显示、对话框、宏指令、数据传输函数、处方和脚本。
当一个IO点在主程序中运行时,其他第三方的软件可以通过对设备直接操作来改变点。范围: 最低量程到最高量程 区域类型: 模拟量
点区域: .OUTPLO 27工程单位
工程单位就是工程使用的单位,使用户看起来更直观,例如,加仑、英尺等。工程单元会于文本形式显示在点的ENUNIT域中。工程单元最多为12个字符。
范围: 区域:
任意字符串,最多12个字符
区域类型: 文本
.ENUNIT
28显示数字 (整数和小数) 定义点的数值的显示格式。
显示数字(整数)定义整个整数部分的最大整数位。例如,为4时会显示从0到9999。显示数字(整数)定义整个小数部分的最大小数位。例如,为4时会显示从.0001到.9999。最大的显示区域大小是15位(整数位+小数位)。 范围: 1 到15 区域类型: 模拟量 区域: .DSPFMT 29记录到ODBC的频率
按设定的时间(单位:分钟),把模拟量点数据记录到在工程节点的ODBC中央数据库。数字量点的记录则必须是值有改变才进行记录。
数据记录到ODBC与数据记录趋势无关。这使得你能够频繁的把数据记录到在监控节点的数据记录趋势和通过选项压缩在监控节点的数据记录趋势的硬盘空间使用量。 报表预览是从ODBC数据库中读取数据。如果你想在报表预览中看到一个点的值,那么这个点的记录到ODBC的频率设置不能为0。如果一个点的记录到ODBC的频率设置为0,那么在配置报表预览时的“点列表“栏内将不会出现该点的名字。这有利于工程师确保数据的一致性。记录到ODBC的时间间隔比报表预览所要求的采样间隔小是必须的,不然会发生数据丢失。
范围: 0 到60 (增量:1分钟) 区域类型: 模拟量 区域
30数组大小
大多数的设备和通信协议都不支持数组。IO设备支持数组时,可以使用。请参看设备使用手册和设备驱动手册。
范围:
1 到 99
区域类型: 模拟量 区域: .SIZE 模拟量点举例:
2.2.2 点的报警属性
点的报警功能是组态软件必备的一项基本功能,主要用于对测量及监测的设备和设施进行预警,以提醒操作人员及生产管理人员注意,并及时接触报警,维持正常的生产工作。
详细的报警属性功能将在第五章节中介绍。
2.3 批量建点方法
对于一个中大型工程的软件开发,在建立IO点及内部变量方面,可以采用Excel工具与数据库结合的方式,采用复制、粘贴、拖拽等功能实现在Excel中批量建立点的各种参数,再通过WebAccess软件提供的导入工具将Excel中创建的点列表导入到工程数据库中,从而大大提高数据库的配置效率。
为方便在Excel中创建批量变量和更有效的区分变量类型,WebAccess根据点的属性不同,在Excel中建立不同的工作表予以一一对应。工作表具体分为以下几种:
BwAnalog---------模拟量点(包括IO和内部变量) BwDiscrete-------数字量点(包括IO和内部变量) BwText-----------文本量点(包括IO和内部变量) BwCalcAnalog-----计算点模拟量(仅限内部变量) BwCalcDiscrete---计算点数字量(仅限内部变量)
BwAcc------------累算点(仅限内部变量)
BwAlarmAnalog----报警模拟量点(包括IO和内部变量中有报警的点,仅有报警参数) BwAlarmDiscrete--报警模拟量点(包括IO和内部变量中有报警的点,仅有报警参数)
BwAnalog – 包含所有的模拟量类型的IO Tag 点,模拟量类型区块(参数)和模拟量类型常数点。模拟量点的值可以正确地表示该点的确切数值(例如:100.1,0.0,1955),以下为Tag 点类型的部分显示:
点类型 描述 3 常数点 – 模拟量类型 6 IO点 – 模拟量类型 b 区块点参数 – 模拟量类型
常数点通常没有地址。
BwDiscrete – 包含所有非连续性量类型的IO Tag 点,非连续性量类型区块(参数)和非连续性类型常数点。非连续性类型点为整型值(0至7)。数字量类型Tag点(开/关,是/非,0/1)都视为非连续性类型。以下为Tag点类型的部分显示:
点类型 描述
4 7
常数点 – 数字量类型 IO点 - 数字量类型
b 区块点参数 – 数字量类型 常数点通常没有地址。
BwText – 包含所以有文本类型的IO Tag,文本类型区块(参数)和文本类型常数点。文本类型的Tag点使用文本字符表示(例如:ASCII)。以下为Tag点类型的部分显示:
点类型 描述 5 8
常数点 – 文本量类型 IO 点 – 文本量类型
b 区块点参数 - 文本量类型 常数点通常没有地址。
BwCalcAnalog – 包含所有模拟量类型的计算点。模拟量点的值可以正确地表示该点的确切数值。
BwCalcDiscrete -包含所有非连续性量类型的计算点。非连续性类型点为整型值(0至
7)。数字量类型Tag点(开/关,是/非,0/1)都视为非连续性类型。
BwAcc – 包含所有累算点。
BwAlarmAnalog – 包含所有模拟量类型点的警报。与他们相应的点都必须存在于BwAnalog,BwCalcAnalog 或 BwAcc 电子表格中。
BwAlarmDiscrete - 包含所有非连续性类型点的警报。与它们相应的点都必须存在于 BwDiscrete 或 BwCalcDiscrete 电子表格中。
在利用Excel文件进行批量建点之前,需要注意以下几点:
1、内部变量:建议先创建至少一个样本点(包括模拟量、数字量、文本量),用于作为批量复制模板;
2、IO点:与设备相关的IO点,必须先建立通讯端口号,添加设备,添加IO点,以实现数据库模板的建立;
3、报警点:如工程项目中创建的IO点或内部变量有需要设定报警参数的,建议先行创建具有报警参数的点,作为数据库模板;
2.3.1 Excel导出
在完成各种类型变量的模板点组态工作之后,在WebAccess监控节点属性页面,点击“导出Excel”按钮,如下图:
图2-1 导出Excel文件
点击确认后,系统将生成一份Excel表格,具体路径如下:
Drive:\\WebAccess\\Node\\Config\\BwTagExport.xls,(也可以自行创建导出路径,WebAccess将创建一份新文件)用Excel软件打开便可以对相应的表格进行修改调整,完成后保存。
图2-2 确认导出文件路径
导出结束后,系统将给出一份导出文件清单,如组态数据库中存在错误,将在该清单中给出提示。如下图所示:
图2-3 导出Excel文件表格清单
注:在对软件工程进行诊断维护时,也可以使用该方法对数据库进行完整性检查,从中可以发现如点参数不完整,数据类型不匹配等问题。
下一步,用Excel程序打开BwTagExport.xls文件,WebAccess会保留Excel程序默认的三个工作表(Sheet1,Sheet2和Sheet3),自行创建所需要的工作表。可以将通过复制已有的Tag 或区块以建立新的Tag或区块,插入已复制的行之后给新插入的Tag或区块修改另一个名称。当然,地址也需要再修改,且应与实际地址相同。以BwAanlog表为例:在通讯端口号为1,设备单元号为0的设备中,增加一个名为Tag1的模拟量点,地址为30004,其他参数保持一致。
图2-4 打开bwTagExport表格文件
注:在组态软件中,点(Tag)始终是唯一的,不允许重复。否则在导入Excel时系统将会提示有重复的点名称。
小提示:如有其他工程希望使用同样的数据库文件为基础,则可以使用替换“ProjName”和“NodeName”的方式替换工程节点名称和监控节点名称。所有工作表中的节点名称都要统一替换,否则在导入Excel时会提示节点名称不匹配而导入失败。
2.3.2 Excel导入
在完成Excel变量批量创建工作之后,在WebAccess监控节点属性页面,点击“导入Excel”按钮,如下图:
图2-5 导入Excel文件
注意:导入文件路径默认为:Drive:\\WebAccess\\Node\\Config\\BwTagImport.xls,而导出文件名为BwTagExport.xls,因此在导入之前,需要修正文件名称。
图2-6 修改导入Excel文件名
注:在执行导入EXCEL功能前请备份您的工程!对WebAccrss 导入数据库将覆盖您当前的工程的监控节点数据库。因此,在您导入数据库之前,请确定您已将原始数据库保存下来 当在监控节点导入点信息时,端口信息和设备信息必须是该监控节点上已经建立了的,导入EXCEL 功能仅将Tag点 和区块信息导入,它并不能建立监控节点、端口和设备。导入完成后,WebAccess会提供一份导入报告,如下图:
图2-7 导入报告
点击“确认”按钮后,可以在工程管理器页面,通讯端口1下找到刚刚增加的tag1点:
图2-8 检查导入结果
注:在使用Excel导入导出功能时,WebAccess软件仅能提供增加点或修改点的功能,并不能通过Excel删除点从而达到删除工程中点的目的。如需删除点操作,则需在工程管理页面逐一删除。 小提示:如因需要删除点数量大,可以先将数据库导出到Excel做备份,再删除相应的通讯端口下的设备文件夹,这样可以整体删除该设备下的所有IO点,然后再新建设备名称和相应参数,再打开Excel文件,将不需要的IO点删除,然后导入Excel文件。
2.4 设备通讯概述
WebAccess网际组态软件支持当今世界主流品牌厂商的各种PLC、DDC、通讯仪表等设备,控制层具备强大的网络管理功能,支持Modbus,SOAP,XML,HTTP等多种通讯协议,从而大大降低了自动化系统集成及信息共享的构造成本,最大限度的使用了互联网技术资源。WebAccess与第三方系统数据接口支持DDE,OPC,ODBC,SQL、API等方式,具有优越的开放性能及良好的互操作性。
根据设备通讯协议的不同及软硬件接口类型的不同,WebAccess通过以下几种不同接口方式与设备进行数据采集与通讯:TCP、Serial、API、OPC、LNS、RSLINX、BTrack等。
WebAccess与设备建立通讯的过程是:添加通讯端口----添加设备----添加IO点。 在配置WebAccess通讯端口参数之前,需要先了解硬件设备的具体通讯接口类型,通讯参数等信息,再根据上述信息在WebAccess通讯端口配置页面进行相应的组态工作。
2.4.1 添加通讯端口
通讯端口 是与现场设备连接的接口,能够是 \物理接口\ ( 如 RS232 和以太网) 或者可以是 \软件接口\ (如 OPC Server 或第三方软件 API)。
例如COM1和COM2(它们是监控节点上的串口); TCP/IP (是使用TCP/IP的网卡接口),OPC Server 或板卡需要特殊软件支持 (API)。
监控节点与自动化设备连接可能是通过串口或网卡,但却是使用的API通讯端口,这种情况下,WebAccess就需要与API软件驱动进行通讯,Echelon Ilon100 就是典型的使用网卡的API接口。
不是所有的设备驱动可以支持所有类型的端口。例如,Modicon驱动可以工作在串口和TCP/IP端口。SiemS7驱动可以工作在TCP/IP端口通过RJ45网线与S7-300/400通讯,也可以通过安装在监控节点的PCI卡(CP5611)再配合Softnet通讯软件与PLC通讯,而ADAM4K驱动只支持Sieral串口连接。
1.配置通讯端口
通讯端口是监控节点与自动化设备连接的一种物理接口或一种有效连接。 添加通讯端口,在工程管理员页面,在工程/节点列表内选择监控节点
图2-9 添加通讯端口
点击 添加通讯端口,出现 建立新的通讯端口 界面
图2-10建立新的通讯端口界面
选择 接口名称 接口名称必须与接口类型匹配。 2通讯接口类型介绍
API - Application Programming Interface,这是一个“虚拟”接口,需要专用软件与IO板卡通讯。
BACNET- 楼宇自动和控制网络协议的缩写(ANSI/ASHRAE标准 135-1995)。BACnet是一个由建筑管理者协会、系统用户和厂商所设想的,由ASHRAE主办的公共通讯协议标准。主要应用在智能楼宇行业,因其倡导的开放性通讯协议,得到广泛应用。
LNS- Lonworks现场总线协议驱动程序,Lonworks现场总线是在智能楼宇行业中最为普及的一种总线协议,由美国Echelon公司开发和市场推广。也是一个虚拟接口,该接口通过计算机主板的PCI插槽扩展Lonworks专用通讯网卡与总线的DDC进行通讯。
OPC - OLE for Process Control(过程控制的对象链接嵌入), 这是一种工业标准通讯协议,也是一个“虚拟”接口,通常也需要第三方软件的支持。WebAccess最为OPC Client与OPC Server进行通讯。
RSLINX- AB PLC的专用通讯接口,也是一个虚拟接口,需要计算机安装RSLINX通讯软件进行通讯,Rockwell公司生产的PLC5,SLC5,Control Logic系列PLC与上位机组态软件通讯时都需要通过RSLINX软件。
Serial – 标准的串口通讯接口(RS232-C, RS-422 or RS-485)。选择Serial ,意味着访问相同通讯端口号的计算机串口。此接口为真实物理串口。
TCPIP--TCP/IP (transmission Control Protocol / Internet Protocol),在安装有TCP/IP 服务器PC机上的指定一个“虚拟”的TCP/IP端口,通过计算机的RJ45网络接口与硬件设备进行通讯。
2.4.2 添加设备
设备类型 确定与现场设备通讯的协议,例如: Modbus RTU 是一种串口通讯协议,当添加设备时自动指定协议;设备协议必须与WebAccess 驱动相匹配。
根据接口类型,从设备类型列表内选择可用的设备,不是所有的设备都支持所有的接口类型。一旦添加了一个通讯端口,只有此接口类型的设备才能被再次添加。
设备名称:指定设备名称,有助于识别现场设备。
描述:项目说明,用户能更加清楚的理解该项目。描述能够为任意文本,描述最多 70 个字符。
单元数:对某些驱动(如 Modbus) ,这必须符合协议地址中的单元号;对另一些驱动(如OPC和API),单元数可以是用户任意指定的号码。 设备类型:这是用于与设备进行通讯的通讯驱动,一个相同的通讯端口只能有一种通讯协议;一旦建立通讯端口后,设备类型将受限制。使用另一个通讯驱动,必须再次添加通讯端口;如果使用相同的TCP/IP网卡,可添加多重TCP/IP类型的通讯端口。
2.4.3 添加IO点
当确定了要进行通讯的设备后(如Modbus协议PLC),可以通过添加IO点的方式,实现PLC与WebAccess软件之间的关联。此时,需要PLC编程工程师提供一份明确的IO地址映射表,即通常所说的点表。在添加大量的IO点时,可以用刚刚所学的Excel批量导入导出功能实现快速建点。
下面将以目前市面上主流的通讯协议和设备的通讯方法为例,详细讲解WebAccess软件与设备通讯方法。
2.5研华ADAM模块通讯配置方法
2.5.1 ADAM 4000系列模块通讯配置方法
Advantech WebAccess 中ADAM4K 系列设备类型驱动支持研华ADAM4000 系列分布式I/O 系统。此驱动亦支持兼容”ADAM4XXX” 协议的其他厂商的设备。
ADAM4K 设备驱动直接读取ADAM-4000设备的IO 模块。ADAM4K系列设备分8 通道和16 通道两种。
每个Tag 点仅读取一个IO 模块的一个通道,当前版本的ADAM4K 驱动支持如下ADAM4 系列模块:
A4011,A4011D,A4012,A4013,A4014D,A4015,A4016,A4017,A4017P,A4018,A4018M,A4018P, A4019,A4021,A4024,A4050,A4051,A4052,A4053,A4055,A4056S,A4060,A4068,A4080,A4080D A4117,A4118,A4150,A4168。
IO地址定义方法 驱动主体部分将各个tag 点与其对应的模块,插槽,及通道建立联系,在 Tag Name 一栏, 需键入应用系统数据库中的tag 点名称。此tag 点用来向设备地址发送数据,或从设备地址读取数据。
地址单元遵循以下语法:
<模块名称>& <模块函数>@<模块地址>.<通道> 模块函数:模块通道的数据类型,如AI,AO,DI,DO 模块地址: 模块在RS485网络中的地址站号
通道:欲读写的模块通道号.
例如,当一个tag 点要读取网络地址为2 的4017 模块的通道1,该tag 点的地址为 4017&AI@2.1
又如,以一个DO 模块ADAM-4056S 为例,用户可以设置其网络地址为0 到255 之间 的一个数字。假设用户将其设为3,并想从ADAM-4056S 的通道2 输出一个数字量,该 tag 点的地址为4056S&DO@3.2.
配置ADAM4K 的一个tag 点时,建议使用其中一个预设的参数。对于大多数应用来 说,参数地址是不可修改的。
所有的数字量输入都使用同样的地址;通道取决于读取字(word)中的哪一位。相似地, 数字量输出使用相同的通道,但是读取不同的位。 参数
Advantech WebAccess 提供了一系列参数作为tag 点配置的模板。参数地址不得修改。
下表中列出了ADAM4K 设备驱动支持的所有参数。
表2-1 ADAM4000系列参数表
区块
区块是一系列具有关联的IO点的组合,通常一个模块或一个设备所具备的IO点会作为一个区块来组合,ADAM4K系列设备类型预设大部分模块的区块类型,方便用户直接调取区块模板进行IO点数据库的创建,用户需要重复多次使用此类模块时,非常有效。一个区块读取一个IO 模块的多个通道,区块中的每个参数读取一个通道,每个参数有其独特的地址:模块,地址,及通道。
例如,需要一个简单的区块来读取一个ADAM-4052 的8 个通道。点击“建立新的区块”按钮,出现如下页面:
图2-11建立区块
通过区块,用户仅需填写区块点名称及其偏移。 区块偏移格式如下:
模块名称.地址(RS485总线地址) .数据偏移 (对于ADAM4K,均为0).点击“提交”,出现以下页面:
图2-12区块参数图 图2-13 ADAM-4017示意图
一个区块创建完毕。
注意:区块偏移格式须为:4xxx.n.0 , 最后一个值必须为 0,以“.”作间隔。
下面以ADAM-4017为例说明通讯配置步骤
将tag 点配置为上图中ADAM-4017 模拟量输入模块的第一个通道Channel 0 的模拟量 输入点 ,预定ADAM4017模块的设备地址为3.
1.打开IE 浏览器--连接到工程节点-- 启动工程管理--选择工程--选择节点—添加通讯端口(Serial类型),如下图:
参数应与Utility软件中一致
图2-14通讯端口参数配置
参数配置完毕,提交。
注意: 端口号必须与计算机真实的串口相对应,一般工控机具备COM1,COM2两个串口。如果选用USB转串口或串口服务器网关进行虚拟串口,也一定要与虚拟串口号相对应,否则无法通讯。
2.添加设备(设备类型为ADAM4K)
单元号:对应RS485总线上的地址号
图2-15 添加设备
在图中,用户需要设置 checksum 值为0 或者1。用户可以通过例程查看ADAM4K 的 checksum。如果模块的checksum 状态为使能,则输入1,否则输入0。
3.添加IO点
从参数下拉列表中选择 AI,配置通道0 的一个模拟量输入应用,等待页面更新。用户可以选择在报警下拉列表中选择报警,等待出现粉色背景的报警栏页面(页面底部的一个附加的报警区域,用于配置报警参数)。
点名称:便于用户区分测量中的点。例如,测压应用中,输入Point1。 地址: 默认为: 4018&AI@5.0,需要更新为:4017&AI@3.0
描述: 便于用户和操作员识别tag 点。 选择性地输入缩放,高量程,低量程,工程单元,报警,使能数据记录等等,点击 提交。
图2-16 添加IO点
2.5.2 ADAM 5000系列模块通讯配置方法
ADAM5000区块类型
Advantech WebAccess中的 ADAM5000 设备类型驱动支持研华ADAM-5000 分布式I/O 系统。ADAM5000 设备驱动通过区块或点直接读取ADAM-5000 设备的IO 模块。
IO 点
一个点读取一个IO 模块的一个通道。模块号,插槽号,通道号构成了其地址,格式为Model, slot, channel.
例如,一个点读取ADAM-5017 模拟量输入模块的插槽1的通道4的值,其地址为5017,1,4
区块
区块读取IO 模块的多个通道,区块中的每个参数读取一个通道。每个参数有其独特的地址,格式为: Model, slot, channel.
例如, 一个简单的区块读取ADAM-5017的插槽2的全部8个通道,可使用如下参数和地址:
参数 地址
AI_0 5017,2,0 AI_1 5017,2,1 AI_2 5017,2,2 AI_3 5017,2,3 AI_4 5017,2,4 AI_5 5017,2,5 AI_6 5017,2,6 AI_7 5017,2,7
用户可以很容易地创建该区块。当用户多次重复使用类似的IO模块时,更为方便。创建IO点也同样方便,且更为实用,因为tag点有其各自的点名称,必须使用相同的区块名供该区块上所有的参数引用。
此简单的区块仅用到了ADAM-5017 IO 模块的部分功能。ADAM-5051区块类型可以读取16位数字量输入。
ADAM5000 设备驱动支持的区块类型利用了ADAM 5000 系列IO 模块的全部功能。这些区块不仅可以读取IO通道,还可以对配置参数进行读写操作。这样用户就可以通过WebAccess实时监控来修改本地报警及校准IO模块。
5017 区块类型说明举例
5017 区块类型读取所有8个输入通道及相关的“参考通道”。
与上例中提到的简单区块例子一样,5017 区块类型使用相同的参数读取全部8个模拟量输入通道 (AI_0, AI_1, AI_2, AI_3, AI_4, AI_5, AI_6, AI_7)。它还可以读取可配置的“报警参数”及其他参数等。使得用户可以通过WebAccess 实时监控来修改本地报警或校准IO模块。
5017 IO 模块可以读取各种输入类型,包括: mA, mV 及 V。用户在使用 0-500 milliVolt时,也许还想读取冷端补偿(调温),基于这种考虑,WebAccess 区块为每个通道加入了这些参数如: AI_1_CJC,AI_2_CJC,AI_3_CJC 等等。用户在使用时可以忽略这些参数,也可以删除没有用的参数。
5017 可以根据报警信号对每个模拟量输入通道进行触发一个数字量输出的操作,WebAccess 区块中的每个IO通道都包含这类参数,以通道0为例,包含:
A0_H_LMT 模拟量报警上限 – 当AI 值超过此限时触发报警。
A0_H_S 模拟量高报警端口连接 – 当高报警发生时,触发数字量输出的端口 A0_H_C 高报警通道链接 – 高报警发生时,驱动的数字量输出端口 A0_L_LMT 模拟量报警下限 – 当AI值低于此限时触发报警。
A0_L_S 模拟量低报警连接端口更新 – 低报警发生时,触发数字量输出的端 A0_L_C 模拟量低报警链接通道 – 低报警发生时,驱动的数字量输出端口 其他通道参数照此类推,如通道1:A1_H_LMT, A1_H_S, A1_H_C, 等等。
5017 IO 模块还有很多其他的可编程特性。WebAccess 区块包含所有关联。用户可以通过实时监控对IO模块进行编程。有关ADAM-5017 IO模块的参数详情请参考ADAM5000用户手册。
区块偏移
对于8通道AI 的简单区块,用户可以简单地修改每个参数的地址来匹配实际的模块,端口及通道号。
对于复杂的区块类型,如 5017,8个通道中的每一个通道都有13个参数与其关联,需要修改的地址有201个!
通过输入地址偏移,可以修改5017 区块(或任何其他区块)中的201个地址,也许把区块偏移说成是地址偏移更为恰当。
区块偏移中常遇到的一个问题是改变地址的一部分。对于一个5017来说,我们仅需要定义模块号和插槽号(5017,slot, blank)。对于偏移没有变化的区块我们不可以使用blank,所以我们用0代替: 5017, slot, 0
例如,为读取第二个插槽中的5017 IO 模块中的全部8个输入通道的参数,创建创建区块,地址 5017,1,0您也许会问为什么要为5017区块类型输入5017,因为在不同的区块类型中我们需要使用相同的参数,如AI_0 即在5017区块中使用也在5018中使用。
配置ADAM5000 区块举例
图2-17 ADAM-5011示意图
上图为一个ADAM-5011 处理器设备架(预定RS485总线地址为1),包含四个IO模块: 插槽0到3分别是5017, 5018, 5051 和 5024。本例配置四个相应的区块。
1.打开IE 浏览器--连接到工程节点-- 启动工程管理--选择工程--选择节点—添加通讯端口(Serial类型),如下图:
参数应与Utility软件中一致
图2-18 通讯端口参数配置
参数配置完毕,提交。
注意: 端口号必须与计算机真实的串口相对应,一般工控机具备COM1,COM2两个串口。如果选用USB转串口或串口服务器网关进行虚拟串口,也一定要与虚拟串口号相对应,否则无法通讯。
2.添加设备
如果ADAM5000 有checksum状态,用户需要修改编辑框由0到1,如下:
图2-19 添加设备
3.添加区块 (1) ADAM5017
从区块类型下拉列表中选择5017,输入区块名,便于用户识别量测中的区块,如HVAC 冷 却器#1中的流量测量,输入Chiller1Flow,在区块偏移中,输入5017,0,0
注意 Chiller1Flow:A0_H_C 地址为 5017,0,0
Chiller1Flow:A1_H_C 地址为 5017,0,1 Chiller1Flow:A2_H_C 地址为 5017,0,2 等等。 用户可以修改参数,如描述等:
Chiller1Flow:AI_0 description = Inlet Flow, Chiller1Flow:AI_0 description = Outlet Flow, Chiller1Flow:AI_0 description = Recycle Flow.
(2)ADAM5018
从区块类型列表中选择5018,输入区块名,输入区块名称,便于用户区分量测中的区块。如,HVAC 冷却器#1中的温度测量,输入Chiller1Temp. 区块偏移,输入5018,1,0
注意 Chiller1Temp:A0_H_C 地址为 5018,1,0
Chiller1Temp:A1_H_C 地址为 5018,1,1 Chiller1Temp:A2_H_C 地址为 5018,1,2 等
用户可以修改参数,如描述等:
Chiller1 Temp:AI_0 description = Inlet Temperature,
Chiller1 Temp:AI_0 description = Outlet Temperature, Chiller1 Temp:AI_0 description = Recycle Temperature
(3)ADAM5051
从区块类型列表中选择5051,输入区块名,输入区块名称,便于用户区分量测中的区块。如,HVAC 冷却器#1中的启停信号,输入C1Starter ,区块偏移,输入5051,2,0
图2-20 ADAM-5051区块参数
注意5051 是一个仅含有16个参数的简单区块类型。
3.4 ADAM5024
从区块类型列表中选择5051,输入区块名,输入区块名称,便于用户区分量测中的区块。如,HVAC 冷却器#1中的启停信号,输入C1Setpoints ,区块偏移,输入5024,3,0
通过修改4个地址偏移(区块偏移),建立了所有4个IO模块的参数连接。
2.6西门子PLC通讯配置方法
针对工业监控系统中广泛使用的西门子S7系列PLC,WebAccess提供三种驱动程序与之通讯,具体如下:
串口通讯(Serial):对于S7-200系列PLC,提供简便的PPI通讯驱动程序,只需要通过西门子自带的PPI通讯电缆,便可以实现对S7-200 系列的PLC的数据采集与监控; 以太网通讯(TCP/IP):对于中大型项目普遍应用的S7-300、S7-400系列PLC,提供简便易行的工业以太网通讯驱动程序,无需任何其他软件与硬件模块,只需为PLC配备一块工业以太网通讯模块(CP343-1、CP443-1)即可;
PCI通讯卡通讯(API):对于西门子PLC系统中常用的以CP5611通讯卡配合Softnet软件。 2.6.1以太网通讯配置步骤
1.添加通讯端口 接口类型为TCP/IP
图2-21 添加通讯端口
端口号: TCPIP协议通讯,通过RJ45以太网卡进行通讯,此处的端口号不具备真实意
义,可任意设定,范围1-60,如同时有串口设备通讯,此端口号最好不要占用COM1,COM2两个物理串口号。
扫描时间:WebAccess发送读取数据指令的周期时间,此速率由PLC等现场设备决定(设备、数据、协议、波特率),默认为1s,最小为50ms。
愈时: 如果没有响应,重新发送数据包的等待时间。推荐使用默认值,如果设备通讯
较慢,愈时可增加。这须由通讯协议支持,有些设备通讯协议不允许更改愈时。
再试计数:如果现场设备没有响应,重复连接通讯的次数;如果通讯失败,将返回通讯失败的标记(*8000) 。
自动恢复时间:试图与硬件设备或接口重新建立通讯的等待时间。
2.添加设备
图2-22 设备参数配置
设备名称及描述:用户自定义
单元号:对于同一通讯端口下的多个设备的标记号码,默认从0开始 设备类型:SiemS7
主要/次要:指与软件通讯的PLC主要网卡与备份网卡参数
IP地址:PLC以太网通讯模块的IP地址(S7-300 Via CP343-1, S7-400 Via CP443-1) 通讯端口号:102,此为SiemensPLC专用TCP通讯口
设备地址:大多数情况下可以默认为空,如果设备协议地址与你设定的单元数不同或已改变,请使用此栏位进行设定
TSAP in Hex:Device ID,RackSlot:03.02,如果无特殊变动,请使用此参数,此为
Siemens STEP7设定通讯参数。
3.添加IO点
WebAccess已经预先设定S7-300\\400系列PLC的IO地址参数类型,详见下表:
表2-2模拟量类型点
表2-3数字量类型点
模拟量点定义应用举例: 在定义模拟量点时,按照需要的参数类型选取不同的地址模板,根据地址模板的格式填写实际的IO地址,其他参数WebAccess已经根据参数的不同预先定义了起始位、长度、转换代码等其他参数。
表2-4 模拟量地址对照表
S7 300/400PLC地址 寄存器地址 DB28.DBW2 DB12.DBD86 DB2.DBB1 DB2.DBW64 取Float值 对应地址格式 DBW28,2 DBD12,86 DBB2,1 DBW2,64 WebAccess对应IO点配置 起始位 0 0 0 0 长度 16 32 8 32 转换代码 Unsigned Integer Unsigned Integer Unsigned Integer Real
图2-23 添加模拟量IO点
数字量点定义应用举例:
在定义数字量点时,WebAccess默认定义数字量点起始位0,长度1;SiemensS7系列PLC,在定义数字量点时,往往起始位不为0,根据需要定义,例如:I0001.3,Q0000.4分别代表一个DI、DO点,在WebAccess中定义该数字量类型点时,做如下配置;
表2-5 数字量地址对照表
S7 300/400 PLC地址 IO地址 I0001.2 I0003.5 Q1003.2 对应地址格式 IX0001 IX0003 QX1003 WebAccess对应IO点配置 起始位 2 5 2 长度 1 1 1 转换代码 Unsigned Integer Unsigned Integer Unsigned Integer
图2-24 添加数字量IO点
当添加完IO点后,提交,下载到监控节点,启动核心程序,切换到运行状态,首先可以查看WebAccess运行界面的底部状态栏左下角,是否有红色数字显示,如果有则证明通讯参数配置不正确,或者计算机没有与设备正确连接,数字范围1-12,代表需要读取数据的通讯端口;
接下来可以查看点信息(Ctrl+F5),选取IO点,查看点值,如果状态栏显示为红色数字,则相应端口下所配置的IO点值应该显示“*8000”或“*9000”字样,同样代表数据没
有正常通讯,此时应该检查PLC的IP地址,设备地址以及PLC内部是否设定正确。 2.6.2串口通讯配置步骤
S7 200系列PLC为小型PLC,主要以串口通讯为主与上位机软件进行通讯,通讯线缆采用西门子S7 200 PLC专用的PPI通讯线缆,RS232接口与计算机相连。默认情况下,S7 200 PLC的串口通讯参数为: 波特率:9600,数据位:8,停止位:1,奇偶校验:偶校验(Even), Device ID:2
1.添加通讯端口 接口类型为Serial
图2-25 添加通讯端口
注意: 端口号必须与计算机真实的串口相对应,一般工控机具备COM1,COM2两个串口。如果选用USB转串口或串口服务器网关进行虚拟串口,也一定要与虚拟串口号相对应,否则无法通讯。 2.添加设备
图2-26 设备参数配置
3.添加IO点
模拟量点定义应用举例: 在定义模拟量点时,按照需要的参数类型选取不同的地址模板,根据地址模板的格式填写实际的IO地址,其他参数WebAccess已经根据参数的不同预先定义了起始位、长度、转换代码等其他参数。
表2-6 S7-200 模拟量地址对照表
S7 200 PLC地址 寄存器地址 对应地址格式 WebAccess对应IO点配置 起始位 长度 转换代码 M0001 AI0005 T0004 SM0006 取Float值 M0001 AI0005 T0004 SM0006 0 0 0 0 16 16 16 32 Unsigned Integer Unsigned Integer Unsigned Integer IEEE Floating Point
图2-27 添加模拟量IO点
数字量点定义应用举例:
在定义数字量点时,WebAccess默认定义数字量点起始位0,长度1;SiemensS7系列PLC,在定义数字量点时,往往起始位不为0,根据需要定义,例如:I0001.3,Q0000.4分别代表一个DI、DO点,在WebAccess中定义该数字量类型点时,做如下配置;
表2-7 S7-200 数字量地址对照表
S7 200 PLC地址 IO地址 I0001.2 I0003.5 Q1003.2 对应地址格式 I0001 I0003 Q1003 WebAccess对应IO点配置 起始位 2 5 2 长度 1 1 1 转换代码 Unsigned Integer Unsigned Integer Unsigned Integer 2.7 施耐德 PLC通讯配置方法(Modbus 协议)
Modbus协议最早是由美国的Modicon公司提出的,OSI模型第7层上的应用层报文传输协议,它在连接至不同类型总线或网络的设备之间提供客户机/服务器通信。目前,可以通过下列三种方式实现Modbus通信: 1、以太网上的TCP/IP;
2、各种介质(有线:EIA/TIA-232-F、EIA-422、EIA/TIA-485-A;光纤、无线等)上的异步串行传输;根据使用的传输模式不同,Modbus串口协议又可以细分为Modbus RTU和Modbus ASCII;
3、Modbus PLUS,一种高速令牌传递网络。
Modbus协议是工业控制领域应用最广泛的通讯协议之一,因其协议的开放性,众多测量仪器、仪表、以及小型通讯模块等设备纷纷采用Modbus通讯协议作为与上位机组态软件通讯的基础协议。
IANA委员会给施耐德电气公司分配了已为大家熟知的TCP 502端口,以专为Modbus协议保留。由此可见,Modbus协议现在已经成为Internet标准。Modbus和Modbus TCP/IP
也被IEC 61158国际标准承认为一种现场总线,同时它们还是由ITEI管理的中国国家标准。
常用的Modbus协议功能码如下表:
表2-8 Modbus协议功能码定义表
地址位数 功能码 01 1 bit 02 1XXXX 1-65535 地址 模板 0XXXX 地址 空间 1-65535 读取线圈状态 读取输入状态 读取保03 16 bit 04 3XXXX 1-65535 4XXXX 1-65535 持寄存器 读取输入寄存器 在一个或多个输入寄存器中取得当前的二进制值 只读 取得一组逻辑线圈的当前状态(ON/OFF) 取得一组开关输入的当前状态(ON/OFF) 在一个或多个保持寄存器中取得当前的二进制值 可读写 只读 可读写 名称 作用 状态 WebAccess支持ModbusTCP和Modbus串口(RTU和ASCII)两种类型通讯协议。施耐德PLC中的硬件IO地址不能直接对应到Modbus协议地址中,必须经过中间寄存器,转到%M和%MW,然后分别对应0X和4X寄存器。
具体地址映射表如下:
表2-9 Modbus寄存器地址映射表
变量类型 PLC寄存器空间 %M0 开关量 %M1 %M10 %MW0 模拟量(整型) %MW1 %MW10 %MF0 模拟量(浮点) %MF1 %MF2 Modbus协议地址 00001 00002 00011 40001 40002 40011 40001-40002 40003-40004 40005-40006 长度 1 bit 1 bit 1 bit 16 bit 16 bit 16 bit 32 bit 32 bit 32 bit 2.7.1 ModbusTCP通讯配置步骤
现以施耐德Quantum PLC为例进行软件通讯参数配置。
1.添加通讯端口 接口类型为TCPIP
图2-28 添加通讯端口
2.添加设备
设备类型:Modicon,此为ModbusTCP, Modbus RTU,Modbus ASCII共用的驱动程序,除施耐德PLC外的任何其他厂家的仪器仪表、IO模块等设备,只要具备Modbus通讯协议,均选择Modicon驱动作为WebAccess与其通讯的驱动程序。
主 要:IP地址----PLC以太网模块的IP地址
通讯端口号----502
设备地址----PLC Device ID,以太网通讯,通常情况下为空 次 要:同一PLC的冗余以太网模块参数配置,或冗余PLC通讯的参数配置
图2-29 设备参数配置
3.添加IO点
IO点参数中常用转换代码说明表如下:
表2-10 转换代码释义表
转换代码类型 Unsigned Integer Integer IEEE Floating Point IEEE, Reversed Word 字节数、位数 2字节,16位 2字节,16位 4字节,32位 4字节,32位 说明 无符号整型 带符号整型 单精度浮点,低位在前 单精度浮点,高位在前 无符号整型IO点:
图2-30 添加模拟量IO点(整型)
缩放类型:如果需要将采集的数据进行量程转换,可选择缩放类型中提供的各种方法. 浮点型数据IO点:
图2-31 添加模拟量IO点(浮点型)
2.7.2 Modbus RTU通讯配置步骤
1.添加通讯端口 接口类型为Serial
串口通讯参数中最重要的4个参数需要根据PLC或IO模块等硬件设备参数来设定。分别为: 波特率、数据位、停止位、奇偶校验;
图2-32 添加通讯端口
2.添加设备
图2-33 设备参数配置
单元号: Device ID,串口通讯中的地址站号,如RS485总线中多个设备的地址编号; 设备类型:Modicon,所有Modbus协议通讯设备均选择Modicon驱动,无论串口还是以 太网通讯;
Use ASCII Protocol: 0或1,0代表Modbus RTU通讯格式,1代表Modbus ASCII通讯 格式;
Packet Delay(ms): 驱动程序根据规划的IO点地址顺序及数量进行自动拆分请求数据 的数据包大小,此时间为每相邻两个数据包之间的发送等待时间;
Digital block size: IO点中数字量点在同一数据包中的数量,默认为512;如规划的 数字量点数超出该数字,将自动拆分成多个数据包进行发送;
Analog block size: IO点中模拟量点在同一数据包中的数量,默认为64;如规划的模 拟量点数超出该数字,将自动拆分成多个数据包进行发送;
注意: 对于绝大多数PLC、IO模块、RTU等设备,以上三个参数无需调整,默认即可。 3.添加IO点
方法与其他PLC配置方法一致,在此不再赘述。
2.8 三菱PLC通讯配置方法
WebAccess具备三菱全系列PLC驱动程序,根据三菱PLC型号分类驱动程序分 为MitsuFX,MitsuA,MitsuAnA,MitsuQ几种类型,从通讯接口类型上可分为串口 (RS232,RS485,RS422)和以太网(TCP/IP)两种类型。 2.8.1 FX系列PLC串口通讯配置步骤
三菱FX系列驱动支持以下型号PLC:FX, FX0, FX0N, FX1N,FX2N,FX1S等。FX系列PLC与上位机软件的通讯方式分为:RS232与RS485两种模式,默认通讯参数如下:波特率:9600,数据位:7位,停止位:1位,奇偶校验:偶校验,下面分别从两个方面进行配置说明: 1.RS232方式通讯 通常情况下,三菱FX系列PLC通过编程口(PS/2)与上位机软件进行RS232模式通讯,此时PLC中不需要做特殊配置,只需在WebAccess中将PLC对应的通讯参数匹配即可。步骤如下:
(1)添加通讯端口
图2-34 添加通讯端口
数据流控(Flow Control):Rts、Dtr握手协议
当使用RS232/RS485转换器进行通讯连接时,数据流控信号将根据该转换器的流控功能来决定。有些RS232/RS485转换器不需要软件做任何类型的握手协议,而有些则需要软件进行Rts信号握手协议。强烈建议用户选择具有自动流控的RS232/RS485转换器。
(2)添加设备
图2-35 设备参数配置
单元号:实际PLC的串行地址号,即Device ID。单个PLC可以默认0进行通讯。 (3)添加IO点
添加IO点的步骤与其他设备相同。根据下表中的“数据类型”栏选择合适的参数类型(模拟量、数字量)和转换代码。
2.RS485方式通讯
为便于远距离通讯,三菱FX2N系列PLC通过FX2N-485-BD模块实现RS485方式与WebAccess软件通讯,安装FX2N-485-BD需设置PLC的D8120寄存器,请参照《FX通讯用户手册》。FX2N-485-BD通讯模块如下图: FX2N-485-BD模块安装位置图:
(1)三菱PLC配置方法步骤 1)FXGP/WIN-C编程软件配置方法
图2-36 FX2N-485-BD模块及接线图
使用FXGP/WIN-C编程软件来进行串行口设置。用SC-09编程电缆连接电脑与PLC,在“PLC”下拉菜单中选择“串行口设置(D8120)”
图2-37 FXGP/WIN-C编程软件串口通讯参数配置
如下图所示,在“硬件”下拉框中选择“RS-485”,在“控制线”下拉框中选择“H/W mode”。
图2-38 串口参数配置
点击“确认”按钮后将PLC重新上电设置才能生效,如要使用FX2N-422-BD接口板作编程口使用,则需点击“全部清除”按钮后并将PLC重新上电使D8120寄存器恢复到出厂默认设置。
2)GX-Developer编程软件配置方法
使用GX-Developer编程软件进行配置,则需要编程实现。具体程序代码如下:
图2-39 GX-Developer编程软件串口通讯参数配置
注释:HE080代表的通讯参数:9600,7,1,NONE HE086代表的通讯参数:9600,7,1,EVEN
该程序编译后,下载到PLC,重新启动PLC电源后生效。
另外也可以通过页面参数配置的方式操作,步骤如下:
图2-40 FX PLC通讯参数配置
配置结束后,下载配置到PLC,重新上电后亦可生效。
(2)WebAccess软件配置方法步骤 1)打开工程节点页面
图2-41 WebAccess登录界面
单击工程管理,登陆后建立新的工程,定义工程名称和节点IP
图2-42 WebAccess建立工程界面
提交新的工程后,如图,就会出现新建的工程
图2-43 WebAccess工程列表
点击工程名称进入工程配置页面
图2-44 WebAccess工程节点属性
点击添加监控节点
图2-45 WebAccess监控节点属性更新界面
输入监控节点的名称,监控节点的IP地址,然后点提交。提交后画面如下图
图2-46 WebAccess监控节点属性
添加通讯端口
图2-47 WebAccess添加通讯端口
通讯端口号码可以在系统属性的设备管理下的端口(COM和LPT)中可以查看,如图所示:
图2-48 Windows系统属性 图2-49 Windows设备管理器
其他参数根据PLC具体设定参数相匹配。如下图:
图2-50 WebAccess串口通讯端口参数
添加设备
图2-51 WebAccess添加设备
图2-52 WebAccess建立新设备参数设置
这里将设备类型添加MitsuFX,并且将Use RS-485 Port置1,提交,然后就可添加点了,这里添加两个X类型变量,地址分别为X001,X002,添加完成后点提交,如图:
图2-53 WebAccess建立IO点
通过目录树可以看到有新建点的信息,最后点击监控节点,下载完整配置即可。
图2-54 WebAccess下载完整配置
下载完整的项目,只需要在绘图中添加动画时候增加到这些IO点,WebAccess就能和三菱FX2N系列PLC进行通讯了。
2.8.2 三菱A系列PLC串口通讯 1.通讯模块设定
WebAccess可以通过AJ71C24通讯模块在通讯协议4的基础上与A系列PLC进行串口通讯。A系列PLC串行通讯模块根据通讯方式不同有以下三种:A1SJ71C24_R2(RS232)、A1SJ71C24_R4(RS485、RS422)。具体模块如下图:
图2-55 A1SJ71C24通讯模块
在进行通讯调试前的参数设定工作如下:
? 方式设定开关设定的方法 A1SJ71C24_R2(RS232)、A1SJ71C24_R4(RS485/422)方式设定开关的公共参数表如下:
图2-56 A1SJ71C24模块方式设定开关参数
上图中,当使用A1SJ71C24_R2(RS232)模块进行通讯时,将方式设定开关拨到4的位置,当使用A1SJ71C24_R4(RS485/422)模块时,将方式设定开关拨到8的位置,代表PLC通讯模块使用形式4的专用通讯协议与WebAccess进行通讯。
? 传输规格设定的方法
A1SJ71C24_R2(RS232)模块的传输规格参数如下:
图2-57 A1SJ71C24_R2模块传输规格
用户可根据需要对上图DIP开关进行设定,其中波特率(SW05/SW06/SW07)、数据位(SW08)、奇偶校验位(SW09/SW10)、停止位(SW11)、和数检查有无(SW12)这些参数与WebAccess软件中通讯端口参数设定相关,必须保证设定一致。
A1SJ71C24_R4(RS485/422)模块的传输规格参数如下:
图2-58 A1SJ71C24_R4模块传输规格
用户可根据需要对上图DIP开关进行设定,其中波特率(SW05/SW06/SW07)、数据位(SW08)、奇偶校验位(SW09/SW10)、停止位(SW11)、和数检查有无(SW12)这些参数与WebAccess软件中通讯端口参数设定相关,必须保证设定一致。
2.WebAccess软件通讯参数设定
? 新建或打开已有WebAccess工程,添加通讯端口:
图2-59 WebAccess添加串口通讯端口
注意:红色线框内参数需要与PLC通讯模块设定参数相一致。
? 添加设备
图2-60 WebAccess添加MitsuA设备
单元号:RS232通讯状态下,默认0;RS485/422通讯状态下,填写总线地址号; ? 添加IO点
根据WebAccess提供的I/O地址参数模板添加I/O变量,完成后,下载完整配置,启动核心程序进行通讯测试。
图2-61 WebAccess添加MitsuA IO点
注意:在启动WebAccess核心程序进行PLC通讯时,请先关闭GX Developer等其他与PLC通讯软件,否则会发生无法打开串口而通讯失败的现象。
2.8.3 三菱Q系列PLC串口通讯 三菱Q系列PLC进行串口通讯模块型号为QJ71C24和QJ71C24_R2两种,每个串口通讯模块上都有两个通道,分别负责RS232和RS485/422通讯传输。具体传送规格如下(摘自三菱Q系列通讯模块基础篇):
图2-62 三菱Q系列传送规格
串行通讯模块C24在通讯协议方面的支持情况见下表(摘自三菱Q系列通讯模块基础篇),WebAccess支持使用MC协议进行通讯中的格式4(使用A兼容1C帧进行通讯)和格式5(使用QnA兼容4C帧进行通讯)两种协议。
图2-63 三菱Q系列通讯协议功能表
在使用GX Developer对串行通讯模块C24进行设置的参数表如下(摘自三菱Q系列通讯模块基础篇):
图2-64 三菱Q系列使用GX Developer设置参数表
在进行WebAccess与三菱Q系列PLC通讯调试之前,需要先对Q系列PLC通讯模块进行设置,步骤如下:
1、 打开GX Developer软件,新建工程或打开现有工程,选择对应的CPU型号,
图2-65 GX Developer软件创建新工程
2、 接下来对传输参数进行设置,通过菜单栏的在线---传输设置,打开传输设置参数
页面,设置正确的串口号和波特率,通讯模块类型,如下图:
图2-66 GX Developer软件传输设置
3、设置PLC参数
图2-67 GX Developer软件参数设置
图2-68 GX Developer软件I/O地址分配说明
4、开关设置
图2-69 GX Developer软件开关设置
开关1和开关2对应的是RS232通讯方式
图2-70 显示说明
开关1:07代表通讯波特率19200,见表(b);
图2-71 通讯速度设置
E6代表参数如下:见表(a),整合后为11100110,换算成16进制后E6 B0:Operation setting—-independent---0 B1:Data bit—-8---1
B2:Parity bit—-yes---1
B3:Even/odd parity—-Odd---0 B4:Stop bit—-1---0
B5:Sum check code—-yes---1
B6:Write durning RUN—-Allowed---1 B7:Setting modifications—-Allowed---1
图2-72 传送设置
开关2:通道1通讯协议配置,如下图,可选格式4(0004)或格式5(0005)。
图2-73 通讯协议设置
当采用RS232通讯时,外部设备和PLC CPU的系统构成为1:1,开关5设定为0;当采用RS485/422通讯时,需要对开关3和开关4做相应的参数设置,此时,开关5为总线上的地址号,范围为0-31.
图2-74 站号设定
参数设置结束后,通过GX Developer软件将参数下载到PLC CPU,断电重新启动PLC后设置生效。
WebAccess通讯参数配置步骤:
1、新建或打开已有WebAccess工程,添加通讯端口:
图2-75 WebAccess添加串口通讯端口
2、添加设备
图2-76 WebAccess添加MitsuQ设备
单元号:RS232通讯状态下,默认0;RS485/422通讯状态下,填写总线地址号;
Use Format5:当开关2或开关4设置参数为0004的情况时,此处为0,表示使用Format4协议进行通讯;当参数为0005时,此处为1,表示使用Format5协议进行通讯。 3、添加IO点
根据WebAccess提供的I/O地址参数模板添加I/O变量,完成后,下载完整配置,启动核心程序进行通讯测试。
图2-77 WebAccess添加MitsuQ IO点
注意:在启动WebAccess核心程序进行PLC通讯时,请先关闭GX Developer等其他与PLC通讯软件,否则会发生无法打开串口而通讯失败的现象。
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