陜西西門子S7-1200PLC模塊代理經(jīng)銷商

能對C函數(shù)進行編輯和編譯，并且能在梯形圖中對這些C函數(shù)功能塊進行調(diào)用。在C中有大量現(xiàn)成的功能函數(shù)，梯形圖中避免了對這類高級語言更便于實現(xiàn)的算法的重復編程，只要在需要的地方進行調(diào)用即可，不僅大大提高了編程效率，還增強了程序的保密性。下面以信捷XC3系列PLC與V5系列變頻器之間的自由格式通信中的C函數(shù)調(diào)用為例進行說明。

    1．功能要求

    (1)設(shè)計信捷XC3系列PLC與V5-20P7變頻器之間的自由格式通信程序。

    (2)設(shè)計如圖6.32所示的變頻器人機界面，程序能通過觸摸屏在線讀變頻器的母線電壓和寫變頻器的工作頻率。

    (3)通過C程序調(diào)用對自由格式通信程序中的讀、寫指令進行CRC校驗。

    圖6. 32    自由格式通信中觸摸屏人-機界面

    2．PLC與觸摸屏選型及存儲分配

    選擇信捷XC3-48RT-E型PLC，XC3系列PLC的RS-485通信口和RS-232的通信口2是同一個通信口，既支持Modbus協(xié)議，也支持自由通信協(xié)議。

    圖6. 32中有兩個數(shù)據(jù)輸入框，其存儲分配與屬性分別如表6.5所示。根據(jù)圖6.32所示的畫面選擇信捷7英寸256色真彩觸摸屏TP760-T。

    表6.5    圖6.32人-機界面中數(shù)據(jù)輸入框的存儲分配與屬性

    3．梯形圖程序設(shè)計

    變頻器自由格式通信采用狀態(tài)編程，其狀態(tài)梯形圖如圖6. 33所示，讀者可以結(jié)合注釋來閱讀。下面對程序設(shè)計中的算法和相關(guān)知識作如下說明。

    (1)自由格式通信協(xié)議與相關(guān)指令

    自由格式通信是以數(shù)據(jù)塊形式進行的數(shù)據(jù)傳送，每塊大可傳送128字節(jié)，每塊可設(shè)置一個起始符和終止符，也可以不設(shè)置。XC3系列PLC與V5變頻器之間的通信接口為RS-485，異步串行，半雙工傳輸，通信之前要使雙方的通信參數(shù)設(shè)置*。

    ①PLC方通信參數(shù)的設(shè)置

    通信口2可以進行自由格式通信，其通信參數(shù)要通過XCPPro重新設(shè)置。在聯(lián)機情況下，用菜單命令“PLC操作”|“運行PLC”，使PLC處在運行狀態(tài)。再用菜單命令“PLC操作”|“自由監(jiān)控”，打開如圖6. 34所示的“自由監(jiān)控”對話框。

    圖6. 34    用自由監(jiān)控設(shè)置通信參數(shù)

    在“自由監(jiān)控”對話框中，通過“添加”按鈕，加入要監(jiān)控的特殊數(shù)據(jù)寄存器（閃存），并通過雙擊輸入相應的監(jiān)控值。其中，FD8220必須輸入為255，表示自由格式通信模式；FD8221輸入為8710，表示通信數(shù)據(jù)格式為8位數(shù)據(jù)位、1位停止位、偶校驗、波特率19200bps; FD8226輸入為0，表示自由格式通信中的字符格式為無起始符和終止符、8位緩沖形式通信（寄存器的高8位是無效的，只利用低8位傳送數(shù)據(jù)）。

    注意，閃存特殊數(shù)據(jù)寄存器在修改數(shù)據(jù)后，需要重新上電才有效。

    更方便的設(shè)置自由格式通信參數(shù)的方法是單擊工程窗中的PLC配置中的“串口”，在出現(xiàn)的“PLC1串口設(shè)置”對話框中用上述自由格式通信參數(shù)來進行設(shè)置。

    ②變頻器方通信參數(shù)設(shè)置

    變頻器V5-20P7方通信參數(shù)設(shè)置如表6.6所示。

    表6.6    變頻器V5-20P7方通信參數(shù)設(shè)置

    設(shè)置是通過觸按其面板按鍵來完成的，以設(shè)置P0. 01=4來說明。變頻器上電后，觸按MENU鍵，面板上4位LED顯示器顯示“-P0-”；觸按ENTER鍵，顯示變?yōu)?/span>P0. 00，觸按“↑”鍵，顯示變?yōu)?/span>P0. 01;觸按ENTER鍵，顯示出廠設(shè)定值0，4次觸按“↑”鍵，直到顯示4，后觸按ENTER鍵確認本次設(shè)置。參照此方法把其余功能碼都設(shè)置好。表中，P3. 09 =054設(shè)置的數(shù)據(jù)格式也是8位數(shù)據(jù)位、1位停止位、偶校驗、波特率19200bps，與FD8221=8710設(shè)置的通信數(shù)據(jù)格式*。若要使設(shè)置的頻率超過50Hz，則還要對表6.6中P0. 06～P0.19進行設(shè)置，設(shè)置頻率不能超過500Hz。

    ③數(shù)據(jù)發(fā)送與接收指令

    數(shù)據(jù)發(fā)送指令示例梯形圖如圖6. 35所示。其中，[S1·]和[S2·]分別為發(fā)送數(shù)據(jù)的首址和字符個數(shù)，取值為數(shù)據(jù)寄存器或常數(shù)K；n為通信口地址，取值為K2～K3。在圖6. 35中，當M8012產(chǎn)生上升沿時，就將D0～D7中的8個字符通過通信口2發(fā)送出去。

    數(shù)據(jù)接收指令示例梯形圖如圖6. 36所示。其中，[S1·]和[S2·]分別為接收數(shù)據(jù)的首址和字符個數(shù)，取值為數(shù)據(jù)寄存器或常數(shù)K；n為通信口地址，取值為K2～K3。在圖6. 36中，當M8012產(chǎn)生上升沿時，就將7個字符通過通信口2接收到D3000～D3006寄存器中。

    圖6. 35    發(fā)送指令示例

    圖6.36    接收指令示例

    ④V5變頻器通信命令碼

    表6.7所示為3條V5變頻器通信命令碼，在編程中必須將這3條命令以16進制機器碼的形式來表示。

    表6.7    V5變頻器通信所用命令

    讀母線電壓（地址為2105 H）詢問與響應命令碼格式分別如圖6.37(a)與(b)所示。寫頻率為11.11Hz（地址為2001H）詢問與回應命令碼格式是一樣的，如圖6.38所示。

    圖6. 37    讀母線電壓詢問與響應命令碼格式

    圖6. 38    寫頻率為11. 11Hz詢問與回應命令碼格式

    (2)C函數(shù)功能塊的編寫和調(diào)用指令

    ①C函數(shù)功能塊

    從圖6. 37和圖6.38可見，V5變頻器的讀、寫命令碼都要進行CRC校驗，分別是通過調(diào)用讀母線電壓函數(shù)和寫頻率函數(shù)來完成的。以讀母線電壓函數(shù)為例來說明，實際上它是標準的CRC-16的校驗源程序，其算法的N-S流程圖如圖6. 39所示。首先設(shè)置CRC寄存器(reg_ crc)的初值為Oxffff。i循環(huán)把讀機器碼W[0]～W[5]逐個與CRC寄存器進行異或，并把結(jié)果存入CRC寄存器。j循環(huán)把讀機器碼逐位右移，并檢查移出的低位的值，若為1，還要將CRC寄存器與多項式碼0a001相異或，結(jié)果均送回CRC寄存器。處理完后將按“低對低，高對高”的對應關(guān)系，把CRCH存入W[7]中，CRCL存入W[6]中。

    按此算法可以得到讀母線電壓函數(shù)如下。

    要得到寫頻率函數(shù)void W_CRC(WORD W，BIT B)，只要把寫頻率命令碼替換讀母線電壓函數(shù)中的讀命令碼，即用“for（i=0，W[0] =1，W[1]=6，W[2]=020，W[3]=001；i<6；i++）”替換讀函數(shù)中的對應for語句的說明部分就可以了。這兩個C函數(shù)分別存放在R_CRC. FCB和W_CRC. FCB文件中。

    ②導入C函數(shù)功能塊

    打開XCPPro軟件，右擊“工程”窗口中“函數(shù)功能塊”，彈出如圖6. 40所示的快捷菜單，選擇“從硬盤上導入函數(shù)功能塊文件”，在出現(xiàn)的“打開文件”對話框中把R_CRC.FCB和W_CRC. FCB兩文件都加進去。成功的標志是函數(shù)功能塊目錄下出現(xiàn)了R_CRC和W_CRC兩個文件目錄，如圖6. 40所示。如果在出現(xiàn)圖6. 40所示快捷菜單時，選擇了“添加新函數(shù)功能塊”，就要自行編輯C函數(shù)了。編輯好后，要單擊“編譯”按鈕，如果錯誤列表信息窗提示出錯，則要重新修改程序，再次進行編譯，直至編譯通過。

    ③調(diào)用C函數(shù)指令

    調(diào)用C函數(shù)指令示例梯形圖如圖6. 41所示。其中，R_CRC就是被調(diào)用的C函數(shù)功能塊名稱，是由用戶導入或新建的；[S1·]對應C函數(shù)內(nèi)字W的起始地扯，只能為寄存器D；[S2·]對應C函數(shù)內(nèi)位B的起始地址，只能為內(nèi)部線圈M。在圖6. 41中，當M8000上電接通時，將調(diào)用C函數(shù)R_CRC，并通過D0和M0與C進行雙向的數(shù)據(jù)傳遞。注意與C語言中函數(shù)調(diào)用的區(qū)別，在C中函數(shù)參數(shù)傳遞是由實參單向傳遞給形參的。

    圖6. 41    調(diào)用C函數(shù)指令示例

    (3)狀態(tài)表與程序的執(zhí)行過程

    自由格式通信狀態(tài)表如表6.8所示。按照圖6. 33自由格式通信梯形圖，上電后M8000接通，系統(tǒng)調(diào)用R_CRC和W_CRC函數(shù)，分別獲得校驗碼。如圖6.37(a)所示讀母線電壓的機器碼存放在從D0開始的8個寄存器中，如圖6.38所示寫頻率的機器碼存放在從D1000開始的8個寄存器中。上電初始脈沖M8002接通，置狀態(tài)S0 =1，系統(tǒng)進入S0狀態(tài)。

    ①S0狀態(tài)：當100ms時鐘脈沖M8012的上升沿來時，將D0～D7中的讀母線電壓機器碼通過通信口2發(fā)送給V5變頻器。T200延時100ms后，置狀態(tài)S1=1。

    表6.8    自由格式通信狀態(tài)表

    ②S1狀態(tài)：當M8012的上升沿來時，接收如圖6.37(b)所示V5對讀母線電壓的回應信息機器碼，并存放在D3000開始的7個寄存器中。將D3003和D3004低8位的數(shù)據(jù)合并，送D2002觸摸屏母線顯示框顯示。T201延時100ms后，置狀態(tài)S2 =1。

    ③S2狀態(tài)：由觸摸屏輸入D4000的頻率值，經(jīng)過拆字后，D4000中的高、低8位數(shù)據(jù)分別送入D1004、D1005的低8位中。當M8012的上升沿來時，將D1000～D1007中的寫頻率機器碼通過通信口2發(fā)送給V5。注意到D1004和D1005中的數(shù)據(jù)內(nèi)容正是串口設(shè)置變頻器的頻率值。T202延時100ms后，重置狀態(tài)S0 =1，如此循環(huán)重復。

    4．接線圖與在線調(diào)試

    (1)系統(tǒng)各部件接線

    信捷XC3-48RT-E型PLC與V5-20P7變頻器之間的自由格式通信接線如圖6.42所示。

    圖6.42    信捷變頻器自由格式通信接線圖

    XC3上有A和B兩個RS-485通信端子，用雙絞線分別與V5的“485+”和“485-”端子連接起來。用DVP通信電纜將PLC的通信口1與觸摸屏的PLC口連接起來，觸摸屏用PLC上的24V電源供電，PLC與變頻器都是220V市電供電。

    (2)在線調(diào)試

    下面簡要說明在線調(diào)試步驟。

    ①按照實訓1和實訓3介紹的方法繪制好圖6. 32所示人機界面，并下載到觸摸屏中。

    ②按照實訓1介紹的方法，用XCPPro軟件設(shè)計好圖6.33自由格式通信梯形圖（包括導入R_CRC和W_CRC兩個C函數(shù)），并下載到PLC中。

    ③按照圖6. 34和表6.6所示設(shè)置好PLC方和變頻器方通信參數(shù)。

    ④按照上面所述，給系統(tǒng)各部件接好線。

    ⑤給系統(tǒng)上電，在觸摸屏上出現(xiàn)圖6. 32所示的人機界面，注意觀察觸摸屏上能實時顯示變頻器的母線電壓。在觸摸屏的頻率輸入框中輸入頻率值11. 11Hz，應能觀察到變頻器也隨之顯示11. 11Hz的頻率值。

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