组态王在三菱FXU系列PLC控制系统中的应用

张恒

摘 要：随着工业技术的革新和发展，人们的工作环境和工作效率也在不断的改善和提高，在中央控制室或者是普通办公室甚至在家里，通过计算机或者智能手机、平板电脑等移动终端设备，就可以对工业现场的电气设备进行监督控制和生产管理，给工业的生产控制带来了巨大的方便和快捷，同时也促进了组态软件的完善和发展。组态王作为国内市场占有量较大的组态软件，有着简单易学、操作方便和控制功能强大的特点，在工业自动控制系统中有着较为广泛的应用。本文以交通信号灯控制系统为案例，主要从系统的硬件连接和软件组态两个方面，阐述组态王在三菱FX3U系列PLC控制系统的应用。

关键词：PLC；组态王；交通灯控制系统；人机界面

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.18.102

0 引言

交通信号灯作为车辆安全疏导装置，在日常生活中随处可见，但当交通灯控制系统出现故障时，势必造成交通紊乱，甚至发生交通事故。因此，及时发现交通灯控制系统的故障情况，及时进行维修，保证道路通畅显得尤为重要。而要做到及时发现交通灯控制系统的故障就离不开组态软件的监控，本文从硬件连接和软件组态两个方面对交通灯监控系统进行设计和实施，其中监控软件采用北京亚控科技发展有限公司开发的“组态王”组态软件来是实现，交通灯控制系统采用三菱FX3U系列PLC来实现控制。

1 组态王与PLC的硬件连接

组态王与PLC的硬件连接步骤如下：（1）将三菱FX3U系列PLC的编程电缆的RS232C串口端子接到电脑的一个COM串口上，另一端接到PLC的编程口上，并注意电缆上的箭头方向，防止插错将插头内部的针弄断；（2）当组态王安装在笔记本电脑上时，需采用USB-SC09-FXUSB编程电缆进行连接。

2 组态王的软件组态

组态王的软件组态包括通讯参数设置、变量定义和监控画面的组态设计三个方面，其中通讯参数是保证硬件设备按照既定的通信协议正确通信的核心，是组态王能否正常工作的基础。变量的定义是组态软件运行的重要步骤，是硬件与软件沟通的接口，是组态软件进行后台实时处理的重要内容，如果变量定义或者设置错误，将会导致组态王无法实现对硬件进行监督和控制。监控画面是对交通灯控制系统进行监控和操作的核心内容，是组态软件进行实时前台处理的重要内容。

2.1 通讯参数设置

选择组态王工程浏览器左边的“系统”标签，然后双击该标签目录下的“COM1”，其通讯参数按如下格式设置。波特率设为9600，数据位设为7，奇偶校验设为偶校验，停止位设置为1位，通讯方式采用RS422。

2.2 新建硬件连接

构建硬件连接是组态王软件进行监督控制或数据采集分析的基础，正确的硬件连接设置是组态软件能否实现正常监控的关键。具体的设置步骤为：单击工程浏览器左边目录树中的COM1，在右边的“内容显示区”里双击“新建”图标，在弹出的对话框中选择PLC目录下三菱FX Serial的EZSocket，紧接着点击下一步，在设备逻辑名称中输入“FX3U”，然后再点击下一步，在串口选项框里选择“COM1”，点击下一步后，在出现的设备地址栏里输入“FX2N_PRG”（注意这一步非常关键，弄错了就无法通信，并注意下划线的输入），然后依次点击下一步完成设备名称和通信方式的设置。

2.3 定义变量

单击“系统”标签目录下“数据词典”，在右边的内容显示区里找到“新建”图标并双击，在弹出的对话框定义要监控的变量，如定义变量名为“M0”的变量，该变量用于监控交通灯控制系统的启动开关 ，其变量类型为“I/O离散”，连接的设备为“FX3U”，寄存器设置为对应PLC中的M0，数据类型为Bit，读写属性为“只写”。用同样的方法可以定义各信号灯对应的变量，并将“采样频率”设为1毫秒，目的实现快速采集PLC的输出状态。

2.4 监控画面的组态设计

监控画面是操作员直接观察和操作的界面，是组态软件监控方式的最直观呈现。在设计监控画面时，首先应将相应的画面素材预先准备好，比如画面中涉及GIF动画图片时，可以先借助Fireworks软件将动画图片设计好，再将其加载到组态王软件中。在本案例中，我们首先需要用Photoshop軟件将各信号灯工作时的图片设计好，交通灯控制系统背景图片设计好（交通灯的停止状态图片可以包括在背景图片中）。在将各信号灯图片加载到监控画面后，应将信号灯与背景图片中对应的信号灯位置进行对齐重合。然后给各信号灯建立动画连接，并对动画连接对话框中的“特殊”标签下的“隐含”进行设置，隐含条件可以按照以下方式设置，当信号灯状态恒等于1时（即信号灯接通时），信号灯图片设置为显示。当信号灯状态恒等于零时（即信号灯断开时），信号灯图片被隐藏。最后在控制画面中加载图库中“控制开关”，通过双击控制开关建立与“M0”变量的连接，实现控制开关的监督和操作控制。

3 小结

组态王若要实现对PLC等硬件进行监督控制，必须完成通讯参数、变量构建和监控画面的设计。通讯参数的设置关键在于对所用串口进行波特率、数据位、停止位和奇偶校验位进行设置，而变量的新建主要取决于所要监控的对象，有的来源于组态王内部，有的来源于外部设备的软元件。监控画面作为直接操作和监控的界面，在设计时主要完成图片或者元件的组态，并对相关画面进行动画连接和变量连接，最后根据现实需要设置隐含条件，实现设备元件工作状态的模拟演示。

参考文献：

[1]三菱电机.FX系列微型可编程控制器用户手册（通信篇）[S].

[2]杨后川，张春平，张学平，陶征.三菱PLC应用100例[M].北京：电子工业出版社，2013.

[3] 北京亚控科技发展有限公司.组态王7.5使用手册[S].