台达DOP触摸屏在电力系统的应用.doc

台达DOP触摸屏在电力系统的应用摘要：本文将介绍台达触摸屏在某电力系统整流逆变电源控制系统上的应用。在此项目中，通过台达HMI宏指令将西门子S7-200PLC、漏电巡检仪、电池巡检仪、上位机集成在一个系统应用项目里面分享数据。 关键字： 人机界面 宏指令 一屏多机 1 引言 某配套厂商是电力系统单位，电力对设备的可靠性要求很高，因此厂商对所使用工控产品性能和可靠性有很高要求。该整流逆变电源控制系统中上位机电源监控软件使用电力系统通用的CDT规约（供电网微机远动循环式规约），巡检仪支持MODBUS RTU协议，而且要求交换的数据量较大，这样一来，在编写HMI软件时工作量很大，尤其是宏指令这块，并且使用了背景宏、初始化宏、CLOCK宏、执行前/后宏、画面CYCLE宏、子宏等多类宏，分散在很多的画面中。一但开发成功，很难被替换。目前，该客户已经逐渐开始批量使用台达HMI，而且很认可其品质。加之电力系统正在进行大规模的改造，市场前景非常光明。预计在不久的将来，三万五以上的变电站会出现很多台达触摸屏的集成应用项目。2 系统概述 系统用于电力局整流逆变电源控制，西门子200PLC完成开关量和模拟量采集和控制，漏电和电池巡检仪采集整流逆变电源的实时参数，上位机通过与HMI的通讯实现控制层设备状态的监视和历史数据的保存及管理，台达HMI实现本地监控以及此系统通讯的枢纽。从整个系统的架构来看，充分利用了台达AE系列触摸屏3个通讯口可以兼容3种不同协议的能力，实现了这个控制层设备的连网。另外，强大的宏指令也保证了系统功能的实现。 从图1台达DOP触摸屏应用系统可以看到，触摸屏的COM1口使用RS232方式连接上位机，上位机的软件通讯协议为CDT，对于特殊协议可以使用台达触摸屏丰富的宏指令实现。COM2口使用RS485方式连接多台电力巡检设备，这些设备均支持MODBUS RTU格式，在使用宏指令编写通讯程序时根据MODBUS格式很容易就建立好了通讯程式。COM3口使用RS485方式连接西门子S7-200PLC，波特率使用19200bps。 图1 台达DOP触摸屏应用系统3 Screen Editor软件编写 根据系统前景及架构介绍，描述三个通讯口建立连接技术。 3.1与西门子S7-200通讯程序的编写 （1）建立一个新文件。启动Screen Editor软件，建立一个新文件，【设定模组参数】的设置如图2所示。 图2 建立一个新文件（2）模组参数的通讯设置。在通讯设置里要选对通讯口，通讯格式（本例为8，E，1，19200bps）,PLC站号。 通讯格式，站号要与所要连接的控制器一致。这样与S7-200的通讯就建立好了，参见图3。 3.2 与上位机通讯宏指令的编写 （1）初始化。Initial Macro初始化宏在触摸屏上电后运行一次，此案例使用初始化宏来设定通讯协议： （2）设定通讯协议。INITCOM COMPORT的起始化，用来设定通讯协议： （3）Variable2设定。INITCOM中Variable2的设定（通讯协议）： 其中： Flow Control：流程控制，传输数据时，由于实时压缩、除错等新的传输处理技术，使通讯的速度和正确性大幅提高，但也使计算机和人机间数据传输的速度往往会远大于之间真正的数据传送速度，为确保数据安全及完整传送于计算机与人机之间，因此要有传送流程的控制。 No Flow Control：不加以设定。 CTS/RTS：为硬件流程控制，由硬件产生的电气脉波经总线至内接式调制解调器或是由连接线至外接式调制解调器来达成流程控制。 DSR/DTR：也是硬件流程控制，用于计算机跟人机以电缆直接联机。 XON/XOFF：为软件流程控制，通常只用于 2400bps 之 Modem 中，控制方式是由软件产生句柄，并将其加在传送的数据之中。 （4）编收发数据的程式。通讯协议设定好了，下一步就使用宏指令根据协议来编收发数据的程式： 其中： SELECTCOM 经由此项指令，来选定要切换哪一个通讯端口，0代表COM1，1代表COM2。（切换后，所有的通讯指令将自动针对所切换的通讯端口作处理，不同的宏之间的切换并不会互相支持或是干扰）。此段使用COM1口与上位机连接，因此使用了SELECTCOM（0）。 PUTCHARS 经由通讯端口，输出字符。V1为通讯后回传的值，可经由此值，得到这次通讯的结果，V2为传输数据的起始地址，V3为数据的长度，V4为所允许的最大通讯时间，其单位为千分之一秒。 GETCHARS 经由通讯端口得到字符。V1为通讯后回传的值可经由此值，得到这次通讯的结果，V2为传输数据的起始地址，V3为数据的长度，V4为所允许的最大通讯时间，其单位为千分之一秒。 根据以上几个指令，按照通讯协议来编程式，这样就能很快捷的建立通讯。有关校验以及字符处理，本文不再介绍。 3.3 与巡检仪通讯宏指令的编写 （1）通讯协议的设定在上面的Initial宏中完成： （2）通讯协议设定好后，下一步就使用宏指令根据协议来编收发数据的程式： 此段使用COM2口与巡检仪连接，因此使用了SELECTCOM（1）。根据PUTCHARS, GETCHARS指令建立通讯程式，与COM1口的区别也就在校验和字符处理方面，只要成功的建立一个通讯，另一个通讯也就迎刃而解了。 4 结束语 台达AE/AS人机3个通讯口可以独立使用。使用方便功能丰富的宏指令可以完成许多复杂的通讯功能。案例将台达HMI通讯优势淋漓尽致的展现出来。台达人机界面功能和品质的技术进步发展得到了行业用户的认可和欢迎。(end)摘要：随着触摸屏技术的发展及生产过程对人机界面（HMI）功能提升，人机界面一机多屏的应用方式越来越普遍。本文用清晰的图示结合实际工程开发案例详细的说明台达DOP是如何实现一机多屏功能的。 关键字：人机界面宏指令1引言现在市面上很多的人机界面都提供了方便的一台控制器连接两台或者多台HMI的功能，也就是工程上常说的一机多屏系统，如台湾威纶科技股份有限公司WeinView系列和台湾HITEC(海泰克)等都可以实现一机多屏系统。台达的DOP系列触摸屏人机功能很强，但在ScreenEditor编辑软件中并没有提供一机多屏集成应用功能，本文提出DOP触摸屏一机多屏功能集成设计技术。2原理设计台达DOP系列触摸屏的特点之一是提供了2个通讯口，而且2个通讯口可以独立使用。可以用一个通讯口连接控制器，另一个通讯口连接第二台或者第三台触摸屏，以下将结合工程案例给出DOP系列触摸屏一机多屏系统设计。所有的从机与PLC的数据交换都是通过主机中的宏完成周转的。每台人机可以运行不一样的程序。举一反三，这种形式推广的一个变型就是可以在多台人机和多台控制器之间轻松的完成数据的交换。2.1一机双屏系统设计图1DOP触摸屏一机多屏系统框图参见图1，用一个DOP触摸屏作为MasterHMI，其余若干个人机作为SlaveHMI，分别为2#、3#.。MasterHMI的COM1与台达EH系列PLC通过RS232连接，MasterHMI的COM2与各个SlaveHMI通过RS485连接。这样，MasterHMI作为两条线路上的主站，负责交换两条线路上的数据。本例采用两台HMI同一个PLC连接，图1系统图简如图2所示，两台DOP触摸屏直接通过MODBUSASCII来连接。图2DOP触摸屏一机双屏系统框图2.2双屏数据同步显示功能1：两台HMI同时显示PLC的数据变化。DOP有个很大的特点就是支持宏指令功能，所以这些功能都要依靠宏来实现。我们先设功能1中PLC用到的寄存器地址为D200,D201。2#SlaveHMI与之对应的地址设为$109,$110，根据表1DOP内部与MODBUS的对应关系可以知道对应MODBUS的地址为W40110,W40111。然后在MasterHMI中用BMOV指令将D区传送给$区就行了。表1DOP内部与MODBUS的对应关系 Modbus addressHMI 内部数据定义W40001 W41024$0 $1023内部缓存器W42001 W43024$M0 $M1023断电保持内部缓存器W44001RCPNO配方编号缓存器W45001 .RCP0 RCPn配方缓存器B00001 B01024$2000.0 $2063.15内部缓存器（bit）B01025 B02048$M200.0 $M263.15断电保持内部缓存器（bit） 2.3双屏数据同步修改功能2：当其中任意一台HMI修改PLC寄存器的数值时，同时能在另一台HMI上一起变化。参见图3，要实现主从人机换画面同步，就要用【系统控制区】来帮忙了。设主从人机共用从机的MODBUS地址W40100来切换画面。2.4双屏画面同步切换功能3：当一台HMI切换画面时，另一台HMI也会自动切换。参见图4，其中绿色表示在2#SlaveHMI中执行的；桔色表示在1#MasterHMI中执行的。本功能实现关键是主从机都可以改变PLC中的数据。设PLC中的寄存器地址为D100,D101。2#SlaveHMI与之相对应的地址是W40010,W40011。我们的思路是这样：当1#MasterHMI完成对D100,D101的数值输入的时候，触发一个标志位1#$101.0（1#表示1#Master，2#表示2#SlaveHMI）。在1#backgroud宏中检查$101如果为1，就Call子宏2，在子宏2中用BMOV指令把D100,D101分为传送给2W40010,2#W40011以达到数据同时改变。同时启动D100,D101的执行后宏，先做200ms延时，之后复位$101.0.同样的做法，当2完成对2#W40010,2#W40011数值输入后触发标志位2#B00001。因为在1#backgroud宏的IF语句中不能直接使用BasePort或者Link2的地址，所以要先把2#B00001GET到$100.0，之后在在1#backgroud宏中检查$100如果为1，就Call子宏1，在子宏1中用BMOV指令把2W40010,2#W40011分为传送给D100,D101以达到数据同时改变。同时启动2W40010,2#W40011的执行后宏，先做200ms延时，之后复位2#B00001。3种功能实现的图示图下图所示：PLC1#MasterHMI2#SlaveHMI图3双屏数据同步显示图4双屏数据同步修改 图5双屏画面同步切换3ScreenEditor软件设计系统原理设计要通过ScreenEditor来软件实现。由于篇幅的限制，一些基本的软件操作就不在此文说明，本文只提到一些比较关键的点。3.11#MasterHM程序设计启动ScreenEditor软件，建立一个新文件，【设定模组参数】的设置新建一个Link2，用1#MasterHMI的COM2去连接2#SlaveHMI，如图通讯Link2新建1-Screen_1画面。其中D101的属性设置与D100一样。建立2-Screen_1画面，来配合切换画面的实现2-Screen_2画面建立Backg