工业网络及应用技术 课件 -项目2 Modbus总线应用

项目2

Modbus总线协议应用目录2.1项目描述2.2知识准备2.3任务1用PLC控制电机运转2.4任务2触摸屏应用2025/7/2313:272.1项目描述1.项目目标（1） 学习Modbus总线协议（2） 了解系统的基本构成（3） 熟悉SoMachine软件平台（4） 学习两种PLC和ATV变频器Modbus数据通讯数据交互的方式（5） 学习VijeoDesignerBasic触摸屏编程软件的基本操作（6） 学习HMI和PLC通讯原理2025/7/2313:272.1项目描述2.实践环境

硬件设备：

软件环境：SoMachine编程软件、VijeoDesignerBasic触摸屏编程软件实验设备数量备注TM241CEC24T1施耐德PLCATV320U04M2C1ATV320变频器,0.37kW71M2-41变频电机，0.37kWUSBMiniB线1PLC下载程序调试使用TCSESU083FN018口工业交换机，Ethernet/IP总线（RJ45口）HMIRXOHCA30011工控机Ethernet/IP总线（RJ45口）HMIGXU35121GXU触摸屏2.2知识准备（相关知识点）项目2的知识点，主要是关于Modbus的基本知识，Modbus总线协议由施耐德电气在1979年创建，用来建立智能设备之间的主-从/客户端-服务器通信过程，在工业制造环境中，它是一款标准的、真正开放的、使用最广泛的网络协议。据统计，截至目前，仅在欧洲和北美洲就已建立了超过700万个Modbus节点。近年来Modbus增添了应用层的报文传输协议，形成了ModbusTCP/IP协议，使传统的Modbus与以太网、互联网结合，焕发了新的活力。Modbus是IEC国际系列中的总线之一，其规范标准分为三部分：

①Modbus应用协议规范②Modbus协议在串行数据链路上的实现指南③Modbus协议在TCP/IP上的实现指南Modbus协议通信模型对应OSI互连参考模型的物理层、数据链路层和应用层。在物理层Modbus支持有线、无线类的多种传输介质，有线介质包括EIA/TIA-232、EIA/TIA-485、以太网、光纤等。在数据链路层，Modbus支持主从通信，高速令牌、以太网访问控制等。在应用层，Modbus规定了功能码，以及协议数据单元PDU的内容。2.2知识准备（相关知识点）1.Modbus主从通信Modbus在数据链路层规定通信方式为主从通信，在一条Modbus总线上任何时刻有且只有一个固定的节点作为主站，其余节点作为从站，从站的数目为1～247个。Modbus通信由主站发起，从站应答，从站在没有接收到主站发出的通信请求时，不可自行发送数据，从站和从站之间是隔离的，不可通信。2.2知识准备（相关知识点）一、Modbus通信模型Modbus主站向总线上的从站发送通信请求有两种方式：单播模式——主站对单一从站发出请求，依靠从站地址来区分从站，只有指定地址（1～247）的从站会对请求进行应答。单播模式一般用于主站向从站发送数据，或者主站向从站请求数据，从站必须做出应答。广播模式——主站对总线上所有从站发出请求，所有从站都可接收请求但无需给出应答，此模式下从站的地址就没有意义了，故主站发送请求时的目标地址写为0广播模式一般用于命令传输，主站用广播模式发送一条命令给所有从站，从站按照命令内容执行相应操作或者动作，无需应答。图2.1Modbus单播模式与广播模式一、Modbus通信模型2.寻址空间所谓寻址，简单说就是根据地址进行通信目标定位，通常把协议规定的有效地址范围称为寻址空间，Modbus的寻址空间如表2.2所示，0代表广播模式的寻址，1～247为从站地址，248～255为保留地址，即正常情况下是无效的。01~247248~255广播地址从站地址保留表2.2Modbus寻址空间二、Modbus报文Modbus总线上传输的报文结构如图2.2所示，单播模式下主站发送报文和从站应答报文的结构是相同的。报文中，地址区用于寻址，存放就是目标从站的地址（也称为站号），总线上的从站接收到报文时，先根据地址区内容来判断这条消息是否是发给自己的，是的话则做出应答，不是的话将不做反应，地址区内容为0时，表示广播模式。功能码表示主站提出的具体需求，如索要从站的某些数据（称为“读”），或者修改从站的某些数据（称为“写”）等。数据区存放的是主站请求或者从站响应参数，比如主站具体索要的是从站哪些数据、索要数据的数量等，或者具体要修改哪些数据、修改成什么值等。校验区存放的是校验码，Modbus传输有RTU和ASCII两种模式，这两种模式校验码分别是CRC校验码和LRC校验码。图2.2Modbus报文结构三、Modbus协议规范Modbus协议指的是Modbus应用协议规范，本节介绍Modbus功能码，ModbusRTU、 ModbusASCII两种模式下单播通信和广播通信时主站、从站通信过程和报文。1.Modbus功能码

Modbus功能码共有三种：公共功能码、用户自定义功能码和保留功能码，本书仅对公共功能码进行介绍，如非特别说明，本书中的Modbus功能码指的是Modbus公共功能码。表2.3显示了常用的功能码的定义。三、Modbus协议规范对象功能功能码（十进制）线圈读线圈状态1离散输入读离散输入点状态2寄存器读保持型寄存器内容3寄存器读输入寄存器4线圈写单个线圈5寄存器写单个寄存器6线圈写多个线圈15寄存器写多个寄存器16表2.3Modbus常用功能码定义三、Modbus协议规范线圈和寄存器都是控制器电路常用的电子器件，在Modbus协议中，线圈代表了位数据（长度是1个位），寄存器代表了字数据（长度是16个位）。离散输入是与PLC相关的概念，PLC的输入点是彼此独立的，称为离散输入，PLC输入点的状态同时也会存储在输入寄存器里（寄存器的每一个位对应一个输入点），也就是说，可以用功能码2来读取某个输入点状态，也可以用功能码4来读取存放在寄存器里的多个输入点状态。三、Modbus协议规范2.ModbusRTU模式通信RTU即远程终端单元（RemoteTerminalUnit），ModbusRTU模式的特征是：①直接传送二进制数据，不进行编码，数据长度单位为字节。②报文没有起始和终止标识符，依靠时间间隔来区分报文。③采用CRC校验，校验码为16位（2字节）。ModbusRTU报文结构如图2.3所示，报文之间有相当于传输4个字节的时间间隔用以区分报文。图2.3ModbusRTU报文结构三、Modbus协议规范假定单播模式下，主站对站号为1的从站中连续多个寄存器进行读写，ModbusRTU报文格式举例如下（报文内容均为十六进制）：1）读地址为1~4的寄存器内容主站发出的报文为：2.4读寄存器主站发出的报文格式区域地址区功能码数据区校验区从站站号起始寄存器地址寄存器数量CRC高字节CRC低字节内容01030001000415C9长度1字节1字节2字节2字节1字节1字节三、Modbus协议规范

主站发出的报文格式如表2.4所示，内容解析如下：16#01——主站向站号为1的从站请求16#03——读取其连续多个寄存器内容16#0001——从第1号寄存器开始16#0004——连续4个寄存器的内容16#15、16#C9——CRC校验码=16#15C9三、Modbus协议规范从站应答的报文：表2.5读寄存器从站应答的报文格式从站应答的报文格式如表2.5所示，内容解析如下：16#01——站号为1的从站应答16#03——提供连续多个寄存器内容16#08——提供内容数据总长度为8个字节16#0001——1号寄存器内容为116#0102——2号寄存器内容为25816#2134——3号寄存器内容为850016#01F4——4号寄存器内容为50016#3E、16#CF——CRC校验码=16#3ECF区域地址区功能码数据区CRC高字节CRC低字节从站站号字节数量1号寄存器2号寄存器3号寄存器4号寄存器内容01030800010102213401F43ECF长度1字节1字节1字节2字节2字节2字节2字节1字节1字节三、Modbus协议规范2）写地址为1～4的寄存器内容主站发出的报文：

表2.6写寄存器主站发出的报文格式区域地址区功能码数据区CRC高字节CRC低字节

从站站号起始寄

存器寄存器数量字节数量1号寄存器2号寄存器3号寄存器4号寄存器

内容011000010004080101020203030404D011长度1字节1字节2字节2字节1字节2字节2字节2字节2字节1字节1字节三、Modbus协议规范主站发出的报文格式如表2.6所示，内容解析如下：16#01——主站向站号为1的从站请求16#10——写其连续多个寄存器内容16#0001——从第1号寄存器开始16#0004——连续4个寄存器的内容16#08——主站写入内容数据总长度为8个字节16#0101——1号寄存器内容写为25716#0202——2号寄存器内容写为51416#0303——3号寄存器内容为77116#0404——4号寄存器内容为102816#D0、16#11——CRC校验码=16#D011三、Modbus协议规范从站应答的报文：表2.7写寄存器主从站应答的报文格式从站应答的报文格式如表2.7所示，内容解析如下：16#01——站号为1的从站应答16#10——重复主站请求的功能码16#0001——重复起始寄存器地址16#0004——重复写入寄存器数量16#0A、16#90——CRC校验码=16#0A90区域地址区功能码数据区校验区从站站号起始寄存器地址寄存器数量CRC高字节CRC低字节内容0110000100040A90长度1字节1字节2字节2字节1字节1字节三、Modbus协议规范3.ModbusASCII模式通信ASCII即美国信息交换标准代码（AmericanStandardCodeforInformationInterchange），是基于拉丁字母的一套电脑编码系统。ModbusASCII模式的特征是：①对二进制数据进行ASCII编码后再传送，数据长度单位为字符③②报文有固定的起始和终止标识符③采用LRC校验，校验码长度为2个字符ModbusASCII报文格式如图2.4所示，用起始符（“：”）和终止符（回车“CR”、换行“LF”）来区分报文。图2.4ModbusASCII报文结构三、Modbus协议规范同样假定单播模式下，主站对站号为1的从站中连续多个寄存器进行读写，ModbusASCII报文格式举例如下（报文内容均为ASCII码）：1）读地址为1的寄存器内容主站发出的报文：表2.8读寄存器主站发出的报文格式读地址为1的寄存器内容主站发出的报文格式如表2.8所示，内容解析如下：

“01”——主站向站号为1的从站请求

“03”——读取其连续多个寄存器内容

“0001”——从第1号寄存器开始

“0001”——连续1个寄存器的内容

“2””B”——LRC校验码=16#2B区域起始符地址区功能码数据区校验区结束符从站站号起始寄存器地址寄存器数量LRC内容:0103000100012BCRLF长度1字符2字符2字符4字符4字符2字符2字符三、Modbus协议规范从站应答的报文：表2.9读寄存器从站应答的报文格式从站应答的报文格式如表2.9所示，内容解析如下：

“01”——站号为1的从站应答

“03”——提供连续多个寄存器内容

“02”——提供内容数据总长度为2个字节

“2000”——1号寄存器内容为16#2000（即8192）

“2”、”E”——LRC校验码=16#2E区域起始符地址区功能码数据区校验区结束符从站站号字节数量1号寄存器LRC内容:01030220002ECRLF长度1字符2字符2字符2字符4字符2字符2字符三、Modbus协议规范2）写地址为1的寄存器内容主站发出的报文：表2.10写寄存器主站发出的报文格式写地址为1的寄存器内容主站发出的报文格式如表2.10所示，内容解析：

“01”——主站向站号为1的从站请求

“10”——写其连续多个寄存器内容

“0001”——从第1号寄存器开始

“0001”——连续1个寄存器的内容

“02”——主站写入内容数据总长度为2个字节

“1010”——1号寄存器内容写为16#1010（即4112）

“9”、“3”——CRC校验码=16#93区域起始符地址区功能码数据区校验区结束符从站站号起始寄存器地址寄存器数量字节数量1号寄存器LRC

内容:01100001000102101093CRLF长度1字符2字符2字符4字符4字符2字符4字符2字符2字符三、Modbus协议规范从站应答的报文：表2.11写寄存器从站应答的报文格式写地址为1的寄存器内容从站应答的报文格式如表2.11所示，内容解析：

“01”——站号为1的从站应答

“10”——重复主站请求的功能码

“0001”——重复起始寄存器地址

“0001”——重复写入寄存器数量

“1”、”E”——LRC校验码=16#1E区域起始符地址区功能码数据区校验区结束符

从站站号

起始寄存器地址寄存器数量LRC

内容:0110000100011ECRLF长度1字符2字符2字符4字符4字符2字符2字符三、Modbus协议规范对比ModbusRTU和ModbusASCII，可以看出，ModbusRTU报文长度远小于ModbusASCII报文长度，因此同样传输速率下，ModbusRTU传输效率更高，反过来，当受限于物理层条件，不能达到较高传输速率时，也可以选择ModbusASCII；ModbusASCII对传输的数据进行编码，报文可以直接为应用层的程序所用，ModbusRTU传输的数据则需要相应的编码解码过程，不过大多数程序开发软件或编辑器都已集成了自动编码解码的功能，因此ModbusRTU应用范围更广一些。三、Modbus协议规范4.ModbusTCP/IP协议TCP/IP协议组是指包括TCP（TransmissionControlProtocol）和IP（InternetProtocol）在内的一组协议，原本属于以太网技术，随着以太网技术向工业应用环境的延伸，TCP/IP协议也与现场总线技术发生融合，ModbusTCP/IP就是典型的融合结果。TCP/IP协议组对应OSI互连参考模型的数据链路层、网络层、传输层和应用层，ModbusTCP/IP保留了数据链路层、网络层、传输层的TCP/IP协议，应用层则采用的是标准Modbus协议，因此ModbusTCP/IP相当于以太网上的Modbus总线。三、Modbus协议规范以太网传输速率高，传输数据量极大，其通信帧采用封装方式产生，图2.5描述了以太网通信帧封装的过程。图2.5以太网通信帧封装过程ModbusTCP/IP相当于把符合Modbus协议的数据按图2.5过程封装成以太网通信帧，在以太网总线上传输，封装进以太网通信帧应用数据区的ModbusTCP/IP应用数据单元结构如图2.6所示。图2.6ModbusTCP/IP应用数据单元结构三、Modbus协议规范MBAP报文头为ModbusTCP/IP专用的，其长度为7个字节，其常见内容如表2.12所述表2.12MBAP报文头内容字符与字节长度都是8位，字节用来直接表述数据，字符则常用在经过编码形成符号的数据上，例如数据16#0A长度为1个字节，经过ASCII编码，编码结果“0A”则是由字符“0”和字符“A”构成的，字符“0”=16#30，字符“A”=16#41，“0A”的长度用2个字符表示更为合适。字段长度（字节）描述事务处理标识符2识别Modbus请求/响应事物处理协议标识符20=Modbus协议长度2随后的字节数量单元标识符1识别串行链路上或其他总线上连接的远程从站任务1用PLC控制电机运转2.3任务要求TM241PLC作为控制器，采用标准的ModbusRTU协议，通过RS485串口通讯的方式，控制变频器，实现电机的正反转运行，并且可以实时改变运行频率。要正确配置串口以中断方式接收/发送数据，以及串口相关的参数等。一、

系统结构用PLC控制电机运转系统结构如图2.7所示。该系统中，PLC作为Modbus主站、变频器作为Modbus从站。图中的PLC采用TM241PLC，它有两个串口，SL1为RJ45接口形式，SL2为螺钉接口形式，两个串口均可以使用。这里采用SL1口，直接用一根标准网线连接到ATV320变频器的RJ45网线接口。在进行485通讯的时候，仅用到了网线的4、5、8这三个引脚的接线。图2.7用PLC控制电机运转系统结构图二、

变频器参数设置PLC的串口引脚定义如表2.13所示，变频器RJ45口引脚定义如表2.14所示。表2.13PLC串口引脚定义表2.14变频器RJ45口引脚定义引脚12345678功能CAN_LCAN_HCAN_GNDD1D0NC5Vdc公共端二、

变频器参数设置使用变频器集成显示终端，对变频器参数进行设置，建议在修改任何参数设置之前先停机，确保人身安全。采用Modbus通讯方式时，变频器参数路径及含义列于表2.15中，根据任务需要，进行相应设置。表2.15变频器参数表变频器Modbus通讯设置参数路径设定值说明COnF---FULL---Con---nd1---Add1Modbus从站地址设置1号站COnF---FULL---Con---nd1---tbr192Modbus通讯波特率19.2KCOnF---FULL---Con---tFo8n1Modbus通讯格式COnF---FULL---Ctl---Fr1ndb通过网络给定频率COnF---FULL---Ctl---CHCFsin组合通道，通过网络启动变频器二、

变频器参数设置1、Modbus从站地址设置

在对变频器参数进行设置时，按下变频器的设置键，观察变频器的集成显示终端，按照图2.8顺序设置从站地址，设置为1号。图2.8Modbus从站地址设置二、

变频器参数设置2、Modbus通讯波特率设置按下变频器的设置键，观察变频器的集成显示终端，按照图2.9顺序设置变频器的通信波特率，设置为19.2kbps。图2.9Modbus通讯波特率设置二、

变频器参数设置3、Modbus通讯波数据格式设置按照表2.10，Modbus通讯波数据格式设置顺序如图2.10所示图2.10Modbus通讯数据格式设置二、

变频器参数设置4、频率给定方式设置为Modbus网络按照表2.15，Modbus通讯波数据格式设置顺序如图2.11所示。频率给定方式设置为Modbus网络，设置顺序如图2.7所示。图2.11频率给定方式设置为Modbus网络二、

变频器参数设置5、组合通道，通过网络启动变频器本例中控制和频率给定全部由通信给定，将控制模式设置为SIN组合模式，与出厂设置相同；用户需根据实际情况进行模式选择。集成显示终端的设置如图2.12所示：图2.12组合通道，通过网络启动变频器络

三、硬件配置1.SoMachine编程软件平台的硬件组态SoMachine软件是一款集成Vijeo-Designer软件的开放、高效的专业软件解决方案。它同时集成用于运动控制设备的配置和传送工具。它具备符合IEC61131-3标准的语言功能，集成现场总线配置程序、专家诊断功能和故障调试功能，以及维护和可视化等多重功能。

三、硬件配置对于该任务，基于SoMachine编程软件平台的操作过程如下：1）双击打开SoMachine编程软件，选择新建项目—>空项目，然后填写项目名称后点击创建项目，如图2.13所示。图2.13创建项目窗口三、硬件配置2）点击配置，选择正确的PLC型号后点击箭头添加PLC硬件，等待十几秒钟，系统会自动添加硬件相关的库文件，右边出现PLC图标后，点击确定。PLC硬件组态图如图2.14所示。图2.14PLC硬件组态三、硬件配置3）双击图2.15中的“控制器”，就可以进入PLC编程界面，编程界面如图2.16所示。图2.15进入编程界面三、硬件配置SoMachine软件编程界面的任务栏主要分三块：1）应用程序树：所有程序、变量、任务配置都放在该栏目2）工具树：库文件、视图、跟踪、符号配置等都放在该栏目3）设备树：PLC本体硬件配置、硬件扩展模块配置、通讯配置等都放在该栏目图2.16SoMachine软件编程界面三、硬件配置2.串口通讯配置1）按照图2.17指示添加ModbusIO扫描器，“串行线路1”的缺省通讯协议是“SoMachine_Network_Manager“，在协议处右键删除改协议。选中“串行线路1（SL1）”，右键点击→添加设备→ModbusIOScanner。图2.17添加ModbusIO扫描器三、硬件配置2）按照图2.18指示添加Modbus从站鼠标右键ModbusIOScanner选择添加设备，选择GenericModbusSlave图2.18添加Modbus从站三、硬件配置3）按照图2.19指示进行站号设置，为从站GenericModbusSlave设置站号1（为啥设成1可以说明一下）。图2.19站号设置三、硬件配置4）双击图2.16中的Seriel_Line_1，设置和变频器一样的通讯参数，按照图2.20进行各个参数设置。（为什么这么设置可以描述一下，波特率要设置的和哪个一致等等）图2.20通讯参数设置四、变频器通信参数配置1.ATV320通讯变量说明在M241PLC中编写程序，将变频器的内部变量映射到本地寄存器，通过对本地寄存器进行读写，来完成对变频器的监控。先介绍一下ATV320内部字，在此仅列出本例中使用的ATV320内部寄存器以及对应功能，见2.16。对于ATV320变频器实现Modbus通信控制的状态字以及控制字说明如表2.17所示。在使用中可以根据项目要求设置。表2.16ATV320变量表类型地址代码说明读出变量3201（16#0C81）ETA状态字3202（16#0C82）rFr输出频率写入变量8501（16#2135）CMD控制字8502（16#2136）LFR频率给定四、变频器通信参数配置表2.17ATV320状态字位状态字ETA(W3201)控制字CMD(W8501)Bit0通电准备就绪/动力部分线电源挂起上电/接触器控制Bit1通电/就绪允许电压/允许交流电压Bit2运行被允许/运行快速停车/紧急停车Bit3故障允许操作/运行命令Bit4电压有效/动力部分线电源有电保留＝0Bit5快速停动保留＝0Bit6通电被禁止/动力部分线电源被禁止保留＝0Bit7报警故障复位/确认故障Bit8保留＝0暂停Bit9远程/通过网络给出的命令或给定保留＝0Bit10达到目标/达到给定保留＝0Bit11内部限值有效/给定超出限制正转/反转Bit12保留＝0可分配的Bit13保留＝0可分配的Bit14通过STOP键停止可分配的Bit15转动方向可分配的四、变频器通信参数配置2.ATV320通讯变量映射将ATV320通讯变量映射到PLC有两种方法，一种是通过能块Read_var/Write_var编写读写程序映射到本地寄存器，另一种方法是通过配置IOScanner映射到本地寄存器。第一种方法需要编写PLC程序，RS485串口通讯是采用轮询的方式，因此读写功能块是无法同时被触发，因此需要通过程序将两个或多个功能块分时触发。PLC的Modbus读写程序框图如图2.21所示（见下页或点击图2.21）。四、变频器通信参数配置图2.21Modbus读写程序四、变频器通信参数配置第二种方法通过配置IOScanner变量，不需要需要编写PLC程序，配置好的通讯变量会自动实时刷新。在GenericModbusSlave进入Modbus从站通道菜单，点击添加通道，选择存取类型（读出变量选择函数代码3，写入变量选择函数代码16），然后再填写需要读取的变量的16进制地址和数据长度就可以了。将2.3.6节的4个变量一一配置好，如图2.22所示（见下页或点击图2.22）。四、变频器通信参数配置图2.22IOScanner变量配置四、变频器通信参数配置进入ModbusMasterI/O映射菜单，我们就可以看到刚才配置好的2个读取和2个写入变量。见图2.23，将4个变量分别定义4个变量名字和地址实现关联，以后的程序中，只要用到左侧这4个变量名字就可以获取状态字ETA和输出频率OutputFrq，或者通过修改ControlWord和FrequencySet的变量值，然后传输到ATV320变频器，实现对变频器的控制。图2.23关联变量名五、程序编写变频器的内部操作遵循DSP402状态表，变频器DSP402状态表如图2.24所示。图2.24变频器DSP402状态表九、程序编写

1.ATV320变频器控制功能块编写在应用程序树里新建一个FuntionBlock程序，通过对控制字CMD的写操作控制变频器，以及状态字ETA获取变频器的当前状态，程序严格按照变频器的内部操作遵循DSP402状态表流程。变频器控制功能块代码及代码窗口如图2.25所示（见下页或点击图2.25）。五、程序编写图2.25变频器控制功能块代码五、程序编写2.变频器控制功能块的调用变频器控制功能模块的主程序调用方式以及代码如图2.26所示。在Main主程序的Prog里，调用SR_ATVControl子程序。而子程序SR_ModbusCommunication()临时被注解屏蔽，SR_ModbusCommunication子程序是通过Read_var/Write_var映射的方式供读者参考。图2.26主程序调用六、PLC程序下载及运行PLC程序下载及运行步骤如下：1.先进行PC端的IP地址配置，查看PLC的IP地址配置窗口。如2.27，此时PLC的IP网段是192.168.12。图2.27PLC以太网IP地址配置七、程序编写将PC的以太网IP设置为和PLC同一个网段，但是不同的地址，注意不要和整个以太网络中的其他设备的IP地址冲突，这里设置为192.168.12.33，如图2.28所示。图2.28PC电脑IP地址配置七、程序编写2、打开PLC程序，在MyController里的控制器选择菜单，点击刷新按钮就可以看到PLC的当前IP地址见图2.29。图2.29PLC连接刷新七、程序编写如果刷新出来的PLC当前IP地址和上图中的设置IP地址不一样，可以选中TM241CEC24T，鼠标右键选择处理通讯设置。在线修改PLCIP地址窗口如图2.30所示。选择“处理通信设置”后，弹出IP地址设置窗口，如图2.31所示。在该窗口在线修改PLC的IP地址和子网掩码以及网关，点击确定需要等待十几秒钟让其生效，之后重新刷新，就会发现PLC的IP地址改过来了。图2.30在线修改PLCIP地址七、程序编写

图2.31IP地址在线设置七、程序编写3）双击选中TM241CEC24T后，字体会变为黑体，见图2.32。图2.32选中PLC4）点击圆圈的登录按钮，登录PLC，界面如图2.33所示。图2.33登录PLC七、程序编写5）在跳出如图2.34的窗口，选择“是”，就可以将P程序下载到PLC硬件中去，下载完成后点击运行按钮就可以运行PLC程序了。图2.34程序下载确认6）点击调试菜单的开始按钮，PLC程序就开始运行，我们可以在线监控程序的运行状态，如图2.35所示。通过鼠标点击“HMI_xForward_ATV320”变量，修改变量预设状态，然后按下键盘的Ctrl+F7组合按键，将预设状态写到PLC生效，启动变频器运行。我们建议通过下一个《触摸屏应用》任务，设计开发好触摸屏工程画面，通过触摸屏的按钮实现对变频器的控制，这样子的人机交互方式更加直观方便，这是工厂实际应用的传统操控方式。七、程序编写图2.35程序在线监控任务2触摸屏应用2.4任务要求通过网线将触摸屏也挂到交换机上，触摸屏可以通过Modbus/TCP协议实现和PLC的通讯。触摸屏作为人机交互设备，通过M241PLC采用ModbusRTU通信控制ATV变频器，实现电机的正反转运行，以及调整运行频率。一、

系统结构触摸屏和PLC通讯系统架构图如图2.36所示，采用标准网线到GXU3512触摸屏的I接口，网线的另一端接到交换机上，触摸屏接口示意图如图2.37所示。同时PLC也连接到交换机上（连接方式标准网线？）。PLC可以通过Modbus/TCP协议实现和触摸屏的通讯，PLC与变频器之间通信仍然采用ModbusRTU。该项目可以通过触摸屏控制电机的正反转运行以及运行，以及转速控制。

图2.37触摸屏接口示意图图2.36触摸屏和PLC通讯系统架构图二、VijeoDesignerBasic创建HMI项目

GXU3512触摸屏的软件为VijeoDesignerBasic，该软件是一款为MagelisHMIGXU系列HMI（人机界面）面板开发并配置应用程序的软件包。1）打开VijeoDesignerBasic，建立新工程，如图2.38所示，选择触摸屏的信号为GXU3512。完成后，进入导航窗口。图2.38新建工程二、VijeoDesignerBasic创建HMI项目2）触摸屏选型之后，进入导航窗口，然后进行IP地址设置，如图2.39所示。在导航窗口选择Target的常规菜单，设置以太网的IP地址为192.168.12.30，保证触摸屏的IP地址网段和任务1中的PLC的IP地址处于同一个网段，但是地址不能相同。图2.39触摸屏IP地址设置二、VijeoDesignerBasic创建HMI项目3）通讯驱动选择窗口如图2.40所示，在此添加I/O驱动，驱动的作用是通过它来实现和PLC的连接。鼠标选中I/O管理器，右键选择新建驱动程序，在弹出的窗口选择Modbus设备，点击确定。图2.40通讯驱动选择二、VijeoDesignerBasic创建HMI项目4）从站PLC通讯参数配置界面如图2.41所示，在设备配置菜单，设置要连接的PLC的IP地址，这里是192.168.12.20，IEC61131语法打钩，选择低字优先。这样一个HMI项目就新建好了，并且配置好了基本通讯设置。图2.41从站PLC通讯参数配置三、VijeoDesignerBasic变量定义触摸屏和PLC数据交换是通过变量的物理地址，因此必选先确定PLC程序的变量及地址，然后新建触摸屏程序的变量与之关联。在SoMachine软件平台上，PLC的变量定义窗口如图2.42所示，PLC的变量定义在GVL中，但是我们每一个应该建立一个变量参数Execl表格，更加方便项目的管理和查询，Excel表格的变量信息可以做得更加详细。TM241CEC24TPLC变量表如表2.18所示。表格中的“HMI地址”则是该变量在触摸屏编程软件中对应的物理地址。因此我们需要在触摸中建