TPC7062Ti人機(jī)系統(tǒng)實現(xiàn)PLC以太網(wǎng)通信

袁吉勝，閆佳佳，謝昌成

（上海船舶設(shè)備研究所，上海 200031）

0 引言

干燥過濾裝置包含A塔控制流程、B塔控制流程、A塔再生、B塔再生、露點測試功能、停機(jī)功能等功能。干燥過濾裝置控制系統(tǒng)其設(shè)計年代久遠(yuǎn)并無人機(jī)交換系統(tǒng)，而上述A、B塔控制流程動輒可達(dá)10 h，A塔再生、B塔再生過程中需要人為不間斷地測量設(shè)備再生過程的溫度以確保設(shè)備安全，露點測試中讀取相關(guān)數(shù)值則需要人為讀取記錄，存在一定誤差，急需在原裝置上增加人機(jī)系統(tǒng)實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)實時同步監(jiān)測。因此PLC與顯示器之間需要相互通信，各閥門狀態(tài)I/O信號狀態(tài)需要共享，A、B的動作狀態(tài)需要相互告知，實現(xiàn)聯(lián)動和保護(hù)互鎖等安全措施，這些信息都需要在PLC與顯示器間的通信來實現(xiàn)，因此，如何實現(xiàn)PLC與顯示器之間的通信便成為急需解決的難題。

以太通信指的是一種基于總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，使用分布式仲裁機(jī)制來解決沖突。TPC7063Ti集成了一個10/100 M自適應(yīng)的以太網(wǎng)接口，CPU 1511-1PN控制器集成了PROFINET接口(X1)，帶雙端口交換機(jī)，PLC件需要配置成一個以太網(wǎng)通信的方式，在PLC與顯示器之間實現(xiàn)通信，可以通過簡化I/O等硬件的重復(fù)連接，進(jìn)而簡化程序編寫，從而實現(xiàn)復(fù)雜的人機(jī)交換控制等。采用以太網(wǎng)電纜通過PLC的PROFINET接口(X1)與TPC7063Ti的以太網(wǎng)口連接，進(jìn)行PLC與顯示器的通信[1]。

1 硬件調(diào)試步驟

1.1 配置PLC

雙擊[TIAV15]博途編程軟件，進(jìn)入硬件配置界面。雙擊“PLC_1”，將此中央處理器模塊PROFINET在項目樹里點擊“轉(zhuǎn)至在線”進(jìn)入配置界面，將PG/PC接口類型選擇為“PN/IE”，PG/PC接口選擇為“Realtek PCle GBE Family Controller”，接口/子網(wǎng)的連接選擇為“插槽“1×1”處的方向”，將目標(biāo)地址設(shè)置為192.168.1.2，點擊開始搜索。具體配置如圖1所示。

圖1 配置PLC圖

1.2 配置TPC7062Ti通用TCPIP父設(shè)備

雙擊[MCGSE組態(tài)環(huán)境]進(jìn)入配置界面，雙擊“設(shè)備窗口”進(jìn)入“通用TCPIP父設(shè)備0-[通用TCP/IP父設(shè)備]”，將初始工作狀態(tài)選擇為“1-啟動”，最小采樣周期（ms）選擇為“1 000”，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)類型選擇為“1-TCP”，服務(wù)器/客戶設(shè)置選擇為“0-客戶”，本地IP地址設(shè)置為“192.168.1.1”，本地端口選擇為“3 000”，遠(yuǎn)程IP地址設(shè)置為“192.168.1.2”，遠(yuǎn)程端口號選擇為“102”，具體配置如圖2所示（遠(yuǎn)程IP地址設(shè)置應(yīng)該與配置PLC中的PROFINET地址保持一致）。

圖2 配置通用TCPIP父設(shè)備屬性編輯圖

1.3 配置TPC7062Ti設(shè)備0

雙擊“設(shè)備0--[Siemens_1500]”進(jìn)入“設(shè)備0屬性名”，單擊采集優(yōu)化選擇“1-優(yōu)化”，設(shè)備名稱確任是否為“設(shè)備0”，點擊設(shè)備注釋，選擇“Siemens_1500”，單擊初始工作狀態(tài)選擇“1-啟動”，單擊最小采樣周期（ms）設(shè)置為“100”，TCP/IP通信延時設(shè)置為“500”，機(jī)架號（Rack）設(shè)置為“0”，槽號（Slot）設(shè)置為“1”，快速采集次數(shù)選擇為“0”，具體設(shè)備配置如圖3所示（最小采樣周期最好不要設(shè)置為小于100 ms，采樣周期過短顯示器可能出現(xiàn)短暫卡機(jī)現(xiàn)象）[2]。

圖3 配置設(shè)備0屬性編輯圖

2 軟件調(diào)試步驟

2.1 配置PLC I/O

雙擊[TIAV15]博途編程軟件，進(jìn)入硬件配置界面。雙擊“PLC_1”，點擊PLC變量，下拉選擇“添加新的變量表”，依照項目復(fù)雜程度選擇新的變量表，本文選擇添加“A塔控制流程”、“B塔控制流程”、“真空泵”3類變量表，單擊進(jìn)入選擇的變量表內(nèi)，依照設(shè)備實際使用的數(shù)據(jù)類型選擇“bool”、“int”、“Word”和“D Word”等數(shù)據(jù)類型，在地址選擇中依照設(shè)備信號輸入、輸出及數(shù)據(jù)量的大小選擇“%I”、“%Q”、“%IW”、“%MW”和“MDW”等，配置PLC變量表如圖4所示。一定要將“可從HMI/OPC UA可讀”、“從HMI/OPC UA可寫”、“在HMI工程組態(tài)中可見”3個選項勾選上[3]。

圖4 配置PLC變量表

2.1 配置TPC7062Ti 數(shù)據(jù)對象

雙擊[MCGSE組態(tài)環(huán)境]進(jìn)入配置界面，雙擊“實時數(shù)據(jù)庫”，單擊右側(cè)的“新增對象”進(jìn)入數(shù)據(jù)對象屬性，先選擇此處添加的數(shù)據(jù)對象屬性為“開關(guān)”O(jiān)R“數(shù)值”，然后依次填寫“對象名稱”、“小數(shù)位”、“對象初值”、“最小值”、“工程單位”、“最大值”，最后填寫對象內(nèi)容注釋。數(shù)據(jù)對象屬性設(shè)置如圖5所示。如果數(shù)據(jù)對象選擇為“開關(guān)”，那么對象定義里只能填寫“對象名稱”、“對象初值”，當(dāng)數(shù)據(jù)對象是某報警數(shù)據(jù)時，此時需對數(shù)據(jù)報警屬性進(jìn)行配置。

圖5 數(shù)據(jù)對象屬性設(shè)置

2.2 配置TPC7062Ti 添加設(shè)備通道

雙擊“設(shè)備0--[Siemens_1500]”進(jìn)入“設(shè)備0屬性名”，單擊“增加設(shè)備通道”進(jìn)入“基本屬性設(shè)置”，下拉通道類型依次有“I輸入繼電器”、“Q輸出繼電器”、“M內(nèi)部繼電器”、“V數(shù)據(jù)寄存器”，數(shù)據(jù)類型可下拉“通道的第N位”，通道地址填寫為字地址，通道個數(shù)為一次添加的設(shè)備通道個數(shù)，讀寫方式有“只讀”、“只寫”、“讀寫”，如圖6配置設(shè)備通道。“I輸入繼電器”對應(yīng)控制器“%I”、“Q輸出繼電器”對應(yīng)控制器“%Q”、“M內(nèi)部繼電器”對應(yīng)控制器“%MW”、“V數(shù)據(jù)寄存器”對應(yīng)控制器內(nèi)部存儲地址。數(shù)據(jù)類型依照“字節(jié)”、“字”和“雙字”等類型下拉選擇。

圖6 配置設(shè)備通道

3 人機(jī)界面

1）干燥過濾裝置主界面如圖7所示。

圖7 干燥過濾裝置主界面

2）干燥過濾裝置參數(shù)設(shè)置界面如圖8所示。

圖8 干燥過濾裝置參數(shù)設(shè)置界面

3）干燥過濾裝置報警記錄界面如圖9所示。

圖9 干燥過濾裝置I/O監(jiān)測界面

圖9 干燥過濾裝置報警記錄界面

4）干燥過濾裝置I/O監(jiān)測界面如圖10所示。

4 結(jié)論

TIAV15作為西門子近幾年開發(fā)的編程軟件系統(tǒng)，功能強(qiáng)大，系統(tǒng)開放性強(qiáng)，通過不斷的深入研究和試驗可以開發(fā)更多的應(yīng)用功能，不但可以優(yōu)化設(shè)計，還可以簡化下位機(jī)程序的編寫。MCGS嵌入式組態(tài)軟件能夠?qū)崿F(xiàn)更加便捷的人機(jī)交互界面的組態(tài)編譯，可將復(fù)雜的上位機(jī)組態(tài)環(huán)境優(yōu)化，使其完全滿足用戶的控制要求。控制系統(tǒng)則具有經(jīng)濟(jì)實用、控制精度高以及符合國內(nèi)操作習(xí)慣等特點。