PLC本質上是一種專用于工業控制的計算機,使用可編程存儲器儲存指令,并通過模擬或數字I/O組件,控制各種機械或生產過程的裝置。而HMI(Human Machine Interface)連接可編程序控制器(PLC),利用顯示屏顯示,通過輸入單元(如觸摸屏)寫入工作參數或輸入工作命令,實現人與機器之間的信息交互。這里介紹迪文DGUS Ⅱ觸摸屏與歐姆龍PLC通過Hostlink協議實現通訊的軟、硬件連接說明。
1 效果展示
效果展示1:CIO、H和DM區讀寫演示
產品型號:DMT85480C050_07WT
歐姆龍PLC:CP1E-N40
分辨率:850*480
https://v.qq.com/x/page/y078785uefm.html?pcsharecode=5gfNglcD&sf=uri
視頻中選用了基于T5 CPU的迪文DGUS Ⅱ觸摸屏,65K色TFT顯示。其中,I/O接口總數達76 個,最高速度100MHz,+/-4mA驅動能力,具有高可靠性數據庫和強大的數據庫管理接口。而CIO區包含PLC的外部硬件輸入和輸出,用作控制I/O點的數據,也可以用作內部處理和存儲數據的工作位。DM區即動態數據存儲區,可以把采集到的模擬量,數字量數據存放在這里,之后可以進行后期復雜的數據處理等。基于T5 CPU完善的數據庫管理,DGUS Ⅱ產品在實際應用過程中具備很強的數據處理能力。
效果展示2:CIO、H和DM區讀寫演示(帶外殼)
產品型號:DMT10600T070_A5WTC
歐姆龍PLC:CP1E-N40
分辨率:1024*600
https://v.qq.com/x/page/j0787kq2d5i.html?pcsharecode=ufCVIvmN
視頻中選用了型號為DMT10600T070_A5WTC的DGUS Ⅱ觸摸屏,該產品是一款7寸高分辨率,工業級智能HMI。
2 連接指南詳解
2.1 硬件連接指南
迪文T5屏幕通過串口與歐姆龍CP1E-PLC連接,通過Hostlink協議實現通信,本次使用歐姆龍PLC內置的自帶串口或使用擴展板接口。
2.1.1 硬件產品型號
迪文觸摸屏:DMT85480C050_07WT;
PLC:歐姆龍CP1E-N40;
2.1.2 接口定義
(1)迪文觸摸屏接口(下圖),接口使用1MM-10P排線或,使用2.54mm間距單排插針,接口定義如下圖:
(2)歐姆龍PLC(下圖)使用內置串口(左側)或擴展板(右側,需另行購買),擴展板型號: CP1WCIF01。PLC端內置端口為DB9母頭,接口定義如下表格。CP1WCIF01接口定義同內置端口。
表1 接口定義
1 | FG | 框架接地 |
2 | SD(TXD) | 發送數據 |
3 | RD(RXD) | 接收數據 |
4 | RS(RTS) | 請求發送 |
5 | CS(CTS) | 清除發送 |
6 | 5V | |
7 | DR(DSR) | 數據設備準備 |
8 | ER(DTR) | 數據終端準備 |
9 | SG(0V) | 信號接地 |
(3)TTL<->232硬件串口,+24V->5V供電,DIY,用2.54mm間距單排插針。
(4)J1/J2的端子方塊端子序號為1,從左到右一次1—6;
表2 J1及接口定義
1 | TXD |
2 | RXD |
3 | GND |
4 | +24V |
5 | 未使用 |
6 | 未使用 |
表3 J2及接口定義
1 | TXD |
2 | RXD |
3 | GND |
4 | +5V |
5 | +5V |
6 | +5V |
(5)硬件接線圖
2.2 軟件配置指南
2.2.1 DGUS屏配置
迪文T5屏幕串口2默認波特率115200,8,1,N;PLC配置通訊參數與屏幕參數相同,所以迪文T5屏使用默認配置,串口配置詳細參數請修改T5UID2.CFG文件,T5UID2.CFG配置請參考文檔“T5UID2應用指南.PDF”。
2.2.2 PLC參數配置
1)請到歐姆龍官網下載CX-ONE軟件,安裝好后,打開CX-Programmer,界面如下圖:
2)點擊文件,新建,如下圖:
3)彈出如下圖:選擇N40
4)確定后,進入工程編輯頁面,如下圖:
5)再在左側工程欄雙擊設置,選擇“內置RS232C端口”,或 “串行選項端口”,由于參數完全相同,這里只對“內置RS232C端口”介紹
6)具體通訊參數設置如下:
7)單元號默認為0,若為其他數值,請注意編寫OS程序是更改為對應的值
2.2.3 PLC下載
1)點擊PLC,在線工作,彈出對話框后,點擊確定
2)連接成功后再左側工程框會顯示監視模式或運行模式,如下圖
3)下載設置選擇藍色選項,如下圖:
4)彈出對話后,只勾選設置選項,點擊確定,如下圖:
之后彈出的所有對話框都點擊是或確認。至此,PLC設置完畢。
2.3 硬件連接效果圖
3 通訊指令
3.1 讀寫DM區指令
讀指令:RD;寫指令:WD;
1)RD指令格式如下:
幀頭 | 單元號 | 讀命令 | 寄存器首地址 | 讀取寄存器個數 | XOR校驗 | 結束字符 |
@ | 00 | RD | 0009 | 0002 | 5D | */CR |
說明:
幀頭:@固定,1個字節;
單元號:PLC上 設定,2個字節;
讀命令:固定,RD(DM區),RH(H區),RR(CIO區)等,2個字節;
寄存器首地址:DCB碼表示,4個字節;
讀取寄存器個數:BCD碼表示,4個字節;
XOR校驗:前邊所有數據XOR運算,2個字節;
結束字符:*/CR,固定,/CR用0x0D,2個字節;
發送數據長度:17;
2)發送讀指令后,PLC響應格式如下:
幀頭 | 單元號 | 讀命令 | 錯誤碼 | 讀取數據 | XOR校驗 | 結束字符 |
@ | 00 | RD | 00 | 讀取寄存器個數*4 | XX | */CR |
說明:
錯誤碼:00表示接收數據正常;
接收數據長度:11+讀取寄存器個數*5
3)WR指令格式如下:
幀頭 | 單元號 | 讀命令 | 寫寄存器首地址 | 寫入的數據 | XOR校驗 | 結束字符 |
@ | 00 | WD | 0009 | 0066 | XX | */CR |
說明:
幀頭:@固定,1個字節;
單元號:PLC上設定,2個字節;
讀命令:固定,WD(DM區),WH(H區),WR(CIO區)等,2個字節;
寫寄存器首地址:DCB碼表示,4個字節;
寫入的數據:BCD碼表示,4個字節;
XOR校驗:前邊所有數據XOR運算,2個字節;
結束字符:*/CR,固定,/CR用0x0D,2個字節;
發送數據長度:17;
注:這里只做寫入一個DM寄存器的演示,如需寫入多個DM寄存器(連續),連續寫入幾個,在首地址后增幾個數據,每個數據4字節長度;
4)PLC程序:
PLC編寫程序此段程序的母的測試OS是否正確,由于PLC內部DM區只有通過軟件監視才能直觀得監測DM區的值,不方便演示效果,這里通過PLC的輸出間接的測試OS是否正確程序說明如下:
DM區讀取測試程序段:上電將100賦值到D9,101賦值到D10,觸摸屏上電后,讀取DM區數據。
DM區寫入測試程序段:
在“DM區演示”頁面D9輸入102或104,若寫入PLC正確,則100.00輸出,PLC對應指示燈點亮,D10輸入103或105,若寫入PLC正確,則100.01輸出,PLC對應指示燈點亮。
3.2 讀寫CIO區指令
讀指令:RR;寫指令:WR;CIO區包含PLC的外部硬件輸入和輸出;
1)CIO區讀指令同DM區讀指令類似,需將RD指令更改為RR即可,格式如下:
幀頭 | 單元號 | 讀命令 | 寄存器首地址 | 讀取寄存器個數 | XOR校驗 | 結束字符 |
@ | 00 | RR | 0010 | 0001 | XX | */CR |
發送讀指令后,PLC響應格式如下:
幀頭 | 單元號 | 讀命令 | 錯誤碼 | 讀取數據 | XOR校驗 | 結束字符 |
@ | 00 | RR | 00 | 讀取寄存器個數*4 | XX | */CR |
WR指令格式如下:
幀頭 | 單元號 | 讀命令 | 寫寄存器首地址 | 寫入數據 | XOR校驗 | 結束字符 |
@ | 00 | WR | 0010 | 0003 | XX | */CR |
說明:
幀頭:@固定,1個字節;
單元號:PLC上設定,2個字節;
讀命令:固定,WD(DM區),WH(H區),WR(CIO區)等,2個字節;
寫寄存器首地址:DCB碼表示,4個字節;
寫入的數據:BCD碼表示,4個字節;
XOR校驗:前邊所有數據XOR運算,2個字節;
結束字符:*/CR,固定,/CR用0x0D,2個字節;
發送數據長度:17;
注:這里只做寫入一個CIO寄存器的演示,如需寫入多個CIO寄存器(連續),連續寫入幾個,在首地址后增幾個數據,每個數據4字節長度;
4) PLC程序:
PLC編寫程序此段程序的母的測試OS是否正確,由于PLC內部CIO區只有通過軟件監視才能直觀得監測DM區的值,不方便演示效果,這里通過PLC的輸出間接的測試OS是否正確程序說明如下:
上電后觸摸屏讀取CIO10.00的狀態,由于只有開和關兩種狀態,所以以圖標的形式顯示在觸摸屏,開時觸摸屏LED1顯示“綠色”,關時觸摸屏顯示“紅色”,當在觸摸屏按下按鈕時,觸摸屏讀CIO10的16位狀態,根據對應位取反后寫入到觸摸屏,演示效果為按下LED1,PLC的100.02輸出;
3.3 讀寫保持區H區指令
讀指令:RH;寫指令:WH;
H區與CIO區相同,只需將對應指令更改為RH,WH即可,演示效果見視頻。
1)PLC程序:
上電后觸摸屏讀取H0.00的狀態,由于只有開和關兩種狀態,所以以圖標的形式顯示在觸摸屏,開時觸摸屏LED3顯示“綠色”,關時觸摸屏顯示“紅色”,當在觸摸屏按下按鈕時,觸摸屏讀CIO10的16位狀態,根據對應位取反后寫入到觸摸屏,演示效果為按下LED3,PLC的100.04輸出;
3.4 IO存儲區復合讀取指令
QQMR指令需要和QQIR配合使用,在發送完成QQMR后,發送QQIR指令后等待PLC回復數據。該指令可以讀取一次行讀取H區/DM區/CIO區的狀態,這里,將前三個演示所用的到的寄存器都讀取上來,并顯示到屏上,包括D9,D10,CIO10,H0.
1)QQMR復合讀指令數據格式:讀D9和CIO10
幀頭 | 單元號 | 讀命令 | 寄存器種類 | 寄存器地址 | 控制字 | 寄存器種類 |
@ | 00 | QQMR | DM00 | 0009 | CH, | CI00 |
寄存器地址 | 控制字 | XOR校驗 | 結束字符 | |||
0010 | CH, | XX | */CR |
發送完QQMR指令后,發送QQIR指令,之后不需要在發送QQMR指令,
2)QQIR指令固定為:@00QQIR5B*/CR,其響應格式如下:
次指令的沒幀響應我們只需處理“,”之前的四個字節數據和FCS之前的四個字節數據即可,第一個逗號之前到結束分別對應QQMR指令發送的寄存器。
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