组态王及modbus通信课程设计Word格式文档下载.docx
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(一)组态数据库:
数据库-----数据词典
(二)组态画面
画面1:
工艺流程总画面
对画面的基本说明:
主要功能:
对油罐液位的监测。
泵总开关控制进口的3个泵的总开和总关;
泵总关闭控制出口的3个泵的总关和总开;
当同时按下泵提示和某一个泵的按钮,显示该泵的详细信息;
液位报警和界位报警时记录相应的报警事件;
液位实时和历史曲线记录油罐液位的变化情况。
画面2:
各泵弹出式放大画面(包括参状态/型号等),点击总画面上的泵弹出此画面
1、编写事件命令语言:
当同时按下泵提示和某一个泵的按钮,显示该泵的参数信息。
2、弹出画面
画面3:
液位/界位报警画面
报警设置:
低低、低、高、高高报警值设置:
液位报警画面:
画面4:
液位/温度/界位各一个实时趋势图和历史趋势图
实时趋势图:
选择工具箱中的
工具,在画面上绘制一实时趋势曲线窗口。
在曲线定义选项卡中选择要实时反映的变量。
历史趋势图:
对于要以历史趋势曲线形式显示的变量,必须设置变量的记录属性。
在“定义变量”对话框中单击“记录和安全区”属性页,将不记录改为数据变化记录,变化灵敏为:
0。
在工程浏览器窗口左侧的“工程目录显示区”中双击“系统配置”中的“历史数据记录”选项,弹出“历史记录配置”对话框。
实时和历史趋势图:
报表画面(液位,温度,界位)
报表分为实时数据报表和历史数据报表。
(3)优化设置
1、组态操作权限
优先级分1~999级,1级最低999级最高。
每个操作者的优先级别只有一个。
系统安全区共有64个,用户在进行配置时。
每个用户可选择除“无”以外的多个安全区,即一个用户可有多个安全区权限。
设置油罐用户组,将管理员、操作员看成用户,并设置管理员优先级最高,并设置相应的密码。
配置运行现象登陆界面
2、通过链接切换画面
增加报警画面、趋势图、报表画面,通过右侧链接
(4)画面命令语言
变量说明:
g1、g2、g3、g4代表每个油罐的液位,in代表泵总开,out代表泵总关,in1、in2、in3、in4代表每个油罐的入口阀门,out1、out2、out3、out4代表每个油罐的出口阀门,clear1、clear2、clear3、clear4代表手动排污阀。
bengin1,2,3和bengout1,2,3代表进口泵和出口泵。
num代表泵输入总流量的比
num=bengin1*1+bengin2*2+bengin3*2.5;
num1代表泵输出总流量的比
num1=bengout1*1+bengout2*2+bengout3*2.5;
设置每个油罐跟液位相关的系数值
xishu1=0.25;
xishu2=0.2;
xishu3=0.15;
xishu4=0.3;
if(in==1&
&
num>
0)
{
如果油罐1液位最低,增加油罐1的液位
if(g1<
=g2&
g1<
=g3&
=g4&
16)
in1=1;
in2=0;
in3=0;
in4=0;
g1=g1+num*xishu1;
}
else
如果油罐2液位最低,增加油罐2的液位
if(g2<
g1&
g2<
in1=0;
in2=1;
g2=g2+xishu2*num;
else
如果油罐3液位最低,增加油罐3的液位
if(g3<
g3<
g2&
in3=1;
g3=g3+xishu3*num;
如果油罐4液位最低,增加油罐4的液位
if(g4<
g4<
g3&
in4=1;
g4=g4+xishu4*num;
if(out==1&
num1>
如果油罐1液位最高,降低油罐1的液位
if(g1>
g1>
2)
out1=1;
out2=0;
out3=0;
out4=0;
g1=g1-xishu1*num1;
如果油罐2液位最高,降低油罐2的液位
if(g2>
=g1&
g2>
out1=0;
out2=1;
g2=g2-xishu2*num1;
如果油罐3液位最高,降低油罐3的液位
if(g3>
g3>
out3=1;
g3=g3-xishu3*num1;
如果油罐4液位最高,降低油罐4的液位
if(g4>
g4>
out4=1;
g4=g4-xishu4*num1;
}}}
if(clear1==1||clear2==1||clear3==1||clear4==1)
手动排污
g1=g1-clear1*0.1;
g2=g2-clear2*0.1;
g3=g3-clear3*0.1;
g4=g4-clear4*0.1;
//jiewei1=jiewei1-0.1*clear1;
//jiewei2=jiewei2-0.1*clear2;
//jiewei3=jiewei3-0.1*clear3;
//jiewei4=jiewei4-0.1*clear4;
如果液位大于16,关闭相应的进口阀
=16)
{in1=0;
{in2=0;
{in3=0;
{in4=0;
如果液位小于2,关闭相应出口阀
=2)
{out1=0;
{out2=0;
{out3=0;
{out4=0;
if(num==0)
if(num1==0)
(5)运行总画面
(6)与PLC通信设置
在工程浏览器中选择设备—com1—新建,如下图,配置com口跟PLC连接。
设置bengin1,2,3和bengout1,2,3分别与Q0.0等相联系,可观察到PLC输出指示灯会随着这些变量的改变和改变。
三、组态王部分总结
组态王是组态王软件是一种通用的工业监控软件,它融过程控制设计、现场操作以及工厂资源管理于一体,将一个企业内部的各种生产系统和应用以及信息交流汇集在一起,实现最优化管理,操作方便,界面美观。
组态王软件结构由工程管理器、工程浏览器及运行系统三部分构成。
通过这次课程设计,我们学会了如何建立一个组态王工程,如何设计界面,编写命令语言、以及报警事件、趋势曲线和报表的相关制作,权限的设置,以及与实际设备的简单通信,通过本次实习,我想在以后工作中,我们会更好的应用此例软件,完成工业监控。
智能仪表部分
一、MODBUSASCII和MODBUSRTU通讯协议简介
Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。
通过此协议,控制器相互之间、控制器经由网络(例如以太网)和其它设备之间可以通信。
此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构,而不管它们是经过何种网络进行通信的。
它描述了控制器请求访问其它设备的过程,如果回应来自其它设备的请求,以及怎样侦测错误并记录。
它制定了消息域格局和内容的公共格式。
两种串行传输模式:
RTU模式和ASCII模式。
RTU传输模式:
当设备使用RTU(RemoteTerminalUnit)模式在Modbus串行链路通信,报文中每个8位字节含有两个4位十六进制字符。
这种模式的主要优点是较高的数据密度,在相同的波特率下比ASCII模式有更高的吞吐率。
每个报文必须以连续的字符流传送。
RTU模式每个字节(11位)的格式为:
编码系统:
8位二进制,报文中每个8位字节含有两个4位十六进制字符(0–9,A–F。
)
BitsperByte:
1起始位,8数据位,首先发送最低有效位,1位作为奇偶校验,1停止位。
ASCII传输模式
当Modbus串行链路的设备被配置为使用ASCII(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)模式通信时,报文中的每个8位子节以两个ASCII字符发送。
ASCII模式每个字节(10位)的格式为:
十六进制,ASCII字符0-9,A-F。
报文中每个ASCII字符含有1十六进制字符。
1起始位,7数据位,首先发送最低有效位,1位奇偶校验,1停止位。
03读保持寄存器
上位机发送数据格式:
“:
”ADDRESS03ADDRHADDRLNUMHNUMLLRC0X0D0X0A
正确时变频器返回数据格式:
“ADDRESS03BYTECOUNTDATA1DATA2DATA3DATANLRC0D0A
06写单个保持寄存器值
“ADDRESS06ADDRHADDRLDATAHDATALLRC0X0D0X0A
二、MODBUSASCII编程以及与组态王通信
1、变量定义
unsignedcharERR[21]="
InputLRCERROR!
"
;
//出错时显示字符
unsignedcharRX[32];
//单片机接受数据数组
unsignedcharTX[32];
//03功能时单片机发送数据数组
unsignedcharTX6[32];
//06功能时单片机发送数据数组
unsignedcharBuf[10];
//存储数据的数组
unsignedintflag;
//上位机发送数据标志位
unsignedintflag1;
//单片机应答数据标志位
unsignedintflow;
//流量值
unsignedinttemperature;
//温度值
unsignedcharLRC;
//上位机发送数据校验码
unsignedcharLRCt;
//单片机应答数据校验码
2、通过UART中断完成上位机给单片机发送
编程思路:
通过UART中断,实现上位机给单片机发送数据,当单片机接受到:
,表示上位机要向单片机发送指令,相应标志位置1,当再次发生中断时,就开始接受数据,同时存入RX[32]的数组里,直到接收到回车换行符,则发送命令结束。
此时发送标志位置1,进入应答程序。
#pragmavector=USCI_A1_VECTOR
__interruptvoidUSCI_A1_ISR(void)
while(!
(UCA1IFG&
UCTXIFG));
//判断是否发送完毕
if(UCA1RXBUF=='
:
'
)//:
为起始标志,如果开始,标志位flag置位
{
flag=1;
}
if(flag==1)//当标志位flag置位说明发送命令开始,开始接受命令数据
RX[0]='
if(UCA1RXBUF!
=0x0D&
UCA1RXBUF!
=0x0A)//只要不是回车换行符,就依次将数据存入接受数组RX中,同时计数变量tempnumb加1
tempnumb++;
RX[tempnumb]=UCA1RXBUF;
if(UCA1RXBUF==0x0D)//若是回车
RX[tempnumb]='
D'
;
if(UCA1RXBUF==0x0A)//若是换行
A'
flag=0;
//接受标志位清零
flag1=1;
//发送标志位置1
TTXX();
//调用发送数据函数
3、单片机通过UART中断向上位机发送应答指令
先计算上位机发送数据的校验码,如果和发送的校验码相同,单片机再应答。
设置寄存器地址0001,存储流量数据;
设置寄存器0002,存储温度数据。
然后判断是03号功能还是06号功能,若是03号功能,按照相应的格式发送数据,若是06号功能,按照命令更改数据,并返回应答命令。
voidTTXX()
inti;
intj;
unsignedintb;
unsignedintc;
unsignedintd;
In_LRC();
//计数上位机发送命令校验码
if(RX[8]=='
1'
)//如果地址为寄存器0001,发送流量数据
shitohex(flow);
2'
)//如果地址位寄存器0002,发送温度数据
shitohex(temperature);
if(RX[3]=='
0'
&
RX[4]=='
3'
)//如果是03号功能
if((LRCHi==RX[tempnumb-3])&
(LRCLo==RX[tempnumb-2]))//如果上位机发送校验码正确
for(b=0;
b<
=4;
b++)
{
TX[b]=RX[b];
temp=asciitohex(RX[tempnumb-4]);
//计算单片机要发送数据的字节数
TX[5]=hextoascii(((temp*2)>
>
4)&
0x0F);
TX[6]=hextoascii((temp*2)&
for(i=0;
i<
temp*4;
i+=2)
TX[7+i]=hextoascii(Buf[i]);
//要发送的数据
TX[8+i]=hextoascii(Buf[i+1]);
tempnumt=7+i;
//统计数据长度,用于计算校验码
Out_LRC();
//计算单片机发送数据校验码
TX[7+i]=LRCtHi;
TX[8+i]=LRCtLo;
TX[9+i]=0x0D;
TX[10+i]=0x0A;
for(j=0;
j<
=(10+i);
j++)//单片机发送数据
//判断是否发送完毕
UCA1TXBUF=TX[j];
else//如果校验码不正确,返回错误代码InputLRCERROR!
只能通过串口调试看到
ERR[19]='
8'
ERR[20]=TX[4];
for(d=0;
d<
=20;
d++)
//判断是否发送完毕
UCA1TXBUF=ERR[d];
elseif(RX[3]=='
6'
)//如果是06号功能
for(c=0;
c<
=tempnumb;
c++)
TX6[c]=RX[c];
UCA1TXBUF=TX6[c];
selflow(TX6[10]);
//设置流量值
seltemp(TX6[11]);
//设置温度值
flag1=0;
//单片机发送标志位清零
tempnumb=0;
//上位机发送数据计算值清零
}
4、辅助模块部分
(1)、LRC校验模块
编程思路:
LRC的计算,对报文中的所有的连续8位字节相加,忽略任何进位,然后求出其二进制补码。
unsignedchar*auchMsg;
指向含有用于生成LRC的二进制数据报文缓冲区的指针,
unsignedshortusDataLen;
报文缓冲区的字节数.
unsignedcharMODBUS_LRC(unsignedchar*auchMsg,unsignedshortusDataLen)
unsignedcharuchLRC=0;
//LRC初始化
while(usDataLen--)//完成整个报文缓冲区
uchLRC+=*auchMsg++;
//缓冲区字节相加,无进位
return((unsignedchar)(-((char)uchLRC)));
//返回二进制补码
(2)发送和应答校验码计数程序
voidIn_LRC()
unsignedinta;
for(a=1;
a<
(tempnumb-3);
a+=2)
tempRX[(a-1)/2]=(asciitohex(RX[a])<
<
4)|asciitohex(RX[a+1]);
LRC=MODBUS_LRC(&
tempRX[0],(tempnumb-4)/2);
//进行LRC效验计算
LRCHi=hextoascii((LRC>
LRCLo=hextoascii(LRC&
voidOut_LRC()
unsignedintc;
for(c=1;
tempnumt;
c+=2)
tempTX[(c-1)/2]=(asciitohex(TX[c])<
4);
4)|asciitohex(TX[c+1]);
LRCt=MODBUS_LRC(&
tempTX[0],(tempnumt-1)/2);
LRCtHi=hextoascii((LRCt>
LRCtLo=hextoascii(LRCt&
(3)进制之间转换程序
由于发送和读取的数据是字符,而寄存器中数据多按照十六进制存储,故需要各种进制间的相互转换。
//十六进制数转换为ASCII码
unsignedcharhextoascii(unsignedcharhex)
if(hex<
=0x09)
returnhex+0x30;
else
returnhex+0x37;
//ASCII码转换为十六进制的数
unsignedcharasciitohex(unsignedcharascii)
if(ascii<
=0x39)
returnascii-0x30;
returnascii-0x37;
//十进制转十六进制,由于组态王通信时会自动将十六进制数转换位十进制数,因此需要在单片机内将十进制数转换位十六进制数,这样组态王读到的就是十进制的数据。
unsignedcharshitohex(unsignedintshi)
inti,b,d,c;
inta=0;
d=4;
charshiliu[10];
while(shi)//shi代表相应的十进制数
c=shi%16;
//每次除以16取余求得相应的十六进制数
shi=shi/16;
shiliu[a]=c;
a++;
for(i=a;
i++)//得到的数据首位倒置,才是要求的十六进制数
shiliu[i]=0;
4;
d--;
Buf[b]=shiliu[d];
return0;
(4)波特率,流量、温度的设置
//选定流量
voidselflow(unsignedcharselflow)
switch(selflow)
case'
flow=100;
break;
flow=1799;
break
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- 组态 modbus 通信 课程设计