实验4(设计性实验)：组态王与松下PLC的联合控制实验(伺服电机位置控制)

基于FPX—COM5的松下PLC与组态王的以太网通信作者：左鑫来源：《山东工业技术》2015年第01期摘要：本文详细讲解了以松下PLC的FPX-COM5为基础，通过RJ45以太网接口连接组态王，使上位机和下位机之间组网联机。

为此，我们可以进一步根据相关原理，构建出更复杂的以太网控制系统。

关键词：以太网;松下PLC;FPX-COM5;组态王1 引言当今社会，众多的现场总线让系统集成者们感到很多不便，而此时，以太网在工业控制和自动化过程控制领域中迅猛发展，逐渐引领潮流。

所以很多厂商都针对工业以太网开发出接口和应用，基于TCP/IP协议构建全开发的控制系统。

所以利用以太网实现上位计算机和PLC 间的通讯是现代工业控制中的重要技术之一。

2 下位机侧简介2.1 松下FPXFPX系列PLC为松下电工出的经典小型PLC，在小型设备行业具有很大的占有率。

具有运行速度快、配置灵活多样，高性价比等特点，配合强大的指令系统，在工控领域具有广泛的应用。

2.2 FPX-COM5FPX-COM5是FPX系列PLC基于工业以太网的通信插件。

插卡中的的Ethernet接口与其他设备连接时使用Ethernet，但FP-X本体和AFPX-COM5则通过RS232C进行通信，具有Ethernet与RS232C之间转换的功能。

插卡典型功能：（1）支持TCP/IP、UDP/IP 两种通信协议，因此可与网络上的计算机等进行广泛通信。

（2）可通过UDP/IP通信进行广播发送。

另外，还可通过广播发送来使用FP-X本体PC （PLC）链接功能。

（3）可以对多个对象（最多99 台）按照单元No.（站号）发送信息（选择计算机链接时）。

（4）能够自动获取IP 地址（DHCP功能）。

（5）能够通过网络信息通知、确认功能，在FP-X本体上确认主站IP地址等。

3 上位机侧简介3.1 组态王组态王kingview是亚控科技根据当前的自动化技术的发展趋势，面向低端自动化市场及应用，以实现企业一体化为目标开发的一套产品。

松下PLC控制伺服电机应用实例本文以松下FP1系列plc和A4系列伺服驱动为例，编制控制伺服电机定长正、反旋转的PLC程序并设计外围接线图，此方案不采用松下的位置控制模块FPG--PP11\12\21\22等，而是用晶体管输出式的PLC，让其特定输出点给出位置指令脉冲串，直接发送到伺服输入端，此时松下A4伺服工作在位置模式。

在PLC程序中设定伺服电机旋转速度，单位为（rpm），设伺服电机设定为1000个脉冲转一圈。

PLC输出脉冲频率=（速度设定值/6）*100（HZ）。

假设该伺服系统的驱动直线定位精度为±0.1mm，伺服电机每转一圈滚珠丝杠副移动10mm，伺服电机转一圈需要的脉冲数为1000，故该系统的脉冲当量或者说驱动分辨率为0.01mm(一个丝)；PLC输出脉冲数=长度设定值*10。

以上的结论是在伺服电机参数设定完的根底上得出的。

也就是说，在计算PLC发出脉冲频率与脉冲前，先根据机械条件，综合考虑精度与速度要求设定好伺服电机的电子齿轮比！大致过程如下：机械机构确定后，伺服电机转动一圈的行走长度已经固定（如上面所说的10mm），设计要求的定位精度为0.1mm(10个丝)。

为了保证此精度，一般情况下是让一个脉冲的行走长度低于0.1mm，如设定一个脉冲的行走长度为如上所述的0.01mm，于是电机转一圈所需要脉冲数即为1000个脉冲。

此种设定当电机速度要求为1200转/分时，PLC应该发出的脉冲频率为20K。

松下FP1---40T 的PLC 的CPU本体可以发脉冲频率为50KHz，完全可以满足要求。

如果电机转动一圈为100mm，设定一个脉冲行走仍然是0.01mm，电机转一圈所需要脉冲数即为10000个脉冲，电机速度为1200转时所需要脉冲频率就是200K。

PLC的CPU输出点工作频率就不够了。

需要位置控制专用模块等方式。

有了以上频率与脉冲数的算法就只需应用PLC的相应脉冲指令发出脉冲即可实现控制了。

组态王实验报告1. 引言组态王是一款用于人机界面设计的软件，广泛应用于各行各业的自动控制系统。

它具有强大的功能和灵活的界面设计能力，能够帮助工程师快速高效地设计和开发人机界面。

本实验旨在通过实际操作，深入学习和掌握组态王的使用方法和技巧。

2. 实验步骤2.1 安装组态王软件首先，我们需要在电脑上安装组态王软件。

打开组态王官方网站，下载最新版本的组态王安装包。

双击安装包，按照安装向导的指示完成安装。

2.2 创建新项目打开组态王软件，点击菜单栏中的“新建项目”按钮。

在弹出的对话框中输入项目名称和存储路径，点击“确定”按钮创建新项目。

2.3 绘制界面元素在新创建的项目中，我们可以开始设计和绘制人机界面了。

组态王提供了丰富的界面元素库，包括按钮、文本框、图表、动画等。

我们可以通过拖拽这些元素到画布上来生成界面。

通过选中元素，我们可以对其进行属性设置，如大小、颜色、字体等。

2.4 编辑界面交互逻辑除了界面设计，组态王还提供了强大的交互逻辑编辑功能。

我们可以为界面元素添加事件响应，根据用户的操作来触发相应的动作。

例如，我们可以为按钮添加点击事件，点击按钮时执行某个操作。

2.5 调试和测试完成界面设计和交互逻辑编辑后，我们可以进行调试和测试。

组态王提供了仿真功能，可以在软件内部模拟运行界面，检查界面的展示效果和交互逻辑的正确性。

如果有必要，我们还可以连接真实的设备进行测试。

3. 实验结果经过实验，我们成功完成了使用组态王软件进行人机界面设计的任务。

我们设计了一个简单的控制界面，包括按钮、文本框和图表。

通过添加交互逻辑，我们实现了按钮点击时改变文本框内容和图表数据的功能。

4. 总结通过本次实验，我们深入学习和掌握了组态王的使用方法和技巧。

组态王作为一款优秀的人机界面设计软件，具有强大的功能和灵活的界面设计能力，能够帮助工程师快速高效地设计和开发人机界面。

我们相信，在今后的工程实践中，组态王将发挥重要的作用，提升工作效率和开发质量。

最新组态王实验报告一、实验目的本次实验旨在通过使用最新版的组态王软件，掌握工业自动化控制系统的设计与实施过程。

通过实际操作，加深对组态王软件功能的理解，提高解决实际工程问题的能力。

二、实验内容1. 软件安装与配置- 安装最新版组态王软件，并进行初步的系统配置。

- 配置网络通讯，确保软件能够与PLC等现场设备进行数据交换。

2. 工程创建与基本设置- 创建新的工程文件，并设置工程的基本参数，如工程名称、设备类型等。

- 设定通讯参数，包括IP地址、端口号等，确保与现场设备的通讯无误。

3. 画面设计与制作- 利用组态王软件的图形工具，设计监控画面，包括按钮、指示灯、趋势图等控件的布置。

- 编写控制逻辑，实现对现场设备的监控与控制。

4. 数据采集与处理- 配置数据采集点，实现对现场设备运行状态的实时监控。

- 设定数据处理逻辑，对采集到的数据进行分析和处理。

5. 报警与事件管理- 配置报警系统，对异常状态进行实时监控并及时报警。

- 设定事件记录功能，记录操作日志和报警信息。

6. 系统测试与优化- 对设计完成的系统进行全面测试，确保各功能模块正常运行。

- 根据测试结果，对系统进行必要的优化调整。

三、实验步骤1. 软件环境准备- 确保计算机满足组态王软件的系统要求。

- 下载并安装最新版的组态王软件。

2. 工程设置- 打开组态王软件，创建新工程。

- 根据实验要求，设置工程的基本参数。

3. 画面设计与控制逻辑编写- 使用软件的绘图工具，设计监控画面。

- 编写控制逻辑，并进行初步的模拟测试。

4. 数据采集与报警配置- 配置数据采集点，并测试数据的正确性。

- 设置报警阈值和报警信息的显示方式。

5. 系统测试- 将系统与现场设备连接，进行实际运行测试。

- 观察系统运行情况，记录并分析测试数据。

6. 问题诊断与优化- 根据测试结果，诊断可能出现的问题。

- 对系统进行必要的优化，提高稳定性和响应速度。

四、实验结果与分析在实验过程中，我们成功实现了对模拟现场设备的监控与控制。

优秀论文审核通过未经允许切勿外传摘要可编程控制器是一种应用很广泛的自动控制装置，它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，具有控制能力强、操作灵活方便、可靠性高、适宜长期连续工作的特点，非常适合温度控制的要求。

在工业领域，随着自动化程度的迅速提高，用户对控制系统的过程监控要求越来越高，人机界面的出现正好满足了用户这一需求。

人机界面可以对控制系统进行全面监控，包括过程监测、报警提示、数据记录等功能，从而使控制系统变得操作人性化、过程可视化，在自动控制领域的作用日益显著。

本文主要介绍了基于西门子公司S7-200系列的可编程控制器和亚控公司的组态软件组态王的炉温控制系统的设计方案。

编程时调用了编程软件STEP 7 -Micro WIN中自带的PID控制模块，使得程序更为简洁，运行速度更为理想。

利用组态软件组态王设计人机界面，实现控制系统的实时监控、数据的实时采样与处理。

实验证明，此系统具有快、准、稳等优点，在工业温度控制领域能够广泛应用。

关键词：温度控制可编程控制器人机界面组态王目录第一章前言 (1)1.1项目背景、意义 (1)1.2温控系统的现状 (2)1.3项目研究内容 (3)第二章PLC和HMI基础 (5)2.1可编程控制器基础 (5)2.1.1可编程控制器的产生和应用 (5)2.1.2可编程控制器的组成和工作原理 (5)2.1.3可编程控制器的分类及特点 (8)2.2人机界面基础 (8)2.2.1人机界面的定义 (8)2.2.2人机界面产品的组成及工作原理 (9)2.2.3人机界面产品的特点 (9)第三章PLC控制系统硬件设计 (10)3.1PLC控制系统设计的基本原则和步骤 (10)3.1.1PLC控制系统设计的基本原则 (10)3.1.2PLC控制系统设计的一般步骤 (11)3.2PLC的选型与硬件配置 (13)3.2.1PLC型号的选择 (13)3.2.2S7-200 CPU的选择 (14)3.2.3EM231模拟量输入模块 (14)3.2.4热电式传感器 (16)3.3IO点分配及电气连接图 (17)3.4PLC控制器的设计 (17)3.4.1控制系统数学模型的建立 (17)3.4.2PID控制及参数整定 (19)第四章PLC控制系统软件设计 (22)4.1PLC程序设计方法 (22)4.2编程软件STEP7--M ICRO WIN概述 (23)4.2.1STEP7-MicroWIN简单介绍 (23)4.2.2梯形图语言特点 (24)4.2.3STEP7-MicroWIN参数设置（通讯设置） (25)4.3程序设计 (27)4.3.1设计思路 (27)4.3.2控制程序流程图 (27)4.3.3梯形图程序 (28)4.3.4PID指令向导的运用 (31)4.3.5语句表（STL）程序 (35)第五章基于组态王的HMI设计 (37)5.1人机界面（HMI）设计 (37)5.1.1监控主界面 (38)5.1.2实时趋势曲线 (39)5.1.3历史趋势曲线 (40)5.1.4报警窗口 (40)5.1.5设定画面 (42)5.2变量设置 (42)5.3动画连接 (44)第六章系统运行结果及分析 (46)6.1系统运行 (46)6.2运行结果分析 (47)6.2.1温度趋势曲线分析 (47)6.2.2报警信息分析 (49)第七章总结 (50)参考文献 (51)致谢 (52)第一章前言1.1项目背景、意义温度控制在电子、冶金、机械等工业领域应用非常广泛。

PLC控制系统综合实验报告实习任务一：一、实验目的学会使用组态软件（组态王）和PLC（SIMEINS S7-200）控制系统连接，采用下位机执行，上位机监视控制的方法，构建完成水塔水位自动控制系统。

二、设计方案：本实习的具体要求是组建水塔水位监控系统。

水塔系统如图一所示：水塔水池阀泵图一水塔系统1、将S21-4挂箱中电压输出单元的输出电压Ug1与Ug2分别作为水池与水塔的液位信号，信号范围为1~5VDC。

并由PLC的模拟信号输入输出模块读取液位信号。

水池液位的变化范围为0~4m，即液位信号Ug1对应的测量范围为0~4m。

水塔液位的变化范围为0~2m，即液位信号Ug2对应的测量范围为0~2m。

2、阀、泵的自动控制在自动控制状态下，当水池水位低于水位下限时，阀Y打开（由水塔水位控制单元中灯Y亮表示），当水池水位高于水位上限时，阀Y关闭（由水塔水位控制单元中灯Y灭表示）。

当水池水位高于水位下限，且水塔水位低于水位下限时，泵M1运转抽水（由水塔水位控制单元中灯M1亮表示）。

当水塔水位高于水位上限时泵M1停止（由水塔水位控制单元中灯M1灭表示）。

3、阀、泵的手动控制在手动控制状态下，由组态软件中的开关button来控制阀的打开与关闭，当开关闭合时阀打开，当开关断开时阀关闭。

由组态软件中的开关buttonM1来控制泵的启动与停止，当开关闭合时泵启动，当开关断开时泵停止。

4、控制状态的切换与显示由组态软件中开关button手/自动实现控制状态的切换，当开关闭合时系统处于自动控制状态，当开关断开时系统处于手动控制状态。

由基本指令编程练习单元中的灯Q0.0实现控制状态的显示，灯亮表示系统处于自动控制状态，灯灭表示系统处于手动控制状态。

5、组灯控制由基本指令编程练习单元中的灯Q0.5、Q0.6、Q0.7、Q1.0、Q1.1构成组灯，以组灯的不同状态表示水流的不同状态。

具体说明如下：当阀泵均处于关闭状态时，组灯灭。

当阀处于打开状态而泵处于关闭状态时，组灯中Q1.1、Q1.0、Q0.7依次循环点亮，且当其中某一灯亮时，其前一灯灭。

实验4（设计性实验）：组态王与松下PLC的联合控制实验（伺服电机位置控制）实验四组态王与松下PLC 的联合控制实验（伺服电机位置控制）一、实验目的1. 掌握组态王软件的基础知识及工程建立方法；2. 组态王通讯配置方法；3. 组态王的设备及变量的建立；4. 组态王、PLC 与位置控制模式的伺服电机的联合工作过程实现；二、实验要求组态王软件中建立应用工程，在工程中组态按键、参数设置及显示窗口等；通过按键操作，实现PLC 控制伺服电机按相应要求动作，相关运动参数的设定在组态王中完成。

设计动作要求：其中：动作1、动作2、动作3及动作5的运行速度可以在组态王中设定；动作4，指示灯点亮的延时时间可设定；组态王中，启动按键按下，动作开始执行；暂停按键按下，停止当前运行；按下停止键后，机械轴复位至原点。

三、实验原理参照参考资料。

循环2S 动作4四、实验内容及步骤1．实验内容：（1）建立组态王工程，并在工程中建立PLC设备，完成通讯设置；（2）组态按键、指示灯及参数设置框；（3）建立与PLC内部寄存器相关联的变量；（4）编写PLC控制程序2．实验步骤：1)完成连线及连线检查；2)接通总控台电源开关；3)启动计算机，运行松下PLC编程软件，并建立相应的工程及梯形图；4)新建一个组态王工程，配置好通讯线，按实验内容建立组态界面；5)编写好所有程序后，观察程序运行及程序调试；6)实验完毕关闭清理桌面，关闭电源开关。

五、实验报告1.绘制系统控制框图及流程图；2.组态王通讯及PLC的关联变量建立；3.PLC运行程序的编写以组态王软件组态。

六、程序示例。