案例丨MCGS与变频器、温度控制器进行通讯演示

MCGS通讯案例演示



MCGS 画面设计及软件参数设置

该软件可以在官网下载链接如下：

http://www.mcgs.com.cn/sc/down_list.aspx?cid=16

MCGS7.7嵌入版组态软件是昆仑通态数十位软件开发精英，历时一年多，辛勤耕耘的结晶。

MCGS7.7嵌入版组态软件与其他相关的硬件设备结合，可以更快速、更方便的开发各种用于现场采集、数据处理和控制设备。并且兼容全系列昆仑硬件产品。

值昆仑通态Hi系列产品全新升级上市之际，配套升级面世，为客户提供全方位解决方案！

MCGS 接口说明

各种接口、电源接头详细说明





串口接口定义说明



九针插头



7 、8脚是RS485标准通讯接口



九针公母插头

硬件连接





MCGS 软件界面

在菜单“文件”中选择“新建工程”菜单项，如果MCGS安装在D：根目录下，则会在D：\MCGS\WORK\下自动生成新建工程，默认的工程名为新建工程X.MCG(X表示新建工程的顺序号，如：0、1、2等)。

选择相应的型号 TPC7062K



设备组态

1、打开软件、 选择设备窗口

2、右击设备窗口、设备工具箱





设备管理

单击工具栏上的工具箱按钮将弹出如图3所示的设备工具箱窗口，需要说明的是，在MCGS中PLC设备是作为子设备挂在串口父设备下的，因此在向设备组态窗口中添加PLC设备前，必须先添加一个串口父设备，当直接用串口进行本地通讯时，我们添加”串口通讯父设备”，因此双击其中的串口通讯父设备，在设备组态窗口中添加一个串口通讯设备，如图所示：



设备组态

1、选择设备工具箱的设备管理的串口父设备

2、选择莫迪康MODBUS RTU子设备

3、并命名为 松下控制器、七喜变频器





MCGS通讯参数设置

MCGS通讯参数设置如下





MCGS 设备组态松下子设备通讯参数

设松下温度控制器设备地址为1，功能码选择0-0X06



设备简介

本驱动构件用于MCGS软件通过 Modbus RTU协议读写 PLC设备的各种寄存器的数据，同时也可用于对支持Modbus RTU标准协议的各类PLC、仪表、控制器数据的读写。

本驱动支持01、02、03、04、05、06、15、16常用功能码



MCGS触摸屏MODBUS RTU 数据地址

说明：

1．本驱动构件支持01、02、03、04、05、06、15、16等常用功能码，对于其它非数据通讯用功能码暂不支持。

2．以上功能码均以10进制标注。功能码15和16分别对应16进制的0x0F和0x10。

3．“[1区]输入寄存器”和“[3区]输入寄存器”不支持写功能码。

4．“[0区]输出继电器”在批量写入多个继电器时，使用15功能码。

5．“[4区]输出寄存器”在双字(32位)数据写操作或批量写入多个数据时，使用16功能码。

6．对于只支持16功能码，而不支持06功能码写4区单个寄存器的设备，可以考虑使用批量写操作函数实现。

例如：要用16功能码对4寄存器地址10进行单字写操作，可以用以下设备命令实现：



注意：添加寄存器通道时，起始地址均为1，这是遵从Modbus协议的，即所谓的“协议地址”，对于部分寄存器起始地址为0的设备，通道添加时，地址应加1处理。

MCGS触摸屏MODBUS RTU 数据区地址



根据对下位机采用什么的寄存器选择MODBUS RTU的数据区 0 、1、 3、4



MCGS 触摸屏MODBUS RTU数据类型

1）数据类型的第一个字母表示数据的长度，B表示是字节数据,W表示是字数据，D表示是双字数据

2）最后一个或两个字母表示数据类型，B表示二进制数，D表示BCD码，F表示浮点数

3）字符中二进制数中带U表示无符号数，不带U的表示有符号数

4）字符串数据类型是专用于和MCGS“Modbus串口数据转发设备”驱动构件配合使用的，并且只能通过写通道的方式来改变“Modbus串口数据转发设备”从设备的值。字符串的增加如下图所示



注意：

1、字符串时，要保证主站和从站中增加的字符串通道完全一样，并且写字符串时，长度尽量不要超过规定的字节数（汉字占两个字节，其余字符占一个字节）

例：主站中的通道是4STR0012_20，那么从站中的通道也必须是4STR0012_20，并且写字符串的长度尽量不要超过20个字节。

2、用128位字符通道传送字符时，在内容前加  MCGSSTR





松下KT4系列温度控制器协议简介

RS-485的通信计时

主机侧（关于编程的注意事项）程序的编制应能使主机在发出准备接收自从机的响应的指令后的一个字符传输时间内断开传送器与通信线的连接。为避免主机和从机之间发生传输碰撞，在发出下一指令前，应认真检查确保主机收到了响应。从机侧从机开始通过通信线进行传输时，从机在排列上应能在发送响应以确认与接收端的同步性前提供5ms或更长的闲置状态（标志状态）传输时间（通信响应时间可设定为5～99ms）。此外，从机在排列上应可以在返回响应后的一个字符传输时间内让传送器断开与通信线的连接。



松下KT4系列温度控制器 MODBUS RTU 协议简介

控制器的支持的协议有三种，ASCI和RTU模式，另外一个就是松下自己的协议的内容。该协议得用无协议的通讯协议进行相关的编写相关的程序，在本案例当中，结合触摸屏的串口的通讯协议内容，选用MODBUS RTU模式，这样方便与理解MODBUS 的协议



松下温度控制器MODBUS RTU 数据帧

根据产品手册上的通讯内容，分析该实例的数据帧

读PV 温度值数据帧信息及从机响应

写SV温度值数据帧信息及从机响应





松下KT-4系列参数设置流程



松下温度控制器数据项目列表

只截取一部分，该手册有完整数据列表，该手册可以在论坛搜索一下。



MCGS和松下温度控制器协议地址转换

MCGS触摸屏如何在MODBUS 信息帧中的数据地址如何与松下温度控制器上协议的地址MODBUS 地址转换 如下表(H表示16进制）



列表下面的参数根据工艺可以做出画面。现列出常用的参数表

MCGS通讯状态字

通讯状态字可以在触摸屏做个显示输入框，及时解决通讯状态上每个问题





MCGS通讯状态字画面



MCGS画面组态

绿色输入框是画面做的PV实际温度值

红色输入框是画面做的SV设定温度值



MCGS在松下KT系列温度控制器变量

松下KT系列温度设定MODBUS RTU数据区地址



MCGS画面组态及变量





画面测试效果

在MCGS输入SV设定500

同时实际温度也会在温度控制器显示



该测试项目成功。还有就是其他按照SV PV之前的变量方式。

这里就介绍了温度的两个参数SV PV的，下面的情况由读者自己在这基础上建立，这样才能让你更加灵活运用到实际项目。更好地了解这个通讯相关的内容。

作者能力水平有限，如有错误，请指正，谢谢

七喜变频器MODBUS 协议简介

HD700变频器为用户提供RS485 串行通讯接口：标准8针RJ45端口；485协议通讯端子A（RS485+）、 B（RS485-）。二者可以并用。可以组成单主机/单从机或单主机/多从机的控制系统，变频器只能作为从机。如附图 1- 1：





注意： RJ45端口管脚如附图1- 2 所示，也可采用市售的平行网线

硬件链接



通讯方式

HD700变频器通讯协议为Modbus协议，RTU报文传输方式，支持常用的寄存器读写。其帧格式如附图1- 3

Modbus RTU采用“big-endian” 编码表示地址和数据项（属于“little-endian” 的CRC除外），先发送高字节，然后是低字节。在RTU方式下，帧头和帧尾通过总线空闲时间不小于3.5 个字符时间来界定帧。数据校验采用CRC-16，整个信息参与校验，校验和的高低字节需要交换后发送。具体的CRC校验请参考下文的示例



通讯功能代码

Modbus主要的功能是读写参数，不同的命令码决定不同的操作请求。HD700变频器Modbus RTU 协议支持下表的操作。



附表 1- 1 命令码

参数与 Modbus 寄存器的对应关系

HD700变频器的参数被映射为Modbus的读写寄存器。映射的规则是：

参数×100=M×256+N+1十进制表示，其中0≤N≤255

高字节 低字节 寄存器地址

例如：求参数P02.07的Modbus寄存器地址

2.07× 100=0× 256+206+1，那么M=0，N=206，转换为十六进制为：高字节00H，低字节CEH，即寄存器地址为 00CEH。

参数与标准MODBUS地址的对应关系

某些上位控制器仅支持标准MODBUS地址寻址，HD700的参数与其对应关系为：参数的标准MODBUS地址=参数× 100+40000

例如：参数P04.01对应的标准MODBUS 地址为：4.01× 100+40000=40401

功能代码03数据信息帧实例

注意：当用户应用通讯控制方式控制变频器处于运行状态时，如果按STOP键停止，通讯控制字P03.27的值不会改变，这意味着要重新启动变频器，必须先将P03.27清零，然后再写入新的控制字

1 号变频器输出频率（P05.11）为50.00H（1388H），输出电压（P05.12）为 380V（017CH）。主机读取此两个参数。

分析：P05.11寄存器地址为01FEH， P05.12寄存器地址为 01FFH



附表 1- 13 读取变频器输出频率和输出电压

功能代码06数据信息帧实例

启动1号变频器正转，设定频率为 50.00Hz

分析：变频器正转，写入P03.27=0008H P03.27寄存器地址为0146H；设定频率50.00Hz，写入P04.01=1388H P04.01寄存器地址为0190H

启动变频器正转，给定频率 50.00Hz





HD700 变频器的通讯参数

HD700 变频器与主机进行通讯时，需要设定相关的通讯参数，见附表





七喜变频器参数设置

P0.03改成02 通讯控制

P0.04改成05 通讯频率给定

P10.02 改成02 设备地址

P10.03改成9600 通讯波特率

P10.04 改成0   无校验 八位数据 1停止位

正转控制要求，据变频器的手册可知，MODBUS协议的寄存器地址是：P03.27



控制模式参数选择



用户操作方式及设定频率的参数在如何触摸屏做修改参数的数据值



MCGS与七喜变频器通讯状态字组态画面

通讯状态，然后做个通讯状态的显示输入框



参数属性说明

接下来开始是在读写RUN&STOP中，运行和停机状态下更改变频器参数均可在触摸屏进行修改变频器相关的控制参数



MCGS和七喜变频器协议地址转换

MCGS触摸屏如何在MODBUS信息帧中的数据地址如何与松下温度控制器上协议的地址MODBUS地址转换 如下表(H表示16进制）

03.28通讯控制字使能。该参数与P03.27配合使用。必须将该参数置“1”，才能使用通讯控制字来控制变频器



注意：列表下面的参数根据工艺可以做出画面。现列出常用的参数表

画面组态MODBUS RTU数据地址



MCGS画面组态

该画面做了变频器的正反转及写频率的功能，后续的参数可以根据你需要的参数进行组态。P03.27这个通讯控制指令在MCGS做了简单的脚步程序。当

4WUB0327=16就反转

4WUB0327=08就正转

4WUB0327=01就停止



MCGS组态画面

在工具箱点击，建立变量，命名为正转，在菜单栏选择脚本程序，在按钮开关做按下脚本程序



打开脚本，脚本程序编辑器，弹出脚本程序的对话框



在数据对象选择设备1的4WUB0327数据地址，使设备1-读写4WUB0327=08





另外反转和停止都是同样的操作，以此类推，最后做出画面如下



建立窗口界面，并把MCGS支持的BMP图片放在画面上，生动的形象描绘设备实际情况，如图所示



测试效果画面

输入给定的频率值，点击正转按钮



输入之后，查看变频器运行情况是否与组态画面一致



输入给定的频率值，点击反转按钮



案例总结

通过该项目案例，熟练应用MCGS触摸屏的串口通讯，同样也更加熟练应用MODBUS RTU的通讯方式。与其他的仪表设备进行远程通讯。掌握通讯方式，了解MODBUS 数据信息帧格式。

希望通过此案例分享，让更多的人了解。触摸屏不仅可以显示画面，同样可以做仪表通讯控制，减少工程师在PLC里繁琐编程。

作者水平有限，如有错误请指正，谢谢大家~

来源/中华工控网工控论坛

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