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1、摘 要在现代工业控制中，中央监控功能已被广泛应用，而实现这一功能就是组态软件与控制系统软、硬件有机结合。本课题以MCGS组态软件、MCGSTPC触摸屏及OMRON的CPM2A型PLC实体为对象，实现MCGS组态软件和欧姆龙PLC上的通讯单元建立串行通讯连接，从而达到在触摸屏上操作PLC设备以及同步显示PLC当前状态的目的；研究特殊模块的使用方法，实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及D/A转换，并对具体过程进行控制以及实现数据采集，对其处理方法提供可参考数据与程序。本课题完成的主要工作：1) 实现MCGS组态软件和硬件设备（OMRON PLC、MCGSTPC 触
2、摸屏）的串行通讯连接；2) 利用MCGS组态软件和PLC的组态通信连接，实现触摸屏对交通信号灯系统现场的实时监控及同步模拟显示功能；3) 利用MCGS组态软件和PLC的组态通信连接，通过控制变频器实现触摸屏对电动机起动、制动、正转、反转、变频调速等控制；4）利用Modbus协议实现控制器相互之间和其它设备之间的通信；5）系统控制部分均在MCGS连机运行环境上进行功能操作。关键字：可编程逻辑控制器，组态软件，MCGSTPC，Modbus协议Development of Configuration Software on Industry Real-time monitoring systemAB
3、STRACTIn modern industrial control, the central monitoring are the basic functions, and to implement this function we need the configuration software and control system software and the organic combination of hardware. Subject to the configuration software MCGS and touch screen MCGSTPC and OMRONs PL
4、C-based entities CPM2A targeted implementation MCGS Omron PLC configuration software and the communication on serial communication connectivity units set up to achieve the operation of PLC showed that PLC equipment and sync the purpose of the current status in touch screen MCGSTPC; Research on the u
5、se of special modules, analog implementation and Digital between the A/D conversion and D/A converter, and the specific process control and data acquisition, methods of treatment available for their reference data and procedures. The main work of this paper followes as:1）To implement communication c
6、onnectivity between MCGS configuration software and hardware devices (OMRON PLC、touch screen MCGSTPC). 2）Using configuration software MCGS and configuration of the PLC communication connection at the scene of the traffic signal system control and synchronization of real-time analog display.3）Using c
7、onfiguration software MCGS and configuration of the PLC communication links, by controlling the frequency converter to achieve motor starting, braking, are transferred, such as reverse control,by controlling the frequency converter to achieve VVVF motor function.4）With MODBUS agreement, realize the
8、communication between controller and other equipment5）System control at MCGS function configuration operation platform.Key words: PLC，MCGS，MODBUS，Configuration Software基于MCGS工业实时监控系统的开发0 引言由于PLC常用于工业现场控制,且无法通过显示器观察程序的执行结果,因此,验证PLC程序的正确与否,只能用PLC来控制相应的控制对象,以观察控制结果是否正确。PLC的控制对象一般都具有体积大、份量重、价格贵、维护困难等特点,
9、很难在实验室配备,而组态软件具有动画显示、流程控制、数据采集、设备控制与输出、工程报表、数据与曲线等强大功能，如果可以用计算机全真模拟被控对象,不但可以克服真实被控对象的缺点,而且也能解决无实际控制对象或由于经费不足购置困难等一些问题。利用组态软件还可以将模拟的控制对象通过串口或者以太网接口传送到触摸屏上，实现对控制对象的远程监控。同时Modbus是目前工业领域全球最流行的协议，此协议支持传统的RS-232、RS-422、RS-485和以太网设备1。许多工业设备，包括PLC，DCS，智能仪表等都在使用Modbus协议作为他们之间的通讯标准。有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集
10、中监控。 当在网络上通信时，Modbus协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息，决定要产生何种行动。如果需要回应，控制器将生成应答并使用Modbus协议发送给询问方。本课题就以MCGS组态软件、MCGSTPC触摸屏及OMRON的CPM2A型PLC实体为对象，实现组态软件和触摸屏、PLC上的通讯单元建立串行通讯连接，利用实验室现有试验装置，设计实验来研究组态软件在PLC电气控制上的应用。并且利用RS232/RS485接口换口实现MODBUS通讯协议完成MCGS组态软件监控下的温控显示。1 组态软件与PLC在自动控制技术中的应用1.1 组态软件的发展与应用从上个世纪90年
11、代以来，随着科学技术的迅速发展，人们的生产行为、生活方式都发生了重大的变化，作为生活生产中非常重要的一项技术即监控技术的重要性正在逐渐被人们所认识和重视。早期的监控系统，采用大型仪表集中对各个重要设备的状态进行监视，并通过操作盘来进行集中式操作。在现代工业控制中，中央监控系统已经渐渐成为主流。它是以监测控制计算机为主体，加上检测装置、执行机构与被监测控制的对象（生产过程）共同构成的整体。在该系统中，计算机实现了生产过程的检测、监督和控制功能。在现代企业的生产和管理中，大量的物理量、环境参数、工艺数据、特性参数需要进行实时检测、监督管理和自动控制。这里我们为了实现这一功能采用是组态软件与欧姆龙P
12、LC硬件的有机结合。 由于DCS系统庞大且昂贵，使得DCS系统只能进入石化、冶金等大型行业，对于诸多中小型项目都不适合。同时，随着智能控制器的使用，特别是PLC的大量使用，越来越多的客户需要监控这些智能装置的运行状态和运行参数，以便及时了解现场信息。针对这些要求，各大硬件装置的厂家都开发出针对他们各自设备的参数显示、设置和状态监控软件，一方面可以作为产品的检测软件，另一方面可以作为在运行时候的系统监控软件。随着开发的功能越来越多，支持的设备种类也增加了，有些软件可以单独销售，这成为最早组态软件的雏形，而软件厂商也看到这个商机，开发出支持多种厂家设备的软件，专门用于自动化流程的监控，成为较为通用
13、的监控软件，国内一般叫组态软件。组态软件是指在软件领域内，操作人员根据应用对象及控制任务的要求，配置（包括对象的定义，制作和编辑，对象状态特征属性参数的设定等）用户应用软件的过程，即使用软件工具对计算机及软件的各种资源进行配置，达到让计算机或软件按照预先设置自动执行特定任务、满足使用者要求的目的，也就是把组态软件视为“应用程序生成器” 3。从应用角度讲组态软件是完成系统硬件与软件沟通、建立现场与监控层沟通的人机界面的软件平台，它主要应用于工业自动化领域，但又不仅仅局限于此。伴随着集散控制系统的出现，组态软件己引入工业控制系统。在工业过程控制系统中存在着两大类可变因素：一是操作人员需求的变化：二
14、是被控制对象状态的变化及被控对象所使用的硬件变化。而组态软件正是在保持软件平台执行代码不变的基础上，通过改变软件配置信息适应两大不同系统对两大因素的要求，构建新的监控系统的平台软件。组态软件从总体结构上看一般都是由系统开发环境(或称组态环境)与系统运行环境两大部分组成。开发环境是自动化工程设计师为实施其控制方案，在组态软件的支持下进行应用程序的系统生成工作所必须依赖的工作环境，通过建立一系列用户数据文件，生成最终的图形目标应用系统，供系统运行环境运行时使用。系统运行环境是将目标应用程序装入计算机内存并投入实时运行时使用的,是直接针对现场操作使用的。 系统开发环境和系统运行环境之间的联系纽带是实
15、时数据库，它们三者之间的关系如图1.1。图1.1 组态环境和运行环境关系图随着时代的发展，组态软件的发展趋势朝着网络化方向发展，逐步发展为ERP/MRP系统与广域的监测网络系统，可以作为独立的小型生产监控系统或是作为现场监控层提供数据给大型的ERP系统。嵌入式方向也是组态软件发展的一个重要方向，与传统嵌入式系统的不同具有多任务的操作系统，可以实现复杂功能，人机交互功能大大增强。在未来的工业控制当中组态软件将实现控制组态与图形组态相结合，发展出一体化的工控组态系统，可以在组态软件中集成IEC61131-3的功能，引入梯形图、FBD（功能块图）等标准编程语言，保留脚本语言的优势。用户的需求是促使技
16、术不断进步的动力，在组态软件上这种趋势体现得尤为明显，未来的组态软件将会提供更加强大的组态功能。组态软件的产品众多，国外产品主要有InTouch、IFix、WinCC等，国内产品主要有三维力控、组态王、MCGS等本课题选用的是MCGS组态软件。1.2 什么是MCGSMCGS即监视与控制通用系统，英文全称为Monitor and Control Generated System。MCGS是为工业过程控制和实时监测领域服务的通用计算机系统软件，具有功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强的突出特点3。它能够在基于Microsoft的各种32位Windows平台上运行，通过对现场数据的采集处理，以动
17、画显示、报警处理、流程控制和报表输出等多种方式向用户提供解决实际工程问题的方案。它充分利用了Windows图形功能完备、界面一致性好、易学易用的特点，比以往使用专用机开发的工业控制系统更具有通用性，在自动化领域有着更广泛的应用。 而且MCGS组态软件提供了一套完善的网络机制，可通过TCP/IP网、Modem网和串口网将计算机与触摸屏或者计算机之间连接起来，构成分布式网络监控系统，实现网络间的实时数据同步、历史数据同步和网络事件的快速传递。分布式网络监控系统的每一台计算机都要安装一套MCGS工控组态软件。MCGS把各种网络形式，以父设备构件和子设备构件的形式，供用户调用，并进行工作状态、端口号、
18、工作站地址等属性参数的设置。1.3 PLC的定义和控制功能可编程控制器是在继电器控制和计算机控制的基础上开发的产品，并逐步发展成以微处理器为核心，把自动化技术，计算机技术，通信技术为一体的新型工业自动控制装置。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller）简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器(Programmable Controller)简PC。但是为了避免与个人计算机的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC。关于PLC的定义很多，其中
19、，在1985年1月国际电工委员会(IEC)颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义:“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专门为在工业环境下应用而设计。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的或模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程3。可编程控制器及其有关设备，都应该按易于与工业控制系统形联成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”在早期的工业生产过程中，PLC作为大量开关量顺序控制，利用逻辑条件进行顺序动作，及逻辑关系进行连锁保护动作控制。这是 PLC最基本的应用领域,取代传统的继电器控制系统,实
20、现逻辑控制和顺序控制。在单机控制、多机群控和自动生产线控制方面都有很多成功的应用实例，如机床电气控制、起重机、电梯的控制、饮料灌装生产线、家用电器（电视机、冰箱、洗衣机等）自动装配线的控制、汽车、化工、造纸自动生产线的控制等。 目前，很多 PLC都具有模拟量处理功能，通过模拟量I/O模块可对温度、压力、速度、流量等连续变化的模拟量进行控制，而且编程和使用都很方便。大、中型的PLC还具有PID闭环控制功能，运用PID子程序或使用专用的智能PID模块，可以实现对模拟量的闭环过程控制。随着PLC规模的扩大，控制的回路已从几个增加到几十个甚至上百个，可以组成较复杂的闭环控制系统。PLC的模拟量控制功能
21、已广泛应用于工业生产各个行业，例如自动焊机控制、锅炉运行控制、连轧机的速度和位置控制等都是典型的闭环过程控制的应用场合1.4 系统的可实现性利用组态软件设计PLC的仿真控制对象是指在计算机上运行事先编写好的组态软件应用程序,用软件来代替硬件(被控对象)的工作,利用串口或者TCP/IP接口传输到触摸屏上，并将PLC与触摸屏通过RS-232接口直接相连，借助于触摸屏来观察控制的过程及结果。欧姆龙公司的CP系列PLC的串行通讯都是采用HostLink协议进行通讯的，HostLink协议是欧姆龙的专有协议，通过HostLink协议使用计算机的串行口可与OMRON的PLC设备通讯。上位机链接系统即Hos
22、tlink系统是对于FA系统一种即优化又经济的通信方式，它适合一台上位机与一台或多台PLC进行链接。上位机可对PLC传送程序，并监控PLC的数据区，以及控制PLC的工作情况。HOSTLINK系统允许一台上位机通过上位机链接命令向HOSTLINK系统的PLC发送命令,PLC处理来自上位机的每条指令,并把结果传回上位机。系统特点：通信即可采用RS-232C方式，又可采用RS-422方式。RS-232C方式是基于1：1的通信，距离为15m。RS-422方式是实现1：N的通信，即一台上位机与多台PLC进行通信，最多可有32台PLC连接到上位机，通信距离最大可达500m。上位机监控：上位机可对PLC的程
23、序进行传送或读取，并可对PLC数据区进行读写操作双重检查系统：所有通信都将作奇偶检验和帧检验，从而能估计出通信中的错误。本实验采用RS-232C通讯方式。组态软件可以通过RS232C接口与PLC之间进行通信,并监控PLC的所有的存储器、控制器及I/O接口的状态,以变量值的形式传输到触摸屏上,供用户在触摸屏上使用、处理。利用组态软件设计,可以仿真多种PLC控制对象,还可同时全真模拟多个被控对象。仿真的被控对象不仅可以接受多种由PLC发出的控制信号,如逻辑开关信号,继电器控制信号,脉冲信号和各种数值信号等。亦可向PLC发出各种命令信号,如逻辑开关控制信号,继电器开关信号,中断信号,位置信号等。还可
24、与PLC之间进行各种状态数据的传输,从而反映出PLC与被控对象(软件仿真的被控对象)与控制结果之间的关系。编辑好程序之后,组态软件即可接受PLC发出的控制信号,并按照程序的算法以动画、数值、文字、标尺等形式在计算机屏幕上反映出PLC的控制过程及结果。仿真实验的系统结构图如图1.2所示。RS-232C通讯方式 触摸屏（Touch Screen）计算机主机Hostlock通讯协议OMRON PLCHostlock通讯协议RS-232C通讯方式图1.2 仿真实验的系统结构图1.5 课题的意义、目标及主要研究内容本课题是我校“电气测量”课程建设项目，通过开发MCGS组态软件与PLC电气控制的试验的实时
25、监控试验项目，填补原电气测量课程中的缺陷，使“电气测量技术”课程能够紧跟时代发展，满足工程应用要求。本课题以MCGS组态软件及OMRON的CPM2A型PLC实体为对象，实现MCGS组态软件和欧姆龙PLC上的通讯单元建立串行通讯连接，从而达到操作PLC设备以及同步显示PLC当前状态的目的；研究特殊模块的使用方法，实现模拟量和数字量之间的A/D转换及D/A转换，开发具有实时监控及联锁功能的实验项目，并对具体过程进行控制以及实现数据采集，对其处理方法提供可参考数据与程序。同时并且利用RS232/RS485接口换口实现MODBUS通讯协议完成MCGS组态软件监控下的温控显示。并完成如下的要求：1) 实
26、现MCGS组态软件和硬件设备（OMRON PLC、MCGSTPC 触摸屏）的串行通讯连接；2) 利用MCGS组态软件和PLC的组态通信连接，实现触摸屏对交通信号灯系统现场的实时监控及同步模拟显示功能；3) 利用MCGS组态软件和PLC的组态通信连接，通过控制变频器实现触摸屏对电动机起动、制动、正转、反转、变频调速等控制；4）利用Modbus协议实现控制器相互之间和其它设备之间的通信；5）系统控制部分均在MCGS连机运行环境上进行功能操作。2 课题所采用硬件介绍2.1 MCGSTPC触摸屏介绍本课题所采用的触摸屏是北京昆仑通态公司生产的TPC1062K，如图2.1、2.2所示。2.1.1 TPC
27、1062K的规格与介绍TPC1062K，是一套以嵌入式低功耗CPU为核心（主频400MHz）的高性能嵌入式一体化触摸屏。该产品设计采用了10.2英寸高亮度TFT液晶显示屏（分辨率800480），四线电阻式触摸屏（分辨率10241024）。图 2.2 触摸屏背面数据插孔表 2.1 触摸屏参数产品特性液晶屏10.2TFT液晶显示，真彩（LED背光），分辨率（800480）显示颜色65535色背光寿命50,000小时触摸屏电阻式供电电源24VDCCPU主板ARM低功耗，400MHz内存64M SDRAM存储设备128M FLASH产品规格结构工业塑料结构颜色工业灰面板尺寸274mm193mm机柜开孔
28、261mm180mm净重1.0kg外部接口串口1RS232、1RS485USB1主1从以太网RJ45以太网口扩展环境条件工作温度050工作湿度10%90%储存温度-1060振动频率10-57Hz 57-150Hz振动加速度0.075mm 9.8 m/s2振动扫频速率Oct/min 1认证防护认证CE/FCC防护等级IP65抗干扰性工业三级软件组态软件MCGS嵌入式组态软件（运行版）2.2 PLC设备与D/A转换、A/D转换模块介绍 本课题所采用的PLC的CPU是OMRON公司的CPM2AH，模拟量输入、输出模块分别是OMRON公司的CPM1A-AD041和CPM1A-DA041，见图2.1触摸
29、屏MCGS界面OMRON CPM2AHOMRONCPM1A-AD041OMRONCPM1A-DA041电压取样输出电压图 2.1 PLC硬件连接概况2.2.1 CPM2AH的规格与介绍CPM2AH是本课题所采用的PLC的CPU，对它的掌握与否对课题的成功有很大的影响，故需掌握它的特点和规格。其主要性能规格见表2.1。表2.1 CPM2AH的性能规格项 目规格控制方式存储程序方法I/O控制方式循环扫描直接输出(通过IORF(97)即时刷新处理)编程语言梯形图指令长度1步/1指令,15字/1指令指 令基本指令：14种特殊指令：105种，185种执行时间基本指令：0.64s(LD指令)特殊指令：7.
30、8s(MOV指令)程序容量4,096字输入位IR00000IR00915及IR02000IR02515(不使用的输入位可用作工作位)输出位IR01000IR01915及IR03000IR03515(不使用的输入位可用作工作位)工作位928位：IR02000IR04915(IR020IR049CH)和IR20000IR22715(IR200227CH)特殊位(SR区)448位：SR22800SR25515(IR228255CH)暂存位(TR区)8位：(TR0TR7)保持位(HR区)320位：HR0000HR1915(HR0019CH)辅助位(AR区)384位：HR0000HR2315(AR002
31、3CH)链接位(LR区)256位：HR0000HR1515(LR0015CH)定时器/计数器256位定时器/计数器(TLM/CNT000TIM/CNT255)数据内存读/写：2,048字(DM0000DM2047)只读：456字(DM6144DM6599)PC设定：56字(DM6600DM6655)2.2.2 CPM1A-AD041的规格与介绍CPM1A-AD041是模拟量输入单元。 CPM2AH 最多可以连接3个扩展单元, 包括扩展I/O单元, CPM1A-AD041以及CPM1A-DA041(模拟量输出单元)。 表 2.2 CPM1A-AD041模块参数项目CPM1AAD041输入点数4点
32、 (分配4个通道)输入信号范围-1010V 05V010V 020mA15V 420mA分辨率1/6000(满量程)A/D 转换数据16位二进制 （4-位十六进制）-10 to 10V（满量程）: F448 to 0BB8 Hex其他输入范围（满量程）: 0000 to 1770 Hex最大输入信号范围电压输入： 15V电流输入： 30mA平均值功能支持断线检测功能支持转换时间2 ms/点功率3.0W重量200g max尺寸86(W)50(H)90(D)mm CPM1A-AD041包含4路模拟量输入, 在CPM2AH全部接模拟量输入单元的情况下, 系统最多可提供12路模拟量输入。模拟量输入单元
33、CPM1A-AD041的模拟量输入信号范围可有六种选择，它们分别是-1010V、010V、05V、15V、020mA、420mA。本课题根据实际情况的需要，选择了010V的模拟量输入信号范围，见表2.2。根据产品操作手册可知010V的电压输入对应于十六进制数0000 1770(00006000)。完整的数据输出范围是0.510.5V ，即FED4 198C(-3006300)。使用补码来表示负电压，见图2.2图 2.2 010V模拟量输入信号范围同时在该模拟量输入信号范围下，当在输入范围内设定了平均值功能时此功能开启。平均值功能取最近的八个输入数据的平均值作为转换数据。使用此功能可以消除短时间
34、内输入波动的影响。2.2.3 CPM1A-DA041的规格与介绍相对于CPM1A-AD041来讲，CPM1A-DA041是模拟量输出单元。CPM2AH 最多可以连接3个扩展单元，包括扩展I/O单元，CPM1A-DA041以及CPM1A-AD041 (模拟量输入单元)。CPM1A-DA041包含4路模拟量输出，在CPM2AH全部接模拟量输出单元的情况下，系统最多可提供12路模拟量输出。表2.3 CPM1A-DA041模块参数项目CPM1ADA041输入点数4点 (分配4个通道)输入信号范围-1010V 010V 020mA15V 420mA分辨率1/6000(满量程)A/D 转换数据16位二进制
35、 （4-位十六进制）-10 to 10V（满量程）: F448 to 0BB8 Hex其他输入范围（满量程）: 0000 to 1770 Hex最大输入信号范围电压输入： 15V电流输入： 30mA平均值功能支持断线检测功能支持转换时间2 ms/点功率3.0W重量200g max尺寸86(W)50(H)90(D)mm模拟量输出单元CPM1A-DA041的模拟量输入信号范围可有五种选择，它们分别是-1010V、010V、15V、020mA、420mA。本课题根据实际情况的需要，选择了010V的模拟量输入信号范围，见表2.3根据产品操作手册可知010V的电压输入对应于十六进制数0000 1770(
36、00006000)。完整的数据输出范围是0.510.5V ，即FED4 198C(-3006300)。使用补码来表示负电压，见图2.3。图 2.3 010V模拟量输出信号范围2.3 D/A转换、A/D转换模块的使用方法CPM1A-AD041和CPM1A-DA041使用需遵循如下的顺序：1） 连接单元：连接模拟量输入/输出单元。2） 设定输入/输出量程：选择模拟量输入/输出范围为010V。3） 模拟量输入/输出的接线：连接模拟量输入/输出设备。4） 编写梯形图程序：写入量程控制字，采用MOV命令。注：量程控制字的作用是确定模拟量信号的输入/输出范围，即可确定模拟量输入/输出的点数与位置，也可确定
37、其选择处理信号的方式。2.3.1 D/A转换、A/D转换模块的I/O分配主 机 CPM2AH扩展模块1CPM1A-AD041扩展模块2CPM1A-DA041图 2.4 PLC各单元间的连接顺序模拟输入单元CPM1A-AD041的通道分配与其他的扩展单元或扩展I/O单元是一样的。 通道的分配是从分配给CPU单元或前一个扩展单元或扩展I/O单元的最后一个通道开始的。当“m”为分配给CPU单元CPM2AH的最后一个输入通道，“n” 为其最后一个输出通道时，CPM1A-AD041模拟量输入单元的通道分配如下所示：模拟量输入的通道号设定：模拟输入1：通道 m+1=1+1=2模拟输入2：通道 m+2=1+
38、2=3模拟输入3：通道 m+3=1+3=4模拟输入4：通道 m+4=1+4=5模拟量输入的量程设定通道号：通道：n+1=11+1=12通道：n+2=11+2=13注：CPM1A-AD041的前一个单元为主机CPM2AH。CPM2AH的后一个输入、输出通道号分别为1和11，即m=1，n=11。模拟量输出单元CPM1A-DA041的通道分配也和模拟量输入单元CPM1A-AD041单元一样，从分配给CPM1A-AD041的最后一个通道开始。当“n”为CPM1A-AD041的最后一个通道时，输出通道的分配如下所示：模拟量输出通道号设定：模拟输出1：通道 n+1=13+1=14模拟输出2：通道 n+2=
39、13+2=15注：CPM1A-DA041的前一个单元为CPM1A-AD041。CPM1A-AD041的最后一个输出通道号13，即n=13。2.3.2 输入/输出信号范围的设定方法1) CPM1A-AD041的设定：CPM1A-AD041通过将量程控制字写入到模拟量输入单元的输出通道内来实现输入信号范围的设定。为了使模拟量输入单元能够转换模拟量必须设定量程控制字。各种模拟信号输入范围的量程控制字设定在下面的表格中列出（程序控制字采用MOV命令）。CPM1A-AD041通过连接适当的端子来选择电压/电流输入。在程序执行的第一个扫描周期将量程控制字写入到模拟量输入单元的输出通道(n+1=12, n+
40、2=13)中。表 2.4 通道号对应的量程设定通道设定本次n选用点n+1模拟输入1，输入2量程设定1112n+2模拟输入3，输入4量程设定1113表 2.5 模拟输入量程控制字详细设定二进制位号3或72或61或50或4设 定代 码模拟输入启动位1：启动0：关闭平均值功能1：使用0：不使用00：-10V+10V01：010V10：15V(420mA)11：05V( 020mA) 根据表24和表25可知模拟量输入通道的设定，其实就是4位二进制码位的设定，只要设定得当，便可得到想要的要求，具体设定值见表2.6和表2.7。下述的模拟量输出通道的设定其原理也是相同的。表 2.6 AD输入的详细设置(12
41、号通道)位号1514131211109876543210位值100000000000100180模拟输入2模拟输入1表 2.7 AD输入的详细设置(13号通道)位号1514131211109876543210位值100000000000000080模拟输入4模拟输入3注: 使用CPM1A-AD041模块前，需正确连接端子. “n” 为分配给CPU单元或前一个扩展单元或扩展I/O单元的最后一个输出通道。 模拟量输入单元只有在量程控制字设定后才开始模拟量转换，单元开始转换后，未使用通道的值将为0000。 一旦设定好量程控制字，在CPU单元上电期间不能再改变设定。如需改变设定，必须将CPU单元断电后
42、重新上电。 对于不使用的输入，将输入通道设置为OFF，并且将电压输入端子VIN和COM短路。由此，便可以对CPM1A-AD041进行程序控制字的设定了，由前一小节2.2.1中已经知道n+1=12，n+2=13。而课题所需的要求是，模拟输入通道1和2，要无平均值功能的010V电压的数据采集功能。故12号通道的16位二进制数位1000000000001001（8009 HEX），而13号通道的16位二进制数位1000000000000000(8000 HEX)。所以该控制字的便可以如此设定：MOV #8009 12; MOV #8OOO 13。2）CPM1A-DA041的设定：CPM1A-DA04
43、1也是通过向模拟量输出单元的输出通道设置量程控制字来设定输出信号量程。模拟量输出单元要转换数据必须设置量程控制字。模拟量输出各量所占用通道号通道见表2.8，模拟量输出各量程控制字的设置见表2.9，通道二进制码具体设定值见表2.10和表2.11。表 2.8 通道号对应的量程设定通道设定本次n选用点n+1DA输出1，输出2量程设定1314n+2DA输出3，输出4量程设定1315表 2.9 模拟输出详细设定二进制位号3或72或61或50或4设置字DA输出启动位1：启动0：不使用000：-10V+10V001：010V010：15V011：020mA100：420mA表 2.10 DA输出的详细设置(
44、14号通道)位号1514131211109876543210位值100000000000100180模拟输出2模拟输出1表 2.11 DA输出的详细设置(15号通道)位号15141312111098765432待添加的隐藏文字内容110位值100000000000000080模拟输出4模拟输出3注：使用CPM1A-DA041模块前，需正确连接端子。在程序执行的第一个扫描周期，把量程控制字写入模拟量输出单元的输出通道(n+1, n+2)。一旦设定了量程控制字，在CPU单元上电期间，不能改变设定。如需改变设定，必须将CPU单元断电后重新上电。模拟量输出单元只有在量程控制字写入之后，才开始执行模拟量
45、输出的转换，在模拟量输出转换开始之前，输出为0V或0mA。在量程控制字设置之后，并且在转换值被写入输出通道之前，对于010V，-1010V或020mA的量程，输出为0V或0mA，对于15V，420mA的量程，输出为1V或4mA。由此，便可以对CPM1A-DA041进行程序控制字的设定了，前一小节2.2.1已经知道n+1=14，n+2=15。而课题所需的要求是，模拟输出通道1，要具有010V电压输出功能。故14号通道的16位二进制数位1000000000001001(8009 HEX)，而15号通道的16位二进制数位1000000000000000(8000 HEX)。所以该控制字的便可以如此设定： MOV #8009 14 ; MOV #8OOO 15。2.4 MM440变频器的使用方法及介绍2.4.1 MM440变频器的使用方法在现场根据课题要求，需要使用MICROMAST
