基于CANopen總線與PLC的液壓試驗平臺控制系統設計

各個試驗平臺現場采用倍福BX5100型PLC作為控制核心，該PLC接入CANopen總線并作為CANOpen通訊從站(Slave)。

各個試驗平臺的PLC搭配試驗平臺所需的數字量輸入輸出模塊、模擬量輸入輸出模塊等，來完成現場液壓試驗臺的數據采集及控制操作。

另外，各試驗平臺配備威倫通(Weinview)MT6070iH型觸摸屏，并用EB8000軟件開發出相應的人機界面，方便操作人員現場操作設備。其中PLC與觸摸屏之間通訊，基于MODBUS RTU協議。

4．試驗平臺控制系統軟件開發

試驗平臺控制系統的軟件開發主要包括以下三個部分：

(1)PLC程序開發

本項目的PLC程序開發基于倍福TwinCAT PLC軟件，該是遵循IEC61131．3標準的編程開發軟件，支持指令表(IL)、結構文本(ST)、梯形圖(LD)、功能塊圖(FBD)、順序流程圖(SFC)和連續功能塊圖(CFC)編程語言：其特點是功能強大、編程方便、系統開放。可以輕松縮短開發周期，極犬提高工作效率。TwinCAT PLC軟件和TwinCAT System Manager(系統管理器)相結合，可以支持目前市面上流行的現場總線，包括本項目采用的CANopen總線。

PLC與上位機之間通訊采用CANopen總線，雙方的實時數據交換則是基于上文中所提到的PDO(過程數據對象)，其中上位機CANopen接口卡的RxPDOs則對應下位PLC的TxPDOs，反之依然。這樣我們在編寫PLC程序時，需要把PLC采集的數據通過PLC的TxPDOs發送CANopen卡的RxPDOs，而CANopen卡的TxPDOs發出的數據則通過PLC的RxPDOs來讀取。由于相關試驗臺數目較多，且各個試驗臺所實現的功能不同，相應的PLC程序也有差別，篇幅原因這里就不再贅述。

(2)基于VB的上位機軟件界面開發

倍福TwinCAT軟件能按照用戶不同需求提供ADS DLL動態庫、ADS OCX控件和OPC服務器接口，方便用戶順利實現可視化HMI功能。

通過TwinCAT System Manager(系統管理器)新建一個I／O Task并添加相關輸入輸出變量，再將這些變量映射(Mapping)到上文中提劍的CANopen卡相關的RxPDOs與TxPDOs，便可實現上位機與PLC之間實時數據通訊。數據傳遞的過程見圖3：

圖3 數據傳遞的過程

這樣我們在上位機VB軟件開發時，可以通過ADS OCX控件中提供的相關函數直接對PLC程序中的變量進行讀取與寫入操作。上位機界面的開發則要根據相關試驗臺操作與顯示的需求而定。圖4為密封試驗臺的上位機操作界面，其他界面風格與此類似。

圖4 操作界面

(3)觸摸解人機交均界面(HMI）開發

5 總結

本文主要介紹了147裝置液壓試驗臺按制系統的設計。上位機通過CANopen總線與PLC實現了實時數據傳輸，操作人員可以通過上位機的VB程序實現液壓測試試驗臺的自動化控制。同時，操作人員也可以通過試驗臺現場的觸摸屏進行操作。

目前，該液壓試驗臺已投入使用近半年，使用狀況良好．系統實時性強，數據采集準確。無論通過過上位機還是現場觸摸屏都能非常方便的進行操作，基本達到了預期要求。