PLC与文本屏之一.docx
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PLC与文本屏之一
PLC与文本屏
5.1文本屏概述
文本屏与触摸屏，又被称为图文控制器、图形操作终端和人机界面。
文本屏的定义是否为偏重处理文字信息，而图形处理能力稍差？
变频器的操作显示面板，可以与变频器的CPU主板进行双向通讯，既能将变频器的工作状态（运行或停机、运行电流、运行频率等），上传到屏面显示，也能通过按键对变频器进行起/停操作、故障复位和设置参数等，文本屏的作用与变频器操作显示面板的作用非常相近。
文本屏所完成的基本任务有两个：
一是上传来自PLC程序电路的某些信号，如输入、输出端子状态，如用于电机控制时，输出端子Y0的状态可以上传到文本屏，以指示灯状态的变化显示被控制电机设备的工作状态。
某些寄存器内的数据，如压力仪表输入PLC的当前压力值，也由PLC上传至文本屏，进行当前压力值的“棒状或条状”的形象显示。
此一功能可称之为监控功能；二是可通过面板按键向PLC发送一些开关量指令，如控制电机起停等。
也可修改PLC中寄存器的值，如调整定时器的定时时间，计数器中的计数值等，此一功能则可称之为控制功能。
文本屏的监控功能还是比较强大的，一个重要特点即是可以将监控量转化为图形、文字和画面的形式来监控，并且可以实施多画面转换监控，一般的文开屏可以处理几十个画面乃至上百个监控画面，画面的切换可以由屏面按键进行手动切换，也可以由PLC控制进行自动切换；文本屏的控制功能也是相当不错的，可以输入数字改写PLC寄存器内数据，屏面按键可以在一定程度上代替实物的按钮、开关等对电气设备进行控制，从某种意义上讲，采用文本屏，还扩展了PLC的I/0口，尤其是对输入端子进行了不必要进行实际接线的扩展，如通过屏面按键对电机进行起/停控制。
但文本屏毕竟是以监控为主、控制为辅，当小键盘被用作数字设置时，剩下的可供操作控制用的键盘数量是较少的。
下面以SLJDMD204LV4文本显示器为例，认识一下器件的性能规格：
显示屏:
3.7寸STN液晶屏
分辨率:
192×84像素（支持4行×12中文字符显示）；
亮度:
60cd/平方米；色彩:
单色；对比度:
15:
1；背光灯:
长寿命绿色LED；
CPU:
8位处理器；存储器:
512KBFlashROM；
通信端口:
COM1:
PCRS232&PLCRS485/422&PLCRS232；
功能按键:
20个可自由定义（含12个数字输入按键）；
实时时钟:
可选；打印端口:
无；系统诊断:
电源失效检测；
一般规格:
供电电源:
24VDC±10％120mA24VDC；
CE认证:
符合EN50081-2和EN50082-2标准；FCC兼容性:
符合FCCClassA；
耐压测试:
500VAC1分钟；绝缘电阻:
超过50M欧姆@500VDC；
防震测试:
10～25Hz（X、Y、Z方向2G30分钟）；防护等级:
IP65（前面板）
工作环境温度:
0～50摄氏度；工作环境湿度:
10～90%RH（非冷凝）；
外壳材料:
工程塑料 ABS+PC； 外形尺寸:
172×95×30mm；显示尺寸:
101×36mm；
安装开孔尺寸:
165×86mm；却方式:
自然风冷；重量:
0.3Kg。
5.1.1YD204LV4文本屏基本功能：
文本屏作为PLC的附属器件，由于其较好的监控与控制功能，在自动化控制系统中等到了广泛的应用；又由于近几年几十种国产品牌的出现，使得文本屏价位从进口机型的千元左右，降至三、四百元或更低，就更加促进了文本屏的大面积普及。
与PLC的显示与I/O扩展模块相比，文本显示屏具有更好的性价比。
YD204LV4文本屏是一个小型的人机界面，主要与各类PLC配合使用，以文字或指示灯形式监视和以按钮修改PLC内部寄存器数据、以按键控制PLC的输出，从而使控制人员能够自如地控制机器设备。
1、YD204LV4文本屏的特点：
1）通过编程软件YD20在计算机上制作画面，使用串口通讯向PLC下载画面。
通讯协议和画面数据一同下载到显示器，无须PLC编写通讯程序；
2）对应PLC机种广泛，适用常用三菱、西门子、台达、LS等PLC编程器；
3）具有密码保护功能、报警列表功能、可选实时时钟显示功能等；
4）20个按键可被定义为功能键，有数值输入小键盘，操作简单，可代替控制柜上机械开关、按钮等；
5）通讯方式，RS232、RS422、RS485等可选，一般选用RS232通讯方式；
6）带背景光STN液晶显示，可显示12个汉字×4行；
7）在构造上考虑了工业应用环境，有一定的防水、防油性能。
2、应用参数：
1）供电电压，DC12-24V，可直接使用PLC的24+、24G电源端子所供电源，也可用外供24V以下直流电源。
整机功耗小于4W；
2）产品结构和名称：
YD204LV4文本屏的正面除液晶显示窗之外，还有20个薄膜开关按键。
这20个按键除默认的基本功能（数据小键盘用于数字输入，其它按键用于控制信号输入）外，还能设定成特殊功能按键，如（Y、M）位元件置位、复位，直接完成画面跳转等功能。
YD204LV4文本屏的面板布置见下图：
图5-1YD204LV4文本屏屏面布置图
功能按键的基本功能如下表
表5-1按键的基本功能
按键
基本功能
ESC
不论显示器处于任何画面，按此键，返回系统初始画面。
系统初始画面用于由用户设计画面时指定（缺省值为1号画面），一般将系统初始画面设置成主菜单或使用频度最高的画面。
ALM
按此键，返回系统自动切换到定义的报警信息画面，也可定义为功能键使用。
左箭头键
修改寄存器数据时，左移被修改的数据位，即闪烁显示数字左移一位。
右箭头键
修改寄存器数据时，右移被修改的数据位，即闪烁显示数字右移一位。
上箭头键
将画面翻转到前页，前页画面号由用户在画面属性中指定。
下箭头键
将画面翻转到次页，次页画面号由用户在画面属性中指定。
SET
按此键开始修改寄存器内容，当前正在被修改的寄存器窗反色显示，其中被修改的位数闪烁显示。
在按ENT键之前，再接一SET次键，则当前操作被取消。
ENT
用户使用了加密功能的情况下，按此键弹出口令设定画面；在寄存器设定状态下，将修改后数据写入寄存器。
当前画面的最后一个寄存器被修改和确认后，即出修改寄存器状态。
SET用于修改寄存器内容，ENT则执行修改后的确认和写入。
如果画面上存在寄存器设定功能，不要再将SET按键定义为其它功能。
其它按键当被用户定义为其它功能按键（如启动/停止键）后，上表中的基本功能则被屏蔽。
图5-2YD204LV4文本屏背面通讯口、电源插口图
YD204LV4的背面装有12-24V电源端子（送入电源时须注意极性）、通讯插座（RS232，与计算机、PLC通讯连接），侧面装有对比度调整电位器，可调整屏面的对比度（亮度）。
通讯插口与9针D型公座的通讯插口，下载画面数据时使用通讯电缆将YD204LV4的9针通讯口与个人计算机的9针通讯口连接起来，和PLC通讯时，根据PLC类型确定通讯口连接方式，与PLC进行通讯连接，开始系统正常工作。
YD204LV4显示屏自带LED背景光灯，只要有按键操作，背景光打开，持续3分钟没有任何键按下，背景光熄灭。
这是节电和延长文本屏使用寿命的需要。
调整相关参数，可以调整背景灯的点亮时间（模式）。
5.1.2YD204LV4文本屏与LS、FX编程器的连接：
1、与LS编程器的通讯连接：
图5-3YD204LV4文本屏与计算机通讯电缆连接图
YD2-PC连线图，是厂家说明书给出的YD204LV4文本屏与计算机的通讯电缆连接图。
而下图5-4是用两个DB9M母插头自行制作的通讯电缆，只有三根连线，YD204LV4文本屏既可以用该电缆与计算机连接，也可以该电缆与LS型PLC连接，两种联机方式共用一根电缆即可。
图5-4YD204LV4文本屏与计算机、LS型PLC通讯电缆连接图
YD204LV4文本屏与LS-K120型PLC编程口通讯的相关内容见表5-2：
表5-2
项目
内容
YD204通讯口
9针通讯口
PLC通讯口
9针编程口
缺省通讯参数
38400bps8bits1stop、none
局号
1-31局默认为1
协议
可设置通讯协议，不必另行编写
通讯距离（最大）
15米
通讯方式
RS232
电缆型号
YD2-LG-Mod
开关量对应地址
M000-M191F（下传至PLC）
数字量对应地址
D0000-D4500（下传至PLC）
PLC寄存器类型（P）
可操作范围0-225F（编号为十进制/十六进制均可）；PLC输入/输出继电器触点（PLC上传至文本屏）
PLC寄存器类型（M）
可操作范围0-225F（编号为十进制/十六进制均可）；PLC辅助继电器触点（PLC上传至文本屏）
PLC寄存器类型（D）
可操作范围0-9999（编号为十进制）；PLC数据寄存器内数据（PLC上传至文本屏）
2、YD204LV4文本屏可以和三菱FX全系列PLC通讯，通讯口为PLC编程口或FX2N系列PLC的FX2N-422BD模块。
通讯内容见表5-3。
表5-3
项目
内容
YD204通讯口
9针通讯口
PLC通讯口
DB8M编程通讯口或通讯模块
缺省通讯参数
9600bps7bits1stop、Even
站号
1局
协议
可设置通讯协议，不必另行编写
通讯距离（最大）
70米
通讯方式
RS422
电缆型号
YD2-FX2N（必须用此专用电缆）
开关量对应地址
M000-M511（由文本屏传至PLC）
数字量对应地址
D00-D31（FX0S）D00-D255（FX0N）（由文本屏传至PLC）
PLC寄存器类（X/Y）
输入、输出继电器接点（由PLC传至文本屏）
PLC寄存器类型（M）
PLC辅助继电器接点（由PLC传至文本屏）
PLC寄存器类型（D）
PLC数据寄存器（PLC上传至文本屏）
下图为YD204LV4文本屏与FX编程器通讯电缆图：
图5-5YD204LV4文本屏与FX编程器通讯电缆图
5.2文本屏的操作和使用：
文本屏的显示颜色一般为单色，各厂家的文本屏除屏面规格大小有差异外，在操作使用上，并无太大的不同。
对文本屏的基本操作就是据控制要求编辑相应的画面，上传PLC内部输入/输入继电器、辅助继电器等位元件的ON/OFF状态进行监控显示，和通过屏面按键将（M）开关量信号下传到PLC程序电路，完成某些控制操作；PLC程序电路中的D寄存器中的数字量可上传到文本屏进行数字监控显示，也可通文本屏D寄存器将可设置的数字量下传到PLC程序电路中，用于相关的控制。
文本屏的工程应用操作，相对比较容易，手头有任意一只文本屏，配合PLC的程序运行一下，编辑几个画面，和通过屏面按键进行比如画面跳转、电机起/停等控制操作，真的是做一遍就差不多掌握了。
而有了文本屏的操作基础，再学习触摸屏的操作和使用，就非常容易上手了。
图5-6YD204LV4文本屏操作应用流程图
图5-6是厂家给出的文本屏操作应用流程图，大约可分为安装软件、使用编辑软件编辑画面、传送画面等几个环节。
具体应用与操作可按下面几个步骤进行。
1、买到任意型号的文本屏，可以从供应商那里同时索取该文本屏的编辑软件，并安装于自己的个人计算机中，同时可从供应商处购买该文本屏与计算机的通讯电缆，和该文本屏与某型号PLC（你手头已有的）之间的通讯电缆。
通讯电缆自己制作也比较容易，如YD204文本屏与LS型PLC的通讯电缆，见上图5-4，仅三根引线，并且适用于YD204LV4文本屏与LS（K120）型PLC连接，也同时适用于YD204文本屏与计算机连接。
先由编辑软件完成画面编辑后，将通讯电缆连接文本屏与计算机，将编辑好的画面下载到文本屏内部；然后再用该通讯电缆连接文开屏与PLC（内部已写好程序电路），投入系统运行。
如YD204LV4配用FX编程器，则画面下载与PLC的连接运行，须分别换用两根通讯电缆。
YD204LV4文本屏编辑软件的桌面快捷方式图标如右图所示。
2、有了文本屏，安装了相应画面编辑软件，将通讯电缆（1根或两根）购置或制作完毕，其准备工作还未结束。
接下来应抽点时间阅读一下文本屏的用户使用手册。
在学习过程中，我们往往忽略了阅读用户使用手册这一环节，从画面制作方法、如何进行通讯设置、如何下载画面和如何连接PLC，如何建立和保存文件等。
看一遍说明书比上手就做，要少走弯路，如文本屏与PLC的通讯协议的正确设置，会使整个操作过程顺利完成，而盲目的设置会造成事倍功半，在不该出事的地方偏偏“掉了链子”。
有人说，对文本屏的操作和使用，看看说明书就会了，确有一定的道理。
3、下面以YD204LV4文本屏和LSK120S型PLC的配合应用为例，学习一下编辑软件的应用。
有这么一个液压控制系统，电气控制系统由PLC和文本屏和控制线路构成，主要用于压力监控、压力设定和油泵起停等控制。
文本屏除用于测量压力值的监控与给定压压力值的设定外，还可以代替按钮开关，起到控制油泵起/停的作用。
系统构成见下图5-7。
图5-73号液压站控制系统构成示意图
编辑工程画面的步骤如下：
打开编辑软件，建立一个新文件，文件命名；通讯协议设置；主画面编辑，其它画面编辑；连接文本屏，将画面下载到文本屏内。
每一个画面必须要具备两个基本要素：
画面和画面跳转控制。
一是完成指示灯、按钮元件、数字量元件（寄存器）的图形编辑和地址定义；二是须定义该画面跳转按键。
一个画面，既可以完成监控和按键操作，又须具有方便的画面跳转功能，主画面也不例外。
需要解决的问题是：
画面上文字、图形的地址如何定义，有怎样的来源和去向？
与PLC程序电路如何联系起来？
1）通讯协议设置：
双击桌面YD204LV4文本屏编辑软件的快捷方式图标，打开编辑软件。
点击工具栏空白文件按钮，弹出下图“PLC选择”对话框。
图5-8YD204LV4文本屏编辑软件打开时的界面
从PLC厂家及类型中选择LG型K80/120型PLC；波特率、数据位、停止位等与图表6-2内容相符，不必重设。
将通讯模式选为RS232，然后点击确定按钮。
这是非常重要的一步设置，主要是对所配合使用PLC类型和通讯格式的选择，实质上是将文本屏与PLC的通讯协议简化到“PLC选择”对话框中，填写正确，文开屏与PLC的通讯协议即签署完毕。
这样，当计算机向文本屏下载画面数据时，将指定的PLC通讯协议和画面数据一同传送给YD204LV4文本屏，文本屏工作时，通过此协议与PLC通讯。
图5-9YD204LV4文本屏与PLC通讯协议设置对话框
表5-3编辑界面中工具条里所有按键及功能说明
使用表中功能按键可以完成创建新工程、打开工程文件、保存、复制、粘贴、下载画面数据等一般性操作。
2）主画面的编辑制作：
图5-10YD204LV4文本屏与主画面（系统初始画面）
布满均匀白色网点的区域为画面编辑区，设计者可点击工具栏中的相应部件，如文字串、按钮、指示灯等元件，用鼠标拖动可放置在画面编辑区的适宜位置。
表5-4编辑窗体上8种元件的部件功能表
图5-10为系统初始画面（缺省值为1号的画面），一般情况下，此画面被定义为系统主画面，或使用频度较高的画面，这也是上电后YD204LV4文本屏显示的第一幅画面。
在运行过程中，当屏面正在显示其它画面时，按ESC键即能跳转到此画面，因而ESC键又可称之为默认的“主画面跳转键”。
通常情况下，都是由屏面的上、下箭头按键操作，来依次转换画面。
当缺省值为1号的画面出现在屏面上时，按下行箭头按键则可以使屏面转换到2号画面。
也可以将其它的按键定义为画面跳键，按下被定义键（如定义左行箭头键为使画面跳到3号画面）时，可以从主画面直接跳转到第3号画面。
打开主画面编辑界面后，可在“画面描述”一栏中键入“系统主画面”或其它对主画面的说明。
描述画面的性质，便于设计者管理，具有一定的提示作用。
每幅画面都有属性，包括三项内容，即画面描述、画面可以往序号上跳转到某画面（如从5号画面上跳至3画面）、可以往序号下跳转到某画面（如从5号画面下跳至6号画面）。
画面的显示内容可由设计者据监控和控制要求制作。
主画面内容可以写入如“3号液压站控制系统”、联系电话号码等，也可以设定某一监控量，如“管线出口压力值”等。
另外，为了从主画面快捷转换到其它重要画面，如“压力设置画面”、“油泵起停画面”，要将某按键定义为指定画面转换键。
主画面制作：
1）将鼠标放于
部件上，出现“文体”提示字样，点击一下后，拖动鼠标放置编辑区适宜位置，点一下左键，出现下图“文字串”字样。
图5-11YD204LV4文本屏与主画面编辑图示之一
将图形编辑区下方文字键入栏内的“文字串”提示删除掉，重新键入“3号站液压控制系统”文字，为了美观，用鼠标拖动图形编辑区中的文字串移至中间位置。
2）再次鼠标放于
部件上，拖动鼠标放于第二行适宜位置，从下方文字键入栏键入“测量压力值”文字；将鼠标放于
部件上，鼠标下出现“寄存器”提示字样，点击并拖动放入图形编辑区第二行右侧适宜位置（操作方法见下图5-12），出现下图（5-13）。
图5-12YD204LV4文本屏与主画面编辑图示之二
图5-13YD204LV4文本屏与主画面编辑图示之三
把寄存器部件
放置到图形编辑区内时，编辑区域下方同时出现对该寄存器属性的定义栏（见上图5-13）。
寄存器是处理数字量的，默认位数为5位。
在寄存器属性定义栏目中，可以根据数值范围和显示要求，进行“位数”和“小数点”设定；寄存器地址号，据PLC程序电路存放测量压力值的寄存器编号来设定。
如果测量压力最大值为2000个单位，程序电路中采用D10寄存器来存放测量压力值，则可将“位数”设定为4位，显示范围为0-1999，即满足显示要求，将寄存器地址号设为10。
测量压力值的显示内容即为PLC程序电路中寄存器D10中的实时数据，系PLC读取A/D模块中的数据并将其放置于D10数据寄存器中。
3）画面跳转快捷功能键的设置。
将鼠标放于
部件上，鼠标下面出现“功能键”提示字样，点击并拖动放于图形编辑区第三行左侧，编辑界面同时出现“功能键属性”编辑栏，见下图5-14。
图5-14YD204LV4文本屏与主画面编辑图示之四
从功能键选择中，选择左行箭头的按键，接着对该键属性（作用）进行定义；定义该键的功能为“画面跳转”；定义按下左行箭头键时，将从初始画面直接跳转到3号画面。
再将鼠标放于
部件上，拖动鼠标放于第三行功能键符号的右侧位置，从下方文字键入栏键入“油泵启停”文字；重复3）步骤，将右行箭头键设定为“画面跳转”功能，按此键，可从初始画面跳转到4号画面（见图5-15）。
至此，主画面的制作宣告完成。
主画面完成了测量压力值的实时监控，和按动两个画面跳转功能键时，使之由主画面向另两个画面（油泵起/停操作画面和压力设定画面）的跳转功能，也同时确定了3号、4号画面的具体内容。
3号画面：
油泵起停，实施对3号液压站油泵的起停控制；4号画面：
压力设定，可据生产工艺要求，对输出压力值进行整定。
图5-15YD204LV4文本屏与主画面编辑图示之五
3、其它画面的编辑制作：
1）3号画面——油泵启停画面的编辑
图5-16YD204LV4文本屏其它画面编辑图示之一
将鼠标放于菜单工具按钮上，从弹出子菜单上点出“新建画面”，出现下面新建画面对话框（见图5-17）。
图5-17YD204LV4文本屏其它画面编辑图示之二
将画面号设定为3，添加“油泵起停控制”的画面描述，然后点击确定按钮。
出现下图3号画面的编辑界面。
图5-18YD204LV4文本屏其它画面编辑图示之三
进行功能键设置，选择ALM功能键，并将其功能重新定义为“设定线圈”；类型为M（辅助继电器）；地址号设定为1；M1的动作属性为“瞬间ON”，起到启动按钮的作用。
可以这样理解：
当按下屏面ALM按键时，PLC程序电路中的M1被瞬时驱动，M1的常开触点产生一个瞬时接通动作。
要注意几个方面：
当功能键的动作为开关量设置时，确定开关动作对应的PLC内部辅助继电器定义号，文本屏与PLC程序电路的继电器号，两者应一致。
按下指定功能键时，M1线圈被驱动（ON），松开按键时，M1线圈失电（OFF）。
重复功能键设置步骤，将屏面0数字键设置为“设定线圈”、“M2”和“瞬时ON”。
图5-19YD204LV4文本屏其它画面编辑图示之四
将鼠标放于指示灯部件上，鼠标下方提示“指示灯”字样，点击并拖动放于图形编辑区第二行左侧适宜位置，并定义“指示灯属性”：
定义指示灯地址为M10，其指示状态对应PLC程序电路中的辅助继电器M10的0/1状态；类型为“正逻辑”型，M10为1时点亮，为0时熄灭（见下图5-21）。
在指示灯右侧，放置“字符串”，键入“油泵运行指示”。
见下图（图5-22）。
3号画面：
油泵起停控制画面，就制作完成了。
画面元件的地址所对应的PLC程序电路如下：
图5-20YD204LV4文本屏3号画面对应PLC的程序电路
文本屏还可以提供PLC输入/输出继电器的状态指示（指示灯），或设定“类型+地址”如P0、P40等。
（但有的文本屏不能提供输入/输入继电器的状态上传，可将输入/输出继电器触点驱动辅助继电器M的线圈，再将M继电器的状态上传文本屏。
）
图5-21YD204LV4文本屏其它画面编辑图示之五
图5-22YD204LV4文本屏其它画面编辑图示之六
2）四号画面——压力设定画面的制作。
点击工具条里的“新建画面”按钮，键入“压力设定”画面描述，选择画面为4号画面。
在图形编辑区域放置文字串，并键入“压力设定”文字。
点击并拖动
部件放于适宜位置，出现如下编辑界面（见下图5-23）。
将寄存器属性定义为：
位数为四位；“类型+地址”为D20；寄存器类型为设定。
如何进行压力值设定呢？
可继续在该画面上制作提示功能键提示画面，以方便用户进行设定操作。
用文字串制作设定提示画面（见下图5-23、图5-24）。
压力值设定可用1-9数字键输入压力值，与SET、ENT键配合操作，完成对压力值的输入。
图5-23YD204LV4文本屏其它画面编辑图示之七
图5-24YD204LV4文本屏其它画面编辑图示之八
3）2号画面的制作：
2号画面，可用于编写系统操作说明、注意事项等，全部利用文字串编辑。
点击“新建画面”按钮，定义新建画面属性：
2号画面；键入“系统操作”画面描述。
并继续调用文字串，完成对2号画面的制作。
定义画面跳转键，用于2号画面向主画面的跳转控制。
图5-25YD204LV4文本屏其它画面编辑图示之九
4、画面下载操作：
画面制作完成后，用通讯电缆将文本屏通讯口与计算机通讯口连接起来，并给文本屏供入24V直流工作电源。
点击文件菜单，选择弹出子菜单中的“下载数据”选项，或直接点击“下载数据”选项（见下图5-26）。
图5-26YD204LV4文本屏画面下载操作
出现下载进度提示窗口：
图5-27YD204LV4文本屏画面下载操作提示画面
画面数据下载到文本屏后，可用上行箭头、下行箭头按键进行画面切换，配合数据键盘、SET、ENT键进行数据设置操作等，熟习一下操作步骤。
然后将文本屏与P
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