基于CANopen总线与PLC的液压试验平台控制系统设计

各个试验平台现场采用倍福BX5100型PLC作为控制核心，该PLC接入CANopen总线并作为CANOpen通讯从站(Slave)。

各个试验平台的PLC搭配试验平台所需的数字量输入输出模块、模拟量输入输出模块等，来完成现场液压试验台的数据采集及控制操作。

另外，各试验平台配备威伦通(Weinview)MT6070iH型触摸屏，并用EB8000软件开发出相应的人机界面，方便操作人员现场操作设备。其中PLC与触摸屏之间通讯，基于MODBUS RTU协议。

4．试验平台控制系统软件开发

试验平台控制系统的软件开发主要包括以下三个部分：

(1)PLC程序开发

本项目的PLC程序开发基于倍福TwinCAT PLC软件，该是遵循IEC61131．3标准的编程开发软件，支持指令表(IL)、结构文本(ST)、梯形图(LD)、功能块图(FBD)、顺序流程图(SFC)和连续功能块图(CFC)编程语言：其特点是功能强大、编程方便、系统开放。可以轻松缩短开发周期，极犬提高工作效率。TwinCAT PLC软件和TwinCAT System Manager(系统管理器)相结合，可以支持目前市面上流行的现场总线，包括本项目采用的CANopen总线。

PLC与上位机之间通讯采用CANopen总线，双方的实时数据交换则是基于上文中所提到的PDO(过程数据对象)，其中上位机CANopen接口卡的RxPDOs则对应下位PLC的TxPDOs，反之依然。这样我们在编写PLC程序时，需要把PLC采集的数据通过PLC的TxPDOs发送CANopen卡的RxPDOs，而CANopen卡的TxPDOs发出的数据则通过PLC的RxPDOs来读取。由于相关试验台数目较多，且各个试验台所实现的功能不同，相应的PLC程序也有差别，篇幅原因这里就不再赘述。

(2)基于VB的上位机软件界面开发

倍福TwinCAT软件能按照用户不同需求提供ADS DLL动态库、ADS OCX控件和OPC服务器接口，方便用户顺利实现可视化HMI功能。

通过TwinCAT System Manager(系统管理器)新建一个I／O Task并添加相关输入输出变量，再将这些变量映射(Mapping)到上文中提剑的CANopen卡相关的RxPDOs与TxPDOs，便可实现上位机与PLC之间实时数据通讯。数据传递的过程见图3：

图3 数据传递的过程

这样我们在上位机VB软件开发时，可以通过ADS OCX控件中提供的相关函数直接对PLC程序中的变量进行读取与写入操作。上位机界面的开发则要根据相关试验台操作与显示的需求而定。图4为密封试验台的上位机操作界面，其他界面风格与此类似。

图4 操作界面

(3)触摸解人机交均界面(HMI）开发

5 总结

本文主要介绍了147装置液压试验台按制系统的设计。上位机通过CANopen总线与PLC实现了实时数据传输，操作人员可以通过上位机的VB程序实现液压测试试验台的自动化控制。同时，操作人员也可以通过试验台现场的触摸屏进行操作。

目前，该液压试验台已投入使用近半年，使用状况良好．系统实时性强，数据采集准确。无论通过过上位机还是现场触摸屏都能非常方便的进行操作，基本达到了预期要求。