項(xiàng)目4生產(chǎn)能源數(shù)據(jù)采集任務(wù)4.2三色燈LoRa無線通信控制工業(yè)三色燈需要采用無線方式進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，通過配置LoRa無線收發(fā)模塊，搭建LoRa無線通信環(huán)境，利用西門子1500PLC、觸摸屏、LoRa收發(fā)模塊、工業(yè)三色燈等硬件資源，采用Modbus-RTU通訊協(xié)議和LoRa無線通信實(shí)現(xiàn)對工業(yè)三色燈的遠(yuǎn)程控制，并可通過觸摸屏控制三色燈中紅、黃、綠三種顏色燈亮滅。4.2.1任務(wù)要求1.任務(wù)要求工業(yè)三色燈簡介工業(yè)三色燈通常用于工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，其顏色選擇可以在生產(chǎn)中起到一定的指示和管理作用。這三種顏色通常是紅色、黃色和綠色，每種顏色都代表著不同的狀態(tài)和信息，對生產(chǎn)過程的監(jiān)控和調(diào)度起到重要的作用。1.三色燈認(rèn)知4.2.2知識準(zhǔn)備顏色狀態(tài)說明主要作用紅色停止/緊急狀態(tài)表示機(jī)器或設(shè)備的停止?fàn)顟B(tài)，或者緊急情況下需要采取措施黃色準(zhǔn)備/注意狀態(tài)表示設(shè)備處于準(zhǔn)備或注意狀態(tài)，可能是在進(jìn)行設(shè)備調(diào)整、更換工具或其他準(zhǔn)備工作綠色正常/運(yùn)行狀態(tài)表示設(shè)備處于正常運(yùn)行狀態(tài)，表明一切正常運(yùn)轉(zhuǎn)4.2.2知識準(zhǔn)備LoRa是一種局域網(wǎng)無線通信技術(shù)，全稱是遠(yuǎn)距離無線電（LongRangeRadio），是一種基于擴(kuò)頻技術(shù)的遠(yuǎn)距離無線傳輸技術(shù)。LoRa網(wǎng)絡(luò)主要由終端設(shè)備、LoRa節(jié)點(diǎn)、LoRa集中器（或稱LoRa網(wǎng)關(guān)）、服務(wù)器（或控制器）四個部分組成，部分智能終端設(shè)備已將Lora節(jié)點(diǎn)與終端設(shè)備進(jìn)行集成，設(shè)備數(shù)據(jù)支持雙向傳輸。2.LoRa無線通信4.2.2知識準(zhǔn)備無線透傳，又稱無線透明傳輸。顧名思義，是指在傳輸過程中對外界完全透明，不需要關(guān)注傳輸過程以及傳輸協(xié)議，最終目的是要把傳輸?shù)膬?nèi)容原封不動地傳遞給接收端，發(fā)送和接收的內(nèi)容完全一致。3.LoRA無線透傳4.2.2知識準(zhǔn)備3.LoRA無線透傳將收發(fā)無線模塊均配置為透明傳輸模式。主要是對無線收發(fā)模塊進(jìn)行初始化和參數(shù)設(shè)置1網(wǎng)絡(luò)模式配置接收端的無線模塊接收到數(shù)據(jù)幀后，自動去除幀格式，將原始數(shù)據(jù)通過串口或其他接口傳遞給上層應(yīng)用3接收數(shù)據(jù)發(fā)送端將需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通過串口或其他接口發(fā)送給無線模塊。無線模塊接收到數(shù)據(jù)后，將其封裝成特定的幀格式，并通過無線信道發(fā)送給接收端2發(fā)送數(shù)據(jù)無線透明傳輸?shù)倪^程4.2.2知識準(zhǔn)備任務(wù)選用艾莫迅自動化科技有限公司LoRa無線透傳模塊與網(wǎng)關(guān)搭建三色燈RoLa無線透傳通信系統(tǒng)，可以將西門子S7-1500PLC的控制信號轉(zhuǎn)換為MODBUS-RTU信號，并通過無線LoRa透傳方式將信號傳輸?shù)浇邮漳K，控制遠(yuǎn)程三色燈狀態(tài)變化。3.LoRA無線透傳LoRa無線透傳4.2.3任務(wù)實(shí)施（1）硬件準(zhǔn)備1.任務(wù)準(zhǔn)備序號硬件名稱型號數(shù)量備注1RoLa集中器（無線透傳模塊）RS232/485-LORA1說明書2RoLa節(jié)點(diǎn)（無線輸出模塊）LORA-MODBUS-4DR1說明書3控制器（PLC）S7-15001

4PROFINET-MODBUS協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)SG-PNh750-MOD-2211GSD文件5串口調(diào)試器

1USB轉(zhuǎn)串口4.2.3任務(wù)實(shí)施（2）軟件準(zhǔn)備1.任務(wù)準(zhǔn)備序號軟件名稱型號數(shù)量備注1博圖TIAPortalV161V16及以上2LORA無線配置工具V1.2.11艾莫迅3LORA-Modbus配置工具V201艾莫迅4.2.3任務(wù)實(shí)施（1）Lora集中器網(wǎng)絡(luò)配置2.網(wǎng)絡(luò)配置自動搜索串口并配置LoRa串口通信參數(shù)。①設(shè)置LoRa串口通信參數(shù):波特率：9600校驗(yàn)方式：無校驗(yàn)數(shù)據(jù)位：8個停止位：1位4.2.3任務(wù)實(shí)施（1）Lora集中器網(wǎng)絡(luò)配置2.網(wǎng)絡(luò)配置②配置LoRa集中器網(wǎng)絡(luò)參數(shù)網(wǎng)絡(luò)ID：01設(shè)備地址：0102啟用地址：開啟發(fā)送頻率：433MHz接收頻率：433MHz無線功率：20dB無線帶寬：250kHz擴(kuò)頻因子：128編碼率：4/64.2.3任務(wù)實(shí)施（2）Lora節(jié)點(diǎn)器網(wǎng)絡(luò)配置2.網(wǎng)絡(luò)配置①設(shè)置LoRa節(jié)點(diǎn)器串口通信參數(shù):模塊型號：MODBUD-4DO波特率：9600校驗(yàn)方式：無校驗(yàn)數(shù)據(jù)位：8個停止位：1位。4.2.3任務(wù)實(shí)施（2）Lora節(jié)點(diǎn)器網(wǎng)絡(luò)配置2.網(wǎng)絡(luò)配置②配置LoRa節(jié)點(diǎn)器網(wǎng)絡(luò)參數(shù)：無線帶寬：250kHz無線擴(kuò)頻因子：128無線編碼率：4/6無線功率：20dB設(shè)備地址啟用：啟用設(shè)備地址：0102發(fā)送頻率：433MHz接收頻率：433MHz網(wǎng)絡(luò)ID：014.2.3任務(wù)實(shí)施（3）協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)GSD文件管理2.系統(tǒng)安裝協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)的GSD文件導(dǎo)入至博途軟件中.①打開任意博途項(xiàng)目，選擇GSD文件管理。4.2.3任務(wù)實(shí)施（3）協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)GSD文件管理2.系統(tǒng)安裝②安裝協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)的GSD文件。4.2.3任務(wù)實(shí)施（4）協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)組態(tài)與參數(shù)配置2.系統(tǒng)安裝通過配置兩種協(xié)議參數(shù)，使協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)既能與PLC通信，也能與傳感器通信。①協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)的硬件組態(tài)，將硬件SG-GATEWAYMaster(h750)從硬件目錄中添加到網(wǎng)絡(luò)視圖中。4.2.3任務(wù)實(shí)施（4）協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)組態(tài)與參數(shù)配置2.系統(tǒng)安裝②將協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)分配至數(shù)據(jù)管理單元PLC，切換至設(shè)備視圖后設(shè)置該模塊IP地址。4.2.3任務(wù)實(shí)施（4）協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)組態(tài)與參數(shù)配置2.系統(tǒng)安裝③此處協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)為主站，設(shè)置通信參數(shù)；主要通信參數(shù)為：?波特率：9600?數(shù)據(jù)位：8個?校驗(yàn)：無校驗(yàn)?停止位：1位4.2.3任務(wù)實(shí)施（4）協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)組態(tài)與參數(shù)配置2.系統(tǒng)安裝④根據(jù)RoLa接收模塊寄存器控制參數(shù)地址，設(shè)置通信模塊參數(shù)。RoLa接收模塊站號：4寄存器范圍：0~3數(shù)據(jù)類型：BOOL讀取功能碼：05HPLC的Q區(qū)地址范圍：IQ2~IQ84.2.3任務(wù)實(shí)施3.系統(tǒng)編程①建立IO信號。從協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)設(shè)備地址中查詢Q地址，取出地址信息在變量表中新建變量并重命名。（1）建立IO信號4.2.3任務(wù)實(shí)施3.系統(tǒng)編程②編程三色燈點(diǎn)動控制程序（2）PLC編程4.2.3任務(wù)實(shí)施3.系統(tǒng)編程③編寫觸摸屏按鈕控制界面（3）觸摸屏編程4.2.3任務(wù)實(shí)施3.系統(tǒng)編程④關(guān)聯(lián)觸摸屏按鈕與PLC變量（3）觸摸屏編程4.2.3任務(wù)實(shí)施4.系統(tǒng)調(diào)試（1）下載PLC程序并更改設(shè)備名稱4.2.3任務(wù)實(shí)施4.系統(tǒng)調(diào)試（2）下載HMI組態(tài)并更改設(shè)備名稱4.2.3任務(wù)實(shí)施4.系統(tǒng)調(diào)試（3）在線監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和實(shí)物狀態(tài)4.2.3任務(wù)實(shí)施5.驗(yàn)收優(yōu)化本任務(wù)是PLC主站通過協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)和LoRa無線透傳模塊來實(shí)現(xiàn)對三色燈的遠(yuǎn)程控制；PLC通過Profinet協(xié)議與協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)通信建立，協(xié)議網(wǎng)關(guān)通過Modbus-RTU協(xié)議與LoRa透傳模塊建立通信，LoRa透傳模塊與LoRa控制模塊通過LoRa無線通信建立通信。Profinet協(xié)議主要關(guān)注設(shè)備的IP地址和設(shè)備名稱等參數(shù)；Modbus-RTU協(xié)議，主要關(guān)注站號、波特率、數(shù)據(jù)位、校驗(yàn)、停止位、寄存器地址等參數(shù)；LoRa通信關(guān)注網(wǎng)絡(luò)ID、設(shè)備地址、收發(fā)頻率、無線帶寬、擴(kuò)頻因子、編碼率等參數(shù)。4.2.4

拓展任務(wù)嘗試?yán)靡慌_PLC控制同時(shí)控制多個LoRa模塊，實(shí)現(xiàn)LoRa多點(diǎn)控制，接入?yún)f(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)，配置LoRa無線通信地址，應(yīng)用本任務(wù)方法，實(shí)現(xiàn)相關(guān)多點(diǎn)遠(yuǎn)程控制。4.2.5課后習(xí)題1.填空題1）工業(yè)三色燈中_______色一般表示停止/緊急狀態(tài)、________

色一般表示準(zhǔn)備/注意狀態(tài)、______

色一般表示正常/運(yùn)行狀態(tài)。2）LoRa網(wǎng)絡(luò)主要由_________

、__________

、LoRa集中器（或稱LoRa網(wǎng)關(guān)）、服務(wù)器（或控制器）四個部分組成。2.判斷題1）工業(yè)三色燈常見的