三菱GX與GT軟件在PLC開放實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

胡志剛 張 慧

(江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇南通 226007)

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三菱GX與GT軟件在PLC開放實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

胡志剛 張 慧

(江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇南通 226007)

通過三菱GX與GT軟件的虛擬仿真方法來設(shè)計(jì)PLC的開放實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以肥胖測(cè)試的PLC控制模擬仿真，介紹了三菱GX與GT軟件進(jìn)行虛擬仿真的使用方法。實(shí)踐證明，此方法具有操作安全可靠、程序調(diào)試直觀、能夠模擬較復(fù)雜的控制過程、無需價(jià)格昂貴的控制對(duì)象、有利于發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣和編程技巧等眾多優(yōu)點(diǎn)。

三菱GX軟件； 三菱GT軟件； PLC開放實(shí)驗(yàn)； 肥胖測(cè)試

0 引言

可編程序控制器( Programmable Logic Controller，簡稱PLC)是計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的一種應(yīng)用技術(shù)。PLC具有體積小巧、組裝方便、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)等眾多優(yōu)點(diǎn)，幾乎在工業(yè)生產(chǎn)的所有領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用，目前PLC已成為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱之一[1]。因此，PLC技術(shù)應(yīng)用課程在各高校廣泛設(shè)置，成為機(jī)電一體化及電氣自動(dòng)化類專業(yè)的核心課程之一。

PLC的重難點(diǎn)是PLC的程序設(shè)計(jì)，而設(shè)計(jì)一個(gè)邏輯性強(qiáng)、易讀性好的PLC程序需要通過大量的編程練習(xí)。因此，PLC實(shí)驗(yàn)室的開放管理有助于學(xué)生的PLC學(xué)習(xí)，而實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇是提高PLC開放實(shí)驗(yàn)室利用率的關(guān)鍵所在。此內(nèi)容的選擇應(yīng)符合高職學(xué)生學(xué)習(xí)的特點(diǎn)、以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣為目的。GX Developer是三菱PLC的編程軟件，GX Simulator是三菱PLC的仿真軟件，GT Designer2是三菱觸摸屏的畫面設(shè)計(jì)軟件，GT Simulator2是三菱觸摸屏的仿真模擬軟件，本文將采用三菱GX編程軟件(且安裝GX Simulator)在計(jì)算機(jī)中構(gòu)造一個(gè)虛擬的PLC來執(zhí)行用戶程序[2]。為了觀察PLC的運(yùn)行效果，采用三菱GT軟件設(shè)計(jì)觸摸屏畫面并進(jìn)行模擬仿真，整個(gè)仿真過程不需大量設(shè)備的投入，只要一臺(tái)PC機(jī)就可對(duì)PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，形象直觀，安全方便，易于理解，對(duì)于PLC初學(xué)者來說，是不可多得的仿真工具，以下就以肥胖測(cè)試的PLC控制模擬仿真為例，介紹三菱GX與GT軟件的基本使用方法。

1 肥胖測(cè)試的控制要求

目前，國際上廣泛采用體重指數(shù)(BMI)區(qū)別肥胖，體重指數(shù)等于體重(千克)除以身高(米)的平方。體重指數(shù)≥24為超重，≥28為肥胖，在20～24之間為正常，<20為體重過低。具體控制要求如下：①采用GT Designer2軟件設(shè)計(jì)肥胖測(cè)試實(shí)驗(yàn)畫面，可手動(dòng)輸入體重及身高的數(shù)值,要求有測(cè)試按鈕及測(cè)試結(jié)果顯示。②采用GX軟件編寫PLC控制程序，根據(jù)輸入的體重及身高的數(shù)值，計(jì)算相應(yīng)的體重指數(shù)。③利用GX與GT軟件的虛擬仿真方法，將肥胖測(cè)試結(jié)果反映在電腦屏幕上。

2 肥胖測(cè)試的觸摸屏畫面設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)觸摸屏畫面之前，首先要對(duì)觸摸屏系統(tǒng)環(huán)境(主要是觸摸屏類型及連接機(jī)器)進(jìn)行設(shè)置，有實(shí)物觸摸屏?xí)r應(yīng)按觸摸屏的具體型號(hào)來選擇，如果用GT模擬仿真選擇GT11系列與GT15系列均可，此時(shí)電腦屏幕就代替觸摸屏。

2.1 新建工程向?qū)瓿上到y(tǒng)環(huán)境設(shè)置

打開GT Designer2軟件后，通過新建工程向?qū)瓿梢韵轮饕?xiàng)目設(shè)置。

1) GOT(觸摸屏)類型：選擇GT11系列或GT15系列均可，為了便于畫面的設(shè)計(jì)，畫面尺寸可以選擇稍大一些，這里選擇GT11**-V-C(640*480)，顏色設(shè)置默認(rèn)256色。

2) GOT的連接機(jī)器：連接機(jī)器一定要設(shè)置正確，否則無法虛擬仿真。這里選擇三菱FX系列的小型PLC，即MELSEC-FX，與三菱GX軟件編程時(shí)的PLC類型保持一致。I/F(接口的通訊類型)連接設(shè)置為默認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)I/F(RS-422)，通訊驅(qū)動(dòng)程序?yàn)槟J(rèn)MELSEC-FX。

3) 畫面切換軟元件的設(shè)置：默認(rèn)設(shè)置，基本畫面為GD100。

2.2 肥胖測(cè)試觸摸屏畫面設(shè)計(jì)

新建工程向?qū)瓿苫驹O(shè)置后，接下來進(jìn)行畫面的設(shè)計(jì)。在畫面屬性中可指定背景色，將圖樣前景色、背景色及透過色均設(shè)置為淡藍(lán)色。以下是主要部件的設(shè)置方法。

1) 文本：觸摸屏上要顯示的文字信息可采用文本框來設(shè)置。在標(biāo)題欄中選擇文本，彈出文本對(duì)話框，輸入“肥胖測(cè)試實(shí)驗(yàn)”、文本顏色為黑色，文本類型為隸書，尺寸為48點(diǎn)，其他設(shè)置為默認(rèn)值?！吧砀摺薄绑w重”“厘米”“千克”“測(cè)試結(jié)果”等參考圖1進(jìn)行設(shè)置。

2) 位開關(guān)：觸摸該開關(guān)可進(jìn)行該位開關(guān)的ON/OFF。在對(duì)象下拉菜單中選擇位開關(guān)并放置，雙擊位開關(guān)進(jìn)行正確設(shè)置，動(dòng)作設(shè)置中的軟元件應(yīng)與肥胖測(cè)試PLC程序的啟動(dòng)按鈕保持一致，這里設(shè)置為M20，動(dòng)作設(shè)置為點(diǎn)動(dòng)，指示燈顯示方式選擇合適的開關(guān)外形，文本顯示位置在中間，輸入“開始測(cè)試”，觸摸此按鈕的作用是執(zhí)行肥胖測(cè)試的計(jì)算。

3) 數(shù)值輸入元件：將任意值從觸摸屏寫入到連接設(shè)備的軟元件中的功能。在觸摸對(duì)象下拉菜單中選擇數(shù)值輸入元件，身高所對(duì)應(yīng)的軟元件為D20，體重所對(duì)應(yīng)的軟元件為D22，數(shù)據(jù)類型為無符號(hào)10進(jìn)制，3位顯示，數(shù)值尺寸為2* 2，其他設(shè)置默認(rèn)。

4) 位注釋元件：設(shè)置連接設(shè)備的軟元件ON/OFF時(shí)顯示的注釋內(nèi)容。在對(duì)象下位菜單中選擇位注釋元件并放置合適位置，軟元件設(shè)置為M30，顯示注釋中OFF的注釋為空白，ON的注釋輸入“正常，繼續(xù)保持！”。按照此方法依次添加M40、M50、M60的位注釋元件，ON的輸入內(nèi)容依次為“體重偏低，加強(qiáng)營養(yǎng)！”“略胖了，注意控制！”“太胖了，注意減肥！”。最后將四個(gè)位注釋元件通過對(duì)齊的方式結(jié)合在一起。

5) 畫面切換開關(guān)：通過觸摸切換窗口畫面。在對(duì)象下拉菜單中選擇畫面切換開關(guān)并放置，雙擊畫面切換開關(guān)進(jìn)行正確設(shè)置，切換畫面種類為重疊窗口1，切換到畫面1，指示燈顯示方式選擇合適的圖形，文本顯示位置在中間，輸入“測(cè)試說明”，此切換開關(guān)的作用是觸摸該開關(guān)，彈出肥胖測(cè)試說明對(duì)話框。

在窗口畫面中新建畫面1，彈出一小窗口，通過文本框輸入肥胖測(cè)試的說明(見肥胖測(cè)試的控制要求)，肥胖測(cè)試主畫面設(shè)計(jì)如圖1所示。

3 肥胖測(cè)試的PLC控制程序設(shè)計(jì)

為了提高運(yùn)算的精度，將體重與身高的整型數(shù)值轉(zhuǎn)換成浮點(diǎn)數(shù)，采用FLT指令，注意轉(zhuǎn)換后的數(shù)值為32位數(shù)據(jù)。按照體重指數(shù)等于體重(千克)除以身高(米)的平方進(jìn)行浮點(diǎn)數(shù)計(jì)算，得到的結(jié)果還是浮點(diǎn)數(shù)，采用INT指令轉(zhuǎn)換至整數(shù)再進(jìn)行比較，比較的結(jié)果將接通M30、M40、M50、M60中的其中一位。肥胖測(cè)試的PLC控制參考程序見圖2所示。

圖1 肥胖測(cè)試的主畫面

圖2 肥胖測(cè)試的PLC控制程序

4 肥胖測(cè)試的PLC控制仿真調(diào)試

肥胖測(cè)試的虛擬仿真步驟如下：

1) 啟動(dòng)三菱PLC編程軟件GX Developer，按照?qǐng)D2的設(shè)計(jì)程序完成肥胖測(cè)試的PLC控制程序的編寫，程序轉(zhuǎn)換后，點(diǎn)擊工具菜單，從下拉菜單中選擇梯形圖邏輯測(cè)試起動(dòng)，將編好的PLC程序?qū)懭隚X simulator仿真調(diào)試器中，進(jìn)行PLC虛擬仿真。

2) 打開GT Simulator2，彈出對(duì)話框，選擇GT11仿真(肥胖測(cè)試的GOT選擇是GT11**-V-C)，點(diǎn)擊啟動(dòng)按鈕進(jìn)入，在仿真下拉菜單中點(diǎn)擊選項(xiàng)按鈕，連接方式有兩種：一種是GX Simulator，這是沒有實(shí)物PLC的前提下，利用GX Simulator做虛擬仿真；另一種是CPU，這是有實(shí)物PLC的前提下，此時(shí)需要將PLC程序下載至實(shí)物PLC中，注意端口選擇與GX軟件中一致。這里選擇第一種方式。連接方式第二項(xiàng)選擇三菱MELSEC-FX，與GX-Developer中PLC類型保持一致。

3) 打開肥胖測(cè)試的人機(jī)主界面，此時(shí)電腦屏幕就相當(dāng)于觸摸屏，輸入體重與身高的數(shù)值，點(diǎn)擊開始測(cè)試按鈕，程序運(yùn)行結(jié)果會(huì)傳送至GT Simulator中，這時(shí)肥胖測(cè)試的結(jié)果就會(huì)顯示出來。

5 結(jié)束語

傳統(tǒng)PLC實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)室硬件要求較高，不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目需要不同的實(shí)驗(yàn)控制對(duì)象，GX Simulator軟件雖然能夠仿真PLC程序，但不能將復(fù)雜的控制過程形象化?；贕X與GT軟件的虛擬仿真技術(shù)能夠模擬仿真PLC的實(shí)際運(yùn)行效果，形象直觀，有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

近年來，我校加大了PLC實(shí)驗(yàn)室的開放力度，實(shí)驗(yàn)室開放建設(shè)的主要目的是通過學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和課外實(shí)踐，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，而內(nèi)容建設(shè)是實(shí)施開放實(shí)驗(yàn)室利用率的關(guān)鍵所在。因此，開放實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇應(yīng)符合高職學(xué)生學(xué)習(xí)的特點(diǎn)、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，并且與工程實(shí)踐緊密結(jié)合等。

實(shí)踐表明，利用三菱GX與GT軟件的虛擬仿真方法來設(shè)置PLC的開放實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，具有操作安全可靠、程序調(diào)試直觀、能夠模擬較復(fù)雜的控制過程、無需價(jià)格昂貴的控制對(duì)象、有利于發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣和編程技巧等眾多優(yōu)點(diǎn)。此方法也可用于簡單工程項(xiàng)目的調(diào)試，能夠大大縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，降低研發(fā)成本[3]。學(xué)習(xí)者只需一臺(tái)PC機(jī)和相關(guān)仿真軟件即可構(gòu)建PLC的虛擬學(xué)習(xí)平臺(tái)，使學(xué)習(xí)者無需實(shí)際的控制對(duì)象甚至無需實(shí)際的PLC即可完成PLC的基本指令、步進(jìn)指令及部分功能指令的實(shí)驗(yàn)。目前，我校PLC開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)中利用三菱GX與GT軟件虛擬仿真了運(yùn)料小車的PLC控制、天塔之光的PLC控制、數(shù)碼管的PLC控制、多種液體混合裝置的PLC控制、肥胖測(cè)試的PLC控制等項(xiàng)目，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生可以充分利用業(yè)余時(shí)間學(xué)習(xí)PLC，提高PLC的應(yīng)用能力，使用效果好。

[1] 王越男，張艷麗，田思慶.PLC課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的改革與實(shí)踐[J].常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2013(2)：49-51.

[2] 朱江.三菱GX Simulator仿真軟件在PLC教學(xué)中的應(yīng)用[J].常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2009(2)：38-40.

[3] 李自成，秦實(shí)宏，江衛(wèi)華.仿真軟件在PLC教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國現(xiàn)代教育裝備， 2011(21)：10-11.

[責(zé)任編輯：李娟]

Application of Mitsubishi GX with GT Software in PLC Open Experiment

HU Zhigang ZHANG Hui

(Jiangsu College of Engineering and Technology, Nantong 226007, China)

Based onvirtual simulation method on mitsubishi GX with GT software, this paper designs the PLC open experiment content, with obesity PLC control simulation testing. The paper introduces the use of the virtual simulation method on mitsubishi GX with GT software. Practice proves that this method is safe, reliable, intuitive on debugging, and is able to simulate more complex control processes without expensive control object. Iit is conducive to improve students' awareness of innovation, learner interest and their programming skills.

Mitsubishi GX software; Mitsubishi GT software; PLC open experiment; obesity test

2016-05-09

江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院教育研究課題(FYJY/2014/01)

胡志剛(1978-)，男，講師，主要研究方向：PLC技術(shù)

TP 273

A

1672-2434(2016)05-0019-03