淺談PLC與觸摸屏聯(lián)合仿真的應(yīng)用

摘?要：本文以PLC控制交通燈為例，主要介紹了PLC編程軟件GX Developer、GX Works2、GX Works3與觸摸屏軟件GT Designer3聯(lián)合仿真的應(yīng)用。這種模擬仿真的方式既可以促進(jìn)教師教學(xué)形式的多樣化，又可以啟發(fā)學(xué)生在沒(méi)有PLC和觸摸屏實(shí)物的條件下，利用模擬仿真熟悉PLC基礎(chǔ)知識(shí)及觸摸屏技術(shù)，進(jìn)而提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，鍛煉學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。

關(guān)鍵詞：PLC編程軟件；觸摸屏軟件；聯(lián)合仿真

Abstract：This paper mainly introduces the application of co-simulation of PLC programming software GX Developer，GX Works2，GX Works3 and touch screen software GT Designer3，taking PLC control of traffic lights as an example.This simulation method can not only promote the diversification of teachers' teaching forms， but also inspire students to use simulation to familiarize themselves with PLC basic knowledge and touch screen technology without PLC and touch screen objects，so as to improve students' motivation and initiative in learning and exercise students' practical ability.

Keywords：PLC programming software;Touch screen software;Co-simulation

在PLC的學(xué)習(xí)中，如果在硬件條件不具備或者當(dāng)前的硬件條件不很先進(jìn)的情況下，可以運(yùn)用PLC編程軟件與觸摸屏軟件聯(lián)合仿真，既可以基于某款PLC進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，也可以通過(guò)觸摸屏設(shè)計(jì)人機(jī)界面，加深學(xué)生對(duì)PLC的理解和應(yīng)用。本文以PLC控制交通燈的例子，主要介紹PLC的三種編程軟件GX Developer、GX Works2、GX Works3與觸摸屏軟件GT Designer3聯(lián)合仿真的應(yīng)用。

1 仿真案例：交通燈的PLC控制系統(tǒng)

本文以南北方向的交通燈控制為例，用PLC控制交通燈按設(shè)定時(shí)間間隔有規(guī)律地變化。學(xué)生掌握了程序設(shè)計(jì)及仿真方法之后，可自主設(shè)計(jì)完成PLC控制十字路口交通燈的程序設(shè)計(jì)及仿真。

1.1 控制系統(tǒng)時(shí)序要求

如圖1所示，某路口南北方向交通燈的時(shí)序要求：當(dāng)啟動(dòng)按鈕按下時(shí)，綠燈先亮，綠燈亮15s后變?yōu)殚W爍，綠燈閃爍5s后熄滅；綠燈熄滅黃燈亮，黃燈亮10s后熄滅；黃燈熄滅紅燈亮，紅燈亮30s后熄滅；紅燈熄滅綠燈亮……然后不斷循環(huán)；當(dāng)停止按鈕按下時(shí)，不管當(dāng)前哪個(gè)燈在工作，都要熄滅。

1.2 PLC的I/O地址分配

在分配PLC的I/O（輸入/輸出）地址時(shí)，可按需分配，本文按下表所示地址分配表進(jìn)行I/O地址的分配。

1.3 PLC程序設(shè)計(jì)

在PLC編程軟件GX Developer、GX Works2中輸入程序時(shí)，新建工程選擇的PLC系列是FXCPU，PLC類型（或機(jī)型）選擇的是FX3U，在設(shè)計(jì)綠燈閃爍時(shí)，可用PLC自帶的特殊輔助繼電器M8013來(lái)實(shí)現(xiàn)。GX Works3主要用于對(duì)FX5U和R系列PLC的編程，創(chuàng)建新工程時(shí)，PLC系列選擇的是FX5CPU，PLC機(jī)型選擇的是FX5U，在設(shè)計(jì)綠燈閃爍時(shí)，可用PLC自帶的特殊繼電器SM412來(lái)實(shí)現(xiàn)。這里簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)一下能按時(shí)序要求控制交通燈的程序，F(xiàn)X3U PLC程序設(shè)計(jì)如圖2所示。程序的實(shí)現(xiàn)方法不唯一，學(xué)生可按自己厘清的思路設(shè)計(jì)。

在控制程序中，為什么在啟動(dòng)按鈕X0的兩端并聯(lián)輔助繼電器M0的常開(kāi)觸點(diǎn)，在停止按鈕X1上串聯(lián)M1的常閉觸點(diǎn)呢？程序里的M0和M1分別對(duì)應(yīng)了觸摸屏軟件里的啟動(dòng)按鈕和停止按鈕。因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)觸摸屏的啟動(dòng)按鈕或停止按鈕時(shí)，一般不直接用輸入繼電器X定義按鈕，因?yàn)镻LC的輸入繼電器X是由外部設(shè)備驅(qū)動(dòng)的。

2 觸摸屏畫(huà)面設(shè)計(jì)

在GT Designer3新建工程時(shí)，如果PLC編程軟件選擇的是FX3U，則在連接機(jī)器設(shè)置時(shí)機(jī)種要選擇MELSEC-FX；如果PLC編程軟件選擇的是FX5U，則在連接機(jī)器設(shè)置時(shí)機(jī)種要選擇MELSEC iQ-F。啟動(dòng)按鈕和停止按鈕控制的軟元件分別是PLC的M0和M1，三個(gè)指示燈關(guān)聯(lián)的軟元件分別是Y0、Y1、Y2。觸摸屏畫(huà)面設(shè)計(jì)如圖3所示，學(xué)生可根據(jù)需求設(shè)計(jì)更美觀的人機(jī)界面，比如計(jì)時(shí)器可以設(shè)計(jì)成倒計(jì)時(shí)等。

3 仿真

3.1 GX Developer與GT Designer3聯(lián)合仿真

進(jìn)行GX Developer與GT Designer3聯(lián)合仿真時(shí)，共需要安裝三個(gè)軟件：PLC編程軟件GX Developer、PLC仿真軟件GX Simulator、觸摸屏軟件GT Works3（包括觸摸屏編輯軟件GT Designer3和觸摸屏仿真軟件GT Simulator3）。

仿真時(shí)，需要先在GX Developer中啟動(dòng)仿真，因?yàn)镚X Developer沒(méi)有自帶的仿真軟件，仿真時(shí)需要另外安裝仿真軟件GX Simulator（版本6.00A以上），安裝完仿真軟件后，不會(huì)出現(xiàn)單獨(dú)的仿真軟件圖標(biāo)，因?yàn)镚X Simulator成為GX Developer的一個(gè)插件了。

仿真步驟：

（1）在GX Developer中，通過(guò)點(diǎn)擊如圖4所示的快捷圖標(biāo)，或者通過(guò)菜單欄中的工具→梯形圖邏輯測(cè)試起動(dòng)/結(jié)束，啟動(dòng)PLC仿真。

（2）在GT Designer3中完成模擬器設(shè)置，模擬器設(shè)置界面如圖5所示。PLC編程軟件用的GX Developer，連接方式選GX Simulator，然后啟動(dòng)模擬器進(jìn)行PLC與觸摸屏聯(lián)合模擬仿真。聯(lián)合仿真畫(huà)面如圖6所示，按下觸摸屏啟動(dòng)按鈕后，交通燈按控制時(shí)序要求工作，按下觸摸屏停止按鈕后，交通燈停止工作。

（3）停止聯(lián)合仿真時(shí)，先在GT Designer3中退出模擬器，再在GX Developer中結(jié)束梯形圖邏輯測(cè)試。

3.2 GXWorks2與GT Designer3聯(lián)合仿真

進(jìn)行GX Works2與GT Designer3聯(lián)合仿真時(shí)，GX Works2自帶仿真軟件GX Simulator2，只需另外安裝觸摸屏軟件GT Works3即可。

仿真步驟：

（1）在GX Works2中，通過(guò)菜單欄中的調(diào)試→模擬開(kāi)始/停止，或者點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)的快捷圖標(biāo)，啟動(dòng)PLC仿真。

（2）在GT Designer3中完成模擬器設(shè)置，模擬器設(shè)置界面如圖7所示。編程軟件用的是GX Works2，那么連接方式選GX Simulator2，設(shè)置完后啟動(dòng)模擬器進(jìn)行PLC與觸摸屏聯(lián)合模擬仿真，聯(lián)合仿真畫(huà)面如圖8所示。

（3）停止聯(lián)合仿真時(shí)，先在GT Designer3中退出模擬器，然后在GX Works2中停止模擬。

3.3 GXWorks3與GT Designer3聯(lián)合仿真

進(jìn)行GX Works3與GT Designer3聯(lián)合仿真時(shí)，GX Works3自帶仿真軟件GX Simulator3，只需另外安裝觸摸屏軟件GT Works3即可。

仿真步驟：

（1）在GX Works3中，通過(guò)菜單欄中的調(diào)試→模擬→模擬開(kāi)始，或者點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)的快捷圖標(biāo)，啟動(dòng)PLC仿真。

（2）在GT Designer3中，按圖9所示進(jìn)行模擬器設(shè)置，編程軟件用的是GX Works3，那么連接方式選GX Simulator3，設(shè)置完啟動(dòng)模擬器進(jìn)行聯(lián)合模擬仿真，聯(lián)合仿真畫(huà)面如圖10所示。

（3）停止聯(lián)合仿真時(shí)，先在GT Designer3中退出模擬器，然后在GX Works3中停止模擬。

結(jié)語(yǔ)

本文所涉及的PLC與觸摸屏聯(lián)合仿真的內(nèi)容，皆經(jīng)過(guò)實(shí)際操作驗(yàn)證通過(guò)。這種聯(lián)合仿真教學(xué)方式，不但便于學(xué)生理解PLC和觸摸屏相關(guān)知識(shí)，還便于學(xué)生查找仿真過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，進(jìn)而激勵(lì)學(xué)生不斷提高發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

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作者簡(jiǎn)介：杜秀芳（1982—?），女，漢族，山東濱州人，碩士研究生，講師，研究方向：電氣自動(dòng)化技術(shù)。