三菱GX与GT软件在PLC开放实验中的应用

胡志刚 张 慧

(江苏工程职业技术学院 江苏南通 226007)



三菱GX与GT软件在PLC开放实验中的应用

胡志刚 张 慧

(江苏工程职业技术学院 江苏南通 226007)

通过三菱GX与GT软件的虚拟仿真方法来设计PLC的开放实验内容，以肥胖测试的PLC控制模拟仿真，介绍了三菱GX与GT软件进行虚拟仿真的使用方法。实践证明，此方法具有操作安全可靠、程序调试直观、能够模拟较复杂的控制过程、无需价格昂贵的控制对象、有利于发挥学生的创新意识、提高学习者的学习兴趣和编程技巧等众多优点。

三菱GX软件； 三菱GT软件； PLC开放实验； 肥胖测试

0 引言

可编程序控制器( Programmable Logic Controller，简称PLC)是计算机技术在工业控制领域的一种应用技术。PLC具有体积小巧、组装方便、可靠性高、抗干扰能力强等众多优点，几乎在工业生产的所有领域都得到广泛的应用，目前PLC已成为现代工业控制的三大支柱之一[1]。因此，PLC技术应用课程在各高校广泛设置，成为机电一体化及电气自动化类专业的核心课程之一。

PLC的重难点是PLC的程序设计，而设计一个逻辑性强、易读性好的PLC程序需要通过大量的编程练习。因此，PLC实验室的开放管理有助于学生的PLC学习，而实验内容的选择是提高PLC开放实验室利用率的关键所在。此内容的选择应符合高职学生学习的特点、以激发学生的学习兴趣为目的。GX Developer是三菱PLC的编程软件，GX Simulator是三菱PLC的仿真软件，GT Designer2是三菱触摸屏的画面设计软件，GT Simulator2是三菱触摸屏的仿真模拟软件，本文将采用三菱GX编程软件(且安装GX Simulator)在计算机中构造一个虚拟的PLC来执行用户程序[2]。为了观察PLC的运行效果，采用三菱GT软件设计触摸屏画面并进行模拟仿真，整个仿真过程不需大量设备的投入，只要一台PC机就可对PLC控制系统进行调试，形象直观，安全方便，易于理解，对于PLC初学者来说，是不可多得的仿真工具，以下就以肥胖测试的PLC控制模拟仿真为例，介绍三菱GX与GT软件的基本使用方法。

1 肥胖测试的控制要求

目前，国际上广泛采用体重指数(BMI)区别肥胖，体重指数等于体重(千克)除以身高(米)的平方。体重指数≥24为超重，≥28为肥胖，在20～24之间为正常，<20为体重过低。具体控制要求如下：①采用GT Designer2软件设计肥胖测试实验画面，可手动输入体重及身高的数值,要求有测试按钮及测试结果显示。②采用GX软件编写PLC控制程序，根据输入的体重及身高的数值，计算相应的体重指数。③利用GX与GT软件的虚拟仿真方法，将肥胖测试结果反映在电脑屏幕上。

2 肥胖测试的触摸屏画面设计

在设计触摸屏画面之前，首先要对触摸屏系统环境(主要是触摸屏类型及连接机器)进行设置，有实物触摸屏时应按触摸屏的具体型号来选择，如果用GT模拟仿真选择GT11系列与GT15系列均可，此时电脑屏幕就代替触摸屏。

2.1 新建工程向导完成系统环境设置

打开GT Designer2软件后，通过新建工程向导完成以下主要项目设置。

1) GOT(触摸屏)类型：选择GT11系列或GT15系列均可，为了便于画面的设计，画面尺寸可以选择稍大一些，这里选择GT11**-V-C(640*480)，颜色设置默认256色。

2) GOT的连接机器：连接机器一定要设置正确，否则无法虚拟仿真。这里选择三菱FX系列的小型PLC，即MELSEC-FX，与三菱GX软件编程时的PLC类型保持一致。I/F(接口的通讯类型)连接设置为默认标准I/F(RS-422)，通讯驱动程序为默认MELSEC-FX。

3) 画面切换软元件的设置：默认设置，基本画面为GD100。

2.2 肥胖测试触摸屏画面设计

新建工程向导完成基本设置后，接下来进行画面的设计。在画面属性中可指定背景色，将图样前景色、背景色及透过色均设置为淡蓝色。以下是主要部件的设置方法。

1) 文本：触摸屏上要显示的文字信息可采用文本框来设置。在标题栏中选择文本，弹出文本对话框，输入“肥胖测试实验”、文本颜色为黑色，文本类型为隶书，尺寸为48点，其他设置为默认值。“身高”“体重”“厘米”“千克”“测试结果”等参考图1进行设置。

2) 位开关：触摸该开关可进行该位开关的ON/OFF。在对象下拉菜单中选择位开关并放置，双击位开关进行正确设置，动作设置中的软元件应与肥胖测试PLC程序的启动按钮保持一致，这里设置为M20，动作设置为点动，指示灯显示方式选择合适的开关外形，文本显示位置在中间，输入“开始测试”，触摸此按钮的作用是执行肥胖测试的计算。

3) 数值输入元件：将任意值从触摸屏写入到连接设备的软元件中的功能。在触摸对象下拉菜单中选择数值输入元件，身高所对应的软元件为D20，体重所对应的软元件为D22，数据类型为无符号10进制，3位显示，数值尺寸为2* 2，其他设置默认。

4) 位注释元件：设置连接设备的软元件ON/OFF时显示的注释内容。在对象下位菜单中选择位注释元件并放置合适位置，软元件设置为M30，显示注释中OFF的注释为空白，ON的注释输入“正常，继续保持！”。按照此方法依次添加M40、M50、M60的位注释元件，ON的输入内容依次为“体重偏低，加强营养！”“略胖了，注意控制！”“太胖了，注意减肥！”。最后将四个位注释元件通过对齐的方式结合在一起。

5) 画面切换开关：通过触摸切换窗口画面。在对象下拉菜单中选择画面切换开关并放置，双击画面切换开关进行正确设置，切换画面种类为重叠窗口1，切换到画面1，指示灯显示方式选择合适的图形，文本显示位置在中间，输入“测试说明”，此切换开关的作用是触摸该开关，弹出肥胖测试说明对话框。

在窗口画面中新建画面1，弹出一小窗口，通过文本框输入肥胖测试的说明(见肥胖测试的控制要求)，肥胖测试主画面设计如图1所示。

3 肥胖测试的PLC控制程序设计

为了提高运算的精度，将体重与身高的整型数值转换成浮点数，采用FLT指令，注意转换后的数值为32位数据。按照体重指数等于体重(千克)除以身高(米)的平方进行浮点数计算，得到的结果还是浮点数，采用INT指令转换至整数再进行比较，比较的结果将接通M30、M40、M50、M60中的其中一位。肥胖测试的PLC控制参考程序见图2所示。

图1 肥胖测试的主画面

图2 肥胖测试的PLC控制程序

4 肥胖测试的PLC控制仿真调试

肥胖测试的虚拟仿真步骤如下：

1) 启动三菱PLC编程软件GX Developer，按照图2的设计程序完成肥胖测试的PLC控制程序的编写，程序转换后，点击工具菜单，从下拉菜单中选择梯形图逻辑测试起动，将编好的PLC程序写入GX simulator仿真调试器中，进行PLC虚拟仿真。

2) 打开GT Simulator2，弹出对话框，选择GT11仿真(肥胖测试的GOT选择是GT11**-V-C)，点击启动按钮进入，在仿真下拉菜单中点击选项按钮，连接方式有两种：一种是GX Simulator，这是没有实物PLC的前提下，利用GX Simulator做虚拟仿真；另一种是CPU，这是有实物PLC的前提下，此时需要将PLC程序下载至实物PLC中，注意端口选择与GX软件中一致。这里选择第一种方式。连接方式第二项选择三菱MELSEC-FX，与GX-Developer中PLC类型保持一致。

3) 打开肥胖测试的人机主界面，此时电脑屏幕就相当于触摸屏，输入体重与身高的数值，点击开始测试按钮，程序运行结果会传送至GT Simulator中，这时肥胖测试的结果就会显示出来。

5 结束语

传统PLC实验对实验室硬件要求较高，不同的实验项目需要不同的实验控制对象，GX Simulator软件虽然能够仿真PLC程序，但不能将复杂的控制过程形象化。基于GX与GT软件的虚拟仿真技术能够模拟仿真PLC的实际运行效果，形象直观，有利于提高学生的学习兴趣。

近年来，我校加大了PLC实验室的开放力度，实验室开放建设的主要目的是通过学生的自主学习和课外实践，提高学生的动手能力和创新能力，而内容建设是实施开放实验室利用率的关键所在。因此，开放实验内容的选择应符合高职学生学习的特点、激发学生的学习兴趣、发挥学生的创新意识，并且与工程实践紧密结合等。

实践表明，利用三菱GX与GT软件的虚拟仿真方法来设置PLC的开放实验内容，具有操作安全可靠、程序调试直观、能够模拟较复杂的控制过程、无需价格昂贵的控制对象、有利于发挥学生的创新意识、提高学习者的学习兴趣和编程技巧等众多优点。此方法也可用于简单工程项目的调试，能够大大缩短产品的开发周期，降低研发成本[3]。学习者只需一台PC机和相关仿真软件即可构建PLC的虚拟学习平台，使学习者无需实际的控制对象甚至无需实际的PLC即可完成PLC的基本指令、步进指令及部分功能指令的实验。目前，我校PLC开放实验教学中利用三菱GX与GT软件虚拟仿真了运料小车的PLC控制、天塔之光的PLC控制、数码管的PLC控制、多种液体混合装置的PLC控制、肥胖测试的PLC控制等项目，激发了学生的学习兴趣。学生可以充分利用业余时间学习PLC，提高PLC的应用能力，使用效果好。

[1] 王越男，张艳丽，田思庆.PLC课程实践教学环节的改革与实践[J].常州信息职业技术学院学报，2013(2)：49-51.

[2] 朱江.三菱GX Simulator仿真软件在PLC教学中的应用[J].常州信息职业技术学院学报，2009(2)：38-40.

[3] 李自成，秦实宏，江卫华.仿真软件在PLC教学中的应用[J].中国现代教育装备， 2011(21)：10-11.

[责任编辑：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

江苏工程职业技术学院教育研究课题(FYJY/2014/01)

胡志刚(1978-)，男，讲师，主要研究方向：PLC技术

TP 273

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1672-2434(2016)05-0019-03