开放式PLC实验平台

I开放式 PLC 实验平台摘要：PLC 实验平台是各大院校控制类专业使用比较广泛的用来模拟PLC 控制的一种模拟学习实验装置，由于 PLC 的更新换代，实验平台的设备出现了不兼容问题，本文针对 PLC 实验平台兼容性问题进行研究。根据 PLC 实验平台的实验原理，设计了其的整体结构，划分了主机模块、扩展模块和其他外接设备的安装区域，并提出了通过扩展模块的相关功能实现实验平台硬件方面的不兼容问题，有效的解决了两种型号 PLC 的兼容性问题及其与不同类型的外部设备连接问题。通过 GX developer 软件编写了一个电机正反转的程序，并对此程序进行PLC 类型转化，从软件方面实现了不同类型 PLC 的兼容问题，同时验证了本文所设计的开放性实验平台的可行性。关键词：实验平台、扩展模块、特殊功能模块、PLC、编程。IIIIIOpen PLC experiment platformAbstract：The PLC experimental platform is a kind of simulated learning experiment device which is widely used to simulate the control of PLC in various colleges and universities. Because of the renewal of PLC, the equipment of the experimental platform is incompatible with each other. In this paper, the compatibility of PLC experimental platform is studied.According to the experimental principle of PLC experimental platform, the whole structure is designed, and the installation area of host module, extension module and other external equipment is divided. The hardware incompatibility of the experimental platform is realized by extending the function of the module, which effectively solves the compatibility problem of the two types of PLC and their connection with different types of external devices.Through GX developer software, a program of forward and reverse rotation of motor is written, and the program is transformed into PLC type. The compatibility of different types of PLC is realized from the aspect of software. At the same time, the feasibility of the open experiment platform designed in this paper is verified.Key words : Experimental platform, extension module, special function module PLC, programming.IV目录1 绪论 .11.1 背景及其研究意义 .11.2 PLC 的发展阶段 .11.3 本章小结 .22、开放式 PLC 实验平台中的 PLC 主机及其外部设备 .32.1 PLC 的控制原理及其各结构间的关系 .32.1.1 开放式 PLC 实验平台的 PLC 控制原理 .32.1.2 PLC 主机格结构之间的关系 .42.2 开放式 PLC 实验平台的外部设备 .52.2.1 输入端口的连接设备 .52.2.2 PLC 输入/输出（I/O）端口连接元器件 .72.2.3 开放式 PLC 实验平台的硬件结构及其平台面板示意图 .83、PLC 实验品台兼容性问题的解决方法 硬件 .123.1 PLC 扩展模块型号的选择 .123.1.1 以输入/输出点数选择 PLC 编程类型 .123.1.3 扩展模块的作用 .16V4 解决 PLC 实验平台兼容性问题 软件 .174.1 PLC 的仿真软件 GX Developer 的介绍 .174.1.1 GX Developer 的适用范围 .174.2 GX Developer 的操作规范及解决方法步骤 .184.2.1GX Developer 的操作规范 .184.3 以 GX Developer 软件中的 PLC 类型转换解决兼容性问题 .184.4 小结 .205、总结展望 .21附录 .2511 绪论1.1 背景及其研究意义背景：早期的工业控制设备主要以继电器为主。但是，由于继电器的功能单一、维修复杂、操作繁琐等缺点。各国开始研发了一种新型的工业控制设备来代替继电器即 PLC。后来随着 PLC 自身及计算机技术的飞速发展，PLC 开始向微型化发展，其控制功能也日趋完善。并且 PLC 与计算机的结合也愈发的紧密。使得 PLC 技术不仅用于工业生产，还用于生活中的各个领域。于是，PLC技术成了各大高校重点研究对象。同时，许多纷纷建立了有关 PLC 技术的实验室，提高学生们对 PLC 的理解以及相应的动手能力。研究意义：近年来，随着 PLC 迅速的发展，使得市场上 PLC 的型号越来越多，PLC 的更新换代也越来越快。许多高校为了紧跟时代发展，纷纷更换了各自实验室的 PLC 实验平台。但是，更换试验平台造价太贵。而且仅是为了PLC 类型兼容性问题而更换整个 PLC 实验系统，这样会造成很大的成本。所以，这次我的毕业设计是研究 PLC 实验平台，以解决 PLC 实验平台与其它设备以及其自身 PLC 型号的兼容性问题。1.2 PLC 的发展阶段1、早期的 PLC（1960 年至 1975 年）早期的 PLC 之所以出现是为了取代继电器。由于工业设备的结构和功能随着时间的发展，变得愈发完善，也愈发显得复杂。传统的继电器工控设备的不足也就显得更加突出，并且继电器自身也有着很大的局限性。于是，人们将继电器的硬接线方式改为类似于 PLC 的软接线方式。于是，随着时间的推移，早期的 PLC 出现在工业生产中。虽然，它依旧有很多不足，但是早期的 PLC 解决了继电器操作繁琐、难以检修的问题。同时，还具有与继电器同样的抗干扰能力。22、中期的 PLC（上个世纪 70 年代中期至 80 年代中后期）由于上个世纪 70 年代至 80 年代中期，微型处理器的出现。使得 PLC 的主机开始向小型化、多功能化发展，即 PLC 不再是简单的工控设备。它具有了一定的计算、存储数据以及简单的信息处理能力。也正是由于 PLC 功能的多元化，型号的小型化，使得它开始走进人们的生活。并且，也正是在这个时候计算机技术也开始发展，这使得与 PLC 相关的编程仿真软件也开始得到发展。这使得PLC 的前景也变得更加广大。于是，一些高校开始小规模的引进有关 PLC 的技术及其相应设备，让学生们了解 PLC 的结构以及操作方法。3、近期的 PLC（20 世纪 80 年代中、后期至今）随着时代的进步，PLC 技术在进入 20 世纪 80 年代中后期更是得到了巨大的飞跃。尤其是超大规模集成电路的广泛应用，使得微型处理器的价格大幅度的下降。进而使得 PLC 机的成本进一步下降。并且 PLC 技术开始成为各大高校工科类专业研究的一个重要科目。尤其是各大厂商开始研究开发属于自己的逻辑控制电路。使得 PLC 型号及其控制的设备的种类越来越多。使得相关技术人员对于 PLC 的型号有了更多的选择。但是，这也造成了一些问题，一旦 PLC 发生更新换代。人们就需要更换PLC 机，尽管其成本已经有所降低。但是对于许多高校来说依旧是一个巨大的经济负担。所以如何能在不够买新的 PLC 机的情况下，而解决 PLC 机自身型号的兼容性问题以及与一些新型设备的兼容性问题，显得尤为重要。1.3 本章小结本章主要讲述了这次课题的研究意义以及 PLC 实验平台的核心PLC 的各个发展阶段。同时，也描述了实验平台的背景及其研究意义。对于解决 PLC 机与外部设备连接的兼容性问题以及自身型号兼容性的问题的解决。主要从两方面出发，一方面是 PLC 机的硬件结构，而另一方面则从与PLC 相关的仿真编程软件出发。有关 PLC 的结构及其兼容性问题解决方案将在下一章节详细描述。32、开放式 PLC 实验平台中的 PLC 主机及其外部设备2.1 PLC 的控制原理及其各结构间的关系2.1.1 开放式 PLC 实验平台的 PLC 控制原理输入端子寄存器输入映像X 0X 1X 2.输入处理1寄存器元件映像输出处理Y 0M 02345输出端子寄存器输出映像6Y 0Y 1Y 2.输出处理专业 ： 机械制造及其自动化框图名 ： 循环扫描图学 校 ： 西安文理学院班 级 ： 机械 2 班姓 名 ： 封龙涛图 2.1 PLC 的控制原理图由 PLC 的控制原理图，可以知道其控制原理就是通过输入端接收计算机传4输过来的信号，并通过自身的循环扫描机制，将信息输送到输出端，进而控与制输出端连接的元器件做出相应的动作。然后将输出信息重新输入到 PLC 机内，已构成一个控制循环。2.1.2 PLC 主机格结构之间的关系主机输入单元用户输入设备电源微处理器运算器 C P U控制器输出单元外设接口上位计算机存储器E P R O M（ 系统程序 ）R A M( 用户程序 )I / O扩展端口用户输出设备模块接口功能扩展专业 ： 机械制造及其自动化学校 ： 西安文理学院班级 ： 机械二班姓名 ： 封龙涛图名 ： P L C 各结构之间的关系图图 2.2 PLC 主机各结构间的关系由图 2.2 可知，PLC 是通过输入端口、输出端口、扩展端口和通信端口与各种外部元器件和设备相连的。（1）输入端口由图 2.2 可知输入端口主要接收输入设备（计算机、编码器等）传过来的各种信号，并将接收来的信号传给 CPU 中央处理器，并由 CPU 中央处理器对这些信号进行一定的鉴别、筛选，从而将外界的干扰性信息处理掉。5（2）输出端口由上图可知输出端口主要接收 CPU 中央处理器已经处理好的信息，并将这些处理好的信息传送到输出设备（如继电器，电磁阀），进而控制输出设备的断开闭合，以达到控制相应元器件的动作。（3）扩展端口扩展端口的主要作用是通过与 PLC 主机的连接，从而扩充 PLC 主机的输入/输出（I/O）端口点。且由图 2.2 可知扩充模块还与特殊功能模块相连。而这些特殊功能模块恰恰能够连接与原有 PLC 实验平台不兼容的设备。因此，对于PLC 主机上连接的扩展模块是解决 PLC 实验平台兼容性问题的一个方法。（4）通信端口PLC 一般都设有通信端口，而通信端口一般都连接计算机、打印机等设备。以计算机为例。通过用编程软件在计算机上编辑程序。并且，因为 PLC 编程软件上有转换 PLC 类型的功能。所以，通过编程软件的转换 PLC 类型的功能也是解决开放式 PLC 实验平台兼容性问题的一种方案。2.2 开放式 PLC 实验平台的外部设备2.2.1 输入端口的连接设备输入端口连接元器件分无源开关元器件、有源开关元器件和脉冲信号元器件。一般实验室所使用的输入端口连接元器件为无源开关元器件，故以无源开关元器件为例，进行详细介绍。无源开关元器件一般以开关、继电器、电磁阀为主，它不需要电源。一般情况下，无源开关元器件都是有机械部分以及电气两部分组成。即通过外力是机械部分断开或闭合，从而控制元器件的停止或运转。而电气部分则是由 PLC主机所接受的信息来控制。6一般开关可分为两类，一类是按钮开关，一类是旋钮开关。按钮开关多为复位型，而旋钮开关多为保持型。即按钮开关上施加的力一旦消失，按钮开关会立刻复位（断开或闭合）。而旋钮开关则需要再按一下才会复位。一般按钮开关可分为两类，一类是平面型，另一类是蘑菇头型。而其中蘑菇头型一般多用于紧急停止的情况下。旋钮开关（选择开关）一般可以分为三类，分别是二位式、三位式以及组合式开关。按钮开关与旋钮开关如下图所示，图 2.3 按钮开关与旋钮开关继电器一般分为电磁继电器与物理量继电器。电磁继电器，它的工作原理是通过电磁场与弹簧的复位功能来控制接触点的断开与闭合。物理量控制继电器，它的工作原理是通过利用不同物质本身所独有的物理、化学性质来控制接触点的断开与闭合。如压力继电器、温度继电器、速度继电器以及电压继电器等。继电器，电磁阀如下图 2.4 所示：7图 2.4 继电器2.2.2 PLC 输入/输出（I/O）端口连接元器件PLC 的输出端口一般有三种输出方式，分别是：继电器输出、晶体管输出以及可控硅输出。由于这次设计的实验平台是通过卡槽来放置输入端口与输出端口的连接元器件。并且，继电器输出既可以直接接直流负载，也可以接交流负载，而其它两种输出方式都有其各自的缺陷。故采用继电器输出为 PLC 机输出端口的输出方式为主。根据负载特性的不同，连接 PLC 机输出端口的电子元器件（负载），可分为两大类，分别是有阻性负载和感性负载。阻性负载，如指示灯、电阻丝等。感性负载，如接触器、各种电磁继电器、各种控制电磁阀、电磁铁等等。当直接接直流感性负载即只能接受直流的电子元器件，为了保护接触点与电子开关，应该在连接续流二极管；连接交流性负载时，应该再连接容浪涌吸收器。8由于该试验台大多用于学校学生实验所用，故其输出端口主要连接各种电磁继电器以及各种控制电磁阀。并且 PLC 机通过控制这些电磁阀内不同孔的开闭来控制气体或液体的流向，进而控制相应的元器件做出指令所指示的动作。而电磁继电器主要通过接收 PLC 机传来的信号 来控制电路的断开与闭合。电磁阀如图 2.5 所示，图 2.52.2.3 开放式 PLC 实验平台的硬件结构及其平台面板示意图1、PLC 实验平台的整体机械结构由图 2.6 可知，该 PLC 实验平台左边有凹槽部分主要放置与 PLC 机相连的各类元器件。通过左边部分的凹槽即卡槽，固定住所需要的元器件。右边平面部分主要安置 PLC 主机与计算机。其右边部分所安装的 PLC 主机主要为插孔9式。扩展模块也为插孔式，并且可以与 PLC 主机进行连接。通过更换不同 PLC类型扩展模块来解决 PLC 实验平台与原有的设备之间的不兼容问题，并且同时解决该实验平台与多种设备的连接问题。这次，设计的 PLC 实验平台主要支持 PLC 类型 FX 系列。当然，如果学生是以其它类型的 PLC 语言进行编程，可以通过更换相应的 PLC 扩展模块或者直接在软件上进行修改。图 2.6 PLC 实验平台结构图2、PLC 实验平台上主机的平台面板PLC 实验平台主机的控制电路原理图及其平台面板如下图 2.7 和 2.8 所示，10图 2.7 PLC 机电路原理图图 2.7 为 PLC 机的电路原理图，PLC 机扩展模块端口和连接电源的端口。下面四个开关为组合式开关，因为其档位超过三个，右上角的为通信端口，主要接收计算机发出的信号，并将信号传送到左边的输入端口。中间部分起到将输入端口传送到的信息传送给右边输出端口。输出端口上边四个为指示灯，由PLC 编程语言控制。最下边则是计数器数码管。通信端口开关输入端口输出端口计数器11图 2.8 平台面板图由图 2.8 可知，该 PLC 的按钮开关主要为旋钮开关。旋钮开关通常也被称之为选择开关。它的内部结构与按钮开关相似，都分为机械结构与触点装置两部分。并且由上图可以知道该旋钮开关为组合开关，因为它的档位超过三个。122.2.4 解决实验平台 PLC 兼容性问题的整体思路目前的 PLC 实验平台大多使用硬件构建，只能兼容 FX 系列的 PLC，对其它系列的 PLC 不兼容，有一定的不足。这次设计的实验平台采取软硬件结合的方法，在两方面对实验平台进行改进。并且从软件和硬件两方面来解决 PLC 的兼容性问题。满足多种 PLC 型号的开放式 PLC 实验平台应用在教学、实验上有两方面优势：一方面可以随时更换不同型号的 PLC，能让学生在学习、实验的过程中了解不同型号 PLC 的特点。另一方面是在不更换主机的情况下，仅仅只更换其扩展模块，降低了实验成本。故本次毕业设计从两方面入手：一是从 PLC 的硬件方面出发，设计可以扩展的硬件模块，通过增加输入/输出端口点数，来解决不同型号 PLC 的兼容性问题。以与扩展模块连接特殊功能模块解决与一些设备的不兼容性问题。二是了解、学习仿真编程软件，用该软件实现对 PLC 编程的的仿真，模拟。减少后期检查、修改的工作量。并且，可利用其转换 PLC 类型的功能，解决PLC 实验平台的 PLC 型号兼容性问题。在该软件中，以电机正反转的程序为例研究该软件中的 PLC 类型转换功能。133、PLC 实验品台兼容性问题的解决方法硬件3.1 PLC 扩展模块型号的选择3.1.1 以输入/输出点数选择 PLC 编程类型根据不同系列的 PLC 所需的输入/输出端口（ I/O 口）不同，而我们一般购买的 PLC 机的输入 /输出端点的数量是一定的。也就是说我们买回来的 PLC 机只能适应一种类型的 PLC。为了解决 PLC 的兼容性问题，我找到了两种方法，一种是通过编程软件的方法来解决，即使用转化的方法将其它类型的 PLC 转化成我们所购买的 PLC 机所能接受的 PLC 类型。虽然这样做十分方便，但是会给后续 PLC 的调试带来很大的麻烦，延长操作时间，不适合学生在实验课上的操作；另一种方法是通过 PLC 的扩展模块 Extension module 来解决 PLC 机的兼容性问题。通过 PLC 主机添加扩展模块，增加了 PLC 机的扩展端口Extension port 即增加 PLC 机的输入/输出端口。由于 PLC 的基本单元与扩展模块 Extension module 共同组成的控制系统会受到两方面的限制。一方面是输入输出端口点数的限制，另一方面是电流消耗与电源所能容纳的电流量的限制。故选择 PLC 机类型与相应的扩展模块时，要去核算输入输出端口点数及其电流的消耗量与电源所能容纳的电流量。一旦超过限制，就要把曾经设置的控制系统重新进行设置。下面以基本单元为 FX3U 系列，扩展单元为 FX2N 系列为例，分别对其输入/输出（I/O）端口点数与电流消耗量与电源所能容纳的电流量进行核算。14由上表 3.1 可知，基本单元 + 扩展单元/模块 + 特殊单元模块输入/输出（I/O）点数合计48 + 64 + 5 8 + 16 = 168 256FX2N-16CCL-M 主站远程输入/输出（I/O）点数合计1 32 = 32 224由于 系列的输入/输出（I/O）点数一般不能超过 256 点， 系列的NFX2 UFX3输入/输出（I/O）点数一般不能超过 128 点，进而推出二者的总的输入 /输出（I/O）端口点数为 384 点。该系统的输入/输出（I/O）端口点数为 168 + 32 = 200 384故设置的 PLC 系统总点数没有超过规定限制。表 3.1 输入/ 输出端口点计算名称 型号 输入点 输出点 占用 I/O 点 远程 I/O 点基本单元 FX3U-48MR/ES 24 24FX2N-16EX 16FX2N-16EYT 16FX2N-16EX 16扩展单元/模块FX2N-16EYR 16FX2N-1HC 8FX2N-10PG 8FX2N-2LC 8 16特殊单元/模块FX2N-64CL-M 8 1 3215FX2N-16CCL-M 8功能扩展模块FX3U-232-BD 0FX3U-4HSX-ADP0FX3U-2HSY-ADP0FX3U-2HSY-ADP0FX3U-485ADP 0FX3U-4AD-ADP 0适配器FX3U-4AD-ADP 03.1.2 以控制系统容纳与消耗电流量选择 PLC 编程类型以 FX 系列的 PLC 为例，该系统电源所能容纳的电流量及其各模块所能消耗的电流量如下表 3.2 所示对 PLC 控制系统电源所能容纳的电流量与其消耗的电流量的核算，即是对其基本单元/模块与扩展单元/模块所提供的电流量是否够其所连接的电子元器件的消耗。如果不够，说明扩展单元/模块（Extension unit / module）设置或者说选择不够合理，整个系统需要重新修改，或者重新选择扩展单元/模块（Extension unit / module）。反之，则无需做任何修改。由表 3.2 可知，基本单元/模块电源所能容纳的电流量及其电流的消耗量DC5V 500 370 = 130 016DC24V 600 400 = 200 0扩展单元/模块电源所能容纳的电流量及其电流的消耗量DC5V 690 260 = 430 0DC24V 250 0 = 250 0根据上述所计算出的数据，可以得出该 PLC 机的控制系统（navar）所能容纳的电流量足够其连接的电子元器件（electronic component）的消耗。故，有上述两个表格可知我们为 PLC 所设置的控制系统合理。因此，当为 PLC 主机选择相应的扩展模块/单元时，要从输入 /输出（I/O）端口点的点数和电源所能容纳的电流量以及学校学生经常使用的 PLC 类型三方面进行考虑，这样才能更好的解决不同系列 PLC 的兼容性问题。同时还可利用扩展模块的特殊功能模块连接与原有的 PLC 实验平台不兼容的问题。表 3.2 系统电源的电流容纳量电源容量（MA） 电流消耗（MA）名称 型号DC5V 600 DC5V DC24V基本单元FX3U-48MR/ES500 600FX2N-16EX 0 100扩展模块FX2N-16EYT 0 150FX2N-1HC 90 0特殊单元/模块 FX2N-10PG 120 0功能扩展板 FX3U-232BD 20 0适配器FX3U-4HSX-ADP30 3017FX3U-2HSY-ADP30 60FX3U-2HSY-ADP30 60FX3U-485ADP 20 0FX3U-4AD-ADP15 0FX3U-4AD-ADP15 0合计 500 600 370 400FX2N-32ER 690 250FX2N-2LC 70 0FX2N-64CL-M 190 0扩展单元FX2N-16CCL-M0 0合计 690 250 260 03.1.3 扩展模块的作用扩展模块对于 PLC 实验平台有两方面的作用：一方面：扩展主机的输入/输出端口点，进而扩展 PLC 实验平台的兼容性即可18连接多种型号的 PLC。另一方面：扩展模块通过连接各种特殊功能模块，如温控模块、定位模块、模拟量模块等，从而使 PLC 可连接各种新型设备，如调节阀、电动机、变频器以及温控仪等设备。PLC 主机与扩展模块的连接方式如图 3.1 所示，F X 3 U - 3 2 M RF X 2 N 1 6 E XLN2 4 V +0 VS / SX 0X 12 4 V +X 0X 1P L C 主 机 与 扩 充 模 块 的 连 接 电 路 图学 校 ： 西 安 文 理 学 院专 业 ： 机 械 制 造 及 其 自 动 化班 级 ： 机 械 2 班姓 名 ： 封 龙 涛图 3.1 主机与扩展模块电路连接图194 解决 PLC 实验平台兼容性问题软件4.1 PLC 的仿真软件GX Developer 的介绍4.1.1 GX Developer 的适用范围这一次 以三菱 PLC（Mitsubishi PLC）的编程软件 GX Developer 为主要研究使用对象，它适用于 Q、QNU、QS、QNA、 ANS、ANA 、FX 等一系列不同型号的 PLC 编程语言9。但是，学生主要以 FX 系列的编程语言为主，该系列的 PLC 编程语言使用方便，兼容性较好。在转换为其它系列的语言时，会使后续的调试、修正的工作量大大降低。该款软件可以用梯形图、指令表、SFC、 ST 及 FB、Label 等不同语言的程序进行设计。并且，学生们通过使用不同语言的程序设计一系列不同型号 PLC 的编程语言，增强了学生们对相关类型的 PLC 软件的操作能力以及不同型号 PLC 编程语言的理解能力。当然，GX Developer 同时也能实现线上的修改、调试、转换、监控、试运行以及远程输入。通过传输线将编程语言输送到相应的 PLC 机中，从而控制相应的元器件。4.1.2 GX Developer 的特点GX Developer 有如下特点：（1）通过用 GX Developer 编辑的 PLC 编程语言文档格式可以在线上转换多种其它类型的文档形式，如 DOS、WIN、Excel、Word 等；（2）GX Developer 中的不同类型的 PLC 语言基本上都实现了标准化。这样在替换、转换一部分编程语言的时候，不容易将其它型号的 PLC 编程语言替换或者转换到正在编程的 PLC 语言中。使 PLC 语言的编程更加灵活、方便；（3）该编程软件还有丰富的调试功能及其可靠的监控功能。当编写好相应的编程语言时，可以在软件上进行试运行并对其整个运行过程进行监控，从而更快，更准确地发现所编写程序中的错误。204.2 GX Developer 的操作规范及解决方法步骤4.2.1GX Developer 的操作规范1、在初次学习 GX Developer 该软件时，严格按照操作手册使用该软件；2、在选择 PLC 的类型时，首先考虑与 PLC 主机的兼容性问题。因为，若不考虑与 PLC 主机的兼容性问题，而随意选择 PLC 的类型会导致后期工作量的增加。尽管，可以用该编程软件将 PLC 类型直接转换成主机所兼容的 PLC类型，但后期工作量还是很多。尤其是当所编写的 PLC 程序较为复杂时，后期实物的调试工作量会更大；3、确定好 PLC 编程语言的类型时，严格按照该语言的格式进行 PLC 的编程，如当选择了梯形图进行编写时，就要按照梯形图的标准来编写。如若不然，会使后续的程序检查以及试运行时的工作量大大增加，也不利于后期程序的调试。4.3 以 GX Developer 软件中的 PLC 类型转换解决兼容性问题1、首先打开 GX Developer 软件，进入主页面。2、在主页面的左上角点击工程，在点击创建工程，在不同系列的 PLC 当中选择自己所需要的 PLC 型号。3、正如上图所示，根据学校的 PLC 机的型号，在不同系列的 PLC 中，选择FX 系列，在该系列中选择 PLC 类型为 FX2N(C)或者 FX3U 点击确定。4、然后开始编写 PLC 程序,编写完成后，点击程序检查。5、该程序是一个让电机主轴正反转的程序。然后，对所编写的程序进行试运，弹出如下图 4.1 所示的对话框，21图 4.1 PLC 运行程序检测 1、根据图 4.1 可知，由于运行时的图标显示为黄色，故该程序可以通过传输线将程序写入到 PLC 机中，并且点击执行，使与 PLC 机连接的各种输出元器件做出相应的动作。2、若所编写的 PLC 语言类型与实验室的 PLC 主机的类型不相兼容时，可以点击左上角的工程图标的下拉图标，然后点击改变 PLC 类型，弹出如下图 4.2 所示的对话框，图 4.2 PLC 型号类型的选择与改变22然后，点击 PLC 系列的下拉图标和 PLC 类型的下拉图标进行选择，直至选择出与学校的 PLC 主机相兼容的 PLC 类型。经过后期的一系列调试，可以得知通过用软件来改变 PLC 类型，操作简单、灵活。尤其是对于一些像电机正反转比较简单的程序语言，用软件的方式来解决 PLC 实验平台自身 PLC 型号的兼容性问题，会更加便捷。因为在后续的调试中，若电机未按程序运转，可以很容易的找到问题。但是，对于一些复杂的编程语言用该款软件进行 PLC 类型转换，很容易出现以下问题：（1）编程语言有时过于复杂，程序转化非常慢甚至会无法转换，及软件不支持线上转换；（2）对于复杂的编程语言来说，即使转换成功，但在程序的试运行上依旧会发生无法运转的情况即程序错误；（3）程序试运行成功后，那也只能够说明转换后的 PLC 程序语言理论上无任何错误，但在后期实物的运转中，实物也许无法做出 PLC 编程语言所控制的动作，或停止于行，或跳过某一阶段，执行下一阶段的动作。因此，在对于一些比较复杂的程序来说，最好通过硬件的方式来解决。尤其是涉及到与新型设备的连接上。通过硬件可以帮助解决这些软件上难以解决的问题。4.4 小结本章主要研究如何用软件来解决实验平台自身的 PLC 型号的兼容性问题。首先对该款编程软件GX Developer，做了一定的介绍。然后详细讲了怎样用软件改变原来编程语言的 PLC 语言型号，并且也在后期的工作中发现了软件上改变 PLC 型号的一些不足和问题，并对此提出了解决方案，即通过软硬件结合的方式来解决实验平台自身 PLC 型号的兼容性问题以及与一些新型设备的兼容23性问题。5、总结展望这次，所设计的开放式 PLC 实验平台相比较于传统的实验平台的优点是：（1）便于学生操作；（1）可接收多种不同型号 PLC 的编程语言；（3）解决了 PLC 实验平台与原有设备的不兼容性问题；（4）通过 PLC 编程仿真软件，可以解决 PLC 语言程序上的问题；（5）简单的，其它系列的 PLC 编程语言（如 FX 系列、A 系列以及 Q 系列）可以直接用软件转化成 PLC 实验平台所兼容的 PLC 编程语言。这次实验平台的研究，主要解决了不同系列 PLC 间的兼容性问题以及实验平台与外部设备的兼容性问题。当然实验平台还能得到进一步的优化、提升，这需要后期对实验平台的整体结构、扩展模块、软件进行更深入的研究。对于未来的 PLC 实验平台，希望其能与软件结合的更加紧密。并且软件能够兼容更多的 PLC 类型，同时软件在进行程序检查的时候，能够检查出程序中更深层次的逻辑问题，并且能够反映出来其解决办法，以降低学生们的工作量。 24参考文献1 廖常初.FX 系列 PLC 编程及应用M.北京：机械工业出版社,2005：176-188. 2 郭昌荣 .FX 系列 PLC 的链接通信及 VB 图形监控M.北京：北京航空航天大学出版社,2008：113-154.3 卢镇波.Visual Basic 编程实例入门与提高M.北京：电子工业出版社，2005：99-134.4 王兴晶.Visual Basic 程序设计视频教程M.北京：电子工业出版社，2005：33-63.5 龚仲华.三菱 FX/Q 系列 PLC 应用技术M.北京：人民邮电出版社，2008：351-374.256 范逸之.Visual Basic 与 RS-232 串行通信控制(最新版)M.北京：中国青年出版社，2000：30-88.7 高钦和.可编程序控制器应用技术与设计实例 M.北京: 人民邮电出版社,2004：50-107.8 张万忠.可编程控制器应用实例M.北京：中国电力出版社，2005：142-151.9 阳宪惠.工业数据与控制网络M.北京：清华大学出版社，2003：38-76.10 廖常初.PLC 编程及应用M.北京：机械工业出版社,2003:29-55.11 宋黎松.Visual Basic 程序调试M.北京：电子工业出版社， 2001：187-212.12 谭浩强.Visual Basic 程序设计M.北京：清华大学出版社， 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Visual Basic 6.0 入门与提高M.北京:人民邮电出版社,2002：10-130.14 刘恩涛.Visual Basic 610 编程技巧与实例分析M. 中国水利水电出版社, 1999：71-99.15李金城.三菱 FX3U PLC 应用基础与编程入门 北京：电子工业出版社，2016.826致谢通过这次对我的毕业设计“开放式 PLC 实验平台 ”的研究，我学到了很多。在初期的研究中，由于我没有具体的研究对象，致使我的研究进度非常慢，甚至有些进行不下去。是我的导师梁小明把我叫到办公室对我讲了很多关于PLC 实验平台的致使，并且告诉了我具体的研究方向，并向我推荐了几本有关 PLC 的书籍和相关资料。所以，在前期对资料的整理让我有了很大的提升和进步。并且由于大三时，我曾经使用过学校的 PLC 实验平台，并且对其作过相应的了解。尤其是对 PLC的仿真编程软件的了解有了深刻的理解，这让我在中后期对于 PLC 实验平台的研究过于重视其软件部分，在论文的编辑中大篇幅的介绍其编程软件。而忽视了 PLC 实验平台的硬件部分。经过指导老师的帮助，我认识到了自己毕业设计上的一些不足。于是，我又将导师给我推荐的书籍和资料认真的通篇过了一遍，27开始注重对 PLC 实验平台硬件部分的研究，了解其硬件的整体布局，PLC 主机各结构之间的关系，又如何通过硬件来解决 PLC 实验平台与外部设备及其编程语言的兼容性问题。后来，导师告诉我如果你对软件熟悉的话，可以从软件和硬件两方面同时出发，来解决其兼容性问题。当然还是以硬件为主，因为它是整个 PLC 实验平台的基础。于是，经过我的多次对资料的整理，曾经关于 PLC 的操作经验，尤为重要的是导师对我的指导。让我得以顺利的完成这次毕业设计。同时也让我明白了无论做什么事情，方向才是最重要的。方向一旦发生错误，那么之前所做的一切几乎是在浪费功夫。因此，无论做什么事之前，一定要把握好方向。28附录输入端子寄存器输入映像X 0X 1X 2.输入处理1寄存器元件映像输出处理Y 0M 02345输出端子寄存器输出映像6Y 0Y 1Y 2.输出处理专业 ： 机械制造及其自动化框图名 ： 循环扫描图学 校 ： 西安文理学院班 级 ： 机械 2 班姓 名 ： 封龙涛附录 129主机输入单元用户输入设备电源微处理器运算器 C P U控制器输出单元外设接口上位计算机存储器E P R O M（ 系统程序 ）R A M( 用户程序 )I / O扩展端口用户输出设备模块接口功能扩展专业 ： 机械制造及其自动化学校 ： 西安文理学院班级 ： 机械二班姓名 ： 封龙涛图名 ： P L C 各结构之间的关系图附录二30F X 3 U - 3 2 M RF X 2 N 1 6 E XLN2 4 V +0 VS / SX 0X 12 4 V +X 0X 1P L C 主 机 与 扩 充 模 块 的 连 接 电 路 图学 校 ： 西 安 文 理 学 院专 业 ： 机 械 制 造 及 其 自 动 化班 级 ： 机 械 2 班姓 名 ： 封 龙 涛31附录三