基于PLC和三菱触摸屏软件的教学应用

康永泽

（长江工程职业技术学院，湖北 武汉 430200）

基于PLC和三菱触摸屏软件的教学应用

康永泽

（长江工程职业技术学院，湖北 武汉 430200）

针对三菱PLC仿真软件GX Developer不具备良好的仿真界面的缺陷，文章提出利用触摸屏仿真软件GT Designer 3实现友好仿真界面的教学方法，能较好地观察PLC的动态控制过程，加深学生对PLC的理解，提高其学习兴趣。

PLC；触摸屏；仿真；教学

1　概述

实验教学是PLC教学的重要环节，传统的可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）实验教学过程中，通常用三菱仿真软件GX Developer实现开关量验证，缺乏直观性。在工控领域，触摸屏与PLC组成的控制系统已得到了广泛应用，借助触摸屏仿真软件的图像功能，直观地模拟被控对象，可以达到形象生动的实验效果，激发学生的创新热情。

GT Designer 3是三菱公司用于触摸屏产品的组态软件，它包含了程序编辑、下载、调试、在线仿真和离线仿真功能。其中，离线仿真功能极大方便了教师授课。基于PLC的组态软件仿真教学，直观且贴近实际，能更好地调动学生积极性，提高教学的效果。如图1所示，本文以乒乓球比赛计分系统为例，介绍PLC和三菱触摸屏软件的简单应用，实现PLC的仿真可视化效果，相信能引起学生的高度兴趣。

图1 乒乓球构思界面

2　画面构思与设计

利用GT Designer 3，构思画面的必要信息：比赛名称、比赛队伍以及得分等。也可根据自己的理解，添加相关比赛信息。画面应简洁直观，易于操作和修改。

对画面设计过程中对文字、操作区域、色彩采用一致性的原则，一致性的原则主要包含以下2个方面：（1）对于字体、形状及颜色的设定必须采用和国际行业或者是国家行业相一致的通用标准；（2）为了使界面更加漂亮，字体、形状、颜色必须自成一体，不同设备中相同的设计状态必须保持颜色一致，这样在观看界面时才能感到舒适，并且提高界面细节美工层次。而对于工业环境下的运行工作人员来说，界面一致性可以降低他们在工作过程中操作失误的发生率。

画面设计时，主要从命令方式、错误信息处理方式、用户求助机制、系统响应时间等4方面进行考虑。交互系统中出现问题最多的是系统响应时间过长，除了响应时间外，不同命令的响应时间差别较大，用户也难以接受；用户求助机制宜采用集成式，避免叠加式系统导致用户求助某项指南而不得不浏览大量无关信息；错误和警告信息必须选用用户明了、含义准确的术语描述，同时还应尽可能提供一些有关错误恢复的建议。此外，显示出错信息时，若再辅以听觉（铃声）、视觉（专用颜色）刺激，则效果更佳；命令方式最好是菜单与键盘命令并存，供用户选用。

3　对象功能设置

3.1 数据显示功能

数据显示功能能实时显示PLC的数据寄存器的数据。数据可以以数字、数据列表、ASCII字符及时钟等显示，分别单击这些按钮会出现该功能的属性设置窗口，设置完毕按“OK”键，然后将光标指向编辑区，单击鼠标即生成该对象，可以随意拖动对象到任意需要的位置。

3.2 信息显示功能

信息显示功能可以显示PLC相对应的注释和出错信息，包括注释，报警记录和报警列表。按编辑工具栏或工具选项板中对应的按钮，即弹出注释设置窗口，设置好属性后按“OK”键即可。

3.3 动画显示功能

显示与软元件相对应的零件/屏幕，显示的颜色可以通过其属性来设置，同时，可以根据软元件的On/Off状态来显示不同颜色，以示区别。

3.4 图表显示功能

可以显示采集到PLC软元件的值，并将其以图表的形式显示。单击图形对象工具栏的图标，设置好软元件及其他属性后按“OK”键，然后将光标指向编辑区，单击鼠标即生成图表对象。

3.5 触摸按键功能

触摸键在被触摸时，能够改变位元件的开关状态，字元件的值，也可以实现画面跳转。添加触摸键须按编辑对象工具栏中的按钮，设置好软元件参数、属性或跳转页面后点“OK”键，然后将其放置到希望的位置即可。

3.6 数据输入功能

数据输入功能，可以将任意数字和ASCII码输入到软元件中。操作方法和属性设置与上述相同。

3.7 其他功能

其他功能包括硬复制功能、系统信息功能、条形码功能、时间动作功能，此外还具有屏幕调用功能、安全设置功能等。

4　程序设计

各项参数说明如图2所示。图2所示为M1的基本设置，加1操作，M2的设置与M1相同。

图2 M1，M2设置

M3，M4：修改（也可变化为减1操作）；如图3所示，M3，M4的设置与M1相同。

图3 M3，M4修改设置界面

D0～D6：数据显示。D0设置如图4所示，D2，D4，D6的格式与D0相同。

GX Developer 环境下，PLC控制程序的编写要充分考虑实际计分情况，每局的胜负为11分制。对于10平之后的胜负判断，设计程序时要精心安排，不可出现遗漏现象。实训的时候，可要求学生设计出程序后，由其他同学进行操作，并争取其操作具有方便性、实用性，以进一步完善设计。参考程序如图5所示。

图4 D0参数设置

图5 参考程序

5　仿真运行

在启动GT Designer3仿真前，须先在GX Developer中编辑好PLC程序并开启逻辑测试功能，根据仿真结果，进一步优化程序或增加其他画面功能，使画面更符合观众需求。

利用本文介绍的方法，还可设计出抢答器、石头剪刀布胜负自动判决系统，在触摸屏软件中创造出多种“电气设备”，有效地激发学生的设计兴趣与创新思维。

从基于PLC和触摸屏仿真软件的应用可以看出，该系统运行正常，其界面直观，解决了教学资源投入不足的问题，具有简单易学，可视性好，维护方便，能快速构造各种“设备”等突出特点，易于开发出具有针对性的教学仿真系统，更好地为实践教学服务。

［1］黄中玉.PLC应用技术［M］.北京：人民邮电出版社，2009.

［2］王建.触摸屏实用技术［M］.北京：机械工业出版社，2012.

Application of teaching based on PLC and Mitsubishi touch screen software

Kang Yongze
（Changjiang Institute of Technology， Wuhan 430200， China）

Aiming at the shortage that Mitsubishi PLC simulation software GX developer does not have a good simulation interface， the touch screen simulation software GT Designer 3 is used to realize friendly simulation interface as the teaching method in this paper， which is better to observe the dynamic control process of PLC and deepen students'understanding of PLC， furthermore improving their interest in this course.

PLC； touch screen； simulation； teaching

康永泽（1971— ），男，湖北仙桃，副教授；研究方向：PLC和机器人智能控制研究。