PAC Systems RX3i介绍

前言
在工业化大生产中，随着PLC技术的普及应用，社会上对PLC技术人才的需求明显增加。

可编程序控制器简称PLC，是以微处理器为核心的工业自动控制通用装置。

它具有控制功能强、可靠性高、使用灵活方便、易于扩展、通用性强等一系列优点。

尤其现代的可编程序控制器，其功能已经大大超过了逻辑控制的范围，还包括运动控制、闭环过程控制、数据处理、通信网络等。

它不仅可以取代传统的继电一接触器控制系统，进行复杂的生产过程控制，还可以应用于工厂自动化网络。

目前PLC与CAD／CAM、机器人技术一起并称为当代工业自动化的三大支柱。

因此，PLC应用技术已成为自动化类、机电一体化等专业学生就业时必须掌握的一项技能。

本书从应用的角度出发，以GE-FANUC公司RX3i系列PLC为样机，简单介绍了其指令系统、PLC程序设计的方法与技巧、PLC控制系统的设计和调试等。

本书主要以实例形式介绍了PLC模拟量的处理、人机界面的应用等。

本书在编写时力求由浅入深、通俗易懂、淡化理论、注重应用。

全书共分3章，内容包括：GE-FANUC公司RX3i系列PLC系统特性及硬件构成，RX3i系列系列PLC的编程语言及程序结构，RX3i系列PLC控制系统设计与调试实践和PLC 应用系统设计实例。

本书由南京工程学院郁汉琪担任主编。

参加编写的有南京工程学院许其清、陈巍、王刚、熊新娟、陈兴荣、苏醒、陈国军、陈凯荣、陆欣云、程启华、、史建俊、张志伟、严奎。

由于编者水平有限，书中难免有不足和错漏之处，恳请读者批评指正。

第一篇GE－FANUC简介及基本知识
一、基本知识
一）硬件介绍——PAC Systems RX3i的特点
PAC Systems RX3i控制器是创新的可编程自动化控制器PAC Systems家族中最新增加的部件。

它是中、高端过程和离散控制应用的新一代控制器。

如同家族中的其它产品一样，PAC Systems RX3i的特点是具有单一的控制引擎和通用的编程环境，提供应用程序在多种硬件平台上的可移植性和真正的各种控制选择的交叉渗透。

使用与PAC Systems RX7i相同的控制引擎，新的PAC Systems RX3i在一个紧凑的、节省成本的组件包中提供了高级的自动化功能。

PAC Systems的可移植性的控制引擎在几种不同的平台上都有卓越的表现，使得初始设备制造商和最终用户在应用程序变异的情况下，能选择最适合他们需要的确切的控制系统硬件。

RX3i模块在一个小型的、低成本的系统中提供了高级功能，它具有下列优点：
1）把一个新型的高速底板（PCI-27mhz）结合到现成的90-30系列串行总线上。

2）具有Intel 300mHz CPU(与RX7i相同)。

3）消除信息的瓶颈现象，获得快速通过量。

4）支持新的RX3i和90-30系列输入/输出模块。

5）大容量的电源，支持多个装置的额外功率或多余要求。

6）使用与RX7i模块相同的引擎，使得容易实现程序的移植。

7）RX3i还使用户能够更灵活地配置输入/输出，包括：
8）具有扩充诊断和中断的新增加的、快速的输入/输出。

9）具有大容量接线端子板的32点离散输入/输出（弹簧型和盒式）。

10）多种通用的模拟量（每个通道可以配置电压、电流、热电偶、电阻式温度监测器、应力计和电阻器）。

10）高密度模拟量（隔离的）。

11）运动模块。

12）使RX3i和90-30系列I/O能“带电‘热’插拨”（仅适用于通用底板）。

13）用户能够按照自己的工作计划更改模块，使得在调整布线、安装、和绘图时更具有灵活性。

14）高性能的以太网和Profibus模块。

RX3i部件
1．底板
RX3i可以使用二种通用底板：12插槽的和16插槽的。

每个插槽既支持新的模块也支持现有的90-30系列I/O模块（PCM3xx和CMM301、CMM302、CMM311、CMM321等除外），此外还提供：
1）内置在基板上的可选的风扇控制端子座（CPU和电源上的热敏传感器）。

2）通过传统机架的扩展（选项模块）。

3）当使用直流电源时（电源占用一个插槽），16槽的基板最多能够容纳13个输入/输出模块和选项模块。

12槽的基板最多能够容纳9个上述模块（CPU占用2个模块插槽）
4）RX3i基板既支持PCI总线也支持串行总线。

每个插槽有2个连接器，1个是PCI连接器，另1个是串行连接器。

PCI总线提供的性能是串行总线的250倍。

串行总线（1MHz）数据传送速率0.062兆字节/秒，而新的PCI总线（27 MHz）的数据出送速率是27.0兆字节/秒。

因此，在使用PCI总线的情况下，以太网和其它智能模块的数据吞吐量将增加70%。

2．RX3i CPU
RX3i CPU有一个300MHz处理器，支持32K输出、32K模拟输入、32K模拟输出和最大达5兆字节的数据存储。

有10兆字节全部可配置的用户存储器，这意味着你能够在CPU中存储所有的机器文件。

CPU能够支持多种语言，包括：
继电器梯形图语言
指令表语言
C编程语言
功能块图
Open Process
用户定义的功能块
结构化文本
SFC
符号编程
RX3i CPU有2个串行端口，即一个RS-232端口和一个RS-485端口，它们支持无中断的SNP从、串行读/写、和Modbus协议。

具有一个三档位置的转换开关：运行、运行禁止、停止。

有一个内置的热敏传感器（中温和高温位）。

注意：不允许带电‘热’插拨CPU
诊断用的发光二极管显示以下状态：
CPU OK
运行
输出允许
输入/输出强制
电池
系统故障
COM1和COM2端口激活状态有关CPU性能和操作的附加详细信息。

3．电源
RX3i有三种类型的40瓦电源：交流120/240伏（直流125伏）双宽度模块和直流24伏单幅宽模块。

二种电源都装有热敏传感器，其接线端子是成双的，以便菊花链式接线。

通/断开关位于门的背面。

二种类型的电源支持带电‘热’插拨。

下面以PSA040电源为例：诊断用的发光二极管显示状态，电源上的4个发光二极管指示，含义如下：
电源（绿色/琥珀色）。

当这个LED呈现绿色时，表现电源已经施加到底板上。

当这个LED呈现琥珀色时，表示供电已经施加到电源模块，但是电源开关没有接通。

电源故障（红色）。

当这个LED点亮时，表示电源模块已经接近或超过它的最大工作的温度。

负荷过载（琥珀色）。

当这个LED点亮时，表示电源模块中至少一路输出已接近或超过它的最大输出能力。

如果出现任何过热、过载、或电源故障，CPU故障表显示出一个故障信息。

通/断开关位于模块正面的门背后。

该开关控制电源输出的操作。

它不切断电力线路供电。

开关旁边的突缘有助于防止意外接通或关断电源。

4．RX3i以太网模块
RX3i以太网模块是以10/100兆位双工/全双工方式通信的，它支持SRTP、EGD和通道（信号发生器和使用器）。

发光二极管诊断显示下列状态：
以太网OK
局域网OK
工作登录状态
（附加协议还计划包括Modbus TCP、Ethernet IP、ProfiNET、DNP3.0）。

5．通信
RX3i模块支持以太网通信和串行通信。

RX3i使用的基于机架的以太网接口模块是以太网外围设备PCI模块。

6．网络连接
RX3i的网络支持包括下列局域网：
Profibus DP
DeviceNet
Genius总线控制器
7．模拟输入/输出
RX3i以16位的分辨率支持优越的模拟性能。

选择性的输入模块支持下列性能：
每个模块0至500毫秒的快速积分时间（除了通用模块）
产生中断
4级报警：低、低/低、高、高/高
多种诊断-断线、欠范围/超范围、速率改变
全部输出模块支持：
多种诊断-欠范围/超范围、和箝位限制
斜率控制
新的通用模拟模块：
8个可配置的通道，每个通道都支持热电偶、电阻式温度监测器、电压、电流、应力计、阻抗及其它等，二个隔离组，以4个为一组。

内置（热电偶的）冷端补偿
高级诊断
8．离散输入/输出
RX3i提供广泛范围的离散输入/输出模块，包括以下类型：
32点、直流12/24伏输入
32点、直流24伏，具有ESCP（0.75安培）保护自修复，同时将点级的诊断发送给CPU 的功能，每一点有一个双色的发光二极管（当点存在短路时为琥珀色）
24点、2安培的继电器输出
32点、交流120伏输入
16点、4安培的隔离继电器输出
16点、交流120伏隔离输入
16点、交流120伏隔离输出
9．RX3i远程输入/输出
RX3i支持以太网接口模块（IC693NIU004）用于90-30系列输入/输出，它具有下列性能：
采用10/100兆位以太网连接
内置开关使得不需要外部开关就容易将基板采用菊花链方式连接到相邻的基板。

PACSystems廉价的CPU
廉价的本地扩展
支持多种的90-30系列输入/输出，并且价格非常具有竞争性。

二）软件介绍——PROFICY MACHINE EDITION
PROFICY MACHINE EDITION是一个包含若干软件产品的环境。

其中每个软件产品都是独立的。

但是，每个产品在相同的环境运行。

这与Office办公软件包十分相似。

它可以包含文字处理软件、电子数据表程序、数据库程序、图形显示程序。

每个程序能够单独运行，但是它们都具有共同的视觉和感觉界面。

支持ME后台的概念是完全相同的。

一旦你学会了在此种环境中浏览，今后要学会一种使用这种环境的新产品就变得非常简单。

浏览工具窗口
Navigator是一个含有一组标签窗口的停放工具视窗，它包含开发系统的信息和视图。

可供使用的标签取决于你安装哪一种Machine Edition产品以及你要开发和管理哪一种工作。

每个标签按照树形结构分层次地显示信息，类似于Windows资源管理器。

浏览器的顶部有3个按钮，利用它们可扩展的PropertyColumns(属性栏)及
时地查看和操作若干项属性。

属性栏呈现在浏览器的Variable List（变量表）标签的展开图中。

通常，在检查窗口中能同时查看和编辑一个选项的属性。

浏览器的属性栏让你及时查看和修改几个选项的属性，与电子表格非常相似。

通过浏览器窗口左上角的工具按钮，你可以获得属性栏显示。

在浏览窗口，点击切换属性栏显示的打开和关闭。

属性栏呈现为表格形式。

每个单元格显示一个特定变量的属性当前值。

属性检查工具窗口
Inspector（属性窗口）列出已选择的对象或组件的属性和当前位置。

可以直接在属性窗口中编辑这些属性。

当你选择了几个对象，属性窗口将列出公共属性。

属性窗口提供了对全部对象进行查看和设定属性的方便途径。

为了打开属性窗口，执行以下各项中的一项操作：从工具菜单中选择Inspector；点击工具栏的；从对象的快捷
菜单中选择Properties。

属性窗口的左边栏显示已选择对象的属性。

你可以在右边栏中进行编辑和查看设置。

显示红色的属性值是有效的。

显示黄色的属性值在技术上是有效的，但是可能产生问题。

在线帮助窗口
Companion（在线帮助）为你的工作提供有用的提示和信息。

当在线帮助打开时，它对Machine Edition环境中当前选择的任何对象提供帮助。

它们可能是浏览窗口中的一个对象或文件夹、某种编辑器（例如Logic Developer—PC’s地形图编辑器）、或者是当前选择的属性
窗口中的属性。

在线帮助内容往往是尖端和缩写的。

如果需要更详细的信息，请点击在线窗口右上角的
，主要帮助系统的相关主题在信息浏览窗口中打开。

有些在线帮助在左边栏中包含主题或程序标题的列表。

点击一个标题可以获得持续的简短描述。

反馈信息工具窗口
Feedback Zone Window (反馈信息窗口)是一个用于显示Machine Edition产品生成的几种类型输出信息的停放窗口。

这种交互式的窗口使用类别标签去组织产生的输出信息。

有哪些标签可供使用取决于你所安装的Machine Edition产品。

关于特定标签的更多信息，选中标签并按F1键。

反馈信息串口标签中的输入支持一个或多个下列基本操作：
右键点击：当你右键点击一个输入项，该项目就显示指令菜单。

双击：如果一个输入项支持双击操作，双击它将执行项目的默认操作。

默认操作的例子包括打开一个编辑器和显示输入项的属性.
F1：如果输入项支持上下文相关的帮助主题，按F1，在信息浏览窗口中显示有关输入项的帮助。

F4：如果输入项支持双击操作，按F4，输入项循环通过反馈信息窗口，好像你双击了某一项。

若要显示反馈信息窗口中以前的信息，按Ctrl+Shift+F4。

选择：有些输入项被选中后更新其他工具窗口（属性窗口、在线帮助或反馈信息窗口）。

点击一个输入项，选中它。

点击工具栏中的，将反馈信息窗口中显示的全部信息复制到Windows中。

据监视工具窗口
Data Watch Tool （据监视工具）是一个调试工具，让你监视变量的数值。

当在线操作一个对象时他是一个很有用的工具。

使用据监视工具，你能够监视单个变量或用户定义的变量表。

监视列表可以被输入、输出、或存储咋一个项目中。

据监视工具至少有两个标签：
●Static Tab（静态标签）包含你自己添加到据监视工具中的全部变量。

●Auto Tab（自动标签）包含当前在变量表中选择的或与当前选择的梯形逻辑图中的指令
相关变量，最多可以有50行。

●Watch List Tab（监视表标签）包含当前选择的监视表中的全部变量。

监视表让你创建和
保存要监视的变量清单。

你可以定义一个或多个监视表，但是，数据监视工具在一个时刻只能监视一个监视表。

数据监视工具中变量的基准地址（也简称为地址）显示在Address栏中，一个地址最多具有8个字符（例如%AQ99999）。

数据监视工具中变量的数值显示在Value栏中。

如果要在数据监视工具中添加变量之前改变数值的显示格式，可以使用数据监视属性对话框或右键点击变量。

数据监视属性对话框
若要配置数据监视工具的外部特性，右键点击它并选择Data Watch Properties.
工具箱窗口
Toolchest（工具箱）是功能强大的设计蓝图仓库，你可以把它添加到项目中去。

可以把大多数项目从工具箱直接拖到Machine Edition 编辑器中
一般而言，工具箱中储存有三种蓝图：、
●简单的祸“基本”设计图，例如梯形逻辑指令、CFBS（用户功能块）、SFC（程序功能
图）指令、和查看脚本关键字。

例如，简单的蓝图位于Ladder、View Scripting、和Motion 绘图抽屉中。

●完整的图形查看画面，查看脚本、报警组、登陆组和用户Web文件。

你可以把这一类
蓝图拖动到浏览窗口的项目中去。

●你的项目使用的机器、设备、和其他配件模型。

包括梯形逻辑程序段和对象的图形表示，
随同预先配置的动画。

存储在工具箱内地机器和设备模型被称作fxclasses。

有了fxClasses，你可以用模块化方式来模拟过程，其中较小型的机器和设备能够组合成大型设备系统。

详情请见工具箱fxClasses
如果需要一再地使用设置相同的fxClasses，你可能希望把这些fxClasses加入到经常用到标签中。

有关常用工具箱的更多信息，参见常用标签（Toolchest）。

有关在工具箱的绘图抽屉标签中寻找项目的信息，参见Navigating through the Toolchest（通过工具箱浏览）。

Machine Edition编辑器窗口
开始操作编辑器窗口时，双击浏览窗口中的项目。

Editor Windows是你实际上建立应用程序的工具窗口。

编辑窗口的运行和外部特征取决于要执行的边际的特点。

例如，当你编辑HMI脚本时，编辑窗口的格式就是一个完全的文本编辑器。

当你编辑梯形图逻辑时，编辑窗口就是显示梯形逻辑程序的梯级。

你可以像操作其他工具一样，移动、停放、最小化和调整编辑窗口的大小。

但是，某些编辑窗口不能够直接关闭。

这些编辑窗口只有当关闭项目时才消失。

可以将对象从编辑窗口拖入或拖出。

允许的拖放操作取决于确切的编辑器。

例如，将一个变量拖动到梯形图逻辑编辑窗口中的一个输出线圈，就是把该变量分配给这个线圈。

你能够同时打开多个编辑窗口，可以用窗口菜单在窗口之间相互切换。

三）编程介绍
1．Proficy Machine Edition的系统介绍1）地址形式
2）常用指令形式及结构
另外，还具有比较、数据传送、块操作功能、表格搜索功能、逻辑运算、移位、子程序调用、主控指令、跳转指令等功能，这里不再一一讲述。

4）Proficy Machine Edition的基本使用及RX3i的基本配置
（1）Proficy Machine Edition的基本使用方法
1) 双击屏幕上的图标，即可启动Proficy Machine Edition的操作界面，如图1.1.1所示，再点击File→New Project，按图1.1.2设置,并输入工程名后点击OK。

图1.1.1
图1.1.2
此时可以进行硬件配置。

在图
1.1.3中，选择11→Target1→
Hardware Configuration ，据实际
的硬件模块逐一进行设置，在设置
中可双击该模块，对该模块的
Reference Address(I/O 口地址)
进行设置，然后设置MAC IP 地址，完成后点击，
打开后点击
，输
入使用模块的MAC 的12位号码以
及临时IP 地址，要求MAC 的临时
IP 与通信模块ETM001设置IP 地址一致，并要设置计算机的IP 地址，要求计算机的IP 地址与通信模块ETM001的IP 地址在同一个网段内，输入完毕后点击可以进行软件、硬件之间的通信联系，如果设置正确，能显示“Connect to Device ”，表明两者已经连接上，如果不能完成软硬件之间的联系，则应查明原因，重新进行设置重新连接。

硬件设置完毕后，可以进行软件编程。

点击，选择11→Target1→Logic →program Blocks →main ，即可进入梯形图的编辑状态，如图1.1.4所示。

在屏幕上有梯形图编程所需的快捷按钮。

如果对GE-Fanuc 的指令系
统不熟悉，可以点击Toolchest 的快捷键，将在屏幕右方的框中选择PLC LD Instructions 查看，并可求助Help 。

如图1.1.5所示。

在MAIN 窗口，根据程序的设计，通过上面介绍的快捷键或通过Toolchest 的快捷键
，选择所需的指令，放到相应的位置，输入完毕后，输入地址号，如地址号为I00001
，只需敲
图1.1.3
图1.1.4
图1.1.5
入1I ，按回车键即可，如图1-6所示。

也可对地址号在属性检查窗口进行管理。

如在图1.1.6中，设置I00001为启动按钮，便于整理及记忆。

在整个程序输入完毕后，要将程序下载到CPU 中，先用
检查程序，检查无误后，用
建
立起计算机与RX3i 之间的通信联系，此时有灰变绿，点击，此时将CPU 的转换开关打到停止状态，还应在N avigator 下选中Target1，单击鼠标左键，在下拉菜单中选择Properties ，在出现的Inspector 的对话框中，设置通信模式，在Physical Port 中设置成ETHERNET ，在IP Address 中设置原通信模块ETM001中设置的IP 地址，如图1.1.7所示。

此时
有暗变亮，点击
，将出现如图1.1.8所示的对框，初次下载，应将硬件配置及程
序一起下载进去，点击OK ，下载后，如正确无误，Target1前面的有灰变绿，屏幕下方出现表明当前的RX3i 配置与程序中的硬件配置吻合，内部逻辑与程序中的逻辑吻合。

此时可将将CPU 的转换开关打到运行状态，即可调试外部的设备。

图1.1.6
图1.1.7
图1.1.8
实验八机械手控制系统实践
一、实践目的
1．掌握机械手控制程序的设计方法
2．进一步熟悉气动机械手的在工业中的应用
3．进一步掌握顺序编程指令
4．实现简单的触摸屏人机界面编程应用
二、实践原理及电路
目前气动控制技术在工业控制中用的越来越普遍。

气动机械手的任务大多数是搬运物品或器件。

本实验例程中实现1,2,3三个机械手的顺序联动，将加工物件实现在地点的转移和加工角度的变换。

1.气动机械手工作流程如图
2.8.1所示
图2.8.1 气动机械手工作流程图
2. 输入/输出地址
I/O 地址如表2.8.1所示。

表2.8.1 I/O 地址表
3. PLC 控制气动机械手电气接线图如图2.8.2所示。

图2.8.2PLC控制气动机械手电气接线图4.控制程序
图2.8.3
三、实践内容及步骤
PLC连接
气动机械手试验设备连接到PLC，按以下步骤进行
1.按照I/O地址表连接PLC的INPUT和OUTPUT的各个接点，按图
2.4.3所示电气接线图
连接线路。

2.连接结束后启动电源开关，按图2.4.4所气动机械手控制程序输入至计算机中，并完善
程序，仔细检查，确保程序输入正确无误后，下载至PLC中。

3.按开关确认设备运作，置PLC在运行状态，运行程序。

实验操作
1.程序具有自动和手动两种模式，在IC693ACC300模块上的开关和触摸屏上分别有对应相
应功能的开关。

2.按动按钮，验证各项功能，观察每一步是否正确，并记录。

四、实验器材
1.GE Fanuc PACSystem 一台
2.气动机械手实验设备一台
3.计算机一台
4.编程电缆两根
5.连接导线若干
6.端子排若干
五、预习要求
1.了解机械手的工作顺序及I/O地址分配。

2.复习PLC基本指令，顺序控制的基本方法。

3.阅读本次试验原理及电路，理解本次试验的控制程序。

4.试用其它方波，设计控制机械手的程序。

六、实践报告要求
1.按一定的格式写出实验报告
2.整理输入输出表
3.画出PLC控制自动仓储设备的电器接口图
4.写出控制程序。