PAC基础知识实验指导书

实验五GE-Fanuc ME软件使用
一．实验目的：
1．掌握PAC Systems RX3i系统的硬件组成；
2. 熟悉GE-Fanuc的应用软件PROFICY MACHINE EDITION（简称ME）；
3．使用ME软件，掌握硬件配置及其地址分配；
4．使用ME软件，掌握上位机和PAC Systems RX3i的通讯。

二．实验设备：
1．RX3i可编程序控制器；
2．装有PROFICY ME编程软件的电脑；
3．导线若干。

三．实验内容：
1．了解PAC Systems RX3i系统的硬件组成
2. 在ME软件中进行硬件配置，并对其分配地址；
3．实现上位机和PAC Systems RX3i的通讯。

4. 将一个程序下载到PLC系统中运行。

四. 实验设备介绍：
1．PAC Systems RX3i
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部件
（1）RX3i CPU
高性能处理器：奔腾PIII 300 MHz / PIII
1GHz，支持32K DI, 32K DO, 32K AI, 32K AO以
及多达5 M字的数据贮存，高达56M存储内存，
所有设备文档都可以贮存在CPU中。

支持多种编程语言：LD梯形图、指令表、C
语言、FBD功能块图、Open Process、用户定义功
能块、ST 结构文本、顺序流程图、符号编程以及
用户自己的编程软件。

内置两个串行口，一个RS-232 ，一个RS-485
三位置工况开关: Run, Run Disabled, Stop
诊断状态指示LED：OK（CPU OK）、RUN
（运行）、Outputs Enabled（输出允许）、I/O
FORCE(输入/输出强制)、BATTERY（电池）、
SYSTEM FAULT(系统错误)。

内置温度传感器(对应warm and hot 报警位)
注意事项：
不允许带电‘热’插拨CPU
（2）RX3i背板
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%。

（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PSD040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（如图1-1）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）。

图1-1 以太网模块
（5）扩展模块
RX3i有两种扩展方式，如图1-2所示：
图1-2 扩展模块
（6）模拟输入/输出，离散量输入/输出
2．Proficy Machine Edition软件
Machine Edition 提供了一个统一的完整系统用于解决自动化控制方案。

其
特点在于提供了一个集成的开发环境，这样可以使用户花更多的时间在应用程序的开发上而不是学习如何使用软件上。

所有Machine Edition系列产品都被有效的集成在一个统一的开发环境中。

其开发环境如下图所示：
五. 实验步骤：
1. 打开ME软件建立新项目
双击屏幕上的图标，即可启动Proficy Machine Edition的操作界面，如图1-1所示，再点击File→New Project，按图1-2设置,并输入工程名后点击OK。

或者到图1-3的界面也可以对其进行设置建立新的项目。

图1-3
2.增加目标对象
通常目标对象存在于用模板产生的工程中，一个工程项目可以包含多个目标
对象。

实际的对象的数量与你所使用的计算机的内存、硬盘大小及操作系统有关。

一个对象一般对应一个PLC 或远程I/O。

在浏览导航窗口的工程标签中，右键单击工程项目，并选择add Target （增加对象）。

指向要扩展的I/O类型，如图1-4所示：
图1-4
3.对PLC进行硬件配置
在浏览窗口的工程标签中，展开硬件组态Hardware Configuration
文件夹。

所有的机架都显现。

展开主机架，右键单击 Slot 0并选择 Replace Module（替换模块）。

选择实验板上的实际模块型号，以此类推，分别将所有的
硬件进行配置。

结果如下图1-5、1-6所示：
图1-5 Target1 图1-6 Target2
4.对目标对象设置临时的IP 地址
分别对项目对象设置IP，鼠标右键点击Target1,出现选择栏，选择Offline Commands,再选择Set Temporary Address... 如图：
之后在所出现的框中设置IP，在“MAC Adress”栏中，输入该 RX3i 的MAC 地址。

在“IP Adress”栏中，设置该 RX3i 的临时IP 地址。

如果需要可选择“Enable Interface Selection”有效，来指定 RX3i 上安装的网络接口卡。

上边写PLC编号，下边写IP地址，如下图
写好后点 Set IP，出现下图：
点确定。

Target2同理设置IP地址为192.168.1.20。

警告：临时IP 地址不能保持，如果重新上电，该临时IP 地址将会丢失。

5.增加以太网全局参数
6.编程器与PLC之间的交互操作
将空程序下载到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Navigator下选中Target1，单击鼠标左键，在出现的
，在Inspector的对话框中设置通信模式，在Physical Port中设置成ETHERNET IP Address中设置原通信模块ETM001中设置的IP地址，如图1-7所示。

此时
有暗变亮，点击，将出现如图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CPU的转换开关打到运行状态，实验成功。

图1-7图1-8
六．实验报告要求：
1．说明PAC Systems RX3i系列可编程序控制器控制系统硬件的各组成部分；
2．如何建立PLC系统与计算机之间的通信。

实验六基本指令使用I
一．实验目的：
1．掌握PAC Systems RX3i系统的硬件组成；
2. 掌握PROFICY MACHINE EDITION（简称ME）的使用方法；
3．熟悉加法、减法、除法等基本运算基本指令的使用；
4．使用ME软件，掌握上位机和PAC Systems RX3i的通讯。

二．实验设备：
1．RX3i可编程序控制器；
2．装有PROFICY ME编程软件的电脑；
3．导线若干。

三．实验内容：
1．掌握PAC Systems RX3i系统的硬件组成
2. 在ME软件中进行硬件配置，并对其分配地址；
3．实现基本运算指令的格式以及使用。

四. 实验设备介绍：
1．PAC Systems RX3i
（1）RX3i CPU
（2）RX3i背板
（3）电源
（4）RX3i以太网模块
（5）扩展模块
（6）模拟输入/输出，离散量输入/输出
2．Proficy Machine Edition软件
五. 实验实现内容：
1．编写一个自累加程序；
2．一条生产啤酒的生产线，假设按钮I00081为其检测传感器，当瓶子经过时瓶子数量R00001自加1，24瓶啤酒为一箱，当R00001累加至24时，啤酒箱数R00002自加1。

六．实验报告要求：
1．叙述加法指令各参数意义；
2．编写出五中实验内容的PLC程序。

实验七基本指令使用II
一．实验目的：
1．熟悉定时器指令的使用；
2. 掌握PROFICY MACHINE EDITION（简称ME）的使用方法；
3．使用ME软件，掌握上位机和PAC Systems RX3i的通讯。

二．实验设备：
1．RX3i可编程序控制器；
2．装有PROFICY ME编程软件的电脑；
3．导线若干。

三．实验内容：
根据控制要求设计交通信号灯控制系统
图5-1 交通指挥信号灯示意图
四．控制要求：
十字路口的交通指挥信号灯布置如图5-1所示，控制要求如下：
1．控制开关：
信号灯受一个起动开关控制。

当起动开关接通时信号灯系统开始工作，且先南北红灯亮，东西绿灯亮。

当起动开关断开时，所有信号灯都熄灭。

2．控制要求：
1）南北绿灯和东西绿灯不能同时亮。

如果同时亮应关闭信号灯系统，并立刻报警。

2）南北红灯亮维持25秒。

在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持20秒。

到20秒时，东西绿灯闪亮，闪亮3秒后熄灭。

在东西绿灯熄灭时东西黄灯亮，并维持2秒。

到2秒时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮。

同时，南北红灯熄灭，南北绿灯亮。

3）东西红灯亮维持30秒。

南北绿灯亮维持25秒，然后闪亮3秒，再熄灭。

同时南北
黄灯亮，维持2秒后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮。

4）周而复始。

根据控制要求，可以画出交通灯的状态图，很显然这是一个时序逻辑控制系统。

图5-2就是该系统的状态图。

图5-3是可编程序控制器控制交通信号灯I/O端子接线图：
图5-2 交通指挥信号灯状态图图5-4是可编程序控制器控制交通信号灯梯形图：
图5-4 交通指挥信号灯梯形图五．实验报告要求：
1．写出PLC控制交通信号灯控制系统的工作过程；
2．根据本次实验过程总结设计PLC控制系统的工作步骤。

实验八运动控制实验
一. 实验目的：
1. 进一步熟悉 RX3i系列PLC的硬件结构；
2. 能够熟练掌握Proficy ME软件的编程方法；
3. 掌握主要软元件的功能特点与使用方法；
4. 掌握RX3i系列PLC对步进电机的控制方法。

二．实验设备：
1．GE-Fanuc RX3i可编程序控制器；
2．装有ME编程软件的电脑；
3. 步进电机、丝杠、联轴器等元件；
4. 导线若干。

三．实验内容：
1. 使用ME编程软件编写梯形图；
2. 熟悉移位指令、继电器触点和线圈指令的使用：
3. 熟悉下面软元件的使用：离散量输入%I，输出%Q，输出%AQ，辅助继电器M；
4. 能够实现对步进电机的控制，实现电机的自锁、互锁以及正反转。

四．实验原理与I/O分配：
1. 步进电机参数
步进电机可以通过改变其驱动脉冲的频率进行加速、减速控制，并通过指定驱动脉冲的数目进行定距运行。

本实验设备的电机驱动器的最大供电电压可达直流36V，采用双极型恒流驱动方式；驱动输出相电流可通过电位计调整，最大可
达每相1.2V；配备专用电机驱动控制芯片，可以用DIP开关设定细分，最高达64细分，使运行更加平稳流畅。

步进电动机的技术参数如下表
电机步进电机
步距角 1.8deg±5%
相电流（A） 1.5
保持扭矩（Nm） 1.4
相电阻(Ω) 4.2
电机惯量(kg·cm2) 0.44
电机长度L(mm) 76
引线数量 6
引线说明红色 A 蓝色A-
黑色 B
绿色B- 绝缘等级 B
耐压等级AC500V 1分钟工作环境温度-20℃～40℃
表面温升最高80℃
绝缘阻抗最小120MΩ，DC500V 重量(kg) 1.1
步进电机驱动器参数
型号BY-2HB03M
供电电压<DC40V
输出相电流 1.2～3.5A
控制信号输入电流6～20mA
冷却方式自然风冷
环境要求避免金属粉尘、油雾或腐蚀性气体
环境温度-10℃～+45℃
环境湿度<85% 非冷凝
重量0.5kg
控制信号说明：
（1）PLS——步进脉冲信号
此信号低电平使内部光耦导通，驱动器将对脉冲信号下降沿响应。

脉冲的有效宽度不应小于10μs。

（2）DIR——方向控制信号
外加电平的变化控制电机的运转方向。

为保证响应的可靠性，方向信号应至少大于脉冲信号50μs。

电机的初始运行方向与电机的接线有关，可以通过互换
两相改变。

2. IC200MDD841
IC200MDD841是VersaMax系列可编程控制器的I/O模块,该模块可以提供高速计数、数字量的输入/输出、脉宽调制以及脉冲串输出，在本实验中，该模块
主要用于步进电机的步进脉冲信号（PLS）输出以及方向控制信号（DIR）。

Q00021用于控制脉冲使能，Q00025用于控制脉冲开始，Q00021与Q00025置1后Q00001输出脉冲串，可以用Q00002与步进电机驱动器的方向控制信号（DIR）相连，控制步进电机的方向。

其中步进脉冲串可以通过MOV指令对AQ0001、AQ0002设置来进行控制，AQ0001存储脉冲频率，AQ0002存储脉冲的个数。

3. I/O分配表
I203与系统左限位开关相连
I204与系统右限位开关相连
I211控制电机左行
I212控制电机右行
五．实验步骤：
1. 打开ME软件建立新项目；（参考实验一）
2. 增加目标对象；
3. 对PLC进行硬件配置；
4. 增加以太网全局参数，分别点击,
右键选择NEW创建，，并操作过程与设置参数如下图所示:
步骤1：增加以太网全局参数出现，图标；
步骤2：对，分别右键选择NEW创建，；
步骤3：设置，参数如下图所示：
5.在MAIN中编写步进电机控制梯形图；
进入梯形图的编辑状态，如下图所示。

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。

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，只需敲入1I，按回车键即可，也可对地址号在属性检查窗口进行管理。

设置I00001为启动按钮，便于整理及记忆。

参考梯形图如下所示：
6.将梯形图下载到PLC中进行操作。

（参考实验一）四．实验报告要求：
1．说明编程过程和实验过程，是如何实现的？
2．绘出控制梯形图，最好标注说明。