GX Developer 教程：从零开始掌握三菱PLC编程

第一部分：基础入门

什么是 GX Developer？

• 定义：GX Developer 是三菱电机为其全系列 PLC（包括早期的 FX、QnA、Q 系列，以及现在的 L、Q 系列）开发的集成编程环境。
• 功能：它主要用于编写、调试、监控和维护 PLC 的梯形图程序，是三菱 PLC 用户最核心、最常用的软件。
• 版本：目前主流版本是 GX Works2 和 GX Works3，它们是 GX Developer 的升级版，界面和功能更现代化，但核心逻辑和编程方式一脉相承，本教程将以经典的 GX Developer 为基础,因为其概念和操作在后续版本中同样适用。

软件安装与激活

• 获取：通常随三菱 PLC 或编程购买时提供，也可以从三菱电机官网下载试用版（有功能或时间限制）。
• 安装：运行安装程序，按照向导完成即可，注意，安装时可能需要选择 PLC 的型号系列（如 FX, Q 等）。
• 激活：正式版通常需要使用许可证密钥进行激活,请确保您拥有合法的授权。

界面初识

启动 GX Developer 后,您会看到以下几个主要窗口：

• 工程数据列表：位于左侧，是整个项目的“资源管理器”，在这里可以创建和管理程序、参数、注释等。
• 主编辑窗口：中间最大的区域，用于编写梯形图、SFC 等程序。
• 工具栏：提供常用操作的快捷按钮，如新建、打开、保存、转换、监控等。
• 状态栏：位于底部，显示当前 PLC 的型号、运行模式、在线/离线状态等。

第二部分：创建第一个项目

步骤 1：新建工程

1. 点击菜单栏的 工程 -> 创建新工程。
2. 在弹出的对话框中：
   • PLC 系列：选择您要使用的 PLC 系列，FXCPU。
   • PLC 类型：选择具体的 PLC 型号，FX2N(C)。
   • 程序类型：选择 梯形图。
   • 设置：可以设置注释生成级别，建议选择 所有。
   • 点击 确定。

步骤 2：保存工程

1. 点击工具栏的“保存”按钮。
2. 选择一个文件夹，为您的项目命名，然后点击 保存。

步骤 3：认识工程数据列表

在左侧的工程数据列表中,您会看到几个重要的文件夹：

• 程序：存放主程序（MAIN）、子程序（SUB）和中断程序（INT）。
• 参数：设置 PLC 的硬件配置，如 I/O 分配、串口参数等。
• 软元件注释：为 X, Y, M, T, C 等软元件添加注释,提高程序可读性。

第三部分：梯形图编程基础

梯形图基本元素

• 触点：
  • 常开：，表示线圈未通电时，触点断开，对应逻辑 ON。
  • 常闭：，表示线圈未通电时，触点闭合，对应逻辑 OFF。
• 线圈：，表示输出，当左侧逻辑通路导通时，线圈得电，对应的软元件状态变为 ON。
• 功能指令：实现复杂运算、数据处理等，如 MOV, CMP, ADD 等，形式为 [ ]。

编写第一个程序：电机启停控制

这是一个经典的案例：按下启动按钮（X0），电机（Y0）启动；按下停止按钮（X1）,电机停止。

• I/O 分配：
  • 启动按钮：X0
  • 停止按钮：X1 (常闭)
  • 电机输出：Y0

操作步骤：

1. 在工程数据列表中，双击 程序 -> MAIN,打开主程序编辑窗口。
2. 放置触点和线圈：
   • 点击工具栏的 常开 按钮，或按 F5，然后在光标位置点击,放置一个常开触点。
   • 再次点击 常开 按钮,在下方放置另一个常开触点。
   • 点击工具栏的 线圈 按钮，或按 F8,在右侧放置一个线圈。
3. 输入软元件地址：
   • 双击第一个触点，输入 X0,按回车。
   • 双击第二个触点，输入 X1,按回车。
   • 双击线圈，输入 Y0,按回车。
4. 连接线路：
   • 使用 连线 工具（或按 F4）连接各个元件，程序会自动连接，如果没有,手动连接即可。
5. 添加注释：
   • 在工程数据列表中，双击 软元件注释。
   • 在列表中找到 X0，在 注释 列输入 启动按钮。
   • 找到 X1，输入 停止按钮。
   • 找到 Y0，输入 电机。
6. 转换程序：
   • 这是至关重要的一步！ 点击工具栏的 转换 按钮（或按 F4），如果程序有错误，软件会提示，转换成功后，程序背景会从灰色变为白色，表示程序已编译并被 PLC 识别。
   • 每次修改程序后，都必须进行转换！

第四部分：程序调试与监控

连接 PLC

• 硬件连接：使用一根 USB-SC09 电缆（或 RS232-SC09 电缆）连接电脑的 USB 口（或串口）和 PLC 的编程口。
• 设置通信参数：
  • 点击菜单栏 在线 -> 传输设置。
  • 在 串行口 选项卡中，选择正确的 COM 端口（可以在设备管理器中查看）。
  • 设置波特率等参数,通常保持默认即可。
  • 点击 确定。

PLC 模式切换

• 点击工具栏的 运行/停止 按钮，或进入 在线 -> PLC 写入。
• 在弹出的窗口中，勾选 运行，然后点击 执行。
• PLC 上的 RUN 指示灯会亮起,表示程序正在运行。

监控程序

• 启动监控：点击工具栏的 监控模式 按钮（或按 F3）。
• 观察状态：
  • 当 X0 对应的按钮按下时，该触点会变成 蓝色，表示 ON。
  • 当 X1 对应的按钮未按下时（因为是常闭触点），它也显示为 蓝色。
  • 逻辑通路导通，Y0 线圈会变成 蓝色，表示输出 ON。
  • 当 X1 按钮按下时，其常闭触点断开（变为灰色），Y0 线圈失电（变为灰色）。
• 强制输出：
  • 在监控模式下，右键点击 Y0 线圈，选择 强制 ON，可以强制让输出 ON，非常方便测试硬件，测试完成后，记得右键点击 强制解除。

第五部分：常用功能与指令

定时器

• T 指令：用于延时。
• 通用定时器 (T0-T199)：断电复位。T0 K10 表示延时 1 秒（K10 * 100ms = 1000ms）。
• 积算定时器 (T250-T255)：即使断电，当前值也会保持，需要用 RST 指令复位。
• 使用：在梯形图中，定时器线圈左侧的逻辑控制其计时，计时到,其常开触点闭合。

示例：实现一个 2 秒的延时启动

• 当 X2 接通时，T0 开始计时。
• 2 秒后，T0 的常开触点闭合，Y1 输出。

计数器

• C 指令：用于计数。
• 通用计数器 (C0-C199)：16 位，0-32767,断电复位。
• 高速计数器 (C200-C255)：32 位，有增/减计数模式,断电保持。
• 使用：计数器线圈右侧的输入是计数脉冲，每次脉冲从 OFF 到 ON，计数值加 1，当计数值达到设定值,其常开触点闭合。

示例：计数 3 次，启动 Y2

• 当 X3 每通断一次，C0 计数加 1。
• 当 C0 计数到 3 时，Y2 输出。

功能指令

• MOV (Move) 指令：MOV D0 D1，将 D0 的数据传送到 D1。
• CMP (Compare) 指令：CMP C0 K10，比较 C0 和 K10 的大小，并影响 M0, M1, M2 的状态。
• ADD (Add) 指令：ADD D0 K10 D2，将 D0 的值加上 10，结果存入 D2。
• 使用方法：在梯形图中，功能指令以 [ ] 形式出现，通常由一个线圈（如 MOV）和多个操作数组成。

第六部分：进阶技巧

步进梯形图 (STL / SFC)

• 用途：用于顺序控制，特别适合工艺流程固定的场景（如机械手、流水线）。
• 结构：由一个初始状态（S0）和多个步进状态（S20-S29...）组成，使用 SET 指令进入状态，使用 OUT 指令转移状态。
• 优势：逻辑清晰,易于修改和调试。

应用指令

• 用途：这是 GX Developer 的强大之处，可以实现复杂的数学运算、数据处理、通信、PID 控制等。
• 分类：有大量的应用指令，如 PID (PID控制), FROM/TO (与特殊模块通信), RS (串口通信) 等。
• 学习：需要查阅三菱的《FX系列应用指令手册》来了解每个指令的详细用法。

在线更改

• 用途：在 PLC 运行时，修改程序中的部分内容（如设定值），而无需停止 PLC。
• 操作：在监控模式下，直接修改梯形图中的 K 值或 D 值，然后点击 转换，再选择 在线 -> PLC 写入 -> 运行中写入。
• 注意：此功能需要 PLC 支持且需谨慎使用。

第七部分：实用技巧与注意事项

1. 快捷键：F5 (常开), F6 (常闭), F7 (应用指令), F8 (线圈), F4 (转换/连线),熟练使用快捷键能极大提高效率。
2. 块操作：可以使用鼠标拖动选择多个触点或线圈，进行剪切、复制、粘贴、删除等操作。
3. 注释和注解：养成添加注释和注解的好习惯,这对自己和他人阅读程序至关重要。
4. 程序备份：定期将工程文件（.gpp 或 .gxw2）和 PLC 参数备份到安全的地方。
5. 检查语法：转换程序时，务必仔细查看错误信息,及时修正逻辑错误。
6. 安全第一：在进行强制输出或在线更改前,确保操作不会对设备和人员造成危险。

总结与学习路径

• 初学者：先掌握 新建工程、梯形图基本元素、启停控制、连接与监控,这是基础中的基础。
• 进阶者：深入学习 定时器、计数器、功能指令,并尝试编写更复杂的逻辑。
• 高级用户：学习 步进梯形图 (STL) 和 应用指令，解决工业现场的实际问题，如模拟量控制、通信等。

学习资源推荐：

• 官方手册：随软件安装或从官网下载，最权威、最准确。
• 视频教程：在 Bilibili、YouTube 等平台搜索 "GX Developer 教程",有大量中文和英文视频。
• 实践：最好的学习方式是动手实践，购买一块小型 PLC 实验板,反复练习。

希望这份详细的教程能帮助您顺利入门并精通 GX Developer！祝您学习愉快！