3. GX Works3工程创建与基本参数设置

在包装与装配设备控制工程中,GX Works3 工程文件是整个项目的“根容器”。PLC 型号、系统参数、内置以太网、RS-485 通信以及程序组织单元(POU)和标签命名,都会在工程创建阶段一次性确定。如果这一步草率,后续编写 FB、配置伺服、连接触摸屏或变频器时,往往要反复修改参数甚至重建工程。本节以一台典型包装机为背景:CPU 选用 FX5U-32MT/ES,通过内置以太网连接触摸屏与上位机,通过 RS-485 连接变频器和温控仪表,逐步说明工程创建与基本参数设置的关键操作。

一、新建工程:先定 CPU 型号与程序语言

启动 GX Works3 后,选择“新建工程”,在“系列”中选择 FX5CPU,在“机型”中选择 FX5U-32MT/ES。机型必须与实际硬件一致,否则下载时会报“机型不一致”,且部分内置功能(如以太网端口数量、高速计数器通道数)无法正确显示。程序语言建议选择“梯形图(Ladder)”,对于包装与装配设备,梯形图便于现场维护人员阅读;若涉及复杂算法,可在同一工程中新建 ST 语言的 FB,二者并不冲突。

工程创建后,左侧导航栏会出现“PLC 参数”“模块配置”“程序”“FB/FUN”“全局标签”“结构体”等节点。这些节点不是装饰,而是后续所有配置的入口。建议在新建工程时就把工程名按“设备代号_CPU型号_版本”命名,例如 PKG01_FX5U32MT_V1,避免后期出现“新建工程(2)”“新建工程(3)”这类无法追溯的文件。

二、系统参数:从“PLC 参数”进入

双击“PLC 参数”,进入系统参数设置界面。这里最容易被忽略的是“CPU 参数”中的“运算模式”和“输出保持/清除”设置。包装机在急停后,若输出点保持,气缸可能停在伸出位置,造成机械干涉;因此建议将“输出(Y)的清除/保持”设置为“清除”,使急停或 STOP 时输出自动复位。对于需要保持状态的参数(如配方数据),则通过断电保持继电器和保持寄存器实现,而不是依赖输出保持。

“内置以太网参数”中,需要设置 IP 地址、子网掩码和默认网关。示例中可设为:IP 192.168.1.10,子网掩码 255.255.255.0,默认网关 192.168.1.1。若触摸屏 IP 为 192.168.1.20,两者必须在同一网段。通信协议通常选择“SLMP”或“MC 协议”,端口号保持默认 5007 即可。若上位机使用 OPC UA 或 MQTT,则需在“以太网通信”中额外启用对应功能并分配端口。

“RS-485 参数”用于连接变频器、温控仪表等串行设备。以三菱 FR-D700 变频器为例,通信协议选择“三菱变频器通信”,波特率 19200,数据位 8,停止位 1,校验“偶校验”。站号从 1 开始分配,避免与触摸屏或其他从站冲突。若使用 Modbus RTU 协议,则需在“通信协议”中选择“Modbus RTU 主站”,并设置超时时间和重试次数。RS-485 接线采用两线制时,务必确认终端电阻和屏蔽层接地,否则通信会间歇性失败。

FX5U-32MT/ES 工程参数结构 工程名:PKG01_FX5U32MT_V1 | 程序语言:梯形图 + ST | 输出清除:急停/STOP 时清除 FX5U-32MT/ES CPU 参数 · 运算模式 · 输出清除 内置以太网 IP:192.168.1.10 掩码:255.255.255.0 协议:SLMP / MC | 端口 5007 RS-485 通信 协议:三菱变频器 / Modbus RTU 波特率 19200 | 8E1 | 站号 1~n 终端电阻 110Ω | 屏蔽单端接地 程序组织单元 POU 主程序 MAIN | 初始化 INIT FB:气缸控制 / 伺服定位 / 报警 标签命名规范 全局:g_ 前缀,如 g_bStart 局部:l_ 前缀,如 l_iStep FB 内:i_ 输入 / o_ 输出 / s_ 静态 下载前检查 ① 机型一致 ② IP 不冲突 ③ 站号唯一 ④ 终端电阻 ⑤ 输出清除已启用

三、程序组织单元与标签命名规范

FX5U 的程序组织单元分为“程序”“FB”“FUN”三类。建议按功能划分:MAIN 负责主循环和模式切换,INIT 负责上电初始化,ALARM 负责报警处理。每个 FB 只做一件事,例如“气缸控制 FB”只处理电磁阀输出、限位检测和超时报警,不掺杂配方或通信逻辑。这样在包装机增加工位时,只需复制 FB 实例并分配不同标签,而不必修改主程序结构。

标签命名建议采用“前缀 + 数据类型 + 功能”的方式。全局标签以 g_ 开头,如 g_bStart、g_iRecipeNo;局部标签以 l_ 开头,如 l_iStep、l_bCylExtend;FB 内部输入用 i_,输出用 o_,静态变量用 s_。数据类型前缀可进一步区分:b 表示位,i 表示整数,d 表示双整数,r 表示实数,t 表示时间。例如 g_tCycleTime 表示全局循环时间,l_rPosition 表示局部实数位置。命名一旦确定,应在整个工程中保持一致,避免同一信号出现“Start”“start”“启动”三种写法。

提示:在 GX Works3 中,标签名区分大小写,但建议统一使用小写字母加下划线,避免因大小写不一致导致编译错误。对于包装机中频繁使用的“启动”“停止”“急停”“复位”等信号,建议在全局标签中集中定义,并在注释中写明对应物理地址,如 g_bStart (X0)。

四、参数设置后的验证方法

参数设置完成后,不要急于编写复杂程序。先做三项验证:第一,使用“连接目标设置”搜索 CPU,确认能在线读取到 FX5U-32MT/ES;第二,在“以太网诊断”中查看 IP 是否生效,用 ping 命令测试 192.168.1.10 是否可达;第三,用“RS-485 通信诊断”或简单测试程序读取变频器站号 1 的运行频率,确认串口参数正确。若以太网 ping 不通,优先检查网线、IP 网段和防火墙;若 RS-485 无响应,优先检查站号、波特率和终端电阻。

最后,将工程保存并执行“编译 + 全部重建”。若出现“标签未定义”或“FB 实例未分配”错误,说明 POU 或标签命名还有遗漏。建议在工程创建阶段就建立一份参数记录表,记录 CPU 型号、IP、站号、波特率和标签前缀,作为后续调试和交接的依据。这样,当包装机增加视觉检测或远程监控时,只需在现有工程上扩展,而不必推倒重来。