符亞杰

(烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院，內(nèi)蒙古 烏海 016000)

一、PLC實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計的主要內(nèi)容

本文就烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣自動化專業(yè)的PLC實(shí)訓(xùn)教學(xué)存在的問題提出了可行的方案——組建基于組態(tài)王軟件的PLC控制對象的仿真實(shí)訓(xùn)室，主要內(nèi)容如下：

(一)在分析了課題研究的目的和意義的前提下，學(xué)習(xí)了組態(tài)王軟件和PLC的基本原理和功能，并對PLC和組態(tài)軟件的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢做了簡單的介紹。

(二)闡述了應(yīng)用組態(tài)王軟件仿真實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備的方法，應(yīng)用PLC程序控制組態(tài)王界面內(nèi)的仿真設(shè)備的動畫運(yùn)行過程，來模擬實(shí)際的PLC控制實(shí)際生產(chǎn)設(shè)備的過程。

(三)針對PLC課程對各類編程指令的教學(xué)要求，選擇了運(yùn)料小車這個典型的實(shí)訓(xùn)，詳細(xì)論述了實(shí)驗(yàn)基于S7-200系列PLC和組態(tài)軟件的仿真教學(xué)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案。

(四)對該仿真模擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試，主要對微機(jī)與PLC的通信設(shè)置、組態(tài)軟件動畫界面設(shè)置以及PLC編程的仿真效果等方面進(jìn)行了測試和評價。

二、PLC實(shí)訓(xùn)仿真系統(tǒng)的構(gòu)成

PLC實(shí)訓(xùn)仿真系統(tǒng)的硬件主要由西門子200系列PLC、上位機(jī)(微型計算機(jī))、組態(tài)王軟件組成，采用上、下位機(jī)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)PLC程序?qū)M態(tài)王軟件仿真的動畫界面的仿真控制。

組態(tài)軟件是整個仿真系統(tǒng)的主要部分，上位機(jī)中運(yùn)行的組態(tài)王軟件通過通信端口接收PLC發(fā)出的控制信號，組態(tài)王中的動畫仿真設(shè)備按照PLC程序輸出的控制信號運(yùn)行動作，實(shí)際上動畫的動作受PLC的程序控制，我們可以編制很多模擬實(shí)際設(shè)備的動畫來代替實(shí)際的設(shè)備，解決現(xiàn)有實(shí)訓(xùn)室實(shí)訓(xùn)設(shè)備單一的問題。

三、PLC實(shí)訓(xùn)仿真系統(tǒng)的功能

通過對企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場控制需求的研究，在組態(tài)王軟件中仿真了被控對象的外觀界面和動作功能界面來仿真現(xiàn)場設(shè)備，用PLC的程序執(zhí)行結(jié)果控制設(shè)備動畫的動作過程，使PLC的程序設(shè)計及調(diào)試訓(xùn)練變的直觀，因此設(shè)備仿真界面的設(shè)計是本仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)非常重要的部分，只有計算機(jī)上顯示的設(shè)備畫面越接近真實(shí)的現(xiàn)場設(shè)備，學(xué)生對現(xiàn)場的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和控制過程的感受才越深刻，因此在組態(tài)軟件中的實(shí)訓(xùn)設(shè)備界面設(shè)計上要求盡量表現(xiàn)被控對象的真實(shí)外觀和其動作過程。

在PLC的課程學(xué)習(xí)中，要求學(xué)生要熟練掌握PLC的各種指令，本課題選擇了物料小車往返運(yùn)行的項(xiàng)目來組建PLC仿真教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺：物料小車系統(tǒng)主要用于考察學(xué)生對PLC的順序控制指令，位操作指令以及定時器指令的熟悉和掌握程度。

值得注意的是，不同的仿真項(xiàng)目要在組態(tài)軟件不同窗口中進(jìn)行界面設(shè)置和腳本編寫，當(dāng)選擇不同項(xiàng)目時，不會產(chǎn)生項(xiàng)目混亂。

(一)物料小車仿真系統(tǒng)的設(shè)計

1.物料小車仿真系統(tǒng)的要求

企業(yè)生產(chǎn)線上有運(yùn)送物料的小車，由一臺三相異步動機(jī)拖動，當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn)時，小車向前行，電機(jī)反轉(zhuǎn)時，小車向后退，在生產(chǎn)線上有3個物料小車的?？空军c(diǎn)(A、B、C)，在每個站點(diǎn)進(jìn)行裝卸物料操作如圖1-1。

A點(diǎn)是裝料地點(diǎn)，上面有一個儲料罐；B、C地點(diǎn)是糧庫，A、B、C每個地點(diǎn)的對應(yīng)位置都安有限位開關(guān)，來確定下車的位置。

圖1-1 運(yùn)料小車界面

具體工作過程要求如下：

(1)小車初始處于A地(糧倉)，當(dāng)按下運(yùn)行按鈕后，系統(tǒng)如果發(fā)出裝料的信號，小車在A地裝料，裝料完成后，小車向前移動，到B站點(diǎn)(存儲糧庫1)卸下料，卸完料小車回到A地，在A地再次裝料，裝料完成后，小車向前移動，到C站點(diǎn)(存儲糧庫2)卸下料，運(yùn)料小車向后移動，回到起始位置A站點(diǎn)，完成一次運(yùn)料任務(wù)，如此往復(fù)。

(2)當(dāng)按下停止按鍵時，物料小車停止工作，當(dāng)再次按下按鈕時，物料小車接著停止之前的工作狀態(tài)繼續(xù)工作。

2.物料小車控制系統(tǒng)輸入輸出地址分配

根據(jù)物料小車控制系統(tǒng)的功能要求，現(xiàn)將I/O端口分配如下表1-1。

表1-1 物料小車I/O分配表

根據(jù)控制要求，物料運(yùn)輸小車車控制系統(tǒng)的輸入控制量有5個，輸出量有4個，在仿真實(shí)訓(xùn)中，采用的是西門子公司S7-200系列PLC，主機(jī)單元為CPU224，共有14輸入/10輸出，完全滿足該實(shí)驗(yàn)的要求。

[1]封定國.組態(tài)軟件在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用.教學(xué)研究，2007(8)：58-59.

[2]章麗芙.PLC自動控制綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計.東南大學(xué)，電力電子與電力傳動碩士論文，2006.

[3]崔琪，李曉波.PLC教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺的設(shè)計與實(shí)現(xiàn).漯河職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2008(5)：56-57.