PLC仿真范文

2024-07-14

PLC仿真范文（精选9篇）

PLC仿真第1篇

一、PLC教学特点

PLC即可编程控制器, 是一种通用型工业自动控制装置, 继电控制系统为其前身, 主要包含了计算机技术、自动化技术以及通信技术等[1]。PLC在实际应用上具有编程简单、功能强大、操作简单以及可靠性高等特点, 现在已经被广泛的应用于工业自动化生产中。现在PLC课程主要应用在机电一体化、数控技术以及自动化专业中, 从实际情况来看教学效果并不理想, 经过调查专业学生普遍反映学习难度大。这是因为PLC课程对实践操作能力要求比较高, 而且要求学生熟练掌握电工、电子等课程内容, 为理论与实践的有效融合提供依据。但是PLC实训设备价格较高, 很多学校受资金因素制约, 配置的数量有限, 无法完全满足专业学生学习需求, 这在很大程度上影响了教学效果。

二、PLC教学中所存问题分析

1. 教学难度大

目前, PLC教学已经成为自动化专业教学的重点, 与其他专业课程相比, 其所具有的信息量更大, 并且整个编程过程是十分枯燥, 再加上学习难度大, 很难激发学生的学习兴趣。教师在教学过程中, 要求学生能够根据任务控制要求进行PLC编程, 并确定控制方案, 但是由于PLC涉及到电工电子、通信以及信息技术等专业知识, 学生能够顺利完成教学任务的比例比较低, 一般在编程阶段就会出现问题, 很难有效顺利完成课程的教学。

2. 配套设备不足

PLC课程专业性非常强, 如果只是选择理论教学根本不能满足对学生实践操作能力的要求, 但是专业配套的PLC实训设备价格较高, 学校很难保证每个学生一台设备进行实操训练。尤其是近年来电气技术、机电技术、化工仪表自动化等专业学生数量不断增加, 学校原有的实训设备根本不能满足实际教学需求[2]。PLC现在已经被广泛的应用到工业自动化生产中, 这就决定了PLC教学的必要性, 而想要提高课程教学效果, 就必须要针对实际教学中存在的实操问题进行分析, 对原有的教学模式进行改善, 争取在有限的教学资源中来取得更好的教学效果, 提高每位学生的实践操作能力。

3. 教学方式不合理

近年来PLC在工业生产中的广泛应用, 决定了PLC课程教学的地位, 为此各级学校加大了教学资源的投入, 尤其是PLC教学设备的投入。从实际教学情况分析, 尽管教学理念已经得到了进一步的更新, 但创新性的教学方式还没有得到较好的落实, 大多数教师仍是选择先理论后实训的方式教学。即教师以教科书为主对每一步编程内容进行讲解, 待全部指令讲解完成后, 接着传授PLC具体编程方式, 末了让学生去实训操作, 教学效果其实并不佳。从教学实际现状看, 即便是学生完全掌握PLC编程的内容与过程, 但是实操远远跟不上, 会学不会做的现象较普遍。

三、PLC仿真软件在教学应用中的效果

PLC仿真软件在教学中的应用, 可以通过计算机更直观的显示出执行程序结果, 将抽象的编程与梯形图绘制过程更形象化演示出来, 帮助学生更全面客观的了解整个PLC技术的应用过程。另外, 仿真软件应用过程中具有验证程序, 学生可以最大程度上脱离教师的判定, 只有在编程与绘制梯形图过程中存在问题时向教师咨询求解。这样在没有教师框架限制的情况下, 学生可以最大程度地按照自己的思路进行编程, 并经过验证确定是否正确, 整个过程可以更好的锻炼学生创造性思维能力。

四、PLC仿真软件在PLC教学中应用分析

1. 营造真实场景

PLC学习过程一大特点就是单调、枯燥, 激不起学生的学习兴趣, 提高教学水平, 必须依靠对学习过程进行优化。将PLC仿真软件应用到PLC课程教学中, 利用丰富的图片来提高教学内容的趣味性, 激发学生的求知欲, 使其能够自主自发的进行学习。教学软件内单元可以分为A~F六个单元, 其中A单元为PLC简介, 主要就是通过多种图片来对工厂中实际应用的PLC技术进行介绍, 并提供了大量应用实例, 与传统教材上PLC技术的介绍相比能够更好的激发学生学习兴趣, 主动去加深对PLC技术的了解, 更全面的了解其应用的广泛性[3]。现在PLC技术已经被广泛的应用到自动化生产中, 并且逐步渗透入到日常生活中, 对提高生活质量具有重要意义。通过PLC仿真软件教学, 可以帮助学生从多个角度了解和认识PLC技术, 并且通过丰富的实例, 使学生认识到其与生活工作之间密切的联系, 进而可以将其作为日后生活工作的辅助条件去学习, 并且与传统教学的枯燥相比, 此种教学中的趣味性更能得到学生的认同和接受。

2. 解决教学难点

学生普遍反映PLC课程学习难度大, 其中编程学习和绘制梯形图既是学习重点, 也是学习难点, 同时也是教学重点和难点, 如果只是依靠教师对教材的讲解, 学生难以理解掌握, 且后期实训中能够成功完成实训任务的非常少。而通过PLC仿真软件在教学中的应用, 可以通过专家指导式的编程提示降低编程与绘制梯形图的难度, 让学生更容易的掌握并突破难点。软件中B单元为基本程度的学习模块, 主要包括基本输入输出程序、标准程序、控制优化程序以及输入状态读取程序等, 并且对每个程序进行了详细步骤的讲解, 为学生提供一个逐步前进的环境, 这样教学在授课时就可以针对学生学习掌握的实际情况来确定重点讲解内容, 逐步引导学生掌握编制简单梯形图的方法, 并在学习完成后可以独立完成仿真运行, 掌握基本程序的编程思路和方法。

以数码管将从0、1、2……依次循环显示控制系统为例, 要求控制系统有启动与停止按钮, 用来控制数码管启动与停止。并且要求程序开始后显示0, 延时1s, 显示1, 延时1s显示2……显示9, 延时1, 显示0, 循环往复[4]。为满足控制要求, I/O分配为:XO:启动按钮, X1:停止按钮, YO~Y6:数码管adcdefg段。梯形图编制时教师打开PLC仿真软件, 由专家指导所有编程过程, 即:

LD X001

RST D0

LD X000

ANI T0

OUT T0 K10

LD T0

INCP D0

LD M8002

OR X1

MOV K0 D0

LD M8000

CMP D0 K10 M0

SEGD D0 K2Y000

END

3. 模拟仿真场景

将PLC仿真软件应用到实际课程教学中, 可以结合学生学习需求, 模拟一个仿真场景, 做好各种设定与仿真运行, 让学生更直观的认识到PLC技术的工作原理。对于PLC的学习, 要求学生能够掌握一定的编程能力, 并且可以熟练应用基本的编程技巧, 另外为保证学生能够将学习到的各种专业理论知识与实际操作要求联系, 并完成编程与绘制梯形图, 还要求学生在日常学习中能够按照实际控制要求进行仿真运行、调试。利用PLC仿真软件来营造逼真的环境, 为学生提供一个实际操作的平台, 可以查找出程序中存在的漏洞, 并自行去修改, 在对程序进行优化的整个过程中, 即可以达到掌握编程技巧的目的。

例如FX-TRN-BEG-C软件, 为PLC教学提供一个学生实际操作的平台, 其所具有的各种控制要求, 可以更全面的为学生提供仿真运行控制程序。并且所有程序的控制操作都比较将简单, 可以满足不同阶段学生学习的需求, 利用软件提供的3D虚拟空间来对模拟出来真实场景进行操作, 实现理论与实践的有机结合。另外, PLC仿真软件中提供的所有场景都图文并茂, 可以更好的激发学生学习兴趣, 学生完全可以根据自己的学习进度与自身能力来选择相应的仿真模块。例如, 舞台装置控制以及分配线控制, 自动门控制部件的分配分拣等, 学生都可以在场景中完成编程训练, 并绘制出梯形图, 完成PLC仿真运行操作, 从根本上提高学生理论与实践相结合的能力。

结束语:

PLC仿真软件在教学中的应用, 与传统教学模式相比, 可以更好激发学生对PLC技术的兴趣, 缩短教与学的时空距离, 降低教学与学习的难度, 让学生更主动的去研究学习课程, 掌握基本编程技能, 能够独立绘制梯形图, 不断提高教学效果和质量。

摘要：就PLC教学现状来看, 其与其他课程存在明显的区别, 对学生以及教师的要求更为严格, 通过调查专业学生普遍认为课程学习难度大, 需要对教学方式进行适当的调整。PLC教学要求学生可以将通信技术、计算机技术以及自动化控制技术融入到工业自动化控制中, 在根本上要求学生从电子、电工以及实操等课程打好基础, 对学生的要求十分严格。将PLC仿真软件应用到教学中, 可以就传统教学中存在的问题进行优化, 本文对此方面内容进行了分析。

关键词：PLC仿真软件,PLC教学,编程

参考文献

[1]拾以超.仿真软件在PLC教学中的应用[J].机电技术, 2011, 05:149-151.

[2]姜坤.浅谈PLC仿真软件在PLC教学中的应用[J].电子世界, 2012, 07:167-169.

[3]叶坚.PLC仿真软件在PLC教学中的应用探讨[J].无线互联科技, 2013, 06:238.

PLC仿真第2篇

北京京工科业科教设备有限公司透明仿真教学电梯是为了配合大中专院校、技校、职业学校、劳动就业培训中心、电梯维修物业管理部门等有关电梯专业和工业自动化专业课程实验演示，使更多的人能够更好地了解电梯、使用电梯，培养出更多的电梯专业人才，适应电梯行业的发展需要，我公司经过深入探索研究，精心设计的。

本电梯是根据最常见的升降式电梯结构，采用透明有机材料制成，其结构与实际电梯完全相同，且几乎具备了实际电梯的所有功能。为了便于教学，电梯大部分部件均是采用透明有机材料制成，使得电梯的内部结构一目了然；同时，电梯的运行过程，以及每个动作都十分明了，且可以反复实际动手操作。使学生能够很直观、透彻地了解、掌握电梯的结构及其动作原理，达到事半功倍的效果。解决了以往电梯教学中单纯的理论教学方式或是参观实际电梯时所带来的不安全，无法全面了解其内部结构及运行过程等种种实际问题。

电梯的电气控制系统采用可编程控制器(PLC)实现逻辑智能控制，交流变频调速(VVVF)驱动，其硬件构的组成及功能与实际电梯完全一样。具有自动平层、自动开门关门、顺向响应轿厢内外呼梯信号、直驶、电梯安全运行保护以及电梯急停、慢上、慢下、照明、风扇等功能。且具有性能可靠、运行平稳、操作简单、能耗低和便于教学等特点。

此外，透明仿真教学电梯的软硬件均采用开放式结构，院校也可以利用此套装置进行二次开发研究。如：1.群控电梯(统一调度多台集中并列的电梯)；2.并联控制电梯(2-3台电梯的控制线路并联，进行逻辑控制，共用层站外召唤按钮)；3.集选控制电梯；4.信号控制电梯，等等。

二、电梯的基本结构：

1、机房部分：包括曳引机、限速器、电磁制动器；

2、控制柜部分：总电源、控制电源、PLC可编程控制器、变频器、接线板等设备；

3、井道部分：包括导轨、对重装置、缓冲器、限速器钢丝绳张紧装置、极限开关、平层感应器、随行电缆等；

4、厅门部分：包括厅门、召唤按钮厢、楼层显示装置等；

5、轿厢部分：包括轿厢、安全钳、导靴、自动开门机、平层装置、操纵厢、轿厢内指导灯、轿厢照明等。……

电气部分机房部分

轿厢轿门结构

厅门

双楔渐进式安全钳

凸轮式限速器

三、电梯的基本功能 A.超速安全保护系统

当电梯发生意外事故时，轿厢超速或高速下滑（如钢丝绳折断，轿顶滑轮脱离，曳引机蜗轮蜗杆合失灵，电机下降转速过高等原因）。这时，限速器就会紧急制动，通过安全钢索及连杆机构，带动安全钳动作，使轿厢卡在导轨上而不会下落。B.轿厢、对重用弹簧缓冲装置

缓冲器是电梯极限位置的安全装置，当电梯因故障，造成轿厢或对重蹲底或冲顶时（极限开关保护失效），轿厢或对重撞击弹簧缓冲器，由缓冲器吸收电梯的能量，从而使轿厢或对重安全减速直至停止。C.门安全触板保护装置

在轿厢门的边沿上，装有活动的安全触板。当门在关闭过程中，安全触板与乘客或障碍物相接触时，通过与安全触板相连的联杆，触及装在轿厢门上的微动开关动作，使门重新打开，避免事故发生。D.上、下限位开关：

在电梯井道的上、下端部安装此开关，并且安装在上、下极限开关之内，起目的在于保护较箱不超出此范围，如果超出上限位或下限位，则电机自动停止，不在工作，跟上、下极限开关区分在于此开关不会掉电。E、厅门自动闭合装置

电梯层门的开与关，是通过装在轿门上的门刀片来实现的。每个层门都装有一把门锁。层门关闭后，门锁的机械锁钩啮合，此时电梯才能启动运行。F层门连锁开关：

当所有层的门都关闭时，电梯可以升降，若有一层的层门开着，电梯即不能运行。G.终端极限开关安全保护系统

在电梯井道的顶层及底层装有终端极限开关。当电梯因故障失控，轿厢发生冲顶或蹲底时，终端极限开关动作，发出报警信号并切断控制电路，使轿厢停止运行。

四、主要技术参数：详见和电话

1、外形尺寸：长×宽×高（mm）

900×600×2400

2、净重量： 280kg

3、载重量： 5kg

4、控制方式： PLC控制（PLC要求：继电器输出；输入输出点数至少64点；）选用三菱品牌的PLC：

5、调速方式：交流变频调速

6、结构形式：六层六站

7、曳引机：速比

15:1

模数 1.5(蜗轮减速器)

8、拖动电机：型号：JW524

电压：AC220V 50Hz

功率：0.12KW

仿真学习软件在PLC教学中的应用第3篇

一、PLC课程学习中存在的困难

1.课程要求高,学生基础薄弱

PLC是以微处理器为核心,融多种技术为一体的工业自动控制装置。要学好这门课程,学生的理论、实操能力必须有好的基础,而技校学生的基础普遍较差,学习起来比较吃力。

2.实践机会少

学校PLC实验设备不足,学生动手实践的机会较少。在这种情况下,如何寻找到PLC教学的突破口,提高教学质量呢?通过教学实践和探索,发现利用PLC仿真学习软件,可以轻松引导学生学习PLC,取得事半功倍的效果。

二、FX-TRN-BEG-C中文版教学软件介绍

FX-TRN-BEG-C是三菱公司新推出的中文版教学软件,学生学习用梯形图进行逻辑编程。将该软件安装在学校多媒体教室的电脑上,学生上PLC实训课时只要到多媒体教室上机,就可以身临其境地感受PLC的无穷魅力了。该软件在教学中的应用主要体现在以下几方面:

1.大量生动的图片,可激发学生学习PLC的兴趣和热情

学习兴趣是学习动机的重要组成部分,是推动学生学习的强大动力。该教学软件分A～F六个单元,A是PLC简介单元,用大量的图片介绍在工厂自动化领域以及日常生活中应用PLC技术的实例,通过A单元的入门学习,可以让学生充分体会到PLC技术的实用性。

2.专家指导式的编程提示,可突破学生学习PLC的难点

在PLC学习中,学会编程是重点,绘制梯形图是难点。利用该软件可以较容易突破难点,掌握重点。因为该软件的B单元就是基本程序的学习,主要介绍基本输入输出程序、标准程序、控制优化程序、输入状态读取程序等。在每一个程序的学习单元中,都列出了详细的操作步骤,一步步引导学生学会编制简单的梯形图,以及进行仿真运行,使学生对基本程序的编程有初步的认识。

该软件的C单元是轻松的练习单元,详细介绍了基本定时器和计数器的编程要领,并介绍应用定时器和基本计数器来编程的典型实例。通过这个单元的学习,学生对常用的定时器和计数器的编程有了基本的了解。B、C两个单元的基本编程训练,都采用专家指导式的编程提示,为基础较差的学生提供了非常有用的帮助。通过这两个单元的训练,学生能基本了解PLC编程的特点,为后续的实际应用题的编程学习打下较扎实的基础。

3.仿真运行,学生能更好地理解PLC的工作原理

要让学生对PLC的工作过程有全面的认识和了解,除具备一定的编程能力、掌握基本的编程技巧外,还要让学生按照实际的控制要求进行仿真运行和调试,从而找到程序中的不足和漏洞,通过反复修改,达到优化程序、熟悉编程的目的。FX-TRN-BEG-C教学软件就是一个能提供各种控制要求、仿真运行各种控制程序的教学平台。它利用3D虚拟空间设计,模拟出各种真实场景,操作简单、效果明显。例如,交通信号灯控制、正反转控制、分拣和分配线控制、舞台装置控制、升降机控制等等,每一个场景都惟妙惟肖。学生可以在任何一个场景中按照控制要求进行编程,绘出梯形图,并对PLC进行仿真运行操作,观察运行结果是否符合设计要求。

4.循序渐进式的课程设置

学生在智力上有差异,在观察力、理解力、想象力、记忆力、模仿力、表达及思维能力方面也有所不同。因此,在PLC教学中笔者采用了“因人施教”的分层教学法。该软件的D、E、F单元分别是初级、中级、高级挑战单元,每一单元均有6道设计题,难度不等。其中初级挑战题难度较低,难度系数为1～2颗星;中级挑战题的难度稍大,难度系数为2～3颗星;高级挑战题的难度难度系数为3～4颗星。在教学过程中,对程度较低的学生采用“初级挑战单元”中的部分内容进行训练;对程度较好的学生采用“中级挑战单元”或“高级挑战单元”进行训练。学生各取所需,各有所获,这样既提升了学生的自信心,又拓展了学生的创造性思维。

另外,对于较复杂的设计题,如自动门操作控制、输送带控制等,还可以采用分工合作的教学形式,将全班学生分成不同的小组,明确各小组的设计任务和目标,培养学生的团队精神。

总之,通过教学实践证明,用仿真学习软件进行PLC辅助教学是可行的。学生通过电脑上机仿真实践,可以更好地观察和消化所学理论知识;同时通过仿真学习软件实现人机交互,可以尝试改变某些指令、程序,再观察试验结果,能极大地调动学生的学习热情,产生不断深入学习PLC的动力。

仿真软件在PLC教学中的应用第4篇

1 教学模式

以三菱公司FX2N系列PLC为教学机型，在采用传统的多媒体教学软件对编程指令、编程实例讲解的基础上，再通过仿真实例加深对PLC工作原理、编程指令、编程方法的理解。学生通过自己编程进行实验来实现PLC控制。

目前，在PLC教学中讲授内容通常可以分为：PLC内部资源，PLC逻辑指令，PLC功能指令、PLC编程方法和PLC编程实例等几个部分。在具体讲授时，先对PLC的内部资源进行充分介绍，并可以结合先修课程单片机的内部资源与PLC来进行对比，从而加深学生对PLC内部资源的认识。此外，在对PLC的指令进行介绍时，按照先易后难的顺序，结合PLC的内部资源分别对各种编程指令的助记符、功能、操作对象、指令格式等进行介绍。同时，在整个教学过程中，通过仿真软件设计了仿真实例与教学内容对照表(见表1)，从而达到熟练掌握PLC工作原理和编程指令的目的。

2 教学仿真实例

PLC教学中，学生学习的难点主要是PLC内部资源的理解和梯形图编程方法的掌握。以不同尺寸部件分拣控制系统为例，对整个仿真系统进行介绍，从而加深学生对PLC内部各种软元件的掌握和PLC梯形图程序实际运行控制系统的理解。整个仿真实例图如图1所示。其中上半部分为模拟实物图，左下图为梯形图，右下部分为输入输出继电器指示灯。

整个分拣控制系统原理如下：从漏斗出来的部件有大、中、小3种规格，通过传送带1向右移动，并通过传感器加以识别，当传送到传送带2后，大部件和小部件被推出机构推到下面的传送带3上，其中大部件向右传动并送到右边的大碟子中，小部件向左传动并送到左边的小碟子中；而中部件在传动带上继续向右移动，并被机械手移动到右边的中碟子中。根据控制要求，首先定义PLC的I/O分配表(见表2)。

根据控制要求编制PLC梯形图并下载到虚拟的PLC中，并联机仿真，通过控制右边的按钮，观察指示灯和模拟实物的动作，可以很直观地了解每一步的运行状态。通过梯形图中各触点和线圈的状态可以了解每一个继电器的通断和每条指令的具体用法，从而达到与实际控制系统相同的控制效果。

通过仿真软件对控制实例讲解，要求学生除掌握基本的PLC指令应用外，还要求学生自己独立编制PLC梯形图，实现控制系统的PLC模拟仿真，并作为课后作业完成，在后期的实验教学和课程设计中，运用根据仿真掌握的PLC知识独立进行实验操作，相当于在理论和实验之间加入了仿真环节，学生的实验成功率大大提高。

PLC仿真软件在课堂教学中的应用突破了传统的PLC教学模式，将PLC的控制特点与仿真画面结合起来进行教学，既丰富了PLC的教学内容，又大大提高了学生的学习兴趣。该仿真软件贯穿于PLC的所有教学中，在多媒体教学中以动画方式再现PLC的控制过程及结果，既形象又直观，大大增强了PLC课程的教学效果。从近3年的PLC实际教学效果来看，采用PLC仿真软件进行课堂教学，丰富了课堂教学内容，提高了学生对PLC软硬件资源的理解，使其较快地掌握了PLC控制的本质，学生的PLC编程技巧也大大提高，并为PLC实验教学奠定了坚实的基础。

摘要：可编程控制器(简称PLC)是电气和自动化类专业重要的课程,近年来在各行业得到了广泛的应用。然而,目前的PLC教学普遍存在直观性差、内容单调、理解困难等问题。将PLC仿真软件应用于教学,贯穿于PLC硬件结构、指令应用、编程实例等教学环节,实现了控制对象实际运行的计算机仿真,使学生熟练掌握编程指令的运用,改善了教学效果。

关键词：可编程控制器,仿真软件,教学改革,计算机仿真

参考文献

[1]袁健,杨帆.组态软件在试验台PLC控制系统中的应用[J].大电机技术,2008,2:62～64

[2]谭敦生,张佳卫,麻洪儒,等.建立PLC立体教学实验体系新模式[J].东北电力大学学报(社会科学版),2006,26(5):70～72

[3]刘漫丹,杨洁,罗健旭,等.过程控制工程的计算机仿真实验设计[J].化工高等教育,2006,3:72～73

[4]吉顺平,路明,黄捷.SIMIT及其在PLC教学中的应用[J].电气电子教学学报,2006,28(5):53～56

[5]袁艳敏.电路类课程多媒体教学中WEB的应用[J].化工高等教育,2010,1:82～83

[6]苗红霞,齐本胜.PLC控制技术实验教学改革研究与实践[J].实验技术与管理,2010,27(3):136～139

PLC仿真第5篇

关键词：PLC教学,仿真软件MCGS,自动控制

一、PLC课程介绍

可编程序控制器简称PLC, 是一种新型的工业自动控制装置, 具有体积小、功能强大、可靠性高、使用灵活方便、具有可编程等优点, 目前已经取代传统的继电器控制, 广泛应用于煤矿、交通、电力、化工、有色等工业自动控制系统中。由于PLC实用性强、科技含量高、应用广泛, 目前全国各高等院校和职业院校都将PLC课程作为电气等专业的必修课程。

二、PLC教学现状分析

PLC作为一门应用型专业课程, 实践教学是其必不可少的教学环节。目前各学校采取最多的教学方法就是“边做边学”, 理论联系实际, 让每个知识点渗透到每个任务当中去, 不仅可以提高学生的学习兴趣, 而且可以锻炼学生的动手能力, 提高学生分析问题、解决问题的能力。然而中职学校PLC实训室普遍存在以下几个问题, 严重影响了PLC课程的教学, 教学质量得不到有效保证。

(一) 实训室教学设备不足。

由于PLC硬件设备价格较高, 在一般的中职学校中, 一个实训室往往只有几台至十几台的PLC教学设备, 教学时只能几个学生共用一台, 造成了上实训课时有的学生在操作, 有的学生在旁边观望, 甚至有的学生干脆不学, 不能提高学生的积极性和参与度。有时几个班级同时开设了PLC课程, 由于实训室设备不足, 无法进行理实一体化教学, 只能在教室进行纯理论教学, 不仅不能提高学生的学习兴趣, 而且降低了教学质量和教学效果。

(二) 实训室教学设备老化。目前大部分学校的PLC实训室都建设于十几年前, 实训设备折旧损耗、线路老化、功能严重滞后, 很多正常的教学项目都无法顺利实现。甚至有的设备年久失修, 故障频出, 同时又缺少专业的维修工护理, 不能及时进行维修, 实训室的使用效率大大降低, 严重影响正常教学工作的开展。

(三) 实训室教学设备落后。

PLC技术更新的速度非常快, 需定期对实训设备进行更新换代, 不断完善实训功能。但学校由于缺少资金, 不能及时有效对实训设备进行必要的更新和补充, 仅有的设备只能完成一小部分的实验, 产业中的新兴技术无法通过现有设备向学生展示, 教学内容与日新月异的工业生产脱节严重, 差距越变越大。本来学生就对工作原理理解不够透彻, 又对自动控制的应用缺乏感性和更为直观的认识, 导致学生对课程缺乏兴趣, 直接影响了教学质量的提高。

三、模拟仿真软件MCGS在PLC教学中的应用

MCGS (Monitor and Control Generated System) , 是由北京昆仑通态自动化软件科技有限公司开发的一种基于Windows平台的, 用于快速构造和生成上位机监控系统的自动化控制组态软件, 可以为用户提供数据采集、数据处理、流程控制、动画显示等功能。MCGS软件由MCGS组态环境和MCGS运行环境两部分组成, 用户在组态环境中完成动画设计、设备连接、编写控制流程等工作后, 在运行环境中完成对工程的控制工作。采用仿真软件MCGS辅助PLC教学可有效解决PLC实训室设备不足、设备老化、设备落后等问题, 同时通过直观的动画效果再现生产控制过程, 不仅可以加深学生对知识的了解, 还可以培养和提高学生的学习爱好和兴趣。

(一) 再现生产控制过程, 提高学生的学习兴趣。

兴趣是学习的动力, 如何提高学生的学习兴趣是每门课程首要考虑的问题。PLC教学如果仅仅采取理论教学, 学生对于指令的运用, 对于程序的编制会觉得枯燥乏味, 从而产生畏难厌学的情绪。采取模拟仿真软件辅助教学, 可以再现生产控制过程, 让学生感受到真实的控制现场, 颜色鲜艳的动态画面可以让学生在第一时间观察到PLC程序编制的结果, 从而发现自己所编写的程序是否正确。模拟仿真与动画控制的有效结合, 寓学于乐, 极大提高了学生的学习兴趣和操控意愿, 真正让学生想学、想编。

(二) 电脑软件虚拟实训, 有效减少安全事故。

学生在学习的过程中, 难免会出现误差和错误。如果在实训室进行实操训练, 有的学生可能会由于疏忽大意接错线路, 造成安全事故, 有的学生可能会由于程序编写出现错误, 造成外接硬件设备的非正常损耗。采用模拟仿真软件实验, 即使出现线路接错的状况也不会造成安全事故, 同时由于不需要外接设备, 也可以减少设备的损耗节约成本。

(三) 软件模块无限扩展, 实现工业控制领域全覆盖。

模拟仿真软件, 通过对教学模块的无限扩展, 可以模拟当前几乎所有生产行业类别的现场控制场景, 一方面, 极大弥补了实训室教学设备不足的缺点, 扩大了实训教育的范围和领域;另一方面, 也为教师根据不同学生对不同领域的实操结果, 及时发现学生特点和特长, 因人施教, 提供了非常可靠的信息来源。

四、MCGS在PLC课程教学中应用的具体案例

下面以小车自动往返控制这个案例来介绍如何利用仿真软件进行模拟实训, 设计要求:小车可以在A、B两地分别启动, 小车启动后先返回A地, 停留30s等待装料, 然后自动向B地运行, 到达B地后, 停车20s等待卸料, 然后自动返回A地, 如此往复, 在任意位置可以让小车停止运行。

(一) 用MCGS构建模拟画面。

打开软件后, 进入用户窗口, 然后选择动画组态构建模拟画面。可以依次选出系统所需要的设备, 例如小车、指示灯。利用矩形框画出左限位开关和右限位开关所在位置, 因为系统中有两个定时器, 所以制作了两个计时时间用来显示, 另外给每个计时器设置了启动按钮和复位按钮。最后生成的画面, 选择菜单项“文件”中的“保存窗口”对所建立的画面进行保存。

(二) 定义数据变量。

实时数据库是MCGS工程的数据交换和数据处理中心, 数据变量是构成实时数据库的基本单元, 建立实时数据库的过程也即是定义数据变量的过程。在上一步中构建好模拟画面后, 接着需要对数据变量进行定义。鼠标点击工作台的“实时数据库”窗口标签, 进入实时数据库窗口页, 例如将计时时间1设置为数值型、启动1设置位开关型等等。

(三) 设置动画属性。

定义好数据变量后, 还需要将用户窗口中的图形对象与实时数据库中的数据对象连接起来并且设置相应的动画属性, 这样在系统运行过程中, 图形对象的移动由数据对象的实时采集值驱动运动, 从而实现图形的动画效果。例如双击小车的图形, 弹出单元属性设置窗口。

(四) 设计PLC控制程序。

程序是控制的灵魂, 没有程序模拟画面是无法运动起来的。完成前面的设置后开始进行PLC的程序设计, 并将程序写入PLC中。程序的编程方法有三种, 在这里采用教学中常用的梯形图进行程序编程, 同时要注意程序中的变量必须与设备驱动中子设备连接通道相对应, 这样当PLC程序执行时某些变量发生变化, 能及时通过连接通道传递给工程, 使画面能发生相对应的变化。

(五) 将MCGS与PLC连接起来。

MCGS只是构建了一个模拟监控画面, 为了让模拟画面能动起来需要将MCGS与PLC连接起来, 这样才能实现用PLC程序控制模拟画面的目的。进入设备窗口中的设备组态, 选择通用串口父设备, 选择三菱FX为子设备, 进行父设备与子设备的属性设置后, MCGS与PLC的通道即建立好, 此时按下F5即可进行仿真运行, 按下左运行按钮小车向左运行, 按下右运行按钮小车向右运行。可以根据小车运行的情况来更改PLC的程序以及判断程序是否正确。

五、结语

仿真技术在PLC教学中的应用第6篇

可编程控制器 (PLC) 在工业控制中得到了广泛的应用。一方面, PLC技术和网络技术的结合是目前的PLC技术主流, 另一方面, 在工业系统中, PLC的应用规模越来越广泛, 在工业现场越来越广泛地应用组态技术来实时地了解工业对象的实时运行情况。目前PLC技术与工业组态技术及网络技术的融合是技术发展的趋势。各大高校普遍开设PLC课程, PLC课程是一门实践性很强的学科, 目前在高校的相关实验教学中比较普遍的实验手段是:通常用比较简单的硬件来模拟实际的工业对象, 例如用灯来模拟实际的动作 (典型的产品如求是公司或者天煌公司开发的相关实验装备) , 导致了实验不直观。实验往往是单纯的PLC与计算机的连接, 通过上位计算机相关软件进行编程, 然后把程序传到PLC中进行调试。这种实验方法, 对于提高学生的兴趣和培养学生实践动手能力是比较困难的。将PLC技术与工业组态技术及网络技术的相融合, 并应用到教学中是目前值得探讨的重要问题, 一方面, 仿真技术在目前可以很好的弥补客观条件的不足, 提出了真实现场实物演示的教学模式, 有利于提高PLC课程教学的教学水平。另一方面, 在课程设计及毕业设计中应用PLC技术与工业组态技术及网络技术开发相应的实验装置也可以锻炼学生的工程实践能力。应该指出:目前国内外的组态软件产品是很多的, 而且各有特点, 国产的组态王应用软件已经得到了广泛的使用, 是很有特点的, 使用也简便, 这里选用组态王软件来开发仿真实验。

二、实现方法

仿真控制系统的硬件由组态王软件、计算机、PLC、触摸屏、通讯电缆等组成, 如图1所示。

实现这个仿真实验平台的基本方法是:在上位机中用组态王软件来完成控制画面的制作, 并在组态王的数据库中定义相关的变量, 再将控制画面中的图素进行动画连接, 最后调试并运行。下位机一般建议选用具有可靠性高、通用性强、扩展方便、使用方便的工业中广泛使用具有代表性的PLC就可以了。通常组态王软件与三菱FX2N-48MR PLC之间实现通讯的方法是:三菱FX2N-48MR PLC采用RS485进行通讯, 它要占用计算机的一个串行口, 在不添加扩展卡的情况下将使用PLC编程口和计算机进行通讯, 这是比较经济的方法。显然, FX2N系列PLC的编程软件为GX-developer, 和其他PLC的编程软件相似, 可以实现PLC与计算机之间通信、编程、参数设定、监控等相关的操作。具体的实现过程是:在组态王工程浏览器的工程目录显示区, 点击“设备”大纲项下PLC与上位计算机所连串口, 进行相应的参数设置。FX2N-48MR PLC编程口的通讯COM口参数设置是:波特率为9600bps, 数据长度为7, 停止位长度为1, 用奇校验, 通信方式为RS485 4W。然后在组态王浏览器目录内容显示区内双击所设COM口对应的“新建”图标, 会弹出“设备配置向导”对话框。在此对话框中完成与组态王通讯的设备的设置。利用设备配置向导就可以完成串行通讯方式的I/O设备安装。在配置过程中, 用户需选择I/O设备的生产厂家、设备型号、连接方式, 为设备指定?个逻辑设备名, 设定设备地址。数据库是组态王软件的核心部分, 在工程管理器中, 选择“数据库/数据词典”, 双击“新建图标”, 弹出“变量属性”对话框。定义三菱FX2N-48MR PLC相应寄存器。在组态王“画面”上创建相应的模拟工业现场的示意图, 如建立输入或者输出设备, 模拟工业现场的动态画面等, 要注意定义相应的变量, 并进行动画设计。在设计过程中建议使用演示功能, 可以方便地测试设计的动态画面。启动组态王运行系统TOUCHVIEW, 将PLC指向运行状态, 即可观察系统的控制结果, 在组态王环境下可以直观地体会实验效果, 检验学生设计的控制程序的正确性。为了进一步模拟工业控制环境, 可以选用触摸屏作为控制面板, 建议选用比较流行的触摸屏型号, 通过设置好指示灯及按钮和开关等元器件, 就可以方便地实现类似于实验操作面板的功能。根据介绍的设计方法, 在组织学生进行实验开发的过程中, 设计出了10个实验项目: (1) 运料小车模拟控制, (2) 混料罐模拟控制, (3) 反应炉模拟控制, (4) 电梯模拟控制, (5) 运料小车模拟控制, (6) 输送带模拟控制, (7) 喷漆模拟控制, (8) 排污模拟控制, (9) 喷水池模拟控制, (10) 压模模拟控制等10个控制对象, 目前已经成功地实现了相关的控制功能, 控制效果十分逼真。今后我们设想根据工业应用的不断深入, 将逐步改变控制方式。如果引入网络控制技术, 对于实验室的所有控制对象用PLC网络技术进行改造, 将进一步体现技术发展的趋势。

三、教学方法

在PLC课程教学中应用仿真技术的教学方法, 可以从确定仿真教学的目标、转变教师的教学方式、突出教学的实践环节三个方面入手。

1. 确定教学目标。

仿真技术在PLC教学中的应用, 确定仿真技术教学的目标是关键。在PLC教学中应该先介绍具体的PLC硬件配置, 设计原则和步骤等, 然后进行控制系统的设计, 设计完成以后利用仿真软件实现现场模拟。在设计PLC控制系统的过程中, 应注意引用典型控制环节和不同的软件设计方法, 要注意培养学生的理解和掌握PLC控制系统的设计技术。

2. 转变教师的教学方式。

转变教学方式是仿真技术在PLC教学中应用的重要环节。对于PLC教师而言, 为实现仿真技术在PLC教学中的应用, 应该转变传统的以课堂为主的教学方式, 要综合应用各方面的资源, 融合多种技术进行PLC教学。具体来说, PLC的仿真教学要确立学生的主体地位, 教师在学生学习过程中加以适当的引导。在开发PLC仿真系统过程中教师要引导学生综合应用PLC技术与工业组态技术及网络技术进行训练, 提高学生的设计能力和工程能力。这样通过转变学生的学习方式, 可以实现PLC教学的教学目的。

3. 突出教学的实践环节。

突出教学的实践环节, 以项目为载体来组织教学, 可以使仿真技术在PLC教学中取得事半功倍的效果。PLC课程与工程实际联系紧密, 在总课时不增加的情况下, 可以减少课堂教学课时, 增加实践性教学环节课时, 强化实践性教学环节。要因材施教, 一方面组织部分能力强的学生进行开发PLC仿真系统的设计, 使得学生体验设计的整个过程, 培养学生的综合应用知识的能力, 增强学生的工程意识。另一方面组织部分学生进行仿真系统实验教学, 要求学生应用不同的PLC软件设计方法, 实现PLC控制设计, 可以有效地突破场地和经费的限制。目前已经开发出典型的10个工业对象, 可以实现真实的工业对象的功能, 要求学生在开发的仿真实验装置上, 通过进行相关的实验过程来设计或者验证理论的正确性。在学生进行实验过程中, 建议不必为其提供程序, 不过可以先通过计算机屏幕为学生展示开发好的演示控制过程, 使学生对自己将要控制的工业对象的实际工作情况有个实际的理解, 通过形象化的动画来表达工业工作。具体实验步骤建议如下: (1) 可以要求学生对于每个实验所给出的控制要求设计出PLC输入输出表或者画出输入输出接线图, 进一步设计出PLC原理图和控制程序流程图, 使得学生学会PLC的实际接线图的绘制。 (2) 应用三菱编程软件GX-developer在计算机上输入程序。可要求学生分组使用不同的算法和程序设计方法来设计, 但最终要实现所规定的控制功能。 (3) PLC控制系统程序调试。首先, 利用GX-developer编程软件中的“编译”命令, 检查PLC程序是否有语法错误, 如果没有再将程序下载到PLC中, 建议利用PLC编程软件中的“监控”命令来调试PLC程序。 (4) 联机实验。建议先运行开发好的演示画面, 然后运行仿真画面, 可比较形象直观地观察PLC被控对象的实际工作情况, 由此也可验证所设计PLC程序的正确性。

PLC技术与工业组态技术及网络技术的融合是技术发展的趋势。将PLC技术与工业组态技术及网络技术应用于PLC教学实验, 解决了难以在实验室里装备具体控制对象及具体控制对象无法适应新技术的发展趋势等问题。此外, 仿真实验的开发还可在教师的科研中发挥作用, 可以将类似的技术应用到工业控制的开发中。通过组织学生所开发的10个具有典型工程应用背景的实验项目, 使得学生体会到了技术发展的趋势, 引起了学生极大的兴趣, 提高了学生的实践能力。

摘要：仿真技术是一门多学科的综合性技术, 将PLC技术与工业组态技术及网络技术相结合, 开发了10个典型的工程应用背景的实验项目, 在学生设计和应用过程中, 提高了学生的学习兴趣, 提高了教学效果。

关键词：PLC技术,工业组态技术,网络技术

参考文献

[1]何鸿鲲.基于PLC交通信号灯控制系统在组态王中的实现[J].河北理工学院学报, 2003, (25) , 29-32.

[2]北京亚控.组态王6.5使用手册及帮助.2007[Z].

[3]王春生.基于组态王的PLC教学系统[J].广西轻工业, 2009, (4) :92-93.

[4]刘光石.通信网络仿真软件应用研究信息网络安全, 2012, (4) :81-84.

PLC仿真第7篇

作为通用工业控制计算机, 多年来, 随着现代工业技术的发展, 可编程控制器 (PLC) 已经在各个领域被广泛使用, 它具有可靠性高、编程简单, 使用方便、通用性好、在线修改能力强, 设计、施工、投产试制周期短, 体积小等特点, 使其成为了工业控制领域的主流控制设备, 在世界各地发挥着越来越大的作用。

《可编程控制器》课程是电气控制类专业的重要专业课, 是该专业的学生掌握现代工业自动化技术的基础。在该课程的教学中, 我们应使学生既掌握传统的电气控制知识, 又应对现代控制技术有所了解, 切实提高学生的学习能力、动手能力和创新能力。电梯是典型的机电一体化产品, 作为垂直运输工具, 随着房地产业的发展, 其数量逐年增加, 据统计, 到2012年底, 我国已拥有超过160万部电梯。PLC作为控制器, 在电梯中的应用较为普遍。为此, 我校与北京燕园图新自动化有限公司共同开发研制了由富士NWOP60型PLC控制的仿真教学电梯。该电梯设备既具备了实际电梯的功能, 又兼顾了实训教学的可行性, 外形美观大气, 软件设计功能完善、合理, 充分体现了PLC的特点, 具有良好的实用性, 已经作为典型的实训装置应用于教学当中。

2 仿真教学电梯控制系统的结构

仿真教学电梯采用最常见的升降式电梯结构 (见图1) , 采用透明有机材料制成, 其结构与实际电梯完全相同。电梯的基本结构包括:

1) .机房部分:包括曳引机、限速器、电磁制动器。该部分置于仿真井道顶端并且是开放式的。

2) .控制柜部分:电源、PLC可编程控制器、变频器、接触器等设备。

3) .仿真井道部分:包括导轨、对重装置、缓冲器、曳引钢丝绳、端站保护开关、平层感应器、随行电缆等。

4) .厅门部分:包括厅门、召唤按钮厢、楼层显示装置等。

5) .真实轿厢部分:包括轿厢、自动开门机、轿内操纵厢、轿厢内指层灯、轿厢照明等。

6) .仿真轿厢部分:包括轿厢、导靴、自动开门机、平层装置、轿厢照明等。

电梯轿厢位置检测和平层信号由安装在仿真轿厢顶上和各层站的双稳态磁性开关得到, 从而摆脱了以往靠继电器和接触开关等有触点器件控制的复杂线路系统, 优化了线路, 大大地提高了系统运行的可靠性, 同时也便于检修。

为了便于教学, 电梯大部分部件均是采用透明有机材料制成, 使得电梯的内部结构一目了然;同时, 电梯的运行过程, 以及每个动作都十分明了, 且可以反复实际动手操作。使学生能够很直观、透彻地了解、掌握电梯的结构及其动作原理, 达到事半功倍的效果。事实上可以把它看作是小型化了的真实电梯, 井道和轿厢 (图1) 等采用和实际1:5的方式微缩。但是和一般的模拟电梯不同的是, 我们将门机系统 (包含轿门、厅门、安全触板、外呼、内选等) (图2) 和控制柜 (图3) 均采用和真实电梯1:1的形式, 这样, 在很直观的情况下, 又能延长其使用寿命。

3 仿真教学电梯的电气控制系统

电梯的电气控制系统采用日本富士公司的NWOP60型可编程控制器 (PLC) 作为控制的核心部分。PLC接收来自操纵盘和每层呼梯盒的召唤信号、轿厢和门系统的功能信号以及井道和变频器的状态信号, 经程序判断与运算实现电梯的控制功能。PLC在输出显示和监控信号的同时, 向变频器发出运行方向、启动、加减速运行和制动停梯等信号, 其功能与实际电梯完全一样, 具有自动平层、自动关门、顺向响应轿内外呼梯信号、直驶、电梯安全运行保护以及电梯急停、检修、慢上、慢下、照明、风扇等功能。且具有性能可靠、运行平稳、操作简单、能耗低和便于教学等特点。为了便于实现六层六站召唤信号的操作, 我们将全部召唤按钮安装在一个操纵盒上并置于轿厢侧面, 如图4所示。

4 仿真教学电梯功能设置

在设计过程中, 为了增加同学们实际动手操作能力, 以便为日后的维保工作打下坚实的基础, 将电梯运行过程中经常出现的故障, 在教学仿真电梯的相应部位全部留有接点, 用继电器连接起来, 并在控制柜顶端用扳把开关来设置故障 (图5) 。这样, 教师在讲课过程中, 能随时将某个继电器断开来设计故障, 让同学们通过观察电梯运行状态、并通过仿真软件在电脑上进行查找故障点, 找出故障点后, 将位于井道侧下方的相应插线 (图6) 调换位置, 即可实现故障的排除。解决了以往电梯教学中单纯理论的教学方式或是参观实际电梯时所带来的不安全, 无法全面了解其内部结构、运行过程及故障排查等实际问题。

5 软件设计

5.1 根据系统功能确定I/O表

用PLC进行系统设计的第一步就是要确定系统的输入输出, 并根据输入输出来进行系统的I/O分配。可编程序控制器是一种计算机化的高科技产品, 价格相对较高 (至少在数千元以上) , 其每一个输入或输出点平均价格在百元左右。因此, 在满足系统控制功能要求的前提下, 合理使用I/O点数, 尽量减少所需I/O点数是很有意义的。不仅可以降低系统硬件成本, 还可以解决已使用的PLC进行再扩展时I/O点数不够的问题, 同时, 在程序编制和系统调试方面也会带来很多方便。

5.2 梯形图设计

在梯形图的设计过程中, 将整个程序可以分成电梯位置的确定环节、电梯位置的显示环节、轿厢内运行命令及门厅的召唤信号环节、电梯自动运行时的信号响应环节、电梯的启动与运行环节、轿厢的平层与停车环节、安全保护环节等七个环节进行, 然后再将这些环节组合在一起, 形成了完整的梯形图。因内容较多, 下面只介绍电梯位置确定环节的梯形图。

电梯轿厢位置检测和平层信号由安装在仿真轿厢顶上和各层站的双稳态磁性开关 (门区开关) 得到的。电梯上行时, 门区开关每接通一次, 微处理器程序做一次加法运算, 电梯下行时, 门区开关每接通一次, 微处理器程序做一次减法运算。把运算结果转换到数据寄存器内做层楼记忆并通过层显显示出当前的楼层数, 也就是轿厢的位置。梯形图如下所示。

此梯形图包含三种情况:

(1) 正常运行时层楼位置确定。

(2) 检修运行时为了不乱层而进行的层楼位置确定。

(3) 锁梯后, 电梯运行层楼确定。

6 存在的不足

该仿真教学电梯在使用过程中也存在一定的不足之处, 比如限速器、安全钳等部件均是按比例缩小的模型, 无法实现限速器、安全钳联动实验, 而限速器、安全钳联动过程又是我们讲课过程中学生难于理解的难点。对于这部分, 我们只能通过电脑或者单独做一个限速器、安全钳联动实验台来演示。

7 结束语

仿真教学电梯对于电梯课程的教学与实习, 越来越受到各大中院校及各有关部门的欢迎。经过我们的精心设计, 该仿真电梯既能体现电梯的结构与工作过程, 又能使同学们亲自动手实践, 还能延长其使用寿命, 必将会为各大中院校及有关部门的教学科研工作带来大大的方便。

参考文献

[1]冯国庆.电梯维修与操作.中国劳动社会保障出版社, 2005[2]

[2]电梯及相关标准汇编.中国标准出版社, 2004[2]

浅谈仿真技术在PLC教学中的作用第8篇

一、系统的可实现性

“组态王”软件可以通过RS232C接口与PLC之间进行通信, 并监控PLC的所有存储器、控制器及I/O接口的状态, 以变量值的形式传输到计算机上, 供上位机使用、处理。

利用“组态王”软件设计的软件可以仿真多种PLC控制对象, 还可同时全真模拟多个被控对象。仿真的被控对象不仅可以接受多种由PLC发出的控制信号, 如逻辑开关信号, 继电器控制信号, 脉冲信号和各种数值信号等。亦可向PLC发出各种命令信号, 如逻辑开关控制信号, 继电器开关信号, 中断信号, 位置信号等。还可与PLC之间进行各种状态数据的传输, 从而反映出PLC与被控对象 (软件仿真的被控对象) 与控制结果之间的关系。

编辑好程序之后, “组态王”即可接受PLC发出的控制信号, 并按照程序的算法以动画、数值、文字、标尺等形式在计算机屏幕上反映出PLC的控制过程及结果, 还能以按钮、滑动标尺、数值输入及单选框、复选框等形式向PLC发出各种命令及输出各种参数, 来配合PLC的控制。它不仅能给人以“身临其境”的感觉, 还可以直接从屏幕上观察出PLC的控制结果正确与否。

二、电梯控制系统实例

电梯控制是PLC控制的一个典型应用。下面以五层楼电梯为例来说明利用仿真模拟技术开设PLC实验课的基本方法。首先, 要开发一个仿真电梯作为被控对象, 该仿真电梯应能满足如下要求:

(一) 能够发出PLC所需要的输入信号

1) 各楼层电梯到位行程开关模拟信号;

2) 电梯门开到最大的行程开关模拟信号, 电梯门完全关闭的行程开关模拟信号;

3) 电梯的外部呼叫信号:一楼上呼叫, 二楼上呼叫, 二楼下呼叫, 三楼上呼叫, 三楼下呼叫, 四楼上呼叫, 四楼下呼叫, 五楼下呼叫;

4) 电梯内部的:一楼呼叫, 二楼呼叫, 三楼呼叫, 四楼呼叫, 五楼呼叫, 电梯开门按钮模拟信号, 电梯关门按钮模拟信号。

(二) 能够接受PLC发出的控制信号并完成相应的动作

1) 电梯的上行, 电梯的下行, 接到“停信号”后停止;

2) 接到“开门信号”后开门, 接到“关门信号”后关门;

3) 接到某“楼层显示信号”后相应的楼层显示灯亮;

4) 接到“电梯上行显示信号”后电梯上行显示灯亮, 接到“电梯下行显示信号”后电梯下行显示灯亮;

5) 接到某“呼叫保持信号”后相应的呼叫保持灯亮。

(三) 仿真界面能够直观地反映PLC程序运行的结果

1) 画面直接显示电梯的物理位置, 以比较PLC发出的楼层指示信号是否正确;

2) 画面直接显示电梯的运行方向, 以比较PLC发出的电梯运行方向指示信号是否正确;

3) 画面应能显示电梯开关门的动作, 以配合PLC发出的开关门信号。

仿真电梯是以画面的形式反映PLC程序执行结果的, 故画面应尽可能的逼真, 给人身临其境的感觉。

该仿真电梯可实现真实电梯所要求的一切功能, 对PLC编程没有任何的附加限制, 用户所编写的程序不同, 可实现的电梯运行方式亦不同, 即电梯的运行方式只受用户的算法控制, 而不受仿真控件的限制。

该仿真电梯的界面分两部分, 左半部分是电梯的内视图, 右半部分是电梯的外视图。仿真程序仿真的电梯可以满足PLC实验课对控制对象 (五层电梯) 的所有要求, “用户”可以用鼠标点击屏幕上的按钮, 表示“呼叫”, 同时, 此呼叫信号发向PLC, PLC接到该信号后, 经过控制程序 (实验课学生编写的PLC控制程序) 发出控制指令, 上位机接到控制指令后, 控制画面上的图形、动画、指示灯及楼层指示信号代替真正电梯的机械、显示等动作。

由于篇幅所限, 仿真电梯控制的界面图及程序流程图、梯形图在这就不介绍了。

三、仿真技术的优越性

到目前为止, 我们已经用这种方法为学生开设了多个PLC控制实验。在实验教学过程中, 学生即可把计算机看作为“被控对象”, 用PLC对其进行控制, 又可在计算机屏幕上以仿真动画的形式直观地看到程序的执行结果, 极大地增加了学生的兴趣, 提高了他们的动手能力。在实验过程中学生的参与意识增强, 对可编程控制器的理解更深入, 达到了实验的目的, 提高了教学质量。教学实践表明, 用这种仿真的方法开发PLC仿真控制对象, 周期短、费用低、可靠性高, 节省电力资源, 维护要求低, 并且不会危及人身和设备安全。又因其模拟效果逼真, 人机界面生动友好, 受到师生的普遍欢迎。

四、结论

将仿真技术应用于PLC教学实验, 可以解决用传统的实物方法开设实验课遇到的各种困难, 进而解决了各校开设PLC实验课难, 或无法开设PLC实验课的问题。此外, 仿真的方法不但可以用于为学生开设PLC控制实验课, 而且还可在教师的科研过程发挥巨大作用, 既能节约大量的实验经费、缩短实验时间、提高试验的安全性, 又能避免因实验而耽误工厂的生产, 影响工厂的效益。另外, 仿真控件的开发周期短, 开发后免维护, 所以可以开发多个仿真控件, 增加实验的多样性, 以达到全方面教学的目的。现在正准备应用一整套的PLC实验教学软件包, 以配合课堂教学, 提高学生的动手能力, 丰富学生的工程实践经验。

摘要：PLC (可编程控制器) 自60年代问世以来, 以其可靠性高、通用性强和使用简便等优点广泛应用于工业控制的各个领域。因此, 现在各学校普遍开设PLC及其相关课程。随着组态技术的发展及应用的广泛, 提出将组态技术用于PLC的实验教学中, 解决了现在各中专和高职在开设PLC实验课过程中所遇到的困难。

关键词：组态王,仿真技术,PLC

参考文献

[1]汪晓光, 孙晓瑛, 王艳丹.可编程控制器原理及应用[M].机械工业出版社, 1998.

PLC仿真第9篇

PLC, 即可编程控制器。它是一种专为在工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置。它优点显著:功能强、可靠性高、使用简单、重量轻、体积小、功耗低等[1]。

本系统所利用的仿真软件是TRi LOGI3.5 (Eductional) 软件。图1是编辑模式窗口, 图2是仿真器窗口。启动后, 便可进入模式窗口, 可进行梯形图编制。若所编制的梯形图没有错误的话, 便可打开仿真器窗口。在仿真器窗口中, 梯形图中的各个输入、输出等继电器会分别呈现在各自的列中。每一个标记左侧是一个LED灯, 用来显示该标记的状态。若呈现红色则表示该继电器为ON状态, 否则该继电器为OFF状态[2]。本文就是利用PLC仿真软件来模拟炉膛吹扫控制系统的。

1 炉膛吹扫系统

锅炉在点火之前, 炉膛要进行吹扫, 以清除所有积存在炉膛内的可燃气及可燃物, 这是防止炉膛爆燃的最有效方法之一。吹扫时通风容积流量应大于25%额定风量 (通常为25%~40%) , 通风时间应不少于5min, 以保证炉膛内吹扫的效果。对于煤粉炉的一次风管也应吹扫3~5min, 油枪应用蒸汽进行吹扫, 以保证一次风管与油枪内无残留燃料, 保证点火安全。当达到吹扫规定的时间后可发出吹扫结束信号, 解除全系统的MFT状态记忆 (MFT复值) 。炉膛内继续保持吹扫时的风量, 直至锅炉负荷升至对应吹扫风量的负荷时, 再逐步增加风量, 从而防止了点火不成功时, 出现吹扫风量带着炉膛内的燃料这种情况, 避免了炉膛爆燃。当点火不成功时, 需重新点火, 点火前必须对炉膛进行重新吹扫。

在吹扫时, 应先启动回转式空气预热器, 然后再按顺序启动引风机和送风机, 为炉膛吹扫提供足够的风量, 并且可以防止点火后出现回转式空气预热器因受热不均而发生变形的问题。同时也可以对回转式空气预热器进行吹灰吹扫。

规定炉膛吹扫的条件如下:

⑴切断所有燃料;

⑵所有燃烧器风门都必须处于吹扫位置;

⑶至少有一台引风机及一台送风机在运行;

⑷风量要大于25%全负荷风量。

启动吹扫顺序框图如图3所示:

锅炉一定要经启动吹扫顺序才能够允许点火, 否则装置将处于MFT状态, 所有燃料阀都不能开启。当炉膛内风量大于25%额定风量、燃料全停、炉内无火焰、无跳闸指令以及其他吹扫条件满足时, “吹扫准备好”灯亮、“可按吹扫启动”灯亮。运行人员按下“吹扫启动”按钮, “正在吹扫”灯亮、“可按吹扫启动”灯灭, “吹扫准备好”灯灭, 则吹扫启动指令送出。经过5min吹扫, “吹扫完成”灯亮、“正在吹扫”灯灭、吹扫完成信号送出。复置MFT记忆, MFT灯灭, 吹扫顺序结束[3]。

2 程序设计及系统仿真

2.1 I/O表的建立

根据设计要求, 其输入、输出表如表1所示:

2.2 程序编写

根据设计要求, 可编写出如图4所示梯形图。

3 仿真运行

以“准备吹扫阶段“为例, 对梯形图进行分析。当具备吹扫条件 (X1~X13处于高亮状态) 时, 清扫准备好 (Y0) 将会高亮状态, 可按吹扫启动 (Y1) 也会处于处于高亮状态。这时, 便可按下“吹扫启动按钮”梯形图, 如图4所示:

运行时的仿真器窗口如图5所示:

4 结束语

此程序经调试运行结果正确。由于此程序仿真运行情况正常, 可以将其利用到炉膛吹扫系统中进行现场调试, 调试成功后即投入实际应用, 因此是比较有价值的。另外, 可以给PLC的爱好者提供一个很好的设计思路和学习方法。

参考文献

[1]王也仿.可编程控制器应用技术[M].北京:机械工业出版社, 2004.