基于S7-200仿真軟件的PLC教學(xué)探索

（鄭州電力高等專科學(xué)校，河南 鄭州 450004）

0 引言

可編程控制器（PLC）在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中具有功能強(qiáng)大，使用方便，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛等特點(diǎn)，已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的重要支柱之一。隨之，“可編程控制器技術(shù)”這門課程[1-2]也成為電氣自動(dòng)化技術(shù)、機(jī)電類、自動(dòng)化類等專業(yè)的一門核心必修課程。本學(xué)院西門子系列可編程控制器為主，建立專業(yè)核心課程。“可編程控制器技術(shù)”課程密切聯(lián)系實(shí)際工程應(yīng)，是一門實(shí)踐性、綜合性很強(qiáng)的應(yīng)用型課程，因此，只簡(jiǎn)單通過課堂上單純的理論分析講解，難以滿足實(shí)際需要。在教學(xué)過程中讓學(xué)生通過實(shí)際的實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行充分訓(xùn)練，將抽象的技術(shù)知識(shí)形象生動(dòng)地傳授給學(xué)生，把理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為看得見、摸得著的控制過程。但是，目前多數(shù)高職高專院校存在實(shí)訓(xùn)設(shè)備少、設(shè)備陳舊老化，不能滿足教學(xué)等一系列問題，不利于教學(xué)活動(dòng)的開展。鑒于現(xiàn)在很多模擬教學(xué)軟件和仿真軟件都已經(jīng)做得相當(dāng)逼真，仿真教學(xué)的條件也已經(jīng)很成熟，采用該方法教學(xué)既降低教學(xué)成本，又可以使抽象的理論知識(shí)變得具體形象，易于理解。本文詳細(xì)介紹了 Siemens S7-200 仿真軟件在教學(xué)中的應(yīng)用。

1 仿真軟件在教學(xué)中應(yīng)用

Siemens S7-200仿真軟件[3]簡(jiǎn)稱S7-200，是一款免安裝的仿真軟件，解壓縮后雙擊“S7-200 漢化版”即可，如圖1所示。S7-200 漢化版可以脫離可編程控制器硬件進(jìn)行仿真模擬，打開仿真軟件，輸入密碼即可直接使用。利用“S7-200漢化版”可以非常方便地加載程序，反復(fù)調(diào)試，模擬運(yùn)行，直到程序可以正確的實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能。在缺乏 PLC硬件設(shè)備的條件下，利用S7-200仿真軟件輔助教學(xué)，能夠方便地給學(xué)生提供一個(gè)模擬的實(shí)訓(xùn)環(huán)境，使很多不易理解的知識(shí)點(diǎn)通過仿真軟件直觀的演示出來，易于理解，學(xué)生也能很快參與教學(xué)過程，變被動(dòng)為主動(dòng)。

本文以具體例子說明Siemens S7-200仿真軟件的仿真功能，以電動(dòng)機(jī)順序啟停為例。

1.1 控制要求

（1）按下啟動(dòng)按鈕，第一臺(tái)電機(jī)立即啟動(dòng)，延時(shí)30s后第二臺(tái)啟動(dòng)，延時(shí)60S后第三臺(tái)啟動(dòng)；（2）按下停止按鈕，第三臺(tái)電機(jī)立即停止，延時(shí)20s后第二臺(tái)停止，延時(shí)40S后第三臺(tái)原則。

1.2 程序編寫

根據(jù)控制要求，在PLC硬件接線中，KM1、KM2、KM3交流接觸器的線圈，分別控制電動(dòng)機(jī)1、電動(dòng)機(jī)2、電動(dòng)機(jī)3；SB1表示停止按鈕，SB2表示啟動(dòng)按鈕；FR1、FR2、FR3分別為熱繼電器的常開觸點(diǎn)。

建立項(xiàng)目，項(xiàng)目名稱為“電動(dòng)機(jī)順序啟停控制”，啟動(dòng)STEP 7 MicroWin 4.0，輸入控制梯形圖，如圖1所示。

圖1 電動(dòng)機(jī)順序啟停控制

1.3 程序仿真

（1））首先在STEP7 MicroWin 4.0導(dǎo)出程序，從菜單命令“文件－>導(dǎo)出…”導(dǎo)出后綴為“awl”的文件“電動(dòng)機(jī)順序起停控制.awl”。

（2）導(dǎo)出程序后，啟動(dòng)S7-200仿真程序，裝載程序，點(diǎn)擊菜單欄的“配置”－“CPU型號(hào)”，在彈出的對(duì)話框中選擇與Siemens Step7 Microwin編程軟件項(xiàng)目中相同的CPU型號(hào)。點(diǎn)擊“程序”－“載入程序”，將先前導(dǎo)出的awl格式文件打開，程序裝載完成后，運(yùn)行仿真程序，CPU上的運(yùn)行“run”指示燈亮。撥動(dòng)開關(guān)2、3、4，“I0.2”“I0.3”“I0.4”指示燈亮，熱繼電器FR1、FR2、FR3正常工作。

1.4 模擬操作

利用鼠標(biāo)控制S7-200上的 PLC 模擬輸入觸點(diǎn)，點(diǎn)擊模擬起動(dòng)、停止按鈕的輸入信號(hào)，此時(shí)便可以直接得到相應(yīng)的 PCL輸出量的相應(yīng)指示燈顯示。

撥動(dòng)開關(guān)1：“I0.1”指示燈亮，啟動(dòng)按鈕按下；“Q0.0”指示燈亮，第一臺(tái)設(shè)備運(yùn)行；延時(shí)30s后，“Q0.1”指示燈亮，第二臺(tái)設(shè)備運(yùn)行；延時(shí)60s后，“Q0.2”指示燈亮，第三臺(tái)設(shè)備運(yùn)行，如圖2所示。

撥動(dòng)開關(guān)0：“I0.0”指示燈亮，停止按鈕按下；“Q0.2”指示燈滅，第3臺(tái)電機(jī)停止，延時(shí)20S，“Q0.1”指示燈滅，第2臺(tái)電機(jī)停止，延時(shí)40S，“Q0.0”指示燈滅，第1臺(tái)電機(jī)停止，如圖3所示。

圖2 電動(dòng)機(jī)順序啟停控制啟動(dòng)狀態(tài)

圖3 電動(dòng)機(jī)順序啟停控制停止?fàn)顟B(tài)

2 結(jié)語

S7-200仿真軟件應(yīng)用在“PLC可編程控制器”教學(xué)中，學(xué)生在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上就能完成程序的調(diào)試與運(yùn)行，可以在計(jì)算機(jī)上直觀生動(dòng)地顯示執(zhí)行程序結(jié)果，而且學(xué)生在調(diào)試程序過程中，讓他們?cè)诜抡孳浖妮o助下反復(fù)修改、查看結(jié)果、優(yōu)化程序，而在做這些工作的過程中，對(duì)程序做的每一點(diǎn)改進(jìn)都能直觀地觀察到仿真結(jié)果的變更，使抽象的程序形象化，促使學(xué)生的學(xué)習(xí)由被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)，從而取得了良好的教學(xué)效果。另外，仿真軟件擺脫了對(duì)硬件的束縛，便于學(xué)生隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)，拓寬了教學(xué)課堂。