基于组态软件的PLC实验教学系统.doc

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1、基于组态软件的PLC实验教学系统摘要：可编程控制器(PLC)是综合计算机技术、自动控制技术和通信技术的一种新型自动控制装置。由于PLC在工业自动化中的重要地位，因此，现在高校都开设了有关可编程控制器应用方面的课程。可编程控制器实践性非常强，实验环节至关重要，只有通过实验进行实际操作，学生才能真正掌握可编程控制器技术，传统的实物实验价格昂贵、维护困难、可行性和变化性较差。基于组态软件的PLC实验教学系统的建成，解决了高校开展PLC实验课程难的问题，有利于提高学生的学习兴趣，强化教学效果，较好的满足了高校PLC课程教学实验的要求。关键词：实验教学；可编程控制器；组态软件；仿真PLC Experim

2、ental Teaching System Based on the Configuration SoftwareAbstract: Programmable Logic Controller (PLC) is a new automatic control device that integrates computer technology, automatic control technology and communication technology. PLC is very important in industrial automation field，therefore，coll

3、eges and universities have been now setup on some courses in application of programmable logic controller. PLC have Practical requirements，correlative experiments is very important，students can really master the Programmable controller technology only through the actual operation. But traditional ph

4、ysical experimental is expensive，difficult to maintain，and less in the feasibility and flexibility. Because of establishment of PLC experimental teaching system based on the configuration software，the problem which colleges and universities are difficult to carry out the PLC experiments courses were

5、 solved， interest of the students in learning was increased. The teaching performance was strengthened， and the requirements of colleges and universities teaching experiment PLC was meet.Key words: Experimental teaching; PLC; Configuration software; Simulation1 绪论1.1 课题研究的目的和意义随着科学技术的飞速发展，大规模集成电路及微处

6、理技术的广泛应用，在工业自动化进程中，可编程控制器 (Programmable Logic Controller)简称PLC得到迅速普及，由此PLC作为一种通用的工业自动化装置，由于其操作简便，易于掌握使用，技术性能稳定，运行可靠，在工业自动化领域中占有极其重要的地位。PLC是从早期的继电器逻辑控制系统发展而来的，经过20多年的发展，已成为美国等工业发达国家的重要产业，在我国己经广泛应用于机械制造、轻工、汽车及文化等各种行业。当前，PLC在国际市场上己成为最受欢迎的工业控制畅销品，用PLC设计自动控制系统也已成为世界潮流。在PLC课程的教学中，传统方式以教师为中心，这有利于发挥教师的主导作用，

7、也有利于科学知识的系统传授。PLC专业课程的传统教学模式培养了大批基础扎实、具有一定实践能力的学生，但传统的PLC课程的教学一直存在以下几个问题：(l)硬件软件支持及更新不够，PLC的产品和其他电子产品一样，具有种类较多，发展较快的特点，因此，常常造成教材内容和学校教学专用设备脱节，内容滞后产品技术发展的现状；(2)企业的需要和学校教学的矛盾，企业需要的是能够解决实际问题的PLC专业技术人才，而学校实践教学的观念陈旧，缺乏对企业工业自动化PLC控制实际需要的了解，实践教学的针对性不强，所培养出的学生不能满足企业的需要；(3)该门综合课程，其控制包括机、电、液、气的控制，但目前该课程授课多数还存

8、在缺少设备、教学模式单一，不能体现课程综合的特点。一般的高校现有的条件和设备难以满足实验课程及实际操作的需要。可编程序控制器原理及其应用课程是一门实用性、工程性和综合性很强的专业课，与工程实际联系紧密，必须压缩理论教学课时，增加实验课时，强化实践性教学环节。应当通过实验、生产实习和课程设计等实践性教学环节，增强学生的综合运用能力，倡导创造性思维。在PLC的实习教学中，要完成很多典型的编程训练34，针对这一情况，如果仅仅以可编程序控制器来进行实验西华大学硕士学位论文教学，而没有控制对象，学生用编程器对可编程序控制器进行编程之后，通过观察输出口的状态来确定程序的运行情况。在这类教学方式中学生往往只

9、能进行验证性实验，没有条件进行外围设备的连接和控制。基于此，本课题是利用组态软件技术设计开发PLC教学实验系统，进而解决了各高校开展PLC实验课题难或无法开展PLC实验课题的问题。此外，仿真的方法不但可以用于开展PLC控制实验，也可用于课题设计，既实验内容多种多样，实验现象直观，能节约大量的实验经费，缩短实验时间，提高实验的安全性。本课题的意义在于研制提供一种新型的可编程序控制器教学实验系统，着重学生的能力培养，并给学生留有足够的发挥空间，具有很好的开发柔性和扩展性。该实验系统有一定数目的输入输出元件，同时可编程控制器也有一定数目的输入输出点，学生可以自己利用组态软件内的元件组成接近实际工业应

10、用的界面，自己编制其控制程序，充分发挥学生个人的创造性思维和动手能力，同时也可以使学生掌握可编程序控制器与电力拖动、计算机系统的信号传递及控制功能等结合的先进控制技术。本系统的开发应用不仅能够丰富教师的教学手段，提高学生的学习兴趣，提高教学效果，而且能够为专业老师在复杂控制系统、智能控制系统等方面的研究提供了实验对象及实验手段。1.2 相关技术发展状况1.2.1 PLC的发展现状及趋势可编程控制器 (PogrammableLogieController简称PLC)是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算和顺序控制、定时、计数

11、和算术运算等操作的指令，并通过数字的或模拟的输入和输出接口，控制各种类型的机器设备或生产过程。可编程控制器诞生不久即显示了其在工业控制中的重要地位，如日本、德国、法国等国家相继研制成各自的PLC。PLC技术随着计算机和微电子技术的发展而迅速发展，由最初的一位机发展为八位机。随着微处理器CPU和微型计算机技术在PLC中的应用，形成了现代意义上的PLC。现在的PLC产品已使用了16位、32位高性能微处理器，而且实现了多处理器的多通道处理，通讯技术使PLC的应用得到进一步的发展。如今，可编程控制器技术已经比较成熟。目前，世界上有200多个厂家生产可编程控制器产品，比较著名的厂家有美国的AB、通用(G

12、E)、莫迪康、日本的三菱、欧姆龙、富士电机、松下电工，德国的西门子，法国的TE、施耐德，韩国的三星、LG等。1.2.2 组态软件的发展现状及趋势组态的概念最早来自英文configuration，含义是使用软件工具对计算机及软件的各种资源进行配置，达到使计算机或软件按照预先设置，自动执行特定任务，满足使用者要求的目的。监控组态软件是伴随着计算机技术的突飞猛进发展起来的。60年代虽然计算机开始涉足工业过程控制，但由于计算机技术人员缺乏工厂仪表和工业过程的知识，导致计算机工业过程系统在各行业的推广速度比较缓慢。70年代初期，微处理器的出现，促进了计算机控制走向成熟。首先，微处理器在提高计算能力的基础

13、上，大大降低了计算机的硬件成本，缩小了计算机的体积，很多从事控制仪表和原来一直就从事工业控制计算机的公司先后推出了新型控制系统。这一历史时期较有代表性的就是1975年美国Honeywell公司推出的世界上第一套 DCSTDC-2000。而随后的20年间，DCS及其计算机系统软件(操作系统)、组态软件、控制软件、操作站软件以及其他辅助软件(如通信软件)等。80年代中后期，随着个人计算机的普及和开放系统概念的推广，基于个人计算机的监控系统开始进入市场，并发展壮大。组态软件作为个人计算机监控系统的重要组成部分，比PC监控的硬件系统具有更为广阔的发展空间。这是因为：(l)很多DCS和PLC厂家主动公开

14、通信协议，加入“PC监控”的阵营。目前，几乎所有的PLC和一半以上的DCS都使用PC作为操作站。(2)由于PC监控大大降低了系统成本，使得市场空间得以扩大，从无人值守的远程监视、数据采集与计量、数据分析到过程控制，几乎无处不用。(3)各类智能仪表、调节器和PC-based设备可与组态软件构筑完整的低成本自动化系统，具有广阔的市场空间。(4)各类嵌入式系统和现场总线的异军突起，把组态软件推到了自动化系统主力军的位置，组态软件越来越成为工业自动化系统中的灵魂。2 组态及PLC的介绍2.1 PLC的基本概念2.1.1 PLC的一般构成PLC的生产厂家有很多，产品的结构也各不相同，但其基本构成相同，都

15、采用计算机结构，如图1所示。PLC主要有6部分组成:CPU(中央处理器)、存储器、输入/输出接口电路、电源、外设接口及FO扩展接口。图1 PLC结构示意图Fig.1 Structure Drawing of the PLC(l)CPUCpU是中央处理器 (CentralproeessingUnit)的英文缩写。它是PLC的核心和控制指挥中心，主要由控制电路、运算器和寄存器组成，并集成在一块芯片上。CPU通过地址总线、数据总线、和控制总线、与存储器、输入、输出接口电路相连接，完成信息、传递、转换等。CPU的主要功能有:接受输入信号并存入存储器，读出指令，执行指令，将结果输出，处理中断请求，准备下

16、一条指令。(2)存储器存储器主要存放系统程序、用户程序和数据。根据存储器在系统中的作用，可分为系统程序存储器和用户程序存储器。系统程序是对整个PLC系统进行调度、管理监视及服务的程序，控制和完成PLC各种功能。这些程序有PLC制造厂家设计提供，固化在ROM中，用户不能直接存取及修改。系统程序存储器容量的大小，决定系统程序的大小和复杂程度，也决定PLC的功能。用户程序是用户在各自控制系统中开发的程序，大都存放在RAM存储器中。因此使用者可以对用户程序进行修改。为保证掉电时不会丢失存储的信息，一般用铿电池作为备用电源。用户程序存储器容量的大小，决定用户控制系统的控制规模和复杂程度。(3)输入、输出

17、接口电路输入、输出接口电路是PLC与现场FO设备相连接的部件。PLC将输入信号转换为CPU能够接收和处理的信号，通过用户程序的运算，把结果用过输出模块给执行机构。(4)电源PLC的电源一般采用 AC220V电源，经整流、滤波、稳压后变换成供PLC的CPU、存储器等电路工作所需的直流电压。为保证PLC工作可靠，大都采用开关型稳压电源。有的PLC还向外部提供24V直流电源。(5)外设接口外设接口是在主机外壳上与外部设备配接的插座，通过电缆线可配接编程器、计算机、打印机、EPROM写入器等。(6)FO扩展接口I/0扩展接口用来扩展输入、输出点数。当用户输入、输出点数超过主机的范围时，可通过I/O扩展

18、接口与UO扩展单元相接，以扩充I/0点数。A/D和D/A单元及链接单元一般也通过该接口与主机连接。2.1.2 PLC的基本工作原理可编程控制器是一种专用的工业控制计算机，因此，其工作原理是建立在计算机控制系统工作原理的基础上。但为了可靠地应用在工业环境下，便于现场电气技术人员的使用和维护，它有着大量的接口器件，特定的监控软件，专用的编程器件。所以，不但其外观不像计算机，它的操作使用方法、编程语言及工作过程与计算机控制系统也是有区别的。图2 PLC等效工作电路图Fig.2 Equivalent work Circuit drawing of the PLCPLC控制系统的等效电路可以分为3个部分

19、，即输入部分、内部控制电路和输出部分。输入部分就是采集输入信号，输出部分就是系统的执行部件。这两部分与继电器控制电路相同。内部控制电路是通过编程方法实现的控制逻辑，用软件编程代替继电器电路的功能。其等效工作电路如图2所示。PLC的工作方式为循环扫描方式。PLC的工作过程大致分为3个阶段:输入采样、程序执行和输出处理。PLC重复执行这3个阶段，周而复始。每重复一次的时间称为一个扫描周期。(l)输入部分输入部分由外部输入电路、PLC输入接线端子和输入继电器组成。外部输入信号经PLC输入接线端子去驱动输入继电器的线圈。每个输入端子与其相同编号的输入继电器有着唯一确定的对应关系。当外部的输入元件处于接

20、通状态时，对应的输入继电器线圈“得电”(这个输入继电器是PLC内部的“软继电器”，就是存储器中的某一位，它可以提供任意多个常开触点或常闭触点供PLC内部控制电路编程使用)为使输入继电器的线圈“得电”，即让外部输入元件的接通状态写入与其对应的基本单元中去，输入回路要有电源。输入回路所使用的电源，可以用PLC内部提供的24V直流电源(其带负载能力有限)，也可以由PLC外部的独立的交流或直流电源供电。 (2)内部控制电路所谓内部控制电路是由用户程序形成的用“软继电器”来代替硬继电器的控制逻辑。它的作用是按照用户程序规定的逻辑关系，对输入信号和输出信号的状态进行检测、判断、运算和处理，然后得到相应的输

21、出。(3)输出部分输出部分是由在PLC内部且与内部控制电路隔离的输出继电器的外部常开触点、输出接线端子和外部驱动电路组成，用来驱动外部负载。PLC的内部控制电路中有许多输出继电器，每个输出继电器除了有为内部控制电路提供编程用的任意多个常开、常闭触点外，还为外部输出电路提供了一个实际的常开触点与与输出接线端子相连。2.2 组态软件的基本概念组态软件最突出的特点是实时多任务。例如，数据采集与输出、数据处理与算法实现、图形显示及人机对话、实时数据的存储、检索管理、实时通信等多个任务要在同一台计算机上同时运行。组态软件的使用者是自动化工程设计人员。组态软件的主要母的是使使用者在生成适合自己需要的应用系

22、统时不需要修改软件程序的源代码，因此在设计组态软件时应充分了解自动化工程设计人员的基本需求，并加以总结提炼，重点、集中解决共性问题。(1)方便、灵活的开发环境，提供各种工程、画面模板、可嵌入各种格式(BMP、GIF、JPG、JPEG、CAD等)的图片，方便画面制作，大大降低了组态开发的工作量；(2)强大的分布式报警、事件处理，支持报警、事件网络数据断线存储，恢复功能；(3)支持操作图元对象的多个图层，通过脚本可灵活控制各图层的显示与隐藏；(4)强大的ActiveX控件对象容器，定义了全新的容器接口集，增加了通过脚本对容器对象的直接操作功能，通过脚本可调用对象的方法、属性；(5)全新的、灵活的报

23、表设计工具:提供丰富的报表操作函数集、支持复杂脚本控制，包括:脚本调用和事件脚本，可以提供报表设计器，可以设计多套报表模板，报表文件格式兼容Excel工作表文件，支持图表显示自动刷新，可输出多种文件格式：Excel、TXT、POF、HTML、CSV等。自动化工程设计技术人员在组态软件中只需要填写一些事先设计的表格，再利用图形功能把被控对象(如反应罐、温度计、锅炉、趋势曲线、报表等)形象地画出来，通过内部数据连接把被控对象的属性于I/O设备的实时数据库进行逻辑连接。当由组态软件生成的应用系统投入运行后，与被控对象相连的I/O设备数据发生变化会直接带动被控对象的属性变化。若要对应用系统进行修改，也

24、十分方便，这就是组态软件的方便性。从以上可以看出，组态软件具有实时多任务、接口开放、使用灵活、功能多样、运行可靠的特点。3 组态及PLC的通信在基于组态软件的PLC实验教学系统的设计中，采用的组态软件是力控ForeeControl6.O组态软件，选择的PLC是西门子S7-200系列，三菱FXZN系列，欧姆龙CPMZA系列。以下就以西门子S7-200，主机单元为CPU224的型号为例，由于57-200系列的PLC具有通信和组网的功能，所以它既可以同上位机进行通信，也可以同其他的PLC及智能设备进行通信。S7-200主机单元为CPU224型号的PLC具有以下特点:(1)14输入/10输出共24个数

25、字量FO点;(2)可连接7个扩展模板单元，最大可扩展至168个数字量FO点或35路模拟量1/0;(3)13KB的程序和数据存储区空间;(4)具有PID控制器;(5) l个RS485通信/编程口;(6)具有多点接口MPI(Multi Point Interface)通信协议:(7)具有点对点接口PPI(Point to Point Interface)通信协议;(8)具有自由通信口;(9)l/O端子排可以很容易地整体拆卸。西门子S7-200系列PLC是一种小型整体结构形式的PLC，内部集成的PPI接口为用户提供了强大的通讯功能，其PPI接口(即编程口)的物理特性为RS-485，根据不同的协议通过

26、此接口与不同的设备进行通讯或组成网络。S7-ZOOCPU支持多种通讯协议。根据所使用的S7-ZOOCPU，网络可以支持一个或多个协议，包括通用协议和公司专用协议。专用协议包括:点到点(Point to Point Interface)接口协议(PPI)、多点 (Multi Point Interface)接口协议(MPI)、自由通讯接口协议、Profibus协议和USS协议。PPI和MPI协议通过令牌环网实现，令牌环网遵守欧洲标准 EN50170中的过程现场总线 (Profibus)标准。这些都是异步、基于字符的协议，带有起始位、8位数据、偶校验和一个停止位。通讯帧由特殊的起始和结束字符、源和

27、目的站地址、帧长度和数据完整性检验组成。只要波特率相同，二个协议可以在一个网络中同时运行，而不相互影响。Profibus网络使用RS-485标准双绞线。它允许在一个网络段上最多连接32台设备。根据波特率不同，网络段的确切长度可以达到1200m。采用中继器连接，隔断可以在网络上连接更多的设备，延长网络的长度。根据不同的波特率，采用中继器可以吧网络延长到9600m。协议定义了两类网络设备:主站和从站。主站可以对网络上另一个设备进行初始化申请。从站只响应来自主站的申请，它不初始化本身的申请。协议支持一个网络上的127个地址(从0到126)，网络上最多有32个主站。为了通讯，网络上的所有设备必须具有不

28、同的地址。运行STEP7-Micor/WIN32的西门子编程器和计算机的缺省地址是O，操作面板的默认地址是1，可编程控制器的默认地址是2，其他设备的地址可以通过S7-200的编程软件设定。(l)PPI协议PPI通讯协议是西门子专门为S7-200系列PLC开发的一个通讯协议。可以通过两芯屏蔽双绞线进行联网。波特率为9.6KB/S、19.2KB/s和187.5KB/s。S7-200的编程口即为网络通讯接口。PPI是一个主/从协议。在这个协议中，主站(其他CPU、西门子编程器或TD200)给从站发送申请，从站响应。从站不初始化信息，只是当主站发出申请或查询时，从站才响应。网络上的所有S7-ZOOCP

29、U都作为从站。(2)MPI协议S7-200可以通过内置接口连接到MPI网上。内置接口可以是CPU的通讯口，也可以是EM227扩展通讯模块。应用MPI组成的网络通讯的波特率为 19.2KB/s和187.SKB/S，它可以与S7-300/400CPU进行通讯。S7- 200CPU在MPI网中作为从站，它们之间不能通讯。(3)Profibus协议S7-200CPU可以通过 EM227Profibus-DP扩展模块的方法支持DP网络协议。Profibus协议用于分布式FO设备(远程式 1/0)的高速通讯，许多厂家生产类型众多的Profibus设备，这些设备包括从简单的输入或输出模块到电机控制器和可编程

30、控制器。Profibus协议网络通常有一个主站和几个FO从站组成。主站初始化网络，并核对网络上的从站设备和配置是否匹配。主站连续地把输出数据写到从站并从它们读取输入数据。当DP主站成功地组态一个从站时，它就拥有该从站。如果网络中由第二个主站，它只能很有限地访问第一个主站的从站。4 基于组态软件的PLC实验教学系统基于组态软件的PLC实验教学系统的仿真控件结构包括以下几个模块：通信模块、数据缓冲模块、命令控制模块、声音模块、画面图形模块和动画运行模块，如图3所示。图3 仿真控件结构Fig.3 Simulation of the Spatial Structure通信模块是连接PLC和组态软件的纽

31、带，与PLC和组态软件的数据交换有着密切的联系。数据缓冲模块主要是用于存储和运行系统的程序，包括组态软件的程序和PLC的程序。命令控制模块的作用是将程序运行后发出的各种指令正确的传达给PLC和组态软件。在组态软件的设计中，当报警的时候就需要有声音的输出，声音模块的作用就在于此。画面图形模块的作用包括构建系统的界面和对动画连接的设置。动画运行模块的是对教学实验系统进行界面上的仿真，一方面以图形方式直观显示在计算机屏幕上，另一方面按照组态要求和指令将控制数据送给通信模块和数据缓冲模块，对执行机构实施控制或调整控制参数。本课题的PLC实验教学系统由四个实验构成，分别是运料转运小车监控系统、搬运机械手

32、监控系统、材料分拣系统以及大小球分检机械臂装置。四个实验分别在四个窗口中进行界面设置和组态软件的脚本编写，所以就应该在“特殊功能”“动作”“窗口”中的窗口脚本编辑器编写脚本，这样，当界面转换到一个实验的时候，运行的是相对应的组态脚本，不会产生混乱，运行的规则是窗口运行的时候，相应的窗口脚本程序周期性的执行。4.1运料转运小车监控系统的设计4.1.1 运料转运小车监控系统的控制要求(l)按下启动按钮，小车开始装料，即装料电磁铁得电，粮仓打开，开始装料，装料时间为3秒;(2)装料时间到，从原点出发(即小车电机正转)驶向1号站，抵达后制动，小车卸料电磁铁得电，开始向1号储料库卸料，卸料时间为3秒，放

33、料完毕，返回原点(即小车电机反转)。再一次装料，然后再次出发一直驶向2号站，抵达后制动、卸料，返回原点。再一次装料，然后再次出发一直驶向3号站，抵达后制动、卸料，返回原点。(3)小车运行的方式有三种:步进，循环，自动。步进方式下每按一次按钮，小车运行一个动作(如从2号站返回原点)，其运动动作顺序如上所述;自动方式下，则按上述要求从3号站返回原点后自动停止;循环方式下下车则按照上述要求一直不停地运行下去，直至按下停止按钮为止。(4)任何时候按下停止按钮，小车均停止在下一个目标站上;(5)小车运行的速度可以由速度调节器来调整。图4 转运小车运动轨迹示意图Fig.4 Drawing of the C

34、artrans Portation Trajectory4.1.2 输入输出地址分配4.1.3组态软件的程序设计(1)运料转运小车的工作模式选择:当工作模式选择循环的时候，auto=l，此时 M1.6=1，选择的是循环工作模式，同理，选择步进的时候， steP1=1，即 M1.7=l，当选择单周期的时候，在编写组态程序上可以理解为即没有选择循环，又没有选择步进，此时Ml.5=l，选择的是单周期的工作模式。IF auto=1THEN / 循环 mb1.Pv.07=1;ELSE mb1.Pv.07=0:ENDIF IF step 1=1THEN / 步进 mb1.Pv.08=l;ELSE mb1.

35、Pv.08=0;ENDIF IF step 1=0&auto=0THEN / 单周期 mb1.Pv.06=1;ELSE mb1.Pv.06=0;ENDIF(2)是否到达限位开关的判断:当小车(在组态软件中可以自己定义名称，在这里定义小车为Cellobj)的横坐标在95和105之间的时候，原点限位开关被压下，Ml.1置为1，否则，Ml.1置O，表示原点限位开关未被压下。同理，可得到一号位、2号位、3号位的限位开关的组态程序。IF #转运小车.#Cellobj.x=95 &#转运小车 #Cellobj.X=295&#转运小车 .#Cellobj.X=305 THENMB1.PV02=1；ELSEM

36、B1.PV02=0；ENDIF /一号限位开关Ml.1 (3)小车的前进和后退:当Q0.4=1的时候，表示小车的驱动电机正转，小车前进，当QO.5=1的时候，表示小车的驱动电机反转，小车后退，在这里，还加上了一个速度调节器mover，这样，就可以根据调节mover当前值，即mover.pv的大小来控制小车前进和后退的速度了。IF QB0.pv.05=1 THEN /Q0.4为l时，小车前进RUN= RUN+1*mover.Pv/15;ENDIFIF QB0.pv.06=1THEN /Q0.5为l时，小车后退RUN= RUN一1*mover.Pv/15;ENDIF4.1.4组态软件的界面设计在运

37、料转运小车监控系统的组态界面设计中，需要考虑到的因素有，粮仓一个，储料库三个，指示灯四个，工作方式选择器，速度调节器，及按钮两个。在组态软件的图库中，小车、指示灯、按钮等都是现成的，直接调用即可。需要注意的是粮仓的放料和储料库的装料要在组态界面上用图形显示的方法表达出来。在这里，应用的是动画连接中的“流动属性”这个概念，当相应位置的指示灯点亮的时候，同时将这个信号输入到动画连接中，使储料库和粮仓出现从上到下的流动状态，这样就可以在组态界面上表示出转运小车在粮仓处的装料和在各储料库的卸料。同样的道理，当希望实现上升、下降、左移、右移、旋转等动作的时候，就应该在动画连接的“目标移动”中进行相应的设

38、置。力控组态软件的动画连接功能非常强大，能够达到很好的界面效果，这样就更便于进行演示实验，使学生有非常直观的印象。转运小车的前进和后退是依靠小车横坐标的变化来实现的，例如在粮仓的小车的横坐标为100，一号、二号、三号储料库的横坐标依次为300，500，700。在小车的“尺寸旋转移动”的水平移动中设置一个变量RUN，RUN的值变化从O-300，相对应的移动像素为O-600，由此可以根据RUN的值的大小变化来从界面中反映出小车的前进和后退。图5运料转运小车监控系统的组态仿真图Fig.5 Configuration simulation drawing of the car transportati

39、on monitoring system5 总结与展望本文在分析了组态软件实现PLC实验教学系统的可行性的基础上，介绍了PLC和组态软件的基本结构，阐述了PLC与组态软件的通信原理，建立了基于组态软件技术的PLC教学实验系统，其优点在于只需要用计算机、PLC以及组态软件就可以完成整个教学实验系统的开发，这样就解决了各高校开展PLC实验课题难或无法开展PLC实验课题的问题。同传统的实验方法相比，基于组态软件的PLC控制系统仿真实现的优点在于:实验经费少、实验设备简单、实验条件容易满足、安全系数高、实验现象直观、提高学生学习兴趣等。综上所述，在可编程序控制器原理及其应用课程教学中，应用传统教育方法

40、和强化实践性教学环节并举的教育模式。基于组态软件的PLC教学实验系统方案的提出为强化实践性的教学环节提供了一条新的途径。本文研究的基于组态软件的PLC教学实验系统，在功能上基本达到了课程实验中对学生的教学需求，但还是有很多不足的需要改进的地方:1.组态软件对于行程和液位等的变化情况能够比较清晰的以图形的形式展现出来，但对于传感器方面的仿真不直观，在本课题中的材料分拣系统的设计中就涉及到了电感、电容和颜色传感器的问题，提高系统的直观性，是下一步重点研究的工作。2.本文主要针对的是西门子S7-00进行教学实验系统的开发，对于欧姆龙CPMZA和三菱FXZN系列PLC来说，由于实验室设备的缺乏以及时间的不足，目前只能进行一些初步的系统设计。致谢 感谢王建国老师本学期对我的指导。参考文献：1王春，基于组态软件的PLC实验教学系统D,西华大学，2009,52王永华，王东云，宋寅卯，现代电气及可编程控制技术M，北京航空航天大学出版社，2002，94一95，1083马国华，监控组态软件及其应用M，北京:清华大学出版社，2004,2-3,14,11-124 周美兰，组态技术在PLC实验教学中的应用J，自动化技术与应用，2001，(6):33一3 .- 12 -