張桂枝 苑衛(wèi)東 羅振成

作者簡(jiǎn)介：張桂枝（1973.8-），女，河北宣化，漢，碩士，講師，研究方向：新能源技術(shù)、電機(jī)電器控制技術(shù)、PLC技術(shù)，張家口職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系。

摘要：PLC教學(xué)實(shí)踐中，PLC的輸入輸出設(shè)備能夠利用指示燈的狀態(tài)反映程序執(zhí)行的結(jié)果，但難以設(shè)置、顯示修改程序中的數(shù)據(jù)。為了便于程序的調(diào)試和監(jiān)控，將觸摸屏編輯軟件安裝到編程系統(tǒng)上，利用觸摸屏的在線模擬功能來(lái)調(diào)試PLC的控制程序、監(jiān)控PLC運(yùn)行過(guò)程，將程序的運(yùn)行過(guò)程和結(jié)果實(shí)時(shí)顯示，方便了程序的調(diào)試，課程的教學(xué)效果得到提高。

關(guān)鍵詞：PLC；觸摸屏軟件；教學(xué)

1、引言

PLC具有可靠性高、體積小、控制靈活的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，因此PLC技術(shù)是電氣工程師必須掌握的一門核心技術(shù)。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，為了滿足生產(chǎn)設(shè)備的工藝要求，PLC的控制功能已經(jīng)由原來(lái)的邏輯控制、定時(shí)計(jì)數(shù)控制拓展到模擬量控制、位置控制、網(wǎng)絡(luò)控制。因此PLC技術(shù)的學(xué)習(xí)中，不僅要學(xué)習(xí)PLC的接線、程序的編輯、程序的調(diào)試和監(jiān)控，還要學(xué)習(xí)PLC參數(shù)的設(shè)置、顯示。目前大多PLC只能顯示邏輯控制位的狀態(tài)，顯示模擬量、算術(shù)運(yùn)算的數(shù)據(jù)、定時(shí)器計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值、設(shè)定值難度較大。雖然PLC的編程軟件具有在線監(jiān)控功能，但是由于受到編輯界面的限制，不能全部監(jiān)控完整的程序，對(duì)于較復(fù)雜程序的難度更大，雖有狀態(tài)表和數(shù)據(jù)塊實(shí)現(xiàn)程序數(shù)據(jù)的輸入、輸出，但不直觀。

在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)是利用觸摸屏來(lái)擴(kuò)展PLC的人機(jī)接口能力，實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)的讀寫和設(shè)備的控制。觸摸屏編輯軟件通常具有在線模擬的功能，即在沒(méi)有觸摸屏的情況下，實(shí)現(xiàn)PC和PLC之間的連接，這樣使PLC的程序運(yùn)行的狀態(tài)、數(shù)據(jù)輸入輸出、PLC的控制以文字、動(dòng)畫、圖片的形式在PC機(jī)上顯示，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與PLC的數(shù)據(jù)交換和控制。利用觸摸屏編輯軟件的在線模擬功能，作為PLC控制系統(tǒng)的人機(jī)界面，增強(qiáng)人機(jī)交互的能力，使PLC程序的學(xué)習(xí)變得快捷、形象、方便，滿足PLC課程的教學(xué)需要，提高課程的教學(xué)效果。

2、PLC教學(xué)設(shè)備的組成

教學(xué)設(shè)備由計(jì)算機(jī)、西門子CPU224XP、PPI/RS232編程電纜、STEP 7-MicroWIN V4.0 編程軟件、維綸通EB8000 Project Manager觸摸屏編輯軟件組成。在安裝PLC編程軟件的基礎(chǔ)上，安裝好維綸通的觸摸屏編輯軟件。利用西門子PLC的PPI通訊電纜將計(jì)算機(jī)的RS232接口與西門子CPU224XP連接，完成觸摸屏編輯軟件與PLC的數(shù)據(jù)交換。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示。

3、觸摸屏編程軟件在PLC教學(xué)中應(yīng)用方法

觸摸屏編輯軟件可以監(jiān)控PLC的運(yùn)行過(guò)程、顯示程序運(yùn)行的數(shù)據(jù)、設(shè)置修改程序數(shù)據(jù)，也可作為PLC系統(tǒng)的控制面板。觸摸屏編輯軟件作為PLC程序監(jiān)控調(diào)試工具，只要完成兩個(gè)工作：一是建立觸摸屏編輯軟件與PLC的通訊，二是根據(jù)PLC的程序控制需要在觸摸屏編輯軟件建立觸摸屏元件與PLC編程元件的映射關(guān)系。

以記錄電機(jī)的運(yùn)行時(shí)間為例介紹觸摸屏編程軟件在PLC教學(xué)中應(yīng)用方法?？刂埔螅喊聪聠?dòng)按鈕電機(jī)工作，同時(shí)記錄電機(jī)的工作時(shí)間，電機(jī)累積工作時(shí)間達(dá)到1小時(shí)停機(jī)。

基本步驟：

PLC中的程序編寫

（1）PLC的I/O地址的分配；

定義I0.0為啟動(dòng)按鈕、I0.1為停止按鈕；Q0.0為控制輸出；VW100為電機(jī)運(yùn)行的時(shí)間

（2）編寫PLC控制程序；

（1）打開觸摸屏編輯軟件EB8000 Project Manager，選擇機(jī)型，打開easybuider8000編輯軟件，新建工程；

（2）設(shè)置本地觸摸屏和PLC的系統(tǒng)參數(shù)；

在系統(tǒng)參數(shù)窗口“新增”→“PLC”→“siemens AG”→“s7-200 PPI”。設(shè)置通訊參數(shù)：通訊接口COM1，通訊類型RS232，波特率9600，數(shù)據(jù)位數(shù)8位，偶校驗(yàn)EVEN，停止位1位。

（3）在編輯界面編寫觸摸屏元件同時(shí)關(guān)聯(lián)好PLC的編程元件；

選擇3個(gè)位狀態(tài)指示燈關(guān)聯(lián)PLC的I0.0、I0.1、Q0.0，再選擇一個(gè)數(shù)值元件關(guān)聯(lián)VW100。

（4）保存并編譯編寫的程序；

（5）在編程界面中點(diǎn)擊在線模擬工具條，顯示PLC程序輸入、輸出點(diǎn)的狀態(tài)和電機(jī)運(yùn)行的時(shí)間。

當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，可以在線模擬窗口中啟動(dòng)按鈕和電機(jī)狀態(tài)的指示燈點(diǎn)亮，同時(shí)顯示電機(jī)的運(yùn)行時(shí)間，按下停止按鈕，電機(jī)指示燈熄滅，電機(jī)運(yùn)行時(shí)間停止。

觸摸屏編輯軟件的在線模擬功能的啟動(dòng)方法有兩種：一是直接在easybuider8000中點(diǎn)擊在線模擬選項(xiàng)；二是在EB8000 Project Manager中選擇在線模擬。

注意的問(wèn)題：通訊口選擇COM1；通訊口類型是RS232；在線模擬時(shí)PLC的編程軟件要關(guān)閉；使用PPI通訊電纜。

4、結(jié)束語(yǔ)

利用觸摸屏編程軟件輔助PLC教學(xué)，實(shí)現(xiàn)程序參數(shù)設(shè)置、系統(tǒng)狀態(tài)的可視化，利用觸摸屏軟件的動(dòng)畫功能實(shí)現(xiàn)PLC控制系統(tǒng)執(zhí)行元件的動(dòng)態(tài)仿真，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改變PLC的教學(xué)現(xiàn)狀，提高了教學(xué)效果。（作者單位：張家口職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

立項(xiàng)課題：本文系2014年度張家口市教學(xué)科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題《“島式”PLC實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)研究》（項(xiàng)目編號(hào)：S142801）的研究成果之一。

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