組態軟件在電氣控制及PLC項目教學法中的應用

摘要：為了更好地開展項目教學法，把組態軟件引進實際的教學項目設計，利用圖形的設備庫可以形象直觀地展示整個項目的架構，模擬各個教學子模塊真實效果，有效改進手段，提高教學效率。

關鍵詞：電氣控制及PLC應用；項目教學；組態軟件輔助教學；教學效率

中圖分類號：G718.5 文獻標識碼：B

電氣控制與PLC是電氣工程及其自動化專業的主干專業課程之一，是一門知識覆蓋面廣、涉及內容多、更新發展快、強調理論而又偏重實踐應用的課程，與生產實際和工程應用結合緊密且應

用廣泛。通過本課程的學習，除了讓學生學習電氣控制和可編程控制器應用技術基本知識外，還以提高學生的素質和全面能力為宗

旨。但在實際教學上述知識時，學生沒有直觀概念，尤其是項目教學法實施過程中，學生對整個項目的構成沒有整體和直觀的印象。因此，考慮把組態軟件豐富的圖庫及動畫效果引進到教學中，一方面是為了可以結合相應的PLC程序，使學生對控制線路的認識更直觀，理解更深刻，結合相應PLC設備還可以提高學生動手能力，實現電氣控制與PLC的技術在教學中的融合及相互促進。另一方面了解認識和學習組態軟件也是本課程教學的必要的有益補充。

一、電氣控制及PLC課程教學系統

天煌THPJW-1型維修電工實訓裝置，是專為職業技術教育而開發的，適用于機電一體化、工業電氣自動化等專業的教學系統，分硬件與軟件系統兩部分。

1.硬件系統

在硬件系統方面，該裝置配備工業觸摸屏、基本指令編程控制板、變頻器、直流調速裝置、數顯儀表、接觸器、熔斷器、各類開關等電氣控制單元及上位PC機；西門子S7-300系列CPU315-2DP模塊、PS307電源模塊、數字量輸入SM321/32DI模塊、數字量輸出

SM322/16DO模塊、模擬量輸入SM331/8AI模塊、模擬量輸出

SM332/4AO模塊等；S7-200系列CPU226/224模塊、模擬量輸出

EM235模塊、Profibus-DP通信EM277模塊。

2.軟件系統

系統安裝了西門子S7-200編程軟件STEP7-Micro/Win32和S7-300STEP7軟件包、組態王（Kingview6.53）、GP-2500-TC41-24V觸摸屏軟件。S7-300系列PLC在機架底板上安裝電源、CPU、各種信號模板、通信處理器等多種特殊功能模塊，各種模塊安裝方便，系統帶有強大的Profibus現場總線接口及MPI接口，MPI接口既是編程接口，又是數據通信接口，通過此接口，PLC與PLC之間、或PLC與上位機之間都可以通過MPI協議進行通信，從而組成MPI網絡。通過Profibus-DP與七個從站進行通信的同時還與PC組態軟件通信。

二、項目設計的組態

1.項目教學法實施方案

實施項目教學，項目的選取要具有典型性、代表性和全面性，本人在展開項目教學法實施過程中，選取一個比較綜合典型的真實項目——節能環保中水回用水廠智能控制系統，借助組態軟件

來進行項目教學設計和實施（如下圖）。

項目結構的組態圖展示

2.項目整體框架的認識

參照教學大綱和緊扣教材內容，根據項目組成設計以下主要

教學模塊：①中水回用系統用到的低壓電器設備；②提升泵房、反沖濾池、加礬加氯、送水泵房儀器儀表的電氣控制圖設計；③提升泵、鼓風機、反沖泵、送水泵的啟動形式設計；④S7-200（7從站）和S7-300（2主站）PLC設計及編程；⑤主站PLC與各從站的Proface-Bus及中控制室的通信；⑥主站PLC觸摸屏編程及中控室的主機組態系統編程。課程以加強實踐教學為突破口，以創新為契機，構建以項目為載體的理論實踐一體化教學模式，符合技術師范本科

專業的培養特點和定位。

3.工程建立以及整體的調試

具體實施步驟如下：①雙擊打開組態王，按要求建立名為“節能環保中水回用水廠智能控制系統”工程，并進行說明；②打開組態王，新建一個工程zshy，打開工程瀏覽器單擊設備>>新建；③選擇PLC>>西門子>>S7-300/400（MPI）>>Prodave6IE，選擇下一步>>輸入設備名稱為PLC300>>下一步>>選擇COM1；④連接地址格式A.B（A為PLC的MPI地址，B為PLC的CPU所在的插槽號），這里設MPI地址為3，CPU所在的插槽號也為3，地址應為：3.3；⑤在組態王中新建一個I/O變量連接到PLC，打開工程瀏覽器選擇數

據詞典，新建一個變量，變量名為：開關按鈕，變量類型：I/O離散，連接設備：PLC300，寄存器：M0.1，數據類型：bit；⑥打開STEP7，選擇菜單欄上的Option>>SetPC/PGInterface，選擇PLCSIM（MPI）單擊確定，把MPI地址設為3；⑦整個課程模塊分為不同的子項目，每個子項目具體所用設備在圖庫中相應找出，并建立動畫連接，并切換到“VIEW”狀態，進行監控及操作，形象地把功能展示出來。

本文中結合相應的PLC程序及動畫效果，模擬工業現場和大型設備的真實運行情況，使學生獲得真實的項目經驗，激發學生的好奇心和求知欲望，提高教學效率。

參考文獻：

[1]孔德鵬，廖家平.S7-200PLC在中水回用氣水反沖洗DA型濾池中的應用[J].電氣應用，2005，24（6）：29-32.

[2]廖家平，孔德鵬.煤礦提升絞車自控系統設計[J].電工技術，2005（3）27-29.

（作者單位 孔德彭：浙江工業大學教育科學與技術學院 孔德輝：河南唐河祁儀一中）