仿真軟件在PLC教學中的應用

潘春玲

（泉州經貿職業技術學院信息系 福建泉州 362000）

仿真軟件在PLC教學中的應用

潘春玲

（泉州經貿職業技術學院信息系 福建泉州 362000）

以數碼管循環顯示控制系統為例，介紹了仿真軟件在PLC教學中的應用。采用三菱GX Developer編寫PLC程序，使用GX Simulator對控制程序進行測試。為了使控制結果更加形象直觀，采用觸摸屏GT Designer2設計人機對話窗口，再用觸摸屏仿真軟件GT Simulator2將人機對話窗口與PLC程序連接，實現對整個系統的仿真。結果顯示，仿真軟件可以得到和實際在線運行一致的結果，節約了實驗經費，縮短了實驗周期，給學習帶來了很大方便。

PLC；仿真軟件；GX Simulator；GT Simulator2

可編程控制器(簡稱PLC)是一種通用工業自動控制裝置，由早期的繼電控制系統發展而來，以微處理器為核心，涵蓋了計算機、自動化和通信等多項技術。PLC以其編程簡單、使用方便、功能強大、可靠性高以及功耗低等突出的優點，迅速普及并成為了當代工業自動化的支柱設備之一，被廣泛應用在工業生產中。

目前，高職院校的數控技術、機電一體化、自動化等專業都開設與PLC有關的課程，但該課程主要存在以下幾個問題：一，該課程的實踐性很強，教學設備的應用相當重要，只有通過實際操作，才能實現理論與實踐的高度統一，才能真正學會PLC知識。然而就目前來說，一套PLC實訓設備的價格昂貴，很多高職院校的財政又緊張，資金相對短缺，因而購買的設備數量有限，無法保證學生一人一套。二，目前我國多數的PLC教學實驗依然采用一些簡單的實驗對象，無法激發學生的好奇心和學習興趣，學習效果差。三，實際生產過程中的被控對象種類繁多，像機械手、自動電梯等，這些設備體積龐大，價格昂貴，很難在實驗室配備，從而使課堂教學內容趕不上實際生產的需要。

如何解決上述問題，是高職院校教師們一項迫切的任務。隨著科技的進步，仿真技術在社會發展中的作用愈來愈顯重要。仿真是指以計算機為手段，讓學生在虛擬的環境中模擬真實的場景，從而獲得真實的感覺。因此，采用仿真技術是一個先進又有效的手段，本文以三菱仿真軟件GX Simulator和觸摸屏仿真軟件GT Simulator2為例，介紹仿真軟件在PLC教學中的應用。

一、GX Simulator和GT Simulator2特點

使用GX Simulator時，先安裝編程軟件GX Developer，再安裝GX Simulator，隨后GX Simulator會被集成到編程軟件GX Developer中。GX Simulator的特點是可以仿真和調試三菱各種系列的PLC程序，從而縮短設計開發周期，降低成本，其主要調試方式有數據仿真和時序仿真兩種。GT Simulator2是使用觸摸屏設計軟件GT Designer2編制的工程數據，在即使沒有GOT主體的情況下，也可以在個人電腦上仿真GOT的畫面。需要修改畫面時，通過GT Designer2進行畫面修改，再用GT Simulator2確認變化結果。此外，通過GX Simulator與GT Simulator2的配合使用可以進行畫面調試，僅用一臺個人電腦就可以進行從畫面制作到畫面調試的全過程。

二、仿真實例分析

本文以數碼管從0、1、2……9依次循環顯示的控制系統為例，來說明GX Simulator和GT Simulator2的使用。其控制要求如下：

控制系統有一個啟動按鈕和一個停止按鈕，分別控制數碼管的啟動和停止；2.程序開始后顯示0，延時1s，顯示1，延時1s，顯示2……顯示9，延時1，再顯示0，如此循環不止。

根據控制要求，其I/O分配如下：X0：啟動按鈕，X1：停止按鈕，Y0～Y6：數碼管a b c d e f g段 。

(一)編制梯形圖

打開GX Developer編程軟件，編制如下程序。

(二)GX Simulator調試程序

程序編寫完成后，點擊“工具”菜單，選擇“梯形圖邏輯測試啟動”項，接著進行PLC虛擬寫入。待完成后，系統彈出一個標題為“LADDER LOGIC TEST TOOL”的對話框，該對話框模擬顯示了PLC的運行狀態。

根據具體情況可選擇數據仿真和時序仿真。下面對這兩種仿真方式分別進行介紹。

1.數據仿真。本例采用數據仿真會比較直觀。點擊“LADDER LOGIC TEST TOOL”對話框的“菜單起動”，啟動繼電器內存監視功能，調出位軟元件窗口X和字軟元件窗口D。雙擊要測試的輸入繼電器，可以改變其ON/OFF的狀態，雙擊一次將其導通，再雙擊一次將其關閉。本例是雙擊X000，將其導通。當X000導通時，就能看到D0按照控制要求變化。

2.時序仿真。本例時序性不強，這里稍作介紹。單擊“LADDER LOGIC TEST TOOL”對話框的“菜單起動”，選擇“IO系統設定”，在“時序圖形式輸入”窗口下，編輯X0的波形，再執行IO系統設定，就可以根據編輯的輸入信號信息運行程序。之后打開“繼電器內存監視”的“時序圖”，可以觀察到運行結果的時序變化圖。通過數據仿真和時序仿真的測試結果，我們便于分析控制程序是否正確，是否符合控制要求，而在這整個過程中都無需PLC硬件支持。

(三)GT Simulator2仿真

為了使控制結果更加形象直觀，可以采用GT Simulator2仿真。運行GT Designer2觸摸屏設計軟件，對GOT的系統、連接機器等參數進行設置，這里采用默認設置，接著繪制人機界面。首先在主界面上擺放7組指示燈，分別對應數碼管的a～g七段，軟元件名依次設置為Y0～Y6，指示燈ON狀態時設置為紅色；其次，再添加兩個開關X0、X1，名稱設為啟動、停止，動作設置為點動。設計好后，將觸摸屏界面文件保存，之后運行GT Simulator2，在GT Simulator2中打開之前保存的觸摸屏界面文件，此時GT Simulator2自動和PLC程序連接，用鼠標點擊啟動按鈕，數碼管按照控制要求循環顯示，仿真效果和實際在線運行的場景一致。

三、結語

傳統的PLC教學，要實現理論與實踐的有機結合，往往需要投入大量資金，購買實驗設備，成本高，調試不方便，給實驗課帶來了各種困難，而學生得不到實踐，就沒辦法真正理解理論知識，學習效果差，學習積極性和主動性都不高。應用仿真軟件，無論是GX Simulator還是GT Simulator2，都是在不需要設備的情況下，就可以仿真得到和實際在線運行一致的結果，節約了實驗經費，縮短了實驗周期，給學習帶來了很大方便。同時，仿真的動畫界面豐富有趣，能夠化抽象為具體，極大地激發了學生的學習興趣，調動了學生學習的主動性，提高了課堂教學質量和教學效果；此外，通過仿真軟件的使用，學生可以不再依賴教師來驗證程序，可以自己動手，按照自己的思路來編程，然后驗證，這就極大地發揮了學生的想象力，提高了學生的創新意識。

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Application of simulation software in PLC teaching

Pan Chun-ling

(Department of Information, Quanzhou College of Economics and Trade, Quanzhou Fujian, 362000, China)

Based on the digital tube display cycle control system as an example, introduces the application of simulation software in PLC teaching. Using Mitsubishi GX Developer procedures for the preparation of PLC, using test control procedures GX Simulator. In order to control the results more intuitive, with a touch screen and GT Designer2 to design the man-machine dialog window, and then touch screen simulation software GT Simulator2 man machine dialogue window is connected with the PLC program, realizes the simulation of the whole system. The results show that, the simulation software can be obtained and the on-line application consistent results, save experimental expenditure, shorten the cycle of the experiment, brings convenient to study.

PLC; simulation software; GX Simulator; GT Simulator2

G712

A

1000-9795（2014）02-0265-01

[責任編輯：劉麗杰］

2013-12-21

潘春玲（1982-），女，福建永春人，講師，從事應用電子技術方向的研究。