宇龍仿真軟件實現PLC控制氣動系統

南京科技職業學院 曹立碩 劉一明 朱麗琴

宇龍仿真軟件實現PLC控制氣動系統

南京科技職業學院 曹立碩 劉一明 朱麗琴

利用宇龍仿真軟件開發的典型自動生產線的加工系統，實現了電路、PLC和氣動的混合仿真控制，具有對用戶編制的程序進行可視化、自動的評判功能。仿真設計及調試過程體現了一個完整的PLC控制系統開發過程，即從元件選型、電氣動回路接線到編程調試，實際表明，PLC控制的氣動系統采用宇龍軟件仿真進行設計調試具有良好的訓練效果。

宇龍仿真軟件；氣動系統；PLC仿真控制

自動生產線中氣動控制系統應用極其廣泛，專業學習中氣動實驗裝置數量不能完全滿足學生實踐需求，為了保證學習質量，可以借助仿真軟件進行學習，從而提高學習效果。宇龍機電控制仿真軟件就非常適合PLC控制氣動系統的仿真調試。

一、宇龍仿真軟件概述

上海宇龍軟件工程有限公司開發的《機電控制仿真軟件》是用于電氣自動化、機電一體化及相關專業的仿真軟件。對于初學者理解和學習機電類的知識有非常好的促進作用。它由一個元器件庫和用戶可以選擇一些元器件進行自由搭建所想象控制系統的工作仿真區構成，元器件庫由電路元器件、液壓元器件、氣動元器件以及各種控制對象組成，該元器件庫是一個開放式的資源庫，可根據需求將各種元器件和控制對象添加到現有庫中。有些元器件或控制對象還可以讓用戶自己添加或修改。用戶可以自由搭建所需要的電、液、氣自動控制系統，可以實現混合仿真控制，并且能夠對用戶編制的程序進行可視化、自動的評判功能。

二、生產線加工系統功能設置

生產線加工系統中的工件被物料臺夾緊后送到沖壓機構下面，完成一次沖壓加工動作，然后再送回松開。系統中主要包括氣源、氣動匯流板、氣缸、氣動手指、單電控換向閥、消聲器、快插接頭和氣管等，它們的主要作用是完成工件夾緊和放松、加工臺伸出和縮回與沖壓氣缸的沖壓和抬起。

加工系統的氣動執行元件由2個雙作用氣缸和1個氣動手指組成。其中，1B1、1B2為安裝在氣動手指上的2個磁性開關；2B1、2B2為安裝在加工臺伸縮氣缸上的2個磁性開關；3B1、3B2為安裝在沖壓氣缸上的2個磁性開關。加工系統中的PLC選用西門子S7-200系列產品，其型號是CPU226 AC/DC/RLY。

三、宇龍軟件仿真設計調試過程

1.元器件的添加

根據自動生產線加工系統的功能和要求到器件庫里選擇合適的PLC、氣動元件、交/直流電源、按鈕和接近開關等元件，單擊移動到仿真操作區完成添加。添加好元器件后，依次進行排版并根據需要進行重命名。

2.氣動回路連接

氣泵連接三聯件后由四通接頭輸出到3個單電控二位五通電磁換向閥的進氣口P，仿真設計中排氣口可不連接消聲器，實際回路中需連接。

電磁閥的常態位為右位，P通B，A通T1。工作口A和B必須正確連接保證氣路滿足初始狀態要求，手指氣缸松開，伸縮氣缸伸出，沖壓氣缸縮回。

另外，要啟動氣動回路，氣泵必須連接AC220V電源，同時，氣泵上部的接口為出氣口，如果誤接下部，則回路無法啟動。

3.PLC控制回路連接

仿真調試的時候發現宇龍軟件中的磁性開關的接線與實際不太一致，仿真接線是將2線輸出的棕色線連接直流電源的“+”，藍色線與PLC的輸入點相連。

三線制的接近開關選用的是PNP型，棕色線連接直流電源的“+”，藍色線連接直流電源的“—”，黑色常開輸出連接PLC的輸入點I0.0。輸入的公共端連接直流電源的“—”。

按鈕的接線為一端與PLC輸入點相連，另一端連接直流電源的“+”。電磁閥的接線為一端與PLC輸出點相連，另一端連接直流電源的“+”，輸出的公共端連接直流電源的“—”。

為了接線美觀以及查看方便，不同的線設置了不同的顏色進行區分。根據功能要求完成硬件接線并啟動調試，初始的狀態如圖1所示。

圖1 綜合控制接線圖

表1 PLC輸入輸

4.PLC程序編寫

宇龍軟件中提供了西門子PLC的軟件仿真環境，選中PLC右擊選擇“新建程序”進入PLC程序編輯視圖，依照表1的輸入輸出信號情況完成加工系統的梯形圖編寫。

需要注意的是，采用順序控制（SCR）指令時，宇龍仿真軟件中的裝載順序控制繼電器LSCR指令前必須添加SM0.0與母線相連，而實際編程軟件STEP7-MicroWIN中則不需要。

5.軟硬件聯調

編輯完程序，點擊窗口菜單中的“電路仿真-接線圖”回到接線頁面。

啟動機電控制仿真平臺，當工件臺檢測到工件時，按下綠色啟動按鈕，手指氣缸、伸縮缸、沖壓氣缸按順序動作執行，按下紅色停止按鈕，機電控制仿真平臺停止運行。如果出現問題需要進行檢查是硬件接線問題還是程序問題。筆者在調試的過程中曾經出現過剛開始調試有誤刷新幾次后正常運行的情況，這也是宇龍仿真軟件中一些不好的地方。

四、結束語

宇龍仿真軟件在不能實現一人一套設備的實驗室顯得極其重要，只要有一臺筆記本，安裝上軟件即可實現仿真設計和調試。與設備相比，宇龍仿真軟件能夠實現安全操作，不用操心元器件因接線錯誤造成損失或者人身傷害。但是宇龍仿真與實際操作在一些方面還是有一定的區別，比如磁性開關的接線和LSCR指令。辯證地去利用宇龍軟件的優點有助于學生學好專業課程，提高實踐能力。

[1]江波.基于宇龍機電仿真軟件電氣仿真故障案例庫建設研究[J].價值工程,2015(6):135-137.

[2]宇龍機電控制仿真軟件使用手冊.

[3]廖常初.PLC基礎及應用[M].北京:機械工業出版社,2003.

The realization of PLC control pneumatic system by Yulong simulation software

CAO Lishuo，LIU Yimin，ZHU Liqin
（NanJing Polytechnic Institute，NanJing，JiangSu，210048）

This paper uses Yulong simulation software to simulate a processing system in a automatic production line. It implements a hybrid simulation of circuit, PLC and pneumatic control. It can realize the user program to carry out the visualization, automatic evaluation function. The simulation design and debugging process embodies a complete PLC control system development process, including the component selection, electrical circuit wiring, programming and debugging. Practice shows that design and debugging a PLC control pneumatic system by Yulong simulation software has a good training effect.

Yulong simulation software; Pneumatic system; PLC simulation control

曹立碩（1998—），男，學生，機電一體化技術專業。