基于WinCC的PLC教學仿真系統的研制

李澤洪

摘 要：用組態軟件WinCC對PLC控制系統進行仿真僅需一臺PC機和一臺PLC，即能以動態的畫面直接展示程序執行過程，具有直觀、生動、成本低等優點。學生調試PLC程序時不再枯燥繁瑣，學習興趣也得到提高，可以激發學生的求知欲。

關鍵詞：WinCC 教學仿真 PLC

中圖分類號：TP2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）02（b）-0008-02

隨著科學技術的飛速發展，可編程邏輯控制器（ PLC）已經成功取代傳統的繼電器控制系統，與集散控制系統（DCS）、現場總線控制系統（ FCS）并稱為現代工業自動化生產的三大支柱。用組態軟件WinCC對PLC控制系統進行仿真僅需一臺PC機和一臺PLC，即能以動態的畫面直接展示程序執行過程，具有直觀、生動、成本低等優點。因而應用需求非常強烈。

1 現狀

電氣自動化專業所使用的實驗實訓設備都是從各教學設備生產廠買進的現成實驗實訓裝置，基本都是模塊型，而這些模塊也都是一些簡單的控制電路或模擬控制設備等，比如PLC方面的模塊也都是一些簡單模塊，例如交通燈的控制等，都是采用LED顯示負載，只是一個簡單的模擬，對學生起不到很好的鍛煉作用。

2 分析

利用Win CC組態軟件仿真可編程控制器的控制對象，在教學過程中，學生可將計算機仿真程序看作是被控對象，通過上位機組態軟件實現對PLC的實時控制。 同時，控制結果又可以在計算機屏幕上以仿真動畫形式直觀明了地顯示出來，從而極大地提高了學生的學習興趣，加深學生對該控制過程的理解。

3 設計PLC仿真教學系統

該文利用了工業監控用的組態軟件，設計開發出了一套適用于高職學生的PLC仿真教學系統。系統根據高職學生的能力要求和認知特點進行實訓項目設計，開發了不同難度層次的多個實訓項目，并將所有實訓項目集成于一個組態系統工程中，使得系統操作簡單、應用方便。

采用Win CC組態軟件可以開發多種實驗項目，下面就以運料小車為例介紹PLC仿真教學系統。

3.1 仿真系統組成

仿真系統控制器采用西門子S7-200系列 PLC。由于S7-200 本身具有功能強、價格低廉、可靠性高、使用方便等特點， 仍然被廣泛應用于小型工業自動化控制及教學過程中。

3.2 運料小車仿真系統控制要求

實現小車的自動運料方式與單動運料方式。自動運料過程則為單動過程的不斷重復。另外需組態兩個按鈕，停止按鈕與復位按鈕，停止按鈕用來控制小車在單動與自動運料過程中的停止。復位按鈕用來對小車進行復位，即使小車回到如圖所示的初始狀態下。

3.3 組態仿真畫面的設計

監控界面如下圖所示，畫面大小為800×600。

3.4 設計步驟如下

（1）新建一個名為“160310112”的單用戶工程項目。

（2）新建一個名為“160310112”的過程畫面，過程畫面大小為800×600，在過程畫面中添加如下元件，如圖所1示，保存畫面。

（3）所建內部變量以及內部變量類型如表1所示。

（4）過程畫面中四個按鈕的C動作程序代碼如下。

自動：SetTagDWord（“flag1”，1）；

單動：SetTagDWord（“flag2”，1）；

停止：SetTagDWord（“flag1”，0）；

SetTagDWord（“flag1”，0）；

復位：SetTagDWord（“flag1”，0）；

SetTagDWord（“flag1”，0）；

SetTagDWord（“xiaochex”，0）；

（5）打開全局腳本C編輯器，在腳本編輯器中新建2個全局動作，分別命名為dandong.pas和auto.pas，并分別添加觸發器dwl和ff。

（6）右擊工程文件名“160310112”，修改參數用戶周期1為100。單擊確定退出。

（7）通過設置計算機屬性來設置運行系統加載全局腳本運行系統以及圖形運行系統。單擊確定，退出。

（8）打開過程畫面，激活運行系統進行測試。

（9）運行結果如圖2所示。

4 結語

用于PLC課程實際的理論及實踐教學之中，經教師教學及學生的實驗實訓課程驗證效果良好，是可行的。

雖然搭建了基于WinCC的PLC教學仿真系統的實驗平臺，但圍繞著PLC教學仿真系統實驗平臺的工作才剛展開，對基于WinCC的PLC教學仿真系統的研究需要更深入。

參考文獻

[1] 曾喜娟.基于Win CC flexible組態軟件的仿真模型在教學實踐中的設計與實現[J].甘肅聯合大學學報：自然科學版，2012，26（6）：73-75.

[2] 張學軍，劉海波，回文靜.組態技術在PLC實驗中的應用[J].河北工程技術高等?？茖W校學報，2010（4）：36-38.

[3] 史博.組態仿真軟件在高職PLC課程教學中的應用[J].遼寧高職學報，2010（6）：33-34.

[4] 陳永利，趙小霞.MCGS組態軟件在PLC教學中的應用[J].濟源職業技術學院學報，2011（4）：24-26.

[5] 王惠莉.基于MCGS的仿真教學系統在PLC教學中的應用[J].實驗技術與管理，2010（11）：274-275.