基于S7-200仿真軟件的PLC教學探索

（鄭州電力高等專科學校，河南 鄭州 450004）

0 引言

可編程控制器（PLC）在工業現場中具有功能強大，使用方便，應用領域廣泛等特點，已經成為現代工業自動化技術的重要支柱之一。隨之，“可編程控制器技術”這門課程[1-2]也成為電氣自動化技術、機電類、自動化類等專業的一門核心必修課程。本學院西門子系列可編程控制器為主，建立專業核心課程。“可編程控制器技術”課程密切聯系實際工程應，是一門實踐性、綜合性很強的應用型課程，因此，只簡單通過課堂上單純的理論分析講解，難以滿足實際需要。在教學過程中讓學生通過實際的實驗設備進行充分訓練，將抽象的技術知識形象生動地傳授給學生，把理論知識轉化為看得見、摸得著的控制過程。但是，目前多數高職高專院校存在實訓設備少、設備陳舊老化，不能滿足教學等一系列問題，不利于教學活動的開展。鑒于現在很多模擬教學軟件和仿真軟件都已經做得相當逼真，仿真教學的條件也已經很成熟，采用該方法教學既降低教學成本，又可以使抽象的理論知識變得具體形象，易于理解。本文詳細介紹了 Siemens S7-200 仿真軟件在教學中的應用。

1 仿真軟件在教學中應用

Siemens S7-200仿真軟件[3]簡稱S7-200，是一款免安裝的仿真軟件，解壓縮后雙擊“S7-200 漢化版”即可，如圖1所示。S7-200 漢化版可以脫離可編程控制器硬件進行仿真模擬，打開仿真軟件，輸入密碼即可直接使用。利用“S7-200漢化版”可以非常方便地加載程序，反復調試，模擬運行，直到程序可以正確的實現預期功能。在缺乏 PLC硬件設備的條件下，利用S7-200仿真軟件輔助教學，能夠方便地給學生提供一個模擬的實訓環境，使很多不易理解的知識點通過仿真軟件直觀的演示出來，易于理解，學生也能很快參與教學過程，變被動為主動。

本文以具體例子說明Siemens S7-200仿真軟件的仿真功能，以電動機順序啟停為例。

1.1 控制要求

（1）按下啟動按鈕，第一臺電機立即啟動，延時30s后第二臺啟動，延時60S后第三臺啟動；（2）按下停止按鈕，第三臺電機立即停止，延時20s后第二臺停止，延時40S后第三臺原則。

1.2 程序編寫

根據控制要求，在PLC硬件接線中，KM1、KM2、KM3交流接觸器的線圈，分別控制電動機1、電動機2、電動機3；SB1表示停止按鈕，SB2表示啟動按鈕；FR1、FR2、FR3分別為熱繼電器的常開觸點。

建立項目，項目名稱為“電動機順序啟停控制”，啟動STEP 7 MicroWin 4.0，輸入控制梯形圖，如圖1所示。

圖1 電動機順序啟停控制

1.3 程序仿真

（1））首先在STEP7 MicroWin 4.0導出程序，從菜單命令“文件－>導出…”導出后綴為“awl”的文件“電動機順序起停控制.awl”。

（2）導出程序后，啟動S7-200仿真程序，裝載程序，點擊菜單欄的“配置”－“CPU型號”，在彈出的對話框中選擇與Siemens Step7 Microwin編程軟件項目中相同的CPU型號。點擊“程序”－“載入程序”，將先前導出的awl格式文件打開，程序裝載完成后，運行仿真程序，CPU上的運行“run”指示燈亮。撥動開關2、3、4，“I0.2”“I0.3”“I0.4”指示燈亮，熱繼電器FR1、FR2、FR3正常工作。

1.4 模擬操作

利用鼠標控制S7-200上的 PLC 模擬輸入觸點，點擊模擬起動、停止按鈕的輸入信號，此時便可以直接得到相應的 PCL輸出量的相應指示燈顯示。

撥動開關1：“I0.1”指示燈亮，啟動按鈕按下；“Q0.0”指示燈亮，第一臺設備運行；延時30s后，“Q0.1”指示燈亮，第二臺設備運行；延時60s后，“Q0.2”指示燈亮，第三臺設備運行，如圖2所示。

撥動開關0：“I0.0”指示燈亮，停止按鈕按下；“Q0.2”指示燈滅，第3臺電機停止，延時20S，“Q0.1”指示燈滅，第2臺電機停止，延時40S，“Q0.0”指示燈滅，第1臺電機停止，如圖3所示。

圖2 電動機順序啟停控制啟動狀態

圖3 電動機順序啟停控制停止狀態

2 結語

S7-200仿真軟件應用在“PLC可編程控制器”教學中，學生在一臺計算機上就能完成程序的調試與運行，可以在計算機上直觀生動地顯示執行程序結果，而且學生在調試程序過程中，讓他們在仿真軟件的輔助下反復修改、查看結果、優化程序，而在做這些工作的過程中，對程序做的每一點改進都能直觀地觀察到仿真結果的變更，使抽象的程序形象化，促使學生的學習由被動變為主動，從而取得了良好的教學效果。另外，仿真軟件擺脫了對硬件的束縛，便于學生隨時隨地學習，拓寬了教學課堂。