力控组态软件的plc系统仿真平台设计(附件)【字数：12832】
摘 要摘 要本毕业设计的课题设计一种利用力控组态软件进行与PLC进行虚拟仿真实验的多个系统。通过对力控组态软件技术特点进行分析，将力控组态软件作为上位机用于PLC的实验中，使PLC实验离开实物的情况下，只有力控组态软件控制PLC，能达到仿真效果。本设计系统选用了西门子公司生产的S7-200系列的可编程逻辑控制器，运用国产的三维力控组态软件为载体，通过软硬件结合，设计了多个系统。系统分为（1）电动机正反转；（2）三相异步电动机Y/△降压启动；（3）交通灯控制系统；（4）网络型自动化生产线。通过三维力控软件与多个PLC相连接进行仿真模拟，实现控制过程的动态显示，并且实现了通过组态软件控制协调多个PLC，给学习者直观易懂展示。该系统设计平台使得PLC的实际操作及教学可以减少对因教学等设备的投入和维护，也减少了因为初学者的不熟练等误操作对PLC的外部输入输出设备等设备的损害。关键词PLC；组态软件；仿真
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究背景及意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 课题研究内容 2
1.4 论文组织结构 2
第二章 PLC与力控组态软件 3
2.1 PLC的介绍 3
2.2 力控组态软件 4
2.2.1 力控组态软件介绍 4
2.2.2 力控组态软件与PLC连接介绍 5
2.3 组态软件的发展趋势 6
第三章 基于力控组态软件的PLC系统仿真平台 8
3.1 系统平台整体设计 8
3.2 登陆界面设计 8
3.3 电机正反转系统设计 10
3.3.1 电机正反转PLC程序设计 10
3.3.2 上位机仿真软件的设计 11
3.3.3 上位机仿真运行与实物的比较 13
3.4 三相异步电机Y/△降压启动系统设计 14
3.4.1 降压启动PLC程序设计 14
3.4.2 上位机仿真软件的设计 16
3.4.3 上位机仿真运行与实物的对比 16
3.5 交通灯控制系统设计 18
3.5.1 交通灯 style="display:inline-block;width:630px;height:85px" data-ad-client="ca-pub-6529562764548102" data-ad-slot="6284556726"> (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({ });
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究背景及意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 课题研究内容 2
1.4 论文组织结构 2
第二章 PLC与力控组态软件 3
2.1 PLC的介绍 3
2.2 力控组态软件 4
2.2.1 力控组态软件介绍 4
2.2.2 力控组态软件与PLC连接介绍 5
2.3 组态软件的发展趋势 6
第三章 基于力控组态软件的PLC系统仿真平台 8
3.1 系统平台整体设计 8
3.2 登陆界面设计 8
3.3 电机正反转系统设计 10
3.3.1 电机正反转PLC程序设计 10
3.3.2 上位机仿真软件的设计 11
3.3.3 上位机仿真运行与实物的比较 13
3.4 三相异步电机Y/△降压启动系统设计 14
3.4.1 降压启动PLC程序设计 14
3.4.2 上位机仿真软件的设计 16
3.4.3 上位机仿真运行与实物的对比 16
3.5 交通灯控制系统设计 18
3.5.1 交通灯 style="display:inline-block;width:630px;height:85px" data-ad-client="ca-pub-6529562764548102" data-ad-slot="6284556726"> (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({ });
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系统PLC程序设计 18
3.5.2 上位机仿真软件的设计 20
3.5.3 上位机仿真运行与实物的比较 21
3.6 网络型自动化生产线系统设计 22
3.6.1 生产线PLC程序设计 23
3.6.2 上位机仿真软件的设计 30
3.6.3 力控仿真运行与实物的比较 33
第四章 网络发布及调试 36
4.1 网络发布 36
4.1.1 系统设计过程 36
4.1.2 网络发布调试 37
4.2 PLC程序调试问题 39
4.3 力控系统调试问题 39
结 语 40
致 谢 41
参 考 文 献 42
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
由于PLC的出现使工业生产达到了另一个阶段。近几十年来，全球范围内的经济的发展速度快速增加，特别是我国已经发展成为世界范围内的工厂。同时，可编程逻辑控制器PLC对工业方面生产的重要性越发显著。所以对于作为自动化相关的专业的技术人才以及学员，对PLC越来越重视，同时渴望对PLC的进一步了解和学习。几乎所有的自动化公司和绝大多数理工类高等院校也都明白到了PLC对于当今工业化社会的重要性，于是为了满足工业社会对生产的需求，目前许多自动化公司，如西门子，三菱和许多理工科类的高等院校合作开设了和PLC的教学课程。社会上也有针对PLC的相关的培训机构。教材也已经相对丰富起来了。但是PLC是一种对教学要求逻辑性相当强的科目，如果只是在课堂或者培训班上，只是在照本宣科，而没有对实物的训练操作，产生的效果只能事倍功半。所以现在的观点是PLC的教学，要有相应的理论知识同时要加上一定的实践操作，有了编写PLC梯形图程序和调试设备的经验基础，这样就能够在较短的时间掌握对PLC的应用，成为自动化控制方面的专业人才。
但是由于许多PLC的外部输入输出设备的大型化，并且贵重。为了解决 PLC 实际教学过程中对控制对象的需求问题，本课题设计一种利用三维力控组态软件进行对PLC的虚拟仿真实验教学的设计系统：首先要在电脑等上位机中将编好的程序下载到 PLC 中，然后控制各种类型的虚拟被控对象来演示控制流程，可以观察控制结果是否正确，以此来达到PLC 实验教学的目的[1]。
将仿真技术引入到对PLC实验教学，除了PLC外不需要其他外部设备，可以有效提高实验教学改革的速度，对于缺少相应的资金购入教学设备，或者减少购入大型贵重化的设备，从而节约成本。正在足渐形成一种新的学习方式[1]。
1.2 国内外研究现状
随着计算机仿真技术的发展，BYTRONIC International Ltd 开发的 LADSIM。它是一种可以进行对PLC梯形图进行程序编写和可以对PLC进行仿真的仿真软件。这样用户就能不需要PLC实物而在计算机上编写所需要的梯形图程序；实现了可以在线调试程序；达到模拟现场工作情况；显示 PLC 的输入输出的情况，比较逼真的反应了PLC的工作过程[2]。
但是它的缺点是，没有真正的PLC，所以修改输入状态信号的时候只能通过改变梯形图程序里面的输入的状态，同时因为没有真正的PLC，所以不能建立外围的输出设备，并且对于复杂的控制系统并不能实现相关功能。
华东理工大学通过Lab VIEW[3]这样一种程序开发环境，研发了一种模拟PLC工作的计算机模拟系统，它的突出优点是在把系统分成了两部分，PLC部分和外部输入输出部分，PLC部分提供了软件编辑功能，可以进行对梯形图程序的编译[2]。外部的输入输出设备可以针对一些特定对象分为两部分，一类是具体的执行元件，二类是一些要用到的输入设备如传感器等，这样程序和硬件相结合编译运行后可以直观的看到运行效果。对比于BYTRONIC，它的突出优点是可以通过人为设置进行一些简单的故障测试，从而达到模拟现实中运行的真实情况。缺点在于只是对一些具体的的实验对象进行简单的仿真，局限性较大，并且只能进行梯形图程序的编译，不能有其他编程语言。
1.3 课题研究内容
本毕业设计课题的研究内容是要设计PLC仿真设计平台，设计几个系统，（1）电动机正反转；（2）三相异步电动机Y/△降压启动；（3）交通灯控制系统；（4）网络型自动化生产线。本系统不需要PLC的外部输入输出，只通过力控组态软件与PLC与力控实时通信，控制PLC的输入输出。使得操作者可以直观的对要控制的系统进行控制和观察。
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