基于组态软件的PLC实验教学系统的开发

1、195科技创新导报ScienceandTechnologyInnovationHerald 学术论坛2008NO.06ScienceandTechnologyInnovationHerald科技创新导报随着科学技术的进步,现代工业生产过程规模的不断扩大,自动控制已经代替人工操作,监督控制已经代替了人工现场控制。整个生产过程,可以使人不用到现场就能监控到现场的设备,了解设备的运行情况,使人在室内监测和控制现场的设备等。现在的大学,理论教学和实验教学是分开的,学生实践动手机会很少;如果我们的教室里面装有教学所需的实验设备的话,老师可以在教学的时候配合实验来讲解一些理论内容,学生也容易接受,从而提高

2、老师的教学效果,能不能通过其他方式达到我们所要的效果呢?从工业控制的控制要求上,可以把监督控制这一概念用于理论、实验教学上,就可以解决学生不用走进实验室也能使理论教学与实验教学同步进行,大大提高老师的教学效果和学生的理解及接受能力。组态软件是在工业自动化领域兴起的一种新型的软件开发技术。开发人员不需要编制具体的指令和代码,只要利用组态软件包中的工具,通过硬件组态、数据组态、画面组态等工作即可完成所需应用软件的开发工作。具有远程监控、数据采集、数据分析、过程控制等功能,还具有二次开发简便、开发周期短、通用性强、可靠性高等优点。PLC 是一门重要的专业课程,除理论教学外,实验教学也是一个重要的环节

3、,配有大量的实验课。但由于现行P L C 的操作系统(系统管理软件是建立在逻辑运算的基础上,不具备系统管理能力,没有良好的人机联系界面,可视性差。如果采用组态软件和PLC 控制系统相结合,以组态王软件为基础,进行二次开发,利用组态王对P L C 进行动画组态、硬件组态和控制组态,通过计算机全真模拟PLC 的教学实验过程,对PLC 的实验状态进行模拟,可加深学生对实验本身及理论课程的理解,明确本课程在生产实际中的重要性。同时,在仿真状态中可直观地对PLC 实验程序的正确与否进行验证。大大提高学生学习的兴趣,提高本课程的理论与实验教学水平。1开发系统的组成基于组态软件的PLC 实验教学系统组成结构

4、如图1所示。计算机与P L C 通过R S -232串行接口用通信电缆连接,通过编程器把已完成的控制程序下载到P L C 。在计算机中安装组态软件,并在组态软件环境下运行已开发的实验项目,同时使PLC 进入运行状态,通过鼠标操作界面上的图形对象就可以进行系统的仿真。2实验项目开发过程的实例茂名学院电气工程及其自动化专业P L C 实验项目物料传送装车控制的仿真系统的开发过程步骤如下。P L C 主机采用日本三菱公司生产的F X O N -60M R 。2.1分析系统,编写PLC 程序对物料传送装车控制系统进行分析,明确系统的控制要求,确定PLC 的I/O 点数,通过手持式PLC 编程器(HPP

5、写入物料传送装车控制程序。2.2定义I/O 设备建立P L C 内的点与数据库中变量的连接。组态王的设备管理结构列出已配置的与组态王通讯的各种I/O 设备名,每个设备名实际上是具体设备的逻辑名称,每一个逻辑设备名对应一个相应的驱动程序,以此与实验设备相对应。只要按照配置向导的提示进行相应的参数设置,选择I/O 设备的生产厂家(如三菱公司、设备名称(PLC、通讯方式(串行接口,指定设备的逻辑名称和通讯地址(COM1,则组态王自动完成驱动程序的启动和通信,不再需要人工进行。只有在定义了外部设备之后,组态王才能通过I/O 变量和它们交换数据。2.3建立数据库数据库是“组态王”软件的核心部分,实验项目

6、要以动画的形式反映在屏幕上,操作者在计算机前发布的指令也要迅速送实验PLC 上,所有这一切都是以实时数据库为中介环节,所以说数据库是联系上位机和下位机的桥梁。在组态软件中建立一个“物料传送装车控制”工程,在导航器的实时数据库中根据物料传送装车控制系统输入输出信号的数量建立相应的变量,并为每个变量定义一个名称,确定变量的类型,如图2所示。只要把I/O 变量连结到前面定义的外部设备上,就可以和组态软件开发的仿真系统交换数据了。2.4创建仿真显示画面在每个画面上生成互相关联的静态或动态图形对象。画面的内容是显示仿真对象即物料传送装车控制的图形结构及控制过程,图形的变化或运动反映了PLC 程序的运行结

7、果,所以设计的图形画面要生动逼真,尽量符合实际,画面可以由“组态王”提供的类型丰富的图形对象组成,也可以自行创建新的图形。2.5制作动画连接在画面的图形对象与数据库的数据变量之间建立一种关系,当变量的值改变时,在画面上以图形对象的动画效果表示出来;或者通过图形对象改变数据变量的值。一个图形对象可以同时定义多个连接,组合成复杂的效果,以便满足实际中任意的动画显示需要。2.6运行和调试“物料传送装车控制”工程初步建立起来后,进入到运行和调试阶段。在组态软件开发系统中选择“文件切换到View ”菜单命令,进入组态王运行系统。在运行系统中选择“画面打开”命令,从“打开画基于组态软件的P L C 实验教

8、学系统的开发康珏(茂名学院自动化系广东茂名525000摘要:针对P L C 教学实验中不具备良好的人机界面、可视性差的缺点,提出了在计算机上实现基于组态软件的全真模拟P L C 实验教学项目的方法。详细介绍了仿真实验教学项目的开发过程,给出了仿真系统的结构框图。教学仿真系统不仅可验证P L C 的控制程序的正确与否,还可直观逼真地显示P L C 动态控制过程,加深对P L C 实验的兴趣和理解,提高P L C 课程的理论学习水平。 关键词:PLC 实验教学组态软件仿真开发中图分类号:TP273文献标识码: A 文章编号:1674-098X(200802(c-0195-02 图3物料传送装车仿真

9、控制界面图1PLC实验教学系统结构图图2定义变量类型对话框196科技创新导报ScienceandTechnologyInnovationHerald2008NO.06ScienceandTechnologyInnovationHerald学术论坛科技创新导报面”窗口选择“T e s t ”画面。显示出组态软件运行系统画面,即可看到矩形框和文本在动态变化。2.7仿真系统运行串行接口电缆一端与PLC 手持编程器连接,另一端接计算机的串行口,通过手持式PLC 编程器(H P P 把已经编好的物料传送装车控制程序下载到P L C 。打开计算机的组态软件运行窗口,通过鼠标操作图形界面如图3所示上各个按钮

10、,来控制PLC 的运行情况,通过PLC 的启动和停止开关也可以控制组态软件的运行和停止,如果窗口画面上图形的动态变化速度与PLC 的控制过程保持同步的话,说明PLC 程序编写正确,组态过程的设置合理,否则应检查PLC 控制程序。设计中时间继电器的时间设置要考虑PLC 设备的延时问题。3结语利用组态软件对PLC 教学实验项目进行仿真模拟,不仅可以看到P L C 的整个控制过程,测试PLC 的控制程序的正确与否,而且还给PLC 教学提供了一个可视性好、逼真的良好界面,加深了学生对课程的理解,激发了学习兴趣,提高了理论教学水平。同时,也为研究组态软件与实际系统的结合提供了非常有价值的参考。参考文献1

11、袁云龙.基于组态软件的PLC 控制系统仿真实现J.自动化仪表2006(5:57-58.2李珍芳.基于Kingview 和PLC的水处理控制J.自动化仪表2005(5:51-53.3GaoDexin.CommunicationofPCandPLCinEthernetNetUsedKingview J.IndustrialContralComputer2002:123-125.4史国生.电气控制与可编程控制器技术M.第1版北京:化学工业出版社,2004.实验室规章制度是实验室开展正常工作的依据,是设备管理、仪器管理、耗材管理、人员管理的细化,同时也是检验实验室各项工作的标尺、准则1。因此,制定出一

12、套科学合理的规章制度对实验室来说非常重要。天然产物研究与利用湖北省重点实验室(简称天然产物实验室规章制度应从以下几个方面考虑。1加强横向管理天然产物实验室并不是一个独立的科研单位,它包括相互关连的三个平台。每个平台都有开展科研研究的能力和优势。因此,实验室负责人在拟定实验室规章制度时,应注重各个平台的相互影响,规范资源共享,充分利用设备和仪器。规范各平台实验室负责人的科研行为和管理标准,最大限度调动各平台教师互取长短的科研激情和不断提高学生的跨平台科研能力。2注重成果转化检验科研工作成效的一个重要方面是看其科研成果的应用范围和价值,科研成果产业化可以进一步促进科研技术和能力的发展与进步。天然产

13、物实验室除了基础研究外,最重要的研究目的就是从自然界中寻找和发现能够用于人类疾病防治、满足工农业生产需求等方面的化合物或先导化合物。如本实验室获得的根皮苷、延龄草皂苷、松柏苷等,应该加大力度与相关企业合作,实现产业化。制定激励方案,鼓励实验室成员投身到科研成果的转化中去,在业绩考核时予以照顾,从而实现实验室运行的良性循环。3充分发挥学生的科研能动性学生是天然产物实验室科研工作的主力军,制定规章制度时应该规范学生的科研行为、最大限度的调动他们的积极性。除为其创造良好的外部实验环境外,一定的精神激励不容忽视。在学生实验过程中导师可对其实验成果给予积极的评价,并对其实验技术耐心指导,充分调动学生参与

14、科研的兴趣及提高他们的科研自信心。4合理管理实验室设备设备是完成科研任务的必备工具,但是由于操作者的熟练程度和工作态度往往影响设备的使用状况。管理好实验室的各种设备,统一建立档案和签名制度、设置专人管理、注意日常维护,确保仪器设备正常运行。另外,在仪器使用中要协调好使用人员和使用时间,防止使用时间发生冲突。同时,规范实验室设备的借还制度,并及时认真填好借还登记表,对实验过程中仪器的损坏情况及时分析原因,明确责任,恰当处理,实施一定的赔偿制度,以增强师生爱护公物的意识。天然产物实验室规章制度制定建议彭元丽邹坤陈国华(三峡大学湖北宜昌443002摘要:实验室管理方法是实现实验室正常运作的重要保证。在强化实验室管理的依据是制定规章制度,本文对天然产物实验室规章制度应该涉及的方面进行了分析。关键词:实验室管理规章制度建议中图分类号:C931.2文献标识码:A 文章编号:1674-098X(200802(c-0196-01基金项目:湖北省教育厅高等学校教学研究项目(20070228,三峡大学“新世纪本科教育教学改革工程”项目(G200712。5完善科研档案天然产物实验室的科研档案应有专人管理,凡完成