仿真软件在PLC教学中的应用

潘春玲

（泉州经贸职业技术学院信息系 福建泉州 362000）

仿真软件在PLC教学中的应用

潘春玲

（泉州经贸职业技术学院信息系 福建泉州 362000）

以数码管循环显示控制系统为例，介绍了仿真软件在PLC教学中的应用。采用三菱GX Developer编写PLC程序，使用GX Simulator对控制程序进行测试。为了使控制结果更加形象直观，采用触摸屏GT Designer2设计人机对话窗口，再用触摸屏仿真软件GT Simulator2将人机对话窗口与PLC程序连接，实现对整个系统的仿真。结果显示，仿真软件可以得到和实际在线运行一致的结果，节约了实验经费，缩短了实验周期，给学习带来了很大方便。

PLC；仿真软件；GX Simulator；GT Simulator2

可编程控制器(简称PLC)是一种通用工业自动控制装置，由早期的继电控制系统发展而来，以微处理器为核心，涵盖了计算机、自动化和通信等多项技术。PLC以其编程简单、使用方便、功能强大、可靠性高以及功耗低等突出的优点，迅速普及并成为了当代工业自动化的支柱设备之一，被广泛应用在工业生产中。

目前，高职院校的数控技术、机电一体化、自动化等专业都开设与PLC有关的课程，但该课程主要存在以下几个问题：一，该课程的实践性很强，教学设备的应用相当重要，只有通过实际操作，才能实现理论与实践的高度统一，才能真正学会PLC知识。然而就目前来说，一套PLC实训设备的价格昂贵，很多高职院校的财政又紧张，资金相对短缺，因而购买的设备数量有限，无法保证学生一人一套。二，目前我国多数的PLC教学实验依然采用一些简单的实验对象，无法激发学生的好奇心和学习兴趣，学习效果差。三，实际生产过程中的被控对象种类繁多，像机械手、自动电梯等，这些设备体积庞大，价格昂贵，很难在实验室配备，从而使课堂教学内容赶不上实际生产的需要。

如何解决上述问题，是高职院校教师们一项迫切的任务。随着科技的进步，仿真技术在社会发展中的作用愈来愈显重要。仿真是指以计算机为手段，让学生在虚拟的环境中模拟真实的场景，从而获得真实的感觉。因此，采用仿真技术是一个先进又有效的手段，本文以三菱仿真软件GX Simulator和触摸屏仿真软件GT Simulator2为例，介绍仿真软件在PLC教学中的应用。

一、GX Simulator和GT Simulator2特点

使用GX Simulator时，先安装编程软件GX Developer，再安装GX Simulator，随后GX Simulator会被集成到编程软件GX Developer中。GX Simulator的特点是可以仿真和调试三菱各种系列的PLC程序，从而缩短设计开发周期，降低成本，其主要调试方式有数据仿真和时序仿真两种。GT Simulator2是使用触摸屏设计软件GT Designer2编制的工程数据，在即使没有GOT主体的情况下，也可以在个人电脑上仿真GOT的画面。需要修改画面时，通过GT Designer2进行画面修改，再用GT Simulator2确认变化结果。此外，通过GX Simulator与GT Simulator2的配合使用可以进行画面调试，仅用一台个人电脑就可以进行从画面制作到画面调试的全过程。

二、仿真实例分析

本文以数码管从0、1、2……9依次循环显示的控制系统为例，来说明GX Simulator和GT Simulator2的使用。其控制要求如下：

控制系统有一个启动按钮和一个停止按钮，分别控制数码管的启动和停止；2.程序开始后显示0，延时1s，显示1，延时1s，显示2……显示9，延时1，再显示0，如此循环不止。

根据控制要求，其I/O分配如下：X0：启动按钮，X1：停止按钮，Y0～Y6：数码管a b c d e f g段 。

(一)编制梯形图

打开GX Developer编程软件，编制如下程序。

(二)GX Simulator调试程序

程序编写完成后，点击“工具”菜单，选择“梯形图逻辑测试启动”项，接着进行PLC虚拟写入。待完成后，系统弹出一个标题为“LADDER LOGIC TEST TOOL”的对话框，该对话框模拟显示了PLC的运行状态。

根据具体情况可选择数据仿真和时序仿真。下面对这两种仿真方式分别进行介绍。

1.数据仿真。本例采用数据仿真会比较直观。点击“LADDER LOGIC TEST TOOL”对话框的“菜单起动”，启动继电器内存监视功能，调出位软元件窗口X和字软元件窗口D。双击要测试的输入继电器，可以改变其ON/OFF的状态，双击一次将其导通，再双击一次将其关闭。本例是双击X000，将其导通。当X000导通时，就能看到D0按照控制要求变化。

2.时序仿真。本例时序性不强，这里稍作介绍。单击“LADDER LOGIC TEST TOOL”对话框的“菜单起动”，选择“IO系统设定”，在“时序图形式输入”窗口下，编辑X0的波形，再执行IO系统设定，就可以根据编辑的输入信号信息运行程序。之后打开“继电器内存监视”的“时序图”，可以观察到运行结果的时序变化图。通过数据仿真和时序仿真的测试结果，我们便于分析控制程序是否正确，是否符合控制要求，而在这整个过程中都无需PLC硬件支持。

(三)GT Simulator2仿真

为了使控制结果更加形象直观，可以采用GT Simulator2仿真。运行GT Designer2触摸屏设计软件，对GOT的系统、连接机器等参数进行设置，这里采用默认设置，接着绘制人机界面。首先在主界面上摆放7组指示灯，分别对应数码管的a～g七段，软元件名依次设置为Y0～Y6，指示灯ON状态时设置为红色；其次，再添加两个开关X0、X1，名称设为启动、停止，动作设置为点动。设计好后，将触摸屏界面文件保存，之后运行GT Simulator2，在GT Simulator2中打开之前保存的触摸屏界面文件，此时GT Simulator2自动和PLC程序连接，用鼠标点击启动按钮，数码管按照控制要求循环显示，仿真效果和实际在线运行的场景一致。

三、结语

传统的PLC教学，要实现理论与实践的有机结合，往往需要投入大量资金，购买实验设备，成本高，调试不方便，给实验课带来了各种困难，而学生得不到实践，就没办法真正理解理论知识，学习效果差，学习积极性和主动性都不高。应用仿真软件，无论是GX Simulator还是GT Simulator2，都是在不需要设备的情况下，就可以仿真得到和实际在线运行一致的结果，节约了实验经费，缩短了实验周期，给学习带来了很大方便。同时，仿真的动画界面丰富有趣，能够化抽象为具体，极大地激发了学生的学习兴趣，调动了学生学习的主动性，提高了课堂教学质量和教学效果；此外，通过仿真软件的使用，学生可以不再依赖教师来验证程序，可以自己动手，按照自己的思路来编程，然后验证，这就极大地发挥了学生的想象力，提高了学生的创新意识。

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Application of simulation software in PLC teaching

Pan Chun-ling

(Department of Information, Quanzhou College of Economics and Trade, Quanzhou Fujian, 362000, China)

Based on the digital tube display cycle control system as an example, introduces the application of simulation software in PLC teaching. Using Mitsubishi GX Developer procedures for the preparation of PLC, using test control procedures GX Simulator. In order to control the results more intuitive, with a touch screen and GT Designer2 to design the man-machine dialog window, and then touch screen simulation software GT Simulator2 man machine dialogue window is connected with the PLC program, realizes the simulation of the whole system. The results show that, the simulation software can be obtained and the on-line application consistent results, save experimental expenditure, shorten the cycle of the experiment, brings convenient to study.

PLC; simulation software; GX Simulator; GT Simulator2

G712

A

1000-9795（2014）02-0265-01

[责任编辑：刘丽杰］

2013-12-21

潘春玲（1982-），女，福建永春人，讲师，从事应用电子技术方向的研究。