宇龙仿真软件实现PLC控制气动系统

南京科技职业学院 曹立硕 刘一明 朱丽琴

宇龙仿真软件实现PLC控制气动系统

南京科技职业学院 曹立硕 刘一明 朱丽琴

利用宇龙仿真软件开发的典型自动生产线的加工系统，实现了电路、PLC和气动的混合仿真控制，具有对用户编制的程序进行可视化、自动的评判功能。仿真设计及调试过程体现了一个完整的PLC控制系统开发过程，即从元件选型、电气动回路接线到编程调试，实际表明，PLC控制的气动系统采用宇龙软件仿真进行设计调试具有良好的训练效果。

宇龙仿真软件；气动系统；PLC仿真控制

自动生产线中气动控制系统应用极其广泛，专业学习中气动实验装置数量不能完全满足学生实践需求，为了保证学习质量，可以借助仿真软件进行学习，从而提高学习效果。宇龙机电控制仿真软件就非常适合PLC控制气动系统的仿真调试。

一、宇龙仿真软件概述

上海宇龙软件工程有限公司开发的《机电控制仿真软件》是用于电气自动化、机电一体化及相关专业的仿真软件。对于初学者理解和学习机电类的知识有非常好的促进作用。它由一个元器件库和用户可以选择一些元器件进行自由搭建所想象控制系统的工作仿真区构成，元器件库由电路元器件、液压元器件、气动元器件以及各种控制对象组成，该元器件库是一个开放式的资源库，可根据需求将各种元器件和控制对象添加到现有库中。有些元器件或控制对象还可以让用户自己添加或修改。用户可以自由搭建所需要的电、液、气自动控制系统，可以实现混合仿真控制，并且能够对用户编制的程序进行可视化、自动的评判功能。

二、生产线加工系统功能设置

生产线加工系统中的工件被物料台夹紧后送到冲压机构下面，完成一次冲压加工动作，然后再送回松开。系统中主要包括气源、气动汇流板、气缸、气动手指、单电控换向阀、消声器、快插接头和气管等，它们的主要作用是完成工件夹紧和放松、加工台伸出和缩回与冲压气缸的冲压和抬起。

加工系统的气动执行元件由2个双作用气缸和1个气动手指组成。其中，1B1、1B2为安装在气动手指上的2个磁性开关；2B1、2B2为安装在加工台伸缩气缸上的2个磁性开关；3B1、3B2为安装在冲压气缸上的2个磁性开关。加工系统中的PLC选用西门子S7-200系列产品，其型号是CPU226 AC/DC/RLY。

三、宇龙软件仿真设计调试过程

1.元器件的添加

根据自动生产线加工系统的功能和要求到器件库里选择合适的PLC、气动元件、交/直流电源、按钮和接近开关等元件，单击移动到仿真操作区完成添加。添加好元器件后，依次进行排版并根据需要进行重命名。

2.气动回路连接

气泵连接三联件后由四通接头输出到3个单电控二位五通电磁换向阀的进气口P，仿真设计中排气口可不连接消声器，实际回路中需连接。

电磁阀的常态位为右位，P通B，A通T1。工作口A和B必须正确连接保证气路满足初始状态要求，手指气缸松开，伸缩气缸伸出，冲压气缸缩回。

另外，要启动气动回路，气泵必须连接AC220V电源，同时，气泵上部的接口为出气口，如果误接下部，则回路无法启动。

3.PLC控制回路连接

仿真调试的时候发现宇龙软件中的磁性开关的接线与实际不太一致，仿真接线是将2线输出的棕色线连接直流电源的“+”，蓝色线与PLC的输入点相连。

三线制的接近开关选用的是PNP型，棕色线连接直流电源的“+”，蓝色线连接直流电源的“—”，黑色常开输出连接PLC的输入点I0.0。输入的公共端连接直流电源的“—”。

按钮的接线为一端与PLC输入点相连，另一端连接直流电源的“+”。电磁阀的接线为一端与PLC输出点相连，另一端连接直流电源的“+”，输出的公共端连接直流电源的“—”。

为了接线美观以及查看方便，不同的线设置了不同的颜色进行区分。根据功能要求完成硬件接线并启动调试，初始的状态如图1所示。

图1 综合控制接线图

表1 PLC输入输

4.PLC程序编写

宇龙软件中提供了西门子PLC的软件仿真环境，选中PLC右击选择“新建程序”进入PLC程序编辑视图，依照表1的输入输出信号情况完成加工系统的梯形图编写。

需要注意的是，采用顺序控制（SCR）指令时，宇龙仿真软件中的装载顺序控制继电器LSCR指令前必须添加SM0.0与母线相连，而实际编程软件STEP7-MicroWIN中则不需要。

5.软硬件联调

编辑完程序，点击窗口菜单中的“电路仿真-接线图”回到接线页面。

启动机电控制仿真平台，当工件台检测到工件时，按下绿色启动按钮，手指气缸、伸缩缸、冲压气缸按顺序动作执行，按下红色停止按钮，机电控制仿真平台停止运行。如果出现问题需要进行检查是硬件接线问题还是程序问题。笔者在调试的过程中曾经出现过刚开始调试有误刷新几次后正常运行的情况，这也是宇龙仿真软件中一些不好的地方。

四、结束语

宇龙仿真软件在不能实现一人一套设备的实验室显得极其重要，只要有一台笔记本，安装上软件即可实现仿真设计和调试。与设备相比，宇龙仿真软件能够实现安全操作，不用操心元器件因接线错误造成损失或者人身伤害。但是宇龙仿真与实际操作在一些方面还是有一定的区别，比如磁性开关的接线和LSCR指令。辩证地去利用宇龙软件的优点有助于学生学好专业课程，提高实践能力。

[1]江波.基于宇龙机电仿真软件电气仿真故障案例库建设研究[J].价值工程,2015(6):135-137.

[2]宇龙机电控制仿真软件使用手册.

[3]廖常初.PLC基础及应用[M].北京:机械工业出版社,2003.

The realization of PLC control pneumatic system by Yulong simulation software

CAO Lishuo，LIU Yimin，ZHU Liqin
（NanJing Polytechnic Institute，NanJing，JiangSu，210048）

This paper uses Yulong simulation software to simulate a processing system in a automatic production line. It implements a hybrid simulation of circuit, PLC and pneumatic control. It can realize the user program to carry out the visualization, automatic evaluation function. The simulation design and debugging process embodies a complete PLC control system development process, including the component selection, electrical circuit wiring, programming and debugging. Practice shows that design and debugging a PLC control pneumatic system by Yulong simulation software has a good training effect.

Yulong simulation software; Pneumatic system; PLC simulation control

曹立硕（1998—），男，学生，机电一体化技术专业。