触摸屏软件在PLC教学中的应用

张桂枝 苑卫东 罗振成

作者简介：张桂枝（1973.8-），女，河北宣化，汉，硕士，讲师，研究方向：新能源技术、电机电器控制技术、PLC技术，张家口职业技术学院电气工程系。

摘要：PLC教学实践中，PLC的输入输出设备能够利用指示灯的状态反映程序执行的结果，但难以设置、显示修改程序中的数据。为了便于程序的调试和监控，将触摸屏编辑软件安装到编程系统上，利用触摸屏的在线模拟功能来调试PLC的控制程序、监控PLC运行过程，将程序的运行过程和结果实时显示，方便了程序的调试，课程的教学效果得到提高。

关键词：PLC；触摸屏软件；教学

1、引言

PLC具有可靠性高、体积小、控制灵活的优点，被广泛的应用于工业生产中，因此PLC技术是电气工程师必须掌握的一门核心技术。经过多年的发展，为了满足生产设备的工艺要求，PLC的控制功能已经由原来的逻辑控制、定时计数控制拓展到模拟量控制、位置控制、网络控制。因此PLC技术的学习中，不仅要学习PLC的接线、程序的编辑、程序的调试和监控，还要学习PLC参数的设置、显示。目前大多PLC只能显示逻辑控制位的状态，显示模拟量、算术运算的数据、定时器计数器的当前值、设定值难度较大。虽然PLC的编程软件具有在线监控功能，但是由于受到编辑界面的限制，不能全部监控完整的程序，对于较复杂程序的难度更大，虽有状态表和数据块实现程序数据的输入、输出，但不直观。

在工业现场是利用触摸屏来扩展PLC的人机接口能力，实现各种数据的读写和设备的控制。触摸屏编辑软件通常具有在线模拟的功能，即在没有触摸屏的情况下，实现PC和PLC之间的连接，这样使PLC的程序运行的状态、数据输入输出、PLC的控制以文字、动画、图片的形式在PC机上显示，实现现场设备与PLC的数据交换和控制。利用触摸屏编辑软件的在线模拟功能，作为PLC控制系统的人机界面，增强人机交互的能力，使PLC程序的学习变得快捷、形象、方便，满足PLC课程的教学需要，提高课程的教学效果。

2、PLC教学设备的组成

教学设备由计算机、西门子CPU224XP、PPI/RS232编程电缆、STEP 7-MicroWIN V4.0 编程软件、维纶通EB8000 Project Manager触摸屏编辑软件组成。在安装PLC编程软件的基础上，安装好维纶通的触摸屏编辑软件。利用西门子PLC的PPI通讯电缆将计算机的RS232接口与西门子CPU224XP连接，完成触摸屏编辑软件与PLC的数据交换。系统结构如下图所示。

3、触摸屏编程软件在PLC教学中应用方法

触摸屏编辑软件可以监控PLC的运行过程、显示程序运行的数据、设置修改程序数据，也可作为PLC系统的控制面板。触摸屏编辑软件作为PLC程序监控调试工具，只要完成两个工作：一是建立触摸屏编辑软件与PLC的通讯，二是根据PLC的程序控制需要在触摸屏编辑软件建立触摸屏元件与PLC编程元件的映射关系。

以记录电机的运行时间为例介绍触摸屏编程软件在PLC教学中应用方法。控制要求：按下启动按钮电机工作，同时记录电机的工作时间，电机累积工作时间达到1小时停机。

基本步骤：

PLC中的程序编写

（1）PLC的I/O地址的分配；

定义I0.0为启动按钮、I0.1为停止按钮；Q0.0为控制输出；VW100为电机运行的时间

（2）编写PLC控制程序；

（1）打开触摸屏编辑软件EB8000 Project Manager，选择机型，打开easybuider8000编辑软件，新建工程；

（2）设置本地触摸屏和PLC的系统参数；

在系统参数窗口“新增”→“PLC”→“siemens AG”→“s7-200 PPI”。设置通讯参数：通讯接口COM1，通讯类型RS232，波特率9600，数据位数8位，偶校验EVEN，停止位1位。

（3）在编辑界面编写触摸屏元件同时关联好PLC的编程元件；

选择3个位状态指示灯关联PLC的I0.0、I0.1、Q0.0，再选择一个数值元件关联VW100。

（4）保存并编译编写的程序；

（5）在编程界面中点击在线模拟工具条，显示PLC程序输入、输出点的状态和电机运行的时间。

当按下启动按钮时，可以在线模拟窗口中启动按钮和电机状态的指示灯点亮，同时显示电机的运行时间，按下停止按钮，电机指示灯熄灭，电机运行时间停止。

触摸屏编辑软件的在线模拟功能的启动方法有两种：一是直接在easybuider8000中点击在线模拟选项；二是在EB8000 Project Manager中选择在线模拟。

注意的问题：通讯口选择COM1；通讯口类型是RS232；在线模拟时PLC的编程软件要关闭；使用PPI通讯电缆。

4、结束语

利用触摸屏编程软件辅助PLC教学，实现程序参数设置、系统状态的可视化，利用触摸屏软件的动画功能实现PLC控制系统执行元件的动态仿真，激发学生的学习兴趣，改变PLC的教学现状，提高了教学效果。（作者单位：张家口职业技术学院）

立项课题：本文系2014年度张家口市教学科学“十二五”规划课题《“岛式”PLC实训系统研究》（项目编号：S142801）的研究成果之一。

参考文献：

[1]苏州威纶通科技有限公司.EB8000使用手册[Z].2006.

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[4]张伟林.电气控制与PLC综合应用技术[M].北京：人民邮电出版社，2010.

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