Automation Studio在PLC教学中的应用

钟汉生+周光宇

摘 要：本文介绍了Automation Studio软件在《电气控制与PLC应用》课程中的应用，并以十字路口交通灯为例介绍了Automation Studio软件的PLC接线图的绘制、元器件的选择、梯形图设计以及仿真演示。在《电气控制与PLC应用》课程中引入Automation Studio软件进行辅助教学，提高了学生的学习积极性和主动性，提高了教学效果，是值得推荐的一种教学方式。

关键词：Automation Studio；PLC；仿真

中图分类号：TM76 文献标志码：A

0 引言

Automation Studio TM 是一种系统设计、系统建模以及动态仿真于一体的软件工具，其广泛应用于自动化控制、气动控制、液压控制等方面的教学和实际应用。用户可以利用该软件平台，设计以及仿真液压与气动电路、继电器控制电路、PLC控制电路、可编程控制器顺序功能图等各种典型电路。该软件包括丰富的库资源，用户可以直接调用实际中用到的任何一款气动元件、电气元件、PLC等资源，也可以根据实际需要进行元件参数及结构的调整，使用范围广，可以灵活应用于辅助教学。

《电气控制与PLC应用》课程是电气工程及其自动化专业的一门重要的专业核心课程，该课程要求学生掌握常见的低压电器结构和原理，掌握典型的低压控制电路的原理，掌握典型机床控制电路分析，掌握可编程控制器PLC的电气控制系统设计等。课程集理论与实践一体，既要求学生掌握扎实的理论基础，又要求学生具有较强的实践动手能力，那么如何在有限的教学时间内更好地掌握这些知识点和技能，Automation Studio TM软件有效地提供了这样一个平台，教师可以利用该软件制作一些仿真程序及动画，在课堂上能起到吸引学生注意力、调动学生学习积极性以及提高教学效果的作用。

1 Automation Studio软件的教学应用

《电气控制与PLC应用》课程授课采用項目化教学方法进行，项目内容包括电气控制、气动及液压控制、PLC控制电路等，Automation Studio软件完全可以满足所有项目的仿真需要。下面以十字路口交通灯控制为例来介绍Automation Studio软件在电气控制与PLC上的应用。

1.1 任务要求

基于PLC控制的十字路口交通灯要求实现南北方向红绿灯转换，通过启动按钮和停止按钮实现程序的运行和停止，其中一个循环周期20s，具体控制要求如图1所示。

1.2 PLC I/O接线图

根据项目要求，在项目库中选择PLC的输入卡、输出卡；选择SB1对应启动按钮，SB2对应停止按钮；选择6个指示灯分别表示南北方向各交通灯，其中南北方向红灯、黄灯、绿灯分别对于R1、Y1、G1，东西方向红灯、黄灯、绿灯分别对于R2、Y2、G2；然后连接好电源。具体PLC I/O接线图如图2所示。

1.3 梯形图设计及仿真调试

（1）闪烁电路梯形图设计

控制要求中要求绿灯在结束前要闪烁3s，因此利用两个定时器实现0.5s的闪烁方波，只要在输出程序中串联M1常开触点即可，梯形图如图3所示。

（2）定时器串联电路

采用6个定时器来区分每个循环的每一个时间段（5s-3s-2s-5s-3s-2s），然后当最后一个定时器定时时间到后进行循环，梯形图设计结构如图4所示。

（3）输出梯形图

以东西方向为例，绿灯亮有两个时间段，第一个时间段是M0-M3，第二个时间段是M3-M4，同时需要闪烁；黄灯亮时间段是M4-M5，红灯亮时间段为M5-M8，因此梯形图设计如图5所示。

（4）仿真调试

通过软件的仿真界面，可以直接运行程序，并根据实际运行结果，进行调试以及修改。同时为了增加仿真结果的直观性，可以设计一个指示灯的仿真界面，如图6所示。这样仿真后就可以更加直观地观察运行结果。

结论

结合Automation Studio软件仿真后，使得《电气控制与PLC应用》课程更加直观，学生可以利用软件平台进行元器件的选择、电气原理图的搭建、PLC输入输出接线、PLC梯形图程序的编写等；可以自行设置仿真界面，让仿真结果更加贴合实际；还可以添加电流表、电压表、示波器等仪器设备，模拟实际电路对各个参数进行仿真观察。课堂内外引入Automation Studio软件，很大程度上提高了学生的学习主动性和积极性，当然对老师也提出了更高的要求，需要教师不断地学习和创新，从而提高教学效果。

参考文献

[1]周润景，张丽娜，刘梦男.基于Automation Studio的PLC系统设计、仿真及应用[M].北京：电子工业出版社，2012.

[2]李华.基于Automation+StudioTM的PLC任务型在线学习模式构建研究[J].科技创新导报，2014（20）：20-21.

[3]王淑芳.电气控制与S7-1200 PLC应用技术[M].北京：机械工业出版社，2016.