下载文档原格式
CX-Simulator在PLC实验教学中的应用CX-Simulator在PLC实验教学中的应用摘要：本文主要介绍CX-Simulator在PLC实验教学中的应用。
随着计算机技术的发展，PLC（可编程逻辑控制器）的应用越来越广泛，成为现代工业自动化领域中不可或缺的重要设备。
而在PLC实验教学中，CX-Simulator的使用能够提供一个相对安全、便捷的实验环境，通过模拟真实的场景，让学生更好地理解PLC的原理、功能和应用。
本文首先介绍了PLC实验教学的重要性和挑战，接着详细描述了CX-Simulator的特点和功能，最后分析了CX-Simulator在PLC实验教学中的具体应用案例，并总结了其在提高学生学习效果方面的优势。
关键词：PLC实验教学；CX-Simulator；学习效果一、引言PLC是自动化领域中一种常见的控制设备，具有可编程性、可扩展性、可靠性和灵活性等优点。
PLC的应用广泛涉及生产线控制、工艺控制、安全控制等领域。
为了培养学生掌握PLC的原理和应用能力，PLC实验教学成为自动化类专业的重要课程之一。
然而，由于实验过程中存在着安全、成本和实践机会的限制，传统的实验教学方式常常无法满足需求。
为了解决这些问题，CX-Simulator作为一种虚拟仿真平台，被广泛应用于PLC实验教学领域。
它可以模拟真实场景，提供丰富的工业设备和元件，让学生可以在计算机上进行PLC实验，并实时观察和调试实验过程。
CX-Simulator的应用不仅能够提高学生的学习效果，还可以降低实验教学的成本和风险。
二、CX-Simulator的特点和功能1. 虚拟仿真环境CX-Simulator提供了一个安全、便捷的虚拟实验环境。
学生可以在计算机上进行PLC实验，不受时间和空间的限制。
他们可以根据自己的学习进度和需要，随时随地进行实验和练习。
2. 丰富的实验资源CX-Simulator集成了大量的工业设备和元件模型，如传感器、执行器、开关等。
PLC实验教学系统探讨摘要：针对实验室plc教学实验条件的不足，应用各种软件仿真技术自行设计s7-200 plc教学实验系统。
通过对现行几种仿真技术的应用来探讨plc教学模式的探讨。
关键词：plc实验教学；仿真软件；mcgs组态软件目前plc 已经广泛地应用在各种机械设备和生产自动化控制系统中，在这种需求形势下，plc 已成为各职业院校相关专业要开设的一门专业课。
plc 课程是一门实践性很强的课程，需要对plc 的实验配套设施动手编程和上机调试。
现在的职业院校的学生普遍基础较差，更需要用实践课来激发他们的学习积极性、主动性，进而学好这门专业课。
但目前职业院校的plc 实践教学中普遍存在以下问题：硬件实验设施数量有限，一套plc 实验设备价格较高，而很多职业院校的资金又相对紧张，因此购买的plc 实验设备数量有限，根本无法保证学生一人一套，况且学生人数多，安排实验周期长。
另外，硬件实验存在设备损耗。
尤其是作为初学者的学生，在刚开始实验时由于好奇或知识不足，导致设备的故障损坏率很高，而且随着实验设备反复使用，本身存在线路及机械元件的老化，自身故障率也很高。
以上的种种情况在现在的职业院校plc 实践教学中普遍存在，致使学生学习了plc 的编程方法和理论知识之后，无法立刻到实验设备上验证，很多程序编写后无法验证是否正确。
这阻碍了学生对plc 理论知识的理解和巩固，抑制了他们创新思维能力的发展。
针对这些情况，结合我校具体情况，可以考虑采用以下两种教学方式来摆脱必须要有plc 实验设备的束缚：1、plc仿真软件的使用我校以s7- 200 系列plc 作为主要讲授对象。
其仿真软件simulation1.2版，在网上很容易找到。
此软件不需安装可直接使用，占用空间仅为几兆。
把它下载到计算机后，就可以随心所欲地反复调试、模拟运行，直至编制的程序能实现预期功能。
在使用s7 - 200 仿真软件前，应该先在step7 -micro/win4.0 编程软件下输入源程序，反复修改、编译直至正确，在“file （文件）”菜单中选择“export （导出）”，将程序导出为“.awl”文件。
《CX-Simulator在PLC实验教学中的应用》篇一一、引言随着工业自动化技术的不断发展，可编程逻辑控制器（PLC）作为核心控制设备，其应用范围越来越广泛。
因此，PLC教学也成为了许多高等院校和职业培训机构的重要课程。
为了更好地满足PLC教学的需求，各种教学工具和软件应运而生，其中CX-Simulator是一款非常优秀的PLC仿真软件。
本文将介绍CX-Simulator在PLC实验教学中的应用，并探讨其优势和不足。
二、CX-Simulator简介CX-Simulator是一款由三菱电机公司开发的PLC仿真软件，它可以模拟三菱PLC的实际运行环境，提供丰富的编程环境和调试工具。
该软件具有界面友好、操作简便、功能强大等特点，是PLC教学和开发的理想工具。
三、CX-Simulator在PLC实验教学中的应用1. 实验教学准备在实验教学开始前，教师可以使用CX-Simulator创建实验项目，设置实验环境和参数。
学生可以通过该软件了解实验内容和要求，熟悉实验环境和操作流程。
此外，教师还可以通过CX-Simulator预设实验结果和评分标准，以便对学生的学习成果进行评估。
2. 编程教学CX-Simulator提供了丰富的编程环境和工具，可以帮助学生更好地理解PLC的编程原理和方法。
通过该软件，学生可以编写和调试程序，模拟PLC的实际运行情况，从而加深对PLC编程的理解和掌握。
3. 故障诊断与排除CX-Simulator还提供了故障诊断与排除的功能。
教师可以预设故障情况，让学生通过调试程序来排除故障。
这种教学方式可以帮助学生更好地理解PLC的故障诊断和排除方法，提高其解决问题的能力。
4. 实验评估与反馈教师可以通过CX-Simulator的评分系统对学生的实验结果进行评估，并给出相应的反馈和建议。
这有助于学生了解自己的学习成果和不足之处，从而更好地调整学习方法和提高学习效果。
四、CX-Simulator的优势1. 操作简便：CX-Simulator的界面友好，操作简单，方便学生快速上手。
第23卷第2期 2004年2月实验室研究与探索R ESEAR CH A N D EXP L ORA T ION IN L A BO RA T ORYVol.24No.2 Feb.2004 PLC 控制教学实验系统的设计刘美兰(西安交通大学电子与信息工程学院,陕西西安710049)摘 要:在PLC 教学的集中实践环节中,要求学生对许多对象进行编程控制,为了能直观地看到实际控制效果,使用Visual Basic 设计了控制对象的仿真软件,实现了控制对象实际运行情况的计算机仿真,极大节约了教学经费。
关键词:可编程控制器;Visual Basic ;计算机仿真中图分类号:TP 309文献标识码:B 文章编号:1006-7167(2004)02-0026-03Designing of Control System Based on Practice TeachingL I U M ei -lan(Xi'an Jiaotong Univ.,Xi'an 710049,China)Abstract :In PLC pr actice teaching ,students are demanded to pr ogram m any o bjects contr olled .Visual Basic w as used to desig n the simulation software of the object controlled in com puter so that the actual effect can be seen directly.The com puter simulatio n of actual r unning state about the object controlled is r ealized,the teach-ing cost is reduced g reatly.Key words :PLC ;Visual Basic ;computer simulation收稿日期:2003-02-101 引 言可编程控制器(PLC)以其特有的优势,已经广泛应用于钢铁、水泥、石油、电力、造纸和环保等各行各业。
DIGITAL TRANSFORMATION作为能够满足用户对功能、可靠性、成本、体积、功耗、环境等不同需求、灵活裁剪软硬件模块的专用计算机系统，嵌入式系统已经进入人们生活的各个领域。
因其应用广泛、具有重要经济地位，且具有一定的专业性，因此需要培训相关专业人才以满足系统开发需要。
培养适应当代嵌入式系统开发要求的专业人才，需要提升学生硬件知识水平与相应嵌入式系统的实验操作技能，并结合实验过程分析全面提虚拟仿真实验，破解嵌入式系统教学难题文 陈海霞 郑庆伟 罗飞自超大规模集成电路技术出现以来，嵌入式系统飞速发展，并广泛应用于工业控制系统、信息家电、通信设备、医疗仪器、智能仪器仪表等众多领域，故而需要培养相关行业人才，以满足各领域需要。
为达到“学习嵌入式，使用嵌入式”的目的，在嵌入式系统开发人才的培养过程中，需要让学生进行嵌入式系统的开发流程实训。
嵌入式系统虚拟仿真实验系统能够避免嵌入式硬件资源限制等问题，成为满足教学需要的一种有效解决方案。
升嵌入式系统的实验教学效果。
然而，现有嵌入式系统实验存在硬件资源受限、实验环境配置繁琐、实验过程难以跟踪等问题。
于是，为教学开发嵌入式实验虚拟仿真实验系统成为合理选择。
教学实验需求和实现传统的实验教学实践，往往面临诸多问题，如硬件资源门槛高，离开实验室就无法进行实验；学生精力有限，在实验开始时仍未完成基本的实验环境配置；实验周期较长且实验过程难以控制，难以量化实验过程来详细评估学生完成情况等。
为解决此类问题，高校通常采用慕课、超星、智慧树等大型在线课程学习平台来完成教学。
但这些平台往往不能提供深入的实验学习或训练，因此，需要采取线上课程与线下实验相结O b j e c t-O r i e n t e d D分，已经有学者结合现有Controller，可编程逻辑控制器）虚拟仿真实验平台，该平台不再受到实验硬件资源的限制，实验的硬件成本更低、系统的开发周期也更短，但却有无法显示设备真实条件下运行结果的问题。
全虚拟PLC实验教学系统开发许雯娜;王春;唐龙;廖映华【摘要】PLC相关课程是机电类专业的一门必修课程.由于该课程具有较强的工程实践性,所以对实践教学环节有着较高的要求.针对PLC传统实验教学环节的不足,提出了全虚拟PLC实验教学系统.该系统由三菱PLC编程软件GXDeveloper、三菱OPC服务软件MX OPC Server与组态王KingView6.55组成,可实现全虚拟的仿真教学效果,以软件的形式便可完成整个实验教学环节,有效解决了传统实验教学成本高、教学方式不够灵活、受时间与地理位置的影响等问题,具有实验成本低、通用性强、免维护、易扩展等特点,有着广阔的应用前景.【期刊名称】《实验室研究与探索》【年(卷),期】2016(035)003【总页数】4页(P92-95)【关键词】PLC;实验教学;组态;GX Developer;OPC【作者】许雯娜;王春;唐龙;廖映华【作者单位】四川理工学院机械工程学院,四川自贡643000;四川理工学院过程装备与控制工程四川省高校重点实验室,四川自贡643000;四川理工学院机械工程学院,四川自贡643000;四川理工学院过程装备与控制工程四川省高校重点实验室,四川自贡643000;四川理工学院机械工程学院,四川自贡643000;四川理工学院机械工程学院,四川自贡643000;四川理工学院过程装备与控制工程四川省高校重点实验室,四川自贡643000【正文语种】中文【中图分类】TP273“机电传动技术”是机械制造及其自动化专业一门必修课程。
由于PLC具有较强的工程实践性，所以对实践教学环节有着较高的要求[1-3]。
PLC实验教学发展历程分为3个阶段，如表1所示。
(1) 第一阶段。
第一阶段的教学实验由硬件PLC和实验箱、实验台等双硬件设备构成。
这种实验教学系统存在以下几点不足：① 实验教学成本高，采购和维护设备需大量人力物力；② 实验系统体积大，需要专门的较大的场所放置实验设备；③ 系统扩展性差，实验内容单一；④ 网络结构单一，导致“自动化孤岛效应”现象[4]。
(2) 第二阶段。
第二阶段采用硬件PLC和组态软件仿真的单硬件系统。
这种实验教学系统由组态软件仿真各类控制对象，再与PLC联调，可直观的在电脑上形象的体现被控对象的运行情况。
相比第一阶段，不用采购硬件被控对象，系统扩展性也大大增强。
但在实际教学过程中，由于实验室硬件PLC设备有限，通常是几位同学为一组分配硬件PLC开展实验。
对整个实验教学的效果有一定影响。
(3) 第三阶段。
在多年的实验教学基础上，开发了全虚拟PLC实验教学系统，采用软件PLC和组态软件仿真的双软件系统，具有以下优点：① 很大程度地节省了实验、教学成本[5]；② 让整个实验教学变得更加灵活多变[6-7]；③ 不再受时间与地理位置的影响，学生可以按需进行后期的拓展[8-10]。
1.1 系统结构由于本次所提出的PLC实验教学系统为全虚拟的教学系统，该系统由相关软件在PC机进行虚拟的通信连接，从而完成整个的仿真教学实验。
该系统主要由三菱编程软件GX Developer、三菱OPC服务软件MX OPC Server和组态王kingview6.55 3部分组成[11]。
1.2 系统方案全虚拟的PLC教学实验系统，采用三菱编程软件GX Developer作为PLC程序的编制平台，三菱仿真软件GX Simulator则作为类似于硬件PLC的虚拟控制器，组态王kingview 6.55作为控制器的控制对象，然后通过OPC服务软件将PLC软件与组态软件进行连接，最终实现通过PLC程序对被控对象的控制，从而达到全虚拟的仿真教学效果[12-14]。
全虚拟PLC实验教学系统如图1所示。
2.1 软件安装(1) 安装三菱编程软件GX DEVELOPER与三菱仿真软件GX_Simulator。
(2) 安装三菱OPC服务软件MX OPC Server，系列码DEMO。
(3) 安装组态王kingview 6.55。
2.2 通信参数设置(1) 打开“MX Configurator”单击“file/new”，新建Access文件；点击“Address/New Device”，弹出新建设备窗口，选择与编写程序运用的PLC一致的型号，完成通讯设置；在新建立的通信设置下点击“New DataTag”建立与PLC程序对应的I/O变量如图2所示。
(2) 以上设置好后，启动“PLC Monitor Utility”仿真，点击“Wizard”,选择“GX_Simulator”next\ok，进行软件仿真。
然后启动“MX OPC Server”。
(3) 启动“kingview6.55”，双击当前工程，点击OPC服务器，双击新建，弹出窗口，选择“Mitsubish.MXOPC.4”,并选择“同步读”“同步写”，点击“确定”按钮，建立OPC连接，如图3所示。
(4) 点击“数据词典中”新建“I/O变量”：输入变量名，选择“I/O离散”，“连接设备”选择“Mitsubish.MXOPC.4”，寄存器选择相应值，如“x”“y”“M”等，数据类型选择“Bit”，读写属性选择“读写”，采用相同方法，在数据词典中建立其它变量如图4所示。
2.3 建立通信连接完成通信参数设置后，就需要建立通信连接。
建立通信连接步骤：① 打开先前编写好的PLC程序；② 打开三菱仿真软件GX_Simulator；③ 打开三菱OPC服务软件MX OPC Server查看连接是否成功，通讯变量显示为“Good”表示仿真PLC软件与三菱OPC服务软件通信成功如图5所示；④ 启动“kingview 6.55”建立相应的画面连接后，运行组态王“view”查看被控对象是否按照PLC控制程序进行动作，若是则表示整个通信连接建立成功。
以8×4层智能圆柱式立体车库的控制为例进行仿真实验。
3.1 控制要求(1) 4层圆柱式立体车库最多可以停放31辆汽车。
一层可以停放7辆，二、三、四层可以各停放8辆，车位编号分别为1，2，3，…，31；其中一层的空车位设计为存取车车位，正常时不能停放汽车。
(2) 在存车时，只需要点取存车按键，系统将对所存的汽车自动编排存车位置。
如果最开始，车库没有存车全为空位，系统在存车时将按照车位编号从小到大的顺序依次存车，直到把车库存满为止。
如果当车库存到2层的某一个位置时，有顾客要在这一过程中取出，假设所取车辆为第一层某个车位，在下一次存车时，系统将自动判断将车存入第一层，这样使系统更加节能，效率更加高效。
(3) 在取车时，通过输入取出位置后，按下取出按键，系统将根据输入的命令取出对应位置的车辆[15]。
3.2 I/O分配8×4层智能圆柱式立体车库控制系统输入、输出如表2所示。
3.3 控制系统仿真实现(1) 利用GX Developer 编程软件编制控制系统程序，并利用其GX Simulator仿真软件对编制的程序进行调试。
(2) 在三菱OPC服务软件MX OPC Server与组态王kingview6.55中建立与编制的程序中对应地址的I/O变量。
(3) 在对整个控制系统进行仿真调试时，需要将三菱仿真软件GX Simulator、三菱OPC服务软件MX OPC Server和组态王kingview6.55的仿真都置于打开状态，才能进行GX与组态王之间的通信，在这里三菱OPC服务软件起到了1个中间连接的作用。
在进行整个系统仿真调试时可以通过三菱仿真软件GX Simulator 中的软元件来控制整个系统，也可以通过组态王中指定的控制信号来控制整系统，通过这一点说明GX与组态王通信时是1个同步读写的过程。
(4) 由于本次采用的实例为三维动作的控制，而组态王主要运作在二维的控制过程，对三维动作的控制实现起来非常困难。
因此，在对该实验仿真时采用按钮开关与小灯来代替控制系统的输入输出设备。
其中X10-X17为取出位置信号的输入点，主要工作过程是当有顾客需要进行取出时，通过系统的刷卡系统输入对应的存车位置，然后通过十进制转变为二进制与X10-X17进行对应，最后通过程序的编码跳入到相应位置的取车程序完成取车过程。
上位机监控画面如图7所示。
基于三菱PLC编程软件、仿真软件与组态王kingview 6.55建立的全虚拟的实验教学系统有着重要意义。
该系统有效解决了传统实验教学成本高、教学方式不够灵活、受时间与地理位置的影响等问题。
并且它还可以应用到实际控制工程中，工程人员在对整个控制系统设计完成之后都需要验证整个程序的正确性，以降低在实际运用中的风险。
此时该套全虚拟实验教学系统对整个控制系统的调试起到了关键性的作用，大大降低了实际工程应用中成本与风险。
Tel.：139****5067;E-mail:********************【相关文献】[1] 孙松丽，王荣林，张桂新.基于MCGS的PLC仿真实训系统设计[J].实验室研究与探索,2015,34(1):87-91.[2] 周建萍, 王志萍, 于会群. 对提高“PLC实验课”课程教学质量的探讨[J]. 实验室研究与探索,2012, 31(10):119-121.[3] 张金蛟.现代实验教学法在PLC实验中的运用[J]. 实验科学与技术,2007,5(4):85-86.[4] 崔桂梅, 顾婧弘, 刘丕亮. 基于西门子PLC网络化实验平台的设计[J]. 实验室研究与探索, 2015, 34(3):212-215.[5] 张婕,李浙昆,吴涛.可编程控制器虚拟实验教学的研究[J].实验室研究与探索, 2009, 28(9):77-79.[6] 黄凯旋.开放与虚拟的实验教学改革探讨[J].实验室研究与探索, 2006, 25(9):1120-1122.[7] 苗红霞,齐本胜. PLC控制技术实验教学改革研究与实践[J].实验技术与管理, 2010, 27(3):136-139.[8] 刘力.组态软件在PLC实验系统中的应用[J].实验室研与探索,2014,33(4):127-129.[9] 欧金成,欧式乐,林德杰,等.组态软件的现状与发展[J]. 工业控制计算机,2002,15(4):1-5.[10] 陈海生，郑萍.全虚拟 PLC 远程试验系统的研究与实现[J].自动化仪表,2013,34(3):28.[11] 靳雷，李秋红.基于OPC和组态技术的虚拟PLC监控系统研究[J].电气传动自动化,2014,36(6):39.[12] 刘暾东,余齐齐,柳小鹏.OPC服务器软件开发及在DCS中的应用[J].化工自动化及仪表,2007,34(1):46-48.[13] 陈海生，郑萍.组态软件与三菱虚拟PLC通信构件的研究与实现[J].自动化仪表,2012,33(12):21-24.[14] 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,2006,27(5):57-58,61.[15] 霍沛,胡勇.基于PLC的立体车库自动控制算法的设计及应用[J].四川理工学院学报(自然科学版),2015,28(1): 21-24.。
