PLC控制设备仿真模型设计

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设计说明书

课题：PLC控制设备仿真模型设计子课题:

同课题学生姓名:

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学生姓名

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学号

指导教师

完成日期

目录

1引言 (1)

1.1选题背景 (1)

1.2本课题要实现的目标 (1)

2 WinCC的简介 (1)

2.1 WinCC简介 (1)

2.2如何建立和编辑Wi n C C项目 (3)

3 三层电梯的仿真模型 (4)

3.1 实现目标 (4)

3.2 电梯系统WinCC功能表 (5)

3.3 电梯的仿真设计 (6)

3.4 系统调试及仿真图 (21)

4 霓虹灯的仿真模型 (23)

4.1 实现目标 (23)

4.2 霓虹灯系统功能表 (23)

4.3 霓虹灯的仿真设计 (24)

4.4 系统调试及仿真图 (27)

5 钻孔机的仿真模型 (27)

5.1 实现目标 (27)

5.2 钻孔机系统WinCC功能表 (28)

5.3 钻孔机的仿真设计 (29)

5.4系统调试及仿真图 (32)

6 电镀流水线的仿真模型 (33)

6.1 实现目标 (33)

6.2 电镀流水线系统WinCC功能表 (33)

6.3 电镀流水线的仿真设计 (34)

6.4系统调试及仿真图 (40)

7 PLC未来展望与本设计存在的局限 (40)

结论 (42)

致谢 (43)

参考文献 (44)

附录 A（三层电梯PLC程序） (45)

附录 B（霓虹灯PL C程序） (49)

附录C(钻孔机P L C程序) (51)

附录D(电镀流水线P L C程序) (52)

1 引言

可编程控制器（简称PLC）是专为工业控制过程设计的控制设备。自1969年诞生以来，经过不断的创新与发展，尤其是PLC被应用于计算机、通信、自动控制等领域，使得PLC不但能够完成简单的逻辑运算，在模拟量控制、网络通信、HMI等领域的应用也是越来越广泛和深入。

1.1 选题背景

可编程控制器是一种新型的，具有极高可靠性的通用自动化控制装置。它以微处理器为核心，有机的将微型计算机技术、自动化控制技术及通信技术融为一体，具有控制能力强、可靠性高、配置灵活、编程简单、使用方便、易于扩展等优点，是当今及以后工业控制的主要手段和重要的自动化控制设备[5]。

正是由于PLC在实际应用的重要性，如今随着本科教学改革的不断深入，各高校对学生的实际操作要求也相应较高，对教学仪器的要求也不断的提高，教学仪器也趋向多功能化、智能化发展。但是在实际教学过程中，由于教学用的实验面板的局限，很多实验无法直观的让学生观察到实验过程。

WinCC运行于个人计算机环境，可以与多种自动化设备及控制及控制软件集成，具有丰富的设置项目，可视窗口和菜单选项。为操作者提供了图文并茂，形象直观的操作环境。因此本课题决定用WinCC组态软件来仿真。本人则通过该课题实现对组态软件的认识与学习。

1.2 本课题要实现的目标

本课题主要是要实现利用PLC实现三层电梯、霓虹灯、电镀流水线、钻孔机的控制，并且能通过WinCC来实现对控制过程的监控。能够通过PLC实验面板上的按钮控制WinCC界面，并且在WinCC上也能控制，实现能直观的观察试验过程的动作的目标。

2 WinCC的简介

2.1 WinCC简介

WinCC(Windows Control Center)是由德国西门子公司与微软共同开发的软件系统，是结合西门子在过程自动化领域中的先进技术和微机软件的强大功能的产物，是世界上第一个集成的人机界面(HMI)软件系统。它真实地将工厂控制软件集成到自动

化过程中。WinCC将Windows NT应用程序的现代体系结构与使用方便的图形设计程序结合在一起，可以很方便地生成人机界面，建立完整的过程监控解决方案[1]。

WinCC主要具有以下性能特点[4]：

a) 创新软件技术的使用。WinCC是基于最新发展的软件技术。西门子公司于Microsoft公司的密切合作保证了用户获得不断创新的技术。

b) 包括所有SCADA功能在内的客户机/服务器系统。即使最基本的WinCC系统仍能提供生成复杂可视化任务的组件和函数，生成画面、脚本、报警、趋势和报表的编辑器由最基本的WinCC系统组件。

c) 可灵活裁剪，由简单任务扩展到复杂任务。WinCC是一个模块化的字的自动化组件，既可以灵活的进行扩展，从简单的工程到复杂的多用户应用，又可以应用到工业和机械制造工艺的多服务器制造的服务系统中。

d) 众多的选件和附加件扩展了基本功能。已开发的、应用广泛的、不同的WinCC 选件和附加件，均基于开放式的编程接口，覆盖了不同的工业分支需求。

e) 使用Microsoft SQL Server 2000作为其组态数据和归档数据的存储数据库，可以使用ODBC,DAO,OLE-DB, WinCC OLE-DB和ADO方便的访问归档数据。

f) 强大的标准接口。WinCC提供了OLE,DDE,ACTIVEX,OPC服务器和客户机等接口或控件，可以很方便的与其他应用程序交换数据。

g) 使用方便的脚本语言。WinCC可编写ANSI-C和visual basic脚本程序。

h) 开放API程序接口可以访问WinCC的模块。所有的WinCC模块都有一个开放的C语言编程接口（C-API）。这意味着可以再用户程序中集成WinCC的部分功能。

i) 具有向导的简易组态。WinCC提供了大量的向导来简化组态工作。在调试阶段还可以在线修改。

j) 可选择的语言的组态软件和在线语言切换。WinCC软件是基于多语言设计的。这意味着可以在英语、德语、法语以及其他众多亚洲语言之间进行选择，也可以在系统运行时选择所需要的语言。

k) 提供所有主要PLC系统的通信通道。作为标准，WinCC支持所有SAMATIC S5/S7/505控制器的通讯通道，还包括PROFIBUS DP,DDE和OPC等非特定控制器的通讯通道。此外，更广泛的通讯通道可以由选件和附加件提供。

l) 与基于PC的控制器SIMATIC WinAC紧密接口，软/插槽式PLC和操作、监控系统在一台PC机上相结合无疑是一个面向未来的概念。在此前提下，WinCC和WinAC