【正文】 軟件中使用各種應用程序。計算機仿真技術把現(xiàn)代仿真技術與計算機發(fā)展結合起來，通過建立系統(tǒng)的數(shù)學模型，以計算機為工具，以數(shù)值計算為手段，對存在的或設想中的系統(tǒng)進行實驗研究。隨著計算機技術的高速發(fā)展，仿真技術在自動控制、電氣傳動、機械制造等工程技術領域也得到了廣泛應用。與傳統(tǒng)的經(jīng)驗方法相比，計算機仿真的優(yōu)點是 ： （ 1） 能提供整個計算機域內(nèi)所有有關變量完整詳盡的數(shù)據(jù) ； （ 2） 可預測某特定工藝的變化過程和最終結果，使人們對過程變化規(guī)律有深入的了解 ； （ 3） 在測量方法有困難情況下是唯一的研究方法。此外，數(shù)字仿真還具有高效率、高精度等優(yōu)點。 本設計中，采用的是 S7PLCSIM 仿真軟件，它與編程軟件 STEP7 完全兼容，同時具有以下優(yōu)點： （ 1）在 PG\PC 上進行，不依賴于硬件的 S7 程序測試； （ 2）在程序開發(fā)早期消除錯誤 ； （ 3）降低開發(fā)成本，加速開發(fā)進程，提高開發(fā)質(zhì)量； （ 4）適用于 LAD、 FBD、 S7GRAPH、 S7HIGRAPH、 CFC、 S7PDIAG、WINCC 等 ； （ 5）強大的‘ STOP’操作功能； （ 6）真效果直觀，操作簡單，自帶仿真操作全程錄像功能。 二． PLC Simulation 軟件強大的斷電測試功能操作 沈陽工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計（論文） 27 在開始測試前，請確保 CPU 處于 RUN 模式或 RUNP 模式，并且要測試的塊已被保存和下載到 CPU。 （ 1） 在線打開要測試的塊 ： 使用菜單命令調(diào)試 操作，顯示所設置的測試環(huán)境。當分配 CPU 參數(shù)時，如果設置操作模式，只能通過改變參數(shù)來改變模式。否則，在 顯示的對話框中改變模式 ； （ 2） 使用菜單命令視圖 斷點條來激活斷點工具欄 ； （ 3） 將光標放在希望設置斷點的語句行中 ； （ 4） 使用菜單命令調(diào)試 設置斷點 ，或使用斷點工具欄中相應的按鈕來設置斷點。語句行用空心圓圈標記 ； （ 5） 使用菜單命令調(diào)試 斷點激活來激活斷點。然后斷點用實心圓圈標記 ； （ 6） 將可編程控制器切換到 RUNP； （ 7） 當程序遇到斷點時，可編程控制器轉(zhuǎn)到 HOLD 模式。 斷點用箭頭標志。寄存器的內(nèi)容顯示在可以放置到畫面任何處的窗口中 ； （ 8） 要繼續(xù)運行程序直到下一個斷點，選擇菜單命令調(diào)試 繼續(xù)調(diào)試 執(zhí)行下一個語句，在單步模式下進行測試 ； （ 9） 可以使用菜單命令調(diào)試 刪除斷點調(diào)試 刪除所有斷點 。 三． S7pcsim 仿真流程： (1) 首先用 STEP7 軟件對系統(tǒng)進行硬件組態(tài)，然后再用 STEP7 軟件編程，允許結構化你的程序，也就是說可以將程序分解為單個的、自成體系的程序，最后通過系統(tǒng)組織塊 OB1 編寫程序再用 STEP7 軟件 SIMITIC 管理器菜單OPTION 中選擇 Simulating Modules 為 ON 狀態(tài)，表示選擇仿真調(diào)試在S7PLCSIM 軟件中新建 PLC 文檔。選擇菜單命令 PLCPower on 打開仿真 PLC的電源 。選擇仿真 PLC 的工作方式為 STOP 狀 態(tài) 。選擇菜單命令 EXECUTEScan modeScan cont 表示連續(xù)掃描方式。用 STEP7 軟件 SIMITIC 管理器菜單命令PLCDownload,把程序下載到中仿真 PLC 中。 在 S7PLCSIM 軟件中模擬實際操作。選擇仿真 PLC 的工作方式為 RUN 狀態(tài)，按下啟動按鈕 ,主機開始運行 ,自動升速 ,速度值送到 MW20。可以監(jiān)視 STEP7 軟件中梯形圖程序的運行情沈陽工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計（論文） 28 況，選擇菜單命令 Debugmonitor 來監(jiān)視。 然后 打開 PLCSIM 軟件，連接好相應的 MPI 接口，然后配置系統(tǒng)所需要的 I\O 接口，以及 相關的模塊，與編程軟件中的系統(tǒng)相匹配 [10]。 圖 43 仿真軟件控制界面 （ 2）清除仿真軟件 CPU 中原有的程序，然后將已經(jīng)編寫完成待仿真的程序?qū)敕抡孳浖?PLC 中，同時將程序下載到編程軟件的 PLC 中。一切準備工作完成以后，仿真才能進行。 （ 3）將程序?qū)懭氲?PLC 中有兩種方式，一種是利用專用的編程器（手持式編輯器）將程序?qū)懭?PLC，另一種是在電腦上安裝編程軟件后，通過編程電纜寫入 PLC。各種編程軟件不同，所用到的編程電纜也不同。 兩種寫入程序的方式不同，同時兩種編程方式 的的優(yōu)劣也各有不同。 （ a） 專用編程器： 此類編程器主要用于現(xiàn)場作業(yè)。工程師首先在編程器上編寫程序，然后直接在現(xiàn)場寫入 PLC 中，如此一來，既節(jié)約了勞動力的輸出，也減少了拆卸 PLC 過程中，器件的磨損。 在工程項目中，手持式編輯器能及時沈陽工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計（論文） 29 的更改系統(tǒng)中一些細微的錯誤， 讓 PLC 的功能更加完善，滿足于目標要求， 大大加快了工程的進度，創(chuàng)造了價值。 （ b） 軟件編程器：主要用于大規(guī)模的程序編程。軟件編程軟件的功能比較強大，完善，監(jiān)視功能可以隨便警告提醒程序中的程序性錯誤，同時，所配套的仿真軟件能在仿真過程中，提供可靠的論證方法， 引導程序的創(chuàng)新和進一步差錯。同時，編程軟件在互聯(lián)網(wǎng)絡已經(jīng)共享，不同的編程軟件使用于不同品牌的 PLC，大大的降低了開發(fā)成本。 這種編程方式，在編程軟件中編寫程序，調(diào)試結束以后，將程序通過編程線纜寫入 PLC 中。 圖 44 手持式編程器 [16] 圖 45 編程線纜 [16] （ 4） CPU 狀態(tài) 及其 附帶功能 說明 SF 狀態(tài)：表示程序存在嚴重錯誤，系統(tǒng)無法執(zhí)行； DP 狀態(tài)：提示有通訊故障存在； DC 狀態(tài)：直流電源接通狀態(tài)； RUN 狀態(tài)：仿真軟件中 CPU 運行中，正常工作； STOP 狀態(tài)：仿真軟件 CPU 停止狀態(tài)，沒有工作； RUNP 按鈕：點擊使得仿真軟件 CPU 由停止狀態(tài)進入工作狀態(tài)，同時能進行程序的下載和仿真軟件內(nèi)部存儲區(qū)得修改； 沈陽工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計（論文） 30 RUN 按鈕：點擊使得仿真軟件 CPU 由停止狀態(tài)進入工作狀態(tài)，但不能進行程序的下載和仿真軟件內(nèi)部存儲區(qū)得修改； STOP 按鈕：點擊使得仿真軟件 CPU 由運行狀態(tài)切換停止狀態(tài)。 IB 模塊：此模塊控制組態(tài)中的輸入點，地址與系統(tǒng)想匹配。所有的動作由IB 的各觸點觸發(fā)； QB 模塊：此模塊為組態(tài)中的線圈 的輸出點，隨著 IB 模塊觸點的動作而做出相應的響應； T 模塊：為組態(tài)中各定時器的實時變化顯示板。 （ 5）仿真實例對比 圖 46 系統(tǒng)編譯結果 圖 47 仿真比較在線 \離線 伙伴 （注：綠色電流表示電路為通路，藍色虛線則表示電路為斷路。此圖表示沈陽工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計（論文） 31 控制系統(tǒng)已經(jīng)上電， CPU 進入工作狀態(tài) 。只要在系統(tǒng)程序無程序性錯誤的情況下，仿真才能順利的進行，否則， PLC 中的 CUP 將會一直處于停止狀態(tài)，顯示仿真無法正常進行。） 第 5 章 結論 設計程序是一個漫長的過程，各種問題和困難將會接連不斷的出現(xiàn)，需要我們靜下心來堅持下去， 不斷的探索問題，尋找解決的方法。在調(diào)試的過程中，必須仔細檢查每一個細節(jié)，完善系統(tǒng)的功能以及可操作性，這就要求我們充分利用大學課程中所熟悉的基本電路，了解設計的原理和方法步驟，重點學習掌握中心元件 PLC 的工作原理，性能參數(shù)以及編程的操作流程。 設計的 PLC 控制系統(tǒng)，適用于小規(guī)模的火車站交通控制，智能完成對火車進出站信號燈信號和軌道器變軌的有效控制。設計部分主要包括程序的編程，硬件的組建，綜合的調(diào)試，力求系統(tǒng)在完成控制任務的情況下，達到操作最簡單，投入成本最低廉，可靠性最高。獨立設計完成一個 PLC 的控制系統(tǒng)，期 間遇到了很多問題，有的已經(jīng)解決，有的仍需進一步完善，主要體現(xiàn)在幾個方面： （ 1） PLC 的種類很多，各品牌的操作界面和編程方式差別很大，需要重新了解和學習相關的知識； [解決 ] （ 2）編程過程中，一些細微的失誤可能導致整個系統(tǒng)功能不能實現(xiàn)，需要我們格外的細心，合理利用編譯軟件查錯、解錯，一步一步完善系統(tǒng)的操作功能； [解決 ] （ 3）調(diào)試過程中，每一款的仿真軟件必須和編程軟件相兼容，否則無法正常導出 仿真 結果； [解決 ] （ 4）功能方面，系統(tǒng)控制的站點不能完成火車的掉頭，例如：火車從南邊駛?cè)?，再從南邊駛離，單方向的進離 會導致系統(tǒng)控制的紊亂，使得信號燈和軌道變軌器不能正確的作出響應； [未解決 ] （ 5）功能方面，系統(tǒng)有一次軌道變軌器多余的動作，例如：火車從南邊駛?cè)?，從北邊駛離時，北邊軌道變軌器被觸發(fā)，多余的做一次變軌動作，但對整個系統(tǒng)沒有影響。 [未解決 ] 本設計也有一些創(chuàng)新的部分，出站變軌器的輸入點，是以同軌道南北信號沈陽工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計（論文） 32 燈的色種信號作為輸入源，即觸點控制信號燈，信號燈控制變軌器，因此，減少了系統(tǒng)的輸入點，降低了成本，系統(tǒng)中用到斷電延時定時器對變軌器進行復位，設置變軌時間段絕對安全，使系統(tǒng)更加合理有效，更加智能的對火車進出站信號 進行控制。 參考文獻 [1]范繼義 .安全技術與管理 [M].北京 :中國鐵道出版社 , . 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[18]Based on the advantages of PLC in railway applications[j]. 沈陽工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計（論文） 33 致 謝 在 畢業(yè)設計和 論文撰寫過程中，要特別感謝我的導師 李暉副教授 的 細心 指導與督促，同時感謝她 的關心 與包容 ， 沒有 李 老師的幫助也就沒有今天 畢業(yè)設計 的成果 。 本設計主要涉及到 PLC 的相關知識，特別感謝那些在網(wǎng)絡上和我共同解決難題，共同探討的網(wǎng)絡朋友， 沒有他們的幫助，設計不會有如此完善的功能。同時感謝同學在 撰寫 論文中給予的幫助， 給予設計和論文的寶貴意見和建議。最為感謝的是我們的輔導員李響老師，不僅生活上細心的呵護，同時思想上時刻鞭策著我們，一定認真完成大學四年學習中的最后一門功課，正因為有他的鼓勵和支持，我才堅定不移的一心投入到整個畢業(yè)設計過程中，順利的達到了預期要求。 沈陽工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計（論文） 34 附 錄 完整 系統(tǒng)程序： A( O I O M ) AN I = M A( O I O M ) AN I A M = M A( O I O M