鐘漢生+周光宇

摘 要：本文介紹了Automation Studio軟件在《電氣控制與PLC應用》課程中的應用，并以十字路口交通燈為例介紹了Automation Studio軟件的PLC接線圖的繪制、元器件的選擇、梯形圖設計以及仿真演示。在《電氣控制與PLC應用》課程中引入Automation Studio軟件進行輔助教學，提高了學生的學習積極性和主動性，提高了教學效果，是值得推薦的一種教學方式。

關鍵詞：Automation Studio；PLC；仿真

中圖分類號：TM76 文獻標志碼：A

0 引言

Automation Studio TM 是一種系統(tǒng)設計、系統(tǒng)建模以及動態(tài)仿真于一體的軟件工具，其廣泛應用于自動化控制、氣動控制、液壓控制等方面的教學和實際應用。用戶可以利用該軟件平臺，設計以及仿真液壓與氣動電路、繼電器控制電路、PLC控制電路、可編程控制器順序功能圖等各種典型電路。該軟件包括豐富的庫資源，用戶可以直接調用實際中用到的任何一款氣動元件、電氣元件、PLC等資源，也可以根據實際需要進行元件參數(shù)及結構的調整，使用范圍廣，可以靈活應用于輔助教學。

《電氣控制與PLC應用》課程是電氣工程及其自動化專業(yè)的一門重要的專業(yè)核心課程，該課程要求學生掌握常見的低壓電器結構和原理，掌握典型的低壓控制電路的原理，掌握典型機床控制電路分析，掌握可編程控制器PLC的電氣控制系統(tǒng)設計等。課程集理論與實踐一體，既要求學生掌握扎實的理論基礎，又要求學生具有較強的實踐動手能力，那么如何在有限的教學時間內更好地掌握這些知識點和技能，Automation Studio TM軟件有效地提供了這樣一個平臺，教師可以利用該軟件制作一些仿真程序及動畫，在課堂上能起到吸引學生注意力、調動學生學習積極性以及提高教學效果的作用。

1 Automation Studio軟件的教學應用

《電氣控制與PLC應用》課程授課采用項目化教學方法進行，項目內容包括電氣控制、氣動及液壓控制、PLC控制電路等，Automation Studio軟件完全可以滿足所有項目的仿真需要。下面以十字路口交通燈控制為例來介紹Automation Studio軟件在電氣控制與PLC上的應用。

1.1 任務要求

基于PLC控制的十字路口交通燈要求實現(xiàn)南北方向紅綠燈轉換，通過啟動按鈕和停止按鈕實現(xiàn)程序的運行和停止，其中一個循環(huán)周期20s，具體控制要求如圖1所示。

1.2 PLC I/O接線圖

根據項目要求，在項目庫中選擇PLC的輸入卡、輸出卡；選擇SB1對應啟動按鈕，SB2對應停止按鈕；選擇6個指示燈分別表示南北方向各交通燈，其中南北方向紅燈、黃燈、綠燈分別對于R1、Y1、G1，東西方向紅燈、黃燈、綠燈分別對于R2、Y2、G2；然后連接好電源。具體PLC I/O接線圖如圖2所示。

1.3 梯形圖設計及仿真調試

（1）閃爍電路梯形圖設計

控制要求中要求綠燈在結束前要閃爍3s，因此利用兩個定時器實現(xiàn)0.5s的閃爍方波，只要在輸出程序中串聯(lián)M1常開觸點即可，梯形圖如圖3所示。

（2）定時器串聯(lián)電路

采用6個定時器來區(qū)分每個循環(huán)的每一個時間段（5s-3s-2s-5s-3s-2s），然后當最后一個定時器定時時間到后進行循環(huán)，梯形圖設計結構如圖4所示。

（3）輸出梯形圖

以東西方向為例，綠燈亮有兩個時間段，第一個時間段是M0-M3，第二個時間段是M3-M4，同時需要閃爍；黃燈亮時間段是M4-M5，紅燈亮時間段為M5-M8，因此梯形圖設計如圖5所示。

（4）仿真調試

通過軟件的仿真界面，可以直接運行程序，并根據實際運行結果，進行調試以及修改。同時為了增加仿真結果的直觀性，可以設計一個指示燈的仿真界面，如圖6所示。這樣仿真后就可以更加直觀地觀察運行結果。

結論

結合Automation Studio軟件仿真后，使得《電氣控制與PLC應用》課程更加直觀，學生可以利用軟件平臺進行元器件的選擇、電氣原理圖的搭建、PLC輸入輸出接線、PLC梯形圖程序的編寫等；可以自行設置仿真界面，讓仿真結果更加貼合實際；還可以添加電流表、電壓表、示波器等儀器設備，模擬實際電路對各個參數(shù)進行仿真觀察。課堂內外引入Automation Studio軟件，很大程度上提高了學生的學習主動性和積極性，當然對老師也提出了更高的要求，需要教師不斷地學習和創(chuàng)新，從而提高教學效果。

參考文獻

[1]周潤景，張麗娜，劉夢男.基于Automation Studio的PLC系統(tǒng)設計、仿真及應用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2012.

[2]李華.基于Automation+StudioTM的PLC任務型在線學習模式構建研究[J].科技創(chuàng)新導報，2014（20）：20-21.

[3]王淑芳.電氣控制與S7-1200 PLC應用技術[M].北京：機械工業(yè)出版社，2016.