赵凤英 王翠

摘要

目前，PLC与组态软件已经广泛应用与楼宇、钢铁、电力、造纸、化工等各个行业，PLC与组态软件已经应用到逻辑控制，模拟量的控制，速度控制，过程控制、数据监测、通讯控制等自动化领域。结合STEP7与winCCflexible集成的的特点以及电梯在教学中的现状，应用STEP7与winCC flexible集成仿真虛拟电梯对楼宇自动化中电梯项目的教学有重大的意义。

【关键词】STEP7 winec flexible 应用

1 前言

1.1 现状

在教学过程中，由于客观试验条件的限制，一些PLC项目无法实现。电梯控制是智能楼宇控制一个重要的项目，但是由于电梯的体型庞大，机械电气结构复杂、控制逻辑比较复杂，所以在自动化楼宇教学中，电梯教学即是一个重点又是一个难点。

1.2 S7-300与winCC flexible集成软件介绍

西门子的的HMI设备主要是与S7-300/400配合使用，由于它的价格较高，初学者编写出PLC程序和组态后，一般没有条件用硬件来实验，为了解决硬件缺乏的问题，西门子公司将HMI的项目集成在S7-300/400的编程软件STEP7中，用仿真软件PLCSIM来模拟S7-300/400的运行，用winCC flexible的运行系统来模拟运行HMI的功能。在没有PLC和HMI的硬件设备条件下，计算机也能很好的模拟真实的PLC和HMI设备组成的控制系统，模拟系统与硬件系统的功能基本相同。

2 项目的建立

2.1 项目的集成

建立虚拟实验室是以电脑为平台，在电脑上安装STEP7软件与Wincc flexible软件，在STEP7软件中以对象插入的形式，将HMI虚拟硬件插入到STEP7项目中，用仿真软件PLCSIM来模拟S7-300的运行，用WinCCFLEX113LL的运行系统来模拟HMI设备的功能。

在STEP7的编程软件中，插入虚拟 S7-300站点和HMI站点，分别进行硬件组态，应用MPI协议完成二者的通信，如图1。

2.2 PLC程序的编写与运行

完成电梯控制程序的编写主要包括符号表的建立和电梯控制逻辑程序。符号表的建立对编写梯形图程序以及与组态画面的联接起到很重要的作用。电梯逻辑控制程序主要包括轿厢的外呼与轿厢的内呼，呼叫的记忆功能，电梯开关门程序。相对与实际的电梯程序来说，电梯模型是基于winCC flexible画面建立的一个虚拟模型，要想完整的在组态画面上动态的显示电梯的上下，开关门，必须在实际电梯模型添加电梯上下，开关门模拟程序。电梯上下，开关门模拟程序主要是在电梯开关门的逻辑中，创造一个变化的虚拟数据，比如电梯开门的状态，数据增大，关门的状态时，数据变小。在电梯上下行驶，开门的过程中创造虚拟数据是一个创新点，同时也是动态模拟电梯的运动的一个关键点。电梯模拟程序编写完成，但是没有S7-300PLC硬件连接，在缺乏硬件的基础上，PLCSIM是一个强大的仿真软件，可以代替S7-300PLC运行程序，打开软件，把程序下载到PLCSIM中，可以运行电梯程序。并可以监控程序的运行状态，可以修改调试程序。

2.3 组态画面的建立

针对电梯试验项目，由于试验条件限制，电梯项目缺乏真正的电梯模型，为了让学生更好的学习电梯运行的基本原理，在WTINCCflexible组态画面中建立多幅画面，电梯运行的外观组态一幅画面，此画面包括电梯上下运行的画面，电梯的显示系统，电梯的内部呼叫系统，电梯的外部呼叫系统;电机运行的内部电气原理组态一幅画面包括电梯的主接线图，PLC接线图。如果有需要还可以建立更多的画面，让学生更直观的研究电梯的基本结构和工作原理。

2.4 变量的连接

变量分为外部变量和内部变量，每个变量都有一个符号名称和数据类型，内部变量存储在HIM的存储器中，与PLC没有联系。外部变量是操作单元与PLC进行数据交换的桥梁，其值随着PLC程序的执行而改变。外部变量在PLC程序编写之前在以符号表的方式建立。变量的联接主要是PLC的外部变量与需要动态演示的画面联接，设置画面的属性。外部变量变化，画面的属性也发生变化，可以动态的演示电梯运行的过程。

2.5 模拟仿真运行

在STEP7软件中集成HMI仿真，运行时必须把PLC程序下载到PLSIM中运行，同时运行组态程序，通过集成软件，可以完成自动化项目的各个环节的联动。图2为电梯运行的各个环节图。

3 总结

基于S7-300与winCCflexible集成软件在虚拟电梯中的应用，编写了电梯控制程序，组态了电梯运行画面，轿厢外部呼叫画面，轿厢内部呼叫画面，以及电梯开关门画面，除此之外还包括电梯的电气线路电气画面，在PLC程序基础上，建立变量联接，动态模拟电梯各个环节，使得楼宇自动化教学在没有实际电梯的基础上，能够形象动态的完成教学的各个环节，使得电梯的教学提高了一个新的层次，节省了教育资金的同时提高了课堂教学效果，为自动化的教学开辟了一种新的教学思路。