西门子模块6ES7223-1PM22-0XA8型号含义
目前，很多院校开设了可编程序控制器控制技术课程。它是一门理论性、趣味性及实践性很强的课程，需要搭建PLC实训室，开设PLC实验课程，而开设PLC实验课需要解决的关键问题是PLC的控制对象。PLC的控制对象可以是实物模型，但它存在成本高、难维护、种类少等不足之处；也可以是用指示灯模拟显示PLC控制对象的实验箱，它与实物模型相比成本较低，也存在难维护、种类少、结果观察不直观等缺点；应用组态软件在计算机屏幕上全真模拟PLC的控制对象可以弥补上述不足，它还能以动画形式演示PLC控制对象的工作过程，具有成本低、免维护、灵活多样、形象直观等优点。
从教学意义上说，如果能用计算机全真模拟被控对象，不但可以克服实物模型的缺点，可利用有限的设备及多样化的程序丰富学生的实验课内容，增强PLC实验课的教学效果。北京亚控公司推出的“组态王”软件，具有可靠性高、通信快速、功能强大、界面友好和开发简洁等优点，可用来开发实验室仿真PLC控制对象，满足为学生开设实验课的需要。
1系统构成
利用“组态王”软件设计PLC仿真控制对象，是指在计算机上运行事先编写好的“组态王”应用程序，用软件来代替硬件（被控对象）的工作，借助计算机屏幕观察控制过程与结果。仿真PLC控制对象的实验系统结构如图1所示。上位机微机配有“组态王6.5”软件和三菱PLC编程软件FXGPWIN，下位机采用三菱FX2N-64MR型的PLC。“组态王”软件通过RS232C接口与PLC之间进行通信，并监控PLC所有存储器、控制器及I/O接口的状态，以变量值的形式传输到计算机上，供上位机使用、处理。
图1 仿真实验的系统结构图
2 系统的实现
利用“组态王”软件设计的应用软件，可以仿真多种PLC控制对象。仿真的被控对象不仅可以接受多种由PLC发出的控制信号，如逻辑开关信号、继电器控制信号、脉冲信号和各种数值信号等，还能按照程序的算法以动画、数值、文字、标尺等形式在计算机屏幕上反映出PLC的控制过程与结果，可以直接从屏幕上观察PLC的控制结果正确与否；“组态王”亦可向PLC发出各种命令信号，如逻辑开关控制信号、继电器开关信号、中断信号及位置信号等。“组态王”还能以按钮、滑动标尺、数值输入及单选框、复选框等形式向PLC发出各种命令和输出各种参数，以配合PLC的控制，反映PLC与被控对象（软件仿真的被控对象）及控制结果之间的关系。
要使画面中各图素能够生动、逼真的运动或显示，在“组态王”中需定义一些内存变量与外部I/O变量进行配合，并通过在其应用程序命令语言中书写程序控制自己的应用程序，驱动画面，用这种仿真方法开发PLC仿真控制对象，其优点是周期短、费用低、可靠性高，能节省电力资源，维护要求较低，不会危及人身和设备安全；其模拟效果逼真，人机界面生动友好，能达到很好的实验效果。
在实验教学中，学生既可将计算机看作“被控对象”，用PLC对其进行控制；又可在计算机屏幕上以仿真动画形式直观看到程序的执行结果，从而极大地提高学生的兴趣，强化他们的动手能力；可以增强学生的参与意识，使之对可编程控制器的理解更加深入，从而达到实验目的，终提高教学质量。
3 开发要求
利用仿真模拟技术开设PLC实验课，开发的仿真PLC被控对象满足如下要求：
1）组态仿真画面一般由2部分构成：一是仿真的PLC控制对象；二是仿真操作面板。有时根据系统控制对象不同，还会有一些报表。
2）“用户”可以用鼠标点击屏幕上的按钮，发出PLC所需要的输入信号（行程开关模拟信号、按钮模拟信号）。PLC接到该信号后，经过控制程序（实验课学生编写的PLC控制程序）发出控制指令。上位机接到控制指令后，控制画面上仿真控制对象的图形、动画、指示灯及机械、显示等动作，在报表中绘出一些曲线，填入一些数值。
3）接到电源信号后，模拟电源指示灯亮，显示红色，以示“组态王”与PLC通信正常。
4）仿真界面直接显示PLC仿真控制对象的物理位置和运行方向，可直观反映PLC程序的运行结果。
5）仿真PLC控制对象是以画面形式反映PLC程序执行结果的，故画面应尽可能逼真于模仿实物。
4 开发实例
以下给出我们开发的仿真PLC被控对象中的一部分，包括十字路口交通灯、机械手和水位控制系统。这些开发项目完全可以直接应用到PLC教学实验中，因篇幅所限，文中未给出PLC的梯形图程序及组态设计过程。
4.1十字路口交通灯仿真系统
1）控制要求。a．南北向和东西向主干道均设绿灯30s，绿灯闪亮3s，黄灯2s和红灯30s。当南北主干道红灯点亮时，东西主干道先点亮绿灯，之后绿灯闪亮，再后点亮黄灯；当东西主干道红灯点亮时，南北主干道先点亮绿灯，之后绿灯闪亮，再后点亮黄灯。b．南北和东西向人行道均设有通行绿灯和禁止红灯。南北人行道通行绿灯应在东西向主干道点亮后才允许点亮，接5s绿灯闪，其他时间为红灯；同样，东西人行道通行绿灯于南北主干道绿灯点亮后才允许点亮，接5s绿灯闪，其他时间为红灯。c．点按“停止”按钮，工作立刻停止。
2）PLC输入输出表。交通灯控制PLC的I/O点分配表如表1所示。十字路口有12只红、黄、绿灯，人行道有16只红、绿灯，同一方向的同色灯动作，应为一个输出，在表中只占用10个PLC输出端点。
表1 交通灯控制PLC的I/O点分配表
3）组态仿真画面。十字路口交通灯组态仿真画面如图2所示。将PLC置于运行状态，进入“组态王”运行环境.若画面中的电源指示灯以红色显示，表明两者通信正常。初始运行画面上各交通指示灯都以黑色显示，当按下画面中的“启动”按钮，画面中的红、绿、黄交通指示灯按照PLC的程序显示或闪烁；当南北与东西向主干道和人行道绿灯亮时，画面中会有汽车和行人通过。
图2 十字路口交通灯组态仿真画面
画面中汽车和行人的动作仅与“组态王”的内存变量有关，可通过在其应用程序命令语言中编制程序控制汽车与行人的速度和方向，与PLC的程序无关。
压铸脱模剂的功能是提高铸件生产效率和产品质量，将工作场所和废水排放对环境的fumian影响降至低。从脱模角度而言，任何阻碍铸件从模具顺利脱模的因素均是问题。根据我们长期从事压铸行业的经验，包括我们早在20世纪60年代末被压铸研究基金会认定为行业企业时所做的研究以及我们多年来与客户肩并肩在车间共同工作的经验，我们深谙您在压铸操作过程中可能遇到的问题。这些问题包括：
粘模
多孔
腔内结垢/积碳
冷隔
白点
环境挑战
粘模
Soldering on thedie粘模是熔融合金与模具钢粘连产生的结果。高温和腐蚀会加重粘模问题，且多见于模具的特殊区域。在熔融金属和工具钢之间形成屏蔽涂层可防止产生粘模现象。某些合金更容易产生粘模现象。肯天采用先进技术开发出多种压铸润滑剂，以此满足不同温度范围和合金材料的要求。肯天专有的聚合物确保高温条件下的卓越压铸效果，无硅系列脱模剂可应用于温度较低的模具表面。
多孔
多孔是压铸过程中的大问题。压铸工艺常常用于使用轻金属制造轻质部件，以取代钢质或铁质部件。由于轻金属的固有强度低于钢质部件，应避免产生任何降低部件强度的情况。铸件横截面的小孔会对其抗张强度产生较大影响。
主要有两类孔，一类是气孔。气孔是金属熔液高速注入模具过程产生的结果。模具内含有水分或者模具或料缸内任何有机化合物的分解均会加重气孔现象。由于所有模具和冲头润滑油均可能含有水分、有机物或两者皆有，这些物质均可能导致产生气孔问题。肯天精心设计的产品仅产生微量分解物，且所有水分在熔融金属注入模具之前已被蒸发或吹干，可大限度减少气孔现象。
气孔缺陷
收缩孔隙缺
还可通过设置溢流与排气口将气孔现象降至少，这两种方法可使模具腔内的空气和任何分解物在金属固化之前从铸件逸出。采用恰当尺寸的料缸和填料速度均可大程度减少气孔现象，但排气孔的正确位置和排气渣包尺寸对于生产优质铸件至关重要。压铸脱模剂的选择也会影响排气孔的效果。压铸润滑剂通常喷在模具腔内，但无论如何操作，喷涂的脱模剂均可能超出目标区域，例如喷在排气孔上。这就是我们通常说的过量喷涂。
Overspray on thedie随着水分蒸发，排气孔表面会形成润滑膜。与模具腔内的润滑膜不同，排气孔表面形成的润滑膜在铸件脱离模具时无法彻底qingchu，随着时间推移，会阻碍逃逸气体的流动路径。肯天近期重点开展该领域研究工作，我们新的压铸脱模剂能够将一般压铸脱模剂的过量喷涂水平降至低，从而提高铸件质量。
产生缩孔的原因是多数铸造金属的液态密度略低于固态密度。这意味着金属在固化过程中体积会减小。只要液态金属能够在固化之前进入铸件，将能够大程度减少缩孔现象。
不幸的是，由于铸件有许多不同横截面，“模具过热点”的出现不可避免。这部分铸件在其他部分固化之后仍保持液态，固化时会形成缩孔。解决缩孔问题的好方法是改进模腔、强化压力和金属温度的设计。肯天压铸脱模剂通过改进冷却性能控制“过热区”的产生，从而帮助解决上述问题。
腔内结垢/碳
Carbon or in-cavitybuild-up模腔内的深色杂质被称作“碳”或腔内结垢。这与焊合存在很大区别，因为这些杂质并非黏在金属上，而是无需化学溶解合金即可qingchu的附于表面的薄膜层。压铸脱模剂喷涂在模具表面时，水分蒸发之后仅留下压铸脱模剂的一层薄膜，可帮助脱模并避免产生焊合。这层薄膜通常在铸件脱离时去除。某些情况下，尤其是当模具温度低于额定温度时，这层润滑膜无法彻底qingchu，会在模具腔内产生结垢。好的解决方法是减少压铸脱模剂用量。由于复杂模具各部分的局部温度可能相差很大，为了减少结垢而减少压铸脱模剂用量可能产生焊合现象。肯天压铸脱模剂能够在高温与低温模具表面形成薄膜达到完美平衡，从而在形成统一保护的缓解上述问题。
产生腔内结垢的主要原因是稀释脱模剂的水。通常情况下，稀释压铸脱模剂推荐使用软化水。如使用硬水，溶解的钙和镁盐会在水分蒸发之后沉淀。这些成分无法被熔融金属分解，容易在模腔内形成堆积。腔内残留物的化学成分分析通常会显示存在压铸脱模剂成分，但固体盐类的根本成因是稀释脱模剂的水分。水软化系统混乱会导致模腔内固体沉积。
冷隔
铸件表面有时呈现出熔融金属流经路线留下的暗线痕迹。这种情况在镁合金和薄壁铸件截面尤其明显。极端情况下，铸件甚至无法完全填满。其他情况下，铸件表面会出现类似裂痕的东西，实际上是两层金属表面固化时没有完全融合留下的痕迹。这种情况有时被称作“冷隔”。这种情况表明铸件在填料未满的状态下已开始凝固。这可能是由于模具温度过低、熔化温度过低或过度冷却而造成。肯天压铸脱模剂可用于调节模具传热速度，从而有效避免铸件填料不满可能产生的问题。
白点
Example of "fish eye" paintdefect对于压铸脱模剂的一个常见担心是对铸件在涂料、镀层或胶合等操作过程可能产生的fumian影响。由于脱模剂的主要作用是防止铸件和模具表面之间粘连，使用脱模剂可能影响涂料的附着力或镀层，若在清洗过程中未完全去除脱模剂，则可能产生“白点”缺陷。可在采用喷涂或电镀工艺之前使用碱洗液轻松洗净肯天脱模剂。
环境挑战
早开发的脱模剂属于油剂，在注入熔融金属之前手动用于热模具。这对人体健康和安全会造成重大危害，肯天率先开发出更加安全的替代型脱模剂。现在的水性压铸脱模剂可用于多数压铸操作领域。水性润滑剂通常是浓缩乳状液，使用之前在压铸现场用水稀释。作为行业企业，肯天始终致力于开发独特新配方，以此满足行业不断发展面临的技术挑战。过去十年间，我们通过增加稀释比和降低环境影响不断改进产品质量。近开发的创新产品不仅可用于极端高温的模具，能够大幅减少模具表面过量喷涂产生的结垢并显著提高压铸操作的生产效率。想了解我们的压铸加工助剂为生产带来的切实益处，请参考以下案例分析: 辅助产品增加价值 , 通过产品创新提高生产效率 与 产品性能节省运营成本。
使用稀释水会产生大量液态水。为解决该问题，肯天开发出一系列干粉压铸脱模剂，此类产品可依靠静电或空气粘附于模具表面。此类产品在与炽热的模具表面接触后会融化并流过模具表面，从而在模具表面形成一层薄保护膜。干粉压铸脱模剂不会对模具表面产生热冲击，可大程度地减轻金属疲劳现象并延长模具寿命。
肯天还针对周期较短、模具温度较低的应用领域开发一系列溶剂型压铸脱模剂。在有效应用过程中，此类产品的低频应用和低操作温度不仅可将着火风险降至低，还可生产洁净光亮的铸件。
图1 仿真实验的系统结构图
表1 交通灯控制PLC的I/O点分配表
图2 十字路口交通灯组态仿真画面
画面中汽车和行人的动作仅与“组态王”的内存变量有