引言 可变程序控制器（PLC）是从早期的继电器逻辑控制系统发展而来的。自20世纪60年代问世以来，PLC得到了突飞猛进的发展，尤其在数据处理、网络通信及与DCS等集散系统融合方面有了很大的进展，可变程序控制器已经成为工业自动化强有力的工具，得到了广泛的普及和推广应用。
本文以四层教学仿真电梯系统为例，着重讲述可变程序控制器（PLC）与上位计算机工控组态软件组态王之间的通信。
2 SIMATIC S7-200系列PLC及其编程软件STEP 7-Micro/WIN 32
SIMATIC 小型S7-200系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。
S7-200系列出色表现在以下几个方面：极高的可靠性；极丰富的指令集；易于掌握；便捷的操作；丰富的内置集成功能；实时特性；强劲的通讯能力；丰富的扩展模块等。S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。
STEP 7-Micro/WIN 32是西门子公司专门为S7-200系列PLC设计在个人计算机WINOOWs操作系统下运行的编程软件，它的功能强大，使用方便，简单易学，可用梯形图（LAD）、语句表（STL）和功能块图三种编程语言编制程序，不同的编程语言编制的程序可以相互转换。STEP 7-Micro/WIN 32提供两套指令集，即SIMATIC指令集（S7-200方式）和国际标准指令集（IEC1131-3方式）。程序编制完成之后，利用PLC与计算机专用的PC/PPI电缆传送程序至PLC。
3 工控组态软件—组态王V6.5
组态王是北京亚控科技发展有限公司开发的一个集成人机界面（HMI）系统和监控管理系统的工业上位监控软件，可与可编程控制器（PLC）、智能模块、板卡智能仪表、远程数据采集装置（RTV）等多种外部设备进行通讯。而其软件系统与用户最终使用的现场设备无关，对于不同的硬件设施，用户只需要按照安装向导的提示完成I/O设备的配置工作，为组态王配置相应的通信设备的硬件驱动程序，并由硬件设备驱动程序完成组态王与I/O设备的通信。在系统运行的过程中，组态王通过内嵌的设备管理程序完成与I/O设备的实时数据交换。
4 四层教学仿真电梯系统
四层教学仿真电梯系统在各类院校的PLC实践教学中得到了广泛的利用，其基本控制要求如下：当呼叫电梯的楼层大于电梯所停的楼层时，电梯上升到呼叫层，电梯停止运行；当呼叫电梯的楼层小于电梯所停的楼层时，电梯下降到呼叫层，电梯停止运行；当同时有多层呼梯信号时，电梯先按照同方向依次暂停。
5 PLC与上位计算机监控软件和软件组态王之间的通讯
PLC与上位计算机的通讯可以利用高级语言编程来实现，但是用户必须熟悉互连的PLC及PLC网络采用的通信协议，严格的按照通信协议规定为计算机编写通信程序，其对用户要求较高，而采用工控组态软件实现PLC与上位计算机之间的通讯，则相对简单，因为工控组态软件中一般都提供了相关设备的通讯驱动程序，西门子公司的S7系列PLC与工控组态软件WinCC、组态王之间可进行连接实现PLC与上位计算机之间的通讯。 下面介绍组态王6.5与S7-200 PLC 之间通讯的实现步骤。PPI协议是S7-200 CPU默认的通信方式，它通过S7-200 CPU自身的端口（Port 0或Port 1）即可完成。
第1 设备连接
利用PLC与计算机专用的PC/PPI电缆，将PLC通过编程口与上位计算机串口（ＣＯＭ口）连接，进行串行通讯。串行通讯方式使用＂组态王计算机＂的串口，I/O设备通过PC/PPI通讯电缆连接到＂组态王计算机＂的串口。
第2 通讯设备参数设置
在组态王工程浏览器的工程目录显示区，点击＂设备＂大纲项下PLC与上位计算机所连串口（ＣＯＭ口），进行参数设置。S7-200系列PLC编程口的通讯ＣＯＭ口参数设置：在组态王浏览器目录内容显示区内双击所设ＣＯＭ口对应的＂新建＂图标，会弹出＂设备配置向导＂对话框。在此对话框中完成与组态王通讯的设备的设置。利用设备配置向导就可以完成串行通讯方式的I/O设备安装，安装过程简单、方便。在配置过程中，用户需选择I/O设备的生产厂家、设备型号、连接方式，为设备指定一个逻辑设备名，设定设备地址。
第3 构造数据库
数据库是＂组态王＂软件的核心部分，在工程管理器中，选择＂数据库\数据词典＂，双击＂新建图标＂，弹出＂变量属性＂对话框，创建仿真电梯各个变量数据，这些变量与PLC内部变量一一对应，PLC的输入输出完全由组态王内部变量代替。这样，PLC的实际输入输出状态都反映在组态监控界面上，借助PLC的CPU通信功能，系统的运行就可以实现真正的仿真。
第4 设计图形界面并建立动画连接
在组态王“画面”上创建四层教学仿真电梯系统的控制示意图，见图2，建立各个按钮及位图，并将各个控制按钮、指示灯及位图与所建立相应变量关联，对相关单元进行动画连接。
第5 系统运行
启动组态王运行系统TOUCHVIEW，运行本四层教学仿真电梯系统。将PLC开关指向“RUN”状态，按照电梯的控制要求，依次按下各楼层呼叫按钮，观察四层教学仿真电梯系统的运行结果。实验结果表明，系统运行正常，动画效果良好。
5 结束语
四层教学电梯系统在各类院校的实践教学中得到广泛的利用，它可以作为电气及楼宇自动化等专业的PLC、变频器相关课程的实践教学平台。但是由于实际硬件的教学电梯投入较大，对教学空间也比较苛刻，从而给各个院校的实践教学带来很大的困扰。
利用工控组态软件实现PLC与上位计算机通信的方法简单易行，本四层仿真电梯系统利用工控组态软件组态王，配合简单的PLC主机，在PC机界面上实现了实践教学训练平台，投入较少，对教学空间要求不高，适合大批量学生的实践训练，符合大多数高等院校及培训机构的教学要求。所以利用PLC主机、PC机及工控组态软件设计实现的四层教学仿真电梯系统，在PLC、组态软件应用及电梯控制等课程教学中，具有突出的优点和很好的利用价值。
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