PLC實(shí)驗(yàn)教學(xué)由于受到場(chǎng)所、設(shè)備、資金等諸多客觀條件的限制,難以在實(shí)驗(yàn)室配備大量的真實(shí)控制對(duì)象,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不夠直觀。針對(duì)這種情況,本文開發(fā)了一個(gè)適用于教學(xué)、可操作性好、仿真度高的PLC虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。學(xué)生可在該仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行多種PLC實(shí)驗(yàn)操作,也可以自行設(shè)計(jì)PLC實(shí)驗(yàn),并通過人機(jī)交互界面動(dòng)態(tài)顯示PLC控制系統(tǒng)的工作情況。通過使用該仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái),學(xué)生可以充分發(fā)揮動(dòng)手能力和創(chuàng)造性,有效提高了PLC實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果。 在對(duì)系統(tǒng)的基本功能進(jìn)行需求分析的基礎(chǔ)上,建立系統(tǒng)的整體框架如下:整個(gè)系統(tǒng)劃分為三大主要的功能模塊:仿真對(duì)象庫(kù)模塊、OPC通信模塊和實(shí)驗(yàn)操作模塊。仿真對(duì)象庫(kù)部分主要用來存儲(chǔ)模擬真實(shí)實(shí)驗(yàn)對(duì)象組件的仿真組件;數(shù)據(jù)通信部分利用OPC技術(shù)實(shí)現(xiàn)仿真實(shí)驗(yàn)軟件與PLC之間的數(shù)據(jù)傳輸;實(shí)驗(yàn)操作模塊為學(xué)生進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)提供了一個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),學(xué)生可在該平臺(tái)上進(jìn)行典型實(shí)驗(yàn)操作或自定義實(shí)驗(yàn)操作。 仿真對(duì)象庫(kù)模塊的架構(gòu)設(shè)計(jì)基于SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái),仿真對(duì)象庫(kù)包括用于存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)所需仿真對(duì)象組件的仿真對(duì)象組件數(shù)據(jù)庫(kù)和實(shí)現(xiàn)保存學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)功能的實(shí)驗(yàn)管理數(shù)據(jù)庫(kù)。利用具有優(yōu)秀動(dòng)畫制作能力的Flash技術(shù)制作了種類豐富的仿真實(shí)驗(yàn)組件,可供學(xué)生選擇調(diào)用構(gòu)建出形式多樣的PLC仿真實(shí)驗(yàn)。 數(shù)據(jù)通信模塊實(shí)現(xiàn)了仿真實(shí)驗(yàn)軟件與PLC之間的數(shù)據(jù)交互功能,利用OPC作為中間件的技術(shù)優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)了軟件與PLC之間交互的高效性和實(shí)時(shí)性。并且很好的銜接了COM平臺(tái)與.NET平臺(tái)下的OPC應(yīng)用,使用.NET環(huán)境下的OPC規(guī)范實(shí)現(xiàn)了仿真實(shí)驗(yàn)軟件與PLC之間的數(shù)據(jù)傳輸。利用OPC技術(shù)使仿真實(shí)驗(yàn)軟件可以連接通訊多種類型PLC,而不必為每種PLC都開發(fā)一個(gè)通訊模塊,可以滿足多種PLC的教學(xué)需求。 實(shí)驗(yàn)操作模塊為學(xué)生提供了自定義實(shí)驗(yàn)和典型實(shí)驗(yàn)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K,其中自定義實(shí)驗(yàn)?zāi)K為學(xué)生提供了一個(gè)方便學(xué)生選擇組件的組件圖庫(kù)以及完善的實(shí)驗(yàn)輔助功能,有助于學(xué)生方便快捷的設(shè)計(jì)仿真實(shí)驗(yàn)。典型實(shí)驗(yàn)為學(xué)生提供了一些具有代表性的PLC實(shí)驗(yàn),最后以三個(gè)典型PLC仿真實(shí)驗(yàn)為例介紹了仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的使用,并以此驗(yàn)證了本仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)揮的作用。本PLC虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可以使自動(dòng)化及相關(guān)專業(yè)的在校生得到接近于實(shí)際控制系統(tǒng)的工程訓(xùn)練,有效降低了PLC實(shí)驗(yàn)教學(xué)成本,提高了教學(xué)效果,具有較強(qiáng)的實(shí)際意義。

PLC是一種專門在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。