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PLC實驗教學由于受到場所、設備、資金等諸多客觀條件的限制,難以在實驗室配備大量的真實控制對象,導致實驗結果不夠直觀。針對這種情況,本文開發了一個適用于教學、可操作性好、仿真度高的PLC虛擬仿真實驗平臺。學生可在該仿真實驗平臺上進行多種PLC實驗操作,也可以自行設計PLC實驗,并通過人機交互界面動態顯示PLC控制系統的工作情況。通過使用該仿真實驗平臺,學生可以充分發揮動手能力和創造性,有效提高了PLC實驗的教學效果。 在對系統的基本功能進行需求分析的基礎上,建立系統的整體框架如下:整個系統劃分為三大主要的功能模塊:仿真對象庫模塊、OPC通信模塊和實驗操作模塊。仿真對象庫部分主要用來存儲模擬真實實驗對象組件的仿真組件;數據通信部分利用OPC技術實現仿真實驗軟件與PLC之間的數據傳輸;實驗操作模塊為學生進行仿真實驗提供了一個實驗平臺,學生可在該平臺上進行典型實驗操作或自定義實驗操作。 仿真對象庫模塊的架構設計基于SQL Server 2005數據庫平臺,仿真對象庫包括用于存儲實驗所需仿真對象組件的仿真對象組件數據庫和實現保存學生實驗設計功能的實驗管理數據庫。利用具有優秀動畫制作能力的Flash技術制作了種類豐富的仿真實驗組件,可供學生選擇調用構建出形式多樣的PLC仿真實驗。 數據通信模塊實現了仿真實驗軟件與PLC之間的數據交互功能,利用OPC作為中間件的技術優勢,實現了軟件與PLC之間交互的高效性和實時性。并且很好的銜接了COM平臺與.NET平臺下的OPC應用,使用.NET環境下的OPC規范實現了仿真實驗軟件與PLC之間的數據傳輸。利用OPC技術使仿真實驗軟件可以連接通訊多種類型PLC,而不必為每種PLC都開發一個通訊模塊,可以滿足多種PLC的教學需求。 實驗操作模塊為學生提供了自定義實驗和典型實驗兩個實驗模塊,其中自定義實驗模塊為學生提供了一個方便學生選擇組件的組件圖庫以及完善的實驗輔助功能,有助于學生方便快捷的設計仿真實驗。典型實驗為學生提供了一些具有代表性的PLC實驗,最后以三個典型PLC仿真實驗為例介紹了仿真實驗平臺的使用,并以此驗證了本仿真實驗平臺在實驗教學中發揮的作用。本PLC虛擬仿真實驗平臺可以使自動化及相關專業的在校生得到接近于實際控制系統的工程訓練,有效降低了PLC實驗教學成本,提高了教學效果,具有較強的實際意義。

PLC是一種專門在工業環境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令，并能通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。PLC及其有關的外圍設備都應按照易于與工業控制系統形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計。