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PLC虚拟仿真实验教学平台建设

发布时间:2022-11-04

编辑人:灵图互动

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PLC又被成为可编程控制器,由于可靠性高、应用面广、功能强大、使用方便,在工业控制各个领域得到了广泛的应用,已经成为当代工业自动化三大支柱(PLC技术、机器人、CAD/CAM)之一。PLC课程是一门集电气技术、计算机技术、控制技术等为一体的机电类专业课程,具有很强的实践性。

传统的PLC实验教学是在实验室利用PLC及各种被控对象,完成程序编制和程序调试。被控对象可分全实物与仿真实物两种。全实物被控对象通常是固定的,在使用过程中不易实现机械拆卸、电气接线过程,也很难在实验室配备较全面的工业控制对象;仿真实物被控对象通过接口板与控制器相连,也存在成本高、机型单一、升级困难和软件开发难度大等缺点。无论使用哪一种被控对象构成实验教学系统,实验教学都仅仅根据实验的控制要求编程,缺少设备选型、电气设计等内容,没有软硬件协同设计的环节,使学生无法全面掌握一个控制系统的设计全过程。

PLC虚拟仿真实验教学平台可以很好地解决PLC实验教学不足的问题。PLC虚拟仿真实验教学平台是依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通信等技术,构建高度仿真的实验环境和实验对象,实验效果可以达到教学大纲的要求。

PLC虚拟仿真实验教学平台

PLC虚拟仿真实验教学平台包含多个厂家、多种型号的仿真控制器;控制系统需要的各种虚拟控制器件,如按钮、传感器、接触器以及执行器等;各种典型的虚拟仿真被控对象,如传送带、交通灯、灌装流水线及物料生产线等。PLC虚拟仿真实验教学平台能够关联厂家的程序开发软件,建设有PLC课程的各种教学资源,包括PPT、器件原理与展示动画以及视频资源等。学生在PLC虚拟仿真实验教学平台上完成控制任务软硬件协同设计、硬件原理图绘制、器件选型、实物接线、程序开发以及虚拟仿真场景联合调试等实验内容。

基于PLC虚拟仿真实验教学平台,可实现一个完整的PLC控制任务或项目的实验教学流程,从理论学习到硬件设计,从软件设计到协同调试。学生在PLC虚拟仿真实验教学平台上,可基于任务或项目展开实训。

学生登录PLC虚拟仿真实验教学平台后,首先进入理论学习部分。在PLC虚拟仿真实验教学平台的理论学习部分,学生可以通过PPT资源进行自主学习与探究学习,教师也可利用该资源进行授课。

PLC虚拟仿真实验教学平台理论学习模块

PLC虚拟仿真实验教学平台的理论学习部分学习完成后,就要进入实验教学,下面以传送带实验项目为例,介绍PLC虚拟仿真实验教学平台的实验教学过程。

在基本逻辑指令学习的基础上,学生需完成传送带运行控制任务,要求通过PLC实现一台传送带设备的正反转持续运行、正反转点动运行、停机的控制功能。学生可在实训栏目中找到对应的任务,需先进行控制任务的分析,完成IO表的分配。

PLC虚拟仿真实验教学平台提供详细的实验目的和实验要求,学生据此首先完成原理图绘制。然后,在PLC虚拟仿真实验教学平台上完成主电路和控制回路的元器件选型、布局及接线。这环节为PLC虚拟仿真实验教学平台的硬件设计部分。

PLC虚拟仿真实验教学平台硬件设计模块

完成PLC虚拟仿真实验教学平台的硬件设计后,学生可以通过PLC虚拟仿真实验教学平台打开编辑器,进行项目软件设计。PLC虚拟仿真实验教学平台的软件设计流程包括项目创建、硬件组态、程序设计、程序下载。

PLC虚拟仿真实验教学平台的软件设计结束后,可进行软件协同调试。现在仿真器上完成基本调试,验证软件控制逻辑是否正确。而后,返回PLC虚拟仿真实验教学平台的硬件设计,验证硬件设计与接线是否正确。通过PLC虚拟仿真实验教学平台可以反复进行验证、调试,不必担心编程错误而导致设备损耗。

PLC虚拟仿真实验教学平台的实训教学结束后,还可以自动生成实验报告,查看个人的实训情况,老师也可以通过实验报告了解每位学生的实训成果。

PLC虚拟仿真实验教学平台是不受时空限制的开放性虚拟实验系统。应用PLC虚拟仿真实验教学平台,学生能够完成软硬件协同设计,经历控制系统设计的全流程,并大大减轻实验室对硬件设施与场地的依赖。


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