基于PLC教學(xué)仿真系統(tǒng)的建設(shè)與實(shí)現(xiàn)

許書娟

【摘要】 本文基于PLC（可編程邏輯控制器）教學(xué)仿真系統(tǒng)的組成進(jìn)行概述，并對(duì)教學(xué)仿真模型的建設(shè)依據(jù)及配置原則進(jìn)行了分析，指出了仿真設(shè)備的情況、工藝要求及控制功能在教學(xué)仿真模型建設(shè)中的重要性，在此基礎(chǔ)上對(duì)PLC教學(xué)仿真模型的可適用性進(jìn)行了研究，闡述了仿真系統(tǒng)中結(jié)點(diǎn)的設(shè)置內(nèi)容及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，并基于PLC教學(xué)仿真系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程中開關(guān)量及模擬量的控制情況進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】 PLC 教學(xué)仿真系統(tǒng) 建設(shè)與實(shí)現(xiàn)

一、基于PLC的教學(xué)仿真系統(tǒng)組成概述

仿真的含義就是對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行真實(shí)的模擬，而要想設(shè)計(jì)出一個(gè)好的仿真系統(tǒng)，就必須對(duì)實(shí)際控制系統(tǒng)的組成進(jìn)行充分的理解，才能此基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)和研發(fā)。PLC教學(xué)仿真系統(tǒng)的組成包括下位軟件與上位軟件，下位軟件包括由網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)，而網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)是由PLC所構(gòu)成的，PLC還能對(duì)現(xiàn)場的設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制與管理，下位軟件的應(yīng)用程序是PLC工程師利用PLC的理論知識(shí)及開發(fā)環(huán)境進(jìn)行編寫的。而上位軟件則是中央控制室中的工作站，它能夠?qū)ο嚓P(guān)信息進(jìn)行讀取和分析，并能將控制數(shù)據(jù)傳送到下位軟件中，并由PLC對(duì)下位軟件進(jìn)行控制。上位軟件擁有許多的產(chǎn)品和平臺(tái)，例如Kingview、CAM等?；赑LC教學(xué)仿真系統(tǒng)的控制類型有很多種，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)溫度、電流、壓力及功率的控制。

二、基于PLC的教學(xué)仿真模型的建設(shè)和實(shí)現(xiàn)

2.1教學(xué)仿真模型的建設(shè)依據(jù)和配置原則

教學(xué)仿真模型的建設(shè)依據(jù)是對(duì)實(shí)際生產(chǎn)過程中所使用的控制設(shè)備進(jìn)行真實(shí)再現(xiàn)，這也是教學(xué)仿真模型建設(shè)的根本意義。因此，在對(duì)仿真模型進(jìn)行建設(shè)過程中，一定要對(duì)控制設(shè)備的具體特征、控制功能及設(shè)備情況進(jìn)行掌握，并將其做為仿真模型的建設(shè)依據(jù)。在控制設(shè)備中工藝要求必須明確，它真接關(guān)系到仿真模型的控制難度與相互工作的方式。而設(shè)備情況需要控制設(shè)備的配置性能能夠滿足控制要求?？刂乒δ苁菍?duì)控制模型的功能要求，他能夠?yàn)槟Ｐ徒ㄔO(shè)提供基礎(chǔ)依據(jù)。工藝要求、設(shè)備情況及功能配置可以說都是教學(xué)仿真模型的建設(shè)依據(jù)，因此我們要依據(jù)控制功能的這三個(gè)方面進(jìn)行必要的分類統(tǒng)計(jì)，以此確保教學(xué)仿真模型的設(shè)計(jì)規(guī)格和配置達(dá)到要求。在教學(xué)模型建設(shè)過程中，其參數(shù)非常重要，我們需要對(duì)參數(shù)的等級(jí)進(jìn)行分類的劃分和統(tǒng)計(jì)，還要對(duì)控制模型的特殊功能有所要求，另外，在模型建設(shè)時(shí)，控制對(duì)象對(duì)控制命令的響應(yīng)速度也需得到滿足，而這些都是教學(xué)仿真模型的配置原則。

2.2 PLC教學(xué)仿真系統(tǒng)的可適用性

在PLC教學(xué)仿真系統(tǒng)中，對(duì)仿真設(shè)備和文件的管理都是靠數(shù)據(jù)庫來進(jìn)行管理的，教學(xué)仿真系統(tǒng)能夠?qū)π枰M(jìn)行仿真的對(duì)象進(jìn)行調(diào)整和擴(kuò)充，因?yàn)樗且罁?jù)控件來對(duì)設(shè)備分類仿真進(jìn)行組織的。教學(xué)仿真系統(tǒng)內(nèi)部可以看成是一個(gè)功能樹，這個(gè)功能樹能夠?qū)λ械姆抡嬖O(shè)備及寄存器文件進(jìn)行管理。在教學(xué)仿真系統(tǒng)中有很多結(jié)點(diǎn)，每個(gè)結(jié)點(diǎn)都是仿真功能的抽象，這個(gè)結(jié)點(diǎn)包涵了控制功能的所有數(shù)據(jù)及界面風(fēng)格。結(jié)點(diǎn)五元組的表示方式為NODE=（BT，BD，RD，F(xiàn)，RC），在五元組表示中我們可以了解到字母BT代表著仿真系統(tǒng)中與功能所連接的仿真表。而BD代表的是與功能所對(duì)應(yīng)的界面風(fēng)格，即仿真畫面。而RD則代表的是仿真系統(tǒng)內(nèi)寄存器的集合。F代表著結(jié)點(diǎn)格式。而RC代表的是這項(xiàng)功能的運(yùn)行條件。仿真系統(tǒng)的功能結(jié)點(diǎn)可以用類進(jìn)行表示，以此來對(duì)功能結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法、數(shù)據(jù)屬性、觸發(fā)條件及屬性顯示進(jìn)行設(shè)置。在PLC教學(xué)仿真系統(tǒng)中能夠進(jìn)行功能樹的生成，我們只需要對(duì)生成器輸入相應(yīng)的仿真結(jié)點(diǎn)，并對(duì)仿真結(jié)點(diǎn)的功能進(jìn)行設(shè)置即可。在仿真系統(tǒng)進(jìn)行輸出時(shí)，功能樹能夠作為數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)依據(jù)，通過元數(shù)據(jù)的調(diào)整來使整個(gè)功能數(shù)的外觀得到改變，而輸出的整個(gè)過程完全不用對(duì)代碼進(jìn)行修改。

2.3基于PLC教學(xué)仿真系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

PLC教學(xué)仿真系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方面，我們需要先依據(jù)仿真模型的建設(shè)依據(jù)及配置原則進(jìn)行操作，并對(duì)教學(xué)仿真系統(tǒng)的開關(guān)量及模擬量進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)和設(shè)置。開關(guān)量的分類包括備妥、驅(qū)動(dòng)和應(yīng)答，而模擬量是對(duì)仿真設(shè)備的轉(zhuǎn)速進(jìn)行設(shè)定和反饋，并設(shè)置電機(jī)的電流。為了確保教學(xué)仿真系統(tǒng)的應(yīng)答能夠達(dá)到需求，我們需要進(jìn)行連續(xù)的地址分配，并提前在內(nèi)存中存入一部分PLC地址寄存器內(nèi)容。模擬量的控制可以通過PLC（可編程邏輯控制器）進(jìn)行控制，以此確保模擬量能夠滿足教學(xué)仿真系統(tǒng)的控制要求。

參 考 文 獻(xiàn)

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