一種多控制對象的工業生產模型實訓設備的設計

楊乃勇+許方斌+石家旭

摘要：隨著職業技術教育的發展，學校對于實訓設備的要求越來越高。市場上的生產模型實訓設備具有設備單一、線路復雜、價格較貴等缺點。設計了一種多控制對象的工業生產模型實訓設備，該設備具有生產模型多樣化、示教、聯網、網絡化管理等功能，能夠作為不同類型控制器的控制對象。主要應用在PLC、嵌入式等可編程序控制器類實訓室，適用于相關職業技能實訓、社會培訓及國家職業資格鑒定等方面。

關鍵詞：控制對象 網絡化管理 PLC

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）12-0013-01

目前大部分實訓室使用的工業生產模型控制對象是由單一的生產模型構成的，每個模型的控制電路都固定且無法更改，如果需要多個生產模型的話，就需要購買很多的設備，這在很大程度上加大了系統成本。同時，單一的生產模型單元具有占用空間大、接線復雜等缺點。為此，設計了一種可以方便更換控制對象的工業生產模型，通過顯示畫面的切換來更換不同的生產模型，以改進和提升職業技術教育實訓教學質量。

1 系統總體設計

實訓設備系統包括電源部分、控制部分、顯示部分、接口部分、通信部分等，使用軟件編程技術將不同的生產模型集成到一個顯示器中，主要包括基本工業器件的模型、簡單控制工業生產模型和復雜控制工業生產模型。所有的工業生產模型都具有動態效果，可模擬實際的控制、運動過程。

2 系統硬件設計

2.1 控制部分

系統采用STM32單片機作為控制核心，其具有高性能、低功耗、非易失性等特點。具體如圖1所示，采用通用控制原理，不再詳細闡述。

2.2 顯示部分

顯示部分采用HMI實現。系統通過串口通訊，實現對顯示部分的控制。顯示部分是基于圖形界面的開發，運用圖形化語言形象而生動的實現了友好的人機交互界面。

2.3 通信部分

設備上有無線通信和以太網通信，通過無線通信可以實現設備的聯機、管理，以太網主要實現實訓室設備管理的網絡化和設備升級。

3 系統的軟件設計

多控制對象的工業生產模型實訓設備的軟件設計包括顯示部分程序、無線通信和以太網通信程序的設計。程序總流程如圖2所示。

4 結語

設備采用顯示器模擬工業生產對象的動作過程，并且在項目訓練前加入示教功能，使訓練人員在觀看工藝流程后開始進行練習，同時加入了訓練引導和知識檢索，并且將工業生產對象按等級劃分，包括基本工業器件的模型、簡單控制工業生產模型和復雜控制工業生產模型。

參考文獻

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