基于PLC教學(xué)仿真系統(tǒng)的建設(shè)與實現(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)的組成進行概述，并對教學(xué)仿真模型的建設(shè)依據(jù)及配置原則進行了分析，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PLC教學(xué)仿真模型的可適用性進行了研究，闡述了仿真系統(tǒng)中結(jié)點的設(shè)置內(nèi)容及應(yīng)用優(yōu)勢，并基于PLC教學(xué)仿真系統(tǒng)實現(xiàn)過程中開關(guān)量及模擬量的控制情況進行了分析。

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

一、基于PLC的教學(xué)仿真系統(tǒng)組成概述

仿真的含義就是對實際情況進行真實的模擬，而要想設(shè)計出一個好的仿真系統(tǒng)，就必須對實際控制系統(tǒng)的組成進行充分的理解，才能此基礎(chǔ)上對其進行改進和研發(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還能對現(xiàn)場的設(shè)備進行實時的控制與管理，下位軟件的應(yīng)用程序是PLC工程師利用PLC的理論知識及開發(fā)環(huán)境進行編寫的。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對下位軟件進行控制。上位軟件擁有許多的產(chǎn)品和平臺，例如Kingview、CAM等。基于PLC教學(xué)仿真系統(tǒng)的控制類型有很多種，能夠?qū)崿F(xiàn)對溫度、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)是對實際生產(chǎn)過程中所使用的控制設(shè)備進行真實再現(xiàn)，這也是教學(xué)仿真模型建設(shè)的根本意義。因此，在對仿真模型進行建設(shè)過程中，一定要對控制設(shè)備的具體特征、控制功能及設(shè)備情況進行掌握，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。控制功能是對控制模型的功能要求，他能夠為模型建設(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)控制功能的這三個方面進行必要的分類統(tǒng)計，以此確保教學(xué)仿真模型的設(shè)計規(guī)格和配置達到要求。在教學(xué)模型建設(shè)過程中，其參數(shù)非常重要，我們需要對參數(shù)的等級進行分類的劃分和統(tǒng)計，還要對控制模型的特殊功能有所要求，另外，在模型建設(shè)時，控制對象對控制命令的響應(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，對仿真設(shè)備和文件的管理都是靠數(shù)據(jù)庫來進行管理的，教學(xué)仿真系統(tǒng)能夠?qū)π枰M行仿真的對象進行調(diào)整和擴充，因為它是依據(jù)控件來對設(shè)備分類仿真進行組織的。教學(xué)仿真系統(tǒng)內(nèi)部可以看成是一個功能樹，這個功能樹能夠?qū)λ械姆抡嬖O(shè)備及寄存器文件進行管理。在教學(xué)仿真系統(tǒng)中有很多結(jié)點，每個結(jié)點都是仿真功能的抽象，這個結(jié)點包涵了控制功能的所有數(shù)據(jù)及界面風格。結(jié)點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應(yīng)的界面風格，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)點格式。而RC代表的是這項功能的運行條件。仿真系統(tǒng)的功能結(jié)點可以用類進行表示，以此來對功能結(jié)點的數(shù)據(jù)存儲方法、數(shù)據(jù)屬性、觸發(fā)條件及屬性顯示進行設(shè)置。在PLC教學(xué)仿真系統(tǒng)中能夠進行功能樹的生成，我們只需要對生成器輸入相應(yīng)的仿真結(jié)點，并對仿真結(jié)點的功能進行設(shè)置即可。在仿真系統(tǒng)進行輸出時，功能樹能夠作為數(shù)據(jù)庫的設(shè)計依據(jù)，通過元數(shù)據(jù)的調(diào)整來使整個功能數(shù)的外觀得到改變，而輸出的整個過程完全不用對代碼進行修改。

2.3基于PLC教學(xué)仿真系統(tǒng)的實現(xiàn)

PLC教學(xué)仿真系統(tǒng)實現(xiàn)方面，我們需要先依據(jù)仿真模型的建設(shè)依據(jù)及配置原則進行操作，并對教學(xué)仿真系統(tǒng)的開關(guān)量及模擬量進行分類統(tǒng)計和設(shè)置。開關(guān)量的分類包括備妥、驅(qū)動和應(yīng)答，而模擬量是對仿真設(shè)備的轉(zhuǎn)速進行設(shè)定和反饋，并設(shè)置電機的電流。為了確保教學(xué)仿真系統(tǒng)的應(yīng)答能夠達到需求，我們需要進行連續(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

[1]郭禾，羅文華，陳鋒，楊晶友，高培春.…基于PLC教學(xué)仿真系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].…系統(tǒng)仿真學(xué)報，2003，02：205-207.…

[2]鄧其貴，黃慶華.…基于PLC的四層教學(xué)仿真電梯系統(tǒng)在組態(tài)王中的實現(xiàn)[J].…計算機與信息技術(shù)，2006，09：85-87.…

[3]毛新紅.…基于組態(tài)軟件的西門子PLC…S7-200鍋爐爐溫控制系統(tǒng)的教學(xué)仿真實現(xiàn)[J].…工業(yè)控制計算機，2013，09：147-148.…endprint