论文部分内容阅读
虚拟仿真技术是利用计算机技术来模拟实际操作的场景，在工业和实验室中得到了广泛的应用，本文以PLC课程实验为例，讲述虚拟仿真技术在实验室中的应用。PLC课程实验教学由于受到资金、设备、场地等诸多主客观条件的制约，难以得到有效的发展，导致实验效果不理想。本文使用虚拟仿真技术开发了一个界面友好、交互性强、数据结构合理、仿真度高的PLC虚拟仿真实验平台，用户可以使用该实验平台进行自定义或典型PLC课程实验操作，并以动态显示的方式展示PLC控制的结果。通过对虚拟仿真实验平台的需求分析，使用模块化的方式构建实验平台的整体架构，包括：人机交互操作模块，OPC通信接口功能模块，被控对象库以及对象操作模块，对象显示模块，数据体系结构模块以及其他通讯接口模块。OPC通信接口模块利用OPC技术可以满足使用多种型号PLC课程实验的优势，通过研究.NET平台下OPC技术的应用，设计.NET平台下的OPC客户端软件，实现了虚拟仿真实验平台与PLC主机间实时高效的数据传输。数据体系结构模块是整个虚拟仿真实验平台的核心，包括虚拟仿真实验平台的管理数据结构、实验数据结构、被控对象库以及被控对象的操作模块。其使用SQL Server 2008关系型数据库管理系统来实现，通过SQL Server强大的安全性能实现了对用户以及实验结果数据的安全管理，利用优秀的集成查询技术——LINQ技术实现对数据库实时高效的数据访问操作。并且使用动态显示技术制作表现形式丰富的虚拟仿真被控对象，大量的虚拟仿真被控对象以供用户选择来完成形式多样的PLC课程实验。设计并实现界面友好、人机交互便捷的虚拟仿真实验平台软件，包括PLC课程实验模块和管理模块。提供自定义实验和典型实验两种实验模式选择，其中自定义实验模式为用户提供丰富的虚拟仿真被控对象以及完善的实验辅助功能。典型实验模式为用户预置了部分PLC课程常用的实验，有利于用户便捷的进行实验操作。最后以两个具有代表性的PLC课程实验为例，讲述虚拟仿真实验平台软件在PLC课程实验中使用的过程和发挥的作用。虚拟仿真实验平台软件可以使学习PLC课程的用户得到类似于实际控制系统的实验锻炼，能有效降低PLC课程实验的成本，提高PLC课程实验的效果，具有较强的现实意义。