基于組態(tài)軟件的PLC實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的開發(fā)

1、195科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)ScienceandTechnologyInnovationHerald 學(xué)術(shù)論壇2008NO.06ScienceandTechnologyInnovationHerald科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程規(guī)模的不斷擴(kuò)大,自動(dòng)控制已經(jīng)代替人工操作,監(jiān)督控制已經(jīng)代替了人工現(xiàn)場(chǎng)控制。整個(gè)生產(chǎn)過程,可以使人不用到現(xiàn)場(chǎng)就能監(jiān)控到現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備,了解設(shè)備的運(yùn)行情況,使人在室內(nèi)監(jiān)測(cè)和控制現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備等?，F(xiàn)在的大學(xué),理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)是分開的,學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手機(jī)會(huì)很少;如果我們的教室里面裝有教學(xué)所需的實(shí)驗(yàn)設(shè)備的話,老師可以在教學(xué)的時(shí)候配合實(shí)驗(yàn)來講解一些理論內(nèi)容,學(xué)生也容易接受,從而提高

2、老師的教學(xué)效果,能不能通過其他方式達(dá)到我們所要的效果呢?從工業(yè)控制的控制要求上,可以把監(jiān)督控制這一概念用于理論、實(shí)驗(yàn)教學(xué)上,就可以解決學(xué)生不用走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室也能使理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)同步進(jìn)行,大大提高老師的教學(xué)效果和學(xué)生的理解及接受能力。組態(tài)軟件是在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域興起的一種新型的軟件開發(fā)技術(shù)。開發(fā)人員不需要編制具體的指令和代碼,只要利用組態(tài)軟件包中的工具,通過硬件組態(tài)、數(shù)據(jù)組態(tài)、畫面組態(tài)等工作即可完成所需應(yīng)用軟件的開發(fā)工作。具有遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、過程控制等功能,還具有二次開發(fā)簡(jiǎn)便、開發(fā)周期短、通用性強(qiáng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。PLC 是一門重要的專業(yè)課程,除理論教學(xué)外,實(shí)驗(yàn)教學(xué)也是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)

3、,配有大量的實(shí)驗(yàn)課。但由于現(xiàn)行P L C 的操作系統(tǒng)(系統(tǒng)管理軟件是建立在邏輯運(yùn)算的基礎(chǔ)上,不具備系統(tǒng)管理能力,沒有良好的人機(jī)聯(lián)系界面,可視性差。如果采用組態(tài)軟件和PLC 控制系統(tǒng)相結(jié)合,以組態(tài)王軟件為基礎(chǔ),進(jìn)行二次開發(fā),利用組態(tài)王對(duì)P L C 進(jìn)行動(dòng)畫組態(tài)、硬件組態(tài)和控制組態(tài),通過計(jì)算機(jī)全真模擬PLC 的教學(xué)實(shí)驗(yàn)過程,對(duì)PLC 的實(shí)驗(yàn)狀態(tài)進(jìn)行模擬,可加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)本身及理論課程的理解,明確本課程在生產(chǎn)實(shí)際中的重要性。同時(shí),在仿真狀態(tài)中可直觀地對(duì)PLC 實(shí)驗(yàn)程序的正確與否進(jìn)行驗(yàn)證。大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,提高本課程的理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。1開發(fā)系統(tǒng)的組成基于組態(tài)軟件的PLC 實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)

4、如圖1所示。計(jì)算機(jī)與P L C 通過R S -232串行接口用通信電纜連接,通過編程器把已完成的控制程序下載到P L C 。在計(jì)算機(jī)中安裝組態(tài)軟件,并在組態(tài)軟件環(huán)境下運(yùn)行已開發(fā)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,同時(shí)使PLC 進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài),通過鼠標(biāo)操作界面上的圖形對(duì)象就可以進(jìn)行系統(tǒng)的仿真。2實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開發(fā)過程的實(shí)例茂名學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)P L C 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目物料傳送裝車控制的仿真系統(tǒng)的開發(fā)過程步驟如下。P L C 主機(jī)采用日本三菱公司生產(chǎn)的F X O N -60M R 。2.1分析系統(tǒng),編寫PLC 程序?qū)ξ锪蟼魉脱b車控制系統(tǒng)進(jìn)行分析,明確系統(tǒng)的控制要求,確定PLC 的I/O 點(diǎn)數(shù),通過手持式PLC 編程器(HPP

5、寫入物料傳送裝車控制程序。2.2定義I/O 設(shè)備建立P L C 內(nèi)的點(diǎn)與數(shù)據(jù)庫中變量的連接。組態(tài)王的設(shè)備管理結(jié)構(gòu)列出已配置的與組態(tài)王通訊的各種I/O 設(shè)備名,每個(gè)設(shè)備名實(shí)際上是具體設(shè)備的邏輯名稱,每一個(gè)邏輯設(shè)備名對(duì)應(yīng)一個(gè)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序,以此與實(shí)驗(yàn)設(shè)備相對(duì)應(yīng)。只要按照配置向?qū)У奶崾具M(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置,選擇I/O 設(shè)備的生產(chǎn)廠家(如三菱公司、設(shè)備名稱(PLC、通訊方式(串行接口,指定設(shè)備的邏輯名稱和通訊地址(COM1,則組態(tài)王自動(dòng)完成驅(qū)動(dòng)程序的啟動(dòng)和通信,不再需要人工進(jìn)行。只有在定義了外部設(shè)備之后,組態(tài)王才能通過I/O 變量和它們交換數(shù)據(jù)。2.3建立數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫是“組態(tài)王”軟件的核心部分,實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

6、要以動(dòng)畫的形式反映在屏幕上,操作者在計(jì)算機(jī)前發(fā)布的指令也要迅速送實(shí)驗(yàn)PLC 上,所有這一切都是以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫為中介環(huán)節(jié),所以說數(shù)據(jù)庫是聯(lián)系上位機(jī)和下位機(jī)的橋梁。在組態(tài)軟件中建立一個(gè)“物料傳送裝車控制”工程,在導(dǎo)航器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中根據(jù)物料傳送裝車控制系統(tǒng)輸入輸出信號(hào)的數(shù)量建立相應(yīng)的變量,并為每個(gè)變量定義一個(gè)名稱,確定變量的類型,如圖2所示。只要把I/O 變量連結(jié)到前面定義的外部設(shè)備上,就可以和組態(tài)軟件開發(fā)的仿真系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)了。2.4創(chuàng)建仿真顯示畫面在每個(gè)畫面上生成互相關(guān)聯(lián)的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)圖形對(duì)象。畫面的內(nèi)容是顯示仿真對(duì)象即物料傳送裝車控制的圖形結(jié)構(gòu)及控制過程,圖形的變化或運(yùn)動(dòng)反映了PLC 程序的運(yùn)行結(jié)

7、果,所以設(shè)計(jì)的圖形畫面要生動(dòng)逼真,盡量符合實(shí)際,畫面可以由“組態(tài)王”提供的類型豐富的圖形對(duì)象組成,也可以自行創(chuàng)建新的圖形。2.5制作動(dòng)畫連接在畫面的圖形對(duì)象與數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)變量之間建立一種關(guān)系,當(dāng)變量的值改變時(shí),在畫面上以圖形對(duì)象的動(dòng)畫效果表示出來;或者通過圖形對(duì)象改變數(shù)據(jù)變量的值。一個(gè)圖形對(duì)象可以同時(shí)定義多個(gè)連接,組合成復(fù)雜的效果,以便滿足實(shí)際中任意的動(dòng)畫顯示需要。2.6運(yùn)行和調(diào)試“物料傳送裝車控制”工程初步建立起來后,進(jìn)入到運(yùn)行和調(diào)試階段。在組態(tài)軟件開發(fā)系統(tǒng)中選擇“文件切換到View ”菜單命令,進(jìn)入組態(tài)王運(yùn)行系統(tǒng)。在運(yùn)行系統(tǒng)中選擇“畫面打開”命令,從“打開畫基于組態(tài)軟件的P L C 實(shí)驗(yàn)教

8、學(xué)系統(tǒng)的開發(fā)康玨(茂名學(xué)院自動(dòng)化系廣東茂名525000摘要:針對(duì)P L C 教學(xué)實(shí)驗(yàn)中不具備良好的人機(jī)界面、可視性差的缺點(diǎn),提出了在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)基于組態(tài)軟件的全真模擬P L C 實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的方法。詳細(xì)介紹了仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的開發(fā)過程,給出了仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。教學(xué)仿真系統(tǒng)不僅可驗(yàn)證P L C 的控制程序的正確與否,還可直觀逼真地顯示P L C 動(dòng)態(tài)控制過程,加深對(duì)P L C 實(shí)驗(yàn)的興趣和理解,提高P L C 課程的理論學(xué)習(xí)水平。 關(guān)鍵詞:PLC 實(shí)驗(yàn)教學(xué)組態(tài)軟件仿真開發(fā)中圖分類號(hào):TP273文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):1674-098X(200802(c-0195-02 圖3物料傳送裝車仿真

9、控制界面圖1PLC實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖2定義變量類型對(duì)話框196科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)ScienceandTechnologyInnovationHerald2008NO.06ScienceandTechnologyInnovationHerald學(xué)術(shù)論壇科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)面”窗口選擇“T e s t ”畫面。顯示出組態(tài)軟件運(yùn)行系統(tǒng)畫面,即可看到矩形框和文本在動(dòng)態(tài)變化。2.7仿真系統(tǒng)運(yùn)行串行接口電纜一端與PLC 手持編程器連接,另一端接計(jì)算機(jī)的串行口,通過手持式PLC 編程器(H P P 把已經(jīng)編好的物料傳送裝車控制程序下載到P L C 。打開計(jì)算機(jī)的組態(tài)軟件運(yùn)行窗口,通過鼠標(biāo)操作圖形界面如圖3所示上各個(gè)按鈕

10、,來控制PLC 的運(yùn)行情況,通過PLC 的啟動(dòng)和停止開關(guān)也可以控制組態(tài)軟件的運(yùn)行和停止,如果窗口畫面上圖形的動(dòng)態(tài)變化速度與PLC 的控制過程保持同步的話,說明PLC 程序編寫正確,組態(tài)過程的設(shè)置合理,否則應(yīng)檢查PLC 控制程序。設(shè)計(jì)中時(shí)間繼電器的時(shí)間設(shè)置要考慮PLC 設(shè)備的延時(shí)問題。3結(jié)語利用組態(tài)軟件對(duì)PLC 教學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行仿真模擬,不僅可以看到P L C 的整個(gè)控制過程,測(cè)試PLC 的控制程序的正確與否,而且還給PLC 教學(xué)提供了一個(gè)可視性好、逼真的良好界面,加深了學(xué)生對(duì)課程的理解,激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣,提高了理論教學(xué)水平。同時(shí),也為研究組態(tài)軟件與實(shí)際系統(tǒng)的結(jié)合提供了非常有價(jià)值的參考。參考文獻(xiàn)1

11、袁云龍.基于組態(tài)軟件的PLC 控制系統(tǒng)仿真實(shí)現(xiàn)J.自動(dòng)化儀表2006(5:57-58.2李珍芳.基于Kingview 和PLC的水處理控制J.自動(dòng)化儀表2005(5:51-53.3GaoDexin.CommunicationofPCandPLCinEthernetNetUsedKingview J.IndustrialContralComputer2002:123-125.4史國生.電氣控制與可編程控制器技術(shù)M.第1版北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度是實(shí)驗(yàn)室開展正常工作的依據(jù),是設(shè)備管理、儀器管理、耗材管理、人員管理的細(xì)化,同時(shí)也是檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室各項(xiàng)工作的標(biāo)尺、準(zhǔn)則1。因此,制定出一

12、套科學(xué)合理的規(guī)章制度對(duì)實(shí)驗(yàn)室來說非常重要。天然產(chǎn)物研究與利用湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(簡(jiǎn)稱天然產(chǎn)物實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮。1加強(qiáng)橫向管理天然產(chǎn)物實(shí)驗(yàn)室并不是一個(gè)獨(dú)立的科研單位,它包括相互關(guān)連的三個(gè)平臺(tái)。每個(gè)平臺(tái)都有開展科研研究的能力和優(yōu)勢(shì)。因此,實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人在擬定實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度時(shí),應(yīng)注重各個(gè)平臺(tái)的相互影響,規(guī)范資源共享,充分利用設(shè)備和儀器。規(guī)范各平臺(tái)實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人的科研行為和管理標(biāo)準(zhǔn),最大限度調(diào)動(dòng)各平臺(tái)教師互取長短的科研激情和不斷提高學(xué)生的跨平臺(tái)科研能力。2注重成果轉(zhuǎn)化檢驗(yàn)科研工作成效的一個(gè)重要方面是看其科研成果的應(yīng)用范圍和價(jià)值,科研成果產(chǎn)業(yè)化可以進(jìn)一步促進(jìn)科研技術(shù)和能力的發(fā)展與進(jìn)步。天然產(chǎn)

13、物實(shí)驗(yàn)室除了基礎(chǔ)研究外,最重要的研究目的就是從自然界中尋找和發(fā)現(xiàn)能夠用于人類疾病防治、滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求等方面的化合物或先導(dǎo)化合物。如本實(shí)驗(yàn)室獲得的根皮苷、延齡草皂苷、松柏苷等,應(yīng)該加大力度與相關(guān)企業(yè)合作,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。制定激勵(lì)方案,鼓勵(lì)實(shí)驗(yàn)室成員投身到科研成果的轉(zhuǎn)化中去,在業(yè)績考核時(shí)予以照顧,從而實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行的良性循環(huán)。3充分發(fā)揮學(xué)生的科研能動(dòng)性學(xué)生是天然產(chǎn)物實(shí)驗(yàn)室科研工作的主力軍,制定規(guī)章制度時(shí)應(yīng)該規(guī)范學(xué)生的科研行為、最大限度的調(diào)動(dòng)他們的積極性。除為其創(chuàng)造良好的外部實(shí)驗(yàn)環(huán)境外,一定的精神激勵(lì)不容忽視。在學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中導(dǎo)師可對(duì)其實(shí)驗(yàn)成果給予積極的評(píng)價(jià),并對(duì)其實(shí)驗(yàn)技術(shù)耐心指導(dǎo),充分調(diào)動(dòng)學(xué)生參與

14、科研的興趣及提高他們的科研自信心。4合理管理實(shí)驗(yàn)室設(shè)備設(shè)備是完成科研任務(wù)的必備工具,但是由于操作者的熟練程度和工作態(tài)度往往影響設(shè)備的使用狀況。管理好實(shí)驗(yàn)室的各種設(shè)備,統(tǒng)一建立檔案和簽名制度、設(shè)置專人管理、注意日常維護(hù),確保儀器設(shè)備正常運(yùn)行。另外,在儀器使用中要協(xié)調(diào)好使用人員和使用時(shí)間,防止使用時(shí)間發(fā)生沖突。同時(shí),規(guī)范實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的借還制度,并及時(shí)認(rèn)真填好借還登記表,對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中儀器的損壞情況及時(shí)分析原因,明確責(zé)任,恰當(dāng)處理,實(shí)施一定的賠償制度,以增強(qiáng)師生愛護(hù)公物的意識(shí)。天然產(chǎn)物實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度制定建議彭元麗鄒坤陳國華(三峽大學(xué)湖北宜昌443002摘要:實(shí)驗(yàn)室管理方法是實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室正常運(yùn)作的重要保證。在強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)室管理的依據(jù)是制定規(guī)章制度,本文對(duì)天然產(chǎn)物實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度應(yīng)該涉及的方面進(jìn)行了分析。關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn)室管理規(guī)章制度建議中圖分類號(hào):C931.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(200802(c-0196-01基金項(xiàng)目:湖北省教育廳高等學(xué)校教學(xué)研究項(xiàng)目(20070228,三峽大學(xué)“新世紀(jì)本科教育教學(xué)改革工程”項(xiàng)目(G200712。5完善科研檔案天然產(chǎn)物實(shí)驗(yàn)室的科研檔案應(yīng)有專人管理,凡完成