基于虚拟仿真和触摸屏技术的PLC实验教学平台的研究

摘要

随着PLC技术在工业控制领域中的应用越来越广泛，PLC的相关课程也逐渐成为工科院校的工控类基础课程。PLC课程不仅要使学生学会其基本原理，更要培养学生的实践操作能力，因此，PLC的实验教学成为了PLC教学中的重要环节。但实验室要建立完整的PLC实验系统，受到资金、场地等因素的限制，在被控对象的配备上会遇到很大问题，不能很好地满足实验需求。
　　通过分析当前国内工科院校开展PLC实验教学过程中存在的问题，结合虚拟仿真的思想和触摸屏技术，提出了将PLC的被控实验对象的控制过程用组态软件和触摸屏来代替，进而大幅降低实验成本，更方便教师授课，有效激发学生的思考能力和动手操作能力。
　　文中分别介绍了PLC技术、组态技术和触摸屏技术的基本知识，在此基础上，阐述了相互之间的通信设置。之后，以松下FPOR-C32型号的PLC为例，分别编写了“双16层电梯联动系统”和“模糊洗衣机”两个实验程序，并采用力控6.1组态软件设计出双电梯和模糊洗衣机的虚拟仿真样机，组态界面完整实现了真实被控对象的控制和演示功能。最后，又设计了一个基于触摸屏的“运料小车”虚拟仿真实验系统，该实验系统可以只用触摸屏来模拟真实小车的运料过程，并在触摸屏仿真软件EasyBuilder中进行了在线仿真，用威纶MT506触摸屏完成了实物触摸屏演示过程。
　　通过本文的研究和设计，仿真模型可以直接应用到PLC实际教学中，由此代替真实的双电梯系统、洗衣机和运料小车等实物被控对象，大大降低了实验教学的成本和开支，达到了预期的研究目的。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题的研究目的及意义

1．2 PLC实验教学的现状

1．3 论文的主要工作

第2章 PLC与组态软件和触摸屏的选型及通信

2．1 PLC的选型及通信

2．1．1 松下FP0R的功能及特点

2．1．2 松下FP0R通信的类型

2．1．3 松下PLC编程软件FPWIN GR的通信设置

2．2 组态软件的选择及通信

2．2．1 组态软件技术概述

2．2．2 组态软件的选择及介绍

2．2．3 力控6．1组态软件与松下FP0R-C32之间的通信

2．3 触摸屏的选型及通信

2．3．1 工业触摸屏概述

2．3．2 威纶MT506触摸屏及其软件工具的介绍

威纶MT506触摸屏与松下FP0R-C32之间的通信

2．4 本章小结

第3章 基于组态软件的PLC仿真实验的研究

3．1 力控6．1组态软件工程的开发

3．2 双16层电梯联动控制系统的研究与设计

3．2．1 双电梯联动系统控制策略的研究

3．2．2 双16层电梯PLC控制系统的IO设置

3．2．3 双16层电梯的PLC程序设计

3．2．4 双16层电梯的组态仿真设计

3．2．5 双16层电梯PLC控制实验的运行

3．3 模糊洗衣机的研究与设计

3．3．1 模糊控制算法的研究

3．3．2 基于MATLAB的洗衣机模糊控制仿真

3．3．3 模糊控制策略在PLC中的实现

3．3．4 模糊洗衣机的PLC程序设计

3．3．5 模糊洗衣机的组态仿真设计

3．3．6 模糊洗衣机PLC实验的运行

3．3．7 模糊洗衣机PLC实验结果与MATLAB仿真结果的对比

3．4 本章小结

第4章 基于触摸屏的PLC虚拟仿真实验系统

4．1 运料小车的PLC程序设计

4．1．1 运料小车PLC实验的控制要求

4．1．2 运料小车的IO设置

4．1．3 运料小车的程序设计

4．2 运料小车在触摸屏组态软件中的设计

4．2．1 “运料小车”系统在EasyBuilder中基本图元的设计

4．2．2 “运料小车”的宏指令编写

4．3 运料小车实验的仿真及运行

4．3．1 运料小车实验的在线仿真

4．3．2 运料小车实验在触摸屏上的运行结果

4．4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢