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PLC仿真編程綜合應用實訓系統是專為PLC人才培養設計打造，包含硬件和軟件兩大版塊，集 PLC盒子、實物實驗臺、教學微課、編程實訓項目、自主實訓模塊、學習管理平臺等于一體，采用三維可視化、PLC通信技術、數字孿生等先進技術，通過“理、虛、實一體化教學”模式，完成教學資源升級，可直觀地進行PLC的基本指令訓練與多個應用廣泛的PLC實際應用模擬實驗，大大提升實驗教學過程的真實性和交互性，彌補實物實訓存在的“不夠、不全、不廣”等問題，切實提升教學效果。在工業自動化、機電一體化、電氣工程、機械工程、電工電子等課程中具有較高的教學價值。
PLC仿真編程綜合應用實訓系統創新實現了PLC編程“自主實訓”功能，可自定義項目腳本及開發過程，幫助學校打造PLC應用“雙創空間”。同時，系統自主實訓功能也能適應國內各大競賽需求，能以高性價比的方式幫助學校完成各類競賽培訓。

PLC仿真編程綜合應用實訓系統樓主界面

1、系統功能
（1）虛擬系統集成
用戶可自主開發模型、自動布局、電氣信號連接、虛擬調試，驗證系統集成整個過程，可模擬多品牌的PLC主機，如西門子、三菱、匯川等。

學生端登錄界面

PLC軟件學習微課

PLC軟件編程實訓

PLC軟件自主實訓

2、軟件基礎仿真
（1）自動布局
在3D場景下，支持用戶拖拽的方式快速創立自己的工業場景?？梢詫δＰ瓦M行移動、旋轉、編輯、裝配等操作，象搭積木一樣完成工作場景部署。布局完成后的場景可被各種外設驅動。
（2）物理效果
系統內建物理引擎，創建的虛擬模型具有物理效果，能模擬仿真現實生活中的物理現象，如：重力、彈性碰撞等。在發生碰撞、摩擦、受力的運動模擬中，不同的動力學屬性能得到不同的運動效果。
（3）海量模型
系統包含一個完整且具有典型工業設備的部件庫，并對庫里組件提供對應的運動仿真與效果渲染，可根據工程需求選擇相對應的組件進行設計。如各種傳送帶、氣動缸、液壓缸、伺服電機、絲桿、型材、按鈕、開關、傳感器、數控機床，加工中心、立體倉庫、AGV等工業元素。
（4）模型開發
系統開放通用接口進行CAD數據導入，為組件庫中沒有的非標機建立模型組件，并賦予其參數和運動。系統具有強大的模型讀取功能，能讀取igs、step、stp、OBJ、STL格式的3D建模。
（5）人機交互
虛擬設備運動由編程驅動，虛擬傳感器能反饋場景真實的狀態，賦予了虛擬設備與實際設備相同的特性。并可通過虛擬設備上控制面板、HMI上的面板，外部的硬件面板對場景完成操作。對如真實的場景操作。
（6）電氣連接與系統集成
軟件支持在虛擬場景中，完成對各種虛擬設備的集成，以及虛擬調試。虛擬集成主要通過端口映射操作：把模型中可控制的部分與一個特定的端口號關聯起來，通過操作此端口號就可操作虛擬設備。如各種機器人工具、流水線、傳感器等。端口包括：電平類端口，模擬量端口，脈沖類端口。通過端口的信號操作，完成機器人的系統集成，構建復雜的機器人應用系統。
（7）自動考評
該軟件具有操作數據采集與分析功能?；谲浖淖詣涌荚u系統，先由教師出題，自動生成判分規則。學員在考核過程中，系統將實時記錄學員的操作過程、執行結果、異常事件，并根據考試評分規則計算考核評分。減輕教師批改工作量，提升教學質量。可用于課后測試、實驗預習、課程考核，以及職業技術水平考試。
（8）多品牌PLC虛實結合仿真
該軟件集成各種執行器與傳感器，如：傳送帶、氣動器件、電機、按鈕開關、傳感器、數控機床，立體倉庫、機器人夾具、定制執行機構等。這些設備可以被PLC驅動。
軟件支持內置虛擬三菱PLC、虛擬西門子PLC、匯川PLC、總線接入硬件西門子PLC、總線接入硬件三菱PLC。
3、教學實訓資源
教學資源是基于軟件開發，獨立發布，網絡下載。以PLC的實驗大綱為基礎，開發了適合中職、高職、本科的系列PLC智能制造教學資源，并不斷擴展與豐富。
教學實訓資源資源包是根據《可編程控制器編程應用》教程實驗編寫，所有的實驗可以純虛擬仿真，也支持虛擬結合PLC仿真（半實物仿真）。每份資源包括：培訓教材，視頻，及工程案例。

電動機的正反轉控制實驗

圖七 PID控制-比例閥控制實驗

4、應用對象與場景
（1）應用對象
PLC仿真編程綜合應用實訓系統作為一款快速反應的系統仿真軟件，集工業3D場景搭建、PLC編程、PLC控制系統調試等功能于一身，在工業自動化、機電一體化、電氣工程、機械工程、電工電子等課程中具有較高的教學價值。
（2）應用場景
1）開關量邏輯控制，應用場景如：組合機床、磨床、包裝生產線流水線等。
2）模擬量控制，在工業生產的過程中，有許多會連續變化的量，比如溫度、壓力、流量、液位和速度等。
3）運動控制，應用場景如：機械、機床、電梯等。
4）過程控制，應用場景如：冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等。
5）數據處理，應用場景如：柔性造紙、輕紡、食品工業等部分大型控制系統。
6）通信及聯網，如鋼鐵、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環保及文化娛樂等。
5、技術參數
5.1 總體要求
（1）采用三維虛擬技術構建實驗模型，實驗體驗效果好。
（2）實訓項目能夠進行自動考核。
（3）學習體系完善，具有微課學習、編程實訓、自主實訓等模塊，構成一個立體學習軟件。
（4）具備自主實訓模塊，自主實訓模塊能夠進行自動搭接實驗場景，然后再進行編程。
（5）能夠進行半實物仿真實訓和虛擬仿真實訓兩種模式。
（6）具有PLC知識學習庫，能夠在線進行PLC知識學習。PLC的知識學習庫包括視頻資源和三維電氣元件庫。
（7）實驗場景能夠覆蓋基礎的PLC點位控制、過程控制和自主搭接實驗，能夠適應職業院校、本科院校等多層次的教學培訓；同樣符合由易到難的學習過程。
（8）軟硬件配套，可以整個實驗室配套供貨，提供整體解決方案。
5.2 軟件部分
（1）PLC仿真編程綜合應用實訓系統采用C/S架構，具有學生客戶端、老師客戶端和服務器端。
（2）PLC仿真編程綜合應用實訓系統學生客戶端由微課學習、編程實訓、創意實訓和個人中心四個模塊組成。
（3）微課學習包括視頻學習和元件庫兩個部分，視頻學習包括PLC相關的學習視頻20個，元件庫包括PLC相關的電氣元件的三維模型。三維模型總數不少于20個。
（4）微課學習中的三維模型需要能夠進行三維交互，包括縮放、旋轉、平移，要求能夠對零件進行360°觀看。
（5）編程實訓需要針對固定的實驗場景進行編程實訓，編程實訓項目的數量不少于20個。需要包括以下實訓項目：

（6）編程實訓能夠連接西門子S7 200 Smart 系列、西門子S7 300系列以及三菱FX5U系列PLC。
（7）每個實訓項目需要包含配置信息、實驗指導，能夠對實驗的結果進行考核。
（8）創意實訓可以自主搭接實訓場景，實訓場景具備保存和導入功能。
（9）創意實訓需要具備零件庫，零件庫中零件的數量不少于50個，軟件能夠對零件進行分類管理，零件分類包括貨物、重型傳送設備、輕型傳送設備、傳感器等種類。
（10）創意實訓場景搭建的時候能夠進行干涉檢測，可以在三維場景中移動零件的位置。
（11）創意實訓中的傳送帶類零件，能夠調整傳送帶的速度及轉向。
（12）實訓場景中的物體具備物理模型，能夠反映物體的運動狀態。
（13）實訓場景搭建之后，能夠配置傳感器和執行器與PLC的連接關系，對于傳感器和執行器，可以設置高電平有效還是低電平有效。每個控制對象的IO點都可以單獨設定。
（14）個人中心能夠查看學生的學習情況及實訓項目的考核情況。
（15）教師端能夠查看在線學習的人數，能夠查看學習情況。