李继芳， 许英杰， 鲍 平， 胡天林， 林 春

(厦门大学 航空航天学院， 福建 厦门 361005)

虚拟仿真被控对象在PLC实践教学中的应用研究

李继芳， 许英杰， 鲍 平， 胡天林， 林 春

(厦门大学 航空航天学院， 福建 厦门 361005)

虚拟仿真被控对象基于Web3D、数学建模及通信接口技术实现，可分为全虚拟仿真被控对象和半实物仿真被控对象两类。前者通过S7-ProSim接口与仿真PLC相连，构建控制系统；后者基于硬件通信板卡连接至真实控制系统。两类对象的应用可有效解决PLC实践教学中设备昂贵、场地有限、设备维护成本高等问题，完善控制系统设计环节，促进教学标准化、工程化，同时满足实验室开放及学生创新的需求。

被控对象； 控制系统设计； 可编程逻辑控制器(PLC)； S7-ProSim

1 PLC实践教学存在问题

目前PLC实践教学存在以下问题。

(1) 采用单一的指令式、编程化教学模式，当课程缺少实物PLC及被控对象时，教学容易陷入指令讲解和枯燥的编程中，无法深入展示指令应用、验证编程结果，更缺少硬件设计环节[1]。

(2) 实践教学用的高端控制器及被控对象价格昂贵，生产线占地面积大，导致学校实践资源种类单一、设备台套数不足[2]，一些高危、高耗、体积庞大的对象更是无法在实验室中实现。

(3) 对于复杂自动控制系统，例如柔性生产线、化工反应釜等，因结构复杂，学生在程序调试过程中出现的错误易导致实验设备损坏，且故障设备的维护时间长、费用高。

(4) PLC的应用实为工业自动控制系统设计，其流程涵盖工艺分析、机械设计、器件选型、电气图纸设计及接线、控制程序设计、监控程序设计、系统调试等过程，但目前PLC的实践教学无法建立自动控制系统完整设计流程[3]。……