鹽業(yè)包裝生產(chǎn)線中虛擬PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著計算機技術(shù)迅速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實所涉及的領(lǐng)域越來越寬，并在教育領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，受到了用戶的青睞，虛擬培訓(xùn)的需求也越發(fā)旺盛。由于相關(guān)條件的約束，沒法讓學(xué)生去工業(yè)生產(chǎn)線現(xiàn)場來學(xué)習和掌握生產(chǎn)線中各模塊結(jié)構(gòu)、功能及其控制方法，于是催生了對工業(yè)生產(chǎn)線的虛擬化。國內(nèi)對工業(yè)生產(chǎn)線的虛擬化起步較晚，目前的系統(tǒng)往往只關(guān)注于生產(chǎn)線上的設(shè)備如何逼真的展現(xiàn)出來，而很少關(guān)注生產(chǎn)線上的設(shè)備的行為和操作邏輯，這樣的虛擬系統(tǒng)無法讓學(xué)生了解工業(yè)生產(chǎn)線的工作過程，更

2、沒法培訓(xùn)學(xué)生在現(xiàn)實工作中如何操作設(shè)備。針對目前虛擬工業(yè)生產(chǎn)線系統(tǒng)存在的缺陷，以虛擬鹽業(yè)包裝生產(chǎn)線為例，本文通過虛擬PLC技術(shù)來模擬可編程邏輯控制器，實現(xiàn)了操控虛擬生產(chǎn)線中設(shè)備的行為和行為邏輯的通用虛擬平臺。
　　本文首先利用面向?qū)ο蟮乃枷耄垂δ軐μ摂M生產(chǎn)線PLC控制系統(tǒng)進行分解，把該系統(tǒng)分成了五大模塊:場景顯示模塊、PLC控制模塊、PLC編程模塊、任務(wù)列表加載模塊和任務(wù)場景編輯模塊。以鹽業(yè)包裝生產(chǎn)線的結(jié)構(gòu)組成及其控制方法為虛擬對

3、象，并結(jié)合虛擬PLC的相關(guān)標準，提取出了該系統(tǒng)中虛擬PLC的梯形圖元集合指令集。同時，討論了生產(chǎn)線模型的建模策略和模型控制的層次結(jié)構(gòu)。
　　其次，在研究了系統(tǒng)的模塊組成后，利用BCGControlBar框架按功能對各個模塊進行封裝，搭建起了系統(tǒng)的程序框架。在實現(xiàn)虛擬PLC編輯功能的過程中，設(shè)計了梯形圖和指令表所對應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，探討了梯形圖數(shù)據(jù)向指令表數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換思路及具體步驟，同時研究出PLC邏輯的具體解析過程。在為實現(xiàn)場景顯示模塊

4、功能做準備工作的過程中，探討了建模的具體方法，并提出了定義模型行為屬性的關(guān)鍵步驟，同時通過對虛擬場景與模型之間的層次關(guān)系的研究，設(shè)計出了虛擬PLC邏輯驅(qū)動場景中三維模型的方法。
　　最后，實現(xiàn)了一個通用的虛擬場景平臺，能夠向場景中添加不同的模型來構(gòu)造不同功能的虛擬場景。在實驗中，通過向場景中添加附有行為的包裝箱裝箱模型組，組成了包裝箱裝箱控制任務(wù)場景，根據(jù)所給的任務(wù)說明，按控制邏輯設(shè)計梯形圖，選擇PLC輸出接口控制的三維模型，然后