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

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

2、沒法培訓學生在現(xiàn)實工作中如何操作設備。針對目前虛擬工業(yè)生產線系統(tǒng)存在的缺陷，以虛擬鹽業(yè)包裝生產線為例，本文通過虛擬PLC技術來模擬可編程邏輯控制器，實現(xiàn)了操控虛擬生產線中設備的行為和行為邏輯的通用虛擬平臺。
　　本文首先利用面向對象的思想，按功能對虛擬生產線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、任務列表加載模塊和任務場景編輯模塊。以鹽業(yè)包裝生產線的結構組成及其控制方法為虛擬對

3、象，并結合虛擬PLC的相關標準，提取出了該系統(tǒng)中虛擬PLC的梯形圖元集合指令集。同時，討論了生產線模型的建模策略和模型控制的層次結構。
　　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，設計了梯形圖和指令表所對應的數(shù)據(jù)結構，探討了梯形圖數(shù)據(jù)向指令表數(shù)據(jù)的轉換思路及具體步驟，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鍵步驟，同時通過對虛擬場景與模型之間的層次關系的研究，設計出了虛擬PLC邏輯驅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場景，根據(jù)所給的任務說明，按控制邏輯設計梯形圖，選擇PLC輸出接口控制的三維模型，然后