一种多控制对象的工业生产模型实训设备的设计

杨乃勇+许方斌+石家旭

摘要：随着职业技术教育的发展，学校对于实训设备的要求越来越高。市场上的生产模型实训设备具有设备单一、线路复杂、价格较贵等缺点。设计了一种多控制对象的工业生产模型实训设备，该设备具有生产模型多样化、示教、联网、网络化管理等功能，能够作为不同类型控制器的控制对象。主要应用在PLC、嵌入式等可编程序控制器类实训室，适用于相关职业技能实训、社会培训及国家职业资格鉴定等方面。

关键词：控制对象 网络化管理 PLC

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）12-0013-01

目前大部分实训室使用的工业生产模型控制对象是由单一的生产模型构成的，每个模型的控制电路都固定且无法更改，如果需要多个生产模型的话，就需要购买很多的设备，这在很大程度上加大了系统成本。同时，单一的生产模型单元具有占用空间大、接线复杂等缺点。为此，设计了一种可以方便更换控制对象的工业生产模型，通过显示画面的切换来更换不同的生产模型，以改进和提升职业技术教育实训教学质量。

1 系统总体设计

实训设备系统包括电源部分、控制部分、显示部分、接口部分、通信部分等，使用软件编程技术将不同的生产模型集成到一个显示器中，主要包括基本工业器件的模型、简单控制工业生产模型和复杂控制工业生产模型。所有的工业生产模型都具有动态效果，可模拟实际的控制、运动过程。

2 系统硬件设计

2.1 控制部分

系统采用STM32单片机作为控制核心，其具有高性能、低功耗、非易失性等特点。具体如图1所示，采用通用控制原理，不再详细阐述。

2.2 显示部分

显示部分采用HMI实现。系统通过串口通讯，实现对显示部分的控制。显示部分是基于图形界面的开发，运用图形化语言形象而生動的实现了友好的人机交互界面。

2.3 通信部分

设备上有无线通信和以太网通信，通过无线通信可以实现设备的联机、管理，以太网主要实现实训室设备管理的网络化和设备升级。

3 系统的软件设计

多控制对象的工业生产模型实训设备的软件设计包括显示部分程序、无线通信和以太网通信程序的设计。程序总流程如图2所示。

4 结语

设备采用显示器模拟工业生产对象的动作过程，并且在项目训练前加入示教功能，使训练人员在观看工艺流程后开始进行练习，同时加入了训练引导和知识检索，并且将工业生产对象按等级划分，包括基本工业器件的模型、简单控制工业生产模型和复杂控制工业生产模型。

参考文献

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