液压系统中PLC电气控制可视化教学实验系统

姜丹丹

【摘 要】由于无法直观的对液压系统的电气控制进行体验，导致了学生在学习上存在一定的困难，所以，开发相应的可视化教学系统对于液压传动系统的教学具非常重要的意义。基于此，本文对液压系统中PLC电气控制可视化教学实验系进行了论述，首先介绍了一些常用的可视化平台，最后对液压系统中PLC电气控制可视化教学实验系统的功能实现进行了讨论。

【关键词】液压系统；PLC；可视化教学；仿真软件

液压传递由于效率高，易于调节等特点在机械工程设备中占有十分重要的位置，现在的电气控制液压系统一般分为两种，一种是PLC控制，一种是继电器控制。PLC控制的液压系统由于功能全面，工作可靠所以应用比较广泛。但是在进行PLC电气控制的液压系统学习时无法对系统进行直观的观察，因此应用虚拟的PLC电气控制可视化教学实验系统是非常有意义的。

一、常用可视化教学实验平台的介绍

（一）VISIO思维导图

OfficeVisio是一款绘图软件，用VISIO绘制出的液压系统图不但简单易懂，而且比较的美观，所以VISIO在很多的学校或者是研究机构中具有非常广泛的应用。思维导图是通过对于颜色、形状符号、曲线、图像等的应用有效的表达发散性的思维的结构图。使用VISIO思维导图可以实现液压传动教学的模块化，让学生可以很好的了解知识点之间的联系。

（二）三维造型软件

通常情况下，实物比原理更加容易让人理解，学生的学习兴趣也会更大，利用三维造型软件（NX、Pro/E等）来进行液压系统的教学，教师可以通过立体三维图形来进行相关的讲解，同时很多的三维软件都具有仿真功能，这更加帮助了学生对于液压工作原理的理解。

（三）液压仿真软件

液压仿真软件是通过交互式动画设计工具来进行演示，让观看者可以生动的了解到液压元件的工作状态。液压仿真系统的使用可以让学生对液压系统有更深的理解，不但如此，仿真软件还可以对液压系统进行定量分析，仿真软件里面包含有液压元件的实物图，通过对液压元件的工作参数进行相应的设置，就可以改变元件的工作状态，以此来进行定量分析。

二、PLC控制液压系统可视化教学实验系统

（一）仿真图形画面的设计

通过使用交互式动画设计工具（例如Flash软件）以及三维设计软件，可以把液压系统的运动模型通过二维或者三维的形式表现出来。组态监控软件系统软件可以根据接收到的虚拟PLC信号来读仿真图形进行动作的编辑或者是调用动作，组态监控软件系统软件可以结合液压系统的工作原理和电气系统需要达到的控制要求，在交互界面中建立相应的功能，以来建立相应的虚拟操作平台。

（二）可编程控制器开发环境

本文通过三菱可编程控制器（PLC）来进行相应的举例说明。三菱PLC功能的实现是通过特定的仿真软件来进行的，例如仿真编程软件GxDeveloper和仿真调试软件GxSimulator。GxDeveloper所具有的功能是对PLC进行程序的编写、功能的调试以及监控等，支持梯形图编程、指令表编程、SFC编程、ST和FB编程。GxSimulator的作用是将已经编写完成的控制器程序下载下来，并对程序进行模拟的调试运行。和一般的计算机编程语言（Java、C语言等）相比较，三菱的PLC有非常明显的特有的优势，三菱PLC的编程方法是可以通过图形界面来进行组合编程，只要从库中选取需要的功能模块，并将其按照一定的联系方式进行组合就可以形成程序流程。PLC通常情况下都会自带有数据总线，例如SPI、RS-232、IIC等，这样设计的意义是让PLC可以非常方便的与其他的设备进行通信接口的连接，而且不需要在另外加设一些驱动硬件。通过MxOPCServer（伺服器）可以实现虚拟系统之间的信息交流，例如虚拟的PLC模块与与液压系统和操作台之间的信息传递就可以通过伺服器实现。而PLC模块和虚拟PLC模块之间的连接控制是通过MXOPCConfigurator（配置程序）中建立虚拟实验系统通讯数据库来实现的。为了让私服系统与组态监控软件之间通信，要在组态监控软件的伺服控制器中选择由MXOPCServer提供的Mitsubishi.MXOPC.1OPC，并且在组态监控软件的数据词典中对相应的变量進行设置，把伺服系统的服务器中的虚拟PLC相对应的变量与之连接起来，并进行同时设置。

三、总结语

总而言之，液压传动在机械工程设备中是非常重要的一种，但是对于液压系统的电气控制由于无法看到，学生在学习的时候就会感觉很抽象，不容易被理解，因此需要通过一些平台来进行可视化的教学。而液压系统中PLC电气控制可视化教学实验系统就是通过虚拟的教学系统来实现可视化的教学系统，让学生可以更好的对液压系统的相关知识进行学习。

【参考文献】

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