可编程控制系统在创新建设中的应用

郭丙君

可编程控制系统在相关专业实践中是一门重要的技术，其实践性要求比较高，如何进行创新实践是一个重要的实践环节，本文应用基于积件库的方式开发了基于网络的虚拟远程可编程控制系统实验，分析了其远程实验教学方法，同时开展了相关的可编程控制系统设计，应用了相关的仿真软件进行了验证，对于开展相关的创新实践具有一定的参考价值。

远程实验在互联网的时代具有重要的意义，如可编程控制系统这样的课程对于实践性的教学要求很高，而工科课程的远程实验教学是教学过程中的一个薄弱环节，进一步提高教学质量、开展工科专业远程实验教学十分必要。由于学生在不同地点、不同时间开展实验的特点，决定了远程实验不受时间和空间的限制，目前一种基于网络的虚拟实验开发技术得到了广泛的应用，利用开发的积件库可以自由的搭建相关课程的实验。该技术是开放性的，完全基于网络环境，非常适合于远程实验的开发，本文基于目前使用比较广泛的“静一积件式教学仿真软件”开发环境，开发了可编程控制系统实验，用于远程实验教学，同时对于同类远程实验的开发课程设计，应用相关的仿真软件进行了验证，对于开展相关的创新实践具有一定的指导意义。

基于网络的虚拟远程可编程控制系统实验平台

采用基于积件库为基础的虚拟远程实验平台，这种仿真实验首先要进行有效的建模，一般是根据物理模型建立数学方程组，然后应用数值计算方法进行仿真计算，将实验的要素制作成为积件库，由学生根据实验要求来搭建实验系统，形成积件式教学仿真软件。该虚拟实验平台是软件基于B/S结构开发的，以其为核心的积件库平台可以运行于互联网，由于是基于Internet的思想来开发实验的，使实验教学真正实现了网络化，摆脱了实验对物理环境的依赖。

和大多数的虚拟实验平台一样，其具有“教学-实验-评测”的闭环特点，满足了学生自主学习、自主管理的目的。同时，该实验平台还具有类似于监控系统组态软件的功能，可以实现可编程控制系统的被控对象构建，实时控制及监控功能。可编程控制系统课程是电气工程及其自动化专业中的专业课程，学习好可编程控制系统课程，开展实验教学十分必要。

目前已经开发了比较多的实验项目，包括：

①Y/△换接起动的模拟控制；

②喷泉的模拟控制；

③数码显示的模拟控制；

④舞台灯光的模拟控制；

⑤交通灯的模拟控制；

⑥三机械手的模拟控制；

⑦停车场的模拟控制；

⑧流水线的模拟控制；

⑨小区恒压变频供水系统的模拟控制等仿真实验。

这些项目可以和实验室现有的硬件实验平台互相补充，发挥出各自的优点、取长补短，满足学生的自主实验的需求。

可编程控制系统系统设计实践

在创新实践课程的建设过程中，还可以进行了可编程控制系统的设计，以提高学生的实践能力培养，在指导过程中设计了如下的设计题目：

①专用镗孔机床的可编程序控制系统设计；

②气流除尘机可编程序控制系统设计；

③千斤顶油缸加工专用机床可编程序控制系统设计；

④机械手可编程序控制系统设计；

⑤深孔钻可编程序控制系统设计；

⑥全自动双面钻可编程序控制系统设计；

⑦成型磨床可编程序控制系统设计；

⑧专用榫齿铣可编程序控制系統设计；

⑨拣球装置的可编程序控制系统设计；

⑩喷水池装置的可编程序控制系统设计。

要求学生进行硬件设计和软件设计，并进行仿真实验，验证设计的有效性，同时鼓励有兴趣的学生在积件库虚拟远程实验平台上构建相关的被控对象，进行可编程控制系统的实验，取得了比较好的实践效果。

创新建设内容是丰富多彩的，应根据各个学科的特点来进行创新建设，在可编程控制系统的创新建设实践过程中，应用虚拟远程实验及小设计的方式进行创新能力的培养，激发学生的自主学习兴趣，形成以平台为核心的人才培养新模式。