CN108305519A

CN108305519A - 一种plc网页仿真教学系统及其使用方法

Info

Publication number: CN108305519A
Application number: CN201810116876.0A
Authority: CN
Inventors: 张广宁; 王奇齡; 王才成
Original assignee: GUANGDONG SOUTHERN SENIOR TECHNICAL SCHOOL
Current assignee: GUANGDONG SOUTHERN SENIOR TECHNICAL SCHOOL
Priority date: 2018-02-06
Filing date: 2018-02-06
Publication date: 2018-07-20

Abstract

本发明涉及一种PLC仿真教学系统，它有两种仿真途径：如果拥有可编程控制器实体但相应的外围设备不足，可以通过读取实体可编程控制器的数据发送到网页端，并用网页端的图像反应可编程控制器的输入输出或是数据寄存器的变化；如果没有可编程控制器实体，可以安装电脑端的三菱的编程Gx Developer软件和仿真Gx simulator软件，编程Gx Developer软件和仿真Gx simulator软件分别通过Mx Component组件生成串口数据，串口数据再通过PHP串口通讯模块，用网页端的图像反应可编程控制器的输入输出或是数据寄存器的变化。具有简单、易用、好布置、成本低廉的特点。

Description

一种PLC网页仿真教学系统及其使用方法

技术领域

本发明属于PLC教学技术领域，涉及一种PLC网页仿真教学系统及其使用方法。

背景技术

由于技校的学生基础较为薄弱，有些学校因为资金问题缺乏实验设备或者实训设备不足。使学生在逻辑性、抽象性思维要求较强的PLC学习和应用方面遇到很大困难，很多学生学习的过程中由于较难入门而失去了对其的学习兴趣，这也增加了教师的教学难度。如何在技校教好这门课程，是PLC编程实践教学中一个有待解决的问题。这其中，最需要解决的是通过直观的展示和仿真让学生对所控制的对象有一个感性的认识，这个控制对象可以是一个将实物抽象出来并集中的一个对象，也能大大增加学生的学习效率和感性认识。

当前PLC实训设备主要存在两个问题：第一、设备所模拟的对象更新很块，而实物的仿真设备如果做出来后，基本都不能在短时间去更新其仿真对象，这就造成很多学校仍在沿用一些二维的图配合LED灯来模拟控制对象，这种偏静态的仿真方式无法用直观的动作告诉学生动作效果是怎样的，只是简单的指明了输出。第二、由于采用了实物仿真设备，在学生尚未熟练掌握PLC编程的情况下，必然会出现大量的、重复的练习和使用，甚至有时候会出现错误的使用，设备的损坏率很高，整个实验设备的寿命大大降低了，而且设备的完好率也大大降低了。在教学过程中，教师通常很难有精力在教学的同时还能保持设备的完好，这样的问题往往要拖到学期末的大检修，当学生面对的是一个有故障的教学设备，那么学习的兴趣会更加受到影响，学习的进度也会受影响。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供一种PLC仿真教学系统及其使用方法，能够时刻跟紧时下公司和企业所采用的设备，保证学生所学习控制的对象就是吻合公司企业所控制的对象，具有简单、易用、好布置、成本低廉的特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种PLC仿真教学系统，它有两种仿真途径：

第一，如果拥有可编程控制器实体但相应的外围设备不足，可以通过读取实体可编程控制器的数据发送到网页端，并用网页端的图像反应可编程控制器的输入输出或是数据寄存器的变化；

第二，如果没有可编程控制器实体，可以安装电脑端的三菱的编程Gx Developer软件和仿真Gx simulator软件，编程Gx Developer软件和仿真Gx simulator软件分别通过MxComponent组件生成串口数据，串口数据再通过PHP串口通讯模块，用网页端的图像反应可编程控制器的输入输出或是数据寄存器的变化。

所述Mx Component组件是一个通信工具，包括Communication Setup Utility，Label Utility和PLC Monitor Utility；通过使用Mx Component组件，可以在无需具备通信协议及模块知识的状况下实现从计算机第三方软件至可编程控制器的通信。

一种PLC仿真教学系统的使用方法，其步骤如下：

1、和实体PLC通讯或和仿真PLC通讯，取回需要仿真的数据，写入网页端操作者的控制数据；

(1)、和实体PLC通讯

我们需要调用ActPcCom.DLL这个控件，先用网页命令调用COM组件,根据要通讯的PLC型号，指定PLC的CPU的型号,打开线路,读取数据

(2)、和Gx simulator通讯

我们需要调用ActLlT.DLL这个控件，先调用COM组件，根据要通讯的PLC型号，指定PLC的CPU的型号，打开线路，读取数据；

2、将取回的数据通过AJAX技术刷新网页的部分

由于我们的仿真页面整体是不会经常刷新的，而其中的元素又需要根据返回的数据进行实时变化，通常这种要求只能在软件里去实现，那么我们需要在网页里实现无刷更新的话，需要使用到AJAX技术。Ajax是指一种创建交互式网页应用的网页开发技术，用于创建快速动态网页的技术，无需重新加载整个网页的情况下，能够更新部分网页的技术。通过在后台与服务器进行少量数据交换，Ajax 可以使网页实现异步更新；这意味着可以在不重新加载整个网页的情况下，对网页的某部分进行更新；传统不使用 Ajax的网页如果需要更新内容，必须重载整个网页页面；传统的Web应用采用同步交互过程，这种情况下，用户首先向HTTP服务器触发一个行为或请求的呼求，反过来，服务器执行某些任务，再向发出请求的用户返回一个HTML页面，这是一种不连贯的用户体验，服务器在处理请求的时候，用户多数时间处于等待的状态，屏幕内容也是一片空白；AJAX的原则是“按需取数据”，可以最大程度的减少冗余请求，和响应对服务器造成的负担。无刷新更新页面，减少心理和实际的等待时间；特别的，当要读取大量的数据的时候，不用像Reload那样出现白屏的情况，AJAX使用XMLHTTP对象发送请求并得到服务器响应，在不重新载入整个页面的情况下用Javascript操作DOM最终更新页面；

使用AJAX技术的四个步骤如下：

第一步，创建xmlhttprequest对象；

第二步，使用xmlhttprequest对象的open（）和send（）方法发送资源请求给服务器；

第三步，使用xmlhttprequest对象的responseText或responseXML属性获得服务器的响应；

第四步，onreadystatechange函数，当发送请求到服务器，我们想要服务器响应执行一些功能就需要使用onreadystatechange函数，每次xmlhttprequest对象的readyState发生改变都会触发onreadystatechange函数；

3、得到的实时数据刷新网页的部分元素，并将操作者的操作数据在刷新网页的实时返还给可编程控制器；

当PLC的数据读取回来后，使用PHP语言将要仿真的环境描述出来，并用PHP语言中的串口通信和Mx Component配合读取实际PLC中的寄存器的值，并将这个读取的值传输过来控制网页中的一些元素，改变这些元素的属性包括颜色、长度、形状特性；操作者对于网页上元素的一些操作也可以通过颜色、长度、形状表示出来，并把这些操作的数据在反映到网页的同时返回给可编程控制器，以便控制其程序的走向。这些特性的改变恰好符合仿真效果的展示，能让学习者直观的感受到其控制对象的变化，进而快速判断自己的程序是否编写正确或者是否需要调整，如果缺乏一部分仿真对象，则可以用网页仿真对象配合实际控制对象去完成。

本发明的积极效果是：

能与指定的可编程控制器或者仿真软件双向通信，可实现读写相应软元件，访问特殊功能模块的缓冲存储器；能根据通信设置向导进行配置并保存为一个逻辑站编号；能通过Internet/intranet监视。仿真的页面具有大小、颜色、长短、位置等多种表现形式进行仿真，其不仅能接收来自可编程控制器或者仿真软件的数据，还能把操作者的操作数据反馈回可编程控制器或者仿真软件，实现真正的双向全双工通信；能够时刻跟紧时下公司和企业所采用的设备，保证学生所学习控制的对象就是吻合公司企业所控制的对象，具有简单、易用、好布置、成本低廉的特点。

附图说明：

图1是本发明的示意图。

具体实施方式：

下面结合附图及实施例对本发明进一步说明。

参见图1，一种PLC仿真教学系统，包括安装在电脑端的三菱的编程Gx Developer软件和仿真Gx simulator软件，或者直接使用实体可编程控制器。编程Gx Developer软件和仿真Gx simulator软件分别通过Mx Component组件生成串口数据，或者是实体PLC通过Mx Component组件生成串口数据，来自仿真软件或是实体可编程控制器的串口数据再通过PHP串口通讯模块，最后供PHP语言开发的网页实现仿真。

仿真教学系统的使用方法，其步骤如下：

1、和实体PLC通讯或和仿真PLC通讯，取回需要仿真的数据，写入网页端操作者的控制数据

(1)、和实体PLC通讯

(2)、和Gx simulator通讯

我们需要调用ActLlT.DLL这个控件，先调用COM组件，根据要通讯的PLC型号，指定PLC的CPU的型号，打开线路，读取数据

2、将取回的数据通过AJAX技术刷新网页的部分

由于我们的仿真页面整体是不会经常刷新的，而其中的元素又需要根据返回的数据进行实时变化，通常这种要求只能在软件里去实现，那么我们需要在网页里实现无刷更新的话，需要使用到AJAX技术。Ajax是指一种创建交互式网页应用的网页开发技术，用于创建快速动态网页的技术，无需重新加载整个网页的情况下，能够更新部分网页的技术。通过在后台与服务器进行少量数据交换，Ajax 可以使网页实现异步更新。这意味着可以在不重新加载整个网页的情况下，对网页的某部分进行更新。传统的网页（不使用 Ajax）如果需要更新内容，必须重载整个网页页面。传统的Web应用采用同步交互过程，这种情况下，用户首先向HTTP服务器触发一个行为或请求的呼求。反过来，服务器执行某些任务，再向发出请求的用户返回一个HTML页面。这是一种不连贯的用户体验，服务器在处理请求的时候，用户多数时间处于等待的状态，屏幕内容也是一片空白。AJAX的原则是“按需取数据”，可以最大程度的减少冗余请求，和响应对服务器造成的负担。无刷新更新页面，减少心理和实际的等待时间。特别的，当要读取大量的数据的时候，不用像Reload那样出现白屏的情况，AJAX使用XMLHTTP对象发送请求并得到服务器响应，在不重新载入整个页面的情况下用Javascript操作DOM最终更新页面。

使用AJAX技术的四个步骤如下：

第一步，创建xmlhttprequest对象

第二步，使用xmlhttprequest对象的open（）和send（）方法发送资源请求给服务器。

第三步，使用xmlhttprequest对象的responseText或responseXML属性获得服务器的响应。

第四步，onreadystatechange函数，当发送请求到服务器，我们想要服务器响应执行一些功能就需要使用onreadystatechange函数，每次xmlhttprequest对象的readyState发生改变都会触发onreadystatechange函数。

3、得到的实时数据刷新网页的部分元素，并将操作者的操作数据在刷新网页的实时返还给可编程控制器

当PLC的数据读取回来后，使用PHP语言将要仿真的环境描述出来，并用PHP语言中的串口通信和Mx Component配合读取实际PLC中的寄存器的值，并将这个读取的值传输过来控制网页中的一些元素，改变这些元素的属性包括颜色、长度、形状等特性。操作者对于网页上元素的一些操作也可以通过颜色、长度、形状等表示出来，并把这些操作的数据在反映到网页的同时返回给可编程控制器，以便控制其程序的走向。这些特性的改变恰好符合仿真效果的展示，能让学习者直观的感受到其控制对象的变化，进而快速判断自己的程序是否编写正确或者是否需要调整，如果缺乏一部分仿真对象，则可以用网页仿真对象配合实际控制对象去完成。

本发明具有以下优点：

一、可以跟实体PLC通讯取得仿真数据也可以和PLC编程仿真软件通讯取得仿真数据。可实现软元件监视功能，访问特殊功能模块的缓冲存储器。

二、由于是通过网页打开仿真界面，对于学生机的要求非常简单，只需要有浏览器就可以，不需要安装就能够使用，可以快速的部署和应用，即使页面修改了也可以及时更新仿真界面而不需要每次都安装。

三、采用AJAX技术当页面的元素发生变化的时候不需要整体刷新网页就可以实时展示出变化的效果，这对于PLC所需要的实时性是非常重要的，巩固了仿真的效果。

四、由于是网页仿真，具有简单、易用、好布置、成本低廉的特点，能够时刻跟紧时下公司和企业所采用的设备，保证学生所学习控制的对象就是吻合公司企业所控制的对象。

Claims

1.一种PLC仿真教学系统，其特征在于它有两种仿真途径：

2.如权利要求1所述PLC仿真教学系统，其特征在于：所述Mx Component组件是一个通信工具，包括Communication Setup Utility，Label Utility和PLC Monitor Utility；通过使用Mx Component组件，可以在无需具备通信协议及模块知识的状况下实现从计算机第三方软件至可编程控制器的通信。

3.一种如权利要求1所述PLC仿真教学系统的使用方法，其特征在于步骤如下：

(1)、和实体PLC通讯

我们需要调用ActPcCom.DLL这个控件，先用网页命令调用COM组件,根据要通讯的PLC型号，指定PLC的CPU的型号,打开线路,读取数据；

(2)、和Gx simulator通讯

2、将取回的数据通过AJAX技术刷新网页的部分；

由于我们的仿真页面整体是不会经常刷新的，而其中的元素又需要根据返回的数据进行实时变化，通常这种要求只能在软件里去实现，那么我们需要在网页里实现无刷更新的话，需要使用到AJAX技术，Ajax是指一种创建交互式网页应用的网页开发技术，用于创建快速动态网页的技术，无需重新加载整个网页的情况下，能够更新部分网页的技术；通过在后台与服务器进行少量数据交换，Ajax 可以使网页实现异步更新；这意味着可以在不重新加载整个网页的情况下，对网页的某部分进行更新；传统不使用 Ajax的网页如果需要更新内容，必须重载整个网页页面；传统的Web应用采用同步交互过程，这种情况下，用户首先向HTTP服务器触发一个行为或请求的呼求，反过来，服务器执行某些任务，再向发出请求的用户返回一个HTML页面，这是一种不连贯的用户体验，服务器在处理请求的时候，用户多数时间处于等待的状态，屏幕内容也是一片空白；AJAX的原则是“按需取数据”，可以最大程度的减少冗余请求，和响应对服务器造成的负担；无刷新更新页面，减少心理和实际的等待时间；特别的，当要读取大量的数据的时候，不用像Reload那样出现白屏的情况，AJAX使用XMLHTTP对象发送请求并得到服务器响应，在不重新载入整个页面的情况下用Javascript操作DOM最终更新页面；

使用AJAX技术的四个步骤如下：

第一步，创建xmlhttprequest对象；

当PLC的数据读取回来后，使用PHP语言将要仿真的环境描述出来，并用PHP语言中的串口通信和Mx Component配合读取实际PLC中的寄存器的值，并将这个读取的值传输过来控制网页中的一些元素，改变这些元素的属性包括颜色、长度、形状特性；操作者对于网页上元素的一些操作也可以通过颜色、长度、形状表示出来，并把这些操作的数据在反映到网页的同时返回给可编程控制器，以便控制其程序的走向，这些特性的改变恰好符合仿真效果的展示，能让学习者直观的感受到其控制对象的变化，进而快速判断自己的程序是否编写正确或者是否需要调整，如果缺乏一部分仿真对象，则可以用网页仿真对象配合实际控制对象去完成。