CN204537509U - Plc仿真实验平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种PLC仿真实验平台，该平台包括上位机和下位机，所述上位机包括模拟仿真平台和PLC编程软件，下位机包括I/O接口电路和PLC，所述上位机既通过USB电缆连接I/O接口电路，又通过PC/PPI电缆连接PLC，所述I/O接口电路连接PLC。本实用新型构建一个系统的软硬件平台，用软件实现被控对象的模拟，使得实验内容不再受实验器材设备的限制，方便实验内容的增加和更新，对改善实验效果具有重要意义。

Description

PLC仿真实验平台

技术领域

本实用新型涉及实验设备技术领域，具体是一种PLC仿真实验平台。

背景技术

可编程序控制器(PLC)是以微处理器为基础，综合了计算机技术、控制技术、通讯技术等高新技术，是近年来发展迅速、应用极广的一类工业装置。工业生产中，PLC和机器人以及CAD / CAM技术成为实现工业生产自动化的三大支柱。各个高校越来越开始重视PLC方面的教学。PLC是一门专业性与实践性都很强的课程，实验教学在PLC教学中具有举足轻重的作用，教师在授课的同时必须配合理论课的进程，适时安排实验，以便及时地把理论知识转化为看得见、摸得着的控制过程。而实验教学就离不开实验室的建设，因此各高校在PLC实验室建设方面都投入了大量的资金。由于PLC实验台需要被控对象，而采用实物被控对象进行PLC实验，会对场所、设备、耗材等提出较大需求，需要大量的建设与维护费用。这样装备一个PLC实验室少则几十万，多则成百万。另外PLC技术发展很快，一般3到5年就会推出一代新的产品，而学校的教学设备却不能及时的更新，以适应PLC发展的新需求，导致教学质量下降。

随着计算机技术的飞速发展，现代工业控制的设计己经进入了虚拟仿真时代。利用计算机仿真技术设计PLC被控对象仿真模型，在计算机上观察被控对象模型的动作过程，可以大大减少PLC实验室的建设费用。本专利采用虚拟仿真及USB总线技术开发设计了PLC仿真实验平台，通过计算机仿真平台Labview建立被控对象的模型，使得实验内容将不受实验仪器设备、实验器材的限制，方便增加和更新，较好地解决了PLC实验教学中被控对象缺乏的问题，大大减少PLC实验室的建设费用。

发明内容

根据现有技术的不足，提供一种软硬件平台，用软件实现被控对象的模拟，使得实验内容不再受实验器材设备限制的PLC仿真实验平台。

本实用新型是以如下技术方案实现的：

一种PLC仿真实验平台，该平台包括上位机和下位机，所述上位机包括模拟仿真平台和PLC编程软件，下位机包括I/O接口电路和PLC，所述上位机既通过USB电缆连接I/O接口电路，又通过PC/PPI电缆连接PLC，所述I/O接口电路连接PLC。

所述I/O接口电路有16路开关量输入、16路开关量输出、4路模拟量输入和4路模拟量输出。

所述PLC采用FX-2N三菱PLC。

所述模拟仿真平台采用Labview模拟仿真平台。

在Labview模拟仿真平台上构建PLC被控对象仿真模型，通过I/O接口电路与PLC连接，I/O接口电路对PLC开关量/模拟量信号进行处理，并将处理结果通过USB总线传送给被控对象仿真模型，驱动被控对象模型进行相应的动作，通过仿真程序界面可实时观察PLC的运行状况，完成PLC控制程序的调试。

本实用新型有益效果：

构建一个系统的软硬件平台，用软件实现被控对象的模拟，使得实验内容不再受实验器材设备的限制，方便实验内容的增加和更新，对改善实验效果具有重要意义。

附图说明

图1是本实用新型的总体结构框图；

1—上位机，2—下位机，3—I/O接口电路，4—PLC，5—USB接口，6—RS232接口，7—RS485接口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，一种PLC仿真实验平台由上位机1和下位机2两部分组成。

其中上位机软件部分包括Labview模拟仿真平台、USB传输协议和PLC编程软件GX Developer三部分。

(1) Labview软件通过USB总线与I/O接口电路3进行数据传输，其中USB传输协议由USB通信程序和USB接口5固件程序共同组成。为了方便程序升级，USB传输协议采用C语言编写，并以动态链接库形式提供；

(2) PLC被控对象的仿真模型在Labview平台开发，配以C程序接口，可以实现多种不同复杂程度系统的仿真，并以图形界面的方式显示，直观方便；

(3)PLC编程软件GX Developer与PLC4之间通过PPI协议进行通讯， RS232接口6和RS485接口7之间通过PC/PPI电缆连接，用来进行PLC4控制程序的编辑、下载、及系统配置。

其中下位机2由I/O接口电路3和FX-2N 三菱PLC4组成。

(1)本仿真实验平台中所用的PLC4是三菱公司FX-2N系列PLC中的FX2N-32MR。它具有16路开关量输入、16路开关量输出，具有定时器/计数器中断、网络通讯和PID控制等功能，配以模拟量扩展模块FX2N-4AD(4模拟量输入)和FX2N-4DA(4路模拟量输出)能实现简单的顺序控制和闭环控制；

(2)I/O接口电路3通过USB接口5得到被控系统模型的输出状态，并将这些信号转换成与PLC4相适应的开关量/模拟量输入传送给PLC4；然后接收PLC4的开关量/模拟量输出信号，并将其通过USB接口5传给在PC机上运行的被控系统模型。根据PLC4型号及其输入/输出配置情况，本实验系统的I/O接口电路3必须有16路开关量输入、16路开关量输出、4路模拟量输入和4路模拟量输出。

整个仿真实验平台的工作过程如下：在Labview平台构建PLC被控对象仿真模型；被控对象仿真模型通过I/O接口电路3与PLC4连接，I/O接口电路3对PLC4开关量/模拟量信号进行处理，实现对PLC4输入信号的设置以及输出信号的定时读取；然后通过USB总线将处理后的数据传送给被控对象仿真模型，驱动被控对象模型进行相应的动作，再将被控对象模型动作结果通过I/O接口电路3传送给PLC4，运行于PLC4上的控制程序根据输入的变化又会给出新的控制量，仿真实验平台可以通过仿真程序界面实时观察PLC4控制系统运行状况，完成PLC4控制程序的调试。

Claims (4)

1.一种PLC仿真实验平台，其特征在于：该平台包括上位机（1）和下位机（2），所述上位机（1）包括模拟仿真平台和PLC编程软件，下位机（2）包括I/O接口电路（3）和PLC（4），所述上位机（1）既通过USB电缆连接I/O接口电路（3），又通过PC/PPI电缆连接PLC（4），所述I/O接口电路（3）连接PLC（4）。

2.根据权利要求1所述一种PLC仿真实验平台，其特征在于：所述I/O接口电路（3）有16路开关量输入、16路开关量输出、4路模拟量输入和4路模拟量输出。

3. 根据权利要求1所述一种PLC仿真实验平台，其特征在于：所述PLC（4）采用FX-2N三菱PLC。

4.根据权利要求1所述一种PLC仿真实验平台，其特征在于：所述模拟仿真平台采用Labview模拟仿真平台。