基于VB6_0的PLC虚拟实验对象的设计

・测试与控制・
收稿日期：２００７－０９－１８
作者
简介：贾玉芬（１９６４－），女，高级讲师，硕士研究生。

主要研究方向：虚拟教学实验的研究。

０引言
目前ＰＬＣ已被广泛地应用到机械、冶金、化工、电力、轻纺、煤炭工业等各个领域中，由于可编程控制器在工业自动化的重要位置，
“可编程控制器原理及应
用”这门课程在高等院校、高职学院、中职学校电专业中普遍开设。

而实验是辅助课堂教学的重要环节，对工程类课程的学习尤为重要，在ＰＬＣ实验教学过程中需要让学生了解各种工业场合的控制流程，针对各种工业控制对象，验证学生所编制的ＰＬＣ程序是否正确，但是由于受到体积、价格等诸多客观条件的限制，很难在实验室配置较全面的各种工业控制对象，因而制约了实验的数量和质量。

随着虚拟技术和计算机的飞速发展，可以充分利用计算机软件构造虚拟实验对象来模拟实际工业环境。

利用计算机仿真软件来完成实验是一种全新的实验手段，实验内容不受实验室仪器设备、实验材料的限制，既可以很方便地更新、增加实验内容，又解决了实验经费不足问题，有效地提高了ＰＬＣ的教学效果。

１ＰＬＣ虚拟实验系统
虚拟实验是在计算机系统中采用虚拟现实技术实现的各种虚拟实验环境，它是在计算机仿真基础上发展起来的一项应用技术
［１］。

ＰＬＣ虚拟实验系统如图１所示，
其中虚线框部分为计算机虚拟实验装置，它包括硬件（信号适配器）和软件（由ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ６．０来完成）两个基本要素。

计算机虚拟实验装置与ＰＬＣ、控制台等一起构成ＰＬＣ虚拟实验系统。

本虚拟实验系统只与ＰＬＣ的输入端口、输出端口的点数和电气特性有关，与ＰＬＣ串口通讯协议无关。

其基本思想是：在计算机上用软件ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ６．０设计虚拟控制对象；根据对控制对象的具体要求，编写
ＰＬＣ程序；当ＰＬＣ按程序要求动作时，通过信号适配器
将ＰＬＣ的输入端口、输出端口的信号转换为计算机可以接收的串行信息；通过串行口ＲＳ－２３２把相应的动作命令发送到计算机
［２］
，驱动相应的软件系统，在计算机上
就可以观察被控虚拟对象的动作过程。

软件的作用是用计算机仿真技术实现控制对象结构、动作、性能。

本软件采用当前流行的面向对象编程工具—ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ６．０来完成。

ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ６．０语句生成器和快速提示帮助，使用
户不必记忆成千上万的属性和方法，在较短的时间内就能开发出功能强大的应用程序。

种类繁多、功能强大的多媒体控件，能帮助用户在较短时间内用较少的语句编写出图文声像并茂的多媒体程序
［３］。

因此，我们利用
ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ６．０来开发ＰＬＣ的虚拟控制对象，丰富了教
学内容、开阔了学生视野、增强了教学效果。

下面介绍使用ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ６．０软件，以三层电梯控制系统作为控制对象为例，设计控制对象图形界面的制作过程。

三层电梯控制系统．ｆｒｍ由三部分组成。

左侧部分显示电梯在楼中电梯间的运动状态以及所处的位置；中间部分为电梯外部部件和实现电梯门的开门或关门；右侧
基于ＶＢ６．０的ＰＬＣ虚拟实验对象的设计
贾玉芬１，吕建军２
（１．张家口职业技术学院，河北张家口０７５０００；２．北京怡力恒创电子科技发展有限公司，北京１０００７０）
摘要：利用ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ６．０设计ＰＬＣ实验虚拟对象，把计算机仿真技术引入ＰＬＣ教学中，在计算机上进行
虚拟实验，使抽象的教学形象直观，极大地节约了教学经费。

关键词：虚拟实验；ＰＬＣ；ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ６．０中图分类号：ＴＰ３９１．９
文献标识码：Ａ
文章编号：１００２－６６７３（２００７）０６－１８２－０２
机电产品开发与创新
Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ＆ＩｎｎｏｖａｔｉｏｎｏｆＭａｃｈｉｎｅｒｙ＆ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＰｒｏｄｕｃｔｓ
Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．６
Ｎｏｖ．，２００７
第２０卷第６期２００７年１１月１８２
・测试与控制・
ＴｈｅＤｅｓｉｇｎｏｆＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔＦｉｃｔｉｔｉｏｕｓＴａｒｇｅｔｏｆＰＬＣＢａｓｅｄｏｎＶＢ６．０
ＪＩＡＹｕ－Ｆｅｎ１，ＬＶＪｉａｎ－Ｊｕｎ２
（１．ＺｈａｎｇｊｉａｋｏｕＶｏｃａｔｉｏｎａｌＴｅｃｈｎｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅ，ＺｈａｎｇｊｉａｋｏｕＨｅｂｅｉ０７５０００，Ｃｈｉｎａ；
２．ＢｅｉｊｉｎｇＹｉｌｉｈｅｎｇｃｈｕａｎｇＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００７０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｈｏｗｔｏｄｅｓｉｇｎｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｆｉｃｔｉｔｉｏｕｓｔａｒｇｅｔｏｆＰＬＣｂａｓｅｄｏｎＶＢ６．０．ＴｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｔｅａｃｈｉｎｇｏｆＰＬＣｃａｎｍａｋｅｔｈｅａｂｓｔｒａｃｔｔｅａｃｈｉｎｇｖｉｖｉｄａｎｄｔｈｅｔｅａｃｈｉｎｇｃｏｓｔｉｓｒｅｄｕｃｅｄｇｒｅａｔｌｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ；ＰＬＣ；ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ６．０
部分为电梯内部控制面板的各部件。

三部分有机地配合，形成了一个完整的三层电梯系统，见图２。

图２中，控制面板搂层呼叫按钮、开门按钮、关门按钮和外部上
或下意向呼叫按钮共九个按钮，利用命令按钮控件的“ＭｏｕｓｅＤｏｗｎ”、“ＭｏｕｓｅＵｐ”事件来实现。

按钮在用户按下时，引发“ＭｏｕｓｅＤｏｗｎ”事件，通过ＭＳＣｏｍｍ控件输出一控制代码、信号适配器的相应端口接通，给ＰＬＣ输入端口提供一个“１”信号；用户抬起时，引发“ＭｏｕｓｅＵｐ”事件，通过ＭＳＣｏｍｍ控件输出一控制代码、信号适配器的相应端口断开，给ＰＬＣ输入端口提供一个“０”信号。

控制面板的楼层呼叫灯和外部各层上或下意向呼叫灯通过分别改变其命令按钮控件的ＢａｃｋＣｏｌｏｒ属性实现的。

当呼叫灯对应的信号适配器输入端口有信号时，相应的命令按钮控件的背景颜色变为红色；当呼叫灯对应的信号适配器输入端口无信号时，相应的命令按钮控件的背景颜色变为图２中的颜色。

楼层指示灯、上行或下行指示灯利用标签控件的属性ＦｏｒｅＣｏｌｏｒ来实现。

当呼叫灯对应的信号适配器输入端口有信号时，相应的标签控件的文字颜色变为红色；当呼叫灯对应的信号适配器输入端口无信号时，相应的标签控件的文字颜色变为图２中的颜色。

电梯、电梯门是用图片框控件来描述的，电梯的上升或下降、电梯门的开门或关门用定时器控件改变图片控件的Ｔｏｐ属性、Ｌｅｆｔ属性和Ｗｉｄｔｈ属性来实现的。

电梯的上升、下降、开门、关门各用一个定时器控件，功能的实现只需设置定时器控件的Ｅｎａｂｌｅｄ属性：Ｔｒｕｅ、Ｆａｌｓｅ。

楼层行程开关、开门或关门行程开关分别利用电梯、电梯门图片框控件的Ｔｏｐ属性、Ｌｅｆｔ属性与某一定值比较的结果实现的。

当图片框控件的Ｔｏｐ属性、Ｌｅｆｔ属性等于各自设定的值时，通过ＭＳＣｏｍｍ控件输出一控制代码、信号适配器的相应端口接通；当图片框控件的
Ｔｏｐ属性、Ｌｅｆｔ属性偏离各自设定值一个值时，通过ＭＳＣｏｍｍ控件输出一控制代码、信号适配器的相应端口
断开。

电梯、电梯门还设置了上行和下行限位、开门和关门限位，以防教学实验中电梯、电梯门图片框控件移出屏幕或程序出现错误。

描述电梯上升下降和开门关门过程的控制代码（略）。

２虚拟实验系统的应用
在教学过程中，学生除了通过虚拟对象了解实际生产过程，还必须自编ＰＬＣ程序来验证程序的正确与否。

此时，计算机界面上的工作过程则完全由学生编制的程序控制。

针对某个控制对象编写ＰＬＣ程序，当ＰＬＣ按程序要求动作时，通过信号适配器将ＰＬＣ的输入端口、输出端口的信号转换为计算机可以接收的串行信息；通过串行口ＲＳ－２３２把相应的动作命令发送到计算机，驱动相应的软件系统，在计算机上就可以观察被控虚拟对象的动作过程。

运用ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ６．０，结合三层电梯控制系统实际运行原理，可以设计出较为美观的虚拟演示画面和以
ＰＬＣ驱动的监视画面，使其能真实的表现三层电梯控制
系统的工作过程，同时可以验证学生自编的ＰＬＣ程序的正确与否，最终目的使得设计的虚拟实验对象能够用于教学，给学生更多的ＰＬＣ实际设计经验。

３结论
本文的创新点在于将计算机技术应用到教学中来，开发的虚拟实验系统既能真实的表现实际生产系统的工作过程，同时又可以验证学生的实际编程能力，系统具有功能全、成本低、效率高、可扩展性和可开发性强、工程实用性强等优点，可广泛应用于ＰＬＣ教学中，它可以解决实验教学过程中遇到的各种困难，节约了实验经费，提高了实验的安全性，丰富了学生的工程实践经验，使学生在理论和实际动手能力两方面都得到提高，有效地提高了学生培养质量。

因此，非常值得推广。

参考文献：
［１］单士源，等．一种对虚拟对象进行控制的系统设计［Ｊ］．微计算机信
息，２００３，１１．
［２］范逸之，陈立元．ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ与ＲＳ－２３２串行通讯控制（最新版）
［Ｍ］．北京：清华大学出版社，２００２，６．
［３］张树兵，戴红，陈哲．ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ６．０中文版入门与提高［Ｍ］．北京：
清华大学出版社
，１９９９，６．
１８３。