虚拟立体车库实训平台与plc教学

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1、虚拟立体车库实训平台与PLC教学ADissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityforMasterDegreeofEngineeringVIRTUALSTEREOGARAGETRAININGPLATFORMANDPLCTEACHINGUniversityCode：10248Author：YuyuCaoStudentID:1080379209Mentor1：ShuangjiuXiaoMentor2:RuidongLiField：SoftwareEngineeri

2、ngDateofOralDefense：10.July.2012SchoolofSoftwareShanghaiJiaotongUniversityJan.2011虚拟立体车库实训平台与PLC教学上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签

3、名：日期：年月日虚拟立体车库实训平台与PLC教学上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日虚拟立体车库实训平台与PL

4、C教学虚拟立体车库实训平台与PLC教学摘要自动化立体车库的控制系统通常涉及常规运动控制、变频调速控制、节能控制等方面，是一个综合程度高、相对比较复杂的控制系统，因此被许多高校作为典型控制系统，用于电气自动化领域的教学载体。由于立体车库的结构复杂，占用空间较大，需要大量的硬件与资金投入，无法在学校建立与实际立体车库系统相一致的系统。为了进一步拓宽知识面，加深对自动化技术的深层次的认识以及拓宽高校PLC（ProgrammableLogicController）教学的方向，本文瞄准PLC在我国正处于上升的趋势，面对各

5、高校对于PLC教学实训平台的欠缺，研究制作了此套立体车库虚拟实训平台。在该虚拟系统中，只有控制器采用硬件实物PLC，而立体车库的视觉化和状态监控完全由PC机端软件实现。本文运用Unity3D以及Maya等建模、渲染软件制作立体车库的虚拟实训平台，在PC机中将整个立体出库精密的展示，按照自动化立体车库的运行裸机使其（通过二维软件的二次开发接口）动态的展示整体车库的效果，并通过通信端口，与PLC相连接，使学生能够直观的感受到PLC的控制与运行。本论文设计和实现了一个基于3D虚拟技术的四层五位的升降横移式立体车库模拟

6、系统，用以与PLC教学实践相结合。通过通信接口模块与PLC、变频器、触摸屏等控制单元构成一个综合实训平台。实现与实际立体车库系统基本一致的运动控制功能，满足PLC课程实践教学的需要。论文主要的研究工作如下：1、系统基于功能及总体架构的设计,探索虚拟场景与外部硬件相结合的模式，分析软硬件的通信模式，找出与之兼容的模式，从而解决软硬件交互通信问题。2、实现PLC控制系统对整体教学软件系统进行监控，并实现立体车库的运行逻辑，设置虚拟位置传感器信号，通过接口模块输出到PLC系统，实现闭环控制。3、通过对升降横移式自动化

7、立体车库的技术参数的计算，找出它与PLC通信端口的通信原理以及规则，为串口程序的编制找到理论上的支持，通过实际编写通信脚本文件，使这套虚拟立体车库真正实现与PLC通信。I虚拟立体车库实训平台与PLC教学4、通过软件自身的物理引擎以及脚本的编写，解决了自动化立体车库三维模型的运动驱动，实现了虚拟立体车库运动仿真过程。本文将计算机虚拟现实技术应用到教学中，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

8、。可广泛应用于PLC教学中，解决实验教学过程中遇到的各种困难，节约实验经费，同时提高实验的安全性，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。关键词自动化立体式停车库，立体车库虚拟演示，自动化控制系统，Unity3D，PLCII虚拟立体车库实训平台与PLC教学VIRTUALSTEREOGARAGETRAININGPLATFORMAND