高校物流工程教学实验室如何建立

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1、高校物流工程教学实验室如何建立----高校教师发表论文-->1　优化管理平台的开发模式目前各高校的实验室建设除了硬件建设的力度加大以外,还强调实验技术人员队伍建设,但是学生很少参与到建设中去。学生毫无疑问是实验室使用的主体,无论是本科生还是研究生都需要加强实验技能训练,促进教学和科研。然而目前高校的实验室基本还是由教师和技术人员管理,在每次实验前调试好设备和程序,学生只要在良好的运行环境下进行实验,实验的本身意义被打了一个折扣。因此,在建设物流工程实验室的过程中实行师生合作的模式,改变了实验室建设是教师和技术人员的任

2、务的建设思路。由实验室的主要负责教师指导,结合我校大学生科研训练(SRT,StudentResearchTrain-ing)的科研项目,让部分学生参与到物流工程实验室集成化管理平台的构建。这样一种管理平台的开发模式符合开放性实验室建设的要求,不仅有利于形成良好的教学研究体系,而且在开发过程中也培养了这些学生的科研和动手能力。所谓开放性实验室的创新实验内容,可以是自己设计的,也可以是综合性的,探索性的,也可以是研究性的[3]。实验室建设过程中师生合作模式的实行主要有两种方式,如图1所示。一般工科院校的机械类专业实验室除

3、具有设备投资大,安装费用多,运行成本高,调整搬迁难等特点[4],因此需要合理安排和使用设备。到目前为止,我校物流工程实验室已装备有自动化立体化仓库、生产线、输送链、电子标签、RFID设备、电子看板、流利式货架等设备。但是与各硬件相配套的软件的开发平台不一致,硬件之间的独立性较强,不利于实验室教学研究的开展。我校物流实验室硬件的型号性能、开发平台等基本信息如表1所示。原有硬件设备的管理平台互相独立,存在电子标签和自动化立体仓库的信息不共享,电子看板和输送链不能进行交互完成生产线的流畅生产,RF设备读取的数据也不能直接被

4、采用等问题。优化前实验室各硬件之间的管理平台如图2所示。对照物流工程实验室的发展目标和实验室的教学科研要求,将硬件设备进行集成化管理,实现物流信息的共享,集成化管理平台的开发是解决这些问题的一个出路。本设计方案的总体架构如图3所示。2　设计方案的实施本设计方案实施的第一步是进行该设计方案实施的总体规划,确定所需达到的目标;然后将本设计方案的具体实施依据硬件所基于的开发平台分为三个大模块进行,并且在VB开发平台上进行集成化管理平台的开发。选择该开发方式有以下原因:(1)与实验室硬件的相关软件基于不同的开发平台,按照开发

5、平台的类型分模块利于研究的有步骤进行。主要有基于组态王的自动化立体仓库和输送链模块、基于VC的电子看板模块、基于VB的电子标签和RF设备。(2)VB是Sm),提供了很强的串口通信能力。(3)VB与PLC的串口通信以及VB和VC的混合编程技术已经有较多的学者进行研究,有较丰富的研究成果。3　设计方案各个模块的实现技术为了在统一的平台上集成不同的硬件设备管理平台,我们深入研究了VB与PLC的串口通信以及VB和VC的混合编程等技术,实现各个模块的功能。3.1　基于Petri网和VB平台的自动化立体仓库和输送链模块实现我校物

6、流工程实验室原有的自动化立体仓库和输送链的控制系统是基于组态王开发的,但是该管理软件功能比较简单,不能同时进行物流信息的深层次管理。而且在实际应用过程中,组态王存在串口通信和数据处理方面的不足[5]。VB中的MSm控件的实用性强、功能完善,是实现计算机与外部设备数据交换的强有力工具。该控件可设置用来发送和接收二进制数据或ASCII码数据,可对串口状态及串口通信的信息格式进行设置,实现对下位机地址和数据的接收和发送,达到多机通信的目的[6]。因此,本方案采用VB中的MSm通讯控件,通过该控件可以很方便地完成用户应用程序

7、之间的串行通讯[7]。本模块的建设思路是先用Petri网对该控制系统进行系统建模,然后使用step7和VB加以实现。在本自动化立体仓库和输送链系统中,下位机采用SIE-MENSS7-200PLC,其主要任务是对堆垛机的运动进行控制,获取和存储实验室物流信息系统的状态信息,发生故障时按上位机命令执行;上位机采用个人计算机(PC),其主要任务是实时获取物流信息系统工作时的各项数据,完成堆垛机运动在上位机上的实时显示,并在系统出现故障时及时报警以便尽快修复故障。本子系统构成,如图4所示。3.2　基于VC和VB混合编程的电子

8、看板模块由输送链和电子看板组成实验室的生产线系统,原电子看板控制系统是基于VC平台开发的,界面不够友好,而且不能和物流信息系统进行通讯实现管理的连续性。VB的高度封装和模块化减轻了编程者的负担,同时也使开发人员失去了许多访问低层API函数和直接与Windows交互的机会。VC则以其强大的底层硬件操作著称,但其复杂性使得许多初学者难以上手。为了能