基于Unity3D的PLC實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)仿真關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、可編程邏輯控制器（PLC）是一門理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中具有舉足輕重的作用，但目前PLC實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式單一，組態(tài)界面單調(diào)，設(shè)備損耗較大。
　　針對(duì)PLC實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足，本文提出將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和交互仿真技術(shù)應(yīng)用到PLC實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)仿真的研發(fā)。主要研究成果如下：
　?。?）PLC控制仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的提出。以提高PLC實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量為目的，闡述現(xiàn)有PLC實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的特點(diǎn)，總結(jié)國(guó)內(nèi)外虛擬仿真技術(shù)在PLC教

2、學(xué)中的研究現(xiàn)狀，提出PLC實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)仿真的總體設(shè)計(jì)方案。
　?。?）PLC實(shí)驗(yàn)的三維設(shè)備庫的建立。采用三維建模技術(shù)制作PLC各實(shí)驗(yàn)?zāi)K涉及到的設(shè)備，如電梯、閥門、傳感器等三維模型，并搭建了虛擬場(chǎng)景；分析了紋理映射技術(shù)中平面映射、柱面映射、球面映射不同的映射方法，為虛擬場(chǎng)景中的對(duì)象使用不同的映射方式，使最終生成的虛擬場(chǎng)景更加真實(shí)性并富于沉浸感，滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。
　?。?）PLC功能模塊建立。首先利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)開發(fā)了視頻模塊

3、和考試模塊，便于學(xué)生實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)和實(shí)驗(yàn)后考核；然后開發(fā)了電梯、噴泉、交通燈、配料、恒壓供水五個(gè)典型實(shí)驗(yàn)交互模塊，通過研究三維設(shè)備在三維上位機(jī)中的模型層次結(jié)構(gòu)、場(chǎng)景模型解析、運(yùn)動(dòng)相機(jī)的控制與實(shí)時(shí)渲染等技術(shù)，在Unity3D三維引擎中用C＃語言進(jìn)行腳本的編寫，解決了設(shè)備三維模型的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)交互仿真。
　?。?）通信模塊設(shè)計(jì)。首先對(duì)實(shí)物PLC控制面板進(jìn)行描述，探索3D上位機(jī)界面與外部PLC控制面板相結(jié)合的模式，通過分析軟硬件的通訊協(xié)議