浅谈PLC虚拟实验室的建设和研究
虚拟实验室建设方案
电子信息技术虚拟实验室建设实施方案虚拟实验室是一种基于Web技术、VR虚拟现实技术构建的开放式网络化的虚拟实验教学系统，是现有各种教学实验室的数字化和虚拟化。
虚拟实验室由虚拟仿真平台、虚拟实验平台、虚拟仪器和开放式实验室管理系统组成。
虚拟仿真平台可提供学生进行实验电路的虚拟仿真，实验原理预习；虚拟实验平台和虚拟仪器与真实实验设备类似，自己动手配置、连接、调节和使用实验仪器设备；开放式实验管理系统提供教师编辑、设计实验任务和内容、设置学生各种权限、解答学生提问、提交实验报告。
虚拟实验室为开设各种电子信息实验课程提供了全新的教学环境，使教师上课的更生动、实验设备利用率更高、学生自主实验的内容和时间更灵活。
一、系统总体框架网络服务器客户端实验箱网络如上图，整个系统主要有客户端、服务器和实验平台构成。
客户端主要有两类：管理员(教师)终端和学生终端，管理员能设置实验室开放时间、实验内容设定、学生访问权限，上传实验课件，布置实验任务等。
学生端通过浏览器登陆虚拟实验室平台，自主选择实验项目，进行课前预习、实验操作、仪表选择、仿真数据测量、实验报告提交等工作，也可进行机位预定、虚拟仪表预定、实体数据的采集和测量等工作。
服务器提供整套基于B/S架构的实验室管理软件和虚拟远程实验操作平台软件；虚拟实验形式包括纯虚拟的仿真实验、虚拟实体操作实验、远程控制的实体操作实验。
使用者既可以通过网络登录服务器完成纯虚拟的仿真实验，也可以通过网络远程控制基础实验箱的实验电路，改变电路器件参数，采集实际的测试数据，进行远程测试和数据分析。
也可通过网络远程动态加载开发例程，完成设计性开发性实验。
具体功能如下：1、在线学习功能：可通过登陆虚拟实验平台进行在线课前预习、原理学习等工作；2、虚拟仿真功能：基于浏览器和Multisim与Labview软件，搭建真实的实验电路进行仿真。
无源器件电阻、电感、电容能实时调节，电路响应可通过虚拟示波器和虚拟频谱仪示波。
虚拟仿真实训室建设方案详细
虚拟仿真实训室建设⽅案详细⼀、概述（⼀）建设意义1、现有实训条件分析机电技术应⽤专业现有基础实验室、专业实训室共计9个，可开设《维修电⼯》、《电⼯电⼦技术与技能》、《电⽓及PLC控制技术》、《车⼯⼯艺》等课程的相关实训项⽬。
为满⾜机电专业⼈才培养⽬标和社会培训的需要，需进⼀步加强专业建设，拓展专业领域，增加实训开出项⽬，提升实习实训教学环境条件。
2、必要性和可⾏性（1）必要性通过对多家电⽓⾃动化企业及IT企业进⾏了职业群与岗位群调研，确定其培养⽬标：从事机电⼀体化产品及⾃动⽣产系统的设计制造与开发，从事处理重要数据、熟练应⽤各种专业设计软件。
并根据对机电技术专业岗位群的职业能⼒和知识技能要求的分析，构建了“阶梯递进式⼯学交替”的⼈才培养模式，搭建了基于⼯作过程导向的“模块化”专业课程体系，增加《虚拟仿真》课程。
这就需要新建虚拟仿真实训室，使其具备在虚拟终端对⾃动化设备及⽣产线调试与维护、维修电⼯等虚拟实训项⽬的条件，所以需采购虚拟化服务器1台，虚拟化桌⾯终端48台，虚拟化软件Citrix48套，满⾜⼀个班的实训需求。
（2）可⾏性天津市基础能⼒建设校实训基地投资中的部分资⾦将⽤于虚拟仿真实训室的建设，建设后的实训室集教、学、做为⼀体，新增虚拟仿真终端实训设备，可以满⾜56⼈的《虚拟仿真》课程的实训教学的需求。
实现了学⽣专业基本能⼒、专业核⼼能⼒和职业⾏为能⼒的提升。
3、建设依据依据确定的“阶梯递进式⼯学交替”的⼈才培养模式，校实训应贴近企业的实际⽣产，有助于提升学⽣的专业基本能⼒、专业核⼼能⼒和职业⾏为能⼒，便于学⽣在校学习与企业岗位实践能够顺利衔接。
（⼆）建设思路和建设⽬标1、建设思路虚拟仿真实训室的建设本着建成集“教、学、做”为⼀体的教学环境和专业综合性实训基地的理念，从演⽰实践教学、基本技能实训教学和项⽬综合实训教学三个层⾯，为《虚拟仿真》课程的实践教学提供保障。
虚拟仿真实训室需要符合以下要求：（1）满⾜于综合性实践教学的要求建成后的实训室可以实现四种形式的教学与培训⽅式，极⼤丰富了教学容和教法。
虚拟仿真实验中心平台建设探索
虚拟仿真实验中心平台建设探索虚拟仿真实验中心平台是为了满足教学、科研和实践学习等需求，通过虚拟仿真技术实现对实际场景的模拟与重现，为用户提供真实的实验环境和全面的实验资源。
在虚拟仿真实验中心平台的建设中，首先需要确定平台的目标和定位。
平台可以提供多个学科的实验资源，如物理实验、化学实验、生物实验等，也可以针对特定领域进行深入研究，如工程设计、医学模拟等。
平台还可以为用户提供学习辅助工具和交互平台，以便用户在实验过程中能够更好地进行数据分析、实验操作等。
虚拟仿真实验中心平台需要有一个完善的技术支持体系。
该体系应包括技术设备、软件平台和网络环境等方面的支持。
平台需要提供高性能的计算设备，以保证实验的流畅运行；需要有先进的虚拟仿真软件，以实现对实验场景的模拟和重现；还需要有稳定、高速的网络环境，以保证用户能够顺利访问实验资源。
除了技术支持外，虚拟仿真实验中心平台还需要有一个完善的实验资源库。
该资源库应包含各学科各领域的实验内容和实验数据，以满足用户的多样化需求。
资源库应定期更新，并与各个学科的最新发展保持同步。
资源库还可以提供实验教材和实验指导，以帮助用户更好地进行实验操作和实验分析。
在虚拟仿真实验中心平台的使用过程中，用户应具备一定的仿真实验技能和操作能力。
为了帮助用户更好地进行实验，平台可以提供在线培训、实践指导等形式的教育服务。
平台还可以开设实验竞赛和学术交流活动，以促进用户之间的互动和合作。
虚拟仿真实验中心平台的建设是一个综合性、复杂性的项目，需要具备较高的技术实力和丰富的实验资源。
平台的建设还需要与各个学科和科研机构进行密切合作，以提升平台的实用性和可操作性。
只有建设一个完善的虚拟仿真实验中心平台，才能更好地满足用户的实验需求，推动教学、科研和实践学习的发展。
PLC实验室的创建与PLC实验教学的思考
从高校课程评价指标体系出发，根据多年机床数控技
(3):56~58.
术应用课程教学经验、同行专家该课程教学经验、各种文献
编辑 杨呈祥
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（上接第 31 页）
简单的设计性实验。如：
第三层次为综合应用实验和网络通信实验。对基础较
1 加强 P LC 实践教学的重要性
2006 年 9 月 21 日, 国家劳动和社会保障部发布了第 7 批 12 个新职业，可编程序控制系统设计师是其中之一，据 预测，到 2010 年将发展到 14.3 万人。市场对于 PLC 工程师 需求量较大，所以在我院电气自动化、机电等专业加大 PLC 实践教学的力度，可以使我们的学生有更宽广的工作机会， 在日趋激烈的就业竞争中占有一席之地。其实我国许多高 职、中专院校已经非常重视 PLC 课程教学，由于学生对理论 知识掌握的程度有限，使这些院校的学生毕业后所从事的 大多是系统维护和设备改造方面的工作，而不涉及 PLC 开 发等颇具深度的内容。但 PLC 开发方面的人才又恰恰属于 紧缺人才，我院作为独立本科院校，学生对 PLC 理论知识的 学习和掌握的程度比高职、中专院校有明显优势，我们可以 充分利用这一优势，加强 PLC 实践教学，以培养应用型人才 为目标，使其具有较强的理论知识和丰富的实践应用能力， 最终成为能胜任 PLC 开发方面的人才。
摘 要 本文阐述了 PLC 技术在现代化生产中的重要 意义，介绍了在电气、自动化、机电等专业开设 PLC 实验课 程的必要性，详细介绍了 PLC实验室的建设以及 PLC实践教 学的思考。
关键词 PLC 实验室建设 实践教学
可编程控制器(Programmable Logic Controller，PLC)是上 个世纪 60 年代末发展起来的被称为自动化三大支柱之首 的工业控制装置。PLC 是一种专为工业环境应用而设计的 数字运行电子系统，它融合了微电子技术、计算机技术、自 动控制技术和通讯技术，通过用户存储的应用程序来控制 生产过程。在现代自控设备中，由于其具有可靠性高、稳定 性好和实时处理能力强的优点，被越来越多地应用到生产 和商业控制过程中。因此，各类企业均需要一定数量的此类 人才。PLC 是一门实践性很强的专业课程，而实验教学是培 养学生实践动手能力和创新精神的重要途径。所以，只有加 强 PLC 实践教学，才能培养出具备 PLC 技术应用技能的高 级人才。
新工科下电气类虚拟仿真实验中心建设的探讨
新工科下电气类虚拟仿真实验中心建设的探讨随着新工科的不断发展，数字化技术的应用趋势日益明显。
电气类虚拟仿真实验中心建设正是新工科下的创新，它在电气类专业的教学和研究中扮演着越来越重要的角色。
电气类虚拟仿真实验中心是利用数字化技术对电气类实验进行模拟和仿真，创造一个虚拟的实验环境来进行实验操作和数据采集。
相对于传统实验室实验，虚拟仿真实验具有安全、便捷、低成本、数据准确度高等优势。
特别是在疫情常态化的今天，虚拟仿真实验更是不可或缺的一种重要手段。
因此，电气类虚拟仿真实验中心的建设意义重大。
首先，需要优化实验方案。
虚拟仿真实验能够模拟真实实验大部分的操作和数据采集，因此，在实验方案的设计上，需要充分考虑实验的操作流程和数据输出。
具体来说，对于不同类型的实验，实验方案应当根据不同的学科特点和实验需求来制定。
其次，需要配置先进的硬件和软件设备。
在虚拟仿真实验中心中，硬件设备是关键因素之一。
需要配置高性能的计算机、3D图形卡、VR设备以及实验设备等。
此外，软件设备也至关重要。
需要选用专业的虚拟仿真软件，如LabVIEW、ANSYS等，实现对不同类型实验的虚拟仿真教学。
再次，需要建设一个稳定的网络环境。
虚拟仿真实验中心需要建设完善的网络环境，以保证实验操作的稳定性和数据传递的顺畅性。
在建设网络环境时，需要注意安全和可靠性问题，如网络拓扑结构、网络带宽管理和数据备份等。
最后，需要坚持高质量教学。
建设好虚拟仿真实验中心只是第一步，如何达到高质量教学的目标是关键所在。
需要充分发挥虚拟仿真实验的优势，创新教学方法，激励学生的学习兴趣和积极性。
同时要充分使用在线平台、社交网络等多种手段与学生沟通交流，促进学生的思维深入，实现知识的深度拓展和应用。
综上所述，电气类虚拟仿真实验中心建设是新工科下创新的重要环节。
建设好虚拟仿真实验中心，可以有效提升教学质量和专业技能的培养，同时为电气类专业的研究发展提供新的思路和方法。
虚拟仿真实验中心平台建设探索
虚拟仿真实验中心平台建设探索
虚拟仿真实验中心平台的建设探索将充分发挥虚拟仿真技术在实验教学和科学研究中的优势，为学生和教师提供更加灵活和多样化的实验教学平台，促进实验教学和科学研究的创新和发展。
虚拟仿真实验中心平台的建设需要充分利用虚拟现实技术和计算机图形学技术，搭建一个逼真、交互性强的虚拟环境。
通过虚拟仿真技术，学生可以在虚拟环境中进行复杂的实验操作，模拟现实实验的各个环节，提高实验操作的安全性和可控性。
虚拟仿真实验中心平台的建设还需要建立一个完善的实验资源库，将实验教材、实验数据、实验设备等资源进行数字化、网络化处理，方便学生和教师进行在线查阅和使用。
通过集中管理和共享实验资源，提高实验资源的利用率和管理效率。
虚拟仿真实验中心平台的建设需要注意实验逼真性和可信度的问题。
虚拟仿真实验中心平台搭建的虚拟环境应尽量逼真地模拟现实实验的各个环节，保证学生能够获得真实的实验体验。
虚拟仿真实验中心平台中的模型和实验数据应准确可靠，以提供准确的实验结果和分析。
虚拟仿真实验中心平台的建设要注重与实际实验的结合。
虚拟仿真实验中心平台可以作为实验教学的补充和延伸，提供一些无法在实际实验中进行的操作和实验题目。
虚拟仿真实验中心平台也可以为实际实验提供前导指导，学生可以通过虚拟实验提前了解实验原理和操作步骤，提高实验效果和安全性。
虚拟实验室研究和探索
虚拟实验室研究和探索[摘要] 随着计算机技术、虚拟仪器技术的发展，虚拟实验室应运而生。
虚拟实验作为传统实验的一个必要的有益补充，既能节约大量的教育经费，也使实验在时间和空间上得到有效的延伸。
它在教育、科研等领域中具有广阔的应用前景，是实验教学的一个新的发展方向，是当前实验教学研究的热点课题之一。
因此，虚拟实验室的构建具有重要的现实意义。
[关键词] 虚拟仪器LabVIEW系统设计[Abstract] Virtual Laboratory appears with the devel- opment of computer technique and Virtual Instrument technique. As an essential and benefic- ial supplement to the traditional experiment, virtual experiments not only save a lot of education funds, but also extend the experiments in time and space effectively. It has the vast applied foreground in the education and research realm. Virtual Laboratory is a new development direction of the experiment teaching as well as an active research topic recently. Therefore, the development of the virtual laboratory of network is very necessary.[Keywords] Virtual Instrument LabVIEW System Design传统的实验室是资源高度密集的实验系统，具有实验设备资金投入量大、实验体系的完善和实验教学的实施所需人力物力投入量大的特点。
虚拟仿真实验室建设方案
虚拟仿真实验室建设方案摘要本文提出了一种基于虚拟仿真技术的实验室建设方案。
通过利用虚拟仿真技术，可以提供更加灵活和便捷的实验环境，降低实验设备成本，提高实验教学效果。
本方案包括虚拟仿真平台的搭建、实验设计和开发、虚拟实验操作和教学应用等方面。
通过这些步骤，可以帮助实验室迅速建设起具有高质量实验环境的虚拟仿真实验室，以满足教学和研究的需求。
1. 引言在传统实验室的建设中，通常需要大量的仪器设备和物理空间，并且存在实验资源有限、时间限制、安全风险等问题。
而虚拟仿真技术可以通过计算机模拟和模型仿真，实现对实验的虚拟操作和观察，从而实现实验的在线化和可视化。
虚拟仿真实验室建设方案的目的就是利用虚拟仿真技术，提供更加灵活和便捷的实验环境，以满足教学和研究的需求。
2. 虚拟仿真平台的搭建2.1 硬件设备搭建虚拟仿真平台的第一步是选择和购买适用于虚拟仿真实验的硬件设备。
这些设备通常包括高性能计算机、图形处理单元（GPU）、虚拟现实设备等。
高性能计算机可以提供较强的计算能力，保证虚拟实验的流畅运行；GPU可以加速图像渲染和模拟计算，提高虚拟实验的真实感；虚拟现实设备可以提供沉浸式的视听体验，增强虚拟实验的交互性。
2.2 软件平台虚拟仿真平台的搭建还需要选择适用的软件平台。
常用的虚拟仿真软件包括Unity、Unreal Engine、Simulink等。
这些软件平台具有强大的图形渲染能力和模拟计算能力，可以方便地进行建模、场景搭建和仿真操作。
此外，还需要选择适用的操作系统和开发工具，如Windows、Linux、Visual Studio等。
2.3 网络环境搭建虚拟仿真平台还需要优化网络环境，保证实验数据的实时传输和交互操作的流畅进行。
为此，可以采用高带宽网络连接、网络优化技术和数据传输协议等手段。
另外，为了方便学生和教师进行实验操作和教学应用，还可以搭建在线虚拟实验平台，提供远程访问和在线交互的功能。
3. 实验设计和开发实验设计是虚拟仿真实验的关键步骤之一。
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等特点， 学 生 使 用和 携带 都 比 较 方便 。
３ Ｐ Ｌ Ｃ 虚拟 实 验 室 建 设 案例
制 对 象 ，采 用 Ｕｎｉ ｔ ｙ３ Ｄ软 件进 行 液 体 混 合
ＧＸ Ｗ ｏ ｒ ｋｓ ２、 ＧＸ Ｓ ｉ ｍＨ ｌ ａ ｔ ０ １ ７ ２ 共 同构 建 ＰＬＣ虚 拟 实 验 系 统 。虽然 这 套 ＰＬＣ虚 拟 实
技 术 和 虚拟 现 实披 术相结 合 的实 验 方法 ， 合在一起， 集 成了程 序的 编 写 、 模 拟 调试 和 动 画演 示 等 功能 ，具 有很 强 的互 动 性 。目 前 在 高 校 中， 大都 采 用以 三 菱 工控组 态软 件
ＧＴ Ｄｅ ｓ ｉ ｇｌ ｉ ｅ ｒ ２ 、 ＧＴ ｓ ｉ Ｒ Ｉ Ｌ ｌ ｌ ａ ｔ ｏ ｒ ２ 和 三 菱
习难 度 。
参 考 文献
［ １ 】廖常 初 ． ￥ ７ ３ ０ ０ ／ ４ ０ ０ Ｐ ＬＣ应 用技 术 ［ Ｍ】 ．
北京： 机 械 工业出 版社 ， ２ ０ ０ ５ ．
实验为案 例， 介 绍 ＰＬＣ虚 拟 实 验 室 的 建 设
与 使 用 方 法 。“ 智 能 家 居 控 制 ”实 验 主 要
虚拟或 实际被控对 象的运行参数 ， 反过 来 学 的有 效性 。
Ｐ Ｉ ｃ 虚 拟 实 验 系统 住 Ｐ Ｌ Ｃ 仿 真 实 验 系 通 过 类Ｐ Ｌ Ｃ 及 接 口板 的处 理 反馈 到程 序 中， 统 』 发 展而 来 的 ， 它 丰要 是 采 用计 算 机仿 真 实 现 闭环 控 制 。 我 们 图中 的类Ｐ Ｌ Ｃ 及 接 口板 ４ 结语
场 地的 依赖， 提 高 了实 验 的 开 放 性 和 实 时 三 自由度机 械 手 等 ｌ ５ 种 虚 拟 控 制 对 象 的 实
下面 我 们 以 “ 智能家居控制” 性。 但 由于 该 实验 系统 只针 对三 菱Ｐ Ｌ Ｃ 进行 验 平台 开 发 。 梯 形图 编辑 及在 线 调 试 ， 学 生在学 Ｐ ＬＣ课 程 同时还 要学组 态软件， 这 样 不 但 增 加 教 师
是 采 用 嵌 入 式技 术 开 发的 类 似 于Ｐ Ｌｃ 的 实
被 控对象 ， 而 且 由 于其 成 本 低 廉 和 体 积 小
该 文介 绍 一 种 基 于ＳＴＥＰ７或 Ｗｏ ｒ ｋＳ ２
它 不但 能 同时 支 持虚 拟 和 实 际两 种 将 维 的 虚 拟 控 制 对 象 与Ｐ ＬＣ 编 程 操 作 结 验 装 置 ，
计， 具 体 步 骤 如 图２ 所示 ； 接着在Ｓ ＴＥ Ｐ ７ 或 ［ ４ ］王 真软件存Ｐ Ｌ Ｃ教 学 中 的 作 用 【 Ｊ 】 ． 教
师， ２ ０ ｌ ０ （ ２ １ ） ： ７ ３ －７ ４ ．
！
．
Ｓｃｉ ｅｎ ｃｅ ａ ｎｄ Ｔｅ ｃｈ ｎｏ ｌ ｏ ｇｙ １ ｎｎ ｏｖａ ｔ ｉ ｏｎ Ｈｅ ｒ ａ ｌ ｄ
研 究 报 告
被 控 生 的ＰＬＣ编 程 水 平和 解 决 问题 的 能 力 ， 而 婵 等限 制 ， 学 生 需 要 分 组 分 批 进 行 实验 ， 学 送 给 虚 拟 被 控 对 象 或 实 际被 控 对 象 ， 生 的 镁 际 动 手 能 力得 不 到 很 好 的 锻 炼 ， 实 验 教学 效 果 也 不 理 想 。 对象 在信号的控制 下进行相应的运 动 ， 而 且还能 节省教师的检 查时 间， 提 高 课 堂 教
编 程 软件 、 类Ｐ Ｌ Ｃ 和 虚 拟 控 制 对 象 的Ｐ ＬＣ
虚 拟 实验 室 建 设 方案 和 使 用方 法 ， 它 不仪 能 实 现 系统 Ｉ ／ ｏ表 的 分 配 、 电 路 的 设 计、 程 序 设 计和运行调 试等实验 【 ＾ Ｊ 容 ，而 且 还 能 同 时 支 持 虚 拟 和 实 际 两 种 被 控 对 象 。该 方 案
方案。
间隔打开 ， 按下停止 按钮 关闭所有 家电。
首 先 学 生 根 据 系统 中实 验 的 控 制 要 求 ， 在
虚 拟 实 验 平台 进 行 Ｉ ／ｏ表 的分 配 及 电路 设 Ｗ ＯＲＫＳ２ 软 件 中进 行 Ｐ ＬＣ程 序 的 编辑 、编 人到 类 ＰＬＣ中 ， 类 ＰＬＣ通 过 处 理 将 控 制 数
钮 后 ，电视 机 、 窗 帘和 空调 安装 一 定 时 间
当按 下 系统 启 动 按 ［ ２ 】杨 奕 ． ＰＩ Ｃ虚 拟 对 象 的 设 汁与 应 用【 川． 的教学 任务鼍， 同 时 还 大 幅 提 高 课 程 的 学 针 对 定 时 器 指 令 编 程 ，
微 计算 机 信息 ， ２ ０ ０ ５ （ ３ ４ ） ： ３ ９ —４ ０ ． ［ ３ 】王啸 东 ． ＰＬＣ虚 拟 实 验 童 的 研 究与 建 设 ［ Ｊ ］ ． 实 验 室研 究与 探索 ， ２ ０ １ ２（ ９ ）： ２ １ （ ） 一
２ｌ ３．
基＿ ＿ ｒ上述 三 种 ＰＬＣ实 验 系统 各 自的 优 缺点， 课 程组 成 员联 合校 企单 位 共 同开 发一 种 基千 Ｓ ＴＥＰ７ 或 Ｗｏ ｒ ｋｓ ２ 编 程软 件 、 类ＰＬＣ 和 虚拟 现 实 技 术 的 ＰＬＣ虚拟 实 验 系统 ， 该 系统 不 仅能 支 持３ Ｄ虚 拟 对 象 还 能控 制 实 际 验 系统 的 基 础 上构 建ＰＬＣ虚拟 实验 室 建 设
根 据Ｐ Ｌ Ｃ教 学 中 或 工业 中较 常 用 的 控 的 实 施 ， 节 省 了实 验 经 费 ， 改 变 学 生 的 实 验 场地 、 实 现 移 动 式 实验 ， 提 高 了实 际动 手能 力、 改 善 了教 学 效 果 。
十 字 路 口交 通 灯 、 六 路 智 能 抢 答器 和 验 系统的应 用， 减 轻 实 验 室 对 硬件 发 备 和 装 置、