组态技术在虚拟实验室中的应用
计算机组成原理虚拟实验室及实现
计算机组成原理虚拟实验室及实现汇报人：2023-12-20•引言•计算机组成原理基础知识•虚拟实验室设计与实现技术目录•计算机组成原理虚拟实验设计与实践案例分析01引言目的和背景目的通过虚拟实验室的方式，让学生更好地理解和掌握计算机组成原理的相关知识，提高实验和实践能力。
背景随着计算机技术的不断发展，计算机组成原理作为计算机科学的基础课程，对于培养计算机专业人才具有重要意义。
然而，传统的实验方式往往受到实验设备、场地等限制，无法满足所有学生的需求。
因此，虚拟实验室成为了一种有效的解决方案。
定义虚拟实验室是一种基于计算机技术和网络技术的实验环境，可以模拟真实的实验设备和实验过程，为学生提供一种身临其境的实验体验。
2. 灵活性虚拟实验室不受时间和地点的限制，学生可以在任何时间、任何地点进行实验操作。
特点虚拟实验室具有以下特点3. 安全性虚拟实验室可以避免传统实验中可能出现的危险和错误，保障学生的安全。
1. 高度仿真虚拟实验室可以模拟真实的实验设备和实验环境，让学生感受到真实的实验体验。
4. 互动性虚拟实验室可以提供多人同时在线的实验环境，学生之间可以进行互动和协作，提高实验效率。
虚拟实验室概述02计算机组成原理基础知识运算器控制器存储器输入输出设备01020304负责算术和逻辑运算，是计算机的核心部件。
负责控制和协调计算机各个部件的工作。
用于存储数据和程序，包括内存和外存。
如键盘、鼠标、显示器等，用于与计算机进行交互。
包括操作系统、编译器、数据库管理系统等，用于管理和控制计算机硬件资源。
系统软件如办公软件、图像处理软件等，为用户提供特定的功能和工具。
应用软件计算机的基本工作原理，包括存储程序和程序控制两个方面。
计算机内部采用二进制数制进行运算和存储，包括二进制数的表示、运算规则等。
计算机工作原理二进制数制冯·诺依曼原理03虚拟实验室设计与实现技术虚拟实验室设计原则与目标以实际计算机组成结构为基础，遵循教学实验需求，确保实验环境的真实性和可操作性。
组态软件简介及应用领域
组态软件简介及应用领域组态软件是一种用于实时监控和控制工业过程的计算机应用软件。
它通过以直观的方式显示过程变量、设备状态和报警信息，帮助操作员有效管理工业生产过程。
本文将介绍组态软件的基本概念、特点以及在不同应用领域中的实际应用情况。
一、组态软件概述组态软件是一种基于计算机技术和图形界面的工业自动化软件工具。
它通过将各种过程图、仪表和报警信息等元素以可视化的形式呈现给操作员，使得复杂的工业过程变得直观易懂。
利用组态软件，操作员可以实时监控工艺过程，控制设备状态，同时也可以对数据进行记录、分析和报表生成。
二、组态软件的特点1. 图形化界面：组态软件采用直观的图形化界面，通过图表、仪表、动画等手段展现监控对象的状态和变化情况，使操作员更容易理解和掌握过程信息。
2. 实时性：组态软件可以实时采集、处理和显示过程数据，保持与被监控对象的实时同步，确保操作员能够及时掌握过程的变化。
3. 灵活性：组态软件具有强大的自定义功能，操作员可以根据实际需求自定义界面布局、元素样式、报警处理等，使其更符合实际应用要求。
4. 可扩展性：组态软件支持多种通信协议和接口，可以与各种不同类型的设备和系统进行连接，实现多种数据的采集和控制。
5. 数据分析功能：组态软件提供数据记录、报表生成、趋势分析等功能，帮助用户对过程参数进行分析和优化，提高生产效率和产品质量。
三、组态软件的应用领域1. 工业自动化：组态软件在工业自动化领域的应用十分广泛。
它可以作为监控系统的前端界面，实时显示生产过程的状态和参数，同时可进行远程控制和调整。
此外，组态软件还可以与PLC、DCS等控制设备进行通信，实现对生产过程的集中控制和管理。
2. 智能楼宇：随着智能建筑技术的发展，组态软件被广泛应用于楼宇控制系统中。
它可以实时监控和控制楼宇内的各种设备，如空调、照明等，提高能源利用效率，降低运营成本。
3. 交通运输：组态软件在交通运输系统中的应用主要体现在交通信号灯控制、道路监控和车辆调度等方面。
基于组态软件的虚拟PLC实验室建设思路
高等教育新教师教学传统可编程控制器（PLC ）实验采用PLC 设备和硬件电路搭建的控制对象[1-2]，其缺陷是占用大量实验室空间、硬件设备价格昂贵、很难进行修改和升级换代、硬件设备维护困难等。
所以，如何进行新型PLC 实验室的改造已成为迫在眉睫的问题，而工业组态控制技术能较好的解决这一问题。
组态软件使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具，能够支持各种工控设备和常见的通讯协议，同时组态软件自身还提供基于Web 远程访问的功能[3-4]。
因此，将PLC 与组态软件的优点结合起来，建立组态虚拟PLC 实验室，解决了自动化专业的实验教学、课程设计、实训以及毕业设计等环节所面临的实际问题，也为教学和科研节省大量经费，缩短开发周期，创造良好的经济效益，是实践教学模式的革新。
一、虚拟实验室建设原则虚拟仿真实验室建设应充分体现虚实结合、相互补充、能实不虚的原则。
在功能上应体现以下几个方面：综合化：实验系统应紧密结合工业系统实际，形成完善体系，功能上综合化。
拟实性：所有测控对象及参数均为工业现场的设备和参数或对他们进行小型化处理而得到的。
模块化：各类测控对象和参数均相对独立构成模块，具有相对独立且典型的功能，易于组合和拼装，满足不同专业学科的实验需要。
开放性：核心软件平台具有开放的应用软件接口，满足用户的二次开发需要。
扩展性：用户根据需要设计出适合自身需要的扩展模块，集成到系统中。
网络化：所有测控对象既可以独立实验又可以成为局域网中其他PC 的共享设备，组成一个虚拟实验室。
二、基于组态软件的虚拟PLC 实验室建设思路虚拟PLC 实验室的系统结构如图1所示。
系统以组态软件做为平台，开发控制实验的仿真对象，内嵌PLC 编程软件实现控制程序编写，以PLC 做为控制设备，借助于组态软件自带的WebServer 发布到Internet ，远程客户端实现登录功能。
组态软件通过以太网与PLC 之间进行通信，并监控PLC 所有存储器、控制器及I/O 接口的状态，以变量值的形式传输到计算机上，供服务器使用、处理。
虚拟实验室技术在实验教学中的应用
虚拟实验室技术在实验教学中的应用实验教学一直是提高学生实践能力和创新思维的重要方式之一。
然而，传统实验教学存在一些限制，如时间、场地和安全等方面。
随着科技的不断进步，虚拟实验室技术应运而生，并在实验教学中发挥着重要作用。
本文将探讨虚拟实验室技术在实验教学中的应用。
一、虚拟实验室技术概述虚拟实验室是基于计算机技术和模拟技术构建起来的一种虚拟环境，在这个环境中，学生可以进行虚拟实验操作、观察和数据分析，模拟真实实验情景。
虚拟实验室技术通过模拟实验过程，提供了更加灵活的学习方式，克服了传统实验中的一些限制。
二、虚拟实验室技术在实验教学中的优势1. 提供安全环境：一些实验可能存在安全隐患，虚拟实验室技术可以在虚拟环境中进行，避免了学生受伤的风险。
2. 节省时间和成本：传统实验需要准备实验器材、布置实验场地等，而虚拟实验室技术只需准备相应的软件和设备，可以节省时间和成本。
3. 资源共享和远程访问：虚拟实验室技术可以将实验资源共享，学生可以通过互联网随时随地进行实验，方便远程访问和学习。
4. 提供实验场景多样化：虚拟实验室技术可以模拟各种实验场景，包括不同的环境、材料和参数等，提供了更加多样化的实验环境，满足不同教学需求。
5. 提高学生实践能力：虚拟实验室技术可以让学生主动参与实验，提供实验操作和数据分析等实践环节，有效提高学生的实践能力和创新思维。
三、虚拟实验室技术在不同学科中的应用举例1. 物理实验：利用虚拟实验室技术可以模拟物体运动、力学实验等，通过调整参数和观察实验结果，学生可以更好地理解物理规律和原理。
2. 化学实验：虚拟实验室技术可以模拟化学反应、溶液浓度等实验，学生可以通过实验操作了解化学实验过程和实验结果，加深对化学知识的理解。
3. 生物实验：利用虚拟实验室技术可以模拟生物实验中的细胞观察、遗传实验等，学生可以通过实验操作和数据分析，更好地了解生物学的各个领域。
四、虚拟实验室技术的未来发展虚拟实验室技术在实验教学中的应用前景广阔。
组态软件在PLC实训项目中的应用
组态软件在PLC实训项目中的应用组态软件在PLC实训项目中的应用近年来，随着工业自动化的快速发展，PLC （Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）实训项目已成为工科类专业教育的重要组成部分。
在这些实训项目中，组态软件发挥着关键作用。
本文将探讨组态软件在PLC 实训项目中的应用，介绍其优势和重要性。
首先，我们来了解一下组态软件是什么。
组态软件是一种用于设计和创建PLC控制系统的工具。
它提供了用户友好的界面，使用户能够直观地建立PLC控制系统的图形化表示。
通过组态软件，用户可以轻松创建逻辑和功能块，配置输入输出模块，并进行仿真和调试。
它极大地简化了PLC编程的复杂性，减少了编程错误的可能性，提高了工程师的工作效率。
在PLC实训项目中，组态软件具有以下几个重要应用。
首先，组态软件用于PLC控制系统的设计和建模。
当我们开始一个PLC实训项目时，我们需要先设计系统的控制逻辑。
利用组态软件，我们可以通过图形化界面来创建各种逻辑和功能块，将它们连接起来，并进行仿真。
这样，我们可以直观地了解整个系统的工作流程，并检查是否存在逻辑错误和冲突。
其次，组态软件用于配置输入输出模块。
在PLC实训项目中，我们需要根据系统需求，选择合适的输入输出模块，并进行配置。
利用组态软件，我们可以快速、准确地配置各种数字输入输出和模拟输入输出模块，将其与PLC控制器连接起来。
这样，我们可以实时监测和控制外部设备，并与其它系统进行信息交换和数据传输。
另外，组态软件还用于PLC控制系统的仿真和调试。
在实际应用前，我们需要对PLC控制系统进行仿真和调试，以确保系统能够正常工作。
通过组态软件，我们可以模拟各种情况下的输入信号和输出动作，并实时观察系统的工作状况。
如果存在问题，我们可以通过修改逻辑和功能块，重新进行仿真，直到问题得到解决。
这使得调试过程更加高效和可靠。
此外，组态软件还具有数据记录和分析的功能。
触摸屏与组态技术应用实践实训总结
触摸屏与组态技术应用实践实训总结随着科技的快速发展，触摸屏技术和组态技术在各个领域得到了广泛的应用。
触摸屏是一种通过触摸屏幕来实现用户与设备之间交互的技术。
而组态技术则是通过软件对设备进行配置和管理，实现设备的自动化控制和监控。
在本次实践实训中，我们对触摸屏和组态技术进行了深入的学习和实践，取得了一些成果和经验。
我们学习了触摸屏技术的原理和分类。
触摸屏技术主要包括电阻式触摸屏、电容式触摸屏、红外线触摸屏和表面声波触摸屏等。
每种触摸屏技术都有其特点和适用场景。
在实践中，我们使用了电阻式触摸屏，并成功实现了通过触摸屏对设备进行控制和操作。
我们学习了组态技术的基本原理和方法。
组态技术主要通过软件对设备进行配置和管理，实现设备的自动化控制和监控。
在实践中，我们使用了一款常用的组态软件，通过简单的拖拽和配置，实现了对设备的控制和监控。
同时，我们还学习了组态技术的高级应用，如数据采集、报警管理、远程监控等。
在实践过程中，我们遇到了一些问题和挑战。
首先，触摸屏的灵敏度和精度对于操作的准确性有很大影响。
我们需要仔细调整触摸屏的参数，以保证操作的准确性和流畅性。
其次，在配置和管理设备时，我们需要了解设备的具体参数和功能，以便正确地进行配置和管理。
最后，在应用场景的选择和设计上，我们需要根据实际需求和条件进行合理的选择和设计，以确保应用效果的达到预期。
通过本次实践实训，我们对触摸屏和组态技术有了更深入的了解和掌握。
触摸屏技术可以方便用户进行设备的操作和控制，提高了用户的使用体验和效率。
组态技术可以实现设备的自动化控制和监控，提高了设备的管理效率和运行安全性。
触摸屏和组态技术的应用潜力巨大，可以广泛应用于工业自动化、智能家居、交通运输等领域。
触摸屏和组态技术是现代科技的重要组成部分，在各个领域都有着广泛的应用。
通过本次实践实训，我们对触摸屏和组态技术有了更深入的了解和掌握，为今后的工作和学习打下了良好的基础。
我们将继续学习和探索触摸屏和组态技术的前沿动态和应用案例，不断提升自己的专业能力和素质。
组态软件在教育培训中的应用
组态软件在教育培训中的应用随着信息技术的快速发展，各行各业都在不断地寻求创新与改进。
教育培训领域也不例外，通过引入组态软件，可以有效地提升教学效果和培训质量。
本文将探讨组态软件在教育培训中的应用，并重点介绍其在实验教学、虚拟仿真和远程培训方面的优势。
一、组态软件在实验教学中的应用实验教学是教育培训中的重要环节，通过实践操作，学生可以更直观地理解和掌握所学知识。
传统的实验教学往往受限于实验场地和设备的条件，同时也存在安全隐患。
组态软件的出现为实验教学带来了新的可能性。
首先，组态软件可以实现虚拟实验。
学生可以通过电脑、平板等设备进行实验操作，减少了实验设备的投入和维护成本，并且可以避免操作不当带来的安全风险。
同时，组态软件可以提供多种实验模拟环境，学生可以随时进行实验操作，不受时间和空间的限制，充分发挥自主学习的能力。
其次，组态软件可以进行实验数据的采集和分析。
传统的实验教学中，学生需要手动记录实验数据，并进行整理和分析。
而通过组态软件，可以实现实验数据的自动采集和实时显示，大大减少了学生的工作量，并且数据的分析和处理也更加方便和高效。
学生可以更加专注于实验的过程和结果的理解。
二、组态软件在虚拟仿真中的应用虚拟仿真是利用计算机技术对实际场景进行模拟和再现，以达到教学和培训的目的。
组态软件在虚拟仿真中的应用极大地丰富了学习的方式和内容。
首先，组态软件可以创建各种实际场景的虚拟环境。
例如，在工程领域的教育培训中，可以通过组态软件搭建一个虚拟的工业场景，学生可以在虚拟环境中进行操作和实践，模拟真实工作环境，提高学习效果。
同时，虚拟环境中还可以设置各种变化和异常情况，学生可以在虚拟场景中进行应对和解决问题的训练。
其次，组态软件还可以实现跨学科的虚拟仿真。
教育培训不局限于某一个专业或学科，而是要求学生具备多方面的能力和技能。
通过组态软件，可以将多个学科的知识和技能进行整合，创造出一个跨学科的虚拟仿真环境。
学生可以在虚拟场景中进行多方面的学习和实践，提高综合素质。
基于组态软件的PLC虚实结合实验室的构建
基于组态软件的PLC虚实结合实验室的构建王超【摘要】本文针对PLC实践课程教学模式特点，将组态软件与PLC相融合，构建了虚实结合的实验室，以全自动售货机为例，详细阐述了应用组态软件虚拟被控对象与PLC融合的实施过程。
实践证明：该实验室具有实验成本低、使用方便，可为PLC实验课程的学习提供很好的平台。
%According to the characteristics of the teaching mode of the PLC experiment course ,the virtual-real com-bination laboratory with the combining of configurable software and PLC is established,The implementation process of the combining of the configuration software to simulate the controlled object and PLC is specified in detail by full automatic vending machine for example. Research shows that the laboratory is favorable platform for PLC practice teaching because of its advantages,such as convention and low cost,ect.【期刊名称】《电气电子教学学报》【年(卷),期】2016(038)001【总页数】4页(P138-141)【关键词】组态软件;PLC;虚实结合;实验室结构【作者】王超【作者单位】昌吉学院物理系，新疆昌吉831100【正文语种】中文【中图分类】TP23“PLC”课程是实践性和应用性都很强的一门课程，是电气信息类等专业的必修课，实验教学是该课程的一个重要环节[1,2]。
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Ｎｏ．６Ｄｅｃ．．２００７微处理机ＭＩＣＲＯＰＲＯＣＥＳＳＯＲＳ第６期２００７年１２月组态技术在虚拟实验室中的应用易飞，张浞（南京工业大学，南京２１０００９）摘要：结合组态技术、可编程控制逻辑控制技术，结合自动化实验室建设，提出利用组态软件组建虚拟实验室的全新概念，实现了自动化专业教学改革和实验室改造。
通过一个实际项目——十字路口交通灯的实验室对象——进行软件对象组态、采样数据点的数据库组态以及上位机和下位机的通讯连接，构筑一个开放的对象平台，实现学生无对象依赖的可编程逻辑控制设计，解决自动化专业的实验教学、课程设计以及毕业设计等环节。
还简单的给出一个十字路口交通灯的实际范例，对比虚拟实验室和实际实验室的区别，显示虚拟实验室的优势。
关键词：组态；ＰＬＣ；虚拟实验室中图分类号：ＴＰ２７３文献标识码：Ａ文章编号：１００２—２２７９（２００７）０６—０１０８—０４ＡｐｐｌｙＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎＴｅｃｎｏｌｏｇｙｉｎＶｉｒｔｕａｌＬａｂｏｒｔａｒｙＹＩＦｅｉ，ＺＨＡＮＧＳｈｉ（ＣｏｏｌｌｅｇｅｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎ９２１０００９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐａｐｅｒｐｕｔｓｆｏｒｗａｒｄａｎｅｗｃｏｎｃｅｐｔｕｓｉｎｇｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅｔｏｂｕｉｌｄｖｉｒｔｕａｌｌａｂｏｒａ－ｔｏｒｙ．Ｔｈｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅｃｏｎｔｒｏｌｌｏｇｉｃｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｔｈｅａｕｔｏｍａｔｉｚａ—ｄｏｎｌａｂｏｒａｔｏｒｙｂｕｉｌｄｉｎｇａｒｅｃｏｍｂｉｎｅｄｔｏｉｍｐｌｅｍｅｎｔｔｅａｃｈｉｎｇｒｅｆｏｒｍｏｆａｕｔｏｍａｔｉｚａｔｉｏｎｓｐｅｃｉＭｉ哆ａｎｄｒｅｃｏｎ—ｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｌａｂｏｒａｔｏｒｙ．Ｔｈｅｐａｐｅｒｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅｏｂｊｅｃｔ，ｄａｔａｂａｓｅｏｆｓａｍｐｌｉｎｇｄａｔａｂａｓｅｓｐｏｔａｎｄｃｏｎｎｅｃｔｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｏｆｕｐｐｅｒｍａｃｈｉｎｅａｎｄｌｏｗｅｒｍａｃｈｉｎｅ．ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｓａｏｐｅｎｏｂｊｅｃｔｐｌａｔｆｏｒｍｂｙ锄ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｏｂｊｅｃｔｏｆｃｒｏｓｓｒｏａｄｔｒａｆｆｉｃｌｉｇｈｔ，ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｓｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅｌｏｇｉｃｃｏｎｔｒｏｌｗｉｔｈｏｕｔｏｂｊｅｃｔｔｏｄｅｐｅｎｄ，ｓｏｌｖｅｓｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｓｕｃｈａｓｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｔｅａｃｈｉｎｇ，ｃｏｕｒ￥ｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｇｒａｄｕａｔｅｄｄｅｓｉｇｎｏｆａｕｔｏｍａｔｉｚａｔｉｏｎｓｐｅｃｉａｌｉｔｙ．Ｔｈｅｐａｐｅｒｇｉｖｅｓａｎａｃｔｕａｌｅｘａｍｐｌｅｏｆｃｒｏｓｓｒａｄｔｒａｆｆｉｃｌｉｇｈｔａｎｄｓｈｏｗｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｖｉｒｔｕａｌｌａｂｏｒａｔｏｒｙｂｙｃｏｍｐａｒｉｎｇｖｉｒｔｕａｌｌａｂｏｒａｔｏｒｙａｎｄａｃｔｕａｌｌａｂｏｒａｔｏｒｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ；Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅｃｏｎｔｒｏｌ；Ｖｉｒｔｕａｌｌａｂｏｒａｔｏｒｙ１引言随着计算机技术、电子技术和通讯技术的高速发展，工业自动化技术水平得到突飞猛进的发展，同时随着工业现场规模扩大，控制要求的提高，控制工艺的复杂化，导致现场控制设备也更趋于复杂化，同时，传统工业控制软件面临种类繁多的过程监控装置变化的捉襟见肘。
从另一方面来讲，传统的工业软件往往附属于工业控制过程，一旦工业现场由于生产需要进行改造的时候，原来的工业软件必将被大部分甚至被全部修改，使得工业改造周期加大。
工业自动化组态软件作为一种全新的解决方案，为工业现场的工程控制、生产改造提供了一个自由开放的平台。
所谓组态（Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）是指将应用现场的控制对象进行分类封装，所封装的类再根据具体的控制过程实例化，按照控制方案进行模块的组合，完成一个完整的控制工程。
组态软件的主要特点有：（１）封装性：将被控对象的属性和行为封装成一个面向用户透明的类，通过具体工程再将此类实例化。
对于二次开发人员来讲，可以更多的考虑控制方案而非控制软件本身的技术细节，这对复杂的工程所带来的好处是显而易见的。
（２）开放性（Ｏｐｅｎｉｎｇ）：由于组态软件将现场对象分类封装，因此组态软件能很好的独立于现场的具体控制系统，当现场因生产需要进行系统改造时，只需要根据实际工程重新对封装好的组态模块进行组合就可以完成控制软件的升级和更新。
另外，组态软件提供多种底层设备接口，如：ＰＬＣ、ＯＰＣ、智能作者简介：易飞（１９７７一），男，四川泸州人，硕士研究生，助教，主研方向：智能建筑系统及智能控制系统。
收稿日期：２００５—０３—１８万方数据６期易飞等：组态技术在虚拟实验室中的应用・１０９－仪表、智能模块、变频器、智能板卡等。
（３）独立性：组态软件完全独立于现场控制系统，两者连接是通过一个数据接口界面（ｄａｔａｉｎｔｅｒ—ｆａｃｅ），在完成数据库组态的同时，也就建立了现场控制点和组态模块之间的映象关系，使组态软件不再依赖于控制现场的控制系统。
（４）可视化（ｖｉｓｕａｌｉｚｅ）：组态软件提供控制策略以及可视化的控制分析工具，通过简单的画面制作可以完成动画演示历史趋势、实时趋势曲线的绘制。
（５）其他：组态软件还可完成网络通讯等功能，实现远程数据采集和通讯。
随着工业自动化的高速发展，软件的发展暂时缓解了自动控制本身的矛盾，同时却给高等院校自动化专业教育提出了新的问题，如何进行新型自动化实验室改造已成为大专院校面临的迫在眉睫的问题。
．ＩＩＩ型调节仪表逐渐淡出控制现场，更多的智能调节仪表、ＰＬＣ以及由这些数字仪表组建的ＤＣＳ系统、ＦＣＳ系统已经走上了工业控制的舞台，各大专院校为适应社会需要，更好地为社会提供合适的专业人才，对自动化专业的课程也傲了相应的调整，但是由于硬件设施跟不上，导致高校自动化专业实验室呈现落后状况，从而导致教学和实验不能很好的配套，因此，利用现代技术对实验室进行改造以适应改革中的课程教学需要势在必行。
本文以抛砖引玉的形式，介绍利用组态技术进行虚拟实验室改造，完成工业过程控制。
２传统实验室和虚拟实验室由于自动化行业的特点，比如实验设备对象体积庞大，自动化控制系统复杂，昂贵的设备价格都给高校实验室建设带来了非常巨大的困难。
如可编程逻辑控制实验，实验被控对象大多采用硬件电路搭建，例如利用发光二极管模拟实际对象的控制点（输出点）。
这样的传统实验室有几个缺点：①硬件设备占用大量实验室空间；②硬件设备价格昂贵；③硬件设备一旦被设计成型，就很难进行修改和模块的扩充；④根据课程特点，专业课程实验的硬件设备在高校中利用率很低，导致设备资产闲置；⑤硬件设备维护困难，难于升级换代，进一步扩大了高校教学和社会生产需要的差距，阻碍教学改革。
而传统实验室和虚拟实验室在建设上的本质区别在于，虚拟实验室是将传统实验室的硬件对象通过计算机软件组态的方式来完成，我们可以根据设计的模式用图例来做相应比较：圈罢围４昙－－－＂＂－－圉图２虚拟实验室建设方案３组态软件简介组态是为工业过程控制和实时监测领域服务的通用计算机系统软件，具有功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强的突出特点。
使用组态软件，可以避开复杂的计算机软硬件问题，集中精力解决工程本身的问题，按照系统的规定，缉态配置出高性能、高可靠性、高度专业化的上位机监控系统。
利用组态软件来组建我们的虚拟实验室，目的是希望利用组态软件能组建出具体的被控制对象，利用相对廉价的软件设计组态出价格昂贵的、占地面积庞大、系统复杂、可扩充性差的硬件对象是我们建设虚拟实验室的最终目的，因此，利用组态软件作为虚拟实验室建设的主体，实际上是一身兼任两职，既能控制、又能做被控制对象。
组态软件是三维大庆集团公司的力控（Ｆｏｒｃｅ—Ｃｏｎｔｗｌ）组态软件。
该组态软件具有可视化设计界面、可实现实时性与并行处理、具有实时数据库、引入“运行策略”的概念，用户可以选用系统提供的各种条件和功能的“策略构件”。
４虚拟实验室组成利用计算机以及组态软件取代了硬件设备以后，我们只需要利用组态技术完成硬件设备的组态，由图２简图可见虚拟实验室的基本组成架构，如图３所示。
虚拟实验室的核心部分是数据库组态，不管是从通讯接口来的信号还是输出到组态对象的信号，都是以数据库组态为中心的，完成一个完整的实验对象及实验系统，可以依照以下步骤完成：（１）进行数据库组态：为了实现开放的实验效果，做数据库组态的时候，应该是组态的点具有共享性，避免实验对象和外部控制设备具有关联性，因此在做数据库组态的时候只需要做一个输入输出端口一黼一一旧一万方数据・ｌｌＯ・微处理杌２００７筵的表映象，尽可能减少虚拟实验对象和外部设备的影响。
（２）进行界面组态：根据具体对象的特点和控制点的情况，组织真实对象的虚拟，包括一些对象动画，为对象在控制状态下的动态过程编写相应的脚本，作为动画的驱动。
做一些控制数据的输入接口，实现系统和实验学生的交互操作。
（３）进行通讯口的设置：根据控制设备的具体类型，比如可编程逻辑控制器、智能仪表、智能板卡、ＯＰＣ服务器等外部设备进行通讯口的设置，比如设置传输波特率、编码规则等进行协调设置。
（４）编写控制设备算法或者编制控制设备的控制程序，实现控制设备和计算机的连接通讯，一般通过ＲＳ２３２进行数据通讯。
通过以上步骤的设置，我们构建了一个完整的虚拟实验室系统。
图３虚拟实验室逻辑架构５十字路口交通灯实验设计本实验完成十字路口交通灯控制的可编程逻辑控制程序设计，通过对其工程事例的模拟来进一步掌握ＰＬＣ编程和程序调试方法。
为了让学生进一步了解在不同十字路Ｅｌ路况的情况下逻辑控制程序的设计，我们利用组态软件来开发传统的硬件实验对象不具备的开放性实验对象，与ＰＬＣ结合实现其整体项目监控的进步性。
实现了数据库组态后，就可以进行实验对象的组态了，根据实验需要，一个具体形象的、直观的对象是传统硬件实验对象做不到的，但从成本上来讲，这样的对象是廉价高效的。
我们除了可以从组态的界面上直观的看到ＰＬＣ的运行情况，还可以获取ＰＬＣ中的相关内存数据，比如定时器数据、计数器数据等等，为学生调试程序和认识ＰＬＣ程序设计提供了非常好的基础。
为了使对象更形象的反映十字路口交通灯随ＰＬＣ控制的变化，我们要对该界面编写相应的动画脚本，ＦｏｒｃｅＣｏｎｔｒｏｌ提供了类Ｃ的脚本，熟悉Ｃ语言的开发人员可以很方便的进行动画开发，而ＦｏｒｃｅＣｏｎｔｒｏｌ本身也提供了比较多的公共动画连接。
下面提供我们编写的一个三层电梯脚本做范例：ＩＦＯＵＴ０５．ＰＶ＝＝１ＴＨＥＮｉｆｆ４＜１００ｔｈｅｎｆ４＝ｆ４＋１５；ｅｌｓｅｆ４＝１００；ｅｎｄｉｆＥＮＤＩＦＩＦＯＵＴ０６．ＰＶ＝＝１ＴＨＥＮｉｆｆ４＞０ｔｈｅｎｆ４＝ｆ４—１５；ｅｌｓｅｆ４＝０；ｅｎｄｉｆＥＮＤＩＦ通过简单的程序脚本设计就可以实现控制变量ｏｕｔ０５．ｐｖ驱动动画。