可编程序控制器在三传一反实验教学中的应用与设计——PLC-U3D搭建云平台..

摘要

当前PLC与Unity3D应用于科学可视化教学较少,但单独unity3D应用于医疗、建筑、教育、化工、游戏娱乐，穿戴设备，增强现实AR等各个领域层出不穷,工业4.0、工业互联网+和中国制造2025将使个性化制造和个性化创新融合的产品变得更加容易出现.

其中本文将PLC与Unity3D结合作为研究对象,针对化工原理中三传一反的教学难点进行科学可视化改进的平台设计,并以吸收解吸教学设备为实际项目演示对象,在此基础上搭建云平台实现其教学实验科学可视化互动操作,并确保实验安全可靠.主要从以下三个方法进行其应用与设计:

一.科学可视化互动教学

二.认识在具体与抽象之间的转变

三.创新是不确定中的部分可能

关键词:可编程逻辑控制器;Unity3D;科学可视化互动;领域融合教学

目录

摘要I

目录I

引言1

第1章 绪论2

1.1 国内外研究现状2

1.1.1 国内研究现状2

1.1.2 国外研究现状3

1.2 本课题研究内容3

1.3 本课题研究的目的和意义3

1.4 本课题主要技术难点3

第2章 PLC-U3D云平台架构设计4

2.1 云平台架构需求分析4

2.2 云平台架构设计及组成4

2.2.1 云平台设计概要4

2.2.2 云平台的各功能模块4

2.2.3 工业控制系统结构设计4

2.3 云平台工作流程5

第3章 系统中PLC的应用设计6

3.1 工艺简述6

3.1.1 工艺基本原理概述6

3.1.2 设备工艺流程图8

3.2 PLC的I/O点统计9

3.3 PLC设备选型9

3.4 电气原理图10

3.5 PLC典型流程图13

第4章 程序设计14

4.1 PLC控制程序设计14

4.1.1 PLC软件程序的安装14

4.1.2 PLC程序的设计14

4.2 HMI上位机组态设计15

4.2.1 上位机软件的安装15

4.2.2 上位机组态的设计15

4.2.3 上位机软件工艺流程图监控画面设计的主要内容15

4.3 DCS组态设计16

4.3.1 DCS组态软件设计组态的基本思路16

4.3.2 DCS组态程序的设计16

4.3.3 DCS工艺流程图监控画面设计17

4.4 Unity3D硬件要求及编程环境搭建17

4.4.1 Unity3D及VS2017硬件要求17

4.4.2 Unity3D与VS2017的安装17

4.4.3 Unity3D中主要功能效果与C#脚本设计展示17

第5章 吸收解吸设备虚拟现实建模及工控系统的设计20

5.1 真实硬件设计及虚拟硬件的设计20

5.1.1 吸收解吸工艺电仪设计20

5.1.2 Unity3D场景及设备搭建搭建22

5.2 工控系统的设计22

第6章 云平台调试与结果分析24

6.1 PLC、HMI、MCGS、DCS、数据仿真中心（DataCenter）、Unity3D通讯调试与分析24

6.1.1 通讯调试24

6.1.2 Unity3D动画及场景实现调试及分析24

6.2 其他技术细节调试及分析24

参考文献25

致谢28