基于Unity3D的PLC實驗教學(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）是一門理論與實踐相結(jié)合的課程，實驗教學(xué)在整個教學(xué)環(huán)節(jié)中具有舉足輕重的作用，但目前PLC實驗教學(xué)模式單一，組態(tài)界面單調(diào)，設(shè)備損耗較大。
　　針對PLC實驗教學(xué)的不足，本文提出將虛擬現(xiàn)實技術(shù)和交互仿真技術(shù)應(yīng)用到PLC實驗教學(xué)系統(tǒng)仿真的研發(fā)。主要研究成果如下：
　?。?）PLC控制仿真實驗系統(tǒng)設(shè)計方案的提出。以提高PLC實驗教學(xué)質(zhì)量為目的，闡述現(xiàn)有PLC實驗教學(xué)模式的特點，總結(jié)國內(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實驗教學(xué)系統(tǒng)仿真的總體設(shè)計方案。
　?。?）PLC實驗的三維設(shè)備庫的建立。采用三維建模技術(shù)制作PLC各實驗?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，為虛擬場景中的對象使用不同的映射方式，使最終生成的虛擬場景更加真實性并富于沉浸感，滿足系統(tǒng)設(shè)計要求。
　?。?）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)生實驗前預(yù)習(xí)和實驗后考核；然后開發(fā)了電梯、噴泉、交通燈、配料、恒壓供水五個典型實驗交互模塊，通過研究三維設(shè)備在三維上位機中的模型層次結(jié)構(gòu)、場景模型解析、運動相機的控制與實時渲染等技術(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)備三維模型的運動驅(qū)動，實現(xiàn)交互仿真。
　?。?）通信模塊設(shè)計。首先對實物PLC控制面板進(jìn)行描述，探索3D上位機界面與外部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