本發(fā)明涉及自動化類專業(yè)實驗設(shè)備，尤其是一種具有Web功能遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)控制實訓(xùn)平臺。

背景技術(shù)：

隨著國家智能制造的提出和物聯(lián)網(wǎng)的推廣，現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)規(guī)模越來越大，控制節(jié)點越來越分散，設(shè)備越來越先進(jìn)，智能化程度越來越高?；诰W(wǎng)絡(luò)的智能化控制是工業(yè)控制的發(fā)展趨勢，也是高職院校亟需提升的教學(xué)內(nèi)容。

新技術(shù)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用對于工科而言，實驗設(shè)備升級問題尤為突出，如設(shè)備更新資金緊張或場地受限，將導(dǎo)致學(xué)生的理論知識學(xué)習(xí)與實踐動手能力脫節(jié)，且目前實驗（訓(xùn)）也多局限于單機實驗，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的搭建相應(yīng)實驗較少，缺乏與實際應(yīng)用對接。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種可通過局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)對分散的現(xiàn)場控制設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，并可修改數(shù)據(jù)、觀察實時運行參數(shù)和曲線；可擴展多媒體教學(xué)內(nèi)涵，增加教學(xué)內(nèi)容的直觀性與形象化；提高教學(xué)儀器和設(shè)備的使用效率的具有Web功能的自動化實訓(xùn)平臺。

為了解決背景技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案：一種具有Web功能的自動化實訓(xùn)平臺，它采用組態(tài)軟件Wincc開發(fā)，實訓(xùn)平臺中集成了多種智能設(shè)備驅(qū)動；項目開發(fā)采用Wincc的圖形編輯器及編寫腳本程序來實現(xiàn)，組態(tài)界面通過Web服務(wù)器及網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程監(jiān)控端實現(xiàn)遠(yuǎn)程登錄，遠(yuǎn)程監(jiān)控端安裝Wincc web navigator 客戶端，即可實現(xiàn)與遠(yuǎn)程實驗Web服務(wù)器進(jìn)行通訊；實訓(xùn)平臺控制器與相應(yīng)的實驗設(shè)備連接，設(shè)備操控可遠(yuǎn)程登錄操作監(jiān)視，也可通過Wincc界面、觸摸屏界面及控制器軟件進(jìn)行操控。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)；所述的實訓(xùn)平臺的實訓(xùn)設(shè)備及元器件包含PLC、HMI、變頻器、視覺傳感器、激光測距儀、水基液位傳感器、編碼器等，知識點涉及控制技術(shù)、PLC編程技術(shù)、組態(tài)技術(shù)、變頻技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)、以太網(wǎng)技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)及傳感器技術(shù)等。所述的實訓(xùn)平臺的項目和系統(tǒng)功能，可根據(jù)學(xué)校實訓(xùn)設(shè)備更新情況持續(xù)開發(fā)新項目；在項目知識點的選擇時，應(yīng)具有代表性和典型性。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)；所述的實訓(xùn)平臺網(wǎng)絡(luò)類型選取Profibus、Profinet、Modbus、OPC通信協(xié)議。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)；所述的實訓(xùn)平臺的系統(tǒng)集成的方法采用以下兩種：

（1）Wincc組態(tài)軟件的設(shè)備驅(qū)動：包括西門子、三菱、施耐德等PLC驅(qū)動；

（2）建立OPC服務(wù)器：對于 Wincc組態(tài)軟件的設(shè)備驅(qū)動中不包含的協(xié)議，可以利用OPC軟件（例如支持多種協(xié)議的Kepserver軟件），在計算機上建立OPC服務(wù)器采集現(xiàn)場不同智能測控裝置的數(shù)據(jù)，并通過Wincc的OPC客戶端功能將數(shù)據(jù)集成在Wincc平臺上。數(shù)據(jù)平臺建立后，實現(xiàn)不同項目控制器間的互操作還需要在Wincc平臺上進(jìn)行程序編寫從而完成控制器間的互操控功能。網(wǎng)絡(luò)元器件視現(xiàn)場項目所用設(shè)備選擇和配置，包括各種通信接口、通信模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換器、交換機、路由器等。整個實訓(xùn)平臺可實現(xiàn)整個控制系統(tǒng)項目間的通信與數(shù)據(jù)交換。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)；所述的遠(yuǎn)程監(jiān)控端的PC機第一次訪問Web服務(wù)器時，需要安裝客戶端，相比安裝實訓(xùn)平臺各種控制軟件而言，客戶端安裝非常輕便省時。客戶端安裝成功后，輸入實訓(xùn)平臺預(yù)先設(shè)置的登錄名稱及密碼，現(xiàn)場畫面即被顯示，可根據(jù)畫面導(dǎo)航，訪問與操作各個項目、各種界面，完成參數(shù)修改與調(diào)節(jié)等功能。對項目操作的權(quán)限，如畫面編輯、變量修改、報警確認(rèn)等遠(yuǎn)程編輯與操作功能，在服務(wù)器側(cè)的用戶管理中預(yù)先設(shè)置了不同用戶和操作權(quán)限。

采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明具有以下有益效果：

1.緩解經(jīng)費緊張或臺套數(shù)少對學(xué)生學(xué)習(xí)帶來的不便，減少了由于臺套數(shù)少，現(xiàn)場操作、演示圍觀效果不佳等諸多不便；

2.客戶端使用實訓(xùn)平臺簡單、方便。無需安裝PLC軟件、HMI軟件、組態(tài)軟件等控制類軟件，在客戶終端只需通過IE瀏覽器就可監(jiān)控運行Wincc工程，不需在客戶機上安裝整個實訓(xùn)平臺軟件；

3.從底層設(shè)備到服務(wù)器的建立全部采用控制領(lǐng)域典型設(shè)備和軟件實現(xiàn)設(shè)計、編程和系統(tǒng)運行，控制理念和專業(yè)知識貫穿整個系統(tǒng)，實訓(xùn)平臺本身就是一個實際的應(yīng)用工程案例；

4.系統(tǒng)擴展性強?？梢劳幸延袑嶒灒ㄓ?xùn)）設(shè)備，或在已有設(shè)備基礎(chǔ)上購置通信模塊即可將開發(fā)的項目納入實訓(xùn)平臺，對設(shè)備場所不做明顯要求；對于新技術(shù)應(yīng)用設(shè)備，即使只有一套設(shè)備也可開發(fā)表現(xiàn)其功能和特性的項目，在實訓(xùn)平臺中運行教學(xué)演示和操作演示，形成資源共享；

5.項目操作方式靈活，具有實驗、演示和教學(xué)的功能。每個項目可以實現(xiàn)單機現(xiàn)場控制、可以通過WINCC界面控制，也可以通過遠(yuǎn)程客戶端控制，具有實驗（訓(xùn)）室實驗（訓(xùn)）、課堂演示與教學(xué)等功能。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明所提供的實施例中實訓(xùn)平臺的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明所提供的實施例中實訓(xùn)平臺的項目構(gòu)成。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及具體實施方式，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施方式僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

請參閱圖1，本具體實施方式采用以下技術(shù)方案：一種具有Web功能的自動化實訓(xùn)平臺，它采用組態(tài)軟件Wincc開發(fā)，并在實訓(xùn)平臺中集成了設(shè)備驅(qū)動2，項目開發(fā)采用Wincc的圖形編輯器及編寫腳本程序來實現(xiàn)，Wincc組態(tài)界面通過Web服務(wù)器1及網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程監(jiān)控端4實現(xiàn)遠(yuǎn)程登錄，遠(yuǎn)程監(jiān)控端4安裝Wincc web navigator 客戶端，即可實現(xiàn)遠(yuǎn)程與實驗平臺的Web服務(wù)器1進(jìn)行通訊；組態(tài)軟件Wincc和Web服務(wù)器安裝在PC機3中，控制器7與實驗設(shè)備8連接，PC機5、觸摸屏6可單機操作服務(wù)器中建立的項目，也可通過PC機3直接操作Wincc界面，實現(xiàn)項目的操控。

所述的實訓(xùn)平臺的項目包含六個項目：項目1：基于PID的乒乓球懸浮位置控制系統(tǒng)，側(cè)重PID閉環(huán)控制運行參數(shù)修改、運行曲線研究；項目2：基于視覺傳感器的液位質(zhì)量檢測系統(tǒng)，側(cè)重視覺傳感器在工程中的應(yīng)用研究；項目3：基于變頻器模擬量的控制系統(tǒng)，側(cè)重變頻器的無級調(diào)速研究；項目4：基于現(xiàn)場總線的變頻調(diào)速系統(tǒng)，側(cè)重現(xiàn)場總線在底層控制設(shè)備中的應(yīng)用；項目5：生產(chǎn)車間求助呼叫系統(tǒng)，側(cè)重從真實生產(chǎn)車間采集開放數(shù)據(jù)、體驗真實生產(chǎn)場景、實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享；項目6：流體配料控制系統(tǒng)，是過程控制的典型應(yīng)用，但與前幾個項目采用不同的通信協(xié)議，側(cè)重于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與運行的知識點學(xué)習(xí)。實訓(xùn)設(shè)備及元器件包含PLC、HMI、變頻器、視覺傳感器、激光測距儀、水基液位傳感器、編碼器等，知識點涉及控制技術(shù)、PLC編程技術(shù)、組態(tài)技術(shù)、變頻技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)、以太網(wǎng)技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)及傳感器技術(shù)等。實訓(xùn)平臺的項目和系統(tǒng)功能，可根據(jù)學(xué)校實訓(xùn)設(shè)備更新情況持續(xù)開發(fā)新項目；在項目知識點的選擇時，應(yīng)具有代表性和典型性。

所述的實訓(xùn)平臺網(wǎng)絡(luò)類型選取市場上占有率較高的Profibus、Profinet、Modbus等協(xié)議。實訓(xùn)平臺的系統(tǒng)集成的方法采用以下兩種：

（1）Wincc組態(tài)軟件的設(shè)備驅(qū)動：包括西門子、三菱、施耐德等PLC驅(qū)動；

（2）建立OPC服務(wù)器：對于 Wincc組態(tài)軟件的設(shè)備驅(qū)動中不包含的協(xié)議，可以利用OPC軟件，例如支持多種協(xié)議的Kepserver軟件，在計算機上建立OPC服務(wù)器采集現(xiàn)場不同智能測控裝置的數(shù)據(jù)，并通過Wincc的OPC客戶端功能將數(shù)據(jù)集成在Wincc平臺上。數(shù)據(jù)平臺建立后，實現(xiàn)不同項目控制器間的互操作還需要在Wincc平臺上進(jìn)行程序編寫從而完成控制器間的互操控功能。網(wǎng)絡(luò)元器件視現(xiàn)場項目所用設(shè)備選擇和配置，包括各種通信接口、通信模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換器、交換機、路由器等。整個實訓(xùn)平臺可實現(xiàn)整個控制系統(tǒng)項目間的通信與數(shù)據(jù)交換。

任意授權(quán)的客戶機只要安裝Wincc web navigator 客戶端，即可實現(xiàn)與遠(yuǎn)程實驗室WEB服務(wù)器進(jìn)行通訊。遠(yuǎn)程監(jiān)控端PC機第一次訪問Web服務(wù)器時，需要安裝客戶端，相比安裝實訓(xùn)平臺各種控制軟件而言，客戶端安裝非常輕便省時，且操作簡單?？蛻舳税惭b成功后，輸入實訓(xùn)平臺預(yù)先設(shè)置的登錄名稱及密碼，現(xiàn)場畫面即被顯示，可根據(jù)畫面導(dǎo)航，訪問與操作各個項目、各種界面，完成參數(shù)修改與調(diào)節(jié)等功能。對項目操作的權(quán)限，如畫面編輯、變量修改、報警確認(rèn)等遠(yuǎn)程編輯與操作功能，在服務(wù)器側(cè)的用戶管理中預(yù)先設(shè)置了不同用戶和操作權(quán)限。

本發(fā)明的使用可擴展多媒體教學(xué)內(nèi)涵，增加教學(xué)內(nèi)容的直觀化與形象化。尤其對于臺套數(shù)少的貴重設(shè)備或新設(shè)備的使用采用所發(fā)明的實訓(xùn)平臺進(jìn)行項目開發(fā)和演示，可讓學(xué)生全面了解新產(chǎn)品、新設(shè)備的性能及新技術(shù)的應(yīng)用，縮短學(xué)生在校學(xué)習(xí)與企業(yè)應(yīng)用之間的距離，提高學(xué)生就業(yè)能力。該套實訓(xùn)平臺開發(fā)的項目可形成符合現(xiàn)代工業(yè)的具有自動化類專業(yè)特色的學(xué)習(xí)資源；實訓(xùn)平臺的遠(yuǎn)程操控可擴大資源共享范圍，并為遠(yuǎn)程教學(xué)提供可視化學(xué)習(xí)資源和共享實驗室方案。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下， 能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。