63、教育技术创新：虚拟实验与智能学习辅助系统的探索

教育技术创新：虚拟实验与智能学习辅助系统的探索

1. PLC 虚拟实验系统

在 PLC 教育领域，虚拟实验系统是一种重要的教学辅助工具。该系统的实验设置部分包括用于 SCADA（PC）和 PLC 之间通信的串行电缆、用于系统控制的 PLC、基于 Kingview 的 SCADA 屏幕以及 PC。其中，PLC 必须通过特殊的串行电缆连接到 PC。

Kingview 是一款功能丰富的 SCADA 软件，它提供了集成开发环境，可开发一些工厂的 2D 模型。其主要功能是支持虚拟模型与真实 PLC 之间通信的通信模块，并且支持广泛的 PLC 通信功能，允许用户在众多 PLC 品牌中进行选择。虚拟模型是虚拟实验系统的核心。

虚拟模型的架构由两层组成：
- 图形模型层 ：展示相应的工厂模型（2D 或 3D 图形模型），反映虚拟系统在模拟过程中的变化状态。用户可以通过工厂模型动画更轻松地验证 PLC 程序。2D 模型由 Kingview 图形设计器构建，其输入和输出在 Kingview 中定义为标签，用户可以通过真实的 PLC 操作这些标签来控制 2D 模型。对于一些结构复杂的工厂，如机械臂，2D 模型不足以描述其基础设施，因此使用 OpenGL 和 VB6 构建 3D 模型，3D 模型通过动态数据交换（DDE）向 Kingview 中的标签提供输入和输出信号，用户也可以通过读写标签来控制 3D 模型。
- 数学模型层 ：是模拟的核心。数学建模是创建工厂数学表示的过程，在构建数学模型时，需要确定与工厂相关的因素以及可以忽略的因素。数学模型包含输出和输入变量，并获得输入和输出标签之间的数学关系。所有工厂