基于西门子PLC的通用模拟对象软件设计与开发(2)
型学校根本无力承担。因此不难看出，PLC 的实验问题已经严重影响到了 PLC 教学的
质量[1]
。
通过分析了PLC 的特点，我们找到一种方法可以解决上述 PLC 在工业上和教学上
所出现的问题，即利用计算机仿真技术开发一套基于PLC 的通用模拟对象软件，把计
算机仿真成PLC 的环境。如此，工业应用中在 PLC 控制系统调试的时候就能模拟各种
突发情况来检验程序；教学应用里学生也可以在虚拟的PLC 仪器上完成调试，不仅花
费小，实践次数多，而且可以在计算机上完成更多实验，并可以灵活的根据实际来设
计新实验。
1.2 模拟对象软件的开发工具介绍
为了适应PLC 技术发展快的特点，模拟对象软件必须满足可持续发展的需求，因
此对象仿真系统应该是建立在一个通用的仿真框架结构上的。此框架结构是一个开放
的体系，不仅适用不同的工业控制器，而且还包含连续过程控制和逻辑顺序控制。此
外，该结构框架应具有可扩展性，也就是说在开发具体的某一控制仿真对象的时候，只需开发其不同于框架模型的那一部分，尔后再放在通用框架中即可。开发这种通用
框架结构的仿真软件不仅开发周期短，而且有普适性，稳定性也很好[2]
。目前很多常
用的开发语言都可以完成这种设计要求，比如LabVIEW 就具备这样的功能。
LabVIEW是美国国家仪器公司开发的软件，是一种实验室虚拟仪器工程平台。
LabVIEW无论在工业界亦或是学术界都称得上是标准的数据采集与仪器控制软件，它
以计算机核心，汇集了各种传统仪器的功能，而表现的形式以及展现的功能均和实际
仪器没有太大差别，甚至用户还可以自定义出各种设备与仪器。LabVIEW 是一种功能
齐全的图形化编程语言，不管是实验的数据采集、分析和显示，还是仪器仪表等设备
的控制都可以出色的完成。它有几个优势：只需简单操作就可以完成变量计算和设定
参数的工作，特别适用于一些像是实验室之类的需要频繁改变仪器仪表等设备的参数
或功能的场所；强大的数据可视化分析能力，并且软件的前面板的设计与软件实际功
能的设计是可以分开进行的，这对完成操作面板繁琐的人机界面的设计很有帮助；函
数库功能齐全，具有各种仪器和总线接口的硬件驱动程序，并内置有支持 TCP/IP、
Activex控件等软件标准的库函数；强大的程序扩展功能，可与多种编程语言进行混合编程[3]
。除此之外，对 PLC 的工作状态进行控制的仿真软件还可以使用 Visual Basic[4]、Visual C++[5]
、DELPHI、组态软件[6][7]
等。但用这些语言编写所设计的模拟对象软件的
话，相对于图形化的编程语言LabVIEW来说，不仅开发周期较长，而且编程难度较大，
最关键的是编好的软件很难进行升级和文护。
从实际编程设计经验不足，以及模拟对象软件完成后经常会升级和根据实际情况
更改软件功能的特点等方面考虑，本论文使用了 LabVIEW软件来模拟 PLC 对象，它相
比于其它语言更易上手，在LabVIEW软件里直接给出了诸如动态链接库调用、TCP 通
信等设计好的模块，哪怕之前没有过设计类似功能的经验，也只需要在查看每个模块
的帮助后就可以基本正确的使用和进行设计。
1.3 模拟对象软件的发展方向
由于计算机技术、网络技术以及多媒体技术近年来发展势头迅猛，有关工业生产
的自动化专业的教学也要向着信息化转变，所以关于教学实验环节如何适应发展这种