項(xiàng)目背景:

　　南通大學(xué)坐落于素有“江海明珠”、“中國近代第一城”美譽(yù)的沿海開放城市——江蘇省南通市，為一所規(guī)模結(jié)構(gòu)合理、學(xué)科門類齊全、教學(xué)質(zhì)量優(yōu)秀、辦學(xué)效益明顯的地方綜合性大學(xué)。江蘇省教育廳公布2016年省級虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)共享平臺及在線開放虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目遴選結(jié)果，南通大學(xué)4個虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目榜上有名，被遴選為省級在線開放虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目。其中，交通學(xué)院“交通運(yùn)輸在線虛擬仿真實(shí)驗(yàn)”、電氣工程學(xué)院“PLC實(shí)驗(yàn)虛擬對象”被遴選為立項(xiàng)項(xiàng)目.2017年9月13日,華辰智通通過投標(biāo),成功取得"南通大學(xué)PLC虛擬遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)室"建設(shè)項(xiàng)目.

　　一 、方案簡介

　　建設(shè)PLC虛擬遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)室是提高高校實(shí)驗(yàn)室利用效率和減少實(shí)驗(yàn)維護(hù)費(fèi)用的一條切實(shí)可行的途徑.引入當(dāng)今發(fā)展較為成熟的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),針對部分高校工業(yè)自動化實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)狀，結(jié)合的HINET智能網(wǎng)關(guān)和Hinode客戶端軟件，應(yīng)用于校內(nèi)和校外學(xué)生的培訓(xùn)，提供PLC遠(yuǎn)程技術(shù)培訓(xùn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)功能,同時還有助于解決工業(yè)數(shù)據(jù)在公共網(wǎng)絡(luò)上的安全傳輸難題。將PLC遠(yuǎn)程技術(shù)用于實(shí)驗(yàn)室可增強(qiáng)學(xué)生的積極性、趣味性、實(shí)驗(yàn)的靈活性, 同時極大緩解傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室場地、時間方面的制約。實(shí)際運(yùn)行證明,該系統(tǒng)方案成本低,柔性強(qiáng),網(wǎng)絡(luò)層次豐富,是一個可激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新動手能力、更加貼近工業(yè)自動化發(fā)展趨勢的現(xiàn)代綜合實(shí)驗(yàn)室平臺。

　　二、方案應(yīng)用實(shí)例

　　南通大學(xué)PLC虛擬遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)室由三菱PLC及虛擬對象組成，其虛擬對象由組態(tài)王軟件結(jié)合研華PCI1756數(shù)字I/O卡構(gòu)成，所編制的組態(tài)王界面具有遠(yuǎn)程發(fā)布功能，由于使用PCI1756卡實(shí)現(xiàn)了PLCI/O點(diǎn)與虛擬對象的真實(shí)物理連接，所以該實(shí)驗(yàn)室是一個具有虛實(shí)結(jié)合性質(zhì)的虛擬實(shí)驗(yàn)室。通過運(yùn)用PLC遠(yuǎn)程方案,能實(shí)現(xiàn)校內(nèi)、外學(xué)生可以遠(yuǎn)程完成PLC實(shí)驗(yàn)練習(xí)，在練習(xí)過程中可以遠(yuǎn)程對實(shí)驗(yàn)室內(nèi)PLC上、下載程序，通過網(wǎng)頁觀察虛擬對象的運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)對該實(shí)驗(yàn)室的遠(yuǎn)程操作。

　　1)PLC虛擬遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)架構(gòu)如下：

　　系統(tǒng)中，通過HINET智能網(wǎng)關(guān)、云服務(wù)器以及Hinode客戶端構(gòu)建出一個虛擬局域網(wǎng)環(huán)境，通過該虛擬局域網(wǎng)環(huán)境實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程PC端本地化連接到實(shí)驗(yàn)室PLC。HINET智能網(wǎng)關(guān)作為遠(yuǎn)程鏈接的通訊終端，云服務(wù)機(jī)房作為遠(yuǎn)程鏈接確認(rèn)單位，遠(yuǎn)程PC上的Hinode客戶端作為遠(yuǎn)程鏈接的客戶端，再配合GXworks等編程軟件實(shí)現(xiàn)對PLC的遠(yuǎn)程編程和組態(tài)，從而完成實(shí)驗(yàn)室的虛擬化、云端化。

　　2)PLC虛擬遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用功能如下：

　　(1) 用戶登錄，用戶可以通過該界面進(jìn)行賬戶注冊，注冊通過管理員審核后即可通過該界面登錄實(shí)驗(yàn)設(shè)備連接頁;

　　(2) 實(shí)驗(yàn)設(shè)備總覽，通過該界面學(xué)員可以看到設(shè)備實(shí)驗(yàn)室總的設(shè)備列表，通過選擇空閑設(shè)備可進(jìn)行遠(yuǎn)程連接;

　　(3) 設(shè)備使用授權(quán)，在學(xué)員較多或者需要進(jìn)行系統(tǒng)管制時，該功能可以給特定學(xué)員進(jìn)行使用授權(quán);

　　(4) 基礎(chǔ)信息，該功能塊主要包含系統(tǒng)組織架構(gòu)表、系統(tǒng)操作日志以及注冊審批;

　　(5) 源碼庫，可收集并保存PLC與SCADA系統(tǒng)的原始源代碼，方便在學(xué)員清空源代碼后進(jìn)行原始代碼的回復(fù)，同時也可以保存學(xué)員的練習(xí)代碼，方便老師對學(xué)員代碼進(jìn)行評價和指導(dǎo);

　　(6) 信息發(fā)布，方便學(xué)員與管理員之間的溝通和交流，同時也是系統(tǒng)給用戶發(fā)出通告和提醒的窗口;

　　(建成后的PLC遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)室)

　　3)目的與意義:

　　1提高電氣自動化實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)設(shè)備的利用率，在實(shí)驗(yàn)室閑置時學(xué)員可通過遠(yuǎn)程的方式操作實(shí)驗(yàn)室的PLC;

　　2實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備共享，方便各高校實(shí)驗(yàn)設(shè)備的整合，學(xué)員通過注冊賬戶，不論是校內(nèi)還是校外學(xué)生均可以遠(yuǎn)程完成PLC實(shí)驗(yàn)練習(xí)，在練習(xí)過程中可以遠(yuǎn)程對實(shí)驗(yàn)室內(nèi)PLC上、下載程序，通過網(wǎng)頁觀察虛擬對象的運(yùn)行情況;

　　3完善學(xué)校對學(xué)生實(shí)操能力的評估,通過教學(xué)和實(shí)踐的結(jié)合，感知體驗(yàn)與動手開發(fā)的結(jié)合、方案設(shè)想與實(shí)際驗(yàn)證的結(jié)合，提高學(xué)生的動手能力，積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從而整體上提高教學(xué)質(zhì)量水平,培養(yǎng)更多創(chuàng)新型技術(shù)人才.