一种用于智能教学的虚拟智能制造系统技术方案

本发明专利技术提供了一种用于智能教学的虚拟智能制造系统，包括管理平台和服务器；管理平台与服务器通信连接；服务器内部设置有PLC模块以及虚拟工厂；虚拟工厂搭建在服务器的虚拟空间内，虚拟工厂具有动画处理的仿真功能；虚拟工厂与PLC模块进行数据交互；管理平台对服务器发送控制信号，服务器接收到控制信号后，通过PLC模块对虚拟工厂执行相应的控制命令，虚拟工厂完成控制命令的相应的动作后，服务器输出相应的反馈信息，管理平台接收并显示反馈信。本发明专利技术突破了现实实验教学环节中设备、场地、安全性等因素的限制。

A Virtual Intelligent Manufacturing System for Intelligent Teaching

The invention provides a virtual intelligent manufacturing system for intelligent teaching, including a management platform and a server; a communication connection between the management platform and the server; a PLC module and a virtual factory are set up inside the server; a virtual factory is built in the virtual space of the server, and the virtual factory has the simulation function of animation processing; a virtual factory interacts with the PLC module for data management; The platform sends control signals to the server. After the server receives control signals, it executes corresponding control commands to the virtual factory through the PLC module. After the virtual factory completes the corresponding action of control commands, the server outputs corresponding feedback information, and the management platform receives and displays feedback messages. The invention breaks through the limitations of equipment, site, safety and other factors in the practical experimental teaching link.

【技术实现步骤摘要】
一种用于智能教学的虚拟智能制造系统
本专利技术涉及智能制造领域，尤其涉及一种用于智能教学的虚拟智能制造系统。
技术介绍
虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向，是仿真技术与计算机图形学人机接口技术多媒体技术传感技术网络技术等多种技术的集合，是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。虚拟现实技术(VR)主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知。自然技能是指人的头部转动，眼睛、手势、或其他人体行为动作，由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据，并对用户的输入作出实时响应，并分别反馈到用户的五官。传感设备是指三维交互设备。工学是指工程学科的总称。包含仪器仪表、能源动力、电气信息、交通运输、海洋工程、轻工纺织、航空航天、力学、生物工程、农业工程、林业工程、公安技术、植物生产、地矿、材料、机械、食品、武器、土建、水利测绘、环境与安全、化工与制药、等专业。理学研究的是科学，要求研究的越具体，越详细，越明白越好；工学研究的是技术，要求研究的越简单，能把生产成本降的越低越好；理科重视的基础科研，工科重视的实际应用。理科培养科学家，工科培养工程师。为落实卓越工程师教育培养计划、全面提高自动化专业大学生的工程素质，具有工程背景的大型综合实践教学越来越受到高校的重视。在自动化领域的生产实践中，PLC（可编程控制器）因其操作简单、可靠性高、功能强，在智能制造生产线中得到了广泛的应用。在国外，意大利卡塔尼亚大学工程学院、华盛顿大学等一些顶尖高校均建立了开放的实验教学平台；在国内，清华大学设计了以汽车变速箱装配生产线为背景的实验教学平台、华中科技大学设计了基于PLC的智能交通实验教学平台。完全依靠实体设备的实验教学模式，会制约对学生创新意识、创新能力的培养。并且，基于PLC的综合实验平台存在占用实验场地大、设备台套数多、智能制造实践平台成本高以及教学过程中的安全问题，现实实验教学环节中设备、场地、安全性等因素的限制，这是国内很多高校亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，为了解决现有技术中现实实验教学环节中设备、场地、安全性等因素的限制问题，本专利技术提供一种用于智能教学的虚拟智能制造系统。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种用于智能教学的虚拟智能制造系统，包括管理平台和服务器；所述管理平台与所述服务器通信连接；所述服务器内部设置有PLC模块以及虚拟工厂；所述虚拟工厂搭建在所述服务器的虚拟空间内，所述虚拟工厂具有动画处理的仿真功能；所述虚拟工厂与所述PLC模块进行数据交互；所述管理平台对所述服务器发送控制信号，所述服务器接收到所述控制信号后，通过所述PLC模块对所述虚拟工厂执行相应的控制命令，所述虚拟工厂完成所述控制命令的相应的动作后，所述服务器输出相应的反馈信息，所述管理平台接收并显示所述反馈信息。优选的，所述服务器内部设置有通信模块，所述通信模块不仅完成对所述PLC模块与所述虚拟工厂之间的数据交互，还完成对所述平台和所述服务器之间的数据交互。优选的，所述服务器内部设置有数据库，所述数据库与所述通信模块通信连接，只要通过所述通信模块的数据均由所述数据库接收存储。优选的,所述管理平台还用于对所述PLC模块进行编辑，将程序写入PLC模块，当虚拟生产线运行时，PLC模块按照所述程序的设定的规则对所述虚拟工厂进行控制。优选的，所述管理平台包括主平台和至少一个分平台。优选的，所述主平台与所述分平台之间采用zigbee通信协议进行数据传递。优选的，所述服务器内部还设置有多媒体模块以及外设设备；所述外设设备用于音频信号或视频信号的输入；所述多媒体模块接收所述音频信号或所述视频信号，并将所述音频信号或所述视频信号转换成所述服务器能处理的信号命令；所述多媒体模块与所述外设设备配合通过多媒体的识别实现智能输入而无需手动输入。优选的，所述服务器内部还设置有组态软件，所述组态软件用于自主设计虚拟监控系统，所述虚拟监控系统用于监控所述虚拟工厂在的仿真工作。有益效果：本专利技术通过管理平台与服务器的配合使用，服务器内部设置PLC模块和创建出的虚拟工厂，通过二者的信息交互，具体通过操作管理平台，控制虚拟工厂的进行相应的仿真实验，得到实验与现实实验一样的效果，突破了现实实验教学环节中设备、场地、安全性等因素的限制。附图说明图1为本专利技术一种用于智能教学的虚拟智能制造系统的结构框图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本专利技术实施例提出了一种用于智能教学的虚拟智能制造系统，包括管理平台和服务器；管理平台与服务器通信连接；服务器内部设置有PLC模块以及虚拟工厂；PLC模块又叫可编程逻辑控制器，是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。虚拟工厂搭建在服务器的虚拟空间内，虚拟工厂具有动画处理的仿真功能；具体搭建时，采用的输入设备通过仿真软件对服务器进行虚拟工厂的搭建，比如VisualComponents数字化工厂仿真软件，简称VC，这是一款常用的软件，主要优势是VC提供的3D物流过程仿真和机器人仿真等是整合在同一个平台的，非常适合工业自动化设备制造厂商和其他设备制造商。虚拟工厂与PLC模块进行数据交互；管理平台对服务器发送控制信号，服务器接收到控制信号后，通过PLC模块对虚拟工厂执行相应的控制命令，虚拟工厂完成控制命令的相应的动作后，服务器输出相应的反馈信息，管理平台接收并显示反馈信息。服务器内部设置有通信模块，通信模块不仅完成对PLC模块与虚拟工厂之间的数据交互，还完成对平台和服务器之间的数据交互。服务器内部设置有数据库，数据库与通信模块通信连接，只要通过通信模块的数据均由数据库接收存储。管理平台还用于对PLC模块进行编辑，将程序写入PLC模块，当虚拟生产线运行时，PLC按照程序的设定的规则对虚拟工厂进行控制。管理平台包括主平台和至少一个分平台，本实例采用基于J2EE架构的B/S结构的构建方式，保证主平台和分平台的通信。主平台与分平台之间采用zigbee通信协议进行数据传递；ZigBee协议适应无线传感器的低花费、低能量、高容错性等的要求。ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。但IEEE仅处理低级MAC层和物理层协议，因此Zigbee联盟扩展了IEEE，对其网络层协议和API进行了标准化。Zigbee是一种新兴的短距离、低速率的无线网络技术。主要用于近距离无线连接。它有自己的协议标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。服务器内部还设置有多媒体模块以及外设设备；外设设备用于音频信号或视频信号的输入；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于智能教学的虚拟智能制造系统，其特征在于，包括管理平台和服务器；所述管理平台与所述服务器通信连接；所述服务器内部设置有PLC模块以及虚拟工厂；所述虚拟工厂搭建在所述服务器的虚拟空间内，所述虚拟工厂具有动画处理的仿真功能；所述虚拟工厂与所述PLC模块进行数据交互；所述管理平台对所述服务器发送控制信号，所述服务器接收到所述控制信号后，通过所述PLC模块对所述虚拟工厂执行相应的控制命令，所述虚拟工厂完成所述控制命令的相应的动作后，所述服务器输出相应的反馈信息，所述管理平台接收并显示所述反馈信息。

【技术特征摘要】
1.一种用于智能教学的虚拟智能制造系统，其特征在于，包括管理平台和服务器；所述管理平台与所述服务器通信连接；所述服务器内部设置有PLC模块以及虚拟工厂；所述虚拟工厂搭建在所述服务器的虚拟空间内，所述虚拟工厂具有动画处理的仿真功能；所述虚拟工厂与所述PLC模块进行数据交互；所述管理平台对所述服务器发送控制信号，所述服务器接收到所述控制信号后，通过所述PLC模块对所述虚拟工厂执行相应的控制命令，所述虚拟工厂完成所述控制命令的相应的动作后，所述服务器输出相应的反馈信息，所述管理平台接收并显示所述反馈信息。2.根据权利要求1所述的用于智能教学的虚拟智能制造系统，其特征在于，所述服务器内部设置有通信模块，所述通信模块不仅完成对所述PLC模块与所述虚拟工厂之间的数据交互，还完成对所述平台和所述服务器之间的数据交互。3.根据权利要求1所述的智能教学虚拟智能制造系统，其特征在于，所述服务器内部设置有数据库，所述数据库与所述通信模块通信连接，只要通过所述通信模块的数据均由所述数据库接收存储。4.根据权利要求3所述的用于智能教学的虚拟智能制造系...

【专利技术属性】
技术研发人员：董红祥，
申请(专利权)人：安徽智训机器人技术有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34