自动控制系统软件开发论文

1软件的特色

基于FCS的自动控制系统监控软件的教学特色，重点表现为：利用虚实结合的系统、丰富的监控信息、形象直观的软件视界、动手实操过程，让学生主动获取掌握知识，高效实现教学目；利用信息化教学手段实现重难点突破，学生完全能够主动获得较难理解的理论知识；老师能够“边做边教”，学生能够“边做边学”，融理论知识和实践于一体；本软件教学应用程序，具有直观丰富的视界和多种操作方式；创建互动式教学模式，较好的激发学生学习的主动性和兴趣。总之，本软件从教学的角度看，较好的实现了“边做边教、边做边学”的教学设想，增强了学生学习的兴趣和信心。本软件的技术特色，主要有：软件采用工业广泛使用的MODBUS协议，可兼容众多工业监控设备（如阿尔泰RTU6300）；软件用VB及C语言设计，二次应用开发简单灵活、运行稳定、使用方便；通过精心设计，软件操作简便快捷、界面设置合理、交互性强；整个系统的实时性达到工业控制的要求，且可靠性较好；使用WEB技术，可用远程PC或智能手机作为操控终端。本软件从技术特点上，采用了当前工业上广泛使用的新技术和新应用，开阔了学生的视野，引导学生学习的方向。本软件的艺术特色，可概括为：软件围绕教学主题，综合运用图文、数据、动态波形、动画等丰富的表现方式；软件界面布局合理、美观，导航清晰简捷；软件界面色彩运用搭配合理，遵循工业监控软件的风格。本软件从艺术效果上，对学生具有一定的吸引力，激发了学生的学习兴趣。

2软件的教学应用

2.1软件平台的教学运用

在本软件平台的基础上，可依据课程的教学要求开发各种应用程序，用信息化技术手段辅助教学，实现教学重难点的突破，迎合当前学生的学习兴趣。下面将以《自控原理与系统》课程的“开环控制和闭环控制”教学单元为例，说明本教学软件平台的教学应用开发和使用。本例应用程序开发的内容是“开环控制和闭环控制”。软件教学目标：熟悉自动控制系统控制方式；认知开环控制和闭环控制抗干扰能力（需要突破的重难点）。运用软件教学的策略：通过虚实结合的系统、丰富的监控信息、形象直观的软件视界、动手实操过程，让学生主动获取掌握知识。本例教学应用程序开发的硬件基础，包括如下几部分：一个自制的闭环控制系统、一台笔记本电脑、一台路由器和智能手机。闭环控制系统作为下位机能与上位PC机（笔记本电脑）串口通信，控制器采用STC12C5628AD单片机，驱动装置为一台风机，被控对象是一个随风旋转的帆，反馈单元为数字码盘。上位PC机是本软件平台的载体，可连接下位机和远程智能手机。路由器使智能手机和上位机构成LAN网络，实现相互通信。本例应用程序界面及功能开发，如图2所示，分六个区：控制模式设置区，能设置本机PC控制和远程手机控制两种方式；自动控制方式设置区，设置开环或闭环控制方式；PID控制参数设定区，可设置比例、微分和积分参数；自动控制系统的给定值设置区，设定被控对象的被控参数；示波器区，可实时监控下位机的参数变化；动画区，可实时直观描绘被控对象动作状态。

2.2软件教学应用效果

在基于FCS的自动控制系统监控软件平台上，可以开发各种应用程序，本软件的教学应用开发以“开环控制和闭环控制”教学单元为例说明。在教学时可通过本软件的应用程序操作演示开环控制和闭环控制系统的运行，学生通过观察实际自动控制系统的运行状态和应用程序的实时监控数据、波形、动画等信息，以及利用手机远程参与实操体验的互动式教学方式，在轻松的理实一体化教学过程中掌握本教学单元的重点与难点知识。学生在本软件教学过程中，能够主动获取“开环控制系统不具备抗干扰能力，闭环控制系统具备较强的抗干扰能力”的经验和知识，还能自主获取对实际的自动控制系统的全面认知，这是在传统的教学过程中较难一次完成。总之，本教学软件符合职业院校学生的认知特点，已经过多年的教学实践，应用结果表明该软件实用有效。

3结束语

本软件教学应用的创新性与实用性，可归结为两点：虚实结合，即把虚拟的仿真界面和真实的自动控制系统结合起来，让学生既能得到虚拟仿真的直观，也能获得真实系统的可信，因此具有虚拟仿真软件和现有实训系统不可替代的作用；通用灵活，即软件所有模块都面向信息数据库设计，软件核心FCS服务器具有通用性，可依据不同的教学要求，灵活设计出合适的课程教学应用软件。

作者：朱志伟 单位：武汉铁路职业技术学院