全虛擬PLC的實現(xiàn)及應(yīng)用研究

高利民

摘要：在當前可編程序邏輯控制器（PLC）的實驗方法上提出易控組態(tài)軟件，創(chuàng)建一個完整的虛擬PLC控制系統(tǒng)，可以使工業(yè)真正實現(xiàn)方便PLC的實驗方法、分析方法。在本文中，講述了該方法實用性廣、遷移性強，其編程方法、監(jiān)控模式、通道設(shè)置等等，與其工業(yè)行業(yè)幾乎是相同的，只要使用PC機檢測，可以順利完成這個測試，這樣的高水平PLC實驗都可以得到普及，達到易控組態(tài)軟件全虛擬PLC 的實現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：全虛擬的PLC、易控組態(tài)軟件；MX組件；GX模擬器

一、PLC可編程序邏輯測試系統(tǒng)簡要介紹

因為控制器（PLC）是廣泛用于工程學院以及從當前職業(yè)培訓學院提供PLC程序。PLC目前教學實驗系統(tǒng)基本上可以分為三個類別：

1）各種全實物PLC實驗系統(tǒng)。完整的PLC控制系統(tǒng)PLC硬件和各種物理硬件設(shè)備（如繼電器、電機驅(qū)動器、電機、傳感器）等，根據(jù)行業(yè)，結(jié)合實際的連接，最后通過主機PC和PLC通信完成模擬物理主機的配置。

2）在一個或多個PLC上綁定檢測系統(tǒng)的硬件和軟件組件。PLC技術(shù)來開發(fā)一個虛擬設(shè)備，所有真實的模擬使用組態(tài)軟件在PC上的PLC控制對象、動畫演示了PLC控制對象工作過程配置。具有成本低、不需維護、靈活、視覺形象良好等優(yōu)點，能夠很好的解決PLC實驗方法在傳統(tǒng)開設(shè)時遇到的多種困難。

3）采用PLC仿真軟件，仿真系統(tǒng)的PLC硬件。這只能是主要的實驗仿真編程，GX模擬器如三菱GX開發(fā)人員將提供一個模擬運行。以同樣的方式在第二類可以上下運行PLC監(jiān)控系統(tǒng)，國內(nèi)外學者已經(jīng)提出了一些有效的虛擬方法，如三菱PLC，GX的模擬器和Kunlun-state MCGS組態(tài)軟件通過一個虛擬串口實現(xiàn)上、下控制完全虛擬化，但也有減緩這種方法限制和較低的控制問題。

二、易控組態(tài)軟件的全虛擬PLC實驗系統(tǒng)構(gòu)成

1）基于易控組態(tài)軟件三菱PLC 的全虛擬實驗系統(tǒng)實現(xiàn)步驟。（1）首次安裝三菱編程平臺，GX開發(fā)者和GX模擬器仿真、控制和安裝MX組件以及易控組態(tài)軟件。（2）GXDeveloper三菱通用編程軟件，全方位的對三菱PLC進行編程，監(jiān)控、調(diào)試和維護工作，以支持可完成三菱全系列PLC 的編程、監(jiān)控、調(diào)試和維護工作，可支持梯形圖、指令表、SFC、ST 及FB編程。當完成梯形圖編輯后，開始啟動邏輯測試工具（LLT），開始虛擬PLC梯型圖項目設(shè)置為自動運行寫入CPU和虛擬PLC的狀態(tài)。（3）INSPEC是一個通用的工業(yè)自動化數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控組態(tài)軟件，實現(xiàn)過程和設(shè)備的監(jiān)視和控制自動化。根據(jù)實際的需要，方便監(jiān)控控制配置的軟件平臺設(shè)計的電腦界面，根據(jù)應(yīng)用程序需求控制易控組態(tài)軟件，并連接到每個屏幕，建立易控組態(tài)軟件控制界面。易控組態(tài)軟件和應(yīng)用程序MX組件、GX模擬器通信方法非常簡單。一個簡單的設(shè)置之后，可以建立一個成功的檢測，建立通道時，可以看到VCC成功發(fā)現(xiàn)MX組件接口來訪問運行的測試項目?？傊?，GX模擬器，容易連接控制配置軟件通過MX通信組件，建立信息交換相應(yīng)的監(jiān)控界面容易控制配置軟件與最終GXSimulator達到模擬運行單一的個人電腦與電腦顯示器之間的通信模擬運行真正的全虛擬PLC。

2）應(yīng)用程序虛擬化。只要有電腦，學生可以完成一系列的實驗監(jiān)測和完整的PLC系統(tǒng)設(shè)計和減少運行的PLC。這個設(shè)計可以分為兩種形式：（1）位置監(jiān)控系統(tǒng)，和相應(yīng)的通道連接，由教師、學生需要考慮所有的設(shè)置和主機監(jiān)控系統(tǒng)連接。教師向?qū)W生提供適當?shù)逆溄拥刂?，學生解決PLC編程和電腦控制界面設(shè)計，第二位是唯一可用的。定位和監(jiān)控系統(tǒng)可以控制PLC，但也要真實反映PLC程序的控制流和操作結(jié)果，實際圖像的視覺形象。（2）首先進行PLC編程，GX模擬器的仿真和調(diào)試。根據(jù)主程序，用于電腦顯示器配置窗口，然后監(jiān)測要求通信通過MX組件是連接通過一個完整的PLC系統(tǒng)設(shè)計實驗。雖然整個虛擬設(shè)計，但其設(shè)計和實際工業(yè)應(yīng)用程序開發(fā)完全一致，因此它具有良好的可用性和流動性。

三、工業(yè)清洗機全虛擬控制系統(tǒng)的實現(xiàn)

這是完整的對工業(yè)清洗機器的虛擬PLC控制系統(tǒng)，以易控組態(tài)軟件的上位監(jiān)控設(shè)計方法展示完全虛擬PLC應(yīng)用程序和過程。

1）工業(yè)清洗機控制系統(tǒng)和PLC編程和調(diào)試分析。工業(yè)清洗機的工作流程如下：清洗的工件裝在籃子里，將籃子放置在一個掛桿上，按下開始按鈕，掛桿向下運動到洗滌液，超聲波清洗解決方案之初加熱發(fā)生器20分鐘，和超聲波發(fā)生器停止沸騰后，工件移動向上，5分鐘停蒸汽加熱后，開始5分鐘噴霧，然后取出工件放置在傳送帶上，按清洗結(jié)束按鈕啟動傳送帶工作。根據(jù)上面的要求進行GX開發(fā)工作流控制程序，梯形圖計劃的很大一部分將準備寫一個虛擬PLC（既啟動LLT），進入調(diào)試虛擬仿真調(diào)試，完成PLC控制系統(tǒng)編程和工業(yè)清洗機器。

2）易控組態(tài)軟件監(jiān)控界面設(shè)計。（1）系統(tǒng)工程的形成：首先遇到配置屏幕運行易控組態(tài)軟件，分析工業(yè)清洗機器結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)，建立工程結(jié)構(gòu)框架?？刂葡到y(tǒng)包括一個籃子，啟動/停止按鈕，清洗水箱、加熱器、超聲波發(fā)生器、冷凝器、起點、傳送帶和大多數(shù)的傳感器。選擇用戶的位置，并放置在適當?shù)呐渲密浖拇翱诘膶ο髱?。?）動畫：創(chuàng)建圖形用戶窗口連接相關(guān)數(shù)據(jù)對象和實時數(shù)據(jù)庫對象，并設(shè)置動畫屬性。（3）操作策略：按下開始按鈕，掛桿向下運動，噴霧閥開放復雜的動畫和運動傳感器，顯示器和協(xié)會等過程，使用腳本運行周期政策策略（通過顏色顯示）的仿真工作。（4）設(shè)備配置窗口：打開配置軟件很容易控制的信息添加到控制“IO通信”和“變量”選項。然后適當?shù)脑O(shè)置連接通信參數(shù)。

3）虛擬通道連接與上下位集成調(diào)試。（1）容易控制電腦的配置軟件控制接口連接到GX模擬器：開放MX組件的應(yīng)用軟件提供了GX模擬器。（2）易控組態(tài)軟件運行，按下控制面板上的啟動按鈕，PLC開始運行，掛籃將根據(jù)程序自動運行，顯示在屏幕上完全符合運行動畫顯示，指示燈熱變色PLC，流體卸貨港，當噴霧閥。因此，整個虛擬映像的上下控制實驗工業(yè)清潔機PLC控制系統(tǒng)，就形象、逼真的完成了。

四、總結(jié)語

對比傳統(tǒng)方法，整個PLC虛擬仿真系統(tǒng)的建設(shè)是完全的實驗室，實現(xiàn)只需要電腦及相關(guān)軟件，實現(xiàn)了只需要PC 機和相關(guān)軟件即可實現(xiàn)高水平PLC 實驗?zāi)康?，?chuàng)建一個PLC可以實現(xiàn)在任何時間任何地方好自主學習平臺，其內(nèi)容不是實驗室設(shè)備，并可以很容易地更新限制實驗材料，增加實驗內(nèi)容，解決PLC的瓶頸問題。

參考文獻：

[1]高麗萍，鄭萍.基于MCGS 的PLC 虛擬控制系統(tǒng)研究[J].西華大學學報，2006（25）：94-96.

[2]葉力，鄭萍.基于GX 與MCGS 的全虛擬PLC 控制系統(tǒng)研究[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2007（12）：39-41.

[3]高欽和，蔣威，管文良. 基于軟件的PLC 虛擬實驗系統(tǒng)的實現(xiàn)[J].實驗室研究與探索，2007（10）：81-82.

[4]張詠梅，任艷艷. 基于組態(tài)王的退火爐PLC 控制系統(tǒng)[J].微計算機信息，2008，5-1：72-73.

[5]潘世永，鄭萍，高麗萍，任銀錄.PLC 遠程仿真控制系統(tǒng)研究[J].技術(shù)應(yīng)用，2005（11）：71-73.

[6]北京九思易自動化軟件有限公司.易控（INSPEC）組態(tài)軟件培訓教程[Z]. 2008：3.

[7]廖常初.FX 系列PLC 編程及應(yīng)用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007：6.