基于易控組態(tài)軟件全虛擬PLC的實(shí)現及應用

1、PLC 課程教學(xué)試驗系統的發(fā)展

由于可編程邏輯控制器（PLC）應用廣泛，目前從職業(yè)培訓學(xué)院到工科大專(zhuān)院校都開(kāi)設有PLC 課程。而PLC 是一門(mén)理論性、趣味性及實(shí)踐性都很強的課程，需要精講多練、開(kāi)設與工業(yè)實(shí)際應用緊密結合的實(shí)驗課程、搭建良好的實(shí)驗平臺。實(shí)驗課程需要解決的關(guān)鍵在于PLC 的控制對象問(wèn)題，目前存在不同形式的 PLC 教學(xué)實(shí)驗系統，基本上可分為三大類(lèi)：

1.1 全實(shí)物的 PLC 實(shí)驗系統

完整的PLC控制系統是以實(shí)物PLC硬件及各種設備硬件（諸如繼電器、電機驅動(dòng)，電機、傳感器）等按照工業(yè)實(shí)際連接方式進(jìn)行組合，最后通過(guò)上位PC機與PLC的通信完成上位組態(tài)的實(shí)物模擬。實(shí)現這種實(shí)驗系統，學(xué)?；驒C構需要購置足夠應用于實(shí)驗各環(huán)節的設備，要求相當高的資金投入。

1.2 以上位PC 機軟件與下位PLC 硬件結合構成的實(shí)驗系統

將組態(tài)技術(shù)應用于虛擬PLC裝置的開(kāi)發(fā)，運用組態(tài)軟件在PC機上全真模擬PLC的控制對象，以動(dòng)畫(huà)形式演示PLC控制對象的工作過(guò)程。具有成本低、免維護、靈活多樣、形象直觀(guān)等優(yōu)點(diǎn)，很好地解決了傳統開(kāi)設PLC實(shí)驗方法遇到的各種困難。其實(shí)驗系統構成只需上位監控PC機和下位的PLC硬件。但這種實(shí)驗方法因其無(wú)法脫離PLC硬件 ，仍需要在實(shí)驗室進(jìn)行。

1.3 利用PLC仿真軟件，實(shí)現脫離PLC硬件的仿真實(shí)驗系統

此類(lèi)初級實(shí)驗僅僅是能進(jìn)行編程后的仿真，如三菱GX Developer提供的GX Simulator運行仿真。為了能夠如第二類(lèi)方式一樣可以實(shí)現上位監控和下位PLC的運行，國內外學(xué)者已提出一些有效的全虛擬方法，諸如對于三菱PLC，采用基于GX Simulator與昆侖通態(tài)的組態(tài)軟件MCGS通過(guò)虛擬串口進(jìn)行連接，實(shí)現全虛擬的上下位控制，但這種方法存在上下位控制速度慢的問(wèn)題；另外對于西門(mén)子PLC, WinAC作為控制程序的運行引擎，VB語(yǔ)言編寫(xiě)上位監控界面程序，通過(guò)WinAC提供的“Computing”部件，采用Active控件第三方程序即可訪(fǎng)問(wèn)控制程序中的過(guò)程數據，但由于需要VB另外編程，很不方便，其實(shí)用、遷移性不強。

針對以上問(wèn)題，本文提出借助于易控組態(tài)軟件及MX Component，采用GX Developer作為編程平臺，利用GX Simulator構建一種全虛擬PLC控制系統，實(shí)現一種貼近工業(yè)實(shí)際的、先進(jìn)的、方便的PLC實(shí)驗方法。以工業(yè)清洗機的控制系統為例，展現僅用一臺PC機如何完整實(shí)現具有上下位控制的PLC清洗機控制實(shí)驗。這種方法無(wú)需引入新的編程，只要掌握組態(tài)軟件的設計方法和PLC的編程方法即可，其編程方法、監控模式、通道設置等與工業(yè)實(shí)際相同，使高水平PLC實(shí)驗得以脫離PLC實(shí)驗室而隨處實(shí)現，尤其在成人教育的業(yè)余及函授形式中，給學(xué)生提供了一種脫離實(shí)驗室全新的自學(xué)PLC控制系統的實(shí)驗形式，解決了PLC實(shí)驗的瓶頸問(wèn)題，對PLC的普及教育具有良好的實(shí)際意義。并借助于易控組態(tài)軟件提出了一種實(shí)現全虛擬PLC的新方法，且提出一種改進(jìn)的PLC教學(xué)實(shí)驗方法，該方法可使學(xué)生在學(xué)習PLC課程時(shí)更好的理解和運用PLC。最后通過(guò)對工業(yè)清洗機的應用，驗證了該方法的可靠性和實(shí)用性。

2、基于易控組態(tài)軟件的全虛擬PLC 教學(xué)實(shí)驗系統構成

2.1 基于易控組態(tài)軟件三菱PLC的全虛擬實(shí)驗系統實(shí)現步驟

基于易控組態(tài)軟件三菱PLC的全虛擬實(shí)驗系統如圖1所示。



圖1 全虛擬實(shí)驗系統

（1）首先安裝三菱的編程平臺GX Developer和GX Simulator仿真程序，安裝MXComponent和易控組態(tài)軟件（INSPEC）。（2） GX Developer是三菱的通用編程軟件，可完成三菱全系列PLC的編程、監控、調試和維護工作，可支持梯形圖、指令表、SFC、ST及FB編程。