基于易控組態(tài)軟件全虛擬PLC的實(shí)現及應用
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完成梯形圖的編制后，啟動(dòng)梯形圖邏輯測試工具（LLT） ，則梯形圖程序寫(xiě)入虛擬PLC的CPU中，且虛擬PLC自動(dòng)置RUN狀態(tài)。（3） INSPEC是一種面向工業(yè)自動(dòng)化的通用數據采集和監控的組態(tài)軟件，它能夠實(shí)現對自動(dòng)化過(guò)程和裝備的監視和控制。根據實(shí)際現場(chǎng)的需要，在易控組態(tài)軟件平臺上進(jìn)行上位監控界面設計，依照易控組態(tài)軟件的應用要求繪制并連接各個(gè)畫(huà)面，建立基于易控組態(tài)軟件的監控界面。（4）MX Component是三菱一款用于PC與PLC進(jìn)行通信的軟件，MX Component支持個(gè)人計算機與可編程控制器之間的所有通信路徑，兼容多種高級語(yǔ)言諸如VisualC++ 、Visual Basic 和Access Excel 的VBA、 VBScript等，在易控組態(tài)軟件中就是應用MX Component與GX Simulator進(jìn)行通信的。打開(kāi)MX Component軟件，在MXComponent設置界面上將PC side I/F項后的下拉目錄選擇為GX Simulator項、將CPU type項后的下拉目錄選擇為FX2N(C)項。這種基于易控組態(tài)軟件和應用MX Component與GXSimulator握手通信方法很簡(jiǎn)潔。經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單設置后，可以通過(guò)MX Component運行界面上的Connection test項進(jìn)行通道建立成功與否的檢測，當通道建立成功并進(jìn)行檢測后可以看到虛擬通道連接成功的提示。
綜上所述，GX Simulator和易控組態(tài)軟件通過(guò)MX Component進(jìn)行通信連接，建立基于易控組態(tài)軟件的監控界面和GX Simulator的對應信息交互，最終實(shí)現仿真運行與上位監控的對應關(guān)系，在一臺PC機上實(shí)PLC的仿真運行和上位監控。
2.2 虛擬實(shí)驗的應用方法
只需要有一臺PC機，學(xué)生就可完一個(gè)具有上位監控和下位PLC運行的完整PLC實(shí)驗系統設計。學(xué)生通過(guò)這種實(shí)驗系統，既掌握了PLC的程序設計和調試方法，又學(xué)會(huì )了上位組態(tài)軟件的監控設計。其設計可以分兩種形式：
（１）由教師開(kāi)發(fā)上位監控系統，并進(jìn)行相應的通道連接，學(xué)生無(wú)需考慮所有設定與上位監控系統的連接。教師提供相應的連接地址給學(xué)生，學(xué)生按提供的地址編程，僅僅進(jìn)行下位PLC的設計即可和上位監控界面接通。上位監控系統既可控制PLC，又可形象逼真地反應實(shí)際的控制過(guò)程和PLC程序運行效果，形象直觀(guān)。（２）學(xué)生首先設計PLC程序，并進(jìn)行GXSimulator的仿真調試。根據程序的上位監控要求，進(jìn)行上位監控組態(tài)窗口的設計，然后通過(guò)MX Component進(jìn)行通信連接，完成一個(gè)完整PLC系統設計實(shí)驗。雖然是全虛擬的設計，但其設計方法與實(shí)際工業(yè)應用開(kāi)發(fā)完全一致，所以具有很好的實(shí)用性和遷移性。
3、工業(yè)清洗機全虛擬控制系統的實(shí)現
下面給出全虛擬PLC工業(yè)清洗機控制系統，采用易控組態(tài)軟件進(jìn)行上位監控設計，以該實(shí)例展現全虛擬PLC應用的方法和過(guò)程。
3.1 工業(yè)清洗機控制系統分析與PLC編程調試
工業(yè)清洗機工作流程如下：
將欲清洗的工件置于掛籃中，將掛籃放置在掛桿上，按下啟動(dòng)按鈕，掛桿向下運動(dòng)將工件置于清洗液中，加熱清洗液至沸騰，啟動(dòng)超聲波生器工作20分鐘后，超聲波發(fā)生器停止工作，掛桿向上運動(dòng)將工件置于蒸汽中5分鐘，停止加熱，啟動(dòng)噴淋5分鐘，其后停止噴淋，取出工件于傳送帶上，按下清洗結束按鈕，啟動(dòng)傳送帶工作。
按以上工作流程要求在GX Developer編寫(xiě)梯形圖控制程序，將編寫(xiě)好的部分梯形圖程序寫(xiě)入虛擬PLC(既啟動(dòng)LLT)，進(jìn)入虛擬仿真調試，完成工業(yè)清洗機的PLC控制系統的編程調試。
3.2 基于易控組態(tài)軟件的上位監控界面設計
（1）組建系統工程：首先運行易控組態(tài)軟件進(jìn)入組態(tài)畫(huà)面，分析工業(yè)清洗機控制系統工程項目結構，建立工程結構框架。本控制系統包含掛籃、啟/停按鈕、清洗罐、加熱器、超聲波生器、冷凝器、抓手、傳送帶和幾個(gè)傳感器等。從組態(tài)軟件的“對象元件庫”選取并置于用戶(hù)窗口的適當位置?？刂平缑嫒鐖D2所示。（2）制作動(dòng)畫(huà)顯示畫(huà)面：將用戶(hù)窗口中圖形對象與實(shí)時(shí)數據庫中的數據對象建立相關(guān)性連接，并設置相應的動(dòng)畫(huà)屬性。（3）運行策略：
圖2 上位機界面運行圖
本設計為了生動(dòng)地表現當啟動(dòng)按鈕按下，掛桿向下運動(dòng)、噴淋閥門(mén)打開(kāi)（通過(guò)變色顯示）以及傳感器動(dòng)作等復雜的動(dòng)畫(huà)顯示及關(guān)聯(lián)過(guò)程，采用了腳本程序在運行策略中的循環(huán)策略來(lái)仿真其工作的過(guò)程。（4）設備窗口組態(tài)：打開(kāi)易控組態(tài)軟件后，分別在“IO通信”與“變量”
選項中添加控制量信息。然后進(jìn)行相應的通信參數連接設置。
3.3 虛擬通道連接與上下位綜合調試
（１）基于易控組態(tài)軟件的上位監控界面與GX Simulator的連接：打開(kāi)MX Component應用軟件，設置其與GX Simulator虛擬通道的連接。（２）運行易控組態(tài)軟件，按動(dòng)圖2所示控制面板上的啟動(dòng)按鈕，則PLC開(kāi)始運行，圖2中的掛籃會(huì )依程序的運行自動(dòng)下降，所示畫(huà)面完全跟隨PLC的運行動(dòng)畫(huà)顯示，其指示燈變亮、加熱器變色、噴淋閥打開(kāi)時(shí)噴出沖洗液。這樣，具有上下位控制的工業(yè)清洗機全虛擬PLC控制系統實(shí)驗就形象、逼真的完成了。
通過(guò)以上實(shí)例的介紹，可以看到本文所提出的全虛擬PLC實(shí)驗方法的簡(jiǎn)潔性，在安裝有以上所需軟件的PC機上便可完成實(shí)際現場(chǎng)PLC控制的全部模擬過(guò)程。
本文比較闡述了PLC各種實(shí)驗室應用方法的不同及不足、研究了全虛擬PLC教學(xué)實(shí)驗室的實(shí)現方法及其在工業(yè)清洗機中的應用。在與傳統PLC教學(xué)實(shí)驗方法對比后表明本文所構建的全虛擬仿真系統徹底擺脫了實(shí)驗室，實(shí)現了只需要PC機和相關(guān)軟件即可實(shí)現高水平PLC實(shí)驗目的，搭建了一個(gè)隨處可實(shí)現的PLC良好自學(xué)平臺，其實(shí)驗內容不受實(shí)驗室儀器設備、實(shí)驗材料的限制，即可以很方便的更新、增加實(shí)驗內容，解決了PLC實(shí)驗的瓶頸問(wèn)題，尤其是對成人教育中采用業(yè)余及函授形式的學(xué)生學(xué)習PLC具有特別重要的意義。該實(shí)驗方法將PLC的高水平實(shí)驗在時(shí)間和空間上進(jìn)行了最大限度的延伸，提供了高性?xún)r(jià)比的學(xué)習模式。具體教學(xué)應用表明，該方法是行之有效的、可行的，對提高學(xué)生的PLC應用水平起到積極的作用。
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