一种基于PLC的虚拟仿真方法技术

本发明专利技术属于虚拟仿真数字化转型技术领域，具体为一种基于PLC的虚拟仿真方法；本发明专利技术采用Modbus通信方式在PLC与仿真引擎之间建立通信，按照PLC的逻辑信号进行虚拟仿真，从而实现基于实际PLC的虚拟仿真。该方法包括以下步骤：博图属性配置、PLC通信程序编写、虚拟仿真项目配置、虚拟仿真程序编写、基于PLC的虚拟仿真。该发明专利技术通过串行以太网通信协议建立了稳定的逻辑信号通信，解决了虚拟仿真中最关键的基于实物PLC的通信问题，方法总体易于理解实现灵活，具有很强的应用价值。具有很强的应用价值。具有很强的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种基于PLC的虚拟仿真方法


[0001]本专利技术涉及虚拟仿真数字化转型
，具体的说，涉及一种基于PLC的虚拟仿真方法。

技术介绍

[0002]虚拟现实（VR），意同：虚拟现实，即用一个系统来模仿另一个真实系统的技术。近年来，随着虚拟现实理论的进一步完善，越来越多的行业将虚拟现实技术应用于现实生产和生活，尤其是虚拟仿真在工业领域的应用，正对工业进行着一场前所未有的革命。
[0003]虚拟现实技术已被世界上一些大型公司广泛应用于工业的各个方面，在提高开发效率，增强数据收集、分析和处理能力，减少决策失误和降低企业风险等方面发挥着重要作用。虚拟现实技术在工业设计中的应用是可行的，也是必要的，它使工业设计的手段和思路有了质的飞跃，更符合社会发展的需要。
[0004]工业仿真系统不是简单的场景漫游，是真正用来指导生产的仿真系统，它将用户的业务层和数据库数据的功能结合起来，形成一个完整的仿真系统，可设置B/S、C/S两种架构的应用，并可与企业ERP、MIS系统无缝连接，支持SqlServer、Oracle、MySql等主流数据库。这使得企业可以利用虚拟平台对工厂进行实时管理。工业仿真涵盖的范围很广，从简单的机器装配模拟和单个工作站上的多用户在线协作练习系统，到利用虚拟环境对工厂生产和设备运行进行管理和控制等。
[0005]制造业数字化转型是大势所趋。

技术实现思路

[0006]为了解决工业生产过程中数字化转型相关技术难点，本专利技术的目的在于提出一种基于可编程逻辑控制器PLC的虚拟仿真方法，该方法采用Modbus通信方式在PLC与仿真引擎之间建立通信，按照PLC的逻辑信号进行虚拟仿真，从而实现基于实际PLC的虚拟仿真，解决了虚拟仿真中最关键的基于实物PLC的通信问题，方法总体易于理解实现灵活，具有很强的应用价值。
[0007]本专利技术提出一种基于PLC的虚拟仿真方法，其采用Modbus通信方式在实体可编程逻辑控制器PLC与仿真引擎之间建立通信，按照PLC的逻辑信号进行虚拟仿真，从而实现基于实际PLC的虚拟仿真；包括以下步骤：步骤1：创建一个新的用于采集实体PLC的数据的博图项目，完成硬件组态后对这个项目中的DB数据块及中央处理器CPU属性进行通信配置，通信配置包括：对博图项目中DB数据块进行优化访问配置，以及对CPU访问权限进行配置，以便与实体PLC建立远程对象访问；步骤2：在博图项目中找到具有循环执行特点的主程序块，在主程序块中进行该虚拟仿真方法的PLC通信程序的编写；其中： PLC通信程序为Modbus通讯程序；步骤3：利用一种专业的虚拟仿真引擎新建一个虚拟仿真项目，将编写的通信动态
链接库文件导入项目资源文件夹中，完成对该虚拟仿真项目的通信配置；步骤4：在虚拟仿真项目中调用通信动态连接库文件，进行该虚拟仿真方法的仿真引擎通信程序的编写；步骤5：按照上述步骤依次执行，运行博图项目并初始化虚拟仿真项目，实现基于PLC的虚拟仿真。
[0008]进一步的，步骤1中，对博图项目中DB数据块进行优化访问配置，具体包括：找到博图项目中要进行访问的数据块，对“优化的块访问”进行属性配置；对CPU访问权限进行配置，具体包括：找到设备CPU位置，设置CPU属性下PLC的访问级别，同时对CPU的连接机制进行相应配置。
[0009]进一步的，步骤2具体包括：在博图项目中新建一个用来存放通信数据的DB数据块，然后在主程序块编写PLC方的通信梯形图程序，程序中调用Modbus通信方式下的MB_SERVER块，以将博图作为服务器与客户端进行通信，最后，完成PLC通信程序的编写。
[0010]进一步的，步骤5具体包括以下步骤：为了实现一种基于PLC的虚拟仿真方法，需对实体进行三维建模、仿真引擎UI设计，完成之后运行博图项目并初始化虚拟仿真项目，最终实现基于PLC的虚拟仿真。
[0011]和现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过串行以太网通信协议（Modbus协议）建立了稳定的逻辑信号通信，解决了虚拟仿真中最关键的实物PLC与仿真引擎的通信问题，方法总体易于理解实现灵活，具有很强的应用价值。
[0012]本专利技术有对通信传输方面做过大量测试，通过仿真引擎对实体PLC进行读写操作，包括：Read / Write bytes、Read / Write decoded、Read / Write a single variable等，通信测试结果全部通过，读写时间误差在ms级基本可以忽略。
附图说明
[0013]图1是本专利技术实例中一种基于PLC的虚拟仿真方法流程图。
[0014]图2是本专利技术实例中一种基于PLC的虚拟仿真结果图。
具体实施方式
[0015]为了使本专利技术的实现效果和技术手段更有利于理解，下面结合具体的附图和实例进行下一步具体阐述。
[0016]如图1所示，本专利技术提出一种基于PLC的虚拟仿真方法，具体包括以下步骤：步骤1：创建新的博图项目，完成硬件组态后对这个项目中的DB块及CPU属性进行对应通信配置。
[0017]首先，本专利技术需要通过全集成自动化软件博图新建一个项目文件，然后选择设备控制器类型为CPU 1513系列并完成项目设备组态。由于本专利技术后续会通过博图采集实体PLC的数据，所以接下来要对博图项目中DB数据块进行优化访问配置，具体包括：找到该项目中要进行访问的数据块，对“优化的块访问”进行属性配置；由于还会涉及到实体PLC和博图的访问通信问题，所以继续设置博图项目中的CPU访问权限，具体包括：找到设备CPU位
置，设置CPU属性下PLC的访问级别，同时对CPU的连接机制进行相应配置，以便与实体PLC建立远程的对象访问，从而完成步骤1博图属性的全部配置。
[0018]步骤2：在博图项目中找到主程序块，在这个程序块中进行该虚拟仿真方法的PLC通信程序的编写。
[0019]该专利技术的关键之一是解决实体与虚拟PLC的实时数据通信问题。所以，我们利用博图主程序块的循环执行特性，找到博图项目的主程序块后在该程序块中进行该虚拟仿真方法的PLC通信程序的编写。具体包括：在博图项目中新建一个用来存放通信数据的DB块，然后在主程序块编写PLC方的通信梯形图程序，需要注意该专利技术采用串行以太网通信，这里选择MODBUS通信方式下的MB_SERVER块，旨在将博图作为服务器与客户端进行通信，最后，完成PLC通信程序的编写。
[0020]步骤3：利用一种专业的虚拟仿真引擎新建一个虚拟仿真项目，然后对该项目属性进行相应通信配置。
[0021]该专利技术提出的虚拟仿真方法是基于一种虚拟仿真引擎来实现的。首先，打开虚拟仿真引擎，通过该仿真引擎新建一个虚拟仿真项目，其次找到虚拟仿真软件的项目资源文件位置并新建一个Plugins文件夹，然后将编写好的通信动态链接库文件正确导入虚拟仿真项目的资源文件夹中，从而完成虚拟仿真项目配置。
[0022]步骤4：在虚拟仿真项目中调用通信动态连接库文件，进行该虚拟仿真方法的仿真引擎通信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于PLC的虚拟仿真方法，其特征在于，其采用Modbus通信方式在实体可编程逻辑控制器PLC与仿真引擎之间建立通信，按照PLC的逻辑信号进行虚拟仿真，从而实现基于实际PLC的虚拟仿真；包括以下步骤：步骤1：创建一个新的用于采集实体PLC数据的博图项目，完成硬件组态后对这个项目中的DB数据块及中央处理器CPU属性进行通信配置，通信配置包括：对博图项目中DB数据块进行优化访问配置，以及对CPU访问权限进行配置，以便与实体PLC建立远程对象访问；步骤2：在博图项目中找到具有循环执行特点的主程序块，在主程序块中进行该虚拟仿真方法的PLC通信程序的编写；其中： PLC通信程序为Modbus通讯程序；步骤3：利用一种虚拟仿真引擎新建一个虚拟仿真项目，将编写的通信动态链接库文件导入项目资源文件夹中，完成对该虚拟仿真项目的通信配置；步骤4：在虚拟仿真项目中调用通信动态连接库文件，进行该虚拟仿真方法的仿真引擎通信程序的编写；步骤5：按照上述步骤依次执行，运行博图项目并初始化虚拟仿真项目，实现基于PLC的虚拟仿真。2.如权利要求1所述的基...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱文华，左懿，刘欣，顾鸿良，孙张驰，蔡宝，
申请(专利权)人：上海第二工业大学，
类型：发明
国别省市：