[發明專利]一種用設備虛擬樣機輔助測試PLC控制程序的方法

有效

• 申請號: 201510275411.6
• 申請日: 2015-05-26
• 公開（公告）號: CN104932405B
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 林康;于興軍;梁春平;張鵬飛;高源
• 申請（專利權）人: 寶雞石油機械有限責任公司
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05
• 代理公司: 西安弘理專利事務所61214
• 代理人: 王奇

1.一種用設備虛擬樣機輔助測試PLC控制程序的方法，其特征在于，按照以下步驟實施：

步驟1、進行程序編制

總共涉及四部分程序，四部分程序分別是：

1.1)PLC控制程序，即實驗對象機械設備的PLC控制程序，在PLC控制系統中的PLC控制器上運行；

1.2)OPC服務器程序，使用PLC控制器廠商提供的OPC服務器程序，再通過對應的通訊配置，就能夠完成PLC控制程序與OPC客戶端程序之間的數據通訊；

1.3)OPC客戶端程序，基于OPC基金會或者PLC控制器廠商提供的OPC客戶端編制框架編制的通訊接口程序，完成OPC服務器程序與設備虛擬樣機程序之間的數據通訊；

1.4)設備虛擬樣機程序，設備虛擬樣機用于三維模擬機械設備的物理運動情況，以PLC的控制輸出作為驅動設備虛擬樣機動作的輸入，同時把設備的虛擬傳感器數據返回給PLC控制程序，

編制設備虛擬樣機程序又分為處理三維模型及編制三維仿真程序，

處理三維模型：首先導出UG或SolidWorks編制平臺下設計的產品三維實體精確模型；然后導入至3DS MAX平臺，并在3DS MAX平臺中進行模型優化及渲染，把三維實體精確模型轉換為三維簡模，最后導出三維簡模；

編制三維仿真程序：首先將上述的三維簡模導入虛擬現實編制平臺中；然后通過編寫程序，賦予三維模型的設備虛擬樣機功能，即三維模擬機械設備的物理運動情況，并能輸出虛擬傳感器數據；

步驟2、搭建硬件，

硬件的物理架構包括三部分：

2.1)PLC控制系統，包括用于運行PLC控制程序的PLC控制器、相應的按鈕、開關、操作手柄構成的操作輸入設備、以及上位機監控設備；

2.2)PC機，包括計算機主機及其顯示器、鍵盤鼠標，用于運行OPC服務器程序、OPC客戶端程序、設備虛擬樣機程序；

2.3)通訊卡，用于PLC控制器與PC機之間的通訊，采用基于PLC控制器廠商提供的OPC服務器支持的工業通訊方式，

通過通訊卡將PLC控制系統與PC機聯網；

步驟3、安裝程序及配置通訊

將步驟1得到的四部分程序分別安裝至相應的硬件設備上，并完成數據通訊配置，具體包括：

3.1)安裝PLC控制程序

將步驟1.1)編制的PLC控制程序安裝至PLC控制器中，并運行；

3.2)安裝OPC服務器程序

首先安裝PLC控制器廠商提供的OPC服務器程序至PC機上，然后在OPC服務器程序上配置PLC控制程序與OPC客戶端程序之間的數據通訊；

3.3)安裝OPC客戶端程序

首先安裝OPC客戶端程序至PC機上，然后在OPC客戶端程序上配置OPC服務器程序與設備虛擬樣機程序之間的數據通訊；

3.4)安裝設備虛擬樣機程序

安裝設備虛擬樣機程序至PC機上，并運行；

步驟4、測試程序

在進行機、電、液聯調測試之前，采用設備虛擬樣機進行輔助測試及驗證PLC控制程序的邏輯控制、運動控制算法是否正確、合理，并根據測試結果進行修改、優化，

根據信號流向，測試程序的流程分為八個小步驟并循環執行，具體如下：

4.1)程序測試員進行操作指令輸入，包括操作按鈕、開關、旋鈕、手柄輸入設備；

4.2)PLC控制程序首先讀取檢測信號、操作指令輸入，然后根據控制需求進行邏輯控制、運動控制運算，最后進行控制輸出，包括開關量及模擬量；

4.3)OPC服務器程序讀取PLC控制程序的控制輸出；

4.4)OPC客戶端讀取OPC服務器程序上的PLC控制程序的控制輸出，并傳輸給設備虛擬樣機程序；

4.5)設備虛擬樣機程序依據PLC控制程序的控制輸出進行相應仿真動作，程序測試員通過觀察、監測設備虛擬樣機的運動情況，判斷PLC控制程序的邏輯控制、運動控制控制輸出是否滿足控制要求，若不合理則進行PLC控制程序修改及優化，直至滿足控制要求；

4.6)設備虛擬樣機程序執行仿真動作的同時，輸出虛擬傳感器數據；

4.7)OPC客戶端程序讀取虛擬傳感器數據，并傳輸至OPC服務器程序；

4.8)OPC服務器程序把虛擬傳感器數據輸出至PLC控制程序，作為PLC控制程序的檢測信號輸入，即成。