[發(fā)明專利]基于PLC控制的煙花分揀流水線虛擬仿真實(shí)驗(yàn)方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810570359.0
• 申請日: 2018-06-05
• 公開（公告）號: CN108762188A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚平;劉利枚;周開軍;王莉;倪文志;李桂梅
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南商學(xué)院
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05
• 代理公司: 長沙正奇專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 43113
• 代理人: 馬強(qiáng);李美麗

本發(fā)明公開了一種基于PLC控制的煙花分揀流水線虛擬仿真實(shí)驗(yàn)方法及系統(tǒng)，其中虛擬仿真實(shí)驗(yàn)方法包括步驟：A.建立煙花分揀流水線虛擬仿真環(huán)境：首先對煙花分揀流水線的工作單元建模；然后對煙花分揀流水線工作過程中涉及的各個(gè)工序進(jìn)行動(dòng)畫仿真；B.建立PLC控制系統(tǒng)；C.建立煙花分揀流水線虛擬仿真環(huán)境與PLC控制系統(tǒng)之間的通信；D.調(diào)試。本發(fā)明既避免了實(shí)際煙花分揀流水線高危爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，又滿足了學(xué)生對PLC實(shí)際工程訓(xùn)練的需求，并可在煙花分揀流水線改造過程中快速確定煙花分揀流水線的最佳控制策略和方案，同時(shí)，不依賴廠家的OPC服務(wù)程序，可以選擇任意廠家的PLC設(shè)備，無需因改變PLC型號或生產(chǎn)廠家而重新設(shè)計(jì)調(diào)試。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于PLC控制的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于PLC控制的煙花分揀流水線虛擬仿真實(shí)驗(yàn)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

煙花分揀流水線的自動(dòng)分揀功能可有效降低人力成本，提高分揀效率，但是煙花分揀流水線控制對安全性要求極高，如果直接由學(xué)生開發(fā)，出現(xiàn)危險(xiǎn)的可能性很大。

為此，發(fā)明人想到利用虛擬仿真技術(shù)和PLC（可編程控制器）技術(shù)，構(gòu)建逼真的煙花分揀流水線仿真系統(tǒng)，并與實(shí)際PLC有機(jī)結(jié)合起來，從而能夠?qū)υO(shè)計(jì)的PLC煙花分揀流水線控制系統(tǒng)進(jìn)行測試，驗(yàn)證PLC控制程序的可靠性和穩(wěn)定性，以避免高危事件發(fā)生。

現(xiàn)有技術(shù)中已有一些基于PLC控制的虛擬仿真試驗(yàn)系統(tǒng)：例如，“一種用設(shè)備虛擬樣機(jī)輔助測試PLC 控制程序的方法”（ZL201510275411.6），該方法主要利用PLC控制器廠商提供的OPC（OLE for Process Control）服務(wù)器程序?qū)崿F(xiàn)對PLC與虛擬控制對象的通信，從而完成對虛擬樣機(jī)的控制。又如，“模擬風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行的仿真方法、裝置及PLC系統(tǒng)”（ZL201410031047.4），該系統(tǒng)主要仿真的是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)，為風(fēng)力發(fā)電的PLC控制系統(tǒng)提供良好的仿真環(huán)境，該方法也是利用廠商提供的OPC 服務(wù)器程序，實(shí)現(xiàn)PLC與虛擬控制對象的通信。再如，“一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的灌裝生產(chǎn)線控制系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法”（CN201611063467.6），采用了PLC通信協(xié)議與遠(yuǎn)端設(shè)備通信，然后再通過RS232/485與虛擬仿真的虛擬生產(chǎn)線設(shè)備通訊，實(shí)現(xiàn)PLC實(shí)體設(shè)備對虛擬灌裝生產(chǎn)線的控制。

可見，現(xiàn)有技術(shù)中的這些方法都依賴于廠家的OPC服務(wù)技術(shù)支持，當(dāng)改變PLC型號或生產(chǎn)廠家時(shí)，原來的程序可能因?yàn)闆]有對應(yīng)的OPC技術(shù)支持，而需要重新設(shè)計(jì)并調(diào)試，存在較大的不方便。另外，由于該方法是完全基于通訊協(xié)議的，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)，缺乏真實(shí)設(shè)備的連接和控制體驗(yàn)感。

發(fā)明內(nèi)容

現(xiàn)有技術(shù)中，直接由學(xué)生開發(fā)的煙花分揀流水線控制系統(tǒng)安全性得不到保障。本發(fā)明的目的在于，針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于PLC控制的煙花分揀流水線虛擬仿真實(shí)驗(yàn)方法及系統(tǒng)，通過“實(shí)”際編制的PLC控制程序，控制“虛”擬的煙花分揀流水線，既避免了實(shí)際煙花分揀流水線高危爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，又滿足了學(xué)生對PLC實(shí)際工程訓(xùn)練的需求，并可在煙花分揀流水線改造過程中快速確定煙花分揀流水線的最佳控制策略和方案，同時(shí)，不依賴廠家的OPC服務(wù)程序，可以選擇任意廠家的PLC設(shè)備，無需因改變PLC型號或生產(chǎn)廠家而重新設(shè)計(jì)調(diào)試。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種基于PLC控制的煙花分揀流水線虛擬仿真實(shí)驗(yàn)方法，其特點(diǎn)是包括以下步驟：

步驟A.建立煙花分揀流水線虛擬仿真環(huán)境：首先對煙花分揀流水線的包括置有煙花產(chǎn)品的流水線、電機(jī)、位置檢測傳感器、機(jī)械臂模塊在內(nèi)的工作單元建模；然后對煙花分揀流水線工作過程中涉及的各個(gè)工序進(jìn)行動(dòng)畫仿真，其中工序包括：電機(jī)帶動(dòng)流水線運(yùn)動(dòng)、位置檢測傳感器檢測煙花產(chǎn)品的位置、機(jī)械臂模塊抓取進(jìn)入機(jī)械臂工作空間的煙花產(chǎn)品并釋放煙花產(chǎn)品至指定位置；

步驟B.建立PLC控制系統(tǒng)：編制PLC控制程序，PLC控制程序控制電機(jī)工作參數(shù)、接收位置檢測傳感器的檢測信息、根據(jù)位置檢測傳感器的檢測信息對機(jī)械臂模塊工作參數(shù)進(jìn)行控制；