[發明專利]一種自動化生產線三維仿真調試及監控方法

在審

• 申請號: 202010605896.1
• 申請日: 2020-06-29
• 公開（公告）號: CN111797521A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 平慶偉;高創;劉明利
• 申請（專利權）人: 西安精雕精密機械工程有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G05B17/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王艾華

1.一種自動化生產線三維仿真調試及監控方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)基于OpenGL仿真軟件對自動化生產線進行仿真建模，得到自動化生產線的三維模型；

2)基于PLC對自動化生產線的三維模型進行三維仿真調試；

3)PLC采集實際設備級模塊運行的實時信號，將運行設備的實時信號反饋給OpenGL仿真軟件，進行三維仿真運動模塊的運動修正。

2.根據權利要求1所述的自動化生產線三維仿真調試及監控方法，其特征在于，還包括步驟4)，搭建兩套PLC運行環境，一套PLC運行環境總線從站設備配置為實際運行態，采集實際設備級模塊運行的實時信號；另一套PLC運行環境總線從站設備配置為虛擬態，搭配OpenGL仿真軟件進行仿真調試，仿真調試完成后直接將修改后的PLC程序下載到實際運行環境的PLC中。

3.根據權利要求1所述的自動化生產線三維仿真調試及監控方法，其特征在于，步驟1)具體步驟為：

1.1)三維模型靜態建模，利用OpenGL仿真軟件建立自動化生產線的所有分模塊結構件的三維模型子函數；為每一種分模塊結構件的三維模型建立屬性參數；

1.2)三維模型動態運動建模，在建立分模塊結構件的三維模型子函數時，建立屬性參數：分模塊結構件需要運動及其運動所需參數；

1.3)將所有分模塊結構件組裝、搭建形成三維模型；在建模調取相應三維模型子函數時，若該分模塊結構件為靜態模塊，指定靜態模塊在視景體中的位置、大小比例、角度；若該分模塊結構件為動態模塊，指定動態模塊在視景體中的位置、大小、角度、需要運動及其運動所需的參數。

4.根據權利要求1所述的自動化生產線三維仿真調試及監控方法，其特征在于，步驟2)具體步驟為：

2.1)PLC虛擬模擬運行，PLC運行所需的所有數據從虛擬的三維模型中獲取；

2.2)OpenGL仿真軟件與PLC通訊，OpenGL仿真軟件與PLC的通訊分為兩部分，PLC通訊協議和網絡通訊；PLC通訊協議用于PLC與網絡通訊服務器之間的數據交互，網絡通訊用于網絡通訊服務器與網絡通訊客戶端之間的數據交互；

2.3)OpenGL仿真軟件與PLC數據映射，隨PLC邏輯控制動態運動；數據映射分為兩種：PLC對OpenGL仿真軟件的控制變量數據映射、OpenGL仿真軟件對PLC的反饋變量數據映射；將PLC中的控制變量映射到OpenGL仿真軟件中的三維模型的動態運動參數上，實現三維模型跟隨PLC程序邏輯的實時運動；在實現三維模型跟隨PLC程序邏輯的實時運動后，獲取三維模型的運動狀態，再反饋給PLC以實現閉環控制。

5.根據權利要求1所述的自動化生產線三維仿真調試及監控方法，其特征在于，步驟3)具體步驟為：

3.1)PLC通過EtherCAT總線通訊方式采集現場設備級模塊的實時信號；

3.2)三維仿真運動模塊的運動修正，將采集到的設備級模塊運行的實時信號再反饋給OpenGL仿真軟件進行三維仿真運動模塊的運動修正，OpenGL仿真軟件自身運動參數反饋信號與PLC采集的實際設備級傳感器信號進行對比、數據匹配、更新。

6.根據權利要求3所述的自動化生產線三維仿真調試及監控方法，其特征在于，步驟1.1)中，所述分模塊結構件包括：CNC加工中心、六軸機器人，四軸SCARA機器人、自動化輸送線線體、自動化托盤、自動化工裝、自動化治具、自動化儀器、自動化檢測臺、自動化料倉、照明設備、報警設備、檢測設備、執行設備；所述屬性參數包括：模塊在OpenGL視景體中的位置、模塊大小比例、模塊角度、模塊是否需要運動及其運動所需參數。

7.根據權利要求3所述的自動化生產線三維仿真調試及監控方法，其特征在于，步驟1.2)中，所述運動所需參數包括：模塊運動相對點設置、模塊運動速度、模塊運動方式、模塊運動相對距離。

8.根據權利要求4所述的自動化生產線三維仿真調試及監控方法，其特征在于，步驟2.1)中，PLC運行所需的所有數據包括：傳感器是否有信號、執行機構是否有動作。