一种基于PLC的虚拟仿真方法

本发明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。

背景技术：

1、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。

2、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。

3、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。

4、制造业数字化转型是大势所趋。

技术实现思路

1、为了解决工业生产过程中数字化转型相关技术难点，本发明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。

2、本发明提出一种基于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：

3、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；

4、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；

5、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；

6、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；

7、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。

8、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；

9、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。

10、进一步的，步骤2具体包括：

11、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。

12、进一步的，步骤5具体包括以下步骤：

13、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。

14、和现有技术相比，本发明的有益效果在于：

15、本发明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。

16、本发明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。

技术特征：

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：

2.如权利要求1所述的基于plc的虚拟仿真方法，其特征在于：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；

3.如权利要求1所述的基于plc的虚拟仿真方法，其特征在于：步骤2具体包括：

4.如权利要求1所述的基于plc的虚拟仿真方法，其特征在于：步骤5中，对实体plc

技术总结
本发明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。

技术研发人员：朱文华,左懿,刘欣,顾鸿良,孙张驰,蔡宝
受保护的技术使用者：上海第二工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13