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1  引言

    隨著生產(chǎn)自動化水平的提高，以及各種監(jiān)控系統(tǒng)的需要，PLC的應(yīng)用越來越廣泛。現(xiàn)場要求設(shè)備操作方便，修理維護簡單，能長期穩(wěn)定無故障運行，同時也要求PLC能根據(jù)各種突發(fā)情況，做出實時的正確的反應(yīng)，因此要求在調(diào)試PLC時能模擬各種運行情況，檢驗程序設(shè)計的正確性及完備性。就目前情況來說，許多公司提供的PLC編程軟件僅有在線監(jiān)視和程序調(diào)試功能，而無離線仿真功能。這樣，設(shè)計人員若要模擬實際工況，就必須在有PLC的情形下，通過現(xiàn)場或?qū)嶒炇业母鞣N開關(guān)、按鈕來模擬現(xiàn)場情況，而對許多模擬量模擬卻較困難，并且有些工作情況難以進行模擬。這樣需要花費大量的時間來調(diào)試設(shè)備，況且很難給用戶提供系統(tǒng)各種運行情況下的外部直觀響應(yīng)。而eM-Power軟件的新模塊 eM-PLC可以解決上述困難。

2  eM-PLC軟件簡介

    Tecnomatix公司的eM-Power是一個集成化的虛擬環(huán)境，用于對生產(chǎn)過程的各個環(huán)節(jié)，在不同的層次（小到操作步驟，大到生產(chǎn)單元、生產(chǎn)線乃至整個工廠）進行設(shè)計、仿真、分析和優(yōu)化。eM-PLC是eM-Power軟件中的PLC仿真模塊，它能夠離線編寫PLC程序。集成式的虛擬平臺使工程工藝流程化，把工藝設(shè)計和自動化加工緊密聯(lián)系起來，使二者達到無縫連接。

    通常，電控工程師主要根據(jù)書面形式的狀態(tài)圖、機械設(shè)計人員和工藝工程師提供的二維圖和電子數(shù)據(jù)表來設(shè)計硬件，編寫控制程序。在設(shè)計和編程過程中不斷的重復(fù)輸入相同的數(shù)據(jù)，存在比較高的錯誤率，eM-PLC可以避免此類錯誤的發(fā)生，它為控制工程師提供最新的精確數(shù)據(jù)并且在實際生產(chǎn)前驗證控制結(jié)果的準確性。

    開發(fā)時間和成本兩大因素給新產(chǎn)品開發(fā)帶來很大壓力，在產(chǎn)品設(shè)計時PLC編程不再被看作是孤立的功能。eM-PLC和西門子公司的STEP 7 結(jié)合起來，并行進行機械設(shè)計并且控制各個部門的工作，高度共享產(chǎn)品信息。eM-PLC直接根據(jù)虛擬制造單元自動生成PLC代碼，在實際生產(chǎn)前進行虛擬開發(fā)。這樣，可以優(yōu)化工藝設(shè)計，有效縮短研制開發(fā)周期，降低開發(fā)成本。

3  eM-PLC軟件優(yōu)點

    eM-PLC具有以下特點：
    (1)  通過共享制造信息，使機構(gòu)設(shè)計和控制部門并行工作；
    (2)  在虛擬平臺上可以驗證產(chǎn)品單元和時間周期的可行性；
    (3)  提高產(chǎn)品設(shè)計工藝速度、連貫性和可靠性；
    (4)  離線生成文件，縮短開發(fā)周期，降低開發(fā)成本；
    (5)  在產(chǎn)品設(shè)計階段，可視化、最優(yōu)化設(shè)備的功能和動作；
    (6)  在虛擬模型上進行PLC程序修改的評估，而不是在現(xiàn)實設(shè)備上來冒險；
    (7)  可以在實際的PLC硬件上進行預(yù)開發(fā)；
    (8)  通過人機交互進行生產(chǎn)單元操作。
    eM-PLC能夠優(yōu)化PLC程序。作為制造過程管理(MPM)軟件eM-Power的一個模塊，工程師可以在三維虛擬環(huán)境中設(shè)計制造單元、數(shù)字化專用機械和工藝并向虛擬環(huán)境傳遞控制信息。該系統(tǒng)可以自動生成PLC代碼，該代碼在實際應(yīng)用前得到仿真和驗證。eM-PLC加速了規(guī)劃和加工過程，縮短產(chǎn)品研制開發(fā)周期，加速上市時間。

4  eM-PLC和STEP 7結(jié)合的特點

    eM-PLC就像一個經(jīng)驗豐富的控制工程師，滿足生成PLC程序所有基本的和高級的要求。
    (1)  根據(jù)IEC 61131-3標準，在標識表里自動定義所使用的標識符，并且考慮到用戶預(yù)先定義和保護的輸入/輸出/存儲器范圍；
    (2)  將操作順序轉(zhuǎn)換成順序流程圖（S7-GRAPH）。具有把時序分為獨立的子時序并自動同步，并且考慮綜合維護的內(nèi)置功能；
    (3)  支持梯形圖、功能塊圖、語句表和結(jié)構(gòu)控制語言；
    (4)  用戶自定義功能塊庫完全整體化，能自動給庫元件參數(shù)賦值；
    (5)  通過使用"黑盒子"邏輯塊，使沒有機構(gòu)運動或者三維描繪的裝置一體化；
    (6)  支持在STEP 7中進行手動修改，確認并下載和eM-PLC一起使用；
    (7)  驗證過的正確程序和已經(jīng)存在的PLC程序容易結(jié)合成一個整體；
    (8)  高級變量操作允許有效再利用資源，支持多樣化工作模式。

    控制工程師不能從機械設(shè)計那里直接得到最新的準確數(shù)據(jù)，只有在實際運行中驗證設(shè)計和程序控制結(jié)果的可行性。通常在新產(chǎn)品上市過程中，設(shè)計和開發(fā)階段起關(guān)鍵性作用。在這個階段隨時都需要進行設(shè)計修改，會造成直接成本增加，產(chǎn)品滯延，收入下降，甚至?xí)G失市場份額。