林禮輝

（廈門龍凈環(huán)保節(jié)能科技有限公司，福建 廈門 361000）

1 虛擬控制對象設(shè)計理念

1.1 硬件與軟件選擇

本次研究所選擇的iFIX組態(tài)軟件是美國通用電氣公司（GE）所研發(fā)的先進(jìn)自動化監(jiān)控工業(yè)組態(tài)軟件，在實際生產(chǎn)過程中運用iFIX組態(tài)軟件可以通過對生產(chǎn)過程的可視化展示與實時數(shù)據(jù)收集，滿足工業(yè)生產(chǎn)自動化精準(zhǔn)監(jiān)控的需求，以便于更好地控制生產(chǎn)過程，進(jìn)一步提高工業(yè)生產(chǎn)的自動化與智能化效果，進(jìn)而增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。另外，iFIX組態(tài)軟件的基礎(chǔ)是SCADA組件，這一組態(tài)軟件在開放性方面具有較大的優(yōu)勢，憑借其內(nèi)涵豐富的圖形符號庫在PLC系統(tǒng)開發(fā)與完善的過程中更加具有適用性優(yōu)勢。

1.2 設(shè)計理念

以iFIX組態(tài)軟件為基礎(chǔ)，對PLC虛擬控制對象進(jìn)行開發(fā)與設(shè)計，在這個過程中，充分考慮iFIX組態(tài)軟件在讀取硬件與修改過程數(shù)據(jù)的特性，合理進(jìn)行PLC虛擬控制對象驅(qū)動設(shè)備I/O地址的設(shè)置，并使其與PLC系統(tǒng)自身的I/O地址范圍相同，采用利用信息傳輸線纜，連接安裝有計算機(jī)的iFIX節(jié)點與PLC系統(tǒng)硬件，對PLC系統(tǒng)程序進(jìn)行編程，在過程中要時刻注意PLC系統(tǒng)所需要的I/O分配，需要與PLC虛擬控制對象的I/O分配相同。在完成程序編程之后，通過網(wǎng)絡(luò)途徑進(jìn)行下載，并安裝到PLC系統(tǒng)中。這個過程中，帶有計算機(jī)的iFIX階段會將PLC數(shù)據(jù)信息以I/O驅(qū)動器為媒介進(jìn)行傳輸，使其保存在驅(qū)動映像表（DIT）當(dāng)中。而帶有計算機(jī)的iFIX節(jié)點，還可以通過掃描、示警與控制等各種方式處理驅(qū)動映像表（DIT）中相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，并將其轉(zhuǎn)存到數(shù)據(jù)庫中。iFIX界面中，可以將數(shù)據(jù)信息以鏈接的形式加以呈現(xiàn)。通過這種方式，虛擬控制對象就可以以數(shù)據(jù)變化情況為基礎(chǔ)進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)變，或采取相應(yīng)動作，帶有計算機(jī)的iFIX節(jié)點，則可以利用其計算機(jī)將PLC系統(tǒng)工作情況進(jìn)行展示。在這個過程中，利用iFIX組態(tài)軟件對PLC系統(tǒng)的虛擬控制對象動作進(jìn)行分析與研究，就可以有效研判PLC系統(tǒng)程序的正確與否[1]。

2 I/O驅(qū)動器

I/O驅(qū)動器設(shè)置需要采用iFIX組態(tài)軟甲以及GE PLC Systems RX3i，將二者與I/O驅(qū)動器相互連接完成I/O驅(qū)動器的配置。I/O驅(qū)動器的服務(wù)器選擇了GES OPC Server，并以其對PLC系統(tǒng)過程數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取。GES OPC Server能夠為相應(yīng)設(shè)備提供一定的開放式鏈接通道，可以滿足多個過程設(shè)備的相互連接，同時實現(xiàn)數(shù)據(jù)讀取與寫入的進(jìn)一步優(yōu)化，滿足RX3i系列中全部PLC系統(tǒng)常用地址格式的使用條件。在進(jìn)行相應(yīng)的畫面配置之前，需要提前設(shè)置對應(yīng)的I/O驅(qū)動器，在iFIX節(jié)點上的計算機(jī)設(shè)備中，進(jìn)行相應(yīng)的OPC軟件工具安裝。

登入OPC軟件，進(jìn)入相應(yīng)界面，并向其中增加相應(yīng)的聯(lián)通路徑、對象設(shè)備與相應(yīng)的傳輸數(shù)據(jù)塊，然后命名該聯(lián)通路徑，點選相應(yīng)的使能選框。對于增加的對象設(shè)備進(jìn)行設(shè)置，所設(shè)置的內(nèi)容包括設(shè)備名稱、IP地址、數(shù)據(jù)讀取時間等，完成設(shè)備設(shè)置之后，同樣點選相應(yīng)的使能選框。對于數(shù)據(jù)塊的相應(yīng)設(shè)計，則可以配置帶有計算機(jī)的iFIX節(jié)點及其對于PLC進(jìn)行讀取所記錄的過程數(shù)據(jù)地址信息，完成設(shè)置之后，同樣需要點選相應(yīng)的使能選框。通過以上操作，基本完成了I/O驅(qū)動器的相應(yīng)配置。

3 系統(tǒng)配置單元

在帶有計算機(jī)的iFIX節(jié)點上，完成對于I/O的配置之后，還需要以iFIX為基礎(chǔ)，通過其系統(tǒng)配置單元，針對連接增加相應(yīng)的PLC驅(qū)動文件?？紤]到PLC系統(tǒng)不同，需要添加的驅(qū)動文件也就不同，又因為本文所選用的工業(yè)組態(tài)軟件iFIX為美國通用公司研發(fā)的，因而在實際配置相應(yīng)系統(tǒng)單元時，建議通過GE公司官網(wǎng)進(jìn)行相應(yīng)驅(qū)動文件的下載，以確保驅(qū)動文件的實用性。設(shè)備配置完成之后，利用網(wǎng)絡(luò)途徑，將帶有計算機(jī)的iFIX節(jié)點及其過程硬件進(jìn)行連接，該iFIX計算機(jī)節(jié)點可以自行讀取過程硬件中的PLC過程數(shù)據(jù)，并在相應(yīng)的驅(qū)動映像表（DIT）中加以存儲。另外，示警與控制程序（SAC）中，將一定的掃描時間作為運轉(zhuǎn)周期，實現(xiàn)驅(qū)動映像表（DIT）中存儲的過程數(shù)據(jù)由不規(guī)則數(shù)據(jù)向規(guī)則化數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化，并以數(shù)據(jù)庫的形式加以存儲，以便于后續(xù)的數(shù)據(jù)應(yīng)用，可以滿足虛擬畫面在計算機(jī)界面中以數(shù)據(jù)鏈接形式加以顯示的需要[2]。

4 虛擬控制對象的開發(fā)

4.1 圖形設(shè)計

iFIX組態(tài)軟件在PLC虛擬控制對象設(shè)計中的應(yīng)用，所需要的圖形界面，是一種對事物控制對象的仿真模擬，并利用圖形界面進(jìn)行虛擬顯示，在這個過程中，以iFIX組態(tài)軟件中的圖形符號集元素或繪圖工具就可以完成控制對象的仿真虛擬化處理，當(dāng)然也可以運用更加專業(yè)的圖形處理應(yīng)用軟件來實現(xiàn)。在制作完成虛擬控制對象圖形之后，將其納入到i-FIX組態(tài)軟件當(dāng)中，從而使虛擬控制對象的專業(yè)性與仿真效果進(jìn)一步提升。以某自動化工業(yè)生產(chǎn)線為例，在利用iFIX組態(tài)軟件進(jìn)行PLC虛擬控制對象圖形轉(zhuǎn)化與設(shè)計時，由于iFIX組態(tài)軟件中自身配置的圖形符號集并不具備能夠代表該工業(yè)生產(chǎn)線的圖形或符號，因此在開發(fā)虛擬控制對象時，就需要技術(shù)人員結(jié)合該工業(yè)生產(chǎn)線的特點與工作環(huán)境，利用繪圖工具進(jìn)行設(shè)計。在這個過程中，也可以對人機(jī)交互界面進(jìn)行調(diào)整與設(shè)計，以便于更好地實現(xiàn)人機(jī)交互。

4.2 數(shù)據(jù)庫建立

帶有計算機(jī)的iFIX節(jié)點運行虛擬控制對象時，計算機(jī)會首先讀取PLC在控制過程中產(chǎn)生的過程數(shù)據(jù)，以I/O為主要路徑，同時以掃描等形式將其進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使其以某種數(shù)據(jù)格式存儲在數(shù)據(jù)庫當(dāng)中。打開iFIX組態(tài)軟件的數(shù)據(jù)庫管理器，對過程數(shù)據(jù)分別建立與之相應(yīng)的數(shù)據(jù)標(biāo)簽，而數(shù)據(jù)標(biāo)簽的建立，應(yīng)當(dāng)以PLC系統(tǒng)運行所需為基礎(chǔ)，充分考量虛擬控制對象的運行需要，并一一體現(xiàn)在數(shù)據(jù)標(biāo)簽上，為接下來的iFIX節(jié)點顯示中虛擬控制對象的設(shè)計與建立提供便利，并且通過過程數(shù)據(jù)連接提高虛擬控制對象的操作效果。綜合考量實際需求，以驅(qū)動器類型為基礎(chǔ)進(jìn)行與過程數(shù)據(jù)標(biāo)簽相對應(yīng)的過程設(shè)備，確定名稱之后進(jìn)行I/O地址與信號條件填寫[3]。

5 結(jié)語

為了更好地發(fā)揮出PLC在工業(yè)生產(chǎn)與服務(wù)自動化建設(shè)中的巨大作用，在PLC自動化控制系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)用相應(yīng)的iFIX組態(tài)軟件，以之為基礎(chǔ)更好地開發(fā)相應(yīng)的虛擬設(shè)備及虛擬控制對象。通過這種方法減少以往投入在PLC事物控制對象中的成本，進(jìn)一步提高PLC系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性。同時也可以減少實驗與設(shè)計時間成本的投入，并且提高實驗與研究的安全性。

[1]李玉琴.基于工業(yè)組態(tài)軟件的遠(yuǎn)程PLC虛擬控制系統(tǒng)的開發(fā)探析[J].電子測試，2018（Z1）：88-89.

[2]原云峰.基于iFIX組態(tài)軟件的PLC虛擬控制對象設(shè)計[J].岳陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2012，27（1）：90-92.

[3]梁廷魁.iFix組態(tài)軟件在虛擬控制對象中的應(yīng)用[J].機(jī)械工程與自動化，2011（3）：197-199.