CN108614516A - 一种虚拟plc仿真系统及方法 - Google Patents

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孙长伟
李征
曲昀卿
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王薇
冯凌云
蓝乙林
肖郑
莫其逢
陆茵
管名豪
刘保亮
戚凌志
张豪
饶钟权
郑涛
苏燕莹
陈开麟
王登威
林景栎
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B19/05—Programmable logic controllers, e.g. simulating logic interconnections of signals according to ladder diagrams or function charts
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/10—Plc systems
    • G05B2219/13—Plc programming
    • G05B2219/13004—Programming the plc

Abstract

本发明公开了一种虚拟PLC仿真系统，其包括有安装于计算机的：一导入模块，用于导入PLC程序，对PLC程序进行逻辑分析，将分析结果保存为配置文件；一解析模块，用于读取配置文件；一虚拟PLC运行模块，用于根据PLC运行原理对已读取的配置文件进行数据处理；多个虚拟执行设备，用于根据虚拟PLC运行模块的数据处理结果而仿真执行相应动作。本发明了通过软件学习编写并测试各种品牌PLC控制程序，学习过程简单有效，特别是在学习研究过程中，可结合演练过程解决真实PLC项目中会遇到的问题，大大增加了设计项目的可性行，同时减少了调试环节所占用的时间，使得设计项目更容易满足控制要求，进而保证整个系统安全可靠的运行。

Description

一种虚拟PLC仿真系统及方法
技术领域
本发明涉及PLC程序测试和仿真技术领域，尤其涉及一种虚拟PLC仿真系统及方法。
背景技术
现有技术中，请参照图1，学习PLC编程时需要通过计算机编程软件10编写PLC控制程序，然后连接PLC控制器11，把程序写入PLC控制器11的程序存储器，最后通过连接执行设备12反复测试调试。这种系统结构存在如下缺陷：
首先，学习成本高。学习编程时需要PC和PLC，在没有开展实际PLC项目之前，无法确定购买哪种PLC进入学习，如果学习不同品牌又需要购买多个PLC控制器。
其次，测试成本高。编写好的PLC控制程序需要连接执行设备12来进行测试，稍有不当，则有可能造成设备的损坏，若缺乏调试设备，甚至无法进行测试，因而不便于用户学习研究。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种能够利用计算机进行编程、解析、处理、仿真运行，从而降低学习与测试成本、提高学习与研究效率的虚拟PLC仿真系统及方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。
一种虚拟PLC仿真系统，其包括有安装于计算机的：一导入模块，用于导入PLC程序，对PLC程序进行逻辑分析，将分析结果保存为配置文件；一解析模块，用于读取配置文件；一虚拟PLC运行模块，用于根据PLC运行原理对已读取的配置文件进行数据处理；多个虚拟执行设备，用于根据虚拟PLC运行模块的数据处理结果而仿真执行相应动作。
优选地，所述虚拟PLC运行模块对配置文件进行数据处理后生成或者更新内存数据模型。
优选地，所述虚拟PLC运行模块还用于循环监视多个虚拟执行设备的执行状态。
一种虚拟PLC仿真方法，该方法基于一系统实现，所述系统包括有安装于计算机的一导入模块、一解析模块、一虚拟PLC运行模块和多个虚拟执行设备，所述方法包括如下步骤：步骤S1，利用PLC控制器所对应的编程软件编写PLC程序；步骤S2，利用所述导入模块导入PLC程序；步骤S3，所述导入模块对PLC程序进行逻辑分析，将分析结果保存为配置文件；步骤S4，所述虚拟PLC运行模块调用解析模块，所述解析模块读取配置文件；步骤S5，所述虚拟PLC运行模块根据PLC运行原理对已读取的配置文件进行数据处理；步骤S6，所述虚拟PLC运行模块将数据处理结果加载于相应的虚拟执行设备，以令所述虚拟执行设备仿真执行相应动作。
优选地，所述步骤S5中，所述虚拟PLC运行模块对配置文件进行数据处理后生成或者更新内存数据模型。
优选地，所述步骤S6中，所述虚拟执行设备先获取内存数据模型，之后仿真执行相应动作。
优选地，还包括设备监视步骤：所述虚拟执行设备执行相应动作的过程中，所述虚拟PLC运行模块循环监视多个虚拟执行设备的执行状态。
本发明公开的虚拟PLC仿真系统，其应用过程中，首先利用编程软件编写PLC程序，再将PLC程序加载于导入模块，利用导入模块对PLC程序进行逻辑分析后保存为配置文件，当虚拟PLC运行模块调用解析模块时，由解析模块读取配置文件，之后虚拟PLC运行模块根据PLC运行原理对已读取的配置文件进行数据处理，最后虚拟执行设备根据数据处理结果仿真执行相应动作。基于上述原理，本发明了通过软件学习编写并测试各种品牌PLC控制程序，不仅学习过程简单有效，而且经济实用，特别是在学习研究过程中，可结合演练过程解决真实PLC项目中会遇到的问题，大大增加了设计项目的可性行，同时减少了调试环节所占用的时间，使得设计项目更容易满足控制要求，进而保证整个系统安全可靠的运行。
附图说明
图1为现有PLC学习测试系统的组成框图。
图2为本发明虚拟PLC仿真系统的组成框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作更加详细的描述。
本发明公开了一种虚拟PLC仿真系统，请参照图2，其包括有安装于计算机的：
一导入模块2，用于导入PLC程序，对PLC程序进行逻辑分析，将分析结果保存为配置文件；
一解析模块3，用于读取配置文件；
一虚拟PLC运行模块4，用于根据PLC运行原理对已读取的配置文件进行数据处理；
多个虚拟执行设备5，用于根据虚拟PLC运行模块4的数据处理结果而仿真执行相应动作。
上述虚拟PLC仿真系统在应用过程中，首先利用编程软件1编写PLC程序，再将PLC程序加载于导入模块2，利用导入模块2对PLC程序进行逻辑分析后保存为配置文件，当虚拟PLC运行模块4调用解析模块3时，由解析模块3读取配置文件，之后虚拟PLC运行模块4根据PLC运行原理对已读取的配置文件进行数据处理，最后虚拟执行设备5根据数据处理结果仿真执行相应动作。基于上述原理，本发明了通过软件学习编写并测试各种品牌PLC控制程序，不仅学习过程简单有效，而且经济实用，特别是在学习研究过程中，可结合演练过程解决真实PLC项目中会遇到的问题，大大增加了设计项目的可性行，同时减少了调试环节所占用的时间，使得设计项目更容易满足控制要求，进而保证整个系统安全可靠的运行。
本实施例中，所述虚拟PLC运行模块4对配置文件进行数据处理后生成或者更新内存数据模型。进一步地，所述虚拟PLC运行模块4还用于循环监视多个虚拟执行设备5的执行状态。
为了更好地描述本发明的技术方案，本发明还公开了一种虚拟PLC仿真方法，请参照图2，该方法基于一系统实现，所述系统包括有安装于计算机的一导入模块2、一解析模块3、一虚拟PLC运行模块4和多个虚拟执行设备5，所述方法包括如下步骤：
步骤S1，利用PLC控制器所对应的编程软件1编写PLC程序；
步骤S2，利用所述导入模块2导入PLC程序；
步骤S3，所述导入模块2对PLC程序进行逻辑分析，将分析结果保存为配置文件；
步骤S4，所述虚拟PLC运行模块4调用解析模块3，所述解析模块3读取配置文件；
步骤S5，所述虚拟PLC运行模块4根据PLC运行原理对已读取的配置文件进行数据处理；
步骤S6，所述虚拟PLC运行模块4将数据处理结果加载于相应的虚拟执行设备5，以令所述虚拟执行设备5仿真执行相应动作。
上述方法的所述步骤S5中，所述虚拟PLC运行模块4对配置文件进行数据处理后生成或者更新内存数据模型。
作为一种优选方式，所述步骤S6中，所述虚拟执行设备5先获取内存数据模型，之后仿真执行相应动作。
为了实现闭环控制，本实施例还包括设备监视步骤：所述虚拟执行设备5执行相应动作的过程中，所述虚拟PLC运行模块4循环监视多个虚拟执行设备5的执行状态。
本发明公开的虚拟PLC仿真系统及方法，其实际应用过程中，可参考如下实施例：
本发明系统可用于学习PLC编程、测试过程中，相比之下，传统的学习过程是把编程完成的程序直接写入PLC，而本发明中利用导入模块分析PLC程序逻辑，然后转化导入到系统中成为配置文件，导入过程具体包括如下步骤：
首先，导入模块读取PLC程序；
其次，导入模块分析PLC程序；
之后，导入模块将分析结果存为本地配置文件。
在仿真运行环节，虚拟PLC运行模块调用解析模块，并使用PLC的运行原理读取配置文件，解析并运行此配置，以达到仿真PLC的目的，具体涉及如下步骤：
a、虚拟PLC运行模块循环监视虚拟执行设备的运行状态；
b、保存虚拟执行设备的数据模型至内存；
c、调用解析模块，请求解析配置文件；
d、解析模块逐条读取配置文件；
e、虚拟PLC运行模块逐条执行导入的配置文件，使用所需的数据进入运算处理；
f、执行完后，改变内存数据模型；
g、虚拟执行设备获取内存数据模型进行变化。
本发明公开的虚拟PLC仿真系统及方法，其相比现有技术而言的有益效果在于，本发明只需要一台计算机，可以在已经学会编程的情况下开展PLC的实际项目，同时，本发明模拟了硬件PLC的真实工作流程，把PLC控制程序直接导入成配置文件，立刻能够在软件中测试PLC控制程序运行是否正确，进而提高了学习、研究、测试效率，进而满足用户需求。
以上所述只是本发明较佳的实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的技术范围内所做的修改、等同替换或者改进等，均应包含在本发明所保护的范围内。

Claims (7)

1.一种虚拟PLC仿真系统，其特征在于，包括有安装于计算机的：
一导入模块(2)，用于导入PLC程序，对PLC程序进行逻辑分析，将分析结果保存为配置文件；
一解析模块(3)，用于读取配置文件；
一虚拟PLC运行模块(4)，用于根据PLC运行原理对已读取的配置文件进行数据处理；
多个虚拟执行设备(5)，用于根据虚拟PLC运行模块(4)的数据处理结果而仿真执行相应动作。
2.如权利要求1所述的虚拟PLC仿真系统，其特征在于，所述虚拟PLC运行模块(4)对配置文件进行数据处理后生成或者更新内存数据模型。
3.如权利要求1所述的虚拟PLC仿真系统，其特征在于，所述虚拟PLC运行模块(4)还用于循环监视多个虚拟执行设备(5)的执行状态。
4.一种虚拟PLC仿真方法，其特征在于，该方法基于一系统实现，所述系统包括有安装于计算机的一导入模块(2)、一解析模块(3)、一虚拟PLC运行模块(4)和多个虚拟执行设备(5)，所述方法包括如下步骤：
步骤S1，利用PLC控制器所对应的编程软件(1)编写PLC程序；
步骤S2，利用所述导入模块(2)导入PLC程序；
步骤S3，所述导入模块(2)对PLC程序进行逻辑分析，将分析结果保存为配置文件；
步骤S4，所述虚拟PLC运行模块(4)调用解析模块(3)，所述解析模块(3)读取配置文件；
步骤S5，所述虚拟PLC运行模块(4)根据PLC运行原理对已读取的配置文件进行数据处理；
步骤S6，所述虚拟PLC运行模块(4)将数据处理结果加载于相应的虚拟执行设备(5)，以令所述虚拟执行设备(5)仿真执行相应动作。
5.如权利要求4所述的虚拟PLC仿真方法，其特征在于，所述步骤S5中，所述虚拟PLC运行模块(4)对配置文件进行数据处理后生成或者更新内存数据模型。
6.如权利要求5所述的虚拟PLC仿真方法，其特征在于，所述步骤S6中，所述虚拟执行设备(5)先获取内存数据模型，之后仿真执行相应动作。
7.如权利要求4所述的虚拟PLC仿真方法，其特征在于，还包括设备监视步骤：所述虚拟执行设备(5)执行相应动作的过程中，所述虚拟PLC运行模块(4)循环监视多个虚拟执行设备(5)的执行状态。
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