CN113075915A - 基于em-plant的虚拟仿真实现方法、系统及设备 - Google Patents

基于em-plant的虚拟仿真实现方法、系统及设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于em‑plant的虚拟仿真实现方法、系统及设备，包括利用em‑plant仿真软件，建立em‑plant生产流水线仿真模型，并编写生产流水线仿真模型的控制程序；采用TIA Portal软件，构建PLC执行控制程序；利用虚拟PLC模块，在em‑plant仿真软件与TIA Portal软件之间建立通讯连接，并将em‑plant生产流水线仿真模型与PLC执行控制程序进行绑定；运行em‑plant生产流水线仿真模型，得到基于em‑plant生产流水线仿真实现结果；本发明采用虚拟PLC模块实现了仿真软件与TIA Portal软件的交互；利用em‑plant仿真软件进行生产流水线的仿真模拟，将仿真模拟结果通过虚拟PLC模块传输至TIA Portal软件，利用TIA Portal软件对实际生产流水线进行控制，能够直观展示仿真模拟结果，并实现对实际生产情况的描述。

Description

基于em-plant的虚拟仿真实现方法、系统及设备
技术领域
本发明属于自动化生产技术领域，特别涉及一种基于em-plant的虚拟仿真实现方法、系统及设备。
背景技术
利用数字化技术革新传统制造模式，实现虚拟数字样机与PLC控制系统的融合，是制造业的发展趋势；用虚拟样机技术可以在不用制造实物样机的情况下，最大限度模拟和替代实物样机，并减少实物样机实验周期与成本。
目前，已有的虚拟仿真实现包括：
(1)基于工业标准OPC(OLE for Process Control)技术的通信，选定PLC控制器的型号，加入视窗控制中心(WINCC)；其中，利用WINCC作为人机交互系统，通过OPC协议通讯，将数据传输到虚拟模型中；经过运算处理，将数据重新通过OPC协议通讯传输回上位机(PCStation)，导回WINCC，显示相应的数据；其中，虚拟模型为matlab软件模型；该方法只能实现通信，无法直观的展示模型；
(2)利用3Dmax、虚幻4引擎等软件对流水线进行绘制，能很好的展示流水线的三维效果，再根据需要进行动画绘制，即可达到仿真效果；但由于缺少与PLC控制器的交互，使得仿真的结果取决于动画的制作效果，不能描述实际生产情况。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种基于em-plant的虚拟仿真实现方法及系统；以解决现有的虚拟仿真实现过程，虚拟仿真模型无法与PLC控制系统进行交互的技术问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
本发明提供了一种基于em-plant的虚拟仿真实现方法，包括以下步骤：
利用em-plant仿真软件，建立em-plant生产流水线仿真模型，并编写生产流水线仿真模型的控制程序；
采用TIA Portal软件，构建PLC执行控制程序；
利用虚拟PLC模块，在em-plant仿真软件与TIA Portal软件之间建立通讯连接，并将em-plant生产流水线仿真模型与PLC执行控制程序进行绑定；
根据生产流水线仿真模型的控制程序，运行em-plant生产流水线仿真模型，得到基于em-plant生产流水线仿真实现结果。
进一步的，采用em-plant仿真软件的工序模块，建立em-plant生产流水线仿真模型；其中，工序模块包括物料源模块、加工工位模块、并行工位模块、拆卸工位模块、传送带模块及物料终结模块。
进一步的，em-plant仿真软件与虚拟PLC模块之间采用TCP/IP的通信协议；TIAPortal软件与虚拟PLC模块之间采用TCP/IP的通信协议。
进一步的，利用虚拟PLC模块，在em-plant仿真软件与TIA Portal软件之间建立通讯连接，具体如下：
在虚拟PLC模块中设置通讯数据；根据设置的通讯数据，采用TCP/IP的通信协议将虚拟PLC模块分别与em-plant仿真软件及TIA Portal软件建立通讯连接；其中，通讯数据包括虚拟PLC模块名称、虚拟PLC模块的IP地址及与虚拟PLC模块通讯的时间间隔。
进一步的，将em-plant生产流水线仿真模型与PLC执行控制程序进行绑定的过程，具体如下：
将PLC执行控制程序编译后导入虚拟PLC模块；
在虚拟PLC模块中，将em-plant生产流水线仿真模型的输入属性与编译后的PLC执行控制程序的输入节点进行绑定，将em-plant生产流水线仿真模型的输出属性与编译后的PLC执行控制程序的输出节点进行绑定。
进一步的，生产流水线仿真模型的控制程序采用在em-plant仿真软件中通过Simtalk语言编写得到。
进一步的，生产流水线仿真模型的控制程序包括加工工位的准备时间控制程序、加工时间控制程序、物料源的原材料生产顺序控制程序及加工时间间隔控制程序。
进一步的，虚拟PLC模块采用PLCSIM仿真软件；其中，PLCSIM仿真软件的型号为西门子S7-PLCSIM Advanced V3.0。
本发明还提供了一种基于em-plant的虚拟仿真实现系统，包括仿真模型单元、控制程序单元、通讯单元及输出单元；
仿真模型单元，用于利用em-plant仿真软件，建立em-plant生产流水线仿真模型，并编写生产流水线仿真模型的控制程序；
控制程序单元，用于采用TIAPortal软件，构建PLC执行控制程序；
通讯单元，用于利用虚拟PLC模块，在em-plant仿真软件与TIAPortal软件之间建立通讯连接，并将em-plant生产流水线仿真模型与PLC执行控制程序进行绑定；
输出单元，用于根据生产流水线仿真模型的控制程序，运行em-plant生产流水线仿真模型，得到基于em-plant生产流水线仿真实现结果。
本发明还提供了一种基于em-plant的虚拟仿真实现设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器中并可在所述处理器中运行的可执行指令；所述处理器执行所述可执行指令时实现所述的基于em-plant的虚拟仿真实现方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供了一种基于em-plant的虚拟仿真实现方法、系统及设备，采用虚拟PLC模块在em-plant仿真软件与TIA Portal软件之间建立通讯连接，实现了仿真软件与TIAPortal软件的交互；利用em-plant仿真软件进行生产流水线的仿真模拟，将仿真模拟结果通过虚拟PLC模块传输至TIA Portal软件，利用TIA Portal软件对实际生产流水线进行控制，能够直观展示仿真模拟结果，并实现对实际生产情况的描述；有效节省了PLC控制的实验调试成本，对检验PLC执行控制程序的可行性及提前对生产流水线系统进行优化具有重要价值。
进一步的，通过在虚拟PLC模块中，将em-plant生产流水线仿真模型的输入属性与编译后的PLC执行控制程序的输入节点进行绑定，将em-plant生产流水线仿真模型的输出属性与编译后的PLC执行控制程序的输出节点进行绑定，实现了将em-plant仿真软件中控制em-plant生产流水线仿真模型的动作节点，与TIA Portal软件控制实际生产流水线的动作节点进行绑定，绑定之后em-plant仿真软件中模型的动作会通讯给TIA Portal软件去控制实际生产流水线的动作。
本发明所述的虚拟仿真实现方法及系统，易于对真实生产流水线进行仿真及编写PLC执行控制程序；em-plant仿真软件与TIA Portal软件之间通过虚拟PLC模块进行通讯，传递虚拟模型数据的方式易于上手；通过不同软件间的通讯，从而传输数据，将虚拟仿真模拟结果反馈到实际机器，虚拟仿真部分由em-plant仿真软件完成，实际控制程序由TIAPortal软件完成，中间通讯采用虚拟PLC模块，通讯协议均为TCP/IP通讯，实现了在em-plant仿真软件中看到虚拟仿真模型动作的同时，实际生产流水线的启动控制。
附图说明
图1为实施例所述的基于em-plant的虚拟仿真实现方法流程示意图；
图2为实施例中利用TIA Portal软件编写的电机控制程序图；
图3为实施例中的虚拟PLC模块的界面图；
图4为实施例中的输入/输出节点绑定结果的界面图；
图5为实施例中通讯成功后由em-plant仿真实现结果触发导通的电机程序图。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题，技术方案及有益效果更加清楚明白，以下具体实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种基于em-plant的虚拟仿真实现方法，包括以下步骤：
步骤1、利用em-plant仿真软件，建立em-plant生产流水线仿真模型，并编写生产流水线仿真模型的控制程序。
本发明中，采用在em-plant仿真软件的工序模块，建立em-plant生产流水线仿真模型；其中，工序模块包括物料源模块、加工工位模块、并行工位模块、拆卸工位模块、传送带模块及物料终结模块；步骤1中，采用在em-plant仿真软件中，通过Simtalk语言编写生产流水线仿真模型的控制程序；其中，生产流水线仿真模型的控制程序包括加工工位的准备时间控制程序、加工时间控制程序、物料源的原材料生产顺序控制程序及加工时间间隔控制程序。
步骤2、采用TIA Portal软件，构建PLC执行控制程序；其中，PLC执行控制程序为用于控制实际生产流水线运行的PLC控制模块所执行的控制程序。
步骤3、利用虚拟PLC模块，在em-plant仿真软件与TIA Portal软件之间建立通讯连接，并将em-plant生产流水线仿真模型与PLC执行控制程序进行绑定。
本发明中，虚拟PLC模块作为em-plant仿真软件与TIA Portal软件之间的交互桥梁，实现em-plant仿真软件与TIA Portal软件之间的通讯连接；其中，em-plant仿真软件与虚拟PLC模块之间采用TCP/IP的通信协议；TIA Portal软件与虚拟PLC模块之间采用TCP/IP的通信协议；优选的，虚拟PLC模块采用PLCSIM仿真软件；其中，PLCSIM仿真软件的型号为西门子S7-PLCSIM Advanced V3.0。
利用虚拟PLC模块，在em-plant仿真软件与TIA Portal软件之间建立通讯连接，具体如下：在虚拟PLC模块中设置通讯数据；根据设置的通讯数据，采用TCP/IP的通信协议将虚拟PLC模块分别与em-plant仿真软件及TIA Portal软件建立通讯连接；其中，通讯数据包括虚拟PLC模块名称、虚拟PLC模块的IP地址及与虚拟PLC模块通讯的时间间隔。
利用虚拟PLC模块，将em-plant生产流水线仿真模型与PLC执行控制程序进行绑定的过程，具体如下：将PLC执行控制程序编译后导入虚拟PLC模块；在虚拟PLC模块中，将em-plant生产流水线仿真模型的输入属性与编译后的PLC执行控制程序的输入节点进行绑定，将em-plant生产流水线仿真模型的输出属性与编译后的PLC执行控制程序的输出节点进行绑定。
步骤4、对于em-plant生产流水线仿真模型，根据生产流水线仿真模型的控制程序，运行em-plant生产流水线仿真模型，得到基于em-plant生产流水线仿真实现结果，并根据基于em-plant生产流水线仿真实现结果，通过TIA Portal软件对实际生产流水线进行控制。
工作原理：
本发明所述的一种基于em-plant的虚拟仿真实现方法，利用em-plant仿真软件自带的工序模块进行生产流水线仿真模型搭建，得到em-plant生产流水线仿真模型，用于模拟真实生产流水线；并使用Simtalk编程语言编写生产流水线仿真模型的控制程序，对em-plant生产流水线仿真模型进行设计，赋予其与真实流水线相似的生产能力；
通过虚拟PLC模块作为桥梁，实现em-plant仿真软件与TIA Portal软件之间的通讯交互，em-plant仿真软件与虚拟PLC模块之间采用TCP/IP协议进行通讯，TIA Portal软件与虚拟PLC模块之间采用TCP/IP协议进行通讯，通过TCP/IP协议将em-plant生产流水线仿真模型的模型属性与虚拟PLC模块进行连接；并在虚拟PLC模块与TIA Portal软件互相传递em-plant生产流水线仿真模型与PLC执行控制程序的输入/输出变量，实现虚拟仿真技术中，虚拟仿真模型与TIA Portal软件中PLC执行控制程序的绑定，并实时仿真。
本发明中，采用虚拟PLC模块在em-plant仿真软件与TIAPortal软件之间建立通讯连接，实现了仿真软件与TIA Portal软件的交互；利用em-plant仿真软件进行生产流水线的仿真模拟，将仿真模拟结果通过虚拟PLC模块传输至TIA Portal软件，利用TIA Portal软件对实际生产流水线进行控制，能够直观展示仿真模拟结果，并实现对实际生产情况的描述；有效节省了PLC控制的实验调试成本，对检验PLC执行控制程序的可行性及提前对生产流水线系统进行优化具有重要价值。
本发明还提供了一种基于em-plant的虚拟仿真实现系统，包括仿真模型单元、控制程序单元、通讯单元及输出单元；仿真模型单元，用于利用em-plant仿真软件，建立em-plant生产流水线仿真模型，并编写生产流水线仿真模型的控制程序；控制程序单元，用于采用TIA Portal软件，构建PLC执行控制程序；通讯单元，用于利用虚拟PLC模块，在em-plant仿真软件与TIA Portal软件之间建立通讯连接，并将em-plant生产流水线仿真模型与PLC执行控制程序进行绑定；输出单元，用于根据生产流水线仿真模型的控制程序，运行em-plant生产流水线仿真模型，得到基于em-plant生产流水线仿真实现结果；并根据基于em-plant生产流水线仿真实现结果对实际生产流水线进行控制。
本发明还提供了一种基于em-plant的虚拟仿真实现设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序；所述处理器执行所述计算机程序时，实现上述基于em-plant的虚拟仿真实现方法中的步骤；或者，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述基于em-plant的虚拟仿真实现系统中各个单元的功能。
示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个单元，所述一个或多个单元被存储在所述存储器中，并有所述处理器执行，以完成本发明。
所述一个或多个单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述空中交通管制系统威胁影响分析设备中的执行过程。例如，所述计算机程序可以被分割成仿真模型单元、控制程序单元、通讯单元及输出单元；仿真模型单元，用于利用em-plant仿真软件，建立em-plant生产流水线仿真模型，并编写生产流水线仿真模型的控制程序；控制程序单元，用于采用TIA Portal软件，构建PLC执行控制程序；通讯单元，用于利用虚拟PLC模块，在em-plant仿真软件与TIA Portal软件之间建立通讯连接，并将em-plant生产流水线仿真模型与PLC执行控制程序进行绑定；输出单元，用于根据生产流水线仿真模型的控制程序，运行em-plant生产流水线仿真模型，得到基于em-plant生产流水线仿真实现结果；并根据基于em-plant生产流水线仿真实现结果对实际生产流水线进行控制。
本发明所述的基于em-plant的虚拟仿真实现设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述的基于em-plant的虚拟仿真实现设备可包括，但不仅限于，处理器和存储器。本领域技术人员可以理解，上述基于em-plant的虚拟仿真实现设备仅仅是该设备的示例，并不构成对基于em-plant的虚拟仿真实现设备的限定，可以包括更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述基于em-plant的虚拟仿真实现设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备及总线等。
所称处理器可以是中央处理单元(CentralProcessingUnit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignalProcessor，DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-ProgrammableGateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述基于em-plant的虚拟仿真实现设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个基于em-plant的虚拟仿真实现设备的各个部分。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述基于em-plant的虚拟仿真实现设备的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。
此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(SmartMediaCard,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(FlashCard)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
本发明所述的基于em-plant的虚拟仿真实现系统及设备中相关部分的说明可以参见本发明所述的基于em-plant的虚拟仿真实现方法中对应部分的详细说明，在此不再赘述。
实施例
以某传送带电机启停控制仿真过程为例，如附图1所示，本实施例提供了一种基于em-plant的虚拟仿真实现方法，包括以下步骤：
步骤1、基于用户需要，在em-plant仿真软件的工序模块中，建立em-plant生产流水线仿真模型；其中，em-plant生产流水线仿真模型与待仿真的实际传送带电机启停控制系统匹配，或能够还原实际传送带电机启停控制系统的生产效果。
步骤2、在TIA Portal软件中，建立PLC执行控制程序；PLC执行控制程序用于控制实际传送带电机启停，在PLC执行控制程序的OB块内，建立传送带电机的启停控制程序；其中，传送带电机的启停控制程序包括若干个输入节点、若干个输出节点及必要的逻辑控制。
具体包括以下步骤：
步骤21、根据传送带电机启停控制的需要，确定输入节点数量；如附图2所示，本实施例中，输入节点数量包括手动控制节点、启动节点及停止节点。
步骤22、根据根据传送带电机启停控制的需要，确定输出节点数量；本实施例中，输出节点为电机通电运行；
步骤23、确定传送带点击的控制逻辑；本实施例中，采用按下启动按钮一次后电机，保持通电运行状态；按下一次停止按钮，则电机停止运行；设置自锁结构，即即按下启动按钮后可以松开启动按钮，回路会自我导通供电，无需对启动按钮保持按压状态。
步骤3、根据传送带电机的实际生产数据和生产节拍，在em-plant仿真软件中，通过Simtalk语言编写生产流水线仿真模型的控制程序；其中，生产流水线仿真模型的控制程序包括加工工位的准备时间控制程序、加工时间控制程序、物料源的原材料生产顺序控制程序及加工时间间隔控制程序。
本实施例中，对于em-plant生产流水线仿真模型，需要对齐进行精密控制；采用在em-plant仿真软件中，通过Simtalk语言编写生产流水线仿真模型的控制程序，将接收到的输入信号引入模型的控制流程；其中，em-plant仿真软件提供了仿真研究必要的工具以及应用模板，且应用模板可以被用户直接调用，加强数据的可视化程度。
步骤4、在虚拟PLC模块中设置通讯数据；其中，通讯数据包括虚拟PLC模块名称、虚拟PLC模块的IP地址及与虚拟PLC模块通讯的时间间隔；其中，虚拟PLC模块采用采用PLCSIM仿真软件。
其中，PLCSIM仿真软件的型号为西门子S7-PLCSIM Advanced V3.0(s7-1500型号)。
如附图3所示，附图3中给出了虚拟PLC模块的界面图，包括虚拟PLC模块的虚拟时间缩放比例及虚拟PLC模块的通讯所使用的IP地址；其中，虚拟时间缩放比例为1时，则表示虚拟PLC模块的虚拟运行时间为自然时间。
步骤5、利用虚拟PLC模块，在em-plant仿真软件与TIA Portal软件之间建立通讯连接，并将em-plant生产流水线仿真模型与PLC执行控制程序进行绑定；本实施例中，采用在虚拟PLC模块中，将em-plant生产流水线仿真模型的输入/输出属性与PLC执行控制程序的输入/输出节点进行绑定。
如附图4所示，附图4中给出了将em-plant生产流水线仿真模型的输入/输出属性与PLC执行控制程序的输入/输出节点进行绑定的结果图；其中，包括来自TIA Portal软件中设置的输入量，及与来自TIA Portal软件中设置的输入量对应而被控制的模型的属性。
步骤6、运行虚拟PLC模块，并将TIA Portal软件与虚拟PLC模块进行通讯，将TIAPortal软件中的PLC执行控制程序编译后下载入虚拟PLC模块，并转换至在线模式。
步骤7、根据生产流水线仿真模型的控制程序，运行em-plant生产流水线仿真模型，得到基于em-plant生产流水线仿真实现结果；其中，由于em-plant生产流水线仿真模型中绑定了PLC执行控制程序的输入/输出节点，em-plant生产流水线仿真模型的输入/输出属性的改变，带动TIA Portal软件中的PLC执行控制程序内输入/输出节点的改变，可在在线模式下看到。
如附图5所示，附图5给出了采用虚拟PLC模块通讯成功后，由em-plant仿真软件实现结果触发导通的电机程序图；从附图5中可以看出，通过em-plant生产流水线仿真模型的属性后，TIA Portal软件中PLC执行控制程序的对应输入量发生变化，则表示em-plant仿真软件与TIA Portal软件通过虚拟PLC模块通信成功。
本发明所述的虚拟仿真实现方法、系统及设备，基于em-plant仿真软件为平台，完成工厂数字化仿真后，与西门子虚拟PLC模块进行通讯，让虚拟仿真成果能应用到物理层平台；本发明包括以下步骤：em-plant模型建立、SimTalk控制编程语言编写、虚拟PLC模块设置、通讯节点绑定、TIA Portal程序编写及通讯连接；本发明能够将虚拟仿真的优化成果展示到物理平台，让虚拟优化成果能够反馈给实际生产，为优化成果落地提供条件，设计效果好、使用简单、节省了生产成本。
本发明中，利用em-plant仿真软件作为上位机平台，以TCP/IP通信协议，完成了对TIA Portal软件的通信控制，较现有的基于S7.NET开发的PLC上位机控制方式更容易实现，节约了开发成本，且em-plant仿真软件带有虚拟仿真功能，弥补了PLC控制器无法进行智能算法的缺陷，提高了对系统的优化能力；本发明中，利用虚拟PLC模块代替实际的PLC控制器，无需使用真实PLC即可完成对控制程序的调试，且该软件通讯协议与实际PLC一直，能实现真实PLC的所有功能，节省了实验和调试成本和难度。
本发明所述的虚拟仿真实现方法，利用em-plant仿真软件自带的工序模块进行生产流水线搭建，用于模拟真实生产流水线，并使用simtalk编程语言对虚拟流水线进行设计，赋予其与真实流水线相似的生产能力，通过TCP/IP协议将模型属性与虚拟PLC进行连接，与TIA Portal软件互相传递输入/输出变量。
本发明中，在TIA Portal软件中建立的PLC执行控制程序是根据实际生产流水线需要，建立控制程序，该控制程序的输入信号来自于虚拟PLC模块，虚拟PLC信号来自于em-plant仿真软件中建立的em-plant生产流水线仿真模型属性的改变；Simtalk语言编写的生产流水线仿真模型的控制程序，用于控制em-plant仿真软件中em-plant生产流水线仿真模型的位置及属性。
本发明易于对真实流水线进行仿真，编写控制程序，通过与虚拟PLC模块通讯，再传递虚拟模型数据的方式易于上手，无论是对于工程师检验TIA Portal软件程序可行性还是提前对生产系统进行优化都具有重要价值；本发明仅展示一种应用情况，后期应用可根据实际项目需要对模型、模型属性、控制语言结构进行改动，以适应实际需要，因此本发明具有高度的灵活性以适应实际需要，对于需要虚拟仿真的项目落地具有良好的指导作用，可以在设计阶段对流水线进行仿真、优化及软硬件调试，节省了生产成本。
上述实施例仅仅是能够实现本发明技术方案的实施方式之一，本发明所要求保护的范围并不仅仅受本实施例的限制，还包括在本发明所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化、替换及其他实施方式。

Claims (10)

1.一种基于em-plant的虚拟仿真实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
利用em-plant仿真软件，建立em-plant生产流水线仿真模型，并编写生产流水线仿真模型的控制程序；
采用TIA Portal软件，构建PLC执行控制程序；
利用虚拟PLC模块，在em-plant仿真软件与TIA Portal软件之间建立通讯连接，并将em-plant生产流水线仿真模型与PLC执行控制程序进行绑定；
根据生产流水线仿真模型的控制程序，运行em-plant生产流水线仿真模型，得到基于em-plant生产流水线仿真实现结果。
2.根据权利要求1所述的一种基于em-plant的虚拟仿真实现方法，其特征在于，采用em-plant仿真软件的工序模块，建立em-plant生产流水线仿真模型；其中，工序模块包括物料源模块、加工工位模块、并行工位模块、拆卸工位模块、传送带模块及物料终结模块。
3.根据权利要求1所述的一种基于em-plant的虚拟仿真实现方法，其特征在于，em-plant仿真软件与虚拟PLC模块之间采用TCP/IP的通信协议；TIA Portal软件与虚拟PLC模块之间采用TCP/IP的通信协议。
4.根据权利要求3所述的一种基于em-plant的虚拟仿真实现方法，其特征在于，利用虚拟PLC模块，在em-plant仿真软件与TIA Portal软件之间建立通讯连接，具体如下：
在虚拟PLC模块中设置通讯数据；根据设置的通讯数据，采用TCP/IP的通信协议将虚拟PLC模块分别与em-plant仿真软件及TIA Portal软件建立通讯连接；其中，通讯数据包括虚拟PLC模块名称、虚拟PLC模块的IP地址及与虚拟PLC模块通讯的时间间隔。
5.根据权利要求3所述的一种基于em-plant的虚拟仿真实现方法，其特征在于，将em-plant生产流水线仿真模型与PLC执行控制程序进行绑定的过程，具体如下：
将PLC执行控制程序编译后导入虚拟PLC模块；
在虚拟PLC模块中，将em-plant生产流水线仿真模型的输入属性与编译后的PLC执行控制程序的输入节点进行绑定，将em-plant生产流水线仿真模型的输出属性与编译后的PLC执行控制程序的输出节点进行绑定。
6.根据权利要求1所述的一种基于em-plant的虚拟仿真实现方法，其特征在于，生产流水线仿真模型的控制程序采用在em-plant仿真软件中通过Simtalk语言编写得到。
7.根据权利要求1所述的一种基于em-plant的虚拟仿真实现方法，其特征在于，生产流水线仿真模型的控制程序包括加工工位的准备时间控制程序、加工时间控制程序、物料源的原材料生产顺序控制程序及加工时间间隔控制程序。
8.根据权利要求1所述的一种基于em-plant的虚拟仿真实现方法，其特征在于，虚拟PLC模块采用PLCSIM仿真软件；其中，PLCSIM仿真软件的型号为西门子S7-PLCSIM AdvancedV3.0。
9.一种基于em-plant的虚拟仿真实现系统，其特征在于，包括仿真模型单元、控制程序单元、通讯单元及输出单元；
仿真模型单元，用于利用em-plant仿真软件，建立em-plant生产流水线仿真模型，并编写生产流水线仿真模型的控制程序；
控制程序单元，用于采用TIA Portal软件，构建PLC执行控制程序；
通讯单元，用于利用虚拟PLC模块，在em-plant仿真软件与TIA Portal软件之间建立通讯连接，并将em-plant生产流水线仿真模型与PLC执行控制程序进行绑定；
输出单元，用于根据生产流水线仿真模型的控制程序，运行em-plant生产流水线仿真模型，得到基于em-plant生产流水线仿真实现结果。
10.一种基于em-plant的虚拟仿真实现设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器中并可在所述处理器中运行的可执行指令；所述处理器执行所述可执行指令时实现如权利要求1-8任一项所述的方法。
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