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1  引言

    隨著生產自動化水平的提高，以及各種監控系統的需要，PLC的應用越來越廣泛。現場要求設備操作方便，修理維護簡單，能長期穩定無故障運行，同時也要求PLC能根據各種突發情況，做出實時的正確的反應，因此要求在調試PLC時能模擬各種運行情況，檢驗程序設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視和程序調試功能，而無離線仿真功能。這樣，設計人員若要模擬實際工況，就必須在有PLC的情形下，通過現場或實驗室的各種開關、按鈕來模擬現場情況，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試設備，況且很難給用戶提供系統各種運行情況下的外部直觀響應。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境，用于對生產過程的各個環節，在不同的層次（小到操作步驟，大到生產單元、生產線乃至整個工廠）進行設計、仿真、分析和優化。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，把工藝設計和自動化加工緊密聯系起來，使二者達到無縫連接。

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

    開發時間和成本兩大因素給新產品開發帶來很大壓力，在產品設計時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 結合起來，并行進行機械設計并且控制各個部門的工作，高度共享產品信息。eM-PLC直接根據虛擬制造單元自動生成PLC代碼，在實際生產前進行虛擬開發。這樣，可以優化工藝設計，有效縮短研制開發周期，降低開發成本。

3  eM-PLC軟件優點

    eM-PLC具有以下特點：
    (1)  通過共享制造信息，使機構設計和控制部門并行工作；
    (2)  在虛擬平臺上可以驗證產品單元和時間周期的可行性；
    (3)  提高產品設計工藝速度、連貫性和可靠性；
    (4)  離線生成文件，縮短開發周期，降低開發成本；
    (5)  在產品設計階段，可視化、最優化設備的功能和動作；
    (6)  在虛擬模型上進行PLC程序修改的評估，而不是在現實設備上來冒險；
    (7)  可以在實際的PLC硬件上進行預開發；
    (8)  通過人機交互進行生產單元操作。
    eM-PLC能夠優化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境中設計制造單元、數字化專用機械和工藝并向虛擬環境傳遞控制信息。該系統可以自動生成PLC代碼，該代碼在實際應用前得到仿真和驗證。eM-PLC加速了規劃和加工過程，縮短產品研制開發周期，加速上市時間。

4  eM-PLC和STEP 7結合的特點

    eM-PLC就像一個經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，并且考慮到用戶預先定義和保護的輸入/輸出/存儲器范圍；
    (2)  將操作順序轉換成順序流程圖（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置功能；
    (3)  支持梯形圖、功能塊圖、語句表和結構控制語言；
    (4)  用戶自定義功能塊庫完全整體化，能自動給庫元件參數賦值；
    (5)  通過使用"黑盒子"邏輯塊，使沒有機構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存在的PLC程序容易結合成一個整體；
    (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計那里直接得到最新的準確數據，只有在實際運行中驗證設計和程序控制結果的可行性。通常在新產品上市過程中，設計和開發階段起關鍵性作用。在這個階段隨時都需要進行設計修改，會造成直接成本增加，產品滯延，收入下降，甚至會丟失市場份額。