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‘ 信息 技术 。 孙移 。 墨 于 O P G技 术的 t L G与 F J u i d 5 I M- P气动控制仿真 基于 O P C技术的 P L C与 F l u i d S I M P气动控制仿真 孙移 江阴职业技术学院 机电系， 江苏 江阴 2 1 4 4 0 5 摘要 以饮料灌装生产线换位部分为例 ， 提出了一种基于 O P C技术的 P L C与 F l u i d S I M气动 仿真的实时通讯实现方案 ， 并给出了具体的实现过程。该方案利用西门子公司开发的的 P C A c c e s s 实现 F l u i d S I M对 P L C实时数据的读取和写入 ， 完成 F l u i d S I M与 P L C数据的实时通讯。 实验证明了该方法省去了复杂的语言编程， 简化了开发过程， 为气压系统 P L C控制仿真提供 了 一 种有效 的新方法 。 关键词 可编程序控制器 ； F l u i d S I M软件 ； O P C； 气动控制 ； 仿真 中图分类号 T P 3 9 1 ． 9 文献标 志码 B 文章编 号 1 6 7 1 - 5 2 7 6 2 0 1 0 0 6 - 0 1 2 5 --0 3 S i mu l a tio n o f Pne u ma t i c Co n t r o l by PLC a n d Fl ui dS I M - P Ba s e d o n 0PC Te c h no l o g y S UN Yi D e p a r t me n t o f Me c h a n i c a l a n d E l e c t r ic a l E n g i n e e r i n g ， J i a n g y i n P o ly t e c h n ic C o l l e g e ， J i a n g y i n 2 1 4 4 0 5 ，C h i n a Abs t r ac t This p ap e r in t r o du c e s a n ex a mp le o f f i l li n g pr o du c t i o n li n e’S t r a n sp o s it ion， p r op o s e s a r ea l 。 t ime c o mmu nic a t ion r ea l iz a t ion s c h e me b e t we e n F l u i d S I M a n d P L C b a s e d o n OP G t e c h n o lo g y a n d t h e n g iv e s o u t t h e d e t a il e d p r o c e d u r e s a n d p r o g r a ms ．I n t h i s s c h e me， P G A C C E S S i s u s e d t o r e a l iz e t h e e x c h a n g i n g p r e s e n t d a t a b e t w e e n F lu id S I M a n d PL C．T h e e x p e r i me n t r e s u lt s i n d i c a t e t h a t t h e s ch e me c an b e u s e d t o e l imi n a t e c o mp l ic a t ed p r og r ammi n g，s imp l if y t h e p r o c e s s o f d ev e l o p me n t a n d pr o v i d e a n e w e ffe c t iv e met h od f o r t h e s i mula t ion o f p n eu ma t i c s y s t em c o n t r ol le d by PL C． Ke y wo r ds PL C；Fl u i d SI M s o f twar e；OPC；pn e uma t ic c o n t r ol ；s i mula t ion 0 引言 F l u i d S I M是德 国 F E S T O公 司 的一 款优 秀 的用 以进 行 液压元件、 液压回路、 气压元件、 气压回路及其电气控制系 统、 P L C接线及梯形图的学 习、 设计 与模拟仿真软件。利 用软件中F l u i d S I M P提供的各种气压元件， 可方便快捷地 构建复杂的气压系统 ， 并对其进行性能和动作仿真。它将 C A D功能与仿真功能紧密结合在一起， 可对基于元件物 理模型 的回路 图进行实际仿真⋯。F l u i d S I M还提供 了 D D E d y n a m i c d a t a e x c h a n g e 动态 数 据交 换 元 件 ， 可 以通 过 D D E技术与其他应用软件通讯， 但 F E S T O公司只开发 了面对西门子 S 7 o 3 0 0 P L C编程仿真软件的 D D E通讯程 序 ， 不具有通用性。现以饮料灌装生产线换位部分为例， 提 出通 过 O P C O L E f o r p r o c e s s c o n t r o 1 通讯 技术使 F l u i d S I M与西门子 S 7 - 2 0 0 P L C实物进行实时通讯仿真。 伸出后， 使电磁阀失电推动滑块气缸活塞退回。一个周期 结束， 如此循环。 l 一 多个累积区；2 一阻挡滑块气缸2 ；3 一推动滑块气缸； 4 传感器；5 一防扭转导向；6 一推动滑块；7 侧向堆积区； 8 传送带 ；9 饵 挡滑块气缸1 ；1 O 一饮料瓶；1 1 一充料站 1 灌装生产线换位部分工作原理 图1饮 料 灌 装 生 产 线 换 位 部 分 示 意 图 饮料灌装生产线的换位部分如图 1 所示 ， 在多个累积 区 1中饮料瓶经充料站灌装完饮料后， 阻挡滑块气缸 2活 塞推出把饮料瓶分成 3个一组， 2 S 后阻挡滑块气缸活塞退 回。传送带8开始传动， 当漫散式光电传感器4检测到第 3 个饮料瓶通过时， 推动滑块气缸 3活塞推出， 把饮料瓶推入 侧向堆积区7 ， 磁性接近开关感应到推动滑块 6气缸活塞 2 气动控制分析 根据饮料灌装生产线换位部分的工作原理可知主要 由气动系统和控制系统两部分组成， 其中气动部分 由电磁 阀、 气缸、 气源等组成 ； 控制系统采用西门子 S 7 - 2 0 0 P L C实 作者 简介 孙移 1 9 7 6 一 ， 男 ， 江苏江阴人 ， 讲师 ， 硕士 ， 研究方 向为机 电控 制。 Ma c h i n e B u i l d i n g 8 Au to m a t i o n ，De c 2 0 1 0 ， 3 9 6 1 2 51 2 7 1 2 5 ．信 息技术 孙 移 基 于 O P C技 术的 P L C与 F l u i d S I M P气动控制仿真 现控制 。 2 ． 1 气动 回路设计 在 F l u i d S I M P软件 中选择相应气 动元件 ， 绘制气动系 统 图 2 。它主要 由气源 、 电磁 阀、 节流 阀、 气缸组成 。在 推动滑块气缸上设 置标 尺 ， 模拟磁性接近开关 的位 置检测 功能 。电磁阀选用单 电控两位三通 阀， 每个 电磁 阀线圈做 好标记 以备 P L C输 出点控制 。 Y1 阻挡滑块气缸1 阻挡滑块气缸2 推 动滑块气缸 酊 2 配 P L C的输入输出点。其中输入信号为启动按钮 M 0 ． 0 ， 停止按钮 M0 ． 1 ， 漫散式光电传感器 s 3设为 M1 ． 2 ， 磁性开 关 s 2 设为M1 ． 3 。输出信号为3个电磁阀的线圈 Y l ， Y 2 ， Y 3 依次设为输出点 Q o ． 0 ， Q o ． 1 ， Q o ． 3 ， 传送带电动机用指 示灯 H Y代替设 为 Q 0 ． 4 。在 F l u i d S I M P软件 中选用 D D E 动态数据交换元件连接相应的输入输出点 图3 ， 以便与 西 门子 s 7 - 2 0 0 P L C交换数据 。 S 7 2 0 0 _OP C S e r v e r Fl ui dSI M I n Mic ro Wi n c h a n g s m fi o n Q B O _ T T - j M i c r o W i n_c h a n g s t a t i o nM Bl Fl u i d SI M Out 7 2 0 0 OPCS e r v e r 了 『 了 Y l 0 V审 _{Y 2中 _{Y 3中 争 { 莲 。 f f { 正 5 运 。 图 2 饮料灌装生产线换位 部分气动 回路设计 图 3 饮料灌装生产线换位部分电气控 制回路 2 4 V 2 ． 2电 气 控 制 回 路 设 计 顷 篓 篙 害 舌 为了实现饮料灌装生产线换位部分的工作顺序， 先分 顺序流程图和梯形图 图4 。 S H H ； 嘏 j L 号 _ l I L 图 4 饮料灌装生产线换位部分顺序 流程图和梯 形图 3 F l u i d S I M 与 P L C间通讯 F l u i d S I M软件支持 D D E动态数据交换， 但没有提供 可以直接与西门子 7 - 2 0 0 P L C相通讯的通讯程序。可是 F l u i d S I M软件 中 的 D D E动态 数据交 换元 件支 持 O P C技 术 ， 所 以可以采 用西 门子 公 司为 s 7 ． 2 0 0 P L C开 发 的 O P C 服务器软什 P C A c c e s s作为桥 梁 与 F l u i d S I M 软件进 行实 时通讯与数据交换。三软件间的通讯原理如图5所示。 1 2 6 图 5 三软件间的通讯原理 h t t p ／ ／Z Z HD ． c h i n a j o u ma 1 ． n e t ． c n E - ma i l Z Z H Dc h a i n a j o u ma 1 ． n e t ． c n 机械制造与 自动化 信息技术 孙移 基于 O P C 技术的 P L C与 F l u i d S I M ． P气动控制仿真 3 ． 1 O P C技 术 简介 O P C是微软公司的对象链接和嵌入技术在过程控制 方 面的应 用 ， O P C是 以 O L E， C O M ／ D C O M技 术为基 础 ， 采 用客户／ 服务器模式 ， 为不 同供 应厂商 的设 备和 应用程 序 之间的软件接口提供标准化， 使其间的数据交换更加简单 化。它是一种能够实现持续远程访问的实时工业数据开 放协议， 它的稳定性不会因数据源和数据形式的变化而变 化。因此 ， 终端用户可以根据自身的实际生产需求而选定 心仪的服务器和客户端以求达到最佳效果 ， 提高了系统的 开放性 和可互操作性 J 。 图 6 P C A c c e s s 通讯图 3 ． 2 搭 建 O P C S e r v e r 服务 器 3 ． 3 仿真 实例 为实 现 P L C与 F l u i d S I M- P的通 讯 ， 要 对 系统 先 进行 配置。安装西门子 s 7 2 0 0的 O P C服务器软件 P C A c c e s s ， 通过 P P I 电缆把上位机 P C与 P L C连接好 ， 在软件中设置 好 P P I 通讯参数， 建立项 目， 根据 P L C的输入输 出点配置 项目符号， 设置项 目符号地址 ， 数据类 型。完成后启动 O P C S e r v e r 测试客户 机 ， 如果 连接 正常 ， 会 在 品质 项 显示 好如图6所示， 保存好文件为 ． p c a文件 j 。 阻挡滑块气缸 1 阻挡滑块气缸2 推动滑块气缸 在 F l u i d S I M P中把 DD E动态数据交换元件与 O P C A c c e s s中的项 目符号对应连接起来 。通过把 P L C置为 R U N状 态 ， 启 动 F l u i d S I M P仿 真 ， 从 气 流 、 电 流 的 流 向 及时序 图可以清楚 的看到 F l u i d S I M． P中气缸 的动作顺 序 图 7 。实验证 明， 通过 O P C技术可以使 F l u i d S I M P和 P L C快速有效 的进行数据交换 ， 仿真效果直观 ， 现 象 准确 。 4 结论 2 4V 图 7 仿真 过程中的 F l u i d S I M - P图 实验证明采用 O P C技术使 F l u i d S I M． P与 P L C进行实 时通讯具有可行性 ， 省 去 了复杂 的通讯 协议 编程 ， 能快 速 实现 F l u i d S I M- P与P L C的数据交换任务。本文描述方法 具有实时数据的高效率传输和共享， 并且通用性较强， 为 气动系统的 P L C控制仿真提供了一条有价值 的新途径， 具有一定参考价值。 参考文献 [ 1 ]陆鑫盛， 周洪． 气动自动化系统的优化设计[ M] ． 上海 上海 科 学技术文献出版社 ， 2 0 0 0 ． [ 2]杨 存智． 基于 F l u i d S I M P n e u ma t i c s 软 件的气 动及 机电一体 化 Ma c h i n e B u i l d in g Au t o m a t i o n ， De c 2 0 1 0 ， 3 9 6 1 2 5～1 2 7 设 计[ J ] ． 煤矿 机械 ， 2 0 0 4 9 6 3 - 6 3 ． [ 3 ]西 门 子 中 国 有 限公 司 自动 化 与 驱 动 集 团． 西 门子 s 7 ． 2 0 0 P L C[ M] ． 北京 北京航空航天大学 出版社 ， 2 0 0 3 ． [ 4 ]O P C F o u n d a t i o n ．D a t a a C C e S S c u s t o m i n t e rf a c e s ta n d a r d ， v e r s i o n 2 ． 0 5 A[ D B ／ O L ] ． h t t p ／ ／ w w w ． o p c f o u n d a t i o n ． o r g ， 2 0 0 3 - 0 7 ． [ 5 ]西 门子 中国 有限公 司 自动化与 驱动集 团．P C A c c e s s 快速 入 门[ D B ／ O L] ． h t t p ／ ／ w w w 2 ． a d ． s i e me n s ． c o rn． e n ／ d o w n l o a d ／ Up l o a d ／ AS ／a p p l i c a t i o n ／A0 2 9 7． p d f ， 2 0 1 0 - 01 ． [ 6]曾珞亚． 基于 O P C技术 的 P L C与 L a b V i e w通信 实现 [ J ] ． 微计 算机信息 ， 2 0 0 9 6 5 2 _ 5 3 ． [ 7]周新民， 涂铮． 基 于 O P C技术 的 P c与 7 - 2 0 0 P L C的实时通 信 [ J ] ． 武汉理工大学学报 交通科学与工程版 ， 2 o o 8 2 3 5 4 - 3 5 7 ． 收稿 日期 2 0 1 0 0 42 3 1 27
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