一种基于逻辑虚拟仿真的数字化PLC程序自生成系统及方法与流程

本申请涉及plc控制，具体而言，涉及一种基于逻辑虚拟仿真的数字化plc程序自生成系统及方法。

背景技术：

1、传统的plc程序开发通常需要实际设备和现场测试，这会花费大量的时间和成本。通过虚拟场景仿真，可以在虚拟环境中进行测试和验证，避免了实际设备的需求，从而显著缩短了开发周期和降低了成本。无法生成plc程序。

2、现有方案包括：基于通用平台的虚拟仿真调试功能和基于机器人专用平台的虚拟仿真调试功能，于机器人专用平台的虚拟仿真调试功能通过在软件中模拟完整的机器人实机运动控制系统，包括io信号板的设定以及编程语言，结合固定的运动节点功能配置实现场景虚拟仿真运动。但缺陷是：仅支持顺序编程方式，并且信号配置内建于机器人仿真控制器，仅能完成从上至下的控制逻辑与交互，对于大型并行生产线或工作站几乎不可能实现连续的仿真运动。

3、仅适配单一机器人平台的虚拟仿真，针对多平台复合机器人仿真场景存在较大局限性。

4、基于通用平台的虚拟仿真调试功能通过在软件中定义路径编辑功能，根据不同运动类型分配对应的运动控制方式如机器人运动、输送线运动、i/o设备运动，实现生产过程仿真。缺陷是：实现大型并行生产线或工作站连续的仿真运行功能需要进行大量的路径编辑和定义操作，仿真实现效率不高，同样不支持逻辑控制编程，需要连接如siemens tia博途软件进行外部驱动。调试需要在双方交互软件内进行一系列的操作，如：驱动配置、驱动连接、变量开放、信号绑定等，需求用户具备专业级别的编程调试技能，进一步增加虚拟场景仿真实现难度。其次，工程师在对plc进行编程时，需要根据各类设备、型号、数量的不同，需要每次都对plc程序进行相应的设计和调整，各类程序间还存在规范不一致问题，产生了极大的工作量，并且一旦工艺参数等发生变化，不够灵活修改，工作效率较低。

5、针对上述问题，目前亟待有效的技术解决方案。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种基于逻辑虚拟仿真的数字化plc程序自生成系统方法，能够自动适配并生成plc程序文本，免去大量的调试工作，可靠性和稳定性高，提升了复杂场景虚拟仿真实现的效率。

2、本申请提供了一种基于逻辑虚拟仿真的数字化plc程序自生成系统，包括虚拟控制器、信号输入模块、信号输出模块、内部操作存储模块、外部设备交互模块以及程序自生成模块，所述信号输入模块的输出端与虚拟控制器的输入端连接，所述虚拟控制器的输出端与信号输出模块的输入端连接，所述外部设备交互模块与虚拟控制器通信连接，所述程序自生成模块通过内部操作与存储模块与虚拟控制器连接。

3、本方案中，所述信号输入模块将虚拟场景内状态反馈设备与虚拟控制器进行映射连接，以便模拟状态反馈逻辑。

4、本方案中，所述信号输入模块预定义了信号特征并通过表格形式保存，所述信号特征包括：输入信号名称、信号类型、信号地址、信号注释以及信号映射。

5、本方案中，所述信号输出模块将虚拟场景内动作执行设备与虚拟控制器进行映射连接，以便模拟动作执行逻辑。

6、本方案中，所述信号输出模块预定义了信号特征并通过表格形式保存，所述信号特征包括：输出信号名称、信号类型、信号地址、信号注释以及信号映射。

7、本方案中，所述内部操作与存储模块用于给给用户编写操作数据、设计编程逻辑同时对用户数据进行区域化的分配和存储。

8、本方案中，所述内部操作与存储模块还用于模块化编程，封装特定的代码段。

9、本方案中，所述外部设备交互模块用于与虚拟控制器进行地址映射连接，将地址定义为双方进行数据或状态共享唯一的id，进而达到模拟仿真交互逻辑。

10、本方案中，所述程序自生成模块为基于基于有限状态机模型的程序自动生成模块，所述程序自生成模块包括：参数输入单元、程序生成单元及结果输出单元，所述参数输入单元用于设置目标plc程序模版类型、导出路径定义、以及程序文件名称；所述程序生成单元通过内置的程序自生成库dll进行有效转译和匹配；所述结果输出单元将转译和导出是否完成的信号以及生成结果进行输出，如果程序自生成成功，则直接得到目标程序文本；反之，如果失败，则会反馈过程错误信息，以提示操作失败原因，将跳转至错误处，修改后继续进行导出操作，直至导出过程完成。

11、本申请第二方面提供了一种基于逻辑虚拟仿真的数字化plc程序自生成方法，所述方法应用于所述的基于逻辑虚拟仿真的数字化plc程序自生成系统，其特征在于，包括以下步骤：

12、获取初始参数，所述初始参数包括：目标plc程序模版类型、预设导出路径以及程序文件名称；

13、利用初始参数生成生成库dll并进行转译和匹配；

14、输出目标程序文本。

15、由上可知，本申请提供的基于逻辑虚拟仿真的数字化plc程序自生成系统及方法，系统包括：虚拟控制器、信号输入模块、信号输出模块、内部操作存储模块、外部设备交互模块以及程序自生成模块，所述信号输入模块的输出端与虚拟控制器的输入端连接，所述虚拟控制器的输出端与信号输出模块的输入端连接，所述外部设备交互模块与虚拟控制器通信连接，所述程序自生成模块通过内部操作与存储模块与虚拟控制器连接。本申请能够自动适配并生成plc程序文本，免去大量的调试工作，可靠性和稳定性高，提升了复杂场景虚拟仿真实现的效率。

16、本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种基于逻辑虚拟仿真的数字化plc程序自生成系统，其特征在于，包括虚拟控制器、信号输入模块、信号输出模块、内部操作存储模块、外部设备交互模块以及程序自生成模块，所述信号输入模块的输出端与虚拟控制器的输入端连接，所述虚拟控制器的输出端与信号输出模块的输入端连接，所述外部设备交互模块与虚拟控制器通信连接，所述程序自生成模块通过内部操作与存储模块与虚拟控制器连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于逻辑虚拟仿真的数字化plc程序自生成系统，其特征在于，所述信号输入模块将虚拟场景内状态反馈设备与虚拟控制器进行映射连接，以便模拟状态反馈逻辑。

3.根据权利要求2所述的一种基于逻辑虚拟仿真的数字化plc程序自生成系统，其特征在于，所述信号输入模块预定义了信号特征并通过表格形式保存，所述信号特征包括：输入信号名称、信号类型、信号地址、信号注释以及信号映射。

4.根据权利要求1所述的一种基于逻辑虚拟仿真的数字化plc程序自生成系统，其特征在于，所述信号输出模块将虚拟场景内动作执行设备与虚拟控制器进行映射连接，以便模拟动作执行逻辑。

5.根据权利要求4所述的一种基于逻辑虚拟仿真的数字化plc程序自生成系统，其特征在于，所述信号输出模块预定义了信号特征并通过表格形式保存，所述信号特征包括：输出信号名称、信号类型、信号地址、信号注释以及信号映射。

6.根据权利要求1所述的一种基于逻辑虚拟仿真的数字化plc程序自生成系统，其特征在于，所述内部操作与存储模块用于给给用户编写操作数据、设计编程逻辑同时对用户数据进行区域化的分配和存储。

7.根据权利要求1所述的一种基于逻辑虚拟仿真的数字化plc程序自生成系统，其特征在于，所述内部操作与存储模块还用于模块化编程，封装特定的代码段。

8.根据权利要求1所述的一种基于逻辑虚拟仿真的数字化plc程序自生成系统，其特征在于，所述外部设备交互模块用于与虚拟控制器进行地址映射连接，将地址定义为双方进行数据或状态共享唯一的id，进而达到模拟仿真交互逻辑。

9.根据权利要求1所述的一种基于逻辑虚拟仿真的数字化plc程序自生成系统，其特征在于，所述程序自生成模块为基于基于有限状态机模型的程序自动生成模块，所述程序自生成模块包括：参数输入单元、程序生成单元及结果输出单元，所述参数输入单元用于设置目标plc程序模版类型、导出路径定义、以及程序文件名称；所述程序生成单元通过内置的程序自生成库dll进行有效转译和匹配；所述结果输出单元将转译和导出是否完成的信号以及生成结果进行输出，如果程序自生成成功，则直接得到目标程序文本；反之，如果失败，则会反馈过程错误信息，以提示操作失败原因，将跳转至错误处，修改后继续进行导出操作，直至导出过程完成。

10.一种基于逻辑虚拟仿真的数字化plc程序自生成方法，所述方法应用于权利要求1-9任一项所述的基于逻辑虚拟仿真的数字化plc程序自生成系统，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本申请提供的基于逻辑虚拟仿真的数字化PLC程序自生成系统及方法，系统包括：虚拟控制器、信号输入模块、信号输出模块、内部操作存储模块、外部设备交互模块以及程序自生成模块，所述信号输入模块的输出端与虚拟控制器的输入端连接，所述虚拟控制器的输出端与信号输出模块的输入端连接，所述外部设备交互模块与虚拟控制器通信连接，所述程序自生成模块通过内部操作与存储模块与虚拟控制器连接。本申请能够自动适配并生成PLC程序文本，免去大量的调试工作，可靠性和稳定性高，提升了复杂场景虚拟仿真实现的效率。技术研发人员：陈旺怡,贺永华,陈立,周建君,李博受保护的技术使用者：杭州芯控智能科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18