林礼辉

（厦门龙净环保节能科技有限公司，福建 厦门 361000）

1 虚拟控制对象设计理念

1.1 硬件与软件选择

本次研究所选择的iFIX组态软件是美国通用电气公司（GE）所研发的先进自动化监控工业组态软件，在实际生产过程中运用iFIX组态软件可以通过对生产过程的可视化展示与实时数据收集，满足工业生产自动化精准监控的需求，以便于更好地控制生产过程，进一步提高工业生产的自动化与智能化效果，进而增加企业的经济效益。另外，iFIX组态软件的基础是SCADA组件，这一组态软件在开放性方面具有较大的优势，凭借其内涵丰富的图形符号库在PLC系统开发与完善的过程中更加具有适用性优势。

1.2 设计理念

以iFIX组态软件为基础，对PLC虚拟控制对象进行开发与设计，在这个过程中，充分考虑iFIX组态软件在读取硬件与修改过程数据的特性，合理进行PLC虚拟控制对象驱动设备I/O地址的设置，并使其与PLC系统自身的I/O地址范围相同，采用利用信息传输线缆，连接安装有计算机的iFIX节点与PLC系统硬件，对PLC系统程序进行编程，在过程中要时刻注意PLC系统所需要的I/O分配，需要与PLC虚拟控制对象的I/O分配相同。在完成程序编程之后，通过网络途径进行下载，并安装到PLC系统中。这个过程中，带有计算机的iFIX阶段会将PLC数据信息以I/O驱动器为媒介进行传输，使其保存在驱动映像表（DIT）当中。而带有计算机的iFIX节点，还可以通过扫描、示警与控制等各种方式处理驱动映像表（DIT）中相关的数据信息，并将其转存到数据库中。iFIX界面中，可以将数据信息以链接的形式加以呈现。通过这种方式，虚拟控制对象就可以以数据变化情况为基础进行相应的转变，或采取相应动作，带有计算机的iFIX节点，则可以利用其计算机将PLC系统工作情况进行展示。在这个过程中，利用iFIX组态软件对PLC系统的虚拟控制对象动作进行分析与研究，就可以有效研判PLC系统程序的正确与否[1]。

2 I/O驱动器

I/O驱动器设置需要采用iFIX组态软甲以及GE PLC Systems RX3i，将二者与I/O驱动器相互连接完成I/O驱动器的配置。I/O驱动器的服务器选择了GES OPC Server，并以其对PLC系统过程数据进行读取。GES OPC Server能够为相应设备提供一定的开放式链接通道，可以满足多个过程设备的相互连接，同时实现数据读取与写入的进一步优化，满足RX3i系列中全部PLC系统常用地址格式的使用条件。在进行相应的画面配置之前，需要提前设置对应的I/O驱动器，在iFIX节点上的计算机设备中，进行相应的OPC软件工具安装。

登入OPC软件，进入相应界面，并向其中增加相应的联通路径、对象设备与相应的传输数据块，然后命名该联通路径，点选相应的使能选框。对于增加的对象设备进行设置，所设置的内容包括设备名称、IP地址、数据读取时间等，完成设备设置之后，同样点选相应的使能选框。对于数据块的相应设计，则可以配置带有计算机的iFIX节点及其对于PLC进行读取所记录的过程数据地址信息，完成设置之后，同样需要点选相应的使能选框。通过以上操作，基本完成了I/O驱动器的相应配置。

3 系统配置单元

在带有计算机的iFIX节点上，完成对于I/O的配置之后，还需要以iFIX为基础，通过其系统配置单元，针对连接增加相应的PLC驱动文件。考虑到PLC系统不同，需要添加的驱动文件也就不同，又因为本文所选用的工业组态软件iFIX为美国通用公司研发的，因而在实际配置相应系统单元时，建议通过GE公司官网进行相应驱动文件的下载，以确保驱动文件的实用性。设备配置完成之后，利用网络途径，将带有计算机的iFIX节点及其过程硬件进行连接，该iFIX计算机节点可以自行读取过程硬件中的PLC过程数据，并在相应的驱动映像表（DIT）中加以存储。另外，示警与控制程序（SAC）中，将一定的扫描时间作为运转周期，实现驱动映像表（DIT）中存储的过程数据由不规则数据向规则化数据的转化，并以数据库的形式加以存储，以便于后续的数据应用，可以满足虚拟画面在计算机界面中以数据链接形式加以显示的需要[2]。

4 虚拟控制对象的开发

4.1 图形设计

iFIX组态软件在PLC虚拟控制对象设计中的应用，所需要的图形界面，是一种对事物控制对象的仿真模拟，并利用图形界面进行虚拟显示，在这个过程中，以iFIX组态软件中的图形符号集元素或绘图工具就可以完成控制对象的仿真虚拟化处理，当然也可以运用更加专业的图形处理应用软件来实现。在制作完成虚拟控制对象图形之后，将其纳入到i-FIX组态软件当中，从而使虚拟控制对象的专业性与仿真效果进一步提升。以某自动化工业生产线为例，在利用iFIX组态软件进行PLC虚拟控制对象图形转化与设计时，由于iFIX组态软件中自身配置的图形符号集并不具备能够代表该工业生产线的图形或符号，因此在开发虚拟控制对象时，就需要技术人员结合该工业生产线的特点与工作环境，利用绘图工具进行设计。在这个过程中，也可以对人机交互界面进行调整与设计，以便于更好地实现人机交互。

4.2 数据库建立

带有计算机的iFIX节点运行虚拟控制对象时，计算机会首先读取PLC在控制过程中产生的过程数据，以I/O为主要路径，同时以扫描等形式将其进行转换，使其以某种数据格式存储在数据库当中。打开iFIX组态软件的数据库管理器，对过程数据分别建立与之相应的数据标签，而数据标签的建立，应当以PLC系统运行所需为基础，充分考量虚拟控制对象的运行需要，并一一体现在数据标签上，为接下来的iFIX节点显示中虚拟控制对象的设计与建立提供便利，并且通过过程数据连接提高虚拟控制对象的操作效果。综合考量实际需求，以驱动器类型为基础进行与过程数据标签相对应的过程设备，确定名称之后进行I/O地址与信号条件填写[3]。

5 结语

为了更好地发挥出PLC在工业生产与服务自动化建设中的巨大作用，在PLC自动化控制系统设计中应用相应的iFIX组态软件，以之为基础更好地开发相应的虚拟设备及虚拟控制对象。通过这种方法减少以往投入在PLC事物控制对象中的成本，进一步提高PLC系统建设与应用的经济性。同时也可以减少实验与设计时间成本的投入，并且提高实验与研究的安全性。

[1]李玉琴.基于工业组态软件的远程PLC虚拟控制系统的开发探析[J].电子测试，2018（Z1）：88-89.

[2]原云峰.基于iFIX组态软件的PLC虚拟控制对象设计[J].岳阳职业技术学院学报，2012，27（1）：90-92.

[3]梁廷魁.iFix组态软件在虚拟控制对象中的应用[J].机械工程与自动化，2011（3）：197-199.