引领工控虚拟未来

随着工业4.0时代进程的加快，企业对于项目推进时间、产品无缝对接的进度要求不断提高。企业融资的成本、人员工时成本、项目进度滞后的影响、产品滞后的淘汰，等等这些因素对企业的运营和前瞻性发展策略带来极大的不稳定性。虚拟仿真应运而生！在工业控制与自动化领域通过仿真可以在实验室对自动控制程序进行验证和调试，减少程序设计逻辑错误，大大提高了程序的正确率，节约了现场调试时间和人力成本，保证了新项目落地时间的同时实现产品生产制造与市场营销的同步性。

Simac是由IGE+XAO公司推出的专门面向工控行业的电气仿真软件，是一款可以由真实PLC驱动的仿真软件，能直接实现与PLC的输入/输出交互。该软件可以进行电气、机械、液压、热力等方面的仿真，在汽车制造、重型机械、物流仓储、铁路交通等行业有成熟应用。同时可以通过仿真平台对操作人员和维护人员进行操作和工艺流程的培训，能形象展示PLC程序的控制时序。

图1-1 类比真实环境和仿真环境

Simac支持市场上主流的PLC品牌，该软件可以和不同品牌（西门子、ABB、三菱、施耐德等）的PLC建立连接。

图1-2 Simac和PLC连接

如何实现虚拟仿真？

通过端口与PLC实现通信的Simac仿真软件可以对设备进行建模，建模原理是运用布尔方程（电气元件之间的与、或、非关系），对电源回路和控制回路中的各种电气元件的逻辑关系进行描述。同时也可以仿真操作面板中的按钮和指示灯、电机的旋转动作、气液压缸的执行动作、传感器的感应时机等，使其和实物具有相同的操作功能。下面介绍3个典型的虚拟仿真实例：

1、操作台虚拟仿真

通过按钮、急停、指示灯等组件建立与实际操作面板一致的Panel，将每个组件与PLC控制程序的输入输出点对应之后，实现操作Panel组件发送给或接收到相应的输入输出点电信号达到与设备一致的功能，从而实现虚拟仿真。

图1-3 Simac仿真操作面板

2、电机设备（输送滚床）虚拟仿真

建立模型之前需要清楚Siamc中轴的概念。Siamc中滑橇的移动和交接是通过滚床电机轴的移动进行传递。为了虚拟仿真的真实有效，轴的长度、传感器位置、移动速度和实际一致，从而实现仿真真实设备动作的过程。

图1-4 Simac线性轴和旋转轴

绿色正方形表示滑撬信息，每个轴都有头部和尾部，规定上件位为头部，下件位为尾部。仿真中PRB5-1上有滑撬，有向右的设定速度，PRB5-1的轴运动到了尾部，PRB5-2上没滑撬，滑撬向PRB5-2传递后PRB5-2按照设定速度前进从而实现了载体（滑撬）在移动设备（滚床）上的传递过程。

图1-5 滑橇传递

3、气动（液压）设备（输送滚床）虚拟仿真

气缸动作是由电磁阀动作接通气路来实现的，气缸伸出到位信号SQ1、缩回到位信号SQ0分别设置在气缸虚拟轴的两侧并与PLC的输入点进行通讯配置，当气缸缩回到位（SQ0通过Simac发送给输入点电信号）并且电磁阀收到伸出动作命令（Simac接收输出点电信号）时，接通气路yv1_c_02实现虚拟仿真气缸伸出动作。同时还可以调节气缸运行速度实现实际气缸调速阀调速功能。

图1-6 气缸控制

Simac软件具有极大开放性，技术人员可以根据实际使用环境的不同开发模拟出不同领域的模型，建立企业自己的设备模型库，归类后根据实际项目导入相应设备模型从而达到标准化应用，节省虚拟仿真时间的同时提高程序设计的效率。

图1-7 设备模型库、图形库

随着越来越多的市场虚拟仿真需求，IGE+XAO公司不断提高国内技术人员的水平并不断与法国总公司进行培训，将欧洲领先的虚拟仿真理念引进国内，目前在汽车涂装、焊接、总装和物流仓储、家电等自动化生产线领域都有项目已经实施并得到客户的高度认可。同时与设计院、研究院联合开发虚拟仿真，引领中国自动化产品线虚拟仿真的未来！