1  引言

    随着生产自动化水平的提高，以及各种监控系统的需要，PLC的应用越来越广泛。现场要求设备操作方便，修理维护简单，能长期稳定无故障运行，同时也要求PLC能根据各种突发情况，做出实时的正确的反应，因此要求在调试PLC时能模拟各种运行情况，检验程序设计的正确性及完备性。就目前情况来说，许多公司提供的PLC编程软件仅有在线监视和程序调试功能，而无离线仿真功能。这样，设计人员若要模拟实际工况，就必须在有PLC的情形下，通过现场或实验室的各种开关、按钮来模拟现场情况，而对许多模拟量模拟却较困难，并且有些工作情况难以进行模拟。这样需要花费大量的时间来调试设备，况且很难给用户提供系统各种运行情况下的外部直观响应。而eM-Power软件的新模块 eM-PLC可以解决上述困难。

2  eM-PLC软件简介

    Tecnomatix公司的eM-Power是一个集成化的虚拟环境，用于对生产过程的各个环节，在不同的层次（小到操作步骤，大到生产单元、生产线乃至整个工厂）进行设计、仿真、分析和优化。eM-PLC是eM-Power软件中的PLC仿真模块，它能够离线编写PLC程序。集成式的虚拟平台使工程工艺流程化，把工艺设计和自动化加工紧密联系起来，使二者达到无缝连接。

    通常，电控工程师主要根据书面形式的状态图、机械设计人员和工艺工程师提供的二维图和电子数据表来设计硬件，编写控制程序。在设计和编程过程中不断的重复输入相同的数据，存在比较高的错误率，eM-PLC可以避免此类错误的发生，它为控制工程师提供最新的精确数据并且在实际生产前验证控制结果的准确性。

    开发时间和成本两大因素给新产品开发带来很大压力，在产品设计时PLC编程不再被看作是孤立的功能。eM-PLC和西门子公司的STEP 7 结合起来，并行进行机械设计并且控制各个部门的工作，高度共享产品信息。eM-PLC直接根据虚拟制造单元自动生成PLC代码，在实际生产前进行虚拟开发。这样，可以优化工艺设计，有效缩短研制开发周期，降低开发成本。

3  eM-PLC软件优点

    eM-PLC具有以下特点：
    (1)  通过共享制造信息，使机构设计和控制部门并行工作；
    (2)  在虚拟平台上可以验证产品单元和时间周期的可行性；
    (3)  提高产品设计工艺速度、连贯性和可靠性；
    (4)  离线生成文件，缩短开发周期，降低开发成本；
    (5)  在产品设计阶段，可视化、最优化设备的功能和动作；
    (6)  在虚拟模型上进行PLC程序修改的评估，而不是在现实设备上来冒险；
    (7)  可以在实际的PLC硬件上进行预开发；
    (8)  通过人机交互进行生产单元操作。
    eM-PLC能够优化PLC程序。作为制造过程管理(MPM)软件eM-Power的一个模块，工程师可以在三维虚拟环境中设计制造单元、数字化专用机械和工艺并向虚拟环境传递控制信息。该系统可以自动生成PLC代码，该代码在实际应用前得到仿真和验证。eM-PLC加速了规划和加工过程，缩短产品研制开发周期，加速上市时间。

4  eM-PLC和STEP 7结合的特点

    eM-PLC就像一个经验丰富的控制工程师，满足生成PLC程序所有基本的和高级的要求。
    (1)  根据IEC 61131-3标准，在标识表里自动定义所使用的标识符，并且考虑到用户预先定义和保护的输入/输出/存储器范围；
    (2)  将操作顺序转换成顺序流程图（S7-GRAPH）。具有把时序分为独立的子时序并自动同步，并且考虑综合维护的内置功能；
    (3)  支持梯形图、功能块图、语句表和结构控制语言；
    (4)  用户自定义功能块库完全整体化，能自动给库元件参数赋值；
    (5)  通过使用"黑盒子"逻辑块，使没有机构运动或者三维描绘的装置一体化；
    (6)  支持在STEP 7中进行手动修改，确认并下载和eM-PLC一起使用；
    (7)  验证过的正确程序和已经存在的PLC程序容易结合成一个整体；
    (8)  高级变量操作允许有效再利用资源，支持多样化工作模式。

    控制工程师不能从机械设计那里直接得到最新的准确数据，只有在实际运行中验证设计和程序控制结果的可行性。通常在新产品上市过程中，设计和开发阶段起关键性作用。在这个阶段随时都需要进行设计修改，会造成直接成本增加，产品滞延，收入下降，甚至会丢失市场份额。