生产线数字化设计与仿真(NX MCD)教学课件7.pptx

生产线数字化设计与仿真NX MCD第7章 虚拟调试技术 7目录CONTENTS7.1虚拟调试技术7.2硬件在环虚拟调试7.3软件在环虚拟调试7.4小结7.1虚拟调试概述1、机电一体化概念设计NX MCD虚拟调试1）虚拟调试概述 虚拟调试支持并行设计和数字化样机调试，使相关控制软硬件在产品设计早期就能够与机构模型联调，从而能够降低创新的风险，管理好产品设计过程信息和各个阶段的需求驱动设计机电一体化概念设计（NX MCD）中的虚拟调试（Visual commissioning，VC）框架如图所示，包含硬件在环虚拟调试与软件在环虚拟调试两类机电一体化概念设计机电一体化概念设计MCD可编程逻辑控制器可编程逻辑控制器PLC仿真软件仿真软件SIMIT 仿真器仿真器(SIMBA)共享内存共享内存SHM7.1虚拟调试概述1、机电一体化概念设计NX MCD虚拟调试2）虚拟调试系统 一般而言，虚拟调试系统包含PLC控制器、博图TIA编程软件、运动驱动，以及机电一体化概念设计NX MCD下的虚拟部件，这些软硬件构成了虚拟调试环境本章介绍的NX MCD虚拟调试用到的主要工具包括：软件NX MCD、博图TIA、PLCSimAdvanced、KEPServerEX6、Simaticnet、PLCSim、NETtoPLCSIM等，PLC有S7-1500、S7-1200等。

虚拟调试的方式包含基于硬件在环的调试和基于软件在环两类7.1虚拟调试概述2、虚拟调试项目功能概述 本章介绍的NX MCD虚拟调试是基于第5章【例3】系统模型基础上的项目调试系统模型如图，在第5章NX MCD模型中，其控制方式是：依照“按下”和“抬起”的按钮两种不同操作，通过在给出滑板上的滑动副不同位置数据值的方式来实现方块在滑板上的左右运动控制本章所采用的控制方式是：通过在环调试系统，把位置数据与外部参数相连接，直接修改所连接的外部变量数据来实现控制方块在滑动副上左、右运动的目的下面，就分别介绍该系统模型的两类不同虚拟调试方式7.2硬件在环虚拟调试 硬件在环虚拟调试需要在调试的整个环节中添加硬件，这里的硬件是指PLC控制器在调试之前，先用一根网线把PLC与计算机连接起来，再在博图TIA中建立一个PLC项目，下载到PLC硬件中，然后再开始PLC与电脑中虚拟设备的联调7.2.1项目一：TIA+PLC+KEPServerEX硬件在环虚拟调试1、项目描述 目标是实现TIA+PLC+KEPServerEX的硬件在环虚拟调试操作过程可概述为：1）第一步：先使用博图TIA软件来组态PLC硬件，并设置一实型变量y1000；2）第二步：再配置KEPServerEX OPC服务器，并设置一变量MCDy_1000使之与PLC的变量y1000相连接；3）第三步：在NX MCD中设置一位置变量position，并建立position与MCDy_1000之间变量的信号映射。

在这个案例中，位置变量position代表了图7-2模型中方块在滑动副上的位置，当改变该数据时，就会看到NX MCD中的方块位置改变最终的测试方法是：当在TIA改变y1000的数值，或者在KEPServerEX中改变MCDy_1000的数值，就能观察到NX MCD中方块的相应运动与位置变化，以及变量position的数值变化7.2硬件在环虚拟调试2、项目实施1）PLC硬件组态（1）如图所示，使用博图TIA软件组态PLC，选用的硬件为：S7-1500，CPU：1513-1PN 1p6ES7 513-1AL01-0AB0，设置PLC的IP（该例中IP设为192.168.1.10）；（2）如图所示，在设备组态的属性中选择“常规防护与安全”，勾选“允许来自远程对象的PUTGET通信访问”选项3）设置PLC变量添加实型变量“y1000”如图所示，检测该变量，将来用于项目后期观察PLC硬件与KEPServerEX、NXMCD三者关联变量的互动关系设置完之后，把组态下载到PLC硬件中即可7.2硬件在环虚拟调试2、项目实施2）安装KEPServerEX软件KEPServerEX的安装步骤如下：（1）如图所示，在安装文件处点击鼠标右键，选择“以管理员身份运行”；（2）KEPServerEX 6的安装步骤及选项见课本图示；其中，安装步骤（11）中不用输入任何信息，直接点击“下一步”；图（12）中勾选“Skip setting a password at this time”,点击“下一步”，其它步骤均采用默认设置。

3）连接KepServerEX与 PLC S7-1500，配置步骤如下：（1）添加通道：重启计算机之后，启动KepServer；如图所示，添加通道，通道名为“西门子PLC1”，7.2硬件在环虚拟调试2、项目实施（2）添加设备：操作步骤见课本图所示3）添加标记（1）如图所示，在S7-1500处点击鼠标右键，选择“新建标记”；（2）如图所示，设置标记名称为MCD_y1000，地址MD100、数据类型为浮点型4）配置计算机网络如图所示，配置计算机IP与PLC应该同属一个网段，打开计算机的网络设置；配置计算机IP（这里IP设置为：192.168.1.55）；7.2硬件在环虚拟调试2、项目实施5)启动Quick Client（1）再次打开KepServerEX6，在此环境中启动QuickClient，启动之后效果如图所示；（2）如果QuickClient按钮为灰色，不可用，此时可做如下处理：以管理员身份运行OPCCoreComponentsRedistributable(x64)3.00.107，然后，如图操作；（3）在安装过程中，如果出现图所示的TryAgain提示，就打开任务管理器；在任务管理器中停止KEPServerEX的相关项。

然后再点击“TRyAgain”其后如图所示，直到最后点击“Close”7.2硬件在环虚拟调试2、项目实施4、配置NXMCD与仿真运行1）建立信号映射，操作步骤如下：（1）执行菜单中命令“外部信号配置”后，弹出图示对话框2）选中Keoware.KEPServerEX，点击“确定”，弹出图所示对话框，并打开PLCS7_1500，勾选变量MCDy_1000；（3）执行菜单中命令“信号映射”后，弹出图示对话框4）分别选中NXMCD信号position和外部信号NXMCDy_1000，点击中间按钮，建立二者之间的映射关系，结果如图所示：7.2硬件在环虚拟调试2、项目实施2）仿真测试（1）如图所示，运行NXMCD项目，查看KEPServer中的变量NXMCDy_1000，数值为0，Quality显示“良好”；此时，NXMCD的方块停留在滑动副的0mm处；此时，如果通过博图TIA检测PLC中的变量“y1000”，也可以看到变量值已经变为02）如图所示，更改变量NXMCDy_1000的数值为500，点击“确定”后，就会看到NXMCD中的方块开始向滑动副的500mm处运动，仿真有效3）联调中，如果通过博图TIA检测变量“y1000”，也可以看到该变量值变为500。

7.2硬件在环虚拟调试7.2.2项目二：TIA+PLC+SIMATICNET硬件在环虚拟调试1、项目描述目标是实现TIA+PLC+SIMATICNET的硬件在环虚拟调试其操作步骤可概述为：1）第一步：先使用博图TIA软件来组态PLC硬件，并设置一实型变量y10，地址设为%MD10；2）第二步：再配置SIMATICNETOPC服务器，添加变量，数据类型为REAL，地址为MREAL10使之与PLC的变量y10相连接；3）第三步：最后在NXMCD中设置一位置变量position，选择“OPCDA”，选择OPCSimaticNET，建立起position与y10之间的信号映射测试方法是：当在TIA改变y10的数值，或者改变%MD10的数值，就能观察到NXMCD中方块的运动变化，以及变量position的数值变化7.2硬件在环虚拟调试7.2.2项目二：TIA+PLC+SIMATICNET硬件在环虚拟调试2、项目实施（1）安装SIMATIC NET，步骤见课本图示：以管理员身份运行setup安装步骤（3）-（5）中，选择“Install Software”安装步骤（6）中，勾选复选框“Iaccept”，点击“Next”。

在安装步骤（10）中，点击“Next”其它设置参照图示（2）建立PCStation，步骤如下：1）打开博图新建一项目，设备组态过程如图所示；硬件属性安全设置如图所示，勾选“允许来自远程对象的PUTGET通信访问”7.2硬件在环虚拟调试7.2.2项目二：TIA+PLC+SIMATICNET硬件在环虚拟调试2）创建PC Station，具体操作如下：（1）如图所示，在目录树中双击“添加新设备”弹出添加新设备对话窗，在左侧选择“PC系统”，然后在右侧展开“常规”，点击“PCStation”，点击“确认”建立PCStation2）如图所示：点击右侧的“硬件目录”如图所示：拖动“常规IE”到中间画面中，产生IE_general_1如图所示，拖动“OPC服务器”到中间位置，产生“OPC_Server_1”3）鼠标右键点击，在弹出的菜单中选择“更改设备”，然后就弹出图所示对话框更改新设备版本为“SWV8.2”，点击“确定”后，出现图画面7.2硬件在环虚拟调试7.2.2项目二：TIA+PLC+SIMATICNET硬件在环虚拟调试（4）点击选中IE_General_1的网口，然后如图所示，点击“属性”，在“常规”点击“以太网地址”，再点击“添加子网”，输入子网IP地址（该例中与本机电脑IP相同192.168.1.100）；（5）然后编辑网络连接如图所示：点击“网络视图”，再在中间的画面中选择左侧PLC_1的网络端口（本例的默认地址192.168.1.1，可根据PLC实际进行修改）。

然后从该网口处按下鼠标左键并拖动到“CPIE”网口处，在两点之间拉出一道直线，从而建立两个端口之间的连接点击“连接”按钮，并选择S7连接如图所示在两个端口之间拖动鼠标左键建立连接，效果如图所示；鼠标点击“OPCServer”后，点击“常规”中的“OPC符号”，选中“全部”点击“S7_连接_1”，查看连接结果如图所示：如图所示，修改PLC的IP为实际IP（本例中原来的默认IP是192.168.1.1，这里修改为192.168.1.10）；7.2硬件在环虚拟调试7.2.2项目二：TIA+PLC+SIMATICNET硬件在环虚拟调试（6）选择“拓扑视图”，点击“PCStation”，再选择“XDB组态”，然后勾选“生成XDB文件”，最后选择“XDB文件路径”点击“浏览”按钮，弹出图所示的文件存放对话框，给出文件名和存放路径后，点击“保存”最终的设置效果如图所示：7.2硬件在环虚拟调试7.2.2项目二：TIA+PLC+SIMATICNET硬件在环虚拟调试3)建立变量如图所示，在“默认变量表”中建立变量“y10”，数据类型为Real，地址为%MD10然后，如图所示，把该变量选入到监控表中；7.2硬件在环虚拟调试7.2.2项目二：TIA+PLC+SIMATICNET硬件在环虚拟调试4)生成Station构造文件。

如图所示，点击“编译”编译之后，就在指定位置生成了Station构造文件如图所示；7.2硬件在环虚拟调试7.2.2项目二：TIA+PLC+SIMATICNET硬件在环虚拟调试5）配置 PC Station（1）以管理员身份运行该文件，弹出图所示对话框；（2）点击“StationName”，输入名称如图所示，点击OK；然后再点击“Add”，弹出窗口，参数分配如图所示，点击OK，弹出对话框7.2硬件在环虚拟调试7.2.2项目二：TIA+PLC+SIMATICNET硬件在环虚拟调试5）配置 PC Station（3）点击OK然后，就弹出图所示对话框，并在该对话框中配置IP；在该图中，点击按钮。