随着信息技术的发展，传统制造业正经历着前所未有的变革，以工业4.0为代表新一轮产业升级正在展开。而这新一代信息技术有助于提高制造的灵活性，使得制造商能够以更快的速度和更低成本制造出市场所需的产品。其中一项关键的技术叫做虚拟调试。西门子公司在机电设备的数字化原型设计和虚拟仿真调试领域有着非常丰富的经验和领先的解决方案。其中NX软件可以通过OPC DA和真实的PLC进行仿真验证，也可以直接连接 Step7 PLCsim Advanced，Matlab，Profinet等接口。通过NX中的MCD信号与PLC信号通信，可以不用等设备制造出来以后，再进行控制软件的调试，设计阶段在软件环境中就可以验证设备硬件结构，软件逻辑的合理性。这样就能尽可能地避免设备生产出来才发现无法满足实际要求的情况。同时也大大地提高了详细设计阶段机械结构、气动、液压、电气、自动化工程等各学科的并行程度。
 

    本文以实际工程为例，介绍了西门子NX中机电概念设计与PLC S7-1200间以太网通信解决方案。
 

    MCD信号与PLC信号间通信最常用的通讯协议就是OPC DA。即把不同协议的设备通过OPC服务软件互联在一起，这里就是把S7-1200系列PLC和NX连接在一起，起到通讯桥梁的作用。通信需要PLC进行编程、NX中建立机电概念模型设计，并在两者之间进行数据的输入与输出。下面对这种通信方式进行介绍。
 

    2.1 PLC配置

    利用西门子TIA Portal V14编程软件，实现PLC（S7-1200系列：CPU1214C AC/DC/RLY）对NX中的三维模型运动控制。注意要将1200的属性-常规-保护-连接机制中“允许从远程伙伴（PLC、HMI、OPC、…）使用PUT/GET通信访问”勾上，参见图1所示。

 

图1 PLC设置
 

    2.2 KEPServer配置

    打开KEPServer配置界面，新建文件并在左侧目录下的连接性处点击“单击添加通道”

    选择Siemens TCP/IP Ethemet，参见图2所示。

 

图2 KEPServer通道添加
 

    点击下一步，进行设置通道名称，指定要绑定的网络适配器等操作，参见图3所示。
 

 

图3 KEPServer通道设置
 

    接下来在左侧目录通道1 下面点击“单击添加设备”按钮，弹出添加设备向导。单击下一步，在下拉列表中选择S7-1200，单击下一步，参见图4所示。
 

 

图4 KEPServer添加设备
 

    输入所要连接的PLC的IP地址，单击下一步，参见图5所示。
 

 

图5 设备添加向导
 

    待设备添加完成后，在右侧标记名框中添加标记名，把与NX通信的信号添加进去，参见图6所示。
 

 

图6 KEPServer添加信号
 

    信号的地址栏对应PLC中的点，数据类型选择布尔型，参见图7所示。
 

 

图7 KEPServer信号类型
 

    首先在NX中的机电概念设计模块建立好基本机电对象，参见图8所示。
 

 

图8 NX机电概念设计
 

    单击菜单-首选项-外部信号配置，选择KEPServerEX并把之前添加的所有与PLC连接的信号点全部勾选，参见图9所示。
 

 

图9 NX外部信号配置
 

    在NX中添加输入/输出信号，并与KEPServer中的信号进行信号映射，参见图10所示。

 

 

图10 NX与KEPServer信号映射

    最后，通过网线将外部PLC与NX所在的电脑连接，就完成了PLC信号与NX中的MCD信号间的通信，实现由PLC控制NX中的三维模型运动，可以通过添加至运行时查看器检查运行状况，参见图11所示。
 

 

图11 运行时查看器
 

4 结束语
 

    本文以实例介绍了西门子NX软件与S7-1200系列PLC的通信方案，可实现外部控制器与计算机三维模型间的虚拟调试。此外，NX与PLC间传输的数据也可以基于M区，DB块等，灵活应用两者间的数据传输可以在三维模型中实现例如计数、复位等各种不同的功能。
 

    [1]西门子S7-1200PLC用户手册