由于可编程逻辑控制器（PLC）应用广泛，目前从职业培训学院到工科大专院校都开设有PLC课程。而PLC是一门理论性、趣味性及实践性都很强的课程，需要精讲多练、开设与工业实际应用紧密结合的实验课程、搭建良好的实验平台。实验课程需要解决的关键在于PLC的控制对象问题，目前存在不同形式的PLC教学实验系统，基本上可分为三大类：
1.1全实物的PLC实验系统
完整的PLC控制系统是以实物PLC硬件及各种设备硬件（诸如继电器、电机驱动，电机、传感器）等按照工业实际连接方式进行组合，最后通过上位PC机与PLC的通信完成上位组态的实物模拟。实现这种实验系统，学校或机构需要购置足够应用于实验各环节的设备，要求相当高的资金投入。
1.2以上位PC机软件与下位PLC硬件结合构成的实验系统
将组态技术应用于虚拟PLC装置的开发，运用组态软件在PC机上全真模拟PLC的控制对象，以动画形式演示PLC控制对象的工作过程。具有成本低、免维护、灵活多样、形象直观等优点，很好地解决了传统开设PLC实验方法遇到的各种困难。其实验系统构成只需上位监控PC机和下位的PLC硬件。但这种实验方法因其无法脱离PLC硬件，仍需要在实验室进行。
1.3利用PLC仿真软件，实现脱离PLC硬件的仿真实验系统
此类初级实验仅仅是能进行编程后的仿真，如三菱GXDeveloper提供的GXSimulator运行仿真。为了能够如第二类方式一样可以实现上位监控和下位PLC的运行，国内外学者已提出一些有效的全虚拟方法，诸如对于三菱PLC，采用基于GXSimulator与昆仑通态的组态软件MCGS通过虚拟串口进行连接，实现全虚拟的上下位控制，但这种方法存在上下位控制速度慢的问题；另外对于西门子PLC,WinAC作为控制程序的运行引擎，VB语言编写上位监控界面程序，通过WinAC提供的“Computing”部件，采用Active控件第三方程序即可访问控制程序中的过程数据，但由于需要VB另外编程，很不方便，其实用、迁移性不强。
针对以上问题，本文提出借助于易控组态软件及MXComponent，采用GXDeveloper作为编程平台，利用GXSimulator构建一种全虚拟PLC控制系统，实现一种贴近工业实际的、先进的、方便的PLC实验方法。以工业清洗机的控制系统为例，展现仅用一台PC机如何完整实现具有上下位控制的PLC清洗机控制实验。这种方法无需引入新的编程，只要掌握组态软件的设计方法和PLC的编程方法即可，其编程方法、监控模式、通道设置等与工业实际相同，使高水平PLC实验得以脱离PLC实验室而随处实现，尤其在成人教育的业余及函授形式中，给学生提供了一种脱离实验室全新的自学PLC控制系统的实验形式，解决了PLC实验的瓶颈问题，对PLC的普及教育具有良好的实际意义。并借助于易控组态软件提出了一种实现全虚拟PLC的新方法，且提出一种改进的PLC教学实验方法，该方法可使学生在学习PLC课程时更好的理解和运用PLC。最后通过对工业清洗机的应用，验证了该方法的可靠性和实用性。
2、基于易控组态软件的全虚拟PLC教学实验系统构成
2.1基于易控组态软件三菱PLC的全虚拟实验系统实现步骤
基于易控组态软件三菱PLC的全虚拟实验系统如图1所示。
图1全虚拟实验系统
（1）首先安装三菱的编程平台GXDeveloper和GXSimulator仿真程序，安装MXComponent和易控组态软件（INSPEC）。（2）GXDeveloper是三菱的通用编程软件，可完成三菱全系列PLC的编程、监控、调试和维护工作，可支持梯形图、指令表、SFC、ST及FB编程。
完成梯形图的编制后，启动梯形图逻辑测试工具（LLT），则梯形图程序写入虚拟PLC的CPU中，且虚拟PLC自动置RUN状态。（3）INSPEC是一种面向工业自动化的通用数据采集和监控的组态软件，它能够实现对自动化过程和装备的监视和控制。根据实际现场的需要，在易控组态软件平台上进行上位监控界面设计，依照易控组态软件的应用要求绘制并连接各个画面，建立基于易控组态软件的监控界面。（4）MXComponent是三菱一款用于PC与PLC进行通信的软件，MXComponent支持个人计算机与可编程控制器之间的所有通信路径，兼容多种高级语言诸如VisualC++、VisualBasic和AccessExcel的VBA、VBScript等，在易控组态软件中就是应用MXComponent与GXSimulator进行通信的。打开MXComponent软件，在MXComponent设置界面上将PCsideI/F项后的下拉目录选择为GXSimulator项、将CPUtype项后的下拉目录选择为FX2N(C)项。这种基于易控组态软件和应用MXComponent与GXSimulator握手通信方法很简洁。经过简单设置后，可以通过MXComponent运行界面上的Connectiontest项进行通道建立成功与否的检测，当通道建立成功并进行检测后可以看到虚拟通道连接成功的提示。
综上所述，GXSimulator和易控组态软件通过MXComponent进行通信连接，建立基于易控组态软件的监控界面和GXSimulator的对应信息交互，最终实现仿真运行与上位监控的对应关系，在一台PC机上实PLC的仿真运行和上位监控。
2.2虚拟实验的应用方法
只需要有一台PC机，学生就可完一个具有上位监控和下位PLC运行的完整PLC实验系统设计。学生通过这种实验系统，既掌握了PLC的程序设计和调试方法，又学会了上位组态软件的监控设计。其设计可以分两种形式：
（１）由教师开发上位监控系统，并进行相应的通道连接，学生无需考虑所有设定与上位监控系统的连接。教师提供相应的连接地址给学生，学生按提供的地址编程，仅仅进行下位PLC的设计即可和上位监控界面接通。上位监控系统既可控制PLC，又可形象逼真地反应实际的控制过程和PLC程序运行效果，形象直观。（２）学生首先设计PLC程序，并进行GXSimulator的仿真调试。根据程序的上位监控要求，进行上位监控组态窗口的设计，然后通过MXComponent进行通信连接，完成一个完整PLC系统设计实验。虽然是全虚拟的设计，但其设计方法与实际工业应用开发完全一致，所以具有很好的实用性和迁移性。
3、工业清洗机全虚拟控制系统的实现
下面给出全虚拟PLC工业清洗机控制系统，采用易控组态软件进行上位监控设计，以该实例展现全虚拟PLC应用的方法和过程。
3.1工业清洗机控制系统分析与PLC编程调试
工业清洗机工作流程如下：
将欲清洗的工件置于挂篮中，将挂篮放置在挂杆上，按下启动按钮，挂杆向下运动将工件置于清洗液中，加热清洗液至沸腾，启动超声波生器工作20分钟后，超声波发生器停止工作，挂杆向上运动将工件置于蒸汽中5分钟，停止加热，启动喷淋5分钟，其后停止喷淋，取出工件于传送带上，按下清洗结束按钮，启动传送带工作。
按以上工作流程要求在GXDeveloper编写梯形图控制程序，将编写好的部分梯形图程序写入虚拟PLC(既启动LLT)，进入虚拟仿真调试，完成工业清洗机的PLC控制系统的编程调试。
3.2基于易控组态软件的上位监控界面设计
图2上位机界面运行图
本设计为了生动地表现当启动按钮按下，挂杆向下运动、喷淋阀门打开（通过变色显示）以及传感器动作等复杂的动画显示及关联过程，采用了脚本程序在运行策略中的循环策略来仿真其工作的过程。（4）设备窗口组态：打开易控组态软件后，分别在“IO通信”与“变量”
选项中添加控制量信息。然后进行相应的通信参数连接设置。
3.3虚拟通道连接与上下位综合调试
（１）基于易控组态软件的上位监控界面与GXSimulator的连接：打开MXComponent应用软件，设置其与GXSimulator虚拟通道的连接。（２）运行易控组态软件，按动图2所示控制面板上的启动按钮，则PLC开始运行，图2中的挂篮会依程序的运行自动下降，所示画面完全跟随PLC的运行动画显示，其指示灯变亮、加热器变色、喷淋阀打开时喷出冲洗液。这样，具有上下位控制的工业清洗机全虚拟PLC控制系统实验就形象、逼真的完成了。
通过以上实例的介绍，可以看到本文所提出的全虚拟PLC实验方法的简洁性，在安装有以上所需软件的PC机上便可完成实际现场PLC控制的全部模拟过程。