4. ctrlX WORKS 工程创建与设备组态
虚拟调试能否顺利开展，很大程度上取决于工程骨架是否搭得正确。ctrlX WORKS 作为 ctrlX AUTOMATION 的统一工程平台，把控制器、驱动、I/O、应用（App）和运行时资源都组织在一个工程（Project）里。本节要完成的任务是：新建一个工程，添加一台虚拟控制器，配置一根运动轴和一组分布式 I/O，并让工程结构满足后续虚拟调试（连接 ctrlX COREvirtual、下载、在线监控）的基本要求。
一、先理解 ctrlX WORKS 的工程组织方式
ctrlX WORKS 的工程不是简单的“文件夹 + 程序”，而是围绕设备（Device）展开的树形结构。一个工程可以包含多台设备，每台设备下再挂载具体的功能对象。理解这个层级，是后面所有配置动作的前提：
- Project（工程）：顶层容器，保存工程名、路径、目标设备清单和全局设置。
- Device（设备）：代表一台控制器，例如 ctrlX CORE 或 ctrlX COREvirtual。设备节点决定了通信地址、固件版本和可用 App。
- Motion / Axis（运动轴）：挂在设备下的运动对象，用于定义轴类型、单位、限位和参考系统。
- I/O（输入输出）：可以是本地 I/O，也可以是通过 EtherCAT 等现场总线连接的分布式 I/O 模块。
- PLC / App（应用）：运行在控制器上的逻辑程序或功能 App，例如 PLC 工程、运动控制 App。
在虚拟调试场景中，设备节点通常指向 ctrlX COREvirtual，而不是真实硬件。这样工程在离线状态下也能完成组态、编译和部分仿真验证。
二、新建工程与添加控制器
启动 ctrlX WORKS 后，选择“新建工程”，填写工程名称（例如 VD_Axis_IO_Demo）和保存路径。建议路径中不要包含中文和空格，避免后续编译或脚本调用时出现路径解析问题。工程创建完成后，在设备视图中添加控制器：
- 在工程树中右键选择“添加设备”，从设备目录中选择 ctrlX COREvirtual。
- 为该设备命名，例如
ctrlX_COREvirtual_01，并确认其固件版本与后续要使用的 App 兼容。 - 设置通信参数：虚拟调试常用本地回环地址
127.0.0.1或虚拟网卡地址，端口按实际运行环境填写。 - 确认设备状态为“已连接”或“可连接”，此时工程才具备下载和在线调试的基础。
三、配置运动轴
轴配置是虚拟调试中最容易出问题的环节。以一根典型的线性轴为例，需要在设备下添加 Motion 对象，并逐项设置参数。下面是一组教学示例参数（非实测值，仅用于说明配置逻辑）：
| 参数项 | 示例值 | 说明 |
|---|---|---|
| 轴类型 | Linear（线性轴） | 决定位置单位与运动学模型 |
| 位置单位 | mm | 与机械行程保持一致 |
| 速度单位 | mm/s | 用于速度指令与限幅 |
| 软限位下限 | 0 mm | 防止负向超程 |
| 软限位上限 | 500 mm | 防止正向超程 |
| 最大速度 | 200 mm/s | 速度指令上限 |
| 最大加速度 | 1000 mm/s² | 影响启停平滑性 |
| 参考系统 | 增量式 / 绝对值 | 决定是否需要回零 |
配置时要注意方向约定：本课程统一规定“正向为轴远离原点方向”，软限位上限大于下限。若采用增量式编码器，轴在使能前必须先执行回零（Homing），否则位置反馈没有绝对参考。虚拟调试中，回零可以通过虚拟开关或仿真信号触发，便于在没有真实传感器的情况下验证逻辑。
四、配置 I/O
I/O 配置的目标是让 PLC 程序能够读写确定的输入输出点。在 ctrlX WORKS 中，可以在设备下添加本地 I/O 或通过现场总线添加远程 I/O。以一组数字量 I/O 为例：
- 输入点
DI_00：启动按钮，地址%IX0.0。 - 输入点
DI_01：停止按钮，地址%IX0.1。 - 输入点
DI_02：左限位，地址%IX0.2。 - 输入点
DI_03：右限位，地址%IX0.3。 - 输出点
DQ_00：运行指示灯，地址%QX0.0。 - 输出点
DQ_01：方向输出，地址%QX0.1。
地址分配完成后，需要在 I/O 映射中把物理通道与程序变量关联起来。虚拟调试时，这些通道可以由仿真信号驱动，因此地址和变量名必须清晰、可追溯，避免后期排障时找不到对应点。
五、建立虚拟调试所需的基础项目结构
一个可复用的虚拟调试工程，建议在工程树中形成如下结构：顶层为工程，下面挂一台 ctrlX COREvirtual 设备；设备下分别放置 Motion 轴对象、I/O 配置和 PLC 程序；PLC 程序中再按功能划分变量区，例如“轴控制”“I/O 映射”“状态监控”。这样在后续章节做仿真、下载和在线验证时，可以快速定位到具体对象。
六、配置完成后的检查要点
在进入下一阶段的虚拟调试之前，建议按以下顺序做一次快速自检：
- 设备节点是否可连接，通信地址与端口是否与虚拟控制器运行环境一致。
- 轴参数的单位、限位、最大速度是否与机械模型匹配，方向约定是否统一。
- I/O 地址是否连续、无冲突，变量名是否与程序中的引用一致。
- PLC 程序是否已关联到设备，编译是否通过，有无未解析的变量。
- 工程保存路径是否无中文、无空格，避免后续脚本或下载失败。
完成以上步骤后，工程已经具备“设备—轴—I/O—程序”四要素，可以在 ctrlX COREvirtual 上做下载、在线连接和基础信号验证。后续的虚拟调试工作，都将在这个结构上展开。