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        西門(mén)子S7-1200 PLCSIM仿真
        2021/1/6 22:18:54

        西門(mén)子S7-1200 PLCSIM仿真

        S7-1200 PLCSIM

        S7-1200 PLC 仿真功能有如下硬件和軟件要求:

        硬件要求:

        1、固件版本為 4.0 或更高版本的 S7-1200 PLC

        2、固件版本為 4.1 或更高版本的 S7-1200F PLC

        軟件要求:

        S7-PLCSIM V13 SP1 及以上

        S7-1200 PLCSIM 支持范圍

        一、 工藝對(duì)象支持

        PLCSIM 目前不支持S7-1200任何工藝對(duì)象的仿真。

        二、 指令支持

        S7-PLCSIM 幾乎支持仿真的 S7-1200 和 S7-1200F 的所有指令(系統(tǒng)函數(shù)和系統(tǒng)函數(shù)塊),支持方式與物理 PLC 相同。S7-PLCSIM 將不支持的塊視為非運(yùn)行狀態(tài)。

        某些指令受部分支持。對(duì)于這些 SFC 和 SFB,S7-PLCSIM 將驗(yàn)證輸入?yún)?shù)并返回有效輸出,但不一定是帶有實(shí)際 I/O 的真實(shí) PLC 將返回的信息。

        三、 通信指令支持

        S7-PLCSIM 截止V16 只支持 S7-1200(F)C 的如下通信協(xié)議:

        • S7-1200集成PN口和S7-1200/1500/300/400的基于以太網(wǎng)的S7通信
        • S7-1200集成PN口和S7-1200/1500的TCP/IP通信
        • S7-1200集成PN口和S7-1200/1500的ISO ON TCP通信
        • S7-1200集成PN口和WinCC以及仿真HMI觸摸屏的通信

        四、 其他功能

        專(zhuān)有技術(shù)保護(hù)塊、配方、數(shù)據(jù)日志、Trace、裝載存儲(chǔ)器的讀寫(xiě)、時(shí)間錯(cuò)誤中斷(OB80)、診斷指令、存儲(chǔ)卡功能PLCSIM目前不支持。

        程序循環(huán)(OB1)、時(shí)間中斷(OB10)、延時(shí)中斷(OB20)、循環(huán)中斷(OB30)、啟動(dòng)OB(OB100)支持。

        硬件中斷(OB40)、診斷錯(cuò)誤中斷(OB82)、拔出或插入模塊中斷(OB83)、機(jī)架或站故障中斷(OB86)從PLCSIM V16開(kāi)始支持。

        S7-1200 PLCSIM 使用入門(mén)

        一、 PLCSIM的啟動(dòng)與下載

        啟動(dòng)方法一

        新建PLC程序,然后如圖1所示,然后執(zhí)行圖中操作。

        圖1 啟動(dòng)仿真

        ①左鍵單擊需要被下載到PLCSIM的CPU

        ②左鍵單擊“啟動(dòng)仿真”按鈕,先后彈出如圖2和圖3的窗口。

        圖2 精簡(jiǎn)視圖

        圖3 下載頁(yè)面

        ①PG/PC接口:默認(rèn)選擇PLCSIM,此時(shí)無(wú)法連接真實(shí)CPU

        ②左鍵單擊“開(kāi)始搜索”按鈕

        ③選中搜索到的CPU

        ④左鍵單擊“下載”按鈕

        這樣就完成了一次下載操作。

        啟動(dòng)方法二

        在桌面上找到如圖4的圖標(biāo),左鍵雙擊該按鈕。會(huì)自動(dòng)打開(kāi)如圖5的窗口,該窗口和圖2類(lèi)似,但有一點(diǎn)區(qū)別。此時(shí)PLCSIM的CPU處于沒(méi)有上電的狀態(tài),需要接通電源。

        圖4 PLCSIM圖標(biāo)

        圖5 未上電仿真界面

        ①左鍵單擊該圖標(biāo),即接通了PLCSIM的電源,之后,PLCSIM狀態(tài)即和圖2一致。之后正常下載PLC程序,參考圖3。

        下載完成

        下載完成后,仿真界面如圖6所示。

        圖6 已下載仿真界面

        正常監(jiān)視程序和真實(shí)CPU基本一致。

        說(shuō)明

        1. 在PLCSIM 中只能建立2個(gè)實(shí)例,也就是說(shuō)最多同時(shí)支持仿真2個(gè)S7-1200或者1個(gè)S7-1200和1個(gè)S7-1500。

        二、PLCSIM的精簡(jiǎn)視圖與項(xiàng)目視圖

        圖6的界面,叫做精簡(jiǎn)視圖,此時(shí),可以正常對(duì)PLC進(jìn)行仿真,啟動(dòng)停止,監(jiān)視指示燈狀態(tài)。

        如果需要使用一些高級(jí)功能,例如對(duì)I點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置,序列功能,事件觸發(fā),則需要轉(zhuǎn)至項(xiàng)目視圖,如圖7所示。

        圖7 精簡(jiǎn)視圖與項(xiàng)目視圖

        ①在精簡(jiǎn)視圖左鍵點(diǎn)擊該按鈕即切換到項(xiàng)目視圖

        ②在項(xiàng)目視圖中左鍵點(diǎn)擊該新建按鈕,會(huì)在項(xiàng)目視圖中新建仿真文件,產(chǎn)生仿真視圖左邊的項(xiàng)目樹(shù):SIM表格、序列、事件表等

        ③如果希望從項(xiàng)目視圖返回精簡(jiǎn)視圖,可以左鍵點(diǎn)擊該按鈕

        說(shuō)明

        1. 在PLCSIM V13SP1或者PLCSIM V13SP2中,必須切換到項(xiàng)目視圖,新建仿真文件,仿真功能才可以使用,PLCSIM V14以后,可以在精簡(jiǎn)視圖、項(xiàng)目視圖,新建或者不新建仿真文件,都可以使用仿真功能。

        2. 如果項(xiàng)目視圖不新建仿真文件,則使用不了I點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置,做序列,事件觸發(fā)等高級(jí)功能,但是可以使用掃描控制、設(shè)置仿真界面的語(yǔ)言、查詢(xún)PLCSIM的幫助文件等。

        三、PLCSIM項(xiàng)目視圖的功能

        設(shè)備視圖

        如圖8所示,可以打開(kāi)PLCSIM項(xiàng)目視圖中的設(shè)備視圖,在這里可以直觀的對(duì)CPU主機(jī)架模塊以及PROFIBUS DP/PROFINET IO/AS-i的分布式IO給定DI和AI點(diǎn),顯示DQ以及AQ結(jié)果。每次只能顯示一個(gè)模塊的所有IO。

        圖8 PLCSIM的設(shè)備視圖

        ①左邊項(xiàng)目樹(shù),展開(kāi)PLC,雙擊“設(shè)備組態(tài)” ,打開(kāi)右邊的設(shè)備視圖

        ②在這里選擇機(jī)架,默認(rèn)是PLC主機(jī)架

        ③在這里選擇需要查看或修改的IO模塊

        ④在DI/AI給定設(shè)置值

        ⑤DQ/AQ顯示運(yùn)算結(jié)果

        SIM表格

        如圖9所示,可以打開(kāi)PLCSIM項(xiàng)目視圖的SIM表格,在這里可以對(duì)PLC的全局變量進(jìn)行修改監(jiān)視,與PLC的監(jiān)控表不同的是,SIM表格不可以監(jiān)視修改DTL、字符串等復(fù)雜數(shù)據(jù)類(lèi)型,但是可以對(duì)DI、AI進(jìn)行修改監(jiān)視,并且還有一些和PLC監(jiān)控表不同的地方,見(jiàn)下方說(shuō)明。

        圖9 SIM表格

        ①展開(kāi)SIM表格,可以看到,點(diǎn)擊“添加新的SIM表格”,可以新建更多的SIM表格。

        ②PLCSIM V16以后支持的功能,點(diǎn)擊“瀏覽”,可以導(dǎo)入PLC的變量表及監(jiān)控表。

        ③點(diǎn)擊“SIM 表格_x”可以在右邊工作區(qū)打開(kāi)指定的SIM表格。

        ④添加變量名稱(chēng)或絕對(duì)地址,注意不支持DTL、字符串等PLC監(jiān)控表支持的數(shù)據(jù)類(lèi)型。

        ⑤可以修改變量顯示的數(shù)據(jù)格式。

        ⑥可以執(zhí)行單個(gè)變量的修改,同時(shí)顯示每個(gè)變量的實(shí)際值。

        ⑦如果變量是Bool類(lèi)型,或者是非優(yōu)化的Byte類(lèi)型時(shí),這里可以設(shè)置顯示變量中單個(gè)位的狀態(tài)。

        ⑧如果希望幾個(gè)變量同時(shí)修改,需要在需要同時(shí)修改的變量這里設(shè)置值,然后激活后面的“√”。

        ⑨在⑧處修改打鉤完畢后,點(diǎn)擊該按鈕可以同時(shí)修改。

        ⑩該SIM表格默認(rèn)只能修改DI、AI的變量,如果需要修改其他變量需要點(diǎn)擊該按鈕。

        ?PLCSIM V15以后支持的功能,當(dāng)選中的變量的顯示格式是布爾型、十六進(jìn)制、八進(jìn)制、DEC、DEC+/-、浮點(diǎn)數(shù)時(shí),在這里會(huì)顯示該控制視圖。如果是布爾型,則是一個(gè)瞬動(dòng)按鈕;如果是十六進(jìn)制、八進(jìn)制、DEC、DEC+/-,則會(huì)是圖中所示的滑塊,取值范圍取決于數(shù)據(jù)類(lèi)型,例如Int類(lèi)型,選擇DEC+/-是從-32768~32767;如果是浮點(diǎn)數(shù),則也會(huì)是圖中所示的滑塊,取值范圍為0.0~1.0。

        序列

        如圖10所示,可以打開(kāi)PLCSIM項(xiàng)目視圖的序列功能,對(duì)PLC全局變量根據(jù)時(shí)間序列進(jìn)行值的給定。

        圖10 序列

        ①展開(kāi)序列,可以看到,點(diǎn)擊“添加新序列”,可以新建更多的序列。

        ②點(diǎn)擊“序列_x”可以在右邊工作區(qū)打開(kāi)指定的序列。

        ③添加變量名稱(chēng)或絕對(duì)地址。如果該變量為優(yōu)化塊變量,要求該變量必須使能"可從HMI/OPC UA訪問(wèn)",并且不支持片段訪問(wèn);如果該變量為絕對(duì)地址訪問(wèn),則沒(méi)有上述要求。

        ④可以修改變量顯示的數(shù)據(jù)格式。

        ⑤可以設(shè)置將變量設(shè)為值,還是特殊的對(duì)DI點(diǎn)設(shè)置以脈沖輸入的設(shè)為頻率。

        ⑥設(shè)定的值或者頻率。

        ⑦設(shè)置時(shí)間的格式或單位,可以設(shè)置毫秒、秒、分鐘、hh:mm:ss.ms。

        ⑧設(shè)置該步的起始時(shí)間與結(jié)束時(shí)間,以圖中第2行為例,第2行這一步前的時(shí)間為該步的起始時(shí)間,1.5s,第3行這一步前的時(shí)間為該步的起始時(shí)間也是上一步的結(jié)束時(shí)間,3s,所以第2行這一步總的執(zhí)行時(shí)間是3-1.5=1.5s。

        ⑨可以設(shè)置某步禁用或重新啟用。

        ⑩選中該步并點(diǎn)擊⑨處的禁用步,則為禁用狀態(tài)。

        ?點(diǎn)擊該按鈕可以使整個(gè)序列往復(fù)執(zhí)行。

        ?往復(fù)執(zhí)行的序列則顯示“重復(fù)序列”,否則顯示“停止序列”。

        ?啟動(dòng)序列、暫停序列、停止序列。

        ?當(dāng)前正在執(zhí)行的步。

        ?當(dāng)前步的執(zhí)行時(shí)間,括號(hào)內(nèi)為第幾次的重復(fù)。

        ?可以設(shè)置步為立即啟動(dòng)或觸發(fā)條件,如圖11所示。

        圖11 觸發(fā)變量

        ①設(shè)置觸發(fā)變量,支持的數(shù)據(jù)類(lèi)型包括位變量、位序列、整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)。只支持符號(hào)尋址的變量,并且必須使該變量使能"可從HMI/OPC UA訪問(wèn)"。

        ②設(shè)置觸發(fā)事件,位變量支持"=True"和"=False",位序列和整數(shù)支持"=值"、"<>值",浮點(diǎn)數(shù)支持">值"、"<值"。

        ③設(shè)置比較值。

        ④點(diǎn)擊確認(rèn)按鈕。

        ⑤最終的觸發(fā)條件。

        事件

        PLCSIM V16增加新功能,事件激活測(cè)試??梢酝ㄟ^(guò)模擬一個(gè)事件,測(cè)試程序中的診斷功能是否生效。如圖12所示,以機(jī)架故障為例。

        圖12 事件設(shè)置

        ①展開(kāi)事件表,可以看到,點(diǎn)擊“添加新事件”,可以新建更多的事件。

        ②點(diǎn)擊“事件表_x”可以在右邊工作區(qū)打開(kāi)指定的事件。

        ③選擇需要模擬的事件,可以選擇拔出或插入模塊、機(jī)架或站故障、硬件中斷、診斷錯(cuò)誤中斷。圖中選擇機(jī)架或站故障。

        ④根據(jù)不同的事件設(shè)置故障影響的設(shè)備的硬件標(biāo)識(shí)符。圖中為IO_device_1~IODevice這個(gè)IO設(shè)備。

        ⑤設(shè)置事件是故障還是錯(cuò)誤返回。

        ⑥選中需要激活的事件。

        ⑦激活該事件,激活后,如圖13所示,IO設(shè)備報(bào)故障,如果有診斷指令或者OB86中編寫(xiě)程序,可以讀取相關(guān)錯(cuò)誤信息。

        圖13 仿真結(jié)果

        掃描控制

        PLCSIM V16增加新功能,掃描控制。可以設(shè)置運(yùn)行若干掃描周期,或者運(yùn)行多長(zhǎng)時(shí)間等功能。要求PLCSIM處于項(xiàng)目視圖,但不要求新建仿真文件,如圖14所示。

        圖14 掃描控制

        ①在PLCSIM項(xiàng)目視圖最右邊點(diǎn)擊“在線工具”。

        ②在操作面板中,點(diǎn)擊“PAUSE”即暫停按鈕。

        ③在掃描控制中選擇模式,默認(rèn)連續(xù)掃描,這時(shí)可以選擇運(yùn)行啟動(dòng)OB后暫停或指定掃描持續(xù)時(shí)間,如圖15、16所示。

        對(duì)于運(yùn)行啟動(dòng)OB后暫停,如果沒(méi)有啟動(dòng)OB,則重啟后暫停。如果需要取消掃描控制的功能,需要將掃描控制改為連續(xù)掃描,然后點(diǎn)擊操作面板的“RUN”即運(yùn)行按鈕。

        圖15 運(yùn)行啟動(dòng)OB后暫停

        圖16 指定掃描持續(xù)時(shí)間

        仿真PLC與“真實(shí)” PLC之間的區(qū)別

        1. I/O 設(shè)備支持

        S7-PLCSIM 不支持專(zhuān)用 I/O 設(shè)備功能。僅提供 I/O 寄存器的過(guò)程映像和直接訪問(wèn)仿真。 例如,可以通過(guò)模擬量輸出范圍監(jiān)視來(lái)查看此專(zhuān)用功能。在物理設(shè)備上,如果 STEP 7 程序?qū)⒎秶獾闹祵?xiě)入模擬量輸出寄存器,則模擬量模塊會(huì)返回診斷錯(cuò)誤。S7-PLCSIM 中不會(huì)發(fā)生這種情況。

        2. 診斷

        S7-PLCSIM 不支持寫(xiě)入診斷緩沖區(qū)的所有錯(cuò)誤消息。 例如,S7-PLCSIM 不仿真 CPU 中與故障電池相關(guān)的消息或 EPROM 錯(cuò)誤。 但 S7-PLCSIM 可仿真大多數(shù)的 I/O 和程序錯(cuò)誤。

        3. 基于時(shí)間的性能

        由于 S7-PLCSIM 軟件運(yùn)行在裝有 Windows 操作系統(tǒng)的 PC 上,因此 S7-PLCSIM 中操作的掃描周期時(shí)間和確切時(shí)間不同于在物理硬件上執(zhí)行的那些操作所需的時(shí)間。 這是因?yàn)?PC 的處理資源“競(jìng)爭(zhēng)”產(chǎn)生了額外開(kāi)銷(xiāo),具體開(kāi)銷(xiāo)取決于多種因素。

        如果程序高度依賴(lài)于執(zhí)行操作所需的時(shí)間,則需注意不應(yīng)僅根據(jù) S7-PLCSIM 仿真的時(shí)間結(jié)果來(lái)評(píng)估程序。

        4. 受專(zhuān)有技術(shù)保護(hù)的塊

        S7-PLCSIM 不支持受專(zhuān)有技術(shù)或密碼保護(hù)的塊。 在對(duì) S7-PLCSIM 執(zhí)行下載操作前,必須刪除保護(hù)。

        5. 訪問(wèn)保護(hù)和復(fù)制保護(hù)

        S7-PLCSIM 不會(huì)對(duì)訪問(wèn)保護(hù)或復(fù)制保護(hù)進(jìn)行仿真。

        6. 仿真通信

        S7-PLCSIM 支持仿真實(shí)例間的通信。實(shí)例可以是 S7-PLCSIM 仿真或 WinCC 運(yùn)行系統(tǒng)仿真。

        可以運(yùn)行 S7-PLCSIM 的兩個(gè)實(shí)例,而且它們之間可相互通信。

        可以運(yùn)行 S7-PLCSIM V1x的一個(gè)實(shí)例和 S7-PLCSIM V5.4.6 或更高版本的一個(gè)實(shí)例,而且它們之間可相互通信。

        仿真實(shí)例間的通信

        所有仿真實(shí)例必須在同一 PC 上運(yùn)行才能相互通信。每個(gè)實(shí)例的 IP 地址都不得重復(fù)。

        S7-PLCSIM 支持 TCP/IP 連接。

        對(duì)于 S7-1200 和 S7-1200F PLC,可使用 PUT/GET 和 TSEND/TRCV (T-block) 指令來(lái)仿真通信。

        T-block 指令和 UDP

        S7-PLCSIM 不能仿真組態(tài)為使用 UDP 協(xié)議的 T-block 連接。

        T-block 指令和數(shù)據(jù)分段

        S7-PLCSIM 執(zhí)行 T-block 指令時(shí)數(shù)據(jù)分段為 1024 字節(jié)。實(shí)際 CPU 的數(shù)據(jù)分段為 8192 字節(jié)。

        如果在單個(gè) TSEND 指令中發(fā)送的數(shù)據(jù)超過(guò) 1024 字節(jié),并且在 adhoc 模式下通過(guò) TRCV 指令接收數(shù)據(jù),則 TRCV 指令生成的新數(shù)據(jù)只有 1024 字節(jié)。此時(shí),必須多次執(zhí)行 TRCV 指令才能接收額外的字節(jié)。

        T-block 指令和 數(shù)據(jù)緩沖

        S7-PLCSIM 執(zhí)行 T-block 指令時(shí)無(wú)需在接收 CPU 中緩沖數(shù)據(jù)。

        不過(guò)在 S7-PLCSIM 中,只有仿真的接收 CPU 中的程序執(zhí)行 TRCV 指令后,仿真的發(fā)送 CPU 才能完成 TSEND 指令。

        但是,在 S7-PLCSIM 中執(zhí)行 TSEND 指令時(shí),只有接收 CPU 上的程序執(zhí)行 TRCV 指令后,TSEND 指令才能完成。

        每個(gè)仿真的 PLC 的 IP 地址都不得重復(fù)

        如果每個(gè)仿真的 PLC 都具有相同的 IP 地址,則無(wú)法運(yùn)行多個(gè)仿真。每個(gè)仿真的 PLC 的 IP 地址都不得重復(fù)。

        在啟動(dòng)仿真之前,應(yīng)確保 IP 地址在 STEP 7 中唯一。

        7. 使 LED 閃爍

        可在TIA PORTAL的“擴(kuò)展的下載到設(shè)備”對(duì)話框中使 PLC 上的 LED 燈閃爍,但 S7-PLCSIM 無(wú)法仿真此功能。 但是通過(guò)事件仿真可以使ER燈閃爍。

        8. 需要 SD 存儲(chǔ)卡的功能

        S7-PLCSIM 不會(huì)仿真 SD 存儲(chǔ)卡。 因此,不能仿真需要存儲(chǔ)卡的 CPU 功能。 例如,數(shù)據(jù)記錄功能會(huì)將所有輸出都寫(xiě)入 SD 卡,這樣便無(wú)法仿真數(shù)據(jù)記錄功能。

        9. 數(shù)據(jù)日志

        S7-PLCSIM 不支持?jǐn)?shù)據(jù)日志。

        10. 配方

        S7-PLCSIM 不支持使用配方。

        11. Web 服務(wù)器

        S7-PLCSIM 不支持 Web 服務(wù)器功能。

        12. PROFIBUS

        如果 STEP 7 項(xiàng)目中包含 PROFIBUS 元素,則 S7-PLCSIM 不會(huì)仿真 PROFIBUS 元素,但是項(xiàng)目中的其它部分會(huì)照常仿真。 啟動(dòng)仿真之前,您無(wú)需將 PROFIBUS 元素從項(xiàng)目中移除。只是必須注意,S7-PLCSIM 會(huì)忽略 PROFIBUS 元素。

        13. F-CPU 仿真

        要仿真 F-CPU,必須先在 STEP 7 項(xiàng)目中調(diào)整 F-參數(shù) F-監(jiān)視時(shí)間,然后再執(zhí)行下載到 S7-PLCSIM。這是因?yàn)榛谲浖姆抡婧臀锢碛布g存在時(shí)間差。
        要調(diào)整 F 監(jiān)視時(shí)間,請(qǐng)按以下步驟操作:
        1. 在 STEP 7 項(xiàng)目樹(shù)中,右鍵單擊 F-CPU 并選擇"屬性"(Properties)。
        2. 在"屬性"(Properties) 對(duì)話框中,導(dǎo)航到"故障安全 > F 參數(shù) > 集中式 F-I/O 的默認(rèn) F 監(jiān)視時(shí)間"(Fail-Safe > F-parameter > Default F-monitoring time for central F-I/O)。
        3. 將 F 監(jiān)視時(shí)間從默認(rèn)值 150 ms 調(diào)整為更高值。
        4. 單擊"確定"(OK)。 可能需要重復(fù)該步驟,直至找到可使 F-CPU 仿真無(wú)錯(cuò)運(yùn)行的 F 監(jiān)視值。

        14. 指令支持

        S7-PLCSIM 支持仿真的 S7-1200 和 S7-1200F 的大多數(shù)指令,就像物理 PLC 一樣??梢韵螺d成功編譯到虛擬 PLC 中的所有程序。但是,某些指令會(huì)調(diào)用僅受部分支持的
        SFC(系統(tǒng)函數(shù))或 SFB(系統(tǒng)函數(shù)塊),并且仿真可能無(wú)法按預(yù)期工作。 對(duì)于具有部分受支持指令的程序,S7-PLCSIM 將驗(yàn)證輸入?yún)?shù)并返回有效輸出,但不一定返回帶有物理 I/O 的實(shí)際 PLC 將返回的信息。例如,S7-PLCSIM 不支持 SIMATIC SD 存儲(chǔ)卡,因此在執(zhí)行仿真時(shí),用于將數(shù)據(jù)保存到存儲(chǔ)卡中的程序指令實(shí)際上不會(huì)保存任何數(shù)據(jù)。

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