西门子S7-1200 使用PLCSIM进行程序仿真测试

S7-1200 PLC 仿真功能有如下硬件和软件要求:

硬件要求:

1、固件版本为 4.0 或更高版本的 S7-1200 PLC

2、固件版本为 4.1 或更高版本的 S7-1200F PLC

软件要求:

S7-PLCSIM V13 SP1 及以上

S7-1200 PLCSIM 支持范围

一、 工艺对象支持

PLCSIM 目前不支持S7-1200任何工艺对象的仿真。

二、 指令支持

S7-PLCSIM 几乎支持仿真的 S7-1200 和 S7-1200F 的所有指令(系统函数和系统函数块),支持方式与物理 PLC 相同。S7-PLCSIM 将不支持的块视为非运行状态。

某些指令受部分支持。对于这些 SFC 和 SFB,S7-PLCSIM 将验证输入参数并返回有效输出,但不一定是带有实际 I/O 的真实 PLC 将返回的信息。

三、 通信指令支持

S7-PLCSIM 截止V16 只支持 S7-1200(F)C 的如下通信协议:

  • S7-1200集成PN口和S7-1200/1500/300/400的基于以太 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触摸屏的通信
  • 四、 其他功能

    专有技术保护块、配方、数据日志、Trace、装载存储器的读写、时间错误中断(OB80)、诊断指令、存储卡功能PLCSIM目前不支持。

    程序循环(OB1)、时间中断(OB10)、延时中断(OB20)、循环中断(OB30)、启动OB(OB100)支持。

    硬件中断(OB40)、诊断错误中断(OB82)、拔出或插入模块中断(OB83)、机架或站故障中断(OB86)从PLCSIM V16开始支持。

    S7-1200 PLCSIM 使用入门

    一、 PLCSIM的启动与下载

    启动方法一

    新建PLC程序,然后如图1所示,然后执行图中操作。

    图1 启动仿真

    ①左键单击需要被下载到PLCSIM的CPU

    ②左键单击“启动仿真”按钮,先后弹出如图2和图3的窗口。

    图2 精简视图

    图3 下载页面

    ①PG/PC接口:默认选择PLCSIM,此时无法连接真实CPU

    ②左键单击“开始搜索”按钮

    ③选中搜索到的CPU

    ④左键单击“下载”按钮

    这样就完成了一次下载操作。

    启动方法二

    在桌面上找到如图4的图标,左键双击该按钮。会自动打开如图5的窗口,该窗口和图2类似,但有一点区别。此时PLCSIM的CPU处于没有上电的状态,需要接通电源。

    图4 PLCSIM图标

    图5 未上电仿真界面

    ①左键单击该图标,即接通了PLCSIM的电源,之后,PLCSIM状态即和图2一致。之后正常下载PLC程序,参考图3。

    下载完成

    下载完成后,仿真界面如图6所示。

    图6 已下载仿真界面

    正常监视程序和真实CPU基本一致。

    说明

    1. 在PLCSIM 中只能建立2个实例,也就是说最多同时支持仿真2个S7-1200或者1个S7-1200和1个S7-1500。

    二、PLCSIM的精简视图与项目视图

    图6的界面,叫做精简视图,此时,可以正常对PLC进行仿真,启动停止,监视指示灯状态。

    如果需要使用一些高级功能,例如对I点进行设置,序列功能,事件触发,则需要转至项目视图,如图7所示。

    图7 精简视图与项目视图

    ①在精简视图左键点击该按钮即切换到项目视图

    ②在项目视图中左键点击该新建按钮,会在项目视图中新建仿真文件,产生仿真视图左边的项目树:SIM表格、序列、事件表等

    ③如果希望从项目视图返回精简视图,可以左键点击该按钮

    说明

    1. 在PLCSIM V13SP1或者PLCSIM V13SP2中,必须切换到项目视图,新建仿真文件,仿真功能才可以使用,PLCSIM V14以后,可以在精简视图、项目视图,新建或者不新建仿真文件,都可以使用仿真功能。

    2. 如果项目视图不新建仿真文件,则使用不了I点进行设置,做序列,事件触发等高级功能,但是可以使用扫描控制、设置仿真界面的语言、查询PLCSIM的帮助文件等。

    三、PLCSIM项目视图的功能

    设备视图

    如图8所示,可以打开PLCSIM项目视图中的设备视图,在这里可以直观的对CPU主机架模块以及PROFIBUS DP/PROFINET IO/AS-i的分布式IO给定DI和AI点,显示DQ以及AQ结果。每次只能显示一个模块的所有IO。

    图8 PLCSIM的设备视图

    ①左边项目树,展开PLC,双击“设备组态” ,打开右边的设备视图

    ②在这里选择机架,默认是PLC主机架

    ③在这里选择需要查看或修改的IO模块

    ④在DI/AI给定设置值

    ⑤DQ/AQ显示运算结果

    SIM表格

    如图9所示,可以打开PLCSIM项目视图的SIM表格,在这里可以对PLC的全局变量进行修改监视,与PLC的监控表不同的是,SIM表格不可以监视修改DTL、字符串等复杂数据类型,但是可以对DI、AI进行修改监视,并且还有一些和PLC监控表不同的地方,见下方说明。

    图9 SIM表格

    ①展开SIM表格,可以看到,点击“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,点击“浏览”,可以导入PLC的变量表及监控表。

    ③点击“SIM 表格_x”可以在右边工作区打开指定的SIM表格。

    ④添加变量名称或绝对地址,注意不支持DTL、字符串等PLC监控表支持的数据类型。

    ⑤可以修改变量显示的数据格式。

    ⑥可以执行单个变量的修改,同时显示每个变量的实际值。

    ⑦如果变量是Bool类型,或者是非优化的Byte类型时,这里可以设置显示变量中单个位的状态。

    ⑧如果希望几个变量同时修改,需要在需要同时修改的变量这里设置值,然后激活后面的“√”。

    ⑨在⑧处修改打钩完毕后,点击该按钮可以同时修改。

    ⑩该SIM表格默认只能修改DI、AI的变量,如果需要修改其他变量需要点击该按钮。

    ?PLCSIM V15以后支持的功能,当选中的变量的显示格式是布尔型、十六进制、八进制、DEC、DEC+/-、浮点数时,在这里会显示该控制视图。如果是布尔型,则是一个瞬动按钮;如果是十六进制、八进制、DEC、DEC+/-,则会是图中所示的滑块,取值范围取决于数据类型,例如Int类型,选择DEC+/-是从-32768~32767;如果是浮点数,则也会是图中所示的滑块,取值范围为0.0~1.0。

    序列

    如图10所示,可以打开PLCSIM项目视图的序列功能,对PLC全局变量根据时间序列进行值的给定。

    图10 序列

    ①展开序列,可以看到,点击“添加新序列”,可以新建更多的序列。

    ②点击“序列_x”可以在右边工作区打开指定的序列。

    ③添加变量名称或绝对地址。如果该变量为优化块变量,要求该变量必须使能”可从HMI/OPC UA访问”,并且不支持片段访问;如果该变量为绝对地址访问,则没有上述要求。

    ④可以修改变量显示的数据格式。

    ⑤可以设置将变量设为值,还是特殊的对DI点设置以脉冲输入的设为频率。

    ⑥设定的值或者频率。

    ⑦设置时间的格式或单位,可以设置毫秒、秒、分钟、hh:mm:ss.ms。

    ⑧设置该步的起始时间与结束时间,以图中第2行为例,第2行这一步前的时间为该步的起始时间,1.5s,第3行这一步前的时间为该步的起始时间也是上一步的结束时间,3s,所以第2行这一步总的执行时间是3-1.5=1.5s。

    ⑨可以设置某步禁用或重新启用。

    ⑩选中该步并点击⑨处的禁用步,则为禁用状态。

    ?点击该按钮可以使整个序列往复执行。

    ?往复执行的序列则显示“重复序列”,否则显示“停止序列”。

    ?启动序列、暂停序列、停止序列。

    ?当前正在执行的步。

    ?当前步的执行时间,括 内为第几次的重复。

    ?可以设置步为立即启动或触发条件,如图11所示。

    图11 触发变量

    ①设置触发变量,支持的数据类型包括位变量、位序列、整数、浮点数。只支持符 寻址的变量,并且必须使该变量使能”可从HMI/OPC UA访问”。

    ②设置触发事件,位变量支持”=True”和”=False”,位序列和整数支持”=值”、”<>值”,浮点数支持”>值”、”<值”。

    ③设置比较值。

    ④点击确认按钮。

    ⑤最终的触发条件。

    事件

    PLCSIM V16增加新功能,事件激活测试。可以通过模拟一个事件,测试程序中的诊断功能是否生效。如图12所示,以机架故障为例。

    图12 事件设置

    ①展开事件表,可以看到,点击“添加新事件”,可以新建更多的事件。

    ②点击“事件表_x”可以在右边工作区打开指定的事件。

    ③选择需要模拟的事件,可以选择拔出或插入模块、机架或站故障、硬件中断、诊断错误中断。图中选择机架或站故障。

    ④根据不同的事件设置故障影响的设备的硬件标识符。图中为IO_device_1~IODevice这个IO设备。

    ⑤设置事件是故障还是错误返回。

    ⑥选中需要激活的事件。

    ⑦激活该事件,激活后,如图13所示,IO设备 故障,如果有诊断指令或者OB86中编写程序,可以读取相关错误信息。

    图13 仿真结果

    扫描控制

    PLCSIM V16增加新功能,扫描控制。可以设置运行若干扫描周期,或者运行多长时间等功能。要求PLCSIM处于项目视图,但不要求新建仿真文件,如图14所示。

    图14 扫描控制

    ①在PLCSIM项目视图最右边点击“在线工具”。

    ②在操作面板中,点击“PAUSE”即暂停按钮。

    ③在扫描控制中选择模式,默认连续扫描,这时可以选择运行启动OB后暂停或指定扫描持续时间,如图15、16所示。

    对于运行启动OB后暂停,如果没有启动OB,则重启后暂停。如果需要取消扫描控制的功能,需要将扫描控制改为连续扫描,然后点击操作面板的“RUN”即运行按钮。

    图15 运行启动OB后暂停

    图16 指定扫描持续时间

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