S7-PLCSIM的主要功能

1、西门子S7 PLC SIM仿真软件的应用2008-07-20 22:34标签：西门子S7 PLC SIM仿真软件一、引言PLC的用户程序设计好后，要用实际的 PLC硬件来调试。但以下情况则需要 对程序进行仿真调试： 控制设备不在本地，设计者需对程序进行修改和调试； 程序设计好后，PLC硬件尚未购回； 在实际系统中进行某些调试有一定风险。为了解决这些问题，一些PLC生产厂家提供了可代替PLC硬件调试的仿真软 件，本文主要介绍西门子公司的 S7一 PLCSIM仿真软件。二、S7-PLCSIMft述1、S7-PLCSIM的主要功能（1）仿真软件还可模拟对位存储器、外围输入变量区和外围输出变量区的操

2、作，以及对存储在数据块中的数据（如 DBI.DBX0.0或DBI.DBW0等）的读写。（2） 可实现定时器和计数器的监视和修改，通过程序使定时器自动运行或手 动复位。（3）可对S7-300和S7-400 PLC的用户程序进行离线仿真与调试，可访问模 拟PLC的I/O存储器、累加器和寄存器。通过在仿真运行窗口中改变输入变量的 ON/OFF犬态来控制程序的运行，并观察有关输出变量的状态来监视程序运行的 结果。（4）可在仿真PLC中使用中断组织块测试程序的特性， 并记录一系列操作事 件及回放记录，从而自动测试程序。2、S7-PLCSIM的主要组成部分（1）仿真PLCS7-PLCSIM用仿真PLC来模

3、拟实际PLC的运行，用户可通过视图对象来调试 程序。它提供的多种视图对象可实现对仿真 PLC内的各种变量、计数器和定时器 的监视与修改。（2）视图对象 CPU视图对象开始新仿真时，将自动出现 CPU视图对象，用户可用单选框来选择运行、停 止和暂停工作方式；MRE按钮用来复位存储器、删除块和删除仿真PLC中的硬件设置。LED指示灯“ SF''表示软硬件错误；“ RUN与“ STOP表示运行与停 止状态；“ DP （分布式外设或远程I/O ）指示PLC与分布式外设或远程I/O的通信状态；“ DC （直流电源）指示电源的通断情况 插入视图对象输入变量（I ）、输出变量（Q）和位存储器

4、（M）视图对象分别用于访问和监 视相应的数据区，可以以位、二进制、十进制、十六进制、字符及字符串的形式 访问。Q用于显示程序执行时输出的结果，一般不对其进行设置操作。定时器和计数器视图对象用于修改定时器（T）和计数器（C）的实际值，并 监视其运行。数据块寄存器视图对象用于监视块寄存器 DB1和DB2的内容。此外 还有通用变量、 垂直位变量、 累加器和状态字及堆栈视图对象， 具体使用方法可 查阅用户手册。 LAY文档和PLC文档LAY文档用于保存仿真时各视图对象的信息；PLC文档用于保存上次仿真运行 时设置的数据和动作等，包括程序、硬件组态、 CPU工作方式的选择、周期运行 模式（单周期或连续运

5、行模式）的选择、 I/O 状态、定时器的值、符号地址、电 源的通/断情况等。二、S7-PLCSIM应用实例1、S7-PLCSIM模拟发动机控制程序的调试以发动机控制程序的调试为例，介绍 S7-PLCSIM的仿真功能，如图1。图 1 发动机控制程序梯形图控制程序实现下述功能：按下开机按钮I1.0，发动机Q5.0和冷却风扇Q5.1开始运行；同时存放在 MW中的发动机的转速与程序中预置的转速（本例中为 1500r/min ）进行比较，超速时发出报警信号 Q5.2;按下停机按钮I1.1，发动机 停止运行，冷却风扇被定时器 Tl 延迟 10s 后停止运行。使用S7-PLCSIM仿真软件调试程序的步骤如下

6、：（1） 在STEP 7编程软件中生成的项目的主程序 OBI中编写如图I的程序。（2）点击STEP 7中SIMATIC管理器工具栏中的 Simulation on/off 图标， 打开 S7-PLC S7 一 PLCSIM窗 口。（3）在S7 一 PLCSIM窗 口中新建PLC文档；用菜单命令 PLC>Power ON接通 仿真PLC的电源；将仿真PLC的CPU的工作方式置于STOP位置；用菜单命令 Execute>Scan Mode>Continous Scan选择仿真PLC的扫描方式为连续扫描方式。（4）在SIMATIC管理器中用菜单命令PLC>Download将程

7、序下载到仿真PLC 中。（5）在S7-PLCSIM中创建输入字节IB1、输出字节 QB5位存储器 MW和口定 时器T1的视图对象，IB1和QB5以位的形式显示，MW以十进制形式显示。（6）在S7-PLCSIM中模拟实际系统的操作： 开机控制。将仿真PLC的 CPUS于RUN犬态，给输入字节IB1的第0位（I1.0） 施加脉冲，模拟按下启动按钮，即用鼠标点击 IB1视图对象中第0位的单选框， 出现符号“ V” IB1.0变为ON，再点击一次“ V'消失，IB1.0变为OFF IB0.0 变为ON后，观察到输出字节QB5视图对象中的第0位和第1位（即Q5.0和Q5.1） ON表明发动机开始

8、运转，冷却风扇开始转动。 速度监视。在发动机正常运行时，为了模拟采集到的实际转速，在位存储器MW视图对象中分别输入十进制数1449、1500和2000 （发动机的实际转速分 别低于、等于和高于预置转速），观察到 Q5.2的状态分别为OFF ON和ON，说 明超速报警功能正常。 停机控制。给I 1.1施加脉冲，观察到Q5.0立即变为OFF表明发动机停 止运行，同时TI开始进行减计时，1 0 s后Q5.1也变为0FF，冷却风扇停止转 动。（7）在使用S7-PLCSIM进行仿真时，可以显示OBI中的梯形图程序，用菜单 命令 Debug>Monitor 在梯形图中监视程序的运行情况。（8）保存生

9、成的LAY文档及PLC文档，以便于下次仿真时直接使用本次的 各种设置。二、对错误组织块的仿真实际的CPU佥测到程序处理过程中的错误时，CPU会调用对应的错误组织块。 S7-PLCSIM支持对硬件中断组织块 OB40- OB47和一些错误组织块的仿真。 OB80 为时间错误组织块，若CPU勺循环时间（扫描周期）大于允许的最大循环时间， CPU自动调用OB80图 2 OB1 梯形图为模拟CPU勺这种功能，在主程序OB1中编写如图2所示的程序。在这段程 序中，当I1.4为ON时，JMP（跳步）指令的跳步条件满足，将跳回标号“ HERE 处，程序进入死循环，CPU勺扫描时间会超过最大循环时间；Q5.5

10、为ON时，将 切断这一“死循环”。在时间错误组织块 OB80中编写如图3所示的程序段，出 现超时错误调用OB80时，Q5.5变为ON状态，通过Q5.6和Q5.7可观察是否调 用 OB80。图3 OB80梯形图仿真过程如下：在STEP7管理器中将OB1和OB80下载到仿真PLC中；在S7-PLCSIM的仿真窗口中，将11.4设置为OFF状态，仿真CPU的工作方式切 换到RUN可观察到仿真CPL处于正常工作状态，没有进入“死循环”，其扫描 周期没有超过最大循环时间，仿真CPU没有调用OB80所以Q5.7不会ON将 I1.4置为ON运行仿真CPU主程序进入“死循环”，当扫描周期大于最大循 环时间时，

11、观察到Q5.6变为ON说明仿真CPU执行了 OB8O中的程序段，但在 主程序中没有切断“死循环”，以后仿真 CPU自动进入STOPT作方式。将 I1.4、I1.5均置为ON状态，运行仿真CPU主程序进入“死循环”，当扫描周 期大于最大循环时间时，仿真 CPU调用OB80 Q5.5、Q5.6均变为ON Q5.5在主 程序中切断“死循环”，程序正常运行，仿真CPU不会进入STOP方式。西门子S7-PLCSIM仿真软件使用方法介绍2009年 09月 21 日 星期一 12:551 引言 计算机仿真技术把现代仿真技术与计算机发展结合起来， 通过建立系统的数 学模型，以计算机为工具， 以数值计算为手段，

12、 对存在的或设想中的系统进行实 验研究。随着计算机技术的高速发展，仿真技术在自动控制、电气传动、机械制 造等工程技术领域也得到了广泛应用。 与传统的经验方法相比， 计算机仿真的优 点是 :(1) 能提供整个计算机域内所有有关变量完整详尽的数据 ;(2) 可预测某特定工艺的变化过程和最终结果， 使人们对过程变化规律有深入的 了解;(3) 在测量方法有困难情况下是唯一的研究方法。 此外，数字仿真还具有高效率、 高精度等优点。大型企业每年都需要对电气控制人员进行技术培训 , 每次培训都需要大量的 准备工作，购买大量各种不同类型 PLC变频器、接触器、电缆等。如果采用传 统的经验方法：购买大量的控制器

13、件，特别PLC变频器等器件昂贵，很容易造成 浪费; 此外需要专门的培训地点。所以，如果对控制人员进行技术培训能够采用 计算机仿真技术，能极大地降低成本。S7-PLCSIM Simulating Modules 由西门子公司推出，可以替代西门子硬件PLC的仿真软件，当培训人员设计好控制程序后，无须PLC硬件支持，可以直接调用仿真软件来验证。2 S7-PLCSIM软件的功能(1) 模拟PLC的寄存器。可以模拟512个计时器(T0-T511);可以模拟131072位 (二进制)M寄存器；可以模拟131072位I/O寄存器；可以模拟4095个数据块;2048 个功能块(FBs)和功能(FCs);本地数

14、据堆栈64K字节;66个系统功能块 (SFB0-SFB65);128 个系统功能(SFC0-SFB127);123 个组织块(OB0-OB122)。(2) 对硬件进行诊断。对于CPU还可以显示其操作方式，如图1示。SF(system fault) 表示系统报警 ;DP (distributed peripherals, or remote I/O) 表示总线 或远程模块报警；DC(power supply)表示CPU有直流24伏供给;RUN表示系统在 运行状态;STOP表示系统在停止状态。r RUN-rP RUNr STOP IR 謂图1 CPU的操作方式对变量进行监控。用菜单命令Insert

15、>input variable监控输入变量;lnsert>outputvariable 监控输出变量，Insert>memory variable 监控内咅E变量;lnsert>timer variable监控定时器变量；lnsert>counter variable监控计数器变量。图2表示上述变量表。这些变量可以用二进制、十进制、十六进制 来访问，但是必须注意输出变量 QB般不强制修改。所有变量(4) 对程序进行调试。设置/删除断点一利用“设置/删除断点”可以确定程序执 行到何处停止。断点处的指令不执行。断点激活，利用“断点激活”可以激活所 有的断点；不仅包括已

16、经设置的，也包括那些要设置的。利用“下一条指令”， 可以单步执行程序。如果遇到块调用，用“下一条指令”就跳到块后的第一条指 令。3 S7-PLCSIM软件的实现方法及模拟程序本文通过具体例子来说明S7-PLCSIM软件的仿真功能。以压印机主机调速为 例子。工艺要求为：按下启动按钮I4.0,主机启动Q12.0,主机自动升速到700 转/分,并保持不变,按下启动按钮I4.1,主机停止运行。使用S7-PLCSIM软件 调试程序的步骤如下：(1)首先用STEP7软件对系统进行硬件组态，然后再用STEP7软件编程，允许结构化你的程序，也就是说可以将程序分解为单个的、自成体系的程序，最后通过系统组织块0B

17、1编写程序。程序如图3示：Q12 .OT2T11/tQ12 , O1T1 1 1cus_cuQ1 rHI rQ12 * D 各cvmw20PVCV_BCDMlOO口斗R图3编写程序C1T2< )1SST#13(2)再用 STEP7软件 SIMITIC 管理器菜单 OPTION中选择 Simulating Modules 为ON状态，表示选择仿真调试，如图4示：图4 选择仿真调试(3) 在S7-PLCSIM软件中新建PLC文档。选择菜单命令PLC>Poweron打开仿真 PLC的电源；选择仿真PLC的工作方式为STOP犬态；选择菜单命令EXECUTE>Scan mode>

18、Scan continous表示连续扫描方式。 用STEP7软件SIMITIC管理器菜单命令PLC>Download把程序下载到中仿真PLC 中。 在S7-PLCSIM软件中模拟实际操作。选择仿真 PLC的工作方式为RUN犬态， 按下启动按钮I4.1,主机开始运行,自动升速,速度值送到MW2Q可以监视STEP7 软件中梯形图程序的运行情况，选择菜单命令Debug>monitor来监视。图5模拟 实际升速过程。NetLwoxrk. 2 :T1< SP >T2iZbT2<71T11«0OZ4CV -MW2 0satM1OD O图5模拟实际升速过程 当在S7-PLCSIMI软件中模拟实际操作，如果检测到程序出错，会调用相应错 误组织块。S7-PLCSIMI软件支持对硬件中断组