襄阳西门子S7-200代理商 西门子中国合作伙伴

SIM提供了方便、强大的仿真模拟功能。与真实的PLC相比，它的灵活性高，提供了许多PLC硬件无法实现的功能，使用也更加方便。但是仿真软件毕竟不能完全取代真实的硬件，不可能实现完全仿真。用户利用S7-PLCSIM进行仿真时，还应该了解它与真实PLC的差别。

1.S7-PLCSIM上有如下功能在真实PLC上无法实现

1)仿真的CPU中正在运行时可以用“Stop”选项中断程序，恢复“运行”时是从程序中断处开始继续处理程序。

2)与真实的CPU一样，仿真软件可以改变CPU的操作模式（RUN、RUN-P和STOP)。但与实际CPU不同的是仿真的CPU切换到STOP模式并不会改变输出的状态。

3)仿真软件中在目标视图中变量的每个改变，其存储区对应相关地址的内容会被同时更新。CPU并不是等到循环周期结束或开始时才更新改变的数据。

4)使用关于程序处理的选项可以*CPU如何执行程序：

●选择“By cycles”程序执行一个周期后等待命令再执行下一个循环周期。

●选择“Automatic”程序的处理同实际自控系统一样，一旦一个循环周期结束马上执

行下一个周期。

5)仿真定时器可以使用自动或手动方式处理，自动方式按照程序执行结果，手动方式可以给定特殊值或复位定时器。复位定时器可以复位单独的定时器或一次复位所有定时器。

6)可以手动触发诊断中断OB。OB40到OB47（过程中断）、OB70（I/O冗余错误）、OB72（CPU冗余错误）、OB73（通信冗余错误）、OB80（时间错误）、OB82（诊断警告）、OB83（插拔模块警告）、OB85（程序执行错误）和OB86（机架故障）。

7)过程映像区和I/O区。如果改变一个输入映像区的值，S7-PLCSIM立即将此值复制到输入外设区。这就意味着从输入外设区写到输入过程映像区所需要的值在下一个循环周期开始时不会丢失。同样如果改变了输出映像区的一个值，此值立即被复制到输出外设区。

2.S7-PLCSIM与“实际”的自动化系统还有以下不同

1)诊断缓冲区。S7-PLCSIM不能支持所有写入诊断缓冲区的错误消息。例如，关于CPU中的电池电量不足的消息或者EEPROM错误是不能仿真的。但大部分I/O和程序错误都是可以仿真的。

2)在改变操作模式时（比如从RUN切换到STOP）输入/输出没有“安全”状态。

3)不支持功能模块(FM)。

4) S7-PLCSIM与S7-400 PLC CPU一样支持4个累加器。在某些情况下S7-PLCSIM上运行的程序与真实的只有两个累加器S7-300 PLC CPU上运行结果不同。

5)输入/输出的不同。大多数S7-300 PLC产品系列的CPU可以自动配置输入/输出设备。如果将模块连接到控制器，CPU即自动地识别此模块。对于仿真的自动化系统，这种自动地识别是不能模拟的。如果把一个自动组态好I/O的S7-300 PLC CPU程序装载到S7-PLCSIM中，系统数据中将不包含任何I/O组态。因此，如果使用S7-PLCSIM来仿真S7-300 PLC的程序，为了使CPU能识别所使用的模块，必须首先装载硬件组态。在S7-PLCSIM中S7-300 PLC CPU不能自动识别I/O，例如CPU 315-2DP，CPU 316-2DP或CPU 318-2DP等，为了能将硬件组态装载到S7-PLCSIM，需要创建一个项目。复制相应的硬件组态到这个项目并装载到S7-PLCSIM。然后从任意STEP 7项目装载程序块，I/O处理都不会有错误。

西门子plc的PPI通信、MPI通信和PROFIBUS-DP现场总线通信的物理层都是RS-485，而且采用都是相同的通信线缆和**网络接头。西门子提供两种网络接头，即标准网络接头和包括编程端口接头，可方便地将多台设备与网络连接，编程端口允许用户将编程站或hmi没备与网络连接，而不会干扰任何现有网络连接，图为带编程口的网络接头。标准网络接头的编程端口接头均有两套终端螺丝钉，用于连接输入和输出网络电缆。这两种接头还配有开关，可选择网络偏流和终端。图显示了电缆接头的普通偏流和终端状况，右端的电阻设置为“on”，而中间的设置为“off”，图中只显示了一个，若有多个也是这样设置。要将偏流电阻设置“on”或者“off”，只要拨动网络接头上的拨钮即可。图中拨钮在“off”一侧，因此偏置电阻未接入电路。

网络接头的偏流电阻设置图

网络接头的偏流电阻设置图

图    网络接头的偏流电阻设置图

西门子的**PROFIBUS电缆中有两根线，一根为红色，上标有“B”，一根为绿色，上面标有“A”，这两根线只要与网络接头上相对应的“A”和“B”接线端子相连即可（如“A”线与“A”接线端相连）。网络接头直接插在PLC的通信口上即可，不需要其他设备。注意：三菱的FX系列PLC的RS-485通信要加RS-485**通信模块和偏流电阻。

在PID整定窗口设置采样时间为0.3s，预调节之前PID的增益为0.3，积分时间为3s，微分时间为0s。单击采样时间右边的“Start”按钮，启动测量。用右上角的选择框设置调节模式为“预调节”。用I0.0使设定值从0跳变到70%，立即单击“调节模式”区的“Start”按钮，启动预调节。下图左边是预调节的曲线，红色的是PID的输出值Output，PV是过程变量，SP为阶跃设定值。预调节成功地完成后，下面的状态栏出现“系统已调节”的信息。

在PID整定窗口设置采样时间为0.3s，预调节之前PID的增益为0.3，积分时间为3s，微分时间为0s。

单击采样时间右边的“Start”按钮，启动测量。用右上角的选择框设置调节模式为“预调节”。用I0.0使设定值从0跳变到70%，立即单击“调节模式”区的“Start”按钮，启动预调节。

下图左边是预调节的曲线，红色的是PID的输出值Output，PV是过程变量，SP为阶跃设定值。预调节成功地完成后，下面的状态栏出现“系统已调节”的信息。

过程变量和设定值曲线基本上重合后，将调节模式修改为“精确调节”。单击“调节模式”区的“Start”按钮，启动精确调节。经过一段时间后，红色的PID输出曲线以方波波形变换，通过自动控制PID输出的幅值和频率，保证过程变量曲线在设定值水平线上下一定范围内波动。PID输出曲线经过若干次正、负跳变后，精确调节结束，下面的状态栏出现“系统已调节”的信息。精确调节成功完成后，单击PID调试窗口下面的“上传PID参数”按钮，将CPU中的PID参数上传到离线的项目中。单击“转到PID参数”按钮，切换到组态窗口PID参数页面，可以看到精确调节后CPU中得到的优化的PID参数。为了观察优化后的参数的控制效果，切换到PID调节窗口。令I0.0为FALSE，过程值下降到0以后，令I0.0为TRUE，使设定值由0跳变到70%，过程变量的响应曲线如下图所示。由图可知优化的PID参数的控制效果是比较理想的。

过程变量和设定值曲线基本上重合后，将调节模式修改为“精确调节”。单击“调节模式”区的“Start”按钮，启动精确调节。经过一段时间后，红色的PID输出曲线以方波波形变换，通过自动控制PID输出的幅值和频率，保证过程变量曲线在设定值水平线上下一定范围内波动。PID输出曲线经过若干次正、负跳变后，精确调节结束，下面的状态栏出现“系统已调节”的信息。精确调节成功完成后，单击PID调试窗口下面的“上传PID参数”按钮，将CPU中的PID参数上传到离线的项目中。单击“转到PID参数”按钮，切换到组态窗口PID参数页面，可以看到精确调节后CPU中得到的优化的PID参数。为了观察优化后的参数的控制效果，切换到PID调节窗口。令I0.0为FALSE，过程值下降到0以后，令I0.0为TRUE，使设定值由0跳变到70%，过程变量的响应曲线如下图所示。由图可知优化的PID参数的控制效果是比较理想的。

过程变量和设定值曲线基本上重合后，将调节模式修改为“精确调节”。单击“调节模式”区的“Start”按钮，启动精确调节。经过一段时间后，红色的PID输出曲线以方波波形变换，通过自动控制PID输出的幅值和频率，保证过程变量曲线在设定值水平线上下一定范围内波动。PID输出曲线经过若干次正、负跳变后，精确调节结束，下面的状态栏出现“系统已调节”的信息。

精确调节成功完成后，单击PID调试窗口下面的“上传PID参数”按钮，将CPU中的PID参数上传到离线的项目中。单击“转到PID参数”按钮，切换到组态窗口PID参数页面，可以看到精确调节后CPU中得到的优化的PID参数。

为了观察优化后的参数的控制效果，切换到PID调节窗口。令I0.0为FALSE，过程值下降到0以后，令I0.0为TRUE，使设定值由0跳变到70%，过程变量的响应曲线如下图所示。由图可知优化的PID参数的控制效果是比较理想的。

  STEP 7中有梯形图、语句表和功能块图3种基本编程语言，可以相互转换。通过安装软件包，还有其他的编程语言，以下简要介绍。

(1)顺序功能图(SFC)

STEP 7中为S7 Graph，它不是STEP 7的标准配置，需要安装软件包，S7 Graph是针对顺序控制系统进行编程的图形编程语言，特别适合顺序控制程序编写。

(2)梯形图(LAD)

梯形图直观易懂，适合于数字量逻辑控制。“能流”(Power flow)与程序执行的方向。梯形图适合于熟悉继电器电路的人员使用。设计复杂的触点电路时较好用梯形图。其应用较为广泛。

(3)语句表(STL)

语句表功能比梯形图或功能块图的功能强。语句表可供喜欢用汇编语言编程的用户使用。语句表输入快，可以在每条语句后面加上注释。设计高级应用程序时建议使用语句表。

(4)功能块图(FBD)

“LOGO!”系列微型plc使用功能块图编程。功能块图适合于熟悉数字电路的人员使用。

(5)结构文本(ST)

STEP 7的S7 SCL（结构化控制语言）符合EN61131-3标准。SCL适合于复杂的公式计算、复杂的计算任务和较优化算法或管理大量的数据等。S7 SCL编程语言适合于熟悉高级编程语言（例如PASCAL或C语言）的人员使用。它不是STEP 7的标准配置，需要安装软件包。

(6) S7 HiGraph编程语言

图形编程语言S7 HiGraph属于可选软件包，它用状态图（Stategraphs）来描述异步、非顺序过程的编程语言。HiGraph适合于异步非顺序过程的编程。

(7) S7 CFC编程语言

可选软件包CFC（Continuous Function Chart，连续功能图）用图形方式连接程序库中以块的形式提供的各种功能。CFC适合于连续过程控制的编程。它不是STEP 7的标准配置，需要安装软件包。

在STEP 7编程软件中，如果程序块没有错误，并且被正确地划分为网络，在梯形图、功能块图和语句表之间可以转换。如果部分网络不能转换，则用语句表表示。