使用S7-PLCSIM模拟器的方法与技巧

仿真软件S7-PLCSIM集成在博途V15中，在博途V15环境下，不用连接任何S7系列的PLC（CPU或I/O模板），而是通过仿真的方法来模拟PLC的CPU中用户程序的执行过程和测试用户的应用程序。可以在开发阶段发现和排除错误，提高用户程序的质量和降低试车的费用。

S7-PLCSIM提供了简单的界面，可以用编程的方法（如改变输入的通/断状态、输入值的变化）来监控和修改不同的参数，也可以使用变量表（VAT）进行监控和修改变量。

1.S7-PLCSIM的主要功能

S7-PLCSIM可以在计算机上对S7-300/400 PLC的用户程序进行离线仿真与调试，仿真时计算机不用连接任何PLC的硬件。S7-PLCSIM提供了用于监视和修改程序中使用的各种参数的简单接口，如使输入变量为ON或OFF。与实际PLC相同，在运行仿真PLC时可以使用变量表和程序状态等方法来监视和修改变量。

S7-PLCSIM可以模拟PLC的输入/输出存储器区，通过在仿真窗口改变输入变量的ON/OFF状态，来控制程序的运行，通过观察有关输出变量的状态来监视程序运行的结果。

S7-PLCSIM可以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，或者手动对定时器复位。

S7-PLCSIM还可以对下列地址的读/写操作进行模拟：位存储器（M）、外设输入（PI）变量区和外设输出（PQ）变量区及存储在数据块中的数据。

除了可以对数字量控制程序仿真以外，还可以对大部分组织块（OB）、系统功能（SFC）仿真，包括对许多中断事件和错误事件仿真。可以对语句表、梯形图、功能块图和S7 Graph（顺序功能图）、S7-SCL和CFC等语言编写的程序仿真。

2.S7-PLCSIM的使用方法

S7-PLCSIM提供了一个简便的操作界面，可以监视或者修改程序中的参数，例如直接进行只存数字量的输入操作。当PLC程序在仿真PLC上运行时，可以继续使用博途V15软件中的各种功能，例如在变量表中进行监视或者修改变量。S7-PLCSIM的使用步骤如下。

1）打开S7-PLCSIM

可以通过SIMATIC管理器窗口中的菜单命令“Options”（选项）→“Simulate Modules”（仿真模式），也可点击图标“”进入仿真模式。打开S7-PLCSIM软件，如图5-49所示，此时系统自动装载仿真的CPU，当S7-PLCSIM在运行时，所有的操作（如下载程序）都会自动与仿真CPU关联。

图5-49　S7-PLCSIM软件的界面

2）插入“View Object”（视图对象）

通过生成视图对象（view object），可以访问存储区、累加器和被仿真CPU的配置。在视图对象上可以强制操作和显示所有数据。执行菜单命令“Insert（插入）”按钮，可以在PLCSIM窗口中插入以下视图对象。

（1）Input Variable（输入变量）：允许访问输入（I）存储区。

（2）Output Variable（输出变量）：允许访问输出（O）存储区。

（3）Bit Memory（位存储器）：允许访问位存储区（M）中的数据。

（4）Timer（定时器）：允许访问程序中用到的定时器。

（5）Counter（计数器）：允许访问程序中用到的计数器。

（6）Generic（常规）：允许访问仿真CPU中所有的存储区，包括程序使用到的数据块（DB）。

（7）Vertical Bits（垂直位）：允许通过符号地址或绝对地址来监视或者修改数据。

对于插入的视图对象，可以输入需要仿真的变量地址，而且可以根据被监视变量的情况选择显示格式：Bits（位）、Binary（二进制）、Hex（十六进制）、Decimal（十进制）和“Slider：Dec”（滑动条控制功能）等。变量显示为“Slider：Dec”的视图如图5-50所示，可以用滑动条的控制仿真逐渐变化的值或者在一定范围内变化的值。有三个存储区的仿真可以使用这个功能：Input Variable（输入变量）、Output Variable（输出变量）和Bit Memory（位存储器）。(www.xing528.com)

图5-50　变量显示

3）下载项目到S7-PLCSIM

在博途V15中单击下载，将已经编译好的项目下载到S7-PLCSIM。

4）选择CPU运行的方式

执行菜单命令“Execute”→“Scan Mode”→“Single Scan”，使仿真CPU仅执行程序一个扫描周期，然后等待开始下一次扫描；执行菜单命令“Execute”→“Scan Mode”→“Continuous scans”，仿真CPU将会与真实PLC一样连续、周期性地执行程序。如果用户对定时器或计数器进行仿真，这个功能非常有用。

5）调试程序

用各个视图对象中的变量模拟实际PLC的I/O信号，用它来产生输入信号，并观察输出信号和其他存储区中内容的变化情况。模拟输入信号的方法是：用鼠标单击图中IB0的第3位处（即I 0.3）的单选框，则在框中出现符号“√”表示I 0.3为ON；若再单击这个位置，“√”消失，则表示I 0.3为OFF。在S7-PLCSIM中所做的改变会立即引起存储区地址中内容发生相应变化，仿真CPU并不等待扫描开始或者结束后才更新变换的程序。执行用户程序的过程中，可以检查并离线修改程序，保存后再下载，之后继续调试。

6）保存文件

退出仿真软件时，可以保存仿真时生成的LAY文件和PLC文件，便于下次仿真这个项目时可以直接使用本次的各种设置。LAY文件用于保存仿真时各视图对象的信息，例如选择的数据格式等；PLC文件用于保存仿真运行时设置的数据和动作等，包括程序、硬件组态、设置的运行模式等。

3.电动机正反转控制应用

以电动机正反转控制程序为例，说明用S7-PLCSIM进行仿真的调试方法，如图5-51所示。

图5-51　电动机正反转控制程序

控制要求：当按下“正转按钮”SB2（I 0.1）时，电动机正转；当按下“反转按钮”SB3（I 0.2）时，电动机反转；无论电动机处于何种运行方式，按下“停车按钮”SB1（I 0.0），电动机自由停车。

在博途V15中保存程序并下载到S7-PLCSIM中，将S7-PLCSIM中CPU的操作模式置于RUN或RUN-P状态。在S7-PLCSIM中插入输入字节IB0、输出字节QB4。

用鼠标点击I 0.1的单选框，在框中出现符号“√”，此时观察到Q4.0的单选框出现符号“√”，说明电动机以正转方式启动；再点击I 0.1的单选框释放这个信号，相当于启动按钮是点动按钮，如图5-52所示。

图5-52　电动机正转控制仿真调试界面

用鼠标点击I 0.0的单选框，在框中出现符号“√”，再释放I 0.0，此时观察到Q4.0的单选框出现的符号“√”消失，说明电动机停车，如图5-53所示。

图5-53　电动机停车控制调试界面

同理，可以调试电动机反转控制模式下的状态。