西門子人機界面（觸摸屏HMI）與虛擬仿真應用技術

文/劉宏曄

汽車制造業中有一項皇冠頂級的技術就是仿真，正是有了仿真這項技術，低成本的反復測試，不斷的進行仿真操作，不斷的進行數據校對，使得歐洲國家的汽車制造技術在裝配精度上非常高，汽車裝配合格率達到了驚人99%的要求，精度誤差率幾乎為零，這是自動化生產技術的極致。虛擬仿真技術的開發與應用，極大的降低了學習的成本，使得更多的電氣編程技術愛好者能低成本學習技術。本篇所寫虛擬仿真西門子設備可編程控制器為PLC[CPU 1212C DC/DC/DC]，直接使用電腦顯示器全屏幕虛擬仿真觸摸屏。具體的方法如下：

1 西門子PLC機型與人機界面（觸摸屏HMI）設備仿真組態

硬件組態是西門子設備使用的基礎，組態的過程很重要，點擊進入博途軟件V14，選擇控制器PLC，然后是組態用電腦顯示器全屏幕虛擬仿真的觸摸屏選項，選擇PC系統的SIMATIC HMI應用軟件，里面的Wincc RT Advanced是基于 PC可視化的運行系統軟件，在博途軟件V14已集成WinCC 運行系統高級版組件，無需擔心組件使用問題，點擊選擇它。

選用電腦顯示器全屏幕虛擬仿真的觸摸屏好處在于當所需編寫的程序需要在一個畫面大規模大量添加仿真時元件時，不必為仿真畫面不夠空間煩惱，這是單獨仿真某些西門子觸摸屏型號所不具備的優勢。

設備視圖畫面中選擇SIMATIC PC Station選擇硬件目錄，點擊Communications mоdulеs→ PROFINE/Ethеrnеt，選擇常規 IE。

網絡視圖畫面中使PLC_1網絡口與PC-System_1的IE general_1 網絡口進行PROFINET連接。

2 編程及人機界面（觸摸屏HMI）電氣元件畫面

在PLC_1的主程序中編寫一個簡單的啟、停、保電路。

在HMI_RT_1的畫面中添加一個新畫面，在新畫面中添加啟動按鈕、停止按鈕、指示燈三種電氣元件虛擬仿真畫面。

在新畫面外點擊庫，選擇工具箱，打開元素，選擇長方型按鈕，把文本Test修改為啟動；對啟動按鈕與PLC變量啟動進行事件鏈接，完成啟動按鈕虛擬仿真。

復制一個剛才的啟動按鈕，修改文本為停止，對停止按鈕與PLC變量啟動進行事件鏈接，完成停止按鈕虛擬仿真。

在新畫面外點擊庫，選擇Buttons-and-Switches，點擊PilotLights，拖拽選擇要虛擬仿真的紅色指示燈PlotLight_Round_R，選中紅色指示燈，右鍵屬性，常規選項中添加與PLC變量燈鏈接,完成虛擬仿真指示燈。

3 電腦摸擬PLC運行程序與人機界面（觸摸屏HMI）仿真效果

當西門子PLC程序及觸摸屏虛擬仿真畫面電氣元件相關變量設置都完成后，可進行最后的仿真效果模擬。

項目樹中PC-System_1下級菜單中次有一個HMI變量，進入后可看到連接，打開后里面有HMI_連接1，拖拽畫面到下面可看到訪問點：S7ONLINE，這個訪問點的作用是可更改PG/PC之間的接口連接名稱，但這個名稱需與PG/PC之間的接口連接名稱相同，不相同則無法仿真通訊，上面未做更改，在此暫不做更改，使用默認名稱。

假設你想修改通訊接口連接名稱，方便自己辨識，例如修改為home這個名稱,如：拖拽畫面到下面可看到訪問點：S7ONLINE，把S7ONLINE這個名稱刪除，添加上 home這個名稱即可，在下面的刪除窗口會顯示出home這個名稱,表已添加成功，當然如不需要這個名稱時，也可在此處刪除。

Win10系統屬性中有個控制面板，打開控制面板選擇設置PG/PC接口（32位），雙擊進入，下拉應用程序訪問點（A），選擇（添加/刪除），進入后在新建訪問點處選擇STEP7這個名稱，然后在為使用的接口選擇分配參數PLCSIM.TCPIP.1點擊添加后確定即可，這代表STEP7名稱與西門子仿真網絡地址相關聯了，這是系統默認。

假設如上所述，修改了名稱為home這個名稱，也是一樣同控制面板設置。訪問路徑窗口中，為使用的接口選擇分配參數PLCSIM.TCPIP.1，確定后應用程序訪問點（A）會顯示hоmе→ PLCSIM.TCPIP.1,表示 home這個名稱與西門子仿真網絡地址已關聯了。

4 虛擬仿真觸摸屏程序運行

西門子博途軟件V14安裝在電腦上后，Win10屏幕上會自動生有S7-PLCSIM V14的圖標，這個圖標代表的就是西門子設備的仿真軟件。在使用這個仿真軟件前，我們需要分別先編譯控制器PLC的主程序和PC-System_1的仿真圖形。

編譯后可雙擊S7-PLCSIM V14的圖標，選擇S7-1200系列PLC仿真，在點擊開關圖標，開啟虛擬仿真軟件，把仿真軟件縮小。

回到西門子博途軟件V14，點擊控制器PLC的主程序進行虛擬下載，選擇網卡時注意選擇PLCSIM，才能虛擬網絡聯機，然后點擊在線，可編程控制器PLC完成虛擬仿真。

PC顯示器全屏虛擬仿真觸摸屏，選擇點擊打開PC-System_1項目樹，選中HMI_RT_1，然后在在線項目中選中仿真啟動，這樣一個簡單的啟、停、保運行電路在電腦顯示器上全屏仿真出觸摸屏的顯示效果，鼠標可點擊運行程序效果。

在仿真過程中，你會發現鼠標點擊后，有嚴重的遲滯感，這時需在HMI默認變量中將原采集周期中10s修改采集周期為100ms即0.1s，再重新仿真，可即點即反應，再無遲滯感。

5 結束語

西門子博途軟件的仿真觸摸屏功能給各位讀者結束完畢，結合深層次的仿真運動動畫虛擬功能搭配可更好的讓廣大愛好學習西門子技術的讀者領會邏輯編程命令的運行顯示效果，調試編寫程序。