西門(mén)子PLC與組態(tài)王的聯(lián)合仿真方法研究

劉振方 回振橋 李國(guó)順

摘要：在2018年國(guó)內(nèi)大型PLC市場(chǎng)中，西門(mén)子公司生產(chǎn)的PLC占有率高達(dá)59%，組態(tài)王軟件作為國(guó)內(nèi)銷(xiāo)量第一的工業(yè)監(jiān)控軟件，有著不俗的市場(chǎng)占有率和可靠性，但西門(mén)子PLC價(jià)格昂貴，許多學(xué)生與自動(dòng)化愛(ài)好者無(wú)法購(gòu)買(mǎi)，書(shū)本上的例子又不能滿足培養(yǎng)自身工程能力的需要，本文基于西門(mén)子編程軟件博途與組態(tài)王的聯(lián)合仿真，可以有效地解決上述問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：西門(mén)子;PLC;聯(lián)合仿真

1 博途軟件與組態(tài)王軟件的通信

1.1 Net To PLCsim與KEPServer Ex介紹

Net To PLCsim是一款西門(mén)子PLC連接軟件，軟件的主要作用就是將PLC與外部的以太網(wǎng)進(jìn)行通訊，軟件可以利用博途的仿真功能，模擬PLC的數(shù)據(jù)交換，支持西門(mén)子S7-1200/1500等多種型號(hào)。

KEPServer Ex是工業(yè)控制方面應(yīng)用較多的一款OPC服務(wù)器軟件，實(shí)現(xiàn)了OPC的標(biāo)準(zhǔn)接口，而其集成了多種類型的驅(qū)動(dòng)，可供不同環(huán)境的使用，可以通過(guò)它和其它設(shè)備進(jìn)行通訊，應(yīng)用程序則可以通過(guò)OPC協(xié)議連接到KEPServer Ex，進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換，經(jīng)常作為數(shù)據(jù)采集器使用。

1.2 博途軟件與組態(tài)王軟件的數(shù)據(jù)通訊

組態(tài)王軟件本身集成了OPC服務(wù)器的功能，因此可以通過(guò)博途軟件模擬PLC通過(guò)OPC通信協(xié)議與組態(tài)王軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。

具體步驟如下：

（1）博途軟件進(jìn)行PLC組態(tài)

博途軟件是專門(mén)為西門(mén)子PLC進(jìn)行編程，組態(tài)和仿真而設(shè)計(jì)軟件，功能非常強(qiáng)大。首先在博途軟件上進(jìn)行PLC硬件的組態(tài)，并在程序塊中編寫(xiě)程序，完成PLC硬件的組態(tài)。

（2）使用Net To PLCsim連接博途軟件

先用管理員權(quán)限打開(kāi)Net To PLCsim軟件，以獲取102端口的使用權(quán);然后在博途軟件中點(diǎn)擊仿真按鈕，啟動(dòng)博途仿真軟件，下載帶有以太網(wǎng)通訊的功能的PLC項(xiàng)目，在Net To PLCsim軟件中添加工程，設(shè)置相應(yīng)的IP地址，最后點(diǎn)擊“Start server”按鈕，若出現(xiàn)“Port 102 OK”則表明博途軟件已實(shí)現(xiàn)與外部網(wǎng)絡(luò)的以太網(wǎng)通信。

（3）使用KEPServer Ex軟件連接博途軟件

利用之前Net To PLCsim軟件，實(shí)現(xiàn)博途與外部通訊后，在KEPServer Ex軟件中創(chuàng)建通道，選擇通道類型為siemens Tcp/Ip Ethernet，然后一直點(diǎn)擊下一步，最后點(diǎn)擊完成，通道創(chuàng)建成功。接下來(lái)添加設(shè)備，在設(shè)備命名后，選擇添加的PLC型號(hào)，即博途軟件中組態(tài)的PLC型號(hào)，接下來(lái)填寫(xiě)設(shè)備IP，這里的IP填寫(xiě)本機(jī)IP地址，而不是PLC下載的IP地址，其他的默認(rèn)選項(xiàng)即可。最后點(diǎn)擊添加靜態(tài)標(biāo)記，將博途軟件中的輸入輸出點(diǎn)的地址和名稱添加后，點(diǎn)擊連接并點(diǎn)擊Quick Client按鈕，若Quality顯示為良好，則表示通信成功，完成KEPServer Ex軟件與博途軟件的連接。

（4）在組態(tài)王軟件中進(jìn)行工程的編寫(xiě)

首先新建一個(gè)組態(tài)王項(xiàng)目，在工程界面添加一個(gè)OPC Server項(xiàng)目，參數(shù)設(shè)置為默認(rèn)即可，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)添加，根據(jù)博途軟件中的數(shù)據(jù)變量，在組態(tài)王軟件中設(shè)置相同的數(shù)據(jù)變量，然后進(jìn)行畫(huà)面的繪制，并關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，完成上位機(jī)監(jiān)控畫(huà)面的建立，這樣一個(gè)完整的西門(mén)子PLC與組態(tài)王的聯(lián)合仿真就完成了。通過(guò)以上的操作，可以在計(jì)算機(jī)上不用PLC實(shí)物的情況下，將組態(tài)王和PLC連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)合仿真。組態(tài)王軟件設(shè)置如圖1所示。

2 聯(lián)合仿真驗(yàn)證

在博途軟件中編寫(xiě)跑馬燈程序，在組態(tài)王軟件中新建跑馬燈工程，并繪制監(jiān)控畫(huà)面，如圖2所示，切換到View畫(huà)面后，按下開(kāi)始按鈕，組態(tài)王監(jiān)控畫(huà)面的跑馬燈開(kāi)始工作。同時(shí)，在博途軟件監(jiān)控狀態(tài)下對(duì)應(yīng)的西門(mén)子PLC的數(shù)據(jù)也發(fā)生變化，M0.0（開(kāi)始）由0變?yōu)?，M1.0（燈泡1）也由0變?yōu)?，并按照預(yù)先寫(xiě)的程序點(diǎn)亮燈泡，實(shí)現(xiàn)了博途軟件與組態(tài)王的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸。由此可以判斷，這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明西門(mén)子PLC與組態(tài)王軟件聯(lián)合仿真的方法是可行的。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文研究西門(mén)子PLC與組態(tài)王軟件聯(lián)合仿真的方法，是將西門(mén)子軟件作為下位機(jī)，組態(tài)王軟件作為上位機(jī)，通過(guò)Net ToPLCsim與KEPServer Ex兩個(gè)轉(zhuǎn)換軟件，作為橋梁，實(shí)現(xiàn)了西門(mén)子PLC與組態(tài)王軟件的數(shù)據(jù)通訊。通過(guò)OPC通信協(xié)議，成功實(shí)現(xiàn)了西門(mén)子PLC與組態(tài)王的聯(lián)合仿真，實(shí)現(xiàn)了在沒(méi)有PLC實(shí)物的情況下，能夠進(jìn)行PLC與組態(tài)王的學(xué)習(xí)，解決了實(shí)驗(yàn)條件不足、實(shí)驗(yàn)設(shè)備短缺的問(wèn)題。同樣對(duì)于工業(yè)控制的學(xué)習(xí)、工程能力的培養(yǎng)也有很大的幫助。

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