西門子PLC與組態王的聯合仿真方法研究

劉振方 回振橋 李國順

摘要：在2018年國內大型PLC市場中，西門子公司生產的PLC占有率高達59%，組態王軟件作為國內銷量第一的工業監控軟件，有著不俗的市場占有率和可靠性，但西門子PLC價格昂貴，許多學生與自動化愛好者無法購買，書本上的例子又不能滿足培養自身工程能力的需要，本文基于西門子編程軟件博途與組態王的聯合仿真，可以有效地解決上述問題。

關鍵詞：西門子;PLC;聯合仿真

1 博途軟件與組態王軟件的通信

1.1 Net To PLCsim與KEPServer Ex介紹

Net To PLCsim是一款西門子PLC連接軟件，軟件的主要作用就是將PLC與外部的以太網進行通訊，軟件可以利用博途的仿真功能，模擬PLC的數據交換，支持西門子S7-1200/1500等多種型號。

KEPServer Ex是工業控制方面應用較多的一款OPC服務器軟件，實現了OPC的標準接口，而其集成了多種類型的驅動，可供不同環境的使用，可以通過它和其它設備進行通訊，應用程序則可以通過OPC協議連接到KEPServer Ex，進行數據的交換，經常作為數據采集器使用。

1.2 博途軟件與組態王軟件的數據通訊

組態王軟件本身集成了OPC服務器的功能，因此可以通過博途軟件模擬PLC通過OPC通信協議與組態王軟件進行數據通訊。

具體步驟如下：

（1）博途軟件進行PLC組態

博途軟件是專門為西門子PLC進行編程，組態和仿真而設計軟件，功能非常強大。首先在博途軟件上進行PLC硬件的組態，并在程序塊中編寫程序，完成PLC硬件的組態。

（2）使用Net To PLCsim連接博途軟件

先用管理員權限打開Net To PLCsim軟件，以獲取102端口的使用權;然后在博途軟件中點擊仿真按鈕，啟動博途仿真軟件，下載帶有以太網通訊的功能的PLC項目，在Net To PLCsim軟件中添加工程，設置相應的IP地址，最后點擊“Start server”按鈕，若出現“Port 102 OK”則表明博途軟件已實現與外部網絡的以太網通信。

（3）使用KEPServer Ex軟件連接博途軟件

利用之前Net To PLCsim軟件，實現博途與外部通訊后，在KEPServer Ex軟件中創建通道，選擇通道類型為siemens Tcp/Ip Ethernet，然后一直點擊下一步，最后點擊完成，通道創建成功。接下來添加設備，在設備命名后，選擇添加的PLC型號，即博途軟件中組態的PLC型號，接下來填寫設備IP，這里的IP填寫本機IP地址，而不是PLC下載的IP地址，其他的默認選項即可。最后點擊添加靜態標記，將博途軟件中的輸入輸出點的地址和名稱添加后，點擊連接并點擊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）在組態王軟件中進行工程的編寫

首先新建一個組態王項目，在工程界面添加一個OPC Server項目，參數設置為默認即可，然后進行數據添加，根據博途軟件中的數據變量，在組態王軟件中設置相同的數據變量，然后進行畫面的繪制，并關聯數據，完成上位機監控畫面的建立，這樣一個完整的西門子PLC與組態王的聯合仿真就完成了。通過以上的操作，可以在計算機上不用PLC實物的情況下，將組態王和PLC連接起來，實現聯合仿真。組態王軟件設置如圖1所示。

2 聯合仿真驗證

在博途軟件中編寫跑馬燈程序，在組態王軟件中新建跑馬燈工程，并繪制監控畫面，如圖2所示，切換到View畫面后，按下開始按鈕，組態王監控畫面的跑馬燈開始工作。同時，在博途軟件監控狀態下對應的西門子PLC的數據也發生變化，M0.0（開始）由0變為1，M1.0（燈泡1）也由0變為1，并按照預先寫的程序點亮燈泡，實現了博途軟件與組態王的實時數據傳輸。由此可以判斷，這個實驗說明西門子PLC與組態王軟件聯合仿真的方法是可行的。

3 結束語

本文研究西門子PLC與組態王軟件聯合仿真的方法，是將西門子軟件作為下位機，組態王軟件作為上位機，通過Net ToPLCsim與KEPServer Ex兩個轉換軟件，作為橋梁，實現了西門子PLC與組態王軟件的數據通訊。通過OPC通信協議，成功實現了西門子PLC與組態王的聯合仿真，實現了在沒有PLC實物的情況下，能夠進行PLC與組態王的學習，解決了實驗條件不足、實驗設備短缺的問題。同樣對于工業控制的學習、工程能力的培養也有很大的幫助。

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