1.集成仿真的优点

西门子的HMI主要与S7-300/400/1200/1500配合使用，由于它们的价格较高，初学者编写出PLC的程序和组态好HMI的项目后，一般都没有条件用硬件来做实验。前面介绍的使用变量仿真器的仿真方法虽然不需要PLC和HMI的硬件，就可以对HMI的部分功能仿真，但是可以仿真的功能极为有限。因为没有运行PLC的用户程序，仿真系统的性能与实际系统的性能相比有很大的差异。

如果将S7-300/400/1200/1500和HMI集成在博途的同一个项目中，可以用S7-PLCSIM来对S7-300/400/1200/1500的程序运行仿真，用WinCC的运行系统对HMI设备仿真。因为HMI和PLC集成在同一个项目中，同时还可以对虚拟的HMI设备和虚拟的PLC之间的通信和数据交换仿真。这种仿真不需要HMI设备和PLC的硬件，只用计算机也能很好地模拟真实的PLC和HMI设备组成的实际控制系统的功能。仿真系统与实际系统的性能相当接近。

S7-1200对仿真的硬件、软件的要求如下：固件版本为V4.0或更高版本的S7-1200，S7-PLCSIM的版本为V13 SP1及以上。

2.集成仿真的准备工作

本节介绍CPU 1214C与精简面板的集成仿真。在做集成仿真之前，需要在博途的项目中生成PLC和HMI的站点，在网络视图中组态好它们之间的HMI连接。编写好PLC的程序，组态好HMI的画面。也可以直接使用随书光盘中的例程“PLC_HMI”来仿真。

单击Windows 7的控制面板最上面的“控制面板”右边的按钮（见图2-39），选中出现的列表中的“所有控制面板项”，显示所有的控制面板项。双击其中的“设置PG/PC接口”，打开“设置PG/PC接口”对话框。单击选中“为使用的接口分配参数”列表框中的“PLCSIM S7-1200/S7-1500.TCPIP.1”，设置应用程序访问点为“S7ONLINE（STEP 7）--＞PLCSIM S7-1200/S7-1500.TCPIP.1”。最后单击“确定”按钮确认。

图2-39 控制面板与“设置PG/PC接口”对话框

3.S7-1200的程序简介

图2-40是项目“PLC_HMI”的PLC_1的主程序OB1，接通延时定时器TON实际上是函数块（STEP 7 V5.5称为功能块），TON方框上面的T1是该函数块的背景数据块的符号名。PLC进入RUN模式时，TON的IN输入端为1状态，定时器的当前值从0开始不断增大。其当前值等于预设值时，其Q输出“T1”.Q（T1中的静态变量）变为1状态。“T1”.Q的常闭触点断开，定时器被复位。复位后“T1”.Q变为0状态，其常闭触点接通，定时器又开始定时。定时器和“T1”.Q的常闭触点组成了一个锯齿波发生器，其当前值在0到其预设时间值PT之间反复变化。

图2-40 OB1中的程序

组态CPU属性时，设置MB1为系统存储器字节，首次扫描时FirstScan（M1.0）的常开触点接通，MOVE指令将变量“预设值”（MD8）设置为10s。变量“预设值”和“当前值”的数据类型为Time，在HMI的I/O域中被视为以ms为单位的双整数。

在HMI的默认变量表中设置变量“电动机”和“当前值”的采集周期为100ms。其他变量的采集周期为默认的1s。

4.启动仿真和下载程序

选中项目树中的PLC_1，单击工具栏上的“开始仿真”按钮，S7-PLCSIM被启动，出现S7-PLCSIM的精简视图。

在博途中打开S7-PLCSIM时，如果没有设置“启动时加载最近运行的项目”，将会在默认的文件夹中自动生成一个项目。

打开仿真软件后，如果出现“扩展的下载到设备”对话框，按图2-41设置好“PG/PC接口的类型”“PG/PC接口”和“接口/子网的连接”，用CPU的PN接口下载程序。单击“开始搜索”按钮，“目标子网中的兼容设备”列表中显示出搜索到的仿真CPU的以太网接口的IP地址。

图2-41 “扩展的下载到设备”对话框(www.daowen.com)

单击“下载”按钮，出现“下载预览”对话框（见图2-42的上图），编译组态成功后，选中“全部覆盖”复选框，单击“下载”按钮，将程序下载到PLC。

图2-42 “下载预览”与“下载结果”对话框

下载结束后，出现“下载结果”对话框（见图2-42的下图）。选中其中的“全部启动”复选框，单击“完成”按钮，仿真PLC被切换到RUN模式（见图2-43）。

也可以单击计算机桌面上的S7-PLCSIM图标，打开S7-PLCSIM，生成一个新的仿真项目或打开一个现有的项目。选中博途中的PLC，单击工具栏上的“下载”按钮，将用户程序下载到仿真PLC。

5.PLC与HMI的集成仿真

启动S7-PLCSIM和下载好程序后，仿真PLC自动切换到RUN模式（见图2-43）。单击S7-PLCSIM精简视图工具栏上的“切换到项目视图”按钮，切换到图2-44中的S7-PLCSIM项目视图。执行项目视图的“选项”菜单中的“设置”命令，在“设置”视图中取消对复选框“启动时加载最近运行的项目”的激活。可以设置起始视图为项目视图或紧凑视图（即精简视图）。

双击项目视图的项目树的“SIM表”文件夹中的“SIM表1”，打开该仿真表。单击表格的空白行“名称”列隐藏的按钮，再单击选中出现的变量列表中的某个变量，该变量出现在仿真表中。在仿真表中生成图2-44中的变量。

因为图2-40中PLC程序的运行，画面中定时器的当前值从0s开始不断增大，当前值等于预设值时又从0s开始增大。图2-44中的变量“当前值”（MD8）的值与画面中当前值对应的输出域的显示值同步变化。

图2-43 S7-PLCSIM的精简视图

图2-44 S7-PLCSIM的项目视图与仿真表

选中博途中的HMI_1站点，单击工具栏上的“开始仿真”按钮，起动HMI运行系统仿真。编译成功后，出现的仿真面板的根画面与图2-37中的相同。

单击画面中的起动按钮，变量“起动按钮”（M2.0）被置为1状态，仿真表中M2.0的“位”列的小方框中出现勾。由于图2-40中的梯形图程序的作用，变量“电动机”（Q0.0）变为1状态，画面中的指示灯亮。仿真表中Q0.0的“位”列的小方框中出现勾，监视/修改值变为TRUE。

放开起动按钮，M2.0变为0状态，M2.0的“位”列小方框中的勾消失。单击画面中的“停止”按钮，变量“停止按钮”（M2.1）变为1状态后又变为0状态，指示灯熄灭，Q0.0的“位”列的小方框中的勾消失，监视/修改值变为FALSE。

默认情况下，只允许更改过程映像输入（I）的值，Q区或M区变量的“监视/修改值”列和“一致修改”列的背景为灰色，只能监视不能修改Q、M区变量的值。单击按下SIM表工具栏的“启动/禁用非输入修改”按钮，便可以修改非输入变量。用变量“预设值”的“一致修改”列将它的值修改为T#5s，该变量的“一致修改”列右边的列被自动打勾。单击工具栏上的“修改所有选定值”按钮或按计算机的回车键，T#5s被写入仿真PLC。可以看到画面中的“预设值”I/O域中的值变为+5.000s。也可以用画面中“预设值”右侧的输入/输出域来修改定时器的预设值，仿真表中MD8的值随之而变。

6.S7-1500与HMI的集成仿真

随书光盘中的项目“1500_精简面板”的PLC_1为CPU 1511-1PN，HMI_1为精简面板KTP400 Basic PN。它们的IP地址分别为192.168.0.1和192.168.0.2，子网掩码均为255.255.255.0。S7-1500和S7-1200的指令是兼容的，该项目PLC的默认变量表和OB1中的程序与项目“PLC_HMI”中的完全相同（见图2-16和图2-40）。

S7-1500和S7-1200与HMI的集成仿真的操作方法和过程完全相同。