任务三 S7-300与HMI的集成仿真
任务描述
建立S7-300 PLC和西门子精简系列面板HMI之间的连接，并在HMI上设计一个按钮和一个指示灯，如图1-3-1所示。
具体要求：
1.单击“启动”按钮，S7-300的仿真器S7-PLCSIM1的位存储器MB0的第0位有相应的置位复位变化。
2.设置S7-PLCSIM1的输出变量QB0的第0位置位复位，可看到HMI上指示灯显示绿色和灰色。
图1-3-1 任务要求
相关知识
一、PG/PC接口设置
为了实现计算机和HMI的通信，需要用计算机的控制面板中的“设置PG/PC接口”对话框，根据具体情况，选中“为使用的接口分配参数”列表中相应参数。
情况一：使用S7-PLCSIM和WinCC运行系统的集成仿真
如果手中既没有HMI设备，也没有PLC，可以使用S7-PLCSIM和WinCC运行系统的集成仿真。
打开Windows 10的控制面板，查看方式选择“小图标”，显示“所有的控制面板项”，打开“设置PG/PC接口”对话框。单击列表框中的“PLCSIM.TCPIP.1”，设置应用程序访问点为“S7ONLINE（STEP 7）→PLCSIM.TCPIP.1”，如图1-3-2所示，最后单击“确定”按钮确认。
情况二：连接硬件PLC的仿真
如果没有HMI设备，但是有PLC，连接好计算机和PLC的CPU的通信接口，运行CPU中的用户程序，用WinCC的运行系统对HMI设备的功能进行仿真。
打开“设置PG/PC接口”对话框，单击列表框中的“Realtek PCIe FE Family Contronller.TCPIP.1.Auto.1”，设置应用程序访问点为“S7ONLINE（STEP 7）→Realtek PCIe FE Family Controller.TCPIP.1.Auto.1”，如图1-3-3所示，最后单击“确定”按钮确认。
图1-3-2 程序访问点设置为“S7ONLINE（STEP 7）→PLCSIM.TCPIP.1”
图1-3-3 程序访问点设置为“S7ONLINE（STEP 7）→Realtek PCIe FE Family Controller.TCPIP.1.Auto.1”
二、设置计算机网卡的IP地址
用以太网电缆连接计算机和PLC的CPU，打开“控制面板”，单击“网络和共享中心”，再单击“更改适配器设置”，打开“网络连接”，选中“以太网”并单击右键，单击“属性”，打开“以太网属性”对话框，如图1-3-4所示，双击该对话框列表中的“Internet协议版本4（TCP/IPv4）”，打开它的属性对话框，如图1-3-5所示。
用单选框选中“使用下面的IP地址”，键入PLC以太网接口默认的子网地址192.168.0，IP地址的第4个字节可以取0～255中的某个值，但是不能与子网中其他设备的IP地址重叠。单击“子网掩码”输入框，自动出现默认的子网掩码255.255.255.0。一般不用设置网关的IP地址。
图1-3-4 “以太网属性”对话框
用以太网电缆连接PLC和计算机的RJ45接口，接通PLC的电源。选中博途中的PLC_1站点，单击工具栏上的“下载”按钮，第一次下载时出现“扩展的下载到设备”对话框。设置好“PG/PC接口的类型”“PG/PC接口”和“接口/子网的连接”后，单击“开始搜索”按钮，显示搜索到的IP地址。
图1-3-5 设置IP地址为“192.168.0.11”
技能操作
一、创建项目
双击计算机桌面“TIA Portal V15.1”图标，打开软件，单击“创建新项目”，在项目名称栏中输入“S7-300与HMI的集成仿真”，单击“创建”。
二、添加PLC
单击屏幕左下侧“项目视图”，将软件界面切换到“项目视图”，在项目树下，双击“添加新设备”，弹出“添加新设备窗口”，选中“控制器”，单击“SIMATIC S7-300”→“CPU”→“CPU 315-2 PN/DP”→“6ES7 315-2EH14-0AB0”，选中版本为V3.2，如图1-3-6所示，单击“确定”，完成PLC添加。
三、添加HMI
在项目树下，双击“添加新设备”，弹出“添加新设备窗口”，选中“HMI”，单击“SIMATIC精简系列面板”→“7″显示屏”→“TP700 Basic”→“6AV2 123-2GB03-0AX0”，选中版本为15.1.0.0，单击“确定”，弹出“HMI设备向导”，单击“浏览”右侧的下拉菜单，选中“PLC_1”，单击“完成”，完成HMI添加以及与PLC的连接。
图1-3-6 添加PLC
四、PLC变量添加
在项目树下，展开“PLC变量”，双击打开“默认变量表”，添加变量“启动”，数据类型为“Bool”，地址为“M0.0”；添加变量“电机”，数据类型为“Bool”，地址为“Q0.0”，如图1-3-7所示。
图1-3-7 PLC变量添加
五、触屏画面设计
步骤一：在项目树下，展开“画面”，双击打开“根画面”。
步骤二：打开右侧“工具箱”，展开“元素”，选中“按钮”，再在画面中单击鼠标，生成一个“按钮_1”，修改文本为“启动”。
步骤三：选中“启动”，单击鼠标右键→属性，打开“事件”选项卡，选中“按下”，添加函数“取反位”，变量设定为“启动”，如图1-3-8所示。
图1-3-8 “按钮_1”的属性设置
步骤四：在“工具箱”中，展开“基本对象”，选中“圆”，再在画面中单击鼠标，生成一个“圆_1”。
步骤五：选中“圆_1”，单击鼠标右键→属性，打开“动画”选项卡，展开“显示”，双击“添加新动画”，弹出“添加动画”，选中“外观”，单击“确定”。
步骤六：在生成的“外观”中，设定变量为“电机”；增加范围为“0”，背景色为灰色“222,219,222”；增加范围为“1”，背景色为绿色“0,255,0”，如图1-3-9所示。
图1-3-9 “外观”的属性设定
六、仿真调试
步骤一：在项目树下，选中“PLC_1”，单击“启动仿真”，弹出“启动仿真将禁用所有其它的在线接口”对话框，如图1-3-10所示，单击“确定”，弹出“S7-PLCSIM1”仿真器窗口和“扩展下载到设备”下载窗口。在下载窗口，接口/子网的连接选择“插槽2×2处方向”，单击“开始搜索”，如图1-3-11所示，单击“下载”，在弹出的对话框中，如图1-3-12所示，单击“是”，将相关设置保存为PG/PC接口的默认值，并进行编译，编译完成后弹出“下载预览”窗口，如图1-3-13所示，单击“装载”。
图1-3-10 “启动仿真将禁用所有其它的在线接口”
步骤二：在项目树下，选中“HMI_1”，单击“启动仿真”，开始进行编译，编译完成后，弹出“RT Simulator”仿真界面。
图1-3-11 扩展下载到设备
图1-3-12 在线访问的默认连接路径
图1-3-13 下载预览
步骤三：在打开的“S7-PLCSIM1”仿真器窗口，勾选“RUN”，如图1-3-14所示，启动仿真器。
图1-3-14 启动仿真器
步骤四：在打开的“S7-PLCSIM1”窗口，单击“插入”→“位存储器”MB0和“输出变量”QB0，如图1-3-15所示。
图1-3-15 打开“位存储器”MB0和“输出变量”QB0
步骤五：在仿真触屏中，单击“启动”按钮，可看到MB0窗口的第“0”位置位，再单击“启动”按钮，可看到MB0窗口的第“0”位复位；在“S7-PLCSIM1”窗口中设定QB0窗口的第“0”位置位，则触屏上指示灯显示绿色；设定QB0窗口的第“0”位复位，则触屏上指示灯显示灰色。
[1] ㊀ 英寸，1in=2.54cm。