SIMIT Simulation Framework,简称SIMIT。它是西门子推出的一个仿真平台,主要有两个应用方向:虚拟调试和操作员培训。
在流程行业的虚拟调试方面,SIMIT不仅可以做信号级仿真(即我们平时说的DI、DO、AI、AO),也支持设备级仿真(如:电机、阀门和控制器等),甚至能够实现一些简单的过程级仿真(如:反应釜及一些工艺反应过程等)。如下图所示:
2 信号级仿真
Couplings是自动化系统与仿真模型之间的接口。SIMIT包含所有必要的Couplings以适应不同的通信仿真和自动化环境的要求。支持与自动化系统实际硬件的通信(硬件在环)和仿真控制器的通信(软件在环)。SIMIT支持的Couplings如下图所示。
具体应用中可分为组态PLCSIM仿真、组态VirtualController仿真和模拟信号的标准化三类。下面是实现方法的详细介绍。
2.1 组态PLCSIM仿真
是实现SIMIT和PLCSIM仿真软件的耦合,这部分仅需三步即可实现:
将AS程序中地址相关的符号表导出(按地址排序后,选择地址相关的符号,执行导出操作。此时仅导出选中部分的符号)。如下图所示。
2.SIMIT项目中新建Couplings,选择PLCSIM,在SIMIT中打开该Couplings,按照下图中的步骤导入第一步中导出的符号表。
3. Zui后,先运行PLCSIM,点击SIMIT工具栏的运行按钮开始仿真。仿真结果如下图所示。
2.2 组态Virtual Controller仿真
与Virtual Controller的耦合只需在新建耦合时,选择VirtualController,在弹出对话框中选择对应的项目及所需的AS站即可。如下图所示。
启动VirtualController仿真,就可以像使用真实CPU一样下载硬件组态和程序。仿真界面如下图所示。
2.3 模拟信号的标准化
对于模拟量,PCS7与SIMIT之间通过编程接口实现数据的转换,即原始值仍以16位(2Byte)读取或写入,SIMIT中提供两种方式将原始值转换位对应的物理值。
1. 标准控件比例(如下图所示)
2. Coupling编辑器比例(如下图所示)
3 设备级的仿真
3.1 设备级的仿真
在实际的工业自动化现场,AS系统负责发送控制信号到设备层级的执行设备(如电机、阀门等),这些执行设备将现场的实际状态反馈回AS。在SIMIT仿真系统中,使用图形化的编程方式,将上述设备的仿真模型程序以Component(组件)的形式呈现。在SIMITBasicComponents中涵盖了用于设备层仿真的大部分Components,如阀门、泵、电机、驱动、Simocode等。参考下图。
如果基本组件无法满足要求,也支持用户自定义Component实现定制化的功能,还可以使用CTE进行开发。
下面就以电磁阀为例说明SIMIT中如何手动搭建仿真模型。在SIMIT中可以按照PCS7项目中的层级结构创建相同层级结构的Chart文件夹。如下图所示。
在SIMIT对应图表文件夹下新建Chart。此处以NK111电磁阀为例。在SIMIT BasicComponents中拖拽如下组件到图表:DriveV1(阀门仿真模型)、Connector(全局连接)、Input(输入信号)、OutPut(输出信号)、MUL(模拟量乘法)、XOR(异或运算)。为输入和输出信号分配对应的AS中的I/O符号地址。参考下图的布局进行各个组件之间的互连。
在该仿真模型中,阀门可以理解为现场设备,开命令DO信号给到DriveV1的输入即Open开命令,DriveV1的输出即实际位置信号反馈给AS,开到位和关到位信号分别连接到DriveV1的100和0的输出管脚。对于DriveV1的反馈时间是指仿真模型收到命令后多久开或关到位,并不是修改PCS7 中Valve的监视时间。
完成仿真模型搭建后,下载程序至VirtualController或PLCSIM,激活SIMIT和OS,能够实现整个系统的测试。NK111的仿真过程如下图所示。
同理,其他设备的仿真也可以参考上述步骤进行模型搭建。