分布式控制系统的模拟调试方法
【专利摘要】本发明提出一种分布式控制系统的模拟调试方法，包括以下步骤：S1：在虚拟机的操作系统里对客户端的目标项目程序进行以太网参数设置，其中，虚拟机在上位机上运行；S2：在上位机中下载西门子PLC项目程序，并将西门子PLC项目程序安装在S7?PLCSIM仿真器中；S3：配置上位机中的NetToPLCsim软件的以太网参数，以使目标项目程序对西门子S7?PLCSIM仿真器中的PLC项目程序中数据进行读写操作，以实现模拟调试。本发明的方法极大地方便了项目程序的开发和调试工作，提高了开发效率，同时成本较低。
【专利说明】
分布式控制系统的模拟调试方法
技术领域
[0001]本发明涉及工业自动化技术领域，特别涉及一种分布式控制系统的模拟调试方法。
【背景技术】
[0002]在工业自动化领域，一般项目的现场仪表、设备等的数据采集与监视控制，会以DCS(Distributed Control System，分布式控制系统)实现监控，其核心为上位机组态项目和PLC(ProgrammabIe Logic Controller，可编程逻辑控制器)控制程序。工程技术人员根据工艺要求开发DCS监控界面和PLC项目程序。技术人员开发组态项目时，通常根据实际工艺参数要求初步开发出组态项目，等到实际工艺环境满足跟PLC项目联调时，再进行该监控系统的实际调试工作。
[0003]目前的相关技术提供了一种基于DCS系统应用软件在线调试方法。该方法需要工程师站与安装在嵌入式设备中的嵌入式软件配合实现。具体如下:1.先在工程师站，使用工程师站进行算法组态;2.将算法编译生成嵌入式设备支持的应用软件app.bin; 3.使用串口或者网线，连接到嵌入式设备，并将app.bin下装到嵌入式设备;4.在嵌入式设备上，运行嵌入式软件加载并运行应用软件app.bin，从而实现运行过程中与计算机应用软件的数据通信。然而，该方法的实现需要一个专用的嵌入式设备。嵌入式设备的硬件和软件的开发难度和开发工作量相当大，并且嵌入式系统的稳定性和功能实现能力，直接影响模拟调试的过程。
[0004]目前的相关技术还提供了一种基于S0C(Systemon Chip，系统级芯片)的PLC在线调试系统和方法。主要是通过上位机系统中的程序编译模块将待测试程序的代码转换成用户程序的代码输出至SOC系统中，实现跟上位机的通讯来实现模拟调试。然而，该方法需要开发SOC系统，其开发难度和开发工作量相当大，且SOC系统的稳定性和功能实现能力，直接影响模拟调试的过程。
【发明内容】
[0005]本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。
[0006]为此，本发明的目的在于提出一种分布式控制系统的模拟调试方法，该方法极大地方便了项目程序的开发和调试工作，提高了开发效率，同时成本较低。
[0007]为了实现上述目的，本发明的实施例提出了一种分布式控制系统的模拟调试方法，包括以下步骤:S1:在虚拟机的操作系统里对客户端的目标项目程序进行以太网参数设置，其中，所述虚拟机在上位机上运行;S2:在所述上位机中下载西门子PLC项目程序，并将所述西门子PLC项目程序安装在所述S7-PLCSIM仿真器中；以及S3:配置所述上位机中的NetToPLCsim软件的以太网参数，以使所述目标项目程序对西门子S7-PLCS頂仿真器中的PLC项目程序中数据进行读写操作，以实现模拟调试。
[0008]根据本发明实施例的分布式控制系统的模拟调试方法，可以在不具备实际工艺环境的情况下，实现项目实际工艺数据的模拟调试;也可以实现极端和非常规的工艺环境下的工艺数据的模拟调试，为项目程序开发紧急安全处理子程序提供了非常好的帮助。该方法极大地方便了项目程序的开发和调试工作，提高了开发效率;同时，该方法可在一台上位机(如windows PC)上完全实现模拟调试的过程，节约了大量成本。
[0009]另外，根据本发明上述实施例的分布式控制系统的模拟调试方法还可以具有如下附加的技术特征:
[0010]在一些示例中，所述SI进一步包括:在所述虚拟机的操作系统中打开目标软件，加载所述目标项目程序;在目标项目程序树里查找安装驱动选项，并进入安装驱动设置页面，在所述安装驱动设置页面中安装西门子S7TCP驱动;在目标项目程序树里查找设备通讯选项，并进入设备数据表的设置对话框，以对所述目标项目程序中的所有设备的以太网参数进行设置。
[0011]在一些示例中，对所述目标项目程序中的所有设备的以太网参数进行设置，具体包括:选择S7TCP作为通讯驱动，将本地参数设置为所述虚拟机的操作系统的IP地址，将远程参数设置为所述上位机的IP地址，并设置所述上位机的CPU机架号*100+槽号为2，设置CHJ类型为S7-300，设置其他参数为默认参数。
[0012]在一些示例中，所述S2进一步包括:在所述上位机的操作系统中启动SIMATICManager软件，在SIMATIC Manager的菜单栏的选项中选取设置PG/PC接口的弹出对话框，并在所述设置PG/PC接口的弹出对话框中设置应用程序访问点为PLCS頂模式;在所述SIMATICManager软件中打开所述西门子PLC项目程序，在所述西门子PLC项目程序的硬件配置中设置PLC的IP地址，以使所述PLC的IP地址和所述上位机的操作系统的IP地址在同一网段，并打开所述S7-PLCS頂仿真器，设置所述S7-PLCS頂仿真器的PG/PC接口模式为PLCS頂;在所述SIMATIC Manager软件的菜单栏中的PLC选项中查找编译和下载对象弹出对话框，并在所述编译和下载对象弹出对话框中选择全部对象，并点击启动按钮，进行编译项目程序，并将所述编译项目程序下载至所述S7-PLCS頂仿真器中。
[0013]在一些示例中，在将所述编译项目程序下载至所述S7-PLCSIM仿真器之后，还包括:将所述S7-PLCS頂仿真器的CPU设置为RUN模式。
[0014]在一些示例中，所述S3进一步包括:在所述上位机的操作系统中启动NetToPLCsim软件，并添加一个新的站点进行配置，具体包括:设置所述新的站点的网络IP地址为所述上位机的操作系统的IP地址，填写所述PLC的IP地址，并设置PLC机架号为O，CPU插槽号为2，设置其他参数为默认参数。
[0015]在一些示例中，所述PLC的IP地址为所述S7-PLCS頂仿真器的IP地址。
[0016]在一些示例中，所述虚拟机为Vmware Workstat1n，所述虚拟机的操作系统为Windows操作系统。
[0017]在一些示例中，所述上位机为PC，所述上位机的操作系统为windows操作系统。
[0018]在一些示例中，所述目标项目程序为FameView项目程序。
[0019]本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0020]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0021]图1是根据本发明实施例的分布式控制系统的模拟调试方法的流程图；以及
[0022]图2是本发明一个具体实施例的分布式控制系统的模拟调试方法的原理框图。
【具体实施方式】
[0023]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0024]以下结合附图描述根据本发明实施例的分布式控制系统的模拟调试方法。
[0025]图1是根据本发明一个实施例的分布式控制系统的模拟调试方法的流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤:
[0026]步骤S1:在虚拟机的操作系统里对客户端的目标项目程序进行以太网参数设置，其中，虚拟机在上位机上运行。
[0027]在本发明的一个实施例中，虚拟机例如为Vmware Workstat1n，虚拟机的操作系统例如为Windows操作系统。上位机例如为PC，上位机的操作系统例如为windows操作系统。
[0028]在本发明的一个实施例中，步骤SI进一步包括:在虚拟机的操作系统中打开目标软件，加载目标项目程序;在目标项目程序树里查找安装驱动选项，并进入安装驱动设置页面，在安装驱动设置页面中安装西门子S7TCP驱动；在目标项目程序树里查找设备通讯选项，并进入设备数据表的设置对话框，以对目标项目程序中的所有设备的以太网参数进行设置。
[0029]其中，对目标项目程序中的所有设备的以太网参数进行设置，具体包括:选择S7TCP作为通讯驱动，将本地参数设置为虚拟机的操作系统的IP地址，将远程参数设置为上位机的IP地址，并设置上位机的CPU机架号*100+槽号为2，设置CPU类型为S7-300，设置其他参数为默认参数，从而完成设置操作。
[0030]其中，上述的目标软件例如为但不限于FameView软件，目标项目程序例如为但不限于FameView项目程序。
[0031]步骤S2:在上位机中下载西门子PLC项目程序，并将西门子PLC项目程序安装在S7-PLCS頂仿真器中。
[0032]在本发明的一个实施例中，步骤S2进一步包括:在上位机的操作系统中启动SIMATIC Manager软件，在SMATIC Manager的菜单栏的选项中选取设置PG/PC接口的弹出对话框，并在设置PG/PC接口的弹出对话框中设置应用程序访问点为PLCSIM模式；在SIMATIC Manager软件中打开西门子PLC项目程序，在西门子PLC项目程序的硬件配置中设置PLC的IP地址，以使PLC的IP地址和上位机的操作系统的IP地址在同一网段，并打开S7-PLCSIM仿真器，设置S7-PLCS頂仿真器的PG/PC接口模式为PLCS頂;在SIMATIC Manager软件的菜单栏中的PLC选项中查找编译和下载对象弹出对话框，并在编译和下载对象弹出对话框中选择全部对象，并点击启动按钮，进行编译项目程序，并将编译项目程序下载至S7-PLCSIM仿真器中。进一步地，在将编译项目程序下载至S7-PLCSIM仿真器之后，还包括:将S7-PLCS頂仿真器的CPU设置为RUN模式，从而完成操作。
[0033]步骤S3:配置上位机中的NetToPLCsim软件的以太网参数，以使目标项目程序对西门子S7-PLCS頂仿真器中的PLC项目程序中数据进行读写操作，以实现模拟调试。
[0034]在本发明的一个实施例中，步骤S3进一步包括:在上位机的操作系统中启动NetToPLCsim软件，并添加一个新的站点进行配置，具体包括:设置新的站点的网络IP地址为上位机的操作系统的IP地址，填写PLC的IP地址，并设置PLC机架号为O，CPU插槽号为2，设置其他参数为默认参数，从而完成配置操作。其中，PLC的IP地址即为S7-PLCS頂仿真器的IP地址。
[0035]完成上述步骤SI至步骤S3之后，打开NetToPLCsim服务，客户端就可以读写S7-PLCSIM的数据，同时对S7-PLCSM相关数据的操作可以在目标项目程序的监控画面中实时呈现，实现模拟调试。
[0036]为了便于更好地理解本发明，以下结合图2，以具体的实施例对本发明实施例的分布式控制系统的模拟调试方法进行详细说明。
[0037]在本实施例中，例如上位机为PC，其操作系统为windows操作系统，虚拟机为Vmware Workstat1n，其操作系统为windows操作系统，目标软件选取FameView软件，即目标项目程序即为FameView组态项目程序。基于此，在本实施例中，该分布式控制系统的模拟调试方法，包括以下步骤:
[0038]步骤1:在Vmware Workstat1n虚拟机的Windows系统里，对客户端FameView项目程序进行以太网参数设置。具体操作如下:打开Vmware Workstat1n虚拟机，进入该虚拟机下面的Windows系统，打开FameView软件，加载项目程序;在项目程序树里依次找到:基本应用〉设备通讯>1.安装驱动，进入安装驱动设置页面，安装西门子S7TCP驱动;进入设备通讯〉
4.设备数据表的设置对话框，对项目程序中的所有设备设置以太网参数，具体如下:通讯驱动选择S7TCP，本地参数设置成Vmware Workstat1n虚拟机的Windows系统的IP地址，远程参数设置成Windows PC的IP地址，并设置CPU机架号*100+槽号为2，CPU类型为S7-300，其他参数选择默认，以完成设置。
[0039]步骤2:在Windows PC中下载西门子PLC项目程序至S7-PLCSIM里。具体操作如下:在Windows PC中打开SMATIC Manager，在菜单栏的选项〉设置PG/PC接口的弹出对话框中设置应用程序访问点为PLCS頂(TCP/IP)模式;在S頂ATIC Manager里打开西门子PLC项目程序，在项目程序的硬件配置中设置好PLC的IP地址，保证和Windows PC的IP地址在同一网段，并打开S7-PLCS頂仿真器，设置仿真器的PG/PC接口模式为PLCS頂(TCP/IP);在SMATICManager菜单栏的PLC>编译和下载对象弹出对话框中选择全部对象，然后点击启动按钮，进行编译项目程序，并下载至S7-PLCS頂仿真器中。进一步地，将S7-PLCSM仿真器CPU设置为RUN模式，以完成操作。
[0040]步骤3:配置NetToPLCsim以太网参数，实现FameView项目程序对西门子S7-PLCSM仿真器中的PLC项目程序中数据的读写操作，实现模拟调试。具体操作如下:在Windows PC打开NetToPLCsim软件，添加一个新的站点进行配置，具体如下:填写网络IP地址为WindowsPC的IP地址，填写前面设置好的PLC的IP地址，即S7-PLCSM仿真器的IP地址，并设置PLC机架号为O，CPU插槽号为2，其他参数选择默认，以完成配置。
[0041]完成以上步骤I至步骤3的操作后，打开NetToPLCsim服务，客户端就可以读写S7-PLCS頂的数据，同时对S7-PLCS頂相关数据的操作可以在FameView组态项目的监控画面中实时呈现，从而实现模拟调试。
[0042]换言之，在本实施例中，结合图2所示，该方法的实现流程例如概述为:首先，在Windows PC上的虚拟机Vmware Workstat1n里找到FameView软件，打开开发的组态项目程序，安装西门子S7TCP以太网驱动，并在设备数据表中配置好本地和远程以太网通讯参数。该项目程序激活为监控组态的客户端。然后，在Windows PC里分别设置Step7和S7-PLCSM中PG/PC接口为PLCSIM(TCP/IP)模式，并下载PLC项目程序至S7-PLCS頂中。最后，在WindowsPC里NetToPLCsim软件中配置客户端和S7-PLCS頂的以太网参数。这样，当打开NetToPLCsim服务时，客户端就可以读写S7-PLCSIM的数据，同时对S7-PLCSIM相关数据的操作可以在FameView组态项目的监控画面中实时呈现，从而实现FameView组态项目连接S7-PLCSM进行模拟项目现场实际工艺环境的调试。
[0043]需要说明的是，在上述具体实施例中是以FameView组态项目连接S7-PLCSM进行模拟调试为例来说明本发实施例明的分布式控制系统的模拟调试方法的，但是本发明的实施例限于该具体的组态软件(即FameView)，只要组态软件有西门子相关PLC的以太网通讯驱动功能，且该PLC是西门子S7-300、S7-400、S7-1200和S7-1500S卩可。
[0044]综上，本发明实施例的方法可以在工程项目的初期，开发组态监控系统的技术人员在没有现场实际的工艺数据可以采集和监控的情况下，或者在实际项目工期可以提供工艺数据的采集和监控，但工艺参数不能随意调节过大或过小来方便技术人员的调试的情况下，通过NetToPLCsim软件实现FameView组态项目连接S7-PLCSIM进行模拟调试，从而可快速完成组态监控系统的开发工作。并且，该方法完全可以在一台windows PC上实现模拟调试，不需要开发专门的嵌入式设备跟上位机组态通讯，节约了大量成本。
[0045]根据本发明实施例的分布式控制系统的模拟调试方法，可以在不具备实际工艺环境的情况下，实现项目实际工艺数据的模拟调试;也可以实现极端和非常规的工艺环境下的工艺数据的模拟调试，为项目程序开发紧急安全处理子程序提供了非常好的帮助。该方法极大地方便了项目程序的开发和调试工作，提高了开发效率;同时，该方法可在一台上位机(如windows PC)上完全实现模拟调试的过程，节约了大量成本。
[0046]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0047]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0048]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0049]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0050]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0051]尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【主权项】
1.一种分布式控制系统的模拟调试方法，其特征在于，包括以下步骤: S1:在虚拟机的操作系统里对客户端的目标项目程序进行以太网参数设置，其中，所述虚拟机在上位机上运行； S2:在所述上位机中下载西门子PLC项目程序，并将所述西门子PLC项目程序安装在所述S7-PLCS頂仿真器中；以及 S3:配置所述上位机中的NetToPLCsim软件的以太网参数，以使所述目标项目程序对西门子S7-PLCS頂仿真器中的PLC项目程序中数据进行读写操作，以实现模拟调试。2.根据权利要求1所述的分布式控制系统的模拟调试方法，其特征在于，所述SI进一步包括: 在所述虚拟机的操作系统中打开目标软件，加载所述目标项目程序； 在目标项目程序树里查找安装驱动选项，并进入安装驱动设置页面，在所述安装驱动设置页面中安装西门子S7TCP驱动； 在目标项目程序树里查找设备通讯选项，并进入设备数据表的设置对话框，以对所述目标项目程序中的所有设备的以太网参数进行设置。3.根据权利要求2所述的分布式控制系统的模拟调试方法，其特征在于，对所述目标项目程序中的所有设备的以太网参数进行设置，具体包括: 选择S7TCP作为通讯驱动，将本地参数设置为所述虚拟机的操作系统的IP地址，将远程参数设置为所述上位机的IP地址，并设置所述上位机的CPU机架号*100+槽号设置为2，设置CHJ类型为S7-300，设置其他参数为默认参数。4.根据权利要求1所述的分布式控制系统的模拟调试方法，其特征在于，所述S2进一步包括: 在所述上位机的操作系统中启动SMATIC Manager软件，在SniATIC Manager的菜单栏的选项中选取设置PG/PC接口的弹出对话框，并在所述设置PG/PC接口的弹出对话框中设置应用程序访问点为PLCSIM模式； 在所述SIMATIC Manager软件中打开所述西门子PLC项目程序，在所述西门子PLC项目程序的硬件配置中设置PLC的IP地址，以使所述PLC的IP地址和所述上位机的操作系统的IP地址在同一网段，并打开所述S7-PLCSM仿真器，设置所述S7-PLCS頂仿真器的PG/PC接口模式为 PLCSIM; 在所述SMATIC Manager软件的菜单栏中的PLC选项中查找编译和下载对象弹出对话框，并在所述编译和下载对象弹出对话框中选择全部对象，并点击启动按钮，进行编译项目程序，并将所述编译项目程序下载至所述S7-PLCS頂仿真器中。5.根据权利要求4所述的分布式控制系统的模拟调试方法，其特征在于，在将所述编译项目程序下载至所述S7-PLCS頂仿真器之后，还包括: 将所述S7-PLCS頂仿真器的CRJ设置为RUN模式。6.根据权利要求4所述的分布式控制系统的模拟调试方法，其特征在于，所述S3进一步包括: 在所述上位机的操作系统中启动NetToPLCsim软件，并添加一个新的站点进行配置，具体包括: 设置所述新的站点的网络IP地址为所述上位机的操作系统的IP地址，填写所述PLC的IP地址，并设置PLC机架号为O，CPU插槽号为2，设置其他参数为默认参数。7.根据权利要求6所述的分布式控制系统的模拟调试方法，其特征在于，所述PLC的IP地址为所述S7-PLCS頂仿真器的IP地址。8.根据权利要求1所述的分布式控制系统的模拟调试方法，其特征在于，所述虚拟机为Vmware Workstat1n，所述虚拟机的操作系统为Windows操作系统。9.根据权利要求1-8任一项所述的分布式控制系统的模拟调试方法，其特征在于，所述上位机为PC，所述上位机的操作系统为windows操作系统。10.根据权利要求1-3所述的分布式控制系统的模拟调试方法，其特征在于，所述目标项目程序为FameView项目程序。
【文档编号】G05B19/418GK106094750SQ201610447210
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月20日
【发明人】郭志佳, 陈万里, 吴道洪
【申请人】北京神雾环境能源科技集团股份有限公司