西门子SIMOTION IT功能使用入门

SIMOTION IT功能使用入门

1．SIMOTION WEB诊断功能
SIMOTION V4.0 集成WEB诊断功能，可以通过浏览器直接访问SIMOTION CPU的信息，如CPU的版本信息、CPU的状态信息以及通过浏览器起停CPU等功能。

1.1 SIMOTION CPU的配置
通过浏览器访问SIMOTION CPU，首先要设置SIMOTION CPU的IP地址。在SCOUT中配置一个SIMOTION站，本例中使用D435 V4.1版本，双击D435 CPU图标进入硬件配置界面，如图1所示：

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图1 SIMOTION 硬件配置界面

图1中列出SIMOTION所有的的网络配置及接口，双击D435栏，在“Ethernet Extended”标签中激活WEB诊断功能，如图2所示：

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图2 激活SIMOTION WEB诊断功能

本例中使用SIMOTION X130以太网接口作为WEB的访问接口，双击X130 IE2/NET栏，配置SIMOTION的IP地址，如图3所示：

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图3 配置SIMOTION IP地址

点击“New”键新建一条网络，添加IP地址及子网掩码，本例中使用的IP地址为169.254.11.22, 子网掩码为255.255.255.0。如果使用路由功能则需要配置路由器地址。配置完成后存盘编译。

1.2 PC侧的配置
如需连接SIMOTION,必须配置PC与SIMOTION的IP地址在相同的子网中，如169.254.11.88，点击“控制面板”中的“网络连接”选择使用的通信网卡并配置地址，如图4所示：

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图4 配置PC的 IP地址

1.3 浏览SIMOTION状态
两侧的IP地址配置完成后，通过STEP7以太网站点的编辑功能设定SIMOTION的IP地址与配置的IP地址相同，成功后将配置下载到SIMOTION中。
打开IE浏览器，键入SIMOTION的IP地址如169.254.11.22，进入SIMOTION的诊断界面如图5所示：

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图5 WEB诊断页面－HOME页面

首页为“HOME”页面，显示SIMOTION的订货信息、版本号及运行状态。在“Device Info”页面显示SIMOTION的序列号及安装工艺包软件的序列号等信息。点击“Diagnostics”进入诊断页面如图6所示：

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图6 WEB诊断页面－Diagnostics页面

点击左边的“Diagnostics”栏，显示CPU的运行状态灯及CPU的内存负荷。在“Taskruntime”栏显示所有任务的运行时间如图7所示：

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图7 WEB诊断页面－任务运行页面

在图7中显示只有“BackgroundTask”任务在运行，当前的运行时间为0.017ms，最大的运行时间为0.246ms等信息。
点击“Diag Buffer”可以查看SIMOTION CPU的诊断信息，这与使用SCOUT软件查看的诊断信息相同，如图8所示：

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图8 WEB诊断页面－系统诊断页面

图8中可以看出事件的文本不能表示，以十六进制的方式显示，如需显示文本，需要从软件光盘（SIMOTION IT DIAG CD）3_CONFIGURATION \<language>目录下将文件
DGBUFTXT.EDB（选择英文）复制到SIMOTION存储卡（可以使用商用读卡器）的SIMOTION\USER\CARD\USER\SIMOTION\HMICFG目录下即可。
点击“ALARMS”可以查看TO触发的报警信息。在“Mem Pool”中可以查看存储器的管理信息，在“Active Traces”页中可以查看变量跟踪的状态。
在“IP-Config”标签中可以查看SIMOTION 的以太网端口及地址，如图9所示：

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图9 WEB诊断页面 －端口地址页面

点击“Setting”进入设置页面，设置页面带有口令保护，用户名和口令同为“simotion”。如图10所示：

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图10 WEB诊断页面－设置页面

在设置页面中可以起停CPU也可以设置系统的时区。通过发送功能可以将SIMOTION的网页、项目及固件发送到SIMOTION 存储卡中相关的路径下。如果更新出现问题，需要使用读卡器替换相关文件。
点击“FILES”进入文件页面如图11所示，在文件页面中可以通过FTP功能将用户生成的网页存储于SIMOTION存储卡的SIMOTION\USER\CARD\USER\SIMOTION\HMI\FILES路径下，也可以创建新的文件夹，通过文件的传送功能可以不停机（与使用读卡器相比）地进行数据传送。
用户可以自己创建新的网页，文件存储于“FILES”指定的路径下（SIMOTION\USER\CARD\USER\SIMOTION\HMI\FILES），网页名为USER，这样点击“USER’S Area”标签时可以直接进入。

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图11 WEB诊断页面 －文件页面

2. 通过网页访问SIMOTION的变量
上面介绍了SIMOTION标准的诊断网页，用户也可以自己创建网页访问SIMOTION得到变量，本节将简单介绍变量的访问方法。

2．1 SIMOTION CPU中的数据类型
SIMOTION CPU中的数据分为 1）系统变量；2）TO配置数据 ；3）程序中的全局变量；4）驱动参数数据；5）输入输出变量；6）诊断数据，在这些数据中除输入输出变量不能直接访问外，其他数据都可以直接访问。可以将输入输出变量赋值于程序中的全局变量进行间接访问。

2．2 SIMOTION CPU数据在网页中的访问方法
网页中的数据是通过OPC XML DA V1.0的方法访问CPU中的数据，格式为<%=IDENTIFIER%>，不同的数据类型访问的格式也是有区别的，通过相应的格式替代IDENTIFIER完成数据的访问。

1） 系统变量的访问格式
访问格式为var/name, 例如变量userData.user3的访问格式为 var/userData.user3；
如果是TO变量，格式为：to/name.variable，例如变量
Axis_1.positioningState.actualPosition 的访问格式为:
to/Axis_1.positioningState.actualPosition；

2） TO配置数据的访问格式
TO的配置数据得到访问格式为cfg/TOName.activeConfigData|setConfigData.variable，
TO的配置数据分为两种，activeConfigData为当前有效的配置数据，只读类型；另一种为
setConfigData，可以修改数据，应注意，修改的数据有的为立即生效，有的需要CPU重新
启动后才能生效。例如访问变量Restart.restartActivationSetting的格式为
cfg/Axis_0.setConfigData.Restart.restartActivationSetting，其中TO为Axis_0。

3） 程序中的全局变量的访问格式
程序中的变量必须定义为“VAR_GLOBAL”，访问格式为unit/name.variable，例如变
量FF的访问格式为unit/test.ff，test为程序名称。

4） 驱动参数数据的访问格式
访问格式为drv/TOName|LogAddr.Params.ParamNo，例如drv/Axis_0.Params.105、
drv/256.Params.5

5） 其他数据类型的访问格式
除上述的数据格式外，还有一些数据例如CPU的操作模式、存储器的状态、系统诊断数据等都可以上传到网页中，但是它们的方式格式不同，具体可以参考手册。

2．3 访问SIMOTION CPU 程序变量的示例

2．3．1 SIMOTION侧的配置

1） 打开SCOUT软件，添加一个站点，选择D435.
2） 打开硬件配置，配置SIMOTION 站点的IP地址，本例中为169.254.11.22(X130接口)。
3） 在PROGRAM下插入一个UNIT,名称为“TEST”。
4） 在程序的接口中定义全局变量VAR1和VAR2，如图12所示：

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图12 定义变量

5） 由于使用OPC XML DA 的方式访问变量，必须将OPC XML的功能激活，点击程序名称如“TEST”,按右键弹出属性界面，激活OPC XML功能，如图13所示：

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图13 激活OPC XML功能

6） 在插入程序段并将整个程序插入到应用的任务中如“BACKGROUND”。
7） 设置PC与SIMOTION在相同的子网中，将程序下载到SIMOTION中。

2．3．2 创建网页
使用FRONTPAGE 或CUTEPAGE等网页创建用户定义得到网页，本例中对两个变量进行读写操作，网页如图14所示：

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图14 用户定义的网页

在网页中插入两个表格，使用文本编辑器在表格中添加读写语句，源文件如下：

!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.0 Transitional//EN">
<HTML><HEAD><TITLE></TITLE>
<META http-equiv="refresh" content="5; URL=user.htm">
<META content="MSHTML 6.00.2900.2722" name=GENERATOR></HEAD>
<BODY background="" topMargin=22>
<TABLE style="WIDTH: 683px; HEIGHT: 189px" border=1>
<TBODY>
<TR>
<TD>名称</TD>
<TD>实际值</TD>
<TD>设定值</TD>
<TD>写</TD></TR>
<TR>
<TD><INPUT readOnly size=28 value="VAR1" name=""></TD>
<FORM name=read_1><!--Formular zum lesen der Daten -->
<TD><INPUT readOnly value="<%=unit/TEST.VAR1%>" name=Anz_Alt_1></TD><!--value ergeben durch onLoad-funktion im <BODY> --></FORM>
<FORM name=wr_1 action=/VarApp method=post><!--Formular zum schreiben der Daten -->
<TD><INPUT value="<%=unit/TEST.VAR1%>" name=unit/TEST.VAR1>
<TD><INPUT style="WIDTH: 80px; HEIGHT: 33px" type=submit size=58 value=写 name=""></TD></FORM></TR>
<TR>
<TD><INPUT readOnly size=28 value="VAR2" name=""></TD>
<FORM name=read_2>
<TD><INPUT readOnly value="<%=unit/TEST.VAR2%>"
name=Anz_Alt_2></TD></FORM>
<FORM name=wr_2 action=/VarApp method=post>
<TD><INPUT value="<%=unit/TEST.VAR2%>" name=unit/TEST.VAR2>
<TD><INPUT style="WIDTH: 80px; HEIGHT: 33px" type=submit size=59 value=写 name=""></TD></FORM></TR>

</TBODY></TABLE><BR><BR></BODY></HTML>

在源文件中添加<META http-equiv="refresh" content="5; URL=user.htm">
语句，表示网页每5秒更新一次，更新的网页名为user.htm。
在表1中添加读语句<INPUT readOnly value="<%=unit/TEST.VAR1%>"，标注黑体部分为变量VAR1的格式。同样在表1中添加写语句 ，使用下面语句进行写操作：
<FORM name=wr_1 action=/VarApp method=post>
<INPUT value="<%=unit/TEST.VAR1%>" name=unit/TEST.VAR1> ，
action=/VarApp method=post表示写操作，写的变量的value必须与name相同。
以相同得到方法对变量VAR2进行读写操作，编辑完成后将文件另存为USER.HTM(首页)。

2．3．3 转换网页
为了能够读写变量，还需要其他格式的文件支持。按下列步骤操作：
1） 复制USER.HTM文件，将文件改为USER.MCS.
2） 使用工具软件U7NW2XMX.exe(软件关盘TOOLS中带有或从西门子网站上下载)对USER.MCS文件进行转换，存储于相同的路径下，如图15所示：

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图15 转换网页文件

2．3．4 将网页下传到SIMOTION中
将创建的网页下传到SIMOTION中，可以通过读卡器直接将文件复制到SIMOTION的存储器的SIMOTION\USER\CARD\USER\SIMOTION\HMI\FILES路径下，也可以通过标准诊断网页下传到存储器中，点击网页的“FILES标签”，将文件分别下传到存储器中，如图16所示：

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图16 下传用户创建的网页

2．3．5 浏览用户创建的网页
点击网页的“USER’S ARES标签”或直接键入网页地址http://169.254.11.22/FILES/USER.HTM 即可浏览网页，可以对变量进行读写操作。如图17所示：a

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图17 浏览网页

用户创建网页比较繁琐，但是非常灵活，可以对几乎所有的变量进行操作，网页页面布局没有局限性。
注：
网页功能需要购买使用授权SIMOTION IT DIAG
示例程序和网页参考文档中附带的文件。

3．WEBtrace 功能
通过WEBTRACE功能，可以在网页中跟踪记录变量的变化。访问过程如图18所示：

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图18 WEBTRACE的访问过程

在SIMOTION V4.1版本中集成JAVA VM(虚拟机),运行WEB TRACE的应用访问SIMOTION内部的变量，并将变量通过WEB的服务器传送到PC机中，在PC机中需要安装浏览器，如果需要显示画面“SVG-Viewer”软件，软件可以在下面的网址中免费下载。http://www.adobe.com/svg/viewer/install/。

3．1 在SIMOTION侧安装WEB TRACE软件

在SIMOTION侧需要安装应用软件WebTrace_Setup_10.zip用于在WEB上运行虚拟机和设置跟踪的参数，软件在SIMOTION IT软件的光盘WebTrace目录中，双击软件进行安装，点击“NEXT”跟随向导进行安装如图19所示：

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图19 选择应用语言

在图19中选择应用语言为英文，点击“NEXT”键进行后续的安装，软件安装的方式有三种，如图20所示。
第一种安装方式：选择最上面选项，将SIMOTION的存储器通过读卡器连接到PC上，这时存储器被识别为一个驱动，在接下来的选择中指定安装的路径为读卡器显示的驱动上。
第二种安装方式：选择最下面选项，先将软件安装在PC 本地硬盘中，然后通过FTP软件将文件传送到SIMOTION的存储器中。
第三种安装方式：选择最中间选项，通过以太网直接将PC机连接到SIMOTION上，确保在相同的子网上可以与SIMOTION进行通信，通过FTP 协议将软件传送到SIMOTION存储器中。

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图20 选择安装方式

点击“NEXT”键进行后续的安装，如果选择第三种安装方式，需要选择SIMOTION的IP地址、用户名及口令如图21所示：

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图21 选择SIMOTION IP地址、用户名及口令

SIMOTION 缺省的用户名及口令同为“simotion”。
点击“NEXT”键完成软件安装，软件安装后，打开IE浏览器，浏览SIMOTION诊断网页可以看到在标签栏中新增“WEBTRACE”标签，如图22所示：

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图22 WEB TRACE 标签

3．2 在WEB TRACE 中选择跟踪对象
点击WEB TRACE标签后进入配置页面，点击Start WebTrace application 连接，启动WEB TRACE应用，CPU重新启动需要大约1分钟，如果没有建立连接再多试几次。本页面中还提示需要安装的SVG Viewer用于图形的监视。WEB TRACE应用页面参考图23所示：

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图23 WEB TRACE 应用页面

如果重新添加轴后可以点击“RELOAD AXES”键更新轴的配置，点击WEB TRACE标签添加所需跟踪的变量。如图24所示：

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图24 添加跟踪变量

在图24中，点击“SETTING”键，在网页的右边出现变量配置页面，在“DATA CYCLE”中选择采样时钟的频率；在“DURATION”中定义采样时间；在“START TYPE”中选择采样开始的条件如立即采样或根据调节触发。在网页的下面列出CPU中所有的变量，按“1”－“8”键进行选择。配置完成后，点击“DOWNLOAD”键传送跟踪请求，点击“START”键开始变量跟踪，点击“STOP”键停止跟踪。“SAVE SETTINGS”及“LOAD SETTINGS”及“DELETE”键用于保存及删除当前的配置。
变量跟踪完成后，点击“RESULT”键查看跟踪结果，如图25所示：

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图25 跟踪结果页面

在图25中有两个按钮，点击“LOAD NEW TRACE DATA”查看变量跟踪图如图26所示，图中有两条曲线分别为VAR1和VAR2，（在图的右上脚标出变量的名称与曲线的颜色），分别以时间和值作为行、纵座标。

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图26 变量跟踪图

在曲线的下部，可以设置其曲线的采样周期，相当于对曲线的某一部分进行放大，进行详细查看，例如选择采样时间段为12MS～51MS采样时间段，点击“Rerender Current trace data”后生成新的曲线如图27所示：

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图27 截取曲线片段

注意：
使用WEB TRACE功能SIMOTION需要SIMOTION IT VM授权。

4．OPC XML DA功能
OPC是OLE FOR PROCESS CONTROL的所写，用于工业通信的一个标准接口。通过OPC XML DA，可以使用以太网的标准报文与SIMOTION CPU通信。通信命令通过SOAP(simple Object Access Protocol)传送。使用基于XML描述语言定义通信接口。OPC XML的客户端可以浏览SIMOTION系统的变量。OPC XML DA服务期的访问方式如图28所示：

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图28 SIMOTION OPC XML DA服务器的访问方式

PC可以通过SIMATIC NET OPC DA 服务器和SIMOTION XML OPC DA服务器访问SIMOTION的数据，前者OPC的服务器位于一个PC内，如果只有一个PC机，这个PC机既是OPC DA服务器又是客户端，其它的PC机可以访问这个作为服务器的PC机。SIMOTION XML OPC DA服务器集成于SIMOTION CPU中。两种OPC 服务器的对比参考表1

表1 SIMOTION OPC XML DA与SIMATIC NET OPC DA服务器对比

SIMOTION OPC XML DA	SIMATIC NET OPC DA
不需要使用SCOUT配置，程序变量通过选项激活（参考图13）	通过SCOUT OPC导出
SIMOTION 解析变量符号名称，通信以文本方式	变量符号名称在导出时进行解析，通信的方式二进展方式，具有高的数据流
只能访问SIMOTION数据	可以同时访问S7和SIMOTION数据
客户端可以在任意操作系统中使用	基于视窗的COM/DCOM技术，客户端与服务器只能在视窗操作系统中运行
在客户端使用标准的协议（TCP/IP,XML,SOAP）,不需要设备商提供的驱动	通过S7通信服务，需要安装SIMATIC NET软件
只能基于以太网进行通信	OPC服务器可以通过MPI/PROFIBUS或以太网访问SIMOTION数据
通信数据可以穿过防火墙	通信数据不能穿过防火墙

4．1 OPC XML DA的示例
通过同步或异步的方式可以访问OPC服务器的变量，详细描述可以参考相关下列网址：http://www.opcfoundation.org/webservices/XMLDA/V1.0/ 。
SIMOTION的光盘在SIMOTION IT/OpcBrowser目录中提供了使用JAVA编写的示例程序，点击run.bat启动应用如图29所示：

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图29 访问SIMOTION OPC XML DA服务器示例程序

在示例程序中使用同步的方式访问OPC服务器的数据，支持下列OPC功能：
1） PWD:设置访问的用户名和口令。
2） CONNECT:在URL中输入连接SIMOTION的地址，例如SIMOTION IP地址为169.254.11.22,在URL中输入http://169.254.11.22/soap/opcxml/点击“CONNECT”键与SIMOTION建立通信关系。
3） 浏览功能：通信建立后，可以浏览SIMOTION CPU中的变量（除I/O以外）。
4） 读功能：使用浏览功能选择需要读的变量，在“ITEMPATH”和“ITEMNAME”中列出变量的相关路径，也可以手动键入，在“VALUE”中将显示选择变量的值。
5） 循环读：选择相应的变量后点击“READCYCLE”键后弹出对话框如图30所示：

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图30 循环读功能

在对话框中可以选择采样的间隔，点击“START”键后在输出栏中显示变量的值、变量名及读的次数。

6） 写功能：选择相应的变量并在输入域“VALUE”输入改写的值后点击“WRITE”键，将值赋值到指定的变量中。

7） Subscribe功能：选择相应的变量后点击“Subscribe”键弹出对话框设置等待时间和保持时间后再次点击“Subscribe”键确认，对变量监控操作，如图31所示，只有值变化时才将数据发送到客户端，并将值改变的时间一同发送。

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图31 Subscribe功能

Subscribe功能可以优化通信负荷。
示例程序中提供了相应的类，用户可以根据需求进行编写。