1 引言
計算機仿真技術把現代仿真技術與計算機發展結合起來，通過建立系統的數學模型，以計算機為工具，以數值計算為手段，對存在的或設想中的系統進行實驗研究。隨著計算機技術的高速發展，仿真技術在自動控制、電氣傳動、機械制造等工程技術領域也得到了廣泛應用。與傳統的經驗方法相比，計算機仿真的優點是:
(1) 能提供整個計算機域內所有有關變量完整詳盡的數據;
(2) 可預測某特定工藝的變化過程和最終結果，使人們對過程變化規律有深入的了解;
(3) 在測量方法有困難情況下是唯一的研究方法。此外，數字仿真還具有高效率、高精度等優點。
大型企業每年都需要對電氣控制人員進行技術培訓,每次培訓都需要大量的準備工作，購買大量各種不同類型PLC、變頻器、接觸器、電纜等。如果采用傳統的經驗方法:購買大量的控制器件,特別PLC、變頻器等器件昂貴，很容易造成浪費;此外需要專門的培訓地點。所以，如果對控制人員進行技術培訓能夠采用計算機仿真技術，能極大地降低成本。
S7-PLCSIM Simulating Modules由西門子公司推出，可以替代西門子硬件PLC的仿真軟件，當培訓人員設計好控制程序后，無須PLC硬件支持，可以直接調用仿真軟件來驗證。

2 S7-PLCSIM軟件的功能
(1) 模擬PLC的寄存器。可以模擬512個計時器(T0-T511);可以模擬131072位(二進制)M寄存器;可以模擬131072位I/O寄存器;可以模擬4095個數據塊;2048個功能塊(FBs)和功能(FCs);本地數據堆棧64K字節;66 個系統功能塊(SFB0-SFB65);128個系統功能(SFC0-SFB127);123個組織塊(OB0-OB122)。
(2) 對硬件進行診斷。對于CPU，還可以顯示其操作方式，如圖1示。SF(system fault)表示系統報警;DP (distributed peripherals, or remote I/O)表示總線或遠程模塊報警;DC(power supply) 表示CPU有直流24伏供給;RUN 表示系統在運行狀態;STOP表示系統在停止狀態。

圖1 CPU的操作方式

(3) 對變量進行監控。用菜單命令Insert>input variable監控輸入變量;Insert>output variable監控輸出變量，Insert>memory variable監控內部變量;Insert>timer variable監控定時器變量;Insert>counter variable監控計數器變量。圖2表示上述變量表。這些變量可以用二進制、十進制、十六進制來訪問，但是必須注意輸出變量QB一般不強制修改。

圖2 所有變量

(4) 對程序進行調試。設置/刪除斷點—利用“設置/刪除斷點”可以確定程序執行到何處停止。斷點處的指令不執行。斷點激活，利用“斷點激活”可以激活所有的斷點; 不僅包括已經設置的，也包括那些要設置的。利用“下一條指令”，可以單步執行程序。如果遇到塊調用，用“下一條指令”就跳到塊后的第一條指令。

3 S7-PLCSIM軟件的實現方法及模擬程序
本文通過具體例子來說明S7-PLCSIM軟件的仿真功能。以壓印機主機調速為例子。工藝要求為:按下啟動按鈕I4.0,主機啟動Q12.0, 主機自動升速到700轉/分,并保持不變, 按下啟動按鈕I4.1, 主機停止運行。使用S7-PLCSIM軟件調試程序的步驟如下:
(1) 首先用STEP7軟件對系統進行硬件組態，然后再用STEP7軟件編程，允許結構化你的程序，也就是說可以將程序分解為單個的、自成體系的程序，最后通過系統組織塊OB1編寫程序。程序如圖3示:

圖3 編寫程序

(2) 再用STEP7軟件SIMITIC 管理器菜單OPTION中選擇Simulating Modules為ON狀態，表示選擇仿真調試，如圖4示:

圖4 選擇仿真調試

(3) 在S7-PLCSIM軟件中新建PLC文檔。選擇菜單命令PLC>Power on 打開仿真PLC的電源;選擇仿真PLC的工作方式為STOP狀態;選擇菜單命令EXECUTE>Scan mode>Scan continous表示連續掃描方式。
(4) 用STEP7軟件SIMITIC 管理器菜單命令PLC>Download,把程序下載到中仿真PLC中。
(5) 在S7-PLCSIM軟件中模擬實際操作。選擇仿真PLC的工作方式為RUN狀態，按下啟動按鈕I4.1,主機開始運行,自動升速,速度值送到MW20。可以監視STEP7軟件中梯形圖程序的運行情況，選擇菜單命令Debug>monitor來監視。圖5模擬實際升速過程。

圖5 模擬實際升速過程

(6) 當在S7-PLCSIM軟件中模擬實際操作，如果檢測到程序出錯，會調用相應錯誤組織塊。S7-PLCSIM軟件支持對硬件中斷組織塊OB40—OB47的仿真;支持對時鐘中斷組織塊OB10—OB17的仿真;支持對掃描周期大于最大允許循環時間的中斷組織塊OB80的仿真。
(7) 保存生成的PLC文檔，以便下次仿真時直接調用的設置。

4 結束語
作者在實踐中應用此方式培訓，能極大的減少浪費，降低培訓成本,而且效率高,所以采用計算機仿真技術有明顯的優越性。