TIA Portal V20HMI仿真时数值无法写入虚拟plc解决教程

最新推荐文章于 2025-07-02 10:49:33 发布

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分类专栏：西门子plc 文章标签：单片机嵌入式硬件西门子plc

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在博图 V20 中使用 S7-PLCSIM Advanced 仿真 S7-1500 Advanced V5.0 PLC，同时使用 WinCC Runtime Advanced 仿真 HMI 时出现“连接中断”且无法写入数值，而单独使用 S7-PLCSIM (Classic) 仿真 PLC 正常，这是一个非常典型且令人困扰的问题。问题核心在于S7-PLCSIM Advanced 与 WinCC Runtime Advanced 仿真之间的通信配置。

以下是详细的原因分析和解决方法，请按步骤排查：

🔍 核心原因分析

网络隔离： S7-PLCSIM Advanced 默认创建一个名为 PLCSIM Virtual Ethernet Adapter 的虚拟网卡，并将虚拟 PLC 绑定到该网卡的一个 IP 地址上。WinCC Runtime Advanced 仿真运行在你的 Windows 主机上。
通信路径： WinCC Runtime Advanced 需要能通过 Windows 主机的网络堆栈路由到这个虚拟网卡上的虚拟 PLC IP 地址。
主要障碍：
- IP 地址配置错误： 虚拟 PLC 的 IP 和 WinCC 项目中配置的 HMI 连接 IP 不匹配，或者不在同一网段。
- 访问点设置错误： TIA Portal 和 Windows 用于 S7 通信的访问点 (S7ONLINE) 没有指向正确的网络接口（虚拟网卡）。
- 防火墙阻止： Windows 防火墙（或其他安全软件）阻止了 WinCC Runtime 访问虚拟网卡或 S7 通信端口 (TCP 102)。
- PLCSIM Advanced 服务/适配器问题： PLCSIM Advanced 服务未正常运行，或虚拟适配器驱动有问题。
- 项目配置不一致： HMI 设备组态的连接参数与实际运行的虚拟 PLC 参数不符。

✅ 详细排查与解决方案

🛠 1. 确认并配置 IP 地址

*   **查看虚拟 PLC IP：** 在 S7-PLCSIM Advanced 界面中，明确看到你的虚拟 PLC 实例分配到的 **IP 地址** 和 **子网掩码**。记下来（例如 `192.168.0.1/255.255.255.0`）。
*   **配置 WinCC 连接：** 在 TIA Portal 的 HMI 设备（如 KTP700 Basic）配置中：
    *   进入“连接”编辑器。
    *   检查 HMI 连接到的 PLC 接口（通常是 `PN/IE_1`）。
    *   **关键：** 确保“IP 地址”字段填写的就是 S7-PLCSIM Advanced 中显示的虚拟 PLC IP 地址（例如 `192.168.0.1`）。
    *   确保“子网”选择正确（理论上应该匹配，如 `255.255.255.0`）。
*   **配置 HMI 设备 IP (仿真时)：** 虽然 WinCC Runtime Advanced 仿真运行在主机上，但它在仿真时会模拟一个 HMI 设备。在 HMI 设备的“设备配置”>“PROFINET 接口 [X1]”中：
    *   分配一个与虚拟 PLC IP **在同一网段** 的 IP 地址（例如 `192.168.0.10`）。
    *   设置相同的子网掩码（例如 `255.255.255.0`）。
    *   **重要：** 这个 HMI 仿真设备的 IP 不能与虚拟 PLC 的 IP 冲突。

📡 2. 设置正确的 S7ONLINE 访问点 (Crucial!)

*   打开 Windows 的 **控制面板**。
*   找到并打开 **设置 PG/PC 接口**。
*   在“为使用的接口分配参数”选项卡下：
    *   在“访问点”下拉框中，选择 `S7ONLINE`。
    *   在“使用的接口参数分配”列表中，**必须选择 `PLCSIM Virtual Ethernet Adapter`**。这是最关键的一步！如果这里选的是你的物理网卡（如 `Realtek PCIe GbE Family Controller`）或者 `TCP/IP -> Auto`，WinCC 仿真会尝试通过物理网络去找 PLC，而找不到虚拟网卡上的 PLC。
*   点击“确定”保存设置。
*   **重启 TIA Portal！** 访问点更改后通常需要重启 TIA 才能生效。

🔥 3. 检查并配置 Windows 防火墙

*   打开 **Windows Defender 防火墙** 或你使用的其他防火墙软件。
*   暂时**完全关闭防火墙**进行测试（公共网络、专用网络都关掉）。这是为了快速判断是否是防火墙问题。
    *   如果关闭防火墙后连接立即恢复正常，说明防火墙阻止了通信。
    *   需要为 WinCC Runtime Advanced 和 S7 通信添加允许规则：
        *   允许应用程序：找到 WinCC Runtime Advanced 的可执行文件（通常类似 `RTAdvanced.exe`，路径可能在 `C:\Program Files\Siemens\Automation\WinCC RT Advanced\<版本号>\bin`）。
        *   允许端口：在入站规则中，允许 TCP 端口 `102`（这是 S7 通信的标准端口）。规则作用域选择“任何”或指定虚拟网卡的 IP 地址范围（如 `192.168.0.0/24`）。
*   **不要忘记：** 测试完成后，如果确定是防火墙问题，请创建永久规则后再重新启用防火墙。

⚙ 4. 验证 PLCSIM Advanced 状态和适配器

*   **服务状态：** 按 `Win + R`，输入 `services.msc`，回车。检查 `Siemens PLCSIM Advanced Virtualization Service` 和 `Siemens S7PLCSIM Virtual Ethernet Adapter` 服务的状态是否为 **正在运行**。如果不是，尝试手动启动它们。
*   **虚拟适配器：** 在 Windows 的 **网络连接** 设置中（`ncpa.cpl`），确认 `Siemens PLCSIM Virtual Ethernet Adapter` 存在且状态为 **已启用**。
*   **适配器 IP (主机端)：** 在 `Siemens PLCSIM Virtual Ethernet Adapter` 的属性中，检查其 IPv4 设置。通常它应该设置为 **自动获取 IP 地址**。PLCSIM Advanced 会自动管理这个适配器的 IP。**不要手动给它设置 IP！** 手动设置反而可能导致路由问题。
*   **重启 PLCSIM Advanced：** 关闭 S7-PLCSIM Advanced 窗口（停止虚拟 PLC），然后重新启动它。有时服务或适配器需要重置。
*   **兼容性：** 确保你使用的 **S7-PLCSIM Advanced 版本与 TIA Portal V20 兼容**。V20 通常需要 PLCSIM Adv V3.0 或 V2.0。检查西门子官方兼容性列表。不兼容的版本会有各种奇怪问题。
*   **授权：** 确认 S7-PLCSIM Advanced 有有效的授权。没有授权或授权无效可能导致功能受限或无法建立稳定连接。

🔧 5. 检查项目配置一致性

*   **编译和下载：** 在修改了 HMI 的连接设置或 IP 地址后，务必 **完全重新编译 HMI 程序**，并在启动 WinCC Runtime Advanced 仿真时选择“**全部重新启动**”或“**更新软件**”选项。确保仿真运行的 HMI 程序包含了你最新的连接配置。
*   **PLC 接口确认：** 在 PLC 的硬件配置中，确认你在 HMI 连接中指定的接口（如 `PN/IE_1`) 确实存在且已启用。
*   **HMI 连接参数：** 再次仔细核对 HMI 连接属性中的 **PLC IP 地址**、**机架号**、**插槽号**（对于 S7-1500，插槽号通常是 `1`，即 CPU 所在的插槽）。这些必须与虚拟 PLC 的实际参数严格一致。

🌐 6. 高级网络配置 (备用方案 - 如果以上均无效)

*   在 Windows 的 **网络连接** 设置中（`ncpa.cpl`）。
*   选中你的 **物理以太网适配器** (连接真实网络的网卡)。
*   右键 -> 属性 -> 共享。
*   勾选 “允许其他网络用户通过此计算机的 Internet 连接来连接”。
*   在“家庭网络连接”下拉框中，选择 **`Siemens PLCSIM Virtual Ethernet Adapter`**。
*   点击“确定”。这会启用 ICS (Internet 连接共享)，在物理网卡和虚拟网卡之间建立路由。**注意：** 启用 ICS 可能会短暂断开你的物理网络连接，并可能改变物理网卡的 IP 地址（通常会变成 `192.168.137.1`）。虚拟网卡会获得一个该网段的地址（如 `192.168.137.x`）。此时你需要：
    *   在 S7-PLCSIM Advanced 中，可能需要重新启动虚拟 PLC 或重新设置其 IP 地址，使其位于新的共享网络网段内（如 `192.168.137.10`）。
    *   在 TIA Portal HMI 连接配置和 PG/PC 接口设置中，相应地更新为虚拟 PLC 在这个新网段中的 IP 地址，并确保 `S7ONLINE` 访问点仍然指向虚拟适配器。
*   **此方法较复杂且可能引入其他网络问题，仅在常规方法无效时尝试。**

📌 总结关键步骤

IP 一致： 虚拟 PLC IP (PLCSIM Adv) = HMI 连接目标 IP (TIA 项目)。
HMI 仿真 IP： 在网段内，不冲突。
PG/PC 接口： S7ONLINE 访问点必须指向 PLCSIM Virtual Ethernet Adapter (关键！)。
防火墙： 放行 WinCC RT Adv 程序和 TCP 102 端口。
PLCSIM Adv 状态： 服务运行、适配器启用、版本兼容、授权有效。
项目更新： 修改连接/IP 后，务必重新编译下载 HMI 程序到仿真。
重启： 修改访问点或防火墙后，重启 TIA Portal 和 PLCSIM Adv。

📣 测试建议

完成上述关键步骤（尤其是访问点设置和防火墙检查）后。
先启动 S7-PLCSIM Advanced 并下载 PLC 程序到虚拟 PLC，确认 PLC 处于 RUN 模式。
在 TIA Portal 中，右键点击 HMI 设备，选择“启动仿真” (Start simulation)。
在打开的 WinCC Runtime Advanced 仿真界面中，观察连接状态。如果配置正确，应该能看到连接建立（不再是“连接中断”），并且可以操作和监视变量了。

按照这些步骤仔细排查，特别是访问点设置和防火墙，通常能解决绝大多数 S7-PLCSIM Advanced 与 WinCC Runtime Advanced 仿真通信中断的问题。如果问题依然存在，请检查 TIA Portal 和 PLCSIM Advanced 的安装日志、Windows 系统日志，看是否有更具体的错误信息。💪