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概述

挑战	软件需求	解决方案： 面向对象的组态机制
开发创新机器设计的压力 灵活的机器 经过优化的软件开发过程 软件维护开销增加 数字化/工业 4.0	软件的模块化必须变得容易	对象：自主发挥作用的模块
	软件的标准化程度和可再用性提高	库
	编程开销降低	继承程序代码（*修改代码）
	软件必须容易维护和改	继承所有衍生品中的调试机制
	大规模的软件项目必须容易执行，错误较少。	封装、继承和重写
	安全性提高	对象的封装
	对软件组件独立开发的得到改进	对象类型可任意组合

SIMOTION SCOUT:自动化任务的统一视图

SIMOTION SCOUT – 用于运动控制应用的全面组态系统

SIMOTION 运动控制系统提供了丰富的预编程功能，您可在此基础配参数以及进行二次开发，从而实现自定义功能。

为了实施自动化任务，您需要一款易于使用的工具，该工具将在完成所有必要工程步骤的过程中为您提供支持：SIMOTION SCOUT

SCOUT 是机械工程设计领域的通用自动化环境。它可以对 PLC 和运动控制功能要求高的复杂生产机器进行工程设计。

SCOUT 分为多个不同版本，这些版本可佳集成到 SIMATIC 环境中以确保实现全集成自动化 (TIA)。

用于 TIA Portal 的 SCOUT TIA，

用于 STEP 7 (SIMATIC Manager) 的 SCOUT 以及

SCOUT 独立版（如果未安装 STEP 7）。

SCOUT 具有

集成的面向功能的自动化任务视图，同时

使用起来也非常方便。

支持的 SIMOTION 应用范围从简单的参数可调的速度控制式单轴应用到复杂的机械耦合式可编程多轴机器应用。

因此，SCOUT 根据具体的任务显示不同的视图，并且可通过附加工具进行扩展（例如，用于创建凸轮图形的工具）。

SIMOTION SCOUT – 用于工程设计、测试和诊断的工具

SCOUT 支持运动控制应用构建过程中的所有必要步骤：配置、参数设置、编程、测试和诊断。

在调试和维护时，集成的测试与诊断功能十分有用。

SCOUT 的图形菜单系统支持用户执行多项重要任务，例如：

创建硬件和网络配置

创建、配置和设置工艺对象的参数，例如轴、测量输入、凸轮输出、凸轮轨迹和凸轮。

SIMOTION SCOUT – 支持文本式和可视化编程

SIMOTION 具有用于完成任何任务的适当编程语言：

LAD（梯形图）和 FBD（功能块图）

符合 IEC 61131 的图形化编程语言

尤其适合循环任务（例如，逻辑）

编程人员可随时在 LAD 和 FBD 之间切换

用于测试与诊断的程序状态指示

结构化文本 (ST)

基于文本的**语言，符合 IEC 61131；包括面向对象的编程

能够执行任何任务的“**选手”

用于在线测试和诊断的，调试功能：

MCC（运动控制图）：

图形化编程（流程图）

尤其适合顺序任务（例如，运动控制）

基于模块创建的结构安排

借助于图形化步跟踪和单步模式进行简易诊断

驱动个控制图 (DCC)

对开环和闭环控制功能进行图形化组态

块库中含有大量控制、计算和逻辑块

不适用于 SCOUT TIA （TIA Portal 中的 SIMOTION）

SIMOTION 执行系统提供了循环（包括与控制周期和插补器周期同步的任务）、顺序任务、时间触发任务和事件触发任务，以及每个系统一个启动任务和一个关闭任务。

用户程序可以“接入”每个任务。

在应用编程中，各种编程语言（LAD、FBD、ST、MCC）可以任意混合使用。

软件的模块化由一种“单元方案”提供支持

对数据和函数进行“封装”

可靠和可重复使用的程序代码

面向对象的编程方式提供了强大的工具，用于生成有系统地实现标准化和模块化的软件，可以应对机械设备工程领域中的将来挑战。

SIMOSIM 集成模拟

SIMOTION V5.1 提供有 SIMOSIM，这是集成在 SCOUT/SCOUT TIA 工程组态系统中的一个运行模拟功能。通过该虚拟测试环境，*连接硬件即可测试用户程序。这样就可以在开发的早期阶段来优化各个程序部分，从而缩短后面的调试时间。

通过 SIMOSIM，可以进行在线访问和执行测试功能，就像连接了实际控制器那样。除调试功能外（如状态程序、断点和跟踪），它还提供了完整的 Web 和 OPC UA 服务器功能以及轴模拟功能。SIMOSIM 也是从组态到基于云的服务的端到端数字化过程链中的一个关键组件。

CamTool 可选包（凸轮编辑器）

CamTool 可选包可扩展 SCOUT 的功能，它具有一个创建和优化凸轮的强大图形具。SCOUT 中标配有一个创建凸轮的简易编辑器。

CamTool 选件包完全集成在 SCOUT 用户界面中。

驱动控制图 (DCC) 可选包

借助驱动控制图 (DCC)，可通过图形化方式配置基于驱动系统的开环和闭环控制功能。可通过拖放操作从一个标准函数块库中选择多实例函数块，以图形方式进行连接，并进行参数化。SCOUT 中清晰显示了控制结构。SCOUT TIA（TIA Portal 中的 SIMOTION）没有 DCC

随着PLC的推广普及，PLC产品的种类和型号越来越多，功能日趋完善。从美国，日本、德国等国家引进的PLC产品及国内厂商组装或自行开发的PLC产品已有几十个系列。上百种型号。其结构形式、性能、容量、指令系统，编程方法、价格等各有不同，适用的场合也各有侧重。因此，合理选择PLC产品，对于提高PLC控制系统的技术经济指标起着重要作用。一般来说，各个厂家生产的产品在可靠性上都是过关的，机型的选择主要是指在功能上如何满足自己需要，而不浪费机器容量。PLC的选择主要包括机型选择，容量选择，输入输出模块选择、电源模块选择等几个方面。

1、可编程控制器控制系统I/O点数估算

I/O点数是衡量可编程控制器规模大小的重要指标。根据被控对象的输入信号与输出信号的总点数，选择相应规模的可编程控制器并留有10%～15%的I/O裕量。估算出被控对象上I/O点数后，就可选择点数相当的可编程控制器。如果是为了单机自动化或机电一体化产品，可选用小型机，如果控制系统较大，输入输出点数较多，被控制设备分散，就可选用大、中型可编程控制器。

2、内存估计

用户程序所需内存容量要受到下面几个因素的影响：内存利用率；开关量输入输出点数；模拟量输入输出点数；用户的编程水平。

（1）内存利用率  用户编的程序通过编程器键入主机内，后是以机器语言的形式存放在内存中，同样的程序，不同厂家的产品，在把程序变成机器语言存放时所需要的内存数不同，我们把一个程序段中的接点数与存放该程序段所代表的机器语言所需的内存字数的比值称为内存利用率。高的利用率给用户带来好处。同样的程序可以减少内存量，从而降低内存投资。另外同样程序可缩短扫描周期时间，从而提高系统的响应。

（2）开关量输入输出的点数  可编程控制器开关量输入输出总点数是计算所需内存储器容量的重要根据。一般系统中，开关量输入和开关量输出的比为6：4。这方面的经验公式是根据开关量输入、开关量输出的总点数给出的。

所需内存字数=开关量（输入+输出）总点数*10  

（3）模拟量输入输出总点数  具有模拟量控制的系统就要用到数字传送和运算的功能指令，这些功能指令内存利用率较低，因此所占内存数要增加。

在只有模拟量输入的系统中，一般要对模拟量进行读入、数字滤波、传送和比较运算。在模拟量输入输出同时存在的情况下，就要进行较复杂的运算，一般是闭环控制，内存要比只有模拟量输入的情况需要量大。在模拟量处理中。常常把模拟量读入、滤波及模拟量输出编成子程序使用，这使所占内存大大减少，特别是在模拟量路数比较多时。每一路模拟量所需的内存数会明显减少。下面给出一般情况下的经验公式：

只有模拟量输入时：

内存字数=模拟量点数*l00

模拟量输入输出同时存在时：

内存字数＝模拟量点数*200

这些经验公式的算法是在10点模拟量左右，当点数小于10时，内存字数要适当加大，点数多时，可适当减小。

（4）程序编写质量  用户编写的程序优劣对程序长短和运行时间都有较大影响。对于同样系统不同用户编写程序可能会使程序长度和执行时间差距很大。一般来说对初编者应为内存多留一些余量，而有经验的编程者可少留一些余量。

综上所述，推荐下面的经验计算公式：

总存储器字数＝（开关量输人点数+开关量输出点数）*l0+模拟量点数*150。然后按计算存储器字数的25%考虑裕量。

3、响应时间

对过程控制，扫描周期和响应时间必须认真考虑。可编程控制器顺序扫描的工作方式使它不能可靠地接收持续时间小于扫描周期的输入信号。例如某产品有效检测宽度为5cm，产品传送速度每分钟50m，为了确保不会漏检经过的产品，要求可编程控制器的扫描周期不能大于产品通过检测点的时间间隔60ms（T＝5cm ／50m／60s）。

系统响应时间是指输入信号产生时刻与由此而使输出信号状态发生变化时刻的时间间隔。系统响应时间＝输入滤波时间+输出滤波时间+扫描周期.

4、功能、结构要合理

单机控制往往是用一台可编程控制器控制一台设备，或者一台可编程控制器控制几台小设备，例如对原有系统的改造、完善其功能等。单机控制没有可编程控制器间的通信问题；但功能要求全面。选择箱体式结构的可编程控制器为好。若只有开关量控制，可选择F1、F2、FX、GE-1、C-20、S5-101、TI100、EX-40等品种。另外，国产化CKY-40H、D-40、CF-40、PCZ-40、ACMY-S256品种也可与进口货相媲美。

若被控对象是开关量和模拟量共有，就要选择有相应功能可编程序控制器。模块式结构的产品构成系统灵活，易于扩充，但造**，适于大型复杂的工业现场。

5、输入输出模块的选择

可编程控制器输入模块是并转换来自现场设备（按钮、限位开关；接近开关等）的高电平信号为机器内部电平信号，模块类型分直流5、12、24、48、60V几种；交流115V和220V两种。由现场设备与模块之间的远近程度选择电压的大小。一般5、12、24V属低电平，传输距离不宜太远，例如5V的输入模块远不能过10m，也就是说，距离较远的设备选用较高电压的模块比较可靠。另外高密度的输入模块如32点、64点，同时接通点数取决于输入电压和环境温度。一般讲，同时接通点数不得过60%。为了提高系统的稳定性，必须考虑门槛（接通电平与关断电平之差）电平的大小。门槛电平值越大，抗干扰能力越强，传输距离也就越远。

输出模块的任务是将机器内部信号电平转换为外部过程的控制信号。对于开关频繁、电感性、低功率因数的负载，推荐使用晶闸管输出模块，缺点是模块价格高；过载能力稍差。继电器输出模块优点是适用电压范围宽，导通压降损失小，价格便宜，缺点是寿命短，响应速度慢。输出模块同时接通点数的电流累计值必须小于公共端所允许通过的电流值。输出模块的电流值必须大于负载电流的额定值。

6、结构型式的考虑

PLC的结构分为整体式和模块式两种。整体式结构把PLC的I/O和CPU放在一块大印刷电路板上，节省了插接环节，结构紧凑，体积小，每一I/O点的平均价格也比模块式的便宜，所以小型PLC控制系统多采用整体式结构。模块式PLC的功能扩展，I/O点数的增减，输入与输出点数的比例，都比整体式方便灵活。维修时换模块，判断与处理故障快速方便。因此，对于较复杂的要求较高的系统，一般选用模块式结构。