SIMIT Simulation Framework，簡稱SIMIT。它是西門子推出的一個仿真平臺，主要有兩個應(yīng)用方向：虛擬調(diào)試和操作員培訓。

在流程行業(yè)的虛擬調(diào)試方面，SIMIT不僅可以做信號級仿真（即我們平時說的DI、DO、AI、AO），也支持設(shè)備級仿真(如:電機、閥門和控制器等)，甚至能夠?qū)崿F(xiàn)一些簡單的過程級仿真(如：反應(yīng)釜及一些工藝反應(yīng)過程等)。如下圖所示：

Couplings是自動化系統(tǒng)與仿真模型之間的接口。SIMIT包含所有必要的Couplings以適應(yīng)不同的通信仿真和自動化環(huán)境的要求。支持與自動化系統(tǒng)實際硬件的通信（硬件在環(huán)）和仿真控制器的通信（軟件在環(huán)）。SIMIT支持的Couplings如下圖所示。

具體應(yīng)用中可分為組態(tài)PLCSIM仿真、組態(tài)Virtual Controller仿真和模擬信號的標準化三類。下面是實現(xiàn)方法的詳細介紹。

2.1 組態(tài)PLCSIM仿真

首先是實現(xiàn)SIMIT和PLCSIM仿真軟件的耦合，這部分僅需三步即可實現(xiàn)：

2. SIMIT項目中新建Couplings，選擇PLCSIM，然后在SIMIT中打開該Couplings，按照下圖中的步驟導入第一步中導出的符號表。

3. 最后，先運行PLCSIM，然后點擊SIMIT工具欄的運行按鈕開始仿真。仿真結(jié)果如下圖所示。

2.2  組態(tài)Virtual Controller仿真

與Virtual Controller的耦合只需在新建耦合時，選擇Virtual Controller，然后在彈出對話框中選擇對應(yīng)的項目及所需的AS站即可。如下圖所示。

啟動Virtual Controller仿真，就可以像使用真實CPU一樣下載硬件組態(tài)和程序。仿真界面如下圖所示。

2.3 模擬信號的標準化

對于模擬量，PCS 7與SIMIT之間通過編程接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，即原始值仍以16位（2Byte）讀取或?qū)懭耄琒IMIT中提供兩種方式將原始值轉(zhuǎn)換位對應(yīng)的物理值。

1. 標準控件比例（如下圖所示）

2. Coupling編輯器比例（如下圖所示）

3.1 設(shè)備級的仿真

在實際的工業(yè)自動化現(xiàn)場，AS系統(tǒng)負責發(fā)送控制信號到設(shè)備層級的執(zhí)行設(shè)備(如電機、閥門等)，同時這些執(zhí)行設(shè)備將現(xiàn)場的實際狀態(tài)反饋回AS。在SIMIT仿真系統(tǒng)中，使用圖形化的編程方式，將上述設(shè)備的仿真模型程序以Component（組件）的形式呈現(xiàn)。在SIMIT Basic Components中涵蓋了用于設(shè)備層仿真的大部分Components，如閥門、泵、電機、驅(qū)動、Simocode等。參考下圖。

此外如果基本組件無法滿足要求，也支持用戶自定義Component實現(xiàn)定制化的功能，還可以使用CTE進行開發(fā)。

下面就以電磁閥為例說明SIMIT中如何手動搭建仿真模型。在SIMIT中可以按照PCS 7項目中的層級結(jié)構(gòu)創(chuàng)建相同層級結(jié)構(gòu)的Chart文件夾。如下圖所示。

在SIMIT對應(yīng)圖表文件夾下新建Chart。此處以NK111電磁閥為例。在SIMIT Basic Components中拖拽如下組件到圖表：DriveV1（閥門仿真模型）、Connector（全局連接）、Input（輸入信號）、OutPut（輸出信號）、MUL（模擬量乘法）、XOR（異或運算）。然后為輸入和輸出信號分配對應(yīng)的AS中的I/O符號地址。參考下圖的布局進行各個組件之間的互連。

在該仿真模型中，閥門可以理解為現(xiàn)場設(shè)備，所以開命令DO信號給到DriveV1的輸入即Open開命令，DriveV1的輸出即實際位置信號反饋給AS，所以開到位和關(guān)到位信號分別連接到DriveV1的100和0的輸出管腳。對于DriveV1的反饋時間是指仿真模型收到命令后多久開或關(guān)到位，并不是修改PCS 7 中Valve的監(jiān)視時間。

完成仿真模型搭建后，下載程序至Virtual Controller或PLCSIM，激活SIMIT和OS，能夠?qū)崿F(xiàn)整個系統(tǒng)的測試。NK111的仿真過程如下圖所示。

同理，其他設(shè)備的仿真也可以參考上述步驟進行模型搭建。

3.2 使用Template和CMT批量導入

實際應(yīng)用中為了提高模型搭建的效率。SIMIT提供多種批量導入的方式來簡化工作。比如：Table導入、CMT導入、IEA導入以及Automated導入等。如果上述例子中有多個和NK111相同類型的閥門，我們就可以通過批量的方式創(chuàng)建設(shè)備。以提高工作效率。

此處為大家介紹如何通過CMT批量導入來創(chuàng)建NK113和NK114的仿真模型。前面已經(jīng)創(chuàng)建了NK111的仿真模型，NK113與NK114模型結(jié)構(gòu)與之一致，只是所連接的信號或參數(shù)不同。因此，我們首先使用NK111仿真模型創(chuàng)建Templates。如下圖所示。

打開所創(chuàng)建的GS_ValveLean的模板，因為Templates中并非實際仿真模型，所以在實際的參數(shù)位置需使用占位符+固定書寫格式。這樣在導入XML時，占位符位置會被PCS7 CMT導出的XML信息進行替代。如下圖所示。

接著便可以將PCS 7的當前項目導出成XML。支持完整導出也可以選擇部分導出。如下圖所示。

最后參考下圖，在SIMIT側(cè)導入PCS 7項目中導出的XML文件即可批量創(chuàng)建CM示例對應(yīng)的仿真模型。

SIMIT導入XML后的結(jié)果如下圖所示。已經(jīng)自動生成了NK113和NK114的仿真模型，而且占位符也已經(jīng)替換為對應(yīng)CM實例的實際參數(shù)。

對于過程級仿真需要工程師對工業(yè)過程有一定的認識。在此基礎(chǔ)上能夠使用數(shù)學語言把模型建立出來，并通過SIMIT來創(chuàng)建和仿真該模型，從而與自動化系統(tǒng)形成閉環(huán)。

一些簡單的模型可以直接通過預置的組件完成創(chuàng)建和仿真工作，但是過程級的仿真可能會很復雜，預置的組件不一定能完成所有的過程建模和仿真。SIMIT還提供了用于不同行業(yè)的擴展庫，如下表所示。

以前面章節(jié)的項目為例，此處介紹如何創(chuàng)建該項目物料傳輸模型和原料罐的液位模型。在創(chuàng)建過程級仿真模型之前需要具備如下條件：

此處設(shè)計原料罐液位低于80L時自動以15L/s的流量補料，當液位高于420L時停止補料（防止只出不進，原料罐match??排空后無法仿真液位變化）。結(jié)合前面物料傳輸模型換算出的出口流量可以創(chuàng)建原料罐液位控制的模型。如下圖所示。

過程級的仿真在PCS 7項目中的體現(xiàn)如下圖所示，原料罐和反應(yīng)釜的液位可以根據(jù)設(shè)備狀態(tài)自動調(diào)節(jié)。

借助于SIMIT在信號級、設(shè)備級以及工藝級的仿真實現(xiàn)自動化系統(tǒng)虛擬調(diào)試，能夠在提高生產(chǎn)效率的同時顯著降低調(diào)試的風險；能夠在提高項目靈活性的同時保證很高的安全性。