TIA Portal V20HMI仿真時數值無法寫入虛擬plc解決教程

在博圖 V20 中使用 S7-PLCSIM Advanced 仿真 S7-1500 Advanced V5.0 PLC，同時使用 WinCC Runtime Advanced 仿真 HMI 時出現“連接中斷”且無法寫入數值，而單獨使用 S7-PLCSIM (Classic) 仿真 PLC 正常，這是一個非常典型且令人困擾的問題。問題核心在于S7-PLCSIM Advanced 與 WinCC Runtime Advanced 仿真之間的通信配置。

以下是詳細的原因分析和解決方法，請按步驟排查：

🔍 核心原因分析

  1. 網絡隔離： S7-PLCSIM Advanced 默認創建一個名為 PLCSIM Virtual Ethernet Adapter 的虛擬網卡，并將虛擬 PLC 綁定到該網卡的一個 IP 地址上。WinCC Runtime Advanced 仿真運行在你的 Windows 主機上。
  2. 通信路徑： WinCC Runtime Advanced 需要能通過 Windows 主機的網絡堆棧路由到這個虛擬網卡上的虛擬 PLC IP 地址。
  3. 主要障礙：
    • IP 地址配置錯誤： 虛擬 PLC 的 IP 和 WinCC 項目中配置的 HMI 連接 IP 不匹配，或者不在同一網段。
    • 訪問點設置錯誤： TIA Portal 和 Windows 用于 S7 通信的訪問點 (S7ONLINE) 沒有指向正確的網絡接口（虛擬網卡）。
    • 防火墻阻止： Windows 防火墻（或其他安全軟件）阻止了 WinCC Runtime 訪問虛擬網卡或 S7 通信端口 (TCP 102)。
    • PLCSIM Advanced 服務/適配器問題： PLCSIM Advanced 服務未正常運行，或虛擬適配器驅動有問題。
    • 項目配置不一致： HMI 設備組態的連接參數與實際運行的虛擬 PLC 參數不符。

? 詳細排查與解決方案

🛠 1. 確認并配置 IP 地址

*   **查看虛擬 PLC IP：** 在 S7-PLCSIM Advanced 界面中，明確看到你的虛擬 PLC 實例分配到的 **IP 地址** 和 **子網掩碼**。記下來（例如 `192.168.0.1/255.255.255.0`）。
*   **配置 WinCC 連接：** 在 TIA Portal 的 HMI 設備（如 KTP700 Basic）配置中：*   進入“連接”編輯器。*   檢查 HMI 連接到的 PLC 接口（通常是 `PN/IE_1`）。*   **關鍵：** 確保“IP 地址”字段填寫的就是 S7-PLCSIM Advanced 中顯示的虛擬 PLC IP 地址（例如 `192.168.0.1`）。*   確保“子網”選擇正確（理論上應該匹配，如 `255.255.255.0`）。
*   **配置 HMI 設備 IP (仿真時)：** 雖然 WinCC Runtime Advanced 仿真運行在主機上，但它在仿真時會模擬一個 HMI 設備。在 HMI 設備的“設備配置”>“PROFINET 接口 [X1]”中：*   分配一個與虛擬 PLC IP **在同一網段** 的 IP 地址（例如 `192.168.0.10`）。*   設置相同的子網掩碼（例如 `255.255.255.0`）。*   **重要：** 這個 HMI 仿真設備的 IP 不能與虛擬 PLC 的 IP 沖突。

📡 2. 設置正確的 S7ONLINE 訪問點 (Crucial!)

*   打開 Windows 的 **控制面板**。
*   找到并打開 **設置 PG/PC 接口**。
*   在“為使用的接口分配參數”選項卡下：*   在“訪問點”下拉框中，選擇 `S7ONLINE`。*   在“使用的接口參數分配”列表中，**必須選擇 `PLCSIM Virtual Ethernet Adapter`**。這是最關鍵的一步！如果這里選的是你的物理網卡（如 `Realtek PCIe GbE Family Controller`）或者 `TCP/IP -> Auto`，WinCC 仿真會嘗試通過物理網絡去找 PLC，而找不到虛擬網卡上的 PLC。
*   點擊“確定”保存設置。
*   **重啟 TIA Portal！** 訪問點更改后通常需要重啟 TIA 才能生效。

🔥 3. 檢查并配置 Windows 防火墻

*   打開 **Windows Defender 防火墻** 或你使用的其他防火墻軟件。
*   暫時**完全關閉防火墻**進行測試（公共網絡、專用網絡都關掉）。這是為了快速判斷是否是防火墻問題。*   如果關閉防火墻后連接立即恢復正常，說明防火墻阻止了通信。*   需要為 WinCC Runtime Advanced 和 S7 通信添加允許規則：*   允許應用程序：找到 WinCC Runtime Advanced 的可執行文件（通常類似 `RTAdvanced.exe`，路徑可能在 `C:\Program Files\Siemens\Automation\WinCC RT Advanced\<版本號>\bin`）。*   允許端口：在入站規則中，允許 TCP 端口 `102`（這是 S7 通信的標準端口）。規則作用域選擇“任何”或指定虛擬網卡的 IP 地址范圍（如 `192.168.0.0/24`）。
*   **不要忘記：** 測試完成后，如果確定是防火墻問題，請創建永久規則后再重新啟用防火墻。

? 4. 驗證 PLCSIM Advanced 狀態和適配器

*   **服務狀態：** 按 `Win + R`，輸入 `services.msc`，回車。檢查 `Siemens PLCSIM Advanced Virtualization Service` 和 `Siemens S7PLCSIM Virtual Ethernet Adapter` 服務的狀態是否為 **正在運行**。如果不是，嘗試手動啟動它們。
*   **虛擬適配器：** 在 Windows 的 **網絡連接** 設置中（`ncpa.cpl`），確認 `Siemens PLCSIM Virtual Ethernet Adapter` 存在且狀態為 **已啟用**。
*   **適配器 IP (主機端)：** 在 `Siemens PLCSIM Virtual Ethernet Adapter` 的屬性中，檢查其 IPv4 設置。通常它應該設置為 **自動獲取 IP 地址**。PLCSIM Advanced 會自動管理這個適配器的 IP。**不要手動給它設置 IP！** 手動設置反而可能導致路由問題。
*   **重啟 PLCSIM Advanced：** 關閉 S7-PLCSIM Advanced 窗口（停止虛擬 PLC），然后重新啟動它。有時服務或適配器需要重置。
*   **兼容性：** 確保你使用的 **S7-PLCSIM Advanced 版本與 TIA Portal V20 兼容**。V20 通常需要 PLCSIM Adv V3.0 或 V2.0。檢查西門子官方兼容性列表。不兼容的版本會有各種奇怪問題。
*   **授權：** 確認 S7-PLCSIM Advanced 有有效的授權。沒有授權或授權無效可能導致功能受限或無法建立穩定連接。

🔧 5. 檢查項目配置一致性

*   **編譯和下載：** 在修改了 HMI 的連接設置或 IP 地址后，務必 **完全重新編譯 HMI 程序**，并在啟動 WinCC Runtime Advanced 仿真時選擇“**全部重新啟動**”或“**更新軟件**”選項。確保仿真運行的 HMI 程序包含了你最新的連接配置。
*   **PLC 接口確認：** 在 PLC 的硬件配置中，確認你在 HMI 連接中指定的接口（如 `PN/IE_1`) 確實存在且已啟用。
*   **HMI 連接參數：** 再次仔細核對 HMI 連接屬性中的 **PLC IP 地址**、**機架號**、**插槽號**（對于 S7-1500，插槽號通常是 `1`，即 CPU 所在的插槽）。這些必須與虛擬 PLC 的實際參數嚴格一致。

🌐 6. 高級網絡配置 (備用方案 - 如果以上均無效)

*   在 Windows 的 **網絡連接** 設置中（`ncpa.cpl`）。
*   選中你的 **物理以太網適配器** (連接真實網絡的網卡)。
*   右鍵 -> 屬性 -> 共享。
*   勾選 “允許其他網絡用戶通過此計算機的 Internet 連接來連接”。
*   在“家庭網絡連接”下拉框中，選擇 **`Siemens PLCSIM Virtual Ethernet Adapter`**。
*   點擊“確定”。這會啟用 ICS (Internet 連接共享)，在物理網卡和虛擬網卡之間建立路由。**注意：** 啟用 ICS 可能會短暫斷開你的物理網絡連接，并可能改變物理網卡的 IP 地址（通常會變成 `192.168.137.1`）。虛擬網卡會獲得一個該網段的地址（如 `192.168.137.x`）。此時你需要：*   在 S7-PLCSIM Advanced 中，可能需要重新啟動虛擬 PLC 或重新設置其 IP 地址，使其位于新的共享網絡網段內（如 `192.168.137.10`）。*   在 TIA Portal HMI 連接配置和 PG/PC 接口設置中，相應地更新為虛擬 PLC 在這個新網段中的 IP 地址，并確保 `S7ONLINE` 訪問點仍然指向虛擬適配器。
*   **此方法較復雜且可能引入其他網絡問題，僅在常規方法無效時嘗試。**

📌 總結關鍵步驟

  1. IP 一致： 虛擬 PLC IP (PLCSIM Adv) = HMI 連接目標 IP (TIA 項目)。
  2. HMI 仿真 IP： 在網段內，不沖突。
  3. PG/PC 接口： S7ONLINE 訪問點 必須 指向 PLCSIM Virtual Ethernet Adapter (關鍵！)。
  4. 防火墻： 放行 WinCC RT Adv 程序和 TCP 102 端口。
  5. PLCSIM Adv 狀態： 服務運行、適配器啟用、版本兼容、授權有效。
  6. 項目更新： 修改連接/IP 后，務必重新編譯下載 HMI 程序到仿真。
  7. 重啟： 修改訪問點或防火墻后，重啟 TIA Portal 和 PLCSIM Adv。

📣 測試建議

  • 完成上述關鍵步驟（尤其是訪問點設置和防火墻檢查）后。
  • 先啟動 S7-PLCSIM Advanced 并下載 PLC 程序到虛擬 PLC，確認 PLC 處于 RUN 模式。
  • 在 TIA Portal 中，右鍵點擊 HMI 設備，選擇“啟動仿真” (Start simulation)。
  • 在打開的 WinCC Runtime Advanced 仿真界面中，觀察連接狀態。如果配置正確，應該能看到連接建立（不再是“連接中斷”），并且可以操作和監視變量了。

按照這些步驟仔細排查，特別是訪問點設置和防火墻，通常能解決絕大多數 S7-PLCSIM Advanced 與 WinCC Runtime Advanced 仿真通信中斷的問題。如果問題依然存在，請檢查 TIA Portal 和 PLCSIM Advanced 的安裝日志、Windows 系統日志，看是否有更具體的錯誤信息。💪

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