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TIA Portal 工程自动生成实测:147 个画面 15 分钟生成并编译

一条产线的 TIA Portal 工程,有 147 个 WinCC Unified 画面、约 14,000 项配置。用我们的工具全量重建并编译,约 15 分钟。按以往经验,人工做同样的工作约需 10 人·天。

工具的输入,是项目本来就要整理的 IO 表和工艺流程动作表。

9 月底,这个项目把运动参数写进轴工艺对象,编译当场报出 7 根轴的速度设错了:设定的最大速度,超过了驱动额定转速和丝杠导程能达到的约 500 mm/s。以往这类问题要到上机试运行才发现。

西门子今年 6 月也给 Eigen Engineering Agent 加上了“按标准生成工程”的能力,从文字描述生成 TIA Portal 工程。两种做法的区别,从输入就开始了。

一、输入:项目本来就有的三份资料

工具不要求客户提供额外的东西,用的是设备项目里本来就要做的三份资料:

输入资料来源内容
硬件组态西门子选型工具 TST 导出,或按硬件清单录入CPU、分布式 IO、模块与网络
IO 表电气设计每个点的名称、地址、所属工位与设备
工艺流程动作表工艺与设备设计每个工位逐步写明:机构、动作、参数、等待条件、超时、下一步

IO 表直接导入。TIA Portal 变量表导出的 Excel 可以,和电气图配套的多段 IO 清单也可以。一个实际项目的电气清单一次导进 392 个点,216 个备用点自动跳过,缺地址的点按信号名从变量表补齐。

工艺流程动作表要工程师按工艺逐步录入,这是整个流程里人工最多的一步。前面那条产线共有 48 张流程表、163 个步骤、310 个动作。初始化流程可以按机构类型先起草,常用超时值预填,工程师再改。

三份资料之间会互相核对。动作表用了 IO 表里没有的信号,气缸的反馈配置和接线对不上,这些在打开 TIA Portal 之前就会报出来,并指明是哪一行。

二、生成什么,怎么证明它是对的

一台 6 个气缸、2 根轴、2 个工位的小设备,生成结果包括 723 项工程配置、18 个程序块、139 个 HMI 变量和 5 个画面,覆盖硬件组态与网络、变量与 IO 分配、轴工艺对象参数、PLC 程序和 WinCC Unified 画面。

编译通过只能说明没有语法错误。所以生成之后还要做三件事:把工程里的内容和输入资料逐项比对;下载到 PLCSIM Advanced 仿真 PLC;按工艺流程动作表跑台架测试。测试本身也要被验证,我们会故意制造错误,确认测试能判出失败。

从输入资料到测试通过的 TIA 工程:硬件组态、IO 表、工艺流程动作表自动生成完整工程,再自动编译、仿真下载、台架测试、比对报告
图 1 从输入资料到测试通过的 TIA 工程

三、和人工搭建比

两边用的是同一份 IO 表和工艺流程动作表。

人工搭建与工具生成的耗时:小型设备约 3 天对约 4 分钟,新机型约 5 天对约 4 分钟,147 个画面的产线工程约 10 人天对约 15 分钟
图 2 人工搭建与工具生成的耗时

小设备人工约 3 天,工具约 4 分钟;3 工位 2 轴 6 缸 30 个 IO 点的新机型,人工约 5 天,工具约 4 分钟,还包括了仿真下载和台架测试。人工耗时是我们工程师按以往项目的估算,工具耗时是实测,不含整理输入资料的时间。

时间之外,差别在这几处:

环节人工工具
一致性核对抽查13,190 个对象、42,507 个属性逐项比对
资料错误编译或上机时才暴露打开 TIA 之前指出出错的行
程序验证下载到真机后调试仿真 PLC 上自动跑台架测试
设备改型多处同步修改,容易漏改资料后重新生成

工具替代不了工程师。标准程序块、画面最终的样子、现场调试,仍然靠人。工具接手的,是录入和核对这类重复劳动。

四、和西门子 Eigen 怎么分工

据西门子 6 月 17 日发布的信息,Eigen 新增了两项能力。一是读取 XML / AML 格式的电气设计文件,按硬件拓扑添加设备、生成 PLC 变量。二是根据设备的文字描述生成完整工程,结构遵循 Siemens Automation Framework。西门子称已有 19 个国家的 100 多家企业在用。

我们的判断是,两者管的是项目的不同阶段。

需求还在讨论时,用文字描述生成一版工程来评估方案,这是 Eigen 的长处。

等电气和工艺设计定下来,IO 表和流程表都有了,同一类设备开始反复交付、改型。这时更要紧的是每次生成结果一致,改了哪里能追溯。我们的工具管这一段。

硬件数据两边可以共用。西门子官方的路线是 TST 或 EPLAN 导出 AML 文件,再导入 TIA,Eigen 读的也是这类文件。我们的工具同样接受 TST 导出的组态,用真实组态验证过:导入成功,编译 0 错误。

工程结构上,Eigen 按 Automation Framework 组织;我们按企业自己的模板工程和标准块生成,已有标准程序的企业不用改结构。

与西门子 Eigen 的分工:需求形成阶段用 Eigen 生成第一版工程,需求确定后整理成输入资料,由工具生成、比对、仿真测试
图 3 与西门子 Eigen 的分工

需要说明:两者在同一个项目里怎么衔接,我们还没有实测,上面是根据双方公开能力做的设想。

五、更多实测

项目实测:整条流程运行 40 余次、42507 个属性 0 偏差、68 个定位值核对通过、7 根轴速度超限在编译阶段报出
图 4 项目实测

开头那条产线全程用工具生成和维护。项目期间整条流程跑了 40 多次,每次改资料后重新生成、重新测试。生成前校验 5,959 个对象,0 错误;生成后比对 42,507 个属性,0 偏差。交付现场的工程归档由工具直接生成,轴的定位值随工程下载带入,68 个定位值逐一核对通过。

新机型那次,离线检查先挑出了表里 2 处填错的地方。改完后新建工程 32 秒,生成、编译、仿真下载、台架测试 3 分 23 秒,测试覆盖 26 步 PLC 配置检查和 220 步工艺流程。

从生成到台架测试全部通过,一次运行 2 分 50 秒。早期版本要 5 分 30 秒左右,同等规模的产线工程要 3 到 4 小时。中途出错或被人停下,原工程保持不动。

六、结论

工程能不能自动生成,已经不是问题。难的是让生成的工程经得起验证,改型时也不用返工。我们的做法是以 IO 表和工艺流程动作表为输入,用逐项比对和仿真测试做验证。

这个系列后面还会写同一套方法在虚拟调试和立体库调度上的实测数据。我们也计划开设 TIA Portal Openness 工程自动化方面的课程,有兴趣可以通过下方留言,或在公众号后台留言“课程”。

参考资料

  1. Siemens, "Siemens takes AI for the physical world to the next level with two new Eigen Engineering Agent capabilities", 2026-06-17
  2. Siemens, "Siemens launches the Eigen Engineering Agent, bringing purpose-built AI to industrial automation engineering", 2026-04-20
  3. Siemens Industry Online Support 109748223(TST 硬件组态导入 TIA Portal 的应用示例)

迈控星科技从事多轴运动控制与工业软件系统集成,TIA Portal 工程自动化是我们当前的研发方向之一。

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