Элементы проекта в SIMATIC MANAGER

КОНФИГУРИРОВАНИЕ И ПРОГРАММИРОВАНИЕ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ КОНТРОЛЛЕРОВ

Издательство

«АлКом»

2017

УДК 004.384(075.8)

ББК 32.971.322.5я73

З-38

Захаревич Ю.С.

Конфигурирование и программирование микропроцессорных контроллеров / Ю.С. Захаревич, О.М. Руденко, П.А. Стрижак; Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во АлКом, 2017. – 106 с.

Пособие предназначено для студентов и магистрантов, обучающихся по направлению «Теплоэнергетика и теплотехника».Содержит описание основных этапов обучения дисциплине «Микропроцессорные контроллеры», преподаваемой в Национальном исследовательском Томском политехническом университете. Приведены типичные задания для индивидуальной работы и вопросы для самоконтроля.

УДК 004.384(075.8)

ББК 32.971.322.5я73

Рецензенты

Доктор технических наук,

профессор ТГУ

Шидловский С.В.

Доктор технических наук,

профессор ТПУ

Шилин А.А.

© ФГАОУ ВО НИ ТПУ, 2017

© Ю.С. Захаревич, О.М. Руденко, П.А. Стрижак 2017

© Издательство АлКом, 2017

ОГЛАВЛЕНИЕ

1.  ОСНОВЫ КОНФИГУРИРОВАНИЯ И ПРОГРАММИРОВАНИЯ КОНТРОЛЛЕРОВ.................................................................................. 4

1.1. Элементы проекта в SIMATIC MANAGER......................... 6

1.2. Создание проекта в SIMATIC MANAGER........................ 10

1.3. Конфигурирование аппаратных средств........................... 14

1.4. Редактирование блоков....................................................... 23

1.5. Символьные переменные.................................................... 26

1.6. Симулятор контроллера PLCSIM...................................... 30

1.7. Пример создания проекта................................................... 33

2. ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В SCADA-ПАКЕТЕ............................................................................................................... 46

2.1. Общие сведения................................................................... 46

2.2. Состав SCADAInfinity......................................................... 47

2.3. Работа с программным комплексом «SCADA Infinity».... 52

3. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ........................................... 70

3.1. Лабораторная работа № 1. Знакомство со средой программирования Step 7. Изучение языка программирования STL......................................... 70

3.2. Лабораторная работа № 2. Изучение операций сравнения и работы с функциональными блоками на базе языка STL............................... 75

3.3.  Лабораторная работа № 3. Изучение языка программирования LAD 78

3.4. Лабораторная работа № 4. Изучение языка программирования FBD. Этап 1............................................................................................................ 83

3.5. Лабораторная работа № 5. Изучение языка программирования FBD. Этап 2............................................................................................................ 88

4.  ЗАДАНИЯ ДЛЯ РУБЕЖНОГО КОНТРОЛЯ....................... 91

ОСНОВЫ КОНФИГУРИРОВАНИЯ И ПРОГРАММИРОВАНИЯ КОНТРОЛЛЕРОВ

Программное обеспечение«STEP 7»– инструментальный программный комплекс для разработки, тестирования и документирования программ.

Основными утилитами пакета «STEP7» являются:

Ÿ SIMATIC Manager;

Ÿ LAD, STL, FBD– Programming S7;

Ÿ Memory Card Parameter Assignment;

Ÿ NetPro – Configuring Networks;

Ÿ PID Control Parameter Assignment;

Ÿ S7 SCL – Programming S7 Blocks;

Ÿ S7-GRAPH – Programming Sequential Control System;

Ÿ S7-PDIAG – Configuring Process Diagnostic;

Ÿ S7-PLCSIM Simulating Modules;

Ÿ Setting the PG-PC Interface;

Ÿ Configure SIMATIC Workspace.

Основнымэлементом«STEP 7»является «SIMATICManager», который позволяет проводить основные операции с проектом, такие как: создание, сохранение, открытие, а также управление работой проекта, запуск различных утилит, связывание их между собой и т. д.

Программа «LAD, STL, FBD– Programming S7» – редактор, позволяющий программировать блоки, основываясь на одном из трех представлений языка программирования.

Язык «LAD» – «LadderDiagram» (контактный план) – использует представление программы в виде коммутационной схемы, состоящей из переключателей,линий связи, ключей и т. п.

Язык «STL» – «StatementList» (список операторов) – язык, подобный ассемблеру.

Язык «FBD» –«FunctionBlockDiagram» – функциональная схема, основанная налогических элементах, триггерах и т. п.

Утилита «MemoryCardParameterAssignment»позволяет сохранять пользовательскую программу в память «EPROM» (электрически программируемая постоянная память), используя программатор или, в случае персональной ЭВМ, на внешнее устройство.

Утилита «NetPro– ConfiguringNetworks» позволяет конфигурироватьпромышленные сети, такие как: MPI, PROFIBUS или IndustrialEthernet.

Утилита «PIDControlParameterAssignment»позволяет автоматизировать процедуру расчета и настройки параметров ПИД-регуляторов, используемых в системах управления.

С базовым пакетом обычно поставляются специальные утилиты, позволяющие проводить создание программ различными способами, такими как: написание программ на языке программирования высокого уровня SCL (похож на паскаль) с помощью программы «S7 SCL»; графическая разработка программ в виде последовательности шагов и переходов между ними посредством утилиты «S7-GRAPH». Могут также поставляться дополнительные пакеты.

«S7-PDIAG – ConfiguringProcessDiagnostic» – это программа, используемая для диагностики проектов.

Утилита «S7-PLCSIM SimulatingModules» предназначена для программной имитации работы контроллера, что позволяет разрабатывать проекты, проверять и отлаживать работу программ без подключения реального оборудования.

Программа «Settingthe PG-PC Interface»применяется для установки параметров локальных станций, подключенных к многоточечному интерфейсу MPI.

«Configure SIMATIC Workspace»позволяет конфигурировать проекты, создаваемые с использованием нескольких терминалов.

Элементы проекта в SIMATIC MANAGER

«SIMATIC Manager» – это графический интерфейс для редактирования объектов S7 (проектов, файлов пользовательских программ, блоков, оборудования станций и инструментов). Основное окно утилиты показано на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Основное окно SIMATIC Manager

Основными элементами панели главного меню программы «SIMATIC Manager»являются разделы «File», «PLC», «View», «Options», «Window» и «Help», содержание которых зависит от текущего окна. На панели инструментов вынесены наиболее часто используемые кнопки.

Вначале рассмотрим структуру проекта в «SIMATIC Manager», которая показа на рис. 1.2.

Рис. 1.2. Структура проекта в SIMATIC Manager

Данные хранятся в проекте в виде объектов. Объекты в проекте размещаются подревовидной структуре, которая показана в левой части рис. 1.2. Она подобна структуре, используемой в «WindowsExplorer». Различаются только иконки объектов.

Содержимое правой части окна «SIMATIC Manager» зависит от выбранного в левой частиобъекта.

На самом верхнем уровне (см. рис. 1.2), который называется «S7_Pro1»,расположен сам проект. Каждый проект представляет базу, в которой хранятся все относящиеся к нему данные. Элементами проекта являются сети и их элементы – станции и другие узлы. В данном примере проект «S7_Pro1» содержит многоточечный интерфейс MPI(1), к которому подключена одна станция «SIMATIC 300 Station».

На втором уровне (рис. 1.3) находятся станции, которые являются исходными объектами для конфигурирования аппаратуры. Здесь хранится информация о конфигурации аппаратуры и параметрах модулей. На рис. 1.3 уровень станций содержит один элемент – «SIMATIC 300 Station», который в свою очередь содержит контроллер CPU312(1). Другое оборудование можно просматривать утилитой Hardware.

Рис. 1.3. Второй уровень проекта S7_Pro1

В свою очередь процессор CPU312(1) содержит пользовательские программы, в данном случае «S7 Program(1)», которые могут быть написаны в виде блоков «Blocks» или исходных кодов «Sources». Последующие уровни зависят от содержимого предыдущих.

На рис. 1.4 показан один из примеров уровня «Blocks».

Рис. 1.4. Пример уровня «Blocks»

Основными блоками, которые используются в STEP 7, являются:

Ÿ организационный блок, например OB1, который является основной циклически исполняемой программой;

Ÿ функция, например FC1, применяемая для замены типовых или часто повторяющихся блоков;

Ÿ функциональный блок, например FB1, в отличие от функции имеет отдельную память в глобальном пространстве, называемую блоком данных, за счет чего функциональный блок может сохранять свои переменные в общем адресном пространстве;

Ÿ блоки данных, например DB1, наличие которых обусловлено гарвардскойархитектурой контроллеров.