Конфигурирование аппаратных средств

Конфигурирование аппаратных средств проекта осуществляется посредством утилиты «HardwareConfiguration». Чтобы запустить указанную программу, необходимоперейти на уровень станций, который показан на рис. 1.3, и двойным щелчком нажатькнопку «Hardware».В результате появится окно, представленное на рис. 1.9.

Рис. 1.9. Окно конфигурации аппаратной части

Рабочее поле утилиты «HardwareConfiguration» разбито на три основные части. В левой верхней части показаны стойки с отдельными слотами. Они расположены на шинах.

В левой нижней части находится таблица с адресами входов-выходов, различных блоков и контроллеров. В правой части окна расположена библиотека элементов, из которых можно собирать стойки.

Создание аппаратной части начинается с добавления стойки «Rack», которая находится в соответствующем каталоге. Например, при создании станции SIMATIC 300 необходимо открыть каталог элементов SIMATIC 300 и из папки «Rack-300» добавить элемент «Rail». Добавление можно выполнить либо двойным щелчком, либо перетаскиванием по технологии «drag&drop».

Если требуется установить блок питания, то необходимо вставлять его в слот 1 стойки. Соответствующий модуль станции SIMATIC 300 находится в группе PS-300. CPU контроллера можно найти в каталоге CPU-300, он вставляется в слот 2.

S7-300 cлот 3 зарезервирован для интерфейсного модуля IM, необходимого для многоуровневых конфигураций, поэтому на рис. 1.9этот слот пустой.

Если эта позиция должна быть резервирована для последующей фактическойустановки интерфейсного модуля, то необходимо вставить в фактическую конфигурацию холостой модуль «DM370 DUMMY» из каталога «SM-300\Special-300». Начиная с четвертого слота, можно вставлять сигнальные модули. Можно добавить на выбор до 8 сигнальных блоков (SM), коммуникационных процессоров (CP) или функциональных модулей (FM). Необходимо искать нужный модуль в папке и вставлять его, выбирая слот в стойке.

В стандартной конфигурации в стойку может входить процессор, блок питания и модули ввода и вывода, которые бывают аналоговые или дискретные.

Чтобы просмотреть адресное пространство, образованное модулями стойки,необходимо войти в меню «View»->«AddressOverview», в результате чего появится окно, показанное на рис. 1.10.

Рис. 1.10. Окно адресного пространства

В данном окне отражаются те блоки, которые имеют входы или выходы, в данном случае модуль дискретного ввода «DI32xDC24V» и блок дискретного вывода «DI4xNAMUR».

В первом столбце «Type» указывается тип адресного пространства: I – для входов, Q – для выходов.

Во втором и третьем столбцах «Addr. from» и «Addr. to» указывается диапазон адресов в байтах, который занимает данное устройство. В данном случае модуль дискретного ввода«DI32xDC24V» имеет 32 входа, поэтому он занимает 4 байта с номерами от 0 до 3. Следующий байт с номером 4 занимает блок дискретного вывода «DI4xNAMUR».

В следующих двух столбцах указываются названия блоков и организационный блок, который осуществляет опрос входов и назначение выходов. В данном случае оба модуля принадлежат одному блоку OB1.

Столбец «R» отображает номер стойки, а столбец «S» – слота для модуля. В данном случае модуль «DI32xDC24V» занимает слот 4, а модуль «DI4xNAMUR» – слот 5.

Столбец «DP» используется для системы распределенных выходов, а «IF» в тех случаях, когда используется специальный интерфейсный модуль при программировании системы на C++.

Чтобы получить доступ к свойствам блока достаточно открыть его пиктограмму с помощью двойного щелчка мыши. Основные параметры сосредоточены в контроллере, поэтому рассмотрим его свойства.

Свойства контроллера отображаются в окне, которое содержит девять раскрывающихся вкладок. Вкладка «General», показанная на рис. 1.11, содержит информацию о типе модуля, его название и, если он программируемый, MPI адрес. Чтобы назначить адрес многоточечного интерфейса, например, в случае создания многоконтроллерной конфигурации, достаточно нажать кнопку «Properties, в которой имеется возможность задать параметр «Adress».

Рис. 1.11. Общие параметры контроллера

На рис. 1.12 показана вкладка «Startup», которая позволяет задаватьхарактеристики запуска. Для S7-300 единственным возможным типом запуска является «Warmrestart». Некоторые варианты имеют вариант «Coldrestart».

Рис. 1.12. Параметры запуска контроллера

Параметр «FinishedMessagebyModules (ms)» означает максимальное время на получение сигнала готовности модулей. Если модули не подтверждают приема параметров в пределах установленного времени, то реальная конфигурация не соответствует проектной.

Параметр «TransferofParameterstoModules» – максимальное время для передачи параметров в настраиваемые модули, после того как получен сигнал готовности.

Параметр «Startupwhenexpected/actualconfigurationdiffer» позволяет для контроллеров со встроенным интерфейсом распределенных входов-выходов DP и для S7-400 запретить или разрешить запуск, если реальная конфигурация оборудования отличается от проектной. Остальные контроллеры запускаются в любом случае.

Также для контроллеров S7-400 можно задать сброс выходов при горячем перезапуске – «Resetoutputsathotrestart» и запрет перезапуска от другой станции или оператора.

Закладка «RetentiveMemory» (сохраняемая память) используется для определения областей памяти, которые должны сохраняться после пропадания питания или переходе процессора из режима «STOP» в «RUN». В обоих случаях в S7-300 выполняется полный перезапуск, при котором блоки (OB, FC, FB, DB), хранимые в памяти с батарейной подпиткой, а также меркеры, таймеры и счетчики, определенные как сохраняемые, не изменяются. Несохраняемые меркеры, таймеры и счетчики сбрасываются при запуске CPU.

На рис. 1.13 показана вкладка «Cycle/ClockMemory» – временные параметры контроллеров.

Рис. 1.13. Временные параметры контроллера

Закладка «Cycle/ClockMemory» позволяет с помощью параметра «ScanCycleMonitoringTime (ms)» задавать время контроля цикла. Если это время превышено, то контроллер переходит в режим «STOP». Возможными причинами превышения времени могут быть коммуникационные процессы, часто от событий прерываний, ошибки в программе.

Параметр «CycleLoadfromCommunication(%)» задает время связи, например, время передачи данных в другой контроллер через многоточечный интерфейс. Это время ограничивается значением, выраженным в процентах от текущего времени цикла.Например, ограничение связи до 20 % приведет к тому, что для времени цикла сканирования 100 мс максимальное время для связи составит 20 мс.

Для синхронизации работы программы используется синхробайт «ClockMemory», который является байтом из области меркеров. Его биты периодически изменяют свое значение, причем каждый бит в синхробайте связан с конкретной частотой.

Во вкладке «Protection», показанной на рис. 1.14, можно изменять параметры защиты.

Рис. 1.14. Параметры защиты контроллера

Вкладка «Protection» позволяет задать три уровня защиты. На первом уровне «Keyswitchsetting» можно работать без ограничений. Если назначен пароль, то он определяет следующие ограничения: для уровня 1 – в режиме останова («STOP») возможен полный доступ, а в режиме работы («RUN») только чтение; для уровня защиты 2 – существует доступ только для чтения, а для уровня 3 – невозможно ни чтение, ни запись независимо от режима работы. Чтобы ввести пароль, необходимо либо задать уровень 2 или 3, либо выбрать режим «Removablewithpassword» на первом уровне.

Вкладка «Diagnostic/Clock», показанная на рис. 1.15, позволяет с помощью флага «Reportcauseofstop» обнаруживать причину останова, а также синхронизировать часы нескольких контроллеров (раздел «Synchronization») и вводить коррекцию для часов (раздел «Correctionfactor»). Например, если часы отстают на 5 св сутки, то можно ввести параметр «Correctionfactor» +5000 ms.

Рис. 1.15. Диагностика останова контроллера

Кроме перечисленных, также имеются вкладки, определяющие параметры прерываний «Interrupts», «CyclicInterrupts», «Time-of-DayInterrupts».

Вкладка «Interrupts» показана на рис. 1.16. Приоритеты программ задаются по возрастанию, т. е. чем выше номер, тем более высокий приоритет. Для циклических прерываний имеется возможность указать интервал выполнения через параметр «Execution», а для прерываний, вызываемых по времени суток, указываются параметры «StartDate» и «TimeofDay».

Рис. 1.16. Окно параметров прерываний

Чтобы сохранить конфигурацию, нужно войти в меню «Station» и выбрать вкладку «Save». При выборе вкладки «SaveandCompile» конфигурация загружается в блоки данных DB проекта. Чтобы проверить правильность конфигурации, можно воспользоваться меню «Station»=>«ConsistencyCheck». Загрузка конфигурации в контроллер или его эмулятор возможна через меню «PLC» =>«Download», при этом контроллер должен находиться в режиме «STOP».

Для входных и выходных модулей можно задавать их адреса, однако необходимо помнить, что после перезапуска контроллера снова применяется адресация по умолчанию.

Редактирование блоков

При программировании блоков в STEP 7 можно применять три языкапрограммирования: LAD (контактный план), STL (список операторов), FBD(функциональный план).

Отличия языков поясняется на рис. 1.17, где показанареализация логической функции«И». Язык LAD удобен для инженеров-электриков, STL – для программистов, а FBD – для инженеров-схемотехников. Отметим, что переход от одного языка к другому в «SIMATIC Manager» может осуществляться автоматически.

Рис. 1.17. Функция «И» в Step 7

Чтобы начать редактировать существующий блок, необходимо перейти на уровень блоков и в окне, показанном на рис. 1.4, дважды щелкнуть мышью нужный блок. При создании нового блока в том же окне нужно войти в меню «Insert» ->«S7 Block» и выбрать соответствующий организационный блок. При этом на экране появится окно редактора LAD/STL/FBD (рис. 1.18).

Рис. 1.18. Окно редактора LAD/STL/FBD

Основными элементами редактора являются: таблица деклараций, раздел кода и элементы.

Таблица деклараций – часть программного блока. Она используется дляобъявления переменных и параметров блока.

Раздел кода содержит саму программу, разделенную, если это необходимо, на отдельные сегменты, называемые «Networks».

Содержимое окна элементов зависит от выбранного языка программирования.Элементы представляют собой функции, функциональные блоки или библиотеки, как часто используемые, так и специальные. Чтобы добавить элемент в программу, можно дважды щелкнуть на него или перетащить его указателем.

Выбор языка программирования осуществляется через меню «View» окнана рис. 1.18. В этом меню можно выбрать одно из трех представлений программы: LAD, STL или FBD. Замена языка программирования возможна для синтаксически законченной программы.

Можно писать программы или сегменты на LAD или FBD и затем автоматически преобразовывать сегменты программы в STL. Однако результат этого преобразования не всегда является наиболее эффективным решением для STL (программа, созданная непосредственно на STL, может быть короче).

Обратное преобразование из STL в LAD или FBD не всегда возможно. Сегменты программы, которые не могут быть преобразованы, остаются в STL. Припреобразованиях никакие сегменты программы не теряются.

При редактировании блоков в FBD или LAD часто используемые элементы представлены кнопками в панели инструментов. Можно щелкать на них мышью, чтобы установить эти элементы на выбранную в программе позицию. Другие элементы можно вставить в программу из списка в любую позицию перетаскиванием или в выделенную позицию – дважды щелкнув на элементе из списка. Соединять элементы можно посредством мыши, захватывая выход и перетаскивая его к нужному входу.

Для добавления нового сегмента достаточно нажать на кнопку «NewNetwork» в панели инструментов, после текущего сегмента добавляется новый сегмент.

При программировании на STL нужно знать инструкции для записи программы.

Можно получить информацию о синтаксисе и функциональном назначении через подсказку: «Help» ->«Helpon STL». В справке доступна следующая информация: «StatementListInstructions» – описывает все инструкции, которые имеются в этом языке программирования; «WorkingwithStatementList» (работа со списком команд) – описывает список команд и основы синтаксиса, ввод и наблюдение констант, типы блоков, контакты и состояния сигнала.

При программировании на STL окно элементов содержит только список существующих блоков, которые могут быть вызваны из текущего блока. Сегменты вставляются в программу так же, как в редакторе LAD/FBD.

После редактирования блока его необходимо сохранить, что возможно только в случае отсутствия синтаксических ошибок.

Часто удобно писать программы в виде отдельных функций. В этом случае основная программа, например блок OB1, будет содержать список вызовов.

Чтобы загрузить блоки в контроллер, нужно выделить их в окне на рис. 1.4 и воспользоваться меню «PLC» ->«Download». При этом нужно, чтобы был предварительно подключен контроллер или его программный эмулятор.

Символьные переменные

При написании программ в STEP 7 можно применять прямую адресацию.

Таблицу символов можно вызвать либо из окна «SIMATIC Manager», находясь на уровне программ и выбрав значок «Symbols», либо непосредственно из редактора LAD/STL/FBD, воспользовавшись меню «Options» ->«SymbolTable». При этом появляется окно, показанное на рис. 1.19.

Рис. 1.19. Таблица символов

Каждое символическое имя занимает одну строку в таблице. Пустая строка автоматически добавляется в конце таблицы для ввода нового символа. Символьная таблица является общей базой данных и может быть использована различными утилитами.

В меню «Edit» окна (см. рис. 1.19) для поиска и замены текста доступны такие элементы, как: «SearchFor» – ввод текста для поиска; «ReplaceWith» – ввод текста для замены; «SearchOnly» – поиск и выделение указанного текста; «FromCursorDown» – поиск вниз от курсора до последней строки символьной таблицы; «FromCursorUp» – поиск вверх от курсора до первой строки символьной таблицы; «MatchCase» – поиск только указанного текста с анализом строчных и прописных букв;«WholeWordOnly» – поиск указанного текста, как отдельного слова; «All» – поиск по всей таблице, начиная с текущей позиции курсора; «Selection» – поиск текста только для выделенных строк таблицы.

При поиске адресов необходимо вводить звездочку «*» после идентификатора адреса, иначе адрес не будет найден.

Полезной функцией меню «View» окна таблицы символов является вкладка «Filter», показанная на рис. 1.20.С помощью нее отображаются только символы, отвечающиекритерию, указанному в фильтре «Symbolproperties».

Рис. 1.20. ОкноFilter

Можно применить различные критерии одновременно. Критерии, указанные в фильтре, объединяются. Также можно выбрать различные фильтры и объединить их согласно следующим свойствам: Name (имя), Address (адрес), Datatype (тип данных), Comment (комментарий), Operatorcontrolandmonitoring (управление и просмотр операторов), Communication (связь), Message (сообщение).

Допустимы сокращения символов: «*» и «?».

Например, если задать имя «M*», то в таблице символов будут отображаться только те имена, которые начинаются с «M» и содержат любое число любых последующих символов.

Если задать имя «SENSOR_?», то в таблице символов будут отображаться только те имена, которые начинаются с «SENSOR_» и содержат один любой символ в конце.

Метки «Valid» и «Invalid» позволяют отображать только уникальные или повторяющиеся символы. Если таблица символов длинная, то можно найти неоднозначные символы или адреса более быстро воспользовавшись меню «View» ->«Filter» и установив атрибут «Invalid».

С помощью меню «View» ->«Sort» можно расположить данные в символьной таблице в алфавитном порядке. При этом можно задавать возрастание или убывание, как по именам, так и по адресам.

Команда меню «SymbolTable» ->«Export» позволяет преобразовать символьную таблицу в другой файловый формат, чтобы можно было работать с ней в других программах. Можно задавать следующие файловые форматы:

• ASCII Format (*.ASC) – текстовый формат для Notepad и Word;

• Data Interchange Format (*.DIF) – форматэлектронныхтаблицдля EXCEL;

• System Data Format (*.SDF) – форматбазданныхдляACCESS;

• Assignment List (*.SEQ) – форматдля STEP 5.

Аналогично с помощью команды меню «SymbolTable» ->«Import» можно импортировать символьные таблицы, подготовленные в других программах. Для этого необходимо выбрать меню «SymbolTable» ->«Import», затем выбрать файловый формат в диалоговом окне «Import», задать маршрут к директории в списке «Findin», ввести имя файла в поле «FileName» и нажать «OK».

С помощью команды меню «Options» ->«EditSymbols» или щелчком правой кнопки мыши на адресе с последующим выбором пункта выпадающего меню «EditSymbol» можно назначать символические имена для абсолютных адресов непосредственно при редактировании программы. Имена автоматически вводятся в символьную таблицу. Имена, которые уже есть в символьной таблице, отображаются другим цветом. Они не могут снова быть использованы в таблице.

При необходимости изменить присвоения в символьной таблице уже существующей программы нужно выбрать что важнее – абсолютный или символический адрес. Чтобы сделать выбор в «SIMATIC Manager» нужно выбрать правой кнопкой мыши папку «Blocks», а затем выбрать пункт меню «Properties» и закладку «Blocks». Здесь можно выбрать «AbsoluteValue» (абсолютное значение) или «Symbol» (имя) в поле «Priority» (приоритет).

Пусть, например, старая запись в таблице символов была On = I 0.1, а новая On = I 1.0.

Если выбран приоритет адреса, то при изменении в символьной таблицеабсолютный адрес операнда в программе не изменяется. В примере абсолютное имя I 0.0 было изменено на абсолютное имя I 1.0 в таблице символов. С установленным приоритетом по абсолютному значению программа продолжает использовать вход I 0.0.

Если задан приоритет имени, то при смене абсолютного адреса операнда в символьной таблице он изменяется во всей программе.

В примере выше выход I 0.0 (имя символа «On») изменен на выход I 1.0 в символьной таблице. С установкой приоритета по имени адрес I 0.0 изменяется на I 1.0 во всей программе. Измененный адрес также сохраняется в символьной таблице. Таким способом можно изменять абсолютные адреса в программе пользователя, использующей символьные имена.