Общие сведения о ПЛК simatic

Новая система автоматизации SIMATIC объединяет отдельные частные решения системной автоматизации на основе однородной архитектуры в единое целое от аппаратуры "полевого" уровня непосредственно до управления процессом. Это достигается с помощью интегрированных в систему средств конфигурирования и программирования, с помощью управления данными в системе коммуникаций с программируемыми контроллерами (SIMATIC S7), специализированными компьютерами (SIMATIC M7) и системами управления (SIMATIC C7).

С помощью программируемых контроллеров трех выпускаемых серий перекрываются все области их применения при решении задач автоматизации процессов в целом и в производственной сфере в частности. При этом изделия серии S7-200 используются как компактные контроллеры ("микро-PLC"), изделия серий S7-300 и S7-400 используются как модульные функционально расширяемые контроллеры для применения в системах низкой и высокой производительности.

Система STEP 7, представляющая собой дальнейшее развитие STEP 5, является программным обеспечением для программирования в новой системе SIMATIC. Система Windows Microsoft была выбрана в качестве операционной среды, чтобы пользователь STEP 7 мог в полной мере использовать знакомый ему интерфейс пользователя для стандартных ПК (оконная система, работа с манипулятором "мышь").

Для программирования блоков STEP 7 предназначены языки программирования, соответствующие международному стандарту DIN EN 6.1131-3: STL ("statement list" - список мнемоник, Assembler-подобный язык), LAD ("ladder diagram" - "контактный план", представление в виде логических схем), FBD ("function block diagram" - "функциональный план", язык функциональных блок-схем) и поставляемый по отдельному заказу пакет SCL ("Structured Control Language". "структурированнный язык управления", Pascal-подобный язык высокого уровня). Кроме того по специальным заказам могут быть также поставлены дополнительные пакеты ПО, предоставляющие следующие языки программирования: S7-GRAPH (для графической разработки программ систем автоматизации SIMATIC в виде последовательности шагов и переходов между ними), S7-HiGraph (для графической разработки программ систем автоматизации SIMATIC в виде графа состояний системы и переходов между ними) и CFC ("continuous function chart" - план соединений программных блоков; при этом проектирование на CFC похоже на проектирование с FBD). Пользователю предоставляется полное право выбора из этого набора различных методов представления для описания функций при решении его задачи управления.

Программируемый контроллер SIMATIC S7-300/400 имеет модульную конструкцию. Модули, из которых составляется требуемая конфигурация контроллера, могут быть центральными (располагаться по соседству с CPU) или распределенными. В системах SIMATIC S7 распределенные входы/выходы (I/O) являются составной частью системы. CPU, имеющий различные области памяти, составляет основу оборудования системы для обработки программ пользователя. Загрузочная память (load memory) целиком содержит пользовательскую программу: части программы, выполняемые в любое заданное время (исполняемый модуль программы), находятся в рабочей памяти (work memory), обеспечивающей малое время доступа к данным, что предопределяет высокую скорость обработки программы.

STEP 7 – это программное обеспечение для программирования S7-300/400. Для организации работы по конфигурированию, программированию и тестированию программной части системы автоматического управления процессами служит утилита SIMATIC Manager. SIMATIC Manager – это приложение, работающее под управлением Windows и содержащее все функции, необходимые для создания проекта. При необходимости SIMATIC Manager инициирует запуск других утилит, например, для конфигурирования станций, для инициализации модулей или для написания и тестирования программ.

Пользователь должен создать свое программное решение для автоматизированной системы, используя языки программирования STEP 7. Программа SIMATIC S7 является структурированной программой, что означает, что она состоит из блоков, обладающих определенными функциями, соответствующими их положению в сетевой и иерархической структуре системы. Различные классы приоритетов позволяют располагать в определенном порядке прерывания исполняемой программы пользователя.

STEP 7 работает с переменными различных типов, начиная с переменных двоичного типа (BOOL), с переменных численных форматов (INT или REAL) и заканчивая сложными типами, такими как массивы или структуры (комбинации переменных различных типов в форме единой переменной).

Базовый пакет STEP 7 (STEP 7 Basic Package) содержит следующие языки программирования: STL ("statement list" - список мнемоник), LAD ("ladder diagram" - контактный план), FBD ("function block diagram" – функциональный план). В добавление к базовому пакету возможна поставка по специальному заказу пакетов S7-SCL ("Structured Control Language" – структурированный язык управления), S7-GRAPH (для графической разработки программ систем автоматизации SIMATIC в виде последовательности шагов и переходов между ними), S7-HiGraph (для графической разработки программ систем автоматизации SIMATIC в виде графа состояний системы и переходов между ними).

SIMATIC Manager является главной утилитой STEP 7. При первом запуске активизируется программа "мастер проекта" (Project Wizard). Эта программа может быть использована для быстрого создания новых проектов. Тем не менее, Вы можете выключить эту программу с помощью элемента управления Check box "Display Wizard on starting the SIMATIC Manager" ("Отображать мастер-программу при запуске SIMATIC Manager"). Мастер-программа может быть вызвана при необходимости с помощью команд меню: File (Файл) -> "New Project" Wizard.

Процесс программирования начинается при открытии или запуске проекта ("project"). Примеры проектов представляют собой хороший материал для ознакомления.

При открытии примера проекта ZEn01_09_S7_ZEBRA с помощью команд меню: File (Файл) -> Open (Открыть), Вы увидите разделенное окно проекта: слева будет структура открытого объекта (иерархическая), а справа – выбранный объект (рис.43).

Рис.43 Пример открытого окна утилиты SIMATIC Manager

Щелчок на значке квадрата со знаком "+" позволяет открыть вложенные уровни структуры объекта; выбор объекта в левой части окна всегда вызывает отображение его содержания в правой части окна. С помощью SIMATIC Manager Вы сможете работать в среде STEP 7. "Логические" объекты, отображаемые в окнах SIMATIC Manager, соответствуют "реальным" объектам Вашей установки (процесса). Проект включает в себя установку (процесс) в целом, тогда как станция (station) соответствует программируемому контроллеру (PLC).

Проект может содержать несколько станций, связанных друг с другом, например, посредством подсети MPI. Станция содержит CPU, а CPU содержит S7-программу. В свою очередь программа включает в себя другие объекты, такие как объект Blocks (блоки), содержащий среди прочего скомпилированные блоки.

Объекты STEP 7 объединяются в древовидную структуру. Объекты, выделенные жирным шрифтом, содержат другие объекты. В автономном режиме (offline view) все показанные на экране объекты доступны пользователю. Эти объекты расположены на жестком диске программатора PG. Если Ваш PG находится в интерактивной связи (online) с CPU (обычная система управления с PLC), Вы можете включить интерактивный режим (online view), выбрав опции меню: View -> Online (Режим -> Интерактивный). Эта опция вызывает другое окно проекта, содержащее объекты назначенного устройства; при этом объекты, выделенные на рисунке, более не отображаются.

Вы можете видеть на панели заголовка окна активного проекта, работаете ли Вы в интерактивном (online) или в автономном (offline) режиме. Для более четкого разделения для панели заголовка и заголовка окна этих режимов могут быть установлены различные цвета. Для этого выберите опции меню: Options -> Customize (Опции -> Установки пользователя) и измените соответствующие параметры на вкладке "View" ("Режим"). Выбрав опции меню: Options -> Customize (Опции -> Установки пользователя), можно изменить базовые установки SIMATIC Manager, такие как session language (язык), архив программы и место расположения для проектов, библиотек и конфигурирование архива программы.

В STEP 7 "главные объекты", находящиеся на верхнем уровне структурной иерархии, это проекты (project) и библиотеки (library). Проекты (projects) используются для систематического хранения данных и программ для решения задачи автоматизации. Важнейшие из них:

• данные конфигурации оборудования;

• параметры для модулей;

• данные конфигурации сетевых коммуникаций;

• программы (коды и данные, символы, исходные программы).

Объекты в проекте организованы в виде иерархической системы. Первым шагом для редактирования всех объектов проекта является открытие проекта. В следующих разделах обсуждается процесс редактирования этих объектов.

Библиотеки (library) используются для хранения многократно используемых компонентов программы. Библиотеки организованы в виде иерархической системы. Они могут содержать STEP 7 программы, которые в свою очередь могут содержать программы пользователя (скомпилированные блоки), исходные тексты программ и таблицы символов. За исключением возможности интерактивной (online) связи (не возможна отладка программы), создание программ или частей программ в библиотеке обеспечивает такие же функциональные возможности как и у объекта.