Главная страница
qrcode

Предисловие Краткий обзор содержания книги


Скачать 12.75 Mb.
НазваниеПредисловие Краткий обзор содержания книги
Дата24.10.2019
Размер12.75 Mb.
Формат файлаpdf
Имя файлаBerger_Step7-STLSCL_r.pdf
оригинальный pdf просмотр
ТипУказатель
#38220
страница4 из 87
Каталог
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   87
1 SIMATIC
S7-300/400
программируемый контроллер
Структура программируемого контроллера;
распределенная периферия (I/O); коммуникации; адресация модулей; области данных.
2 Программное обеспечение STEP 7 для программирования
SIMATIC Manager;
обработка проекта; конфигурирование станций; конфигурирование сети; создание программ (таблица символов, редакторы программ); включение интерактивного режима; тестирование программы.
3 Программа SIMATIC S7
Обработка программы с классами приоритетов;
блоки программы; адресация переменных; программирование блоков с использованием STL и SCL; переменные и константы; типы данных (краткий обзор).
1. Программируемый контроллер SIMATIC S7-300/400
Automating with STEP 7 in STL and SCL
1- 3
Автоматизация посредством STEP 7 с использованием STL и SCL
1 Программируемый контроллер SIMATIC S7-300/400
1.1 Структура программируемого контроллера
1.1.1 Компоненты
Программируемый контроллер SIMATIC S7-300/400 имеет модульную конструкцию и включает в себя следующие компоненты:
• Стойки (Rack): стойки используются для размещения в них модулей и для соединения последних друг с другом.
• Источник питания (PS – "power supply"): источник питания обеспечивает внутренние напряжения питания.
• Центральный процессор (CPU – "central processing unit"): центральный процессор используется для размещения и обработки программы пользователя.
• Интерфейсные модули (IM – "interface module"): интерфейсные модули используются для соединения стоек друг с другом.
• Сигнальные модули (SM – "signal module"): сигнальные модули используются для преобразования сигналов, поступающих от процесса, во внутренние сигналы для последующей обработки или в дискретные или аналоговые сигналы для управления приводами.
• Функциональные модули (FM – "function module"): функциональные модули не зависят от CPU, используются для выполнения сложных или зависящих от времени процессов.
• Коммуникационные процессоры (CP – "communication processor"): коммуникационные процессоры используются для связи с подсетями.
• Подсети: подсети используются для связи программируемых контроллеров друг с другом или с другими устройствами.
Программируемый контроллер (или станция) может состоять из нескольких стоек, которые связываются друг с другом посредством шины. Источник питания, CPU и I/O модули (модули SM, FM и CP) включаются в центральную стойку. Если для I/O модулей недостаточно места или необходимо часть или все I/O модули разместить вне центральной стойки, то в таких случаях используют дополнительные стойки – стойки расширения, которые соединяются с центральной стойкой посредством интерфейсных модулей
(см. рис. 1). Также возможно подключение к станции распределенных входов/выходов (см. раздел 1.2, "Распределенные I/O").
1. Программируемый контроллер SIMATIC S7-300/400 1- 4
Automating with STEP 7 in STL and SCL
Автоматизация посредством STEP 7 с использованием STL и SCL
Для связи модулей друг с другом в стойках служат две шины: шина входов/выходов (I/O или P-шина) и коммуникационная шина (или K-шина).
I/O-шина предназначена для высокоскоростного обмена входными и выходными сигналами, а коммуникационная шина обеспечивает обмен между модулями большими порциями данных. Коммуникационная шина соединяет
CPU и интерфейс программатора (MPI) с функциональными модулями и коммуникационными процессорами.
1.1.2 Станция S7-300
Централизованная конфигурация
Программируемый контроллер S7-300 позволяет включить в центральную монтажную стойку до 8 входных/выходных модулей. Если такая однорядная конфигурация контроллера не является достаточной, то возможны два варианта расширения конфигурации при использовании CPU 314 или более мощных процессоров:
• или вариант двухрядной конфигурации, имеющей центральную стойку и одну стойку расширения (при использовании интерфейсных модулей IM
365 и с расстоянием до одного метра между стойками);
• или вариант конфигурации, состоящей максимально из 4 рядов, т.е. кроме центральной стойки, имеющей до 3 стоек расширения (при использовании интерфейсных модулей IM 360 и IM 361 и с расстоянием до десяти метров между стойками).
Вы можете задействовать максимум восемь модулей в стойке. Число модулей может быть ограничено также максимально допустимым током потребления на одну стойку, который составляет 1.2 А (для CPU 312 IFM максимально допустимый ток потребления составляет 0.8 А).
Модули связаны между собой внутренней шиной стойки, обеспечивающей функции P- и K-шин.
Локальный сегмент шины
Особую возможность при конфигурировании предоставляет использование прикладного модуля FM 356 из семейства компьютеров для автоматизации
M7-300. Модуль FM-356 позволяет "разбить" интерфейсную шину модулей контроллера, чтобы получить контроль над оставшимися в "отсеченном сегменте шины" модулями для автономного управления ими. В данном случае ограничивающим фактором также являются такие параметры, как число модулей и суммарная потребляемая ими мощность.
Внешние условия для изделий SIMATIC
Модули SIMATIC S7-300 допускают использование в жестких внешних условиях. Они имеют расширенный температурный рабочий диапазон:
(-25…+60)°С, повышенную вибрационную и ударную стойкость, соответствующие стандарту IEC 68 часть 2-6; удовлетворяют требованиям по влагостойкости, устойчивости к образованию конденсата и инея согласно IEC
721-3-3 Class 3 K5, также как и требованиям стандарта для ж/д транспорта по
EN 50155 (в скором будущем). Остальные характеристики стандартны.
1. Программируемый контроллер SIMATIC S7-300/400
Automating with STEP 7 in STL and SCL
1- 5
Автоматизация посредством STEP 7 с использованием STL и SCL
Рис. 1.1 Конфигурация аппаратной части для S7-300/400
Модульная конфигурация станции S7-400
Модульная конфигурация станции S7-300
Однорядная конфигурация
Двухрядная конфигурация
Четырехрядная конфигурация
В центральной стойке контроллера:
IM 460-1
IM 460-0
IM 460-3
IM 463-2
Централизованное расширение с передачей 5 В; длина линии: до 1.5 м
(IM 461-1)
Централизованное расширение без передачи 5 В; длина линии: до 3 м
(IM 461-0)
Распределенное расширение без передачи 5 В; длина линии: до 100 м
(IM 461-3)
Распределенное расширение для S5устройств; длина линии: до 600 м
(IM 314)
1. Программируемый контроллер SIMATIC S7-300/400 1- 6
Automating with STEP 7 in STL and SCL
Автоматизация посредством STEP 7 с использованием STL и SCL
1.1.3 Станция S7-400
Централизованная конфигурация
Программируемый контроллер S7-400 имеет следующий состав: центральная монтажная стойка на 18 или 9 слотов (соответственно UR1 или
UR2), модуль блока питания и модуль CPU, которые могут сами занимать от одного до нескольких слотов (посадочных мест в монтажной стойке).
Интерфейсные модули IM 460-1 и IM 461-1 позволяют использовать одну стойку расширения с подачей в нее от центральной стойки 5-вольтового питающего напряжения с длиной линии до 1.5 метров между стойками. Кроме того, с помощью интерфейсных модулей IM 460-0 и IM 461-0 могут быть использованы от одной до 4 стоек расширения с длиной шины связи с центральной монтажной стойкой до 3 метров. И наконец, с помощью интерфейсных модулей IM 460-3 и IM 461-3 могут быть использованы от одной до 4 стоек расширения с длиной шины связи с центральной монтажной стойкой до 100 метров.
Максимальное количество подсоединяемых к центральной монтажной стойке стоек расширения составляет 21 единицу. Для распознавания стоек расширения необходимо их количество задавать с помощью кодирующего переключателя на приемном интерфейсном модуле.
Внутренняя шина состоит из параллельной P- и последовательной K-шин.
Стойки расширения ER1 и ER2 (соответственно на 18 и 9 слотов) предназначены для "простых" сигнальных модулей, которые не могут генерировать аппаратные прерывания, не имеют 24-вольтового питающего напряжения по P-шине, не имеют резервного питания и не имеют связи по Kшине. K-шина используется в стойках UR1, UR2 и CR2 или в случае применения их в качестве центральных монтажных стоек, или в случае применения их в качестве монтажных стоек расширения с номерами от 1 до
6.
Присоединение сегментированной стойки
Особую возможность при конфигурировании предоставляет использование сегментированной монтажной стойки CR2. Сегментированная монтажная стойка CR2 позволяет использовать два центральных процессора с общим для них модулем питания. При этом оба CPU могут сохранять свою функциональную обособленность, так как имеют отдельные P-шины со своими собственными сигнальными модулями, и могут в то же время обмениваться данными посредством K-шины.
Мультипроцессорный режим
В программируемом контроллере S7-400 возможно организовать мультипроцессорный режим с участием нескольких (до четырех единиц) специальных CPU. При этом в такой станции каждый модуль назначается только одному из CPU (соответственно с его адресацией и прерываниями).
За более детальной информацией обратитесь к разделам 20.3.6
"Мультипроцессорный режим" и 21.6 "Прерывание мультипроцессорного режима".
1. Программируемый контроллер SIMATIC S7-300/400
Automating with STEP 7 in STL and SCL
1- 7
Автоматизация посредством STEP 7 с использованием STL и SCL
Модули SIMATIC S5
Интерфейсный модуль IM 463-2 позволяет подключать к программируемому контроллеру S7-400 устройства расширения SIMATIC S5 (EG 183U, EG 185U,
EG 186U, ER 701-2 и ER 701-3), а также позволяет централизованное расширение устройств расширения. Интерфейсный модуль IM 314 в устройствах расширения SIMATIC S5 используется для обеспечения функций связи. Вы можете использовать все аналоговые и дискретные модули, допустимые в этих устройствах расширения. В контроллере S7-400 могут использоваться от одного до четырех интерфейсных модулей IM 463-2; а к каждому из интерфейсных модулей IM 463-2, таким образом, могут быть подключены от одного до четырех устройств расширения S5 в распределенной конфигурации.
Резервирование на основе программного обеспечения
Используя стандартные компоненты SIMATIC S7-300/400, Вы можете создать резервированную на основе программного обеспечения систему с ведущей станцией управления процессом и резервной станцией, которая принимает на себя управление процессом в случае выхода из строя ведущей станции.
Устойчивость к сбоям системы управления с резервированием на основе программного обеспечения подходит для так называемых "медленных процессов", так как переключение управления на резервную станцию может потребовать нескольких секунд, в зависимости от конфигурации программируемых контроллеров. Сигналы, поступающие от процесса,
"замораживаются" на время перехода управления к резервной станции.
Резервная станция будет продолжать работу по управлению процессом, используя последние корректные данные, полученные ведущей станцией.
Резервирование входных/выходных модулей обеспечивается с помощью распределенной периферии (I/O) (ET 200M с интерфейсным модулем IM 1533 для резервирования PROFIBUS-DP). В системе управления может быть сконфигурировано заказное (опционное) программное обеспечение для резервирования ("Software Redundancy").
Отказоустойчивый контроллер SIMATIC S7-400H
SIMATIC S7-400H – это отказоустойчивый программируемый контроллер с резервированной конфигурацией, имеющей две центральные стойки, каждая с H CPU и с модулем синхронизации для сравнения данных с волоконнооптическим кабелем. Оба регулятора работают в режиме "горячего резервирования"; в случае отказа неповрежденный контроллер в одиночку продолжает выполнять функции управления после плавного автоматического переключения на резервный режим работы.
Входы/выходы могут обеспечивать обычный нормальный доступ
(одноканальная, односторонняя конфигурация) или расширенный доступ
(одноканальная переключаемая конфигурация с ET 200M). Связь осуществляется по простой или по резервной шине.
Программа пользователя точно такая же, как и для не резервированного контроллера; функции резервирования выполняются исключительно аппаратно и не заметны для пользователя. Для конфигурирования системы требуется заказное (опционное) программное обеспечение "S7-400H".
1. Программируемый контроллер SIMATIC S7-300/400 1- 8
Automating with STEP 7 in STL and SCL
Автоматизация посредством STEP 7 с использованием STL и SCL
1.1.4 Области памяти CPU
Память пользователя
На рисунке 1.2 показаны области памяти CPU, имеющие значение для Вашей программы. Программа пользователя собственно располагается в двух областях, а именно в загрузочной памяти (load memory)и в рабочей памяти
(work memory).
Загрузочная память (load memory) конструктивно может быть частью CPU или может быть в виде встраиваемого отдельного модуля памяти. Вводимая пользователем программа, включая данные конфигурирования, располагается в загрузочной памяти (load memory)и в оперативной памяти.
Рабочая память (work memory) конструктивно является частью CPU и представляет собой быструю RAM-память. В оперативной памяти содержатся релевантные части программы пользователя: собственно код программы и данные пользователя. Здесь "релевантность" означает, что в эту память загружается код, описывающий существующие объекты, но это не предполагает обязательность вызова отдельных блоков этого кода для обработки.
Рис. 1.2 Области памяти CPU
Проект
Конфигурация оборудования автономно
(offline)
Программа пользователя автономно
(offline)
Таблица символов
Загрузочная память Системная память
Рабочая память
Системные блоки данных (данные конфигурации интерактивно)
Блоки данных и кода (программа пользователя интерактивно)
Архивированные
(сжатые) данные проекта
I/O
Входные сигналы
Выходные сигналы
Релевантные части блоков кода
Релевантные части блоков данных
Таблица отображения входов процесса
Таблица отображения выходов процесса
Диагностический буфер
Коммуникационный буфер
Стек локальных данных
Стек блоков
Стек прерываний
Меркеры
Таймеры
Счетчики
Новые CPU серии
S7-400 позволяют для выделенного участка области задавать параметры
(размеры)
Программатор
Центральный процессор (CPU)
Сигнальные модули
1. Программируемый контроллер SIMATIC S7-300/400
Automating with STEP 7 in STL and SCL
1- 9
Автоматизация посредством STEP 7 с использованием STL и SCL
Из программатора программа пользователя целиком, включая данные конфигурации, пересылается в загрузочную память (load memory).
Операционная система CPU копирует "релевантные" (см. выше) части программного кода и данных в рабочую память (work memory). Когда программа считывается программатором из CPU, блоки выбираются из загрузочной памяти (load memory)с текущими значениями адресов данных из рабочей памяти (work memory) (для получения более подробной информации см. разделы 2.6.4 "Загрузка программы пользователя в CPU" и 2.6.5
"Обработка блоков").
Если загрузочная память (load memory)построена на основе RAM-памяти, то необходимо использовать дополнительную батарею для резервирования питания, чтобы обеспечивать сохранность программы пользователя в случае отказа штатной системы питания CPU. Если загрузочная память (load memory)выполнена на основе встроенной EEPROM-памяти или внешнего модуля EPROM флэш-памяти, то CPU может использоваться без дополнительного резервирования питания батареей.
Загрузочная память (load memory)в CPU 3xxIFM состоит из RAM и EEPROM компонентов. Вы можете загрузить Вашу программу в RAM-область для ее тестирования, а затем протестированную программу можете посредством команд меню сохранить во внутренней EEPROM-памяти, где она не будет зависеть от отказов блока питания.
Загрузочная память (load memory)в CPU для S7-300 (за исключением CPU
318) состоит из встроенной RAM-памяти, которая может целиком вмещать программу. При этом Вы можете использовать модуль EPROM флэш-памяти в качестве носителя для данных и программ пользователя или в качестве памяти, защищенной от сбоев питания.
В CPU для S7-300 текущие значения из областей памяти пользователя
(блоки данных) и системной памяти (меркеры, таймеры, счетчики) могут содержаться в энергонезависимой форме. Таким образом пользователь может сохранять свои данные без применения резервной батареи в условиях возможных перебоев электропитания.
Загрузочная встроенная RAM-память в CPU для S7-400 предназначена для маленьких программ или для модифицирования отдельных блоков. Если полная программа по объему больше, чем встроенная загрузочная память
(load memory), то Вам потребуется модуль RAM-памяти для тестирования программы. Вы можете использовать модуль EPROM флэш-памяти в качестве носителя для данных или программы пользователя с бесперебойным питанием.
В новых CPU для S7-400 рабочая память (work memory) может наращиваться с помощью установки дополнительных модулей.
Начиная с STEP 7 V5.1, используя соответствующие CPU для S7-400, Вы можете сохранять все данные проекта в виде архивированного сжатого файла в загрузочной памяти (load memory)CPU (см. раздел 2.2.2
"Управление, перекомпоновка и архивирование").
1. Программируемый контроллер SIMATIC S7-300/400 1- 10
Automating with STEP 7 in STL and SCL
Автоматизация посредством STEP 7 с использованием STL и SCL
1.1.5 Модуль памяти
Существуют два типа модулей памяти: модули RAM-памяти и модули EPROM флэш-памяти.
Если необходимо просто увеличить загрузочную память (load memory), то используйте для этого модуль RAM-памяти (например, в CPU для S7-400).
Модуль RAM-памяти позволит Вам целиком обновлять программу пользователя в интерактивном режиме. При этом необходимо помнить, что модули RAM-памяти теряют всю записанную в них информацию при вынимании их из слота.
Если Вам необходимо защитить от стирания из-за возможного сбоя в цепях питания пользовательскую программу, включая данные конфигурации и параметры модулей, то используйте модуль EPROM флэш-памяти. При использовании такого модуля памяти загружайте целиком в него программу в автономном режиме, установив модуль EPROM флэш-памяти в программатор. При использовании соответствующего CPU Вы в интерактивном режиме сможете загружать в модуль свою программу пользователя, установив модуль EPROM флэш-памяти непосредственно в такой CPU.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   87

перейти в каталог файлов


связь с админом