4PCS7 深入浅出第四章创建PCS 7项目使用入门Word文件下载.docx

4PCS7 深入浅出第四章创建PCS 7项目使用入门Word文件下载.docx

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推荐至少为下列对象重新取一个有意义的名称：

●SIMATICPCStation

（1）→（与PC的标识名相匹配）CARDIFF

●SIMATIC400

（1）→AS1

●S7Program

（1）→Prog1

●Processcell

（1）→plant1

●Unit

（1）→Unit1

●Function

（1）→valve1

●CFC

（1）→val

●（Valve1文件夹下的图）→Valve1

●（Unit1文件夹下的图）→Unit1

●（Plant1文件夹下的图）→Plant1

2.2硬件配置

第3章中，已经建立起了AS-OS通讯。

AS和OS根据实际情况来建立并定义他们之间的相互关系。

如何设计阀门控制？

图4.4：

硬件布局

传感器的输入信号“打开”和“关闭”，连接至数字式输入模块的输入通道。

该模块位于分布式I/O站ET200内，并采用Profibus电缆连接至AS。

在AS中，采用符号“FB_OPEN”和“FB_CLOSE”定义输入信号的地址，并用于阀门控制。

已定义的符号“OPEN_CLOSE”将控制信号传送至数字式输出模块，并发送至执行器。

该章仅描述不带任何连接和硬件配置的阀门控制。

可以模拟输入和输出信号。

说明

现场级自动化站和分布式I/O的组态细节，参见第5章-自动化系统的组态。

2.3工厂层级（PH）

在SIMATIC管理器中，采用向导“NewProject”创建的新项目拥有三个工厂层级分级目录层。

重命名后，可以看到下列分级：

Plant1→Unit1→Valve1

该分级将会在本手册中进一步扩展。

命名目录和图时，确保工厂用户可以接受并且不得频繁更改。

参阅第2.4.4节，了解整个项目中命名规则的重要性。

图4.5：

层级目录－相关菜单

2.3.1工厂层级的分配

在工厂视图下，在一个目录结构中描述过程工厂的所有控制功能。

这个分级目录包含所有用于控制功能的对象：

●OS项目数据，例如，过程画面

●AS程序数据，例如，CFC图和SFC图

●一般对象，例如，文档

每个分级目录，如果它具有AS程序数据，则需要指定到一个AS的分配。

每个分级目录，如果它具有OS项目数据，则需要指定到一个OS的分配。

图4.6：

对工厂层级进行AS和OS的分配

在每个分级目录的属性对话框中，可以变更分配（ObjectProperties→AS-OSAssignment）。

如果工厂由多个自动化系统控制或者分布在多个OS项目上，则必须更改AS-OSAssignment。

2.3.2工厂视图和组件视图的不同

插入至进行了AS-OS分配的工厂视图下的CFC和SFC图，可以自动地在组件视图下看见，但反过来却不行。

因此建议在工厂视图下进行图形的插入，而不是在组件视图下。

在相关的分组目录中，也应该创建过程画面。

然而，在PCS7OS工具中直接创建的画面不能在SIMATIC管理器和工厂层级中使用。

也可以在过程对象视图中插入图和画面，因为，过程对象视图也是基于分级目录进行管理的。

2.3.3标签符号

过程技术广泛地采用管道和仪表（P&

I）流程图，其符号定义见图4.7，液位调节器称之为LIC1005，罐称之为B190。

LIC1005和B190就是所提到的标签。

调节器LIC1005拥有变量，例如，设定点（34.0%）和测量过程值（36.7%）。

若需要表示SP和PV属于控制器LIC1005，且，LIC1005被分配给B190，可以将它们命名为“B190/LIC1005.SP”和“B190/LIC1005.PV”。

图4.7：

标签和变量

若考虑将目录名作为变量的路径表示，则标签名称B190可以用作为一个分级目录的名称。

下一节，我们将阐述如何使用目录名称来表示变量。

2.3.4定制工厂层级

标签符号在工厂层级的属性窗口中定义。

打开如图4.8中所示的工厂层级定制对话框的过程如下：

“Plant1”右键菜单→PlantHierarchy→settings…

图4.8：

定制工厂层级

●默认情况下，选项“DerivePicturehierarchyfromtheplanthierarchy”处于选中状态。

只有该选项被选中，才能采用功能“OScompile”自动地获得OS工厂层级图像。

在OS中，该图像也被表示为图形分级也就是图形树picturetree。

●IncludedinHID：

如果勾选了该框，目录名称将是标签名称的一部分。

如图4.8中的选择，标签将是Plant1/Unit1/Valve1/…，因为，所有3个级别都已经用于标签命名。

●Maximumnumberofcharacters：

目录名称允许的最大字符数。

PCS7标签名称的长度，包括分隔符，不得超过32个字符。

（若faceplate面板中需要插入trend趋势窗口，则标签名称进一步被限制为26个字符。

）因此，每级允许的字符数量均受限制。

当达到该极限时，SIMATIC管理器会显示警告消息。

●OSarea：

此处，你可以决定在OS编译期间该项目在OS区域内将采用的层次等级（Plant、Unit或者Function）。

在OS运行时点击OS区域按钮，将调用所分配的过程画面。

如图4.8所示，OSArea处于level1，那么层级文件夹Plant1将是可见的。

点击区域按钮，将会打开过程画面plant1。

在OS运行时刻，将会在树形导航视窗中显示子层级中的相关画面。

图4.9：

OS画面层级和工厂层级

2.4创建CFC

2.4.1设计任务-阀门控制

图4.10：

插入过程标签类型

在PCS7中，阀门控制是通过CFC图来执行。

请打开工厂视图，并将过程标签类型“阀门”从项目库中复制到项目分级目录PLant1\Unit1\Valve1之中。

双击新创建的CFC图以后，在CFC编辑器中将会获得如下功能块及结构。

功能块类型

符号连接

CH_DI

数字式阀门输入

反馈打开

反馈关闭

VALVE

OR

或运算功能

CH_DO

数字式阀门输出

控制信号

表4.1：

所使用的块

图4.11：

用于阀门控制的CFC图

图4.12：

阀类型的块实例

2.4.2CFC中的基本操作

现在，你应该了解如何使用VALVE功能。

在第6章，讨论PCS7库功能时，将会极为详尽地解释VALVE功能。

由于没有实际的阀门，因此，此处不应该使用功能块的监控功能。

如图4.13所示，设置参数MONITOR=off。

CFC中的的基本操作

（1）如何调用块的在线帮助信息：

选择CFC图或者CFC库目录中的某个块，接下来，按F1键。

（2）指定参数值：

双击该参数，将会打开该参数的属性对话框。

见图4.13。

图4.13：

参数的值

（3）默认情况下，有些参数并不显示。

但是，调用块属性框，可以查找到块的全部参数，见图4.14。

输入MAN_OC和AUT_ON_OP被勾选为“Invisible”。

因此，这两个输入都在CFC上不可见。

为了让它们可见，去选这两个选择框。

图4.14：

块的全部输入/输出

（4）点击某个块输出，接下来，再点击另一个块的某个输入，以将这两个参数联系起来。

连接时，点击顺序可任意选择。

（5）要实现图之间的关联，先将图组织为层叠方式，接下来，点击一个图中的某个输出和另一个图中的某个输入。

（6）在单页视图和6页视图中切换，只需双击某个表中任意空白区域。

2.4.3运行顺序

块实例的右上角，显示有一个OB，例如OB32。

这表明，在控制器中周期性地执行该块。

OB32的周期为1秒，表明，安置在OB32内的块将每秒钟执行一次。

在CPU的属性中，OB30至OB38的周期分布在10毫秒至5秒之间。

图4.15：

块实例的运行时刻属性

默认情况下，自系统库中新近拖出的块将会安置在运行组和OB32中。

然而，这种默认设置始终都可以调整，以适应各种不同的应用。

要在相应的OB中安装块，首先打开运行时刻编辑器。

你可以切换到如图4.16所示的编辑器中。

一旦进入了运行时刻编辑器，就可以自一个OB中拖出某个运行组，并将其放置在另一个OB中。

按这种方法，可以改变不同OB中的块结构。

图4.16：

运行顺序

在运行时刻编辑器中，可以发现，CFC图阀门位于运行组阀门中，且其中断周期为1秒。

用于更快速的阀门控制时，可以将该运行组拖放至OB35中[循环中断]（100毫秒）。

总是在运行组插入功能块实例，且运行组安装在OB中。

如果插入一个图，则将会自动地创建使用该图名称的一个运行组。

后来置入该图上的块将会插入在该图的运行组中。

新图和块的插入技巧：

在运行顺序中，该位置的前一个位置被高亮为绿色。

借助功能“PredecessorforInsertPosition”，可以改变指示器，以便将块和图安装在想要的位置。

2.4.4编译和下载程序

编译程序时，使用以下菜单路径：

Chart→Compile→ChartsasProgram。

第一次，需要编译整个程序。

此后，只需编译“Changesonly”就可足够了。

图4.17：

编译CFC图

选项“Generatemouduledrivers”将会自动地生成必要的带有驱动器块的CFC图，该过程与所配置的硬件有关。

选项“GenerateSCLsource”，有助于调试功能块。

程序编译的结果输出包含有警告信息，这是因为你没有组态信号模块。

信号模块的组态，详尽信息，请参阅第5章。

将程序下载至CPU，请在CFC中使用菜单路径：

CPU→Download。

图4.18：

下载程序至AS

第一次下载，或者对程序实施了根本性的更改时，使用完整程序下载。

完整程序下载将会停止CPU的工作，这在某些情况下是不允许的。

与完整程序下载或者仅下载更改部分有关的CPU可靠性，详情请参阅第7章。

“Download”的结果输出包含有警告信息，这是因为你没有组态信号模块。

信号模块的组态，详尽信息请参阅第5章。

2.4.5CFC测试

测试程序时，使用以下菜单路径：

Debug→TestMode。

将I/O值加入至监视表，可以对它们实施监控。

接下来，这些值将高亮为黄色。

右击某个I/O，接着选择“addI/OtoWatchList.”。

若需要在线改变某个值，双击某个输入，例如，MAN_OC。

将会打开I/O属性对话框，接下来，可以为该变量设置新值。

为了使SFC图可以控制该阀门，必须将LIOP_SEL和AUT_L都设置为“True”，以使能AUTO_OC的使用。

第6章，将会详细地解释库功能VALVE。

图4.19：

测试CFC中的程序

2.5创建SFC

2.5.1任务-阀门的自动控制

设计一个SFC程序，若没有故障，则自动地打开这个阀，并且随后关闭它。

2.5.2设计SFC图

在工厂视图中的分级目录Valve1中已经有一个SFC图可供使用。

请将其名称改为val_sfc。

双击SFC图，打开SFC编辑器。

接下来，可以使用各种图结构，创建一个SFC顺序。

基本元素为步和条件。

在Step中，可以指定块I/O的期望值或者其它块I/O。

在Transition中，将检测特定条件。

图4.20：

在SFC中设计图

打开SFC后，仅能看见步Start和End，以及一个Transition。

请插入两个基本元素，并根据任务更改这些对象的名称。

为了找开阀门，必须打开步的属性对话框，并设置AUTO_OC=1。

遵照图4.21所示的说明。

图4.21：

浏览SFC中的程序的变量

为了设置Transition中的条件，例如，当没有CSF错误时，双击条件“NoCSFError”，以打开其属性对话框。

接下来，查看并找到变量CSF，将其设置为0，表示，没有CSF故障时，顺序将执行至“Open”步。

为了完成SFC设计，步和条件必须按下表设置。

步或者条件

变量值

START（initialisation）

LIOP_SEL=1，且AUT_L=1

NoCSFError

CSF=0

Open（Processing）

AUTO_OC=1，将该步最小运行时间设置为5秒

Opened

QOPENED=1

Close（Processing）

AUTO_OC=0

Closed

QCLOSED=1

END（Processing）

AUTO_OC=0，LIOP_SEL=0，且AUT_L=1

表4.2：

阀1的步和条件

2.5.3SFC图的运行顺序

检查SFC图已经安装至了哪个OB中可以执行以下菜单路径：

Edit→Runsequence。

如果该位置不合适的话，可以将该图移动至另一个OB中。

SFC完成后，首先执行SFC→Compile（changeonly），编译该SFC。

接下来，执行PLC→Download（changeonly），将其下载。

默认情况下，已下载SFC处于空闲模式。

2.5.4在SFC中的测试

运行SFC图，可以执行以下菜单路径：

Debug→Testmode，则该处于运行时刻。

按下按钮Start。

图4.22：

在SFC中的测试

在运行时刻，双击某个Transition，可以检查该条件。

图4.23：

运行时刻中的条件

第一列显示的为当前过程值，它们可以人工设置。

条件值在最右边一列，在运行时刻也可以更改。

因此，它是程序调试的一个极佳工具。

双击一个任意步，可以观察赋值状态，或者运行时刻被改变的位置。

图4.24：

在运行时刻，设置步的运行时间

图4.25：

步中的赋值状态

2.6块图标和面板

在OS中，有一个相应的块图标和多个属于该功能块的面板视图，据此，可以显示或者更改阀门的工作状态。

执行“OSCompile”，在过程画面中，将会根据分级目录自动地创建该块图标。

块图标和面板更多的操作详情，见第10章中的解释。

2.7编译OS

在SIMATIC管理器中创建了图以后，通过“OSCompile”将会自动地生成PCS7OS相应的项目数据。

它极大地减少了OS项目内实际的OS设计工作量。

在组件视图中选择OS项目OS

（1）以后，采用以下菜单路径可以调用“OSCompile”：

SIMATIC管理器→Option→OS→Compile。

如下向导将详细介绍各窗口中可能的设置：

图4.26：

分配给OS项目的区域

在OS编译向导的第一个介绍页以后，下一页将显示可以将该区域分配给操作员站的地方，“Whichareasdoyouwanttoassigntowhichoperatorstations?

”此处，无需更改。

只有在使用多个OS的情况下，你才需要决定在哪个OS上创建这些数据。

随后，将会是选择网络连接的页，它负责处理AS和OS之间的通讯，“SelectthenetworkconnectionsfortheS7Programswiththeareas”。

图4.27：

选择S7程序和操作员站

如果使用PLCSIM，可以选择一个MPI连接。

占击按钮Connections，可以查看可用连接。