SIMATIC ODK 1500S 可為開發(fā) Windows 以及 S7-1500 軟件控制器的實時庫函數(shù)提供支持。典型應(yīng)用包括:
通過 SIMATIC ODK 1500S 可以開發(fā)可動態(tài)加載的函數(shù)庫,這些函數(shù)庫可直接從 S7-1500 軟控制器用戶程序來調(diào)用??杉虞d的庫既可在 Windows (DLL) 生成,也可在軟控制器(SO – 共享對象)的實時環(huán)境中生成。
生成可加載的庫
可通過 Microsoft Visual C++ for Windows 庫應(yīng)用程序以及用于實時函數(shù)庫的 Eclipse 來生成可加載的函數(shù)庫。通過借助于預(yù)定義的模板創(chuàng)建項目,用戶可以立即開始定義和實現(xiàn)其函數(shù)。
生成函數(shù)庫后,函數(shù)塊即可供使用,它們可直接集成到 STEP7 中,并用于從控制程序加載和執(zhí)行函數(shù)。
函數(shù)庫本身可在生成之后作為 DLL(Windows 庫)或 SO 文件(共享對象 – 實時庫)的形式提供。實時庫將由軟控制器 Web 器加載到軟控制器的裝載存儲器中,這樣,它們也可獨立于 Windows 進(jìn)行加載和執(zhí)行。
對于 Windows 庫,整個功能范圍可以用于 Windows DLL。開發(fā)是使用 Visual Studio 完成的;支持以下版本:
ODK 1500S 的供貨范圍內(nèi)包括開發(fā)實時庫所需的集成開發(fā)環(huán)境 Eclipse。
測試函數(shù)庫
測試函數(shù)庫
可以使用 Visual Studio 來全面調(diào)試 Windows 庫。由于在 Windows 下異步執(zhí)行函數(shù),即使使用單步處理或斷點,軟控制器的實時特性也不會被削弱。
功能強大的跟蹤功能可用于實時庫,因為單步處理或斷點在實時條件下不可行。盡管如此,為了驗證使用單步處理或斷點時的代碼,可以在開發(fā) PC 上的測試環(huán)境中調(diào)用實時庫的函數(shù)并進(jìn)行測試。
西門子已經(jīng)為基于 PC 的自動化開發(fā)了豐富的相關(guān)硬件和軟件組件。
重點:可通過 SIMATIC WinAC 實現(xiàn)基于 SIMATIC PC 的控制,而 SIMATIC WinAC 是一種開放、靈活和可靠的控制器,可用于實現(xiàn)基于 PC 的自動化解決方案。
在 PC 上的單一平臺上,可以執(zhí)行所有自動化任務(wù),如開環(huán)/閉環(huán)控制、HMI 和運動控制。除了典型的 PLC 任務(wù)之外,無論在哪必須處理 PC 應(yīng)用程序,基于 PC 的自動化都是您的。
SIMATIC 基于 PC 的控制
型號
特性:
西門子S7系列PLC的主要種類及應(yīng)用軟件
德國西門子(SIEMENS)公司生產(chǎn)的可編程序控制器在我國的應(yīng)用也相當(dāng)廣泛,在冶金、化工、印刷生產(chǎn)線等領(lǐng)域都有應(yīng)用。西門子(SIEMENS)公司的PLC產(chǎn)品包括LOGO,S7-200,S7-300,S7-400,工業(yè)網(wǎng)絡(luò),HMI人機界面,工業(yè)軟件等。
西門子S7系列PLC體積小、速度快、標(biāo)準(zhǔn)化,具有網(wǎng)絡(luò)通信能力,功能更強,可靠性更高。S7系列PLC產(chǎn)品可分為微型PLC(如S7-200),小規(guī)模性能要求的PLC(如S7-300)和中、高性能要求的PLC(如S7-400)等。
1.SIMATIC S7-200 PLC
S7-200 PLC是超小型化的PLC,它適用于各行各業(yè),各種場合中的自動檢測、監(jiān)測及控制等。S7-200 PLC的強大功能使其無論單機運行,或連成網(wǎng)絡(luò)都能實現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。
S7-200PLC可提供4個不同的基本型號與8種CPU可供選擇使用。
2.SIMATIC S7-300 PLC
S7-300是模塊化小型PLC系統(tǒng),能滿足中等性能要求的應(yīng)用。各種單獨的模塊之間可進(jìn)行廣泛組合構(gòu)成不同要求的系統(tǒng)。與S7-200 PLC比較,S7-300 PLC采用模塊化結(jié)構(gòu),具備高速(0.6~0.1μs)的指令運算速度;用浮點數(shù)運算比較有效地實現(xiàn)了更為復(fù)雜的算術(shù)運算;一個帶標(biāo)準(zhǔn)用戶接口的軟件工具方便用戶給所有模塊進(jìn)行參數(shù)賦值;方便的人機界面已經(jīng)集成在S7-300操作系統(tǒng)內(nèi),人機對話的編程要求大大減少。SIMATIC人機界面(HMI)從S7-300中取得數(shù)據(jù),S7-300按用戶指定的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。S7-300操作系統(tǒng)自動地處理數(shù)據(jù)的傳送;CPU的智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常、記錄錯誤和特殊系統(tǒng)事件(例如:超時,模塊更換,等等);多級口令保護(hù)可以使用戶高度、有效地保護(hù)其技術(shù)機密,防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改;S7-300 PLC設(shè)有操作方式選擇開關(guān),操作方式選擇開關(guān)像鑰匙一樣可以拔出,當(dāng)鑰匙拔出時,就不能改變操作方式,這樣就可防止非法刪除或改寫用戶程序。具備強大的通信功能,S7-300 PLC可通過編程軟件Step 7的用戶界面提供通信組態(tài)功能,這使得組態(tài)非常容易、簡單。S7-300 PLC具有多種不同的通信接口,并通過多種通信處理器來連接AS-I總線接口和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng);串行通信處理器用來連接點到點的通信系統(tǒng);多點接口(MPI)集成在CPU中,用于同時連接編程器、PC機、人機界面系統(tǒng)及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動化控制系統(tǒng)。
3. SIMATIC S7-400 PLC
S7-400 PLC是用于中、性能范圍的可編程序控制器。
S7-400 PLC采用模塊化無風(fēng)扇的設(shè)計,可靠耐用,同時可以選用多種級別(功能逐步升級)的CPU,并配有多種通用功能的模板,這使用戶能根據(jù)需要組合成不同的專用系統(tǒng)。當(dāng)控制系統(tǒng)規(guī)模擴大或升級時,只要適當(dāng)?shù)卦黾右恍┠0?,便能使系統(tǒng)升級和充分滿足需要。
4. 工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)
通訊網(wǎng)絡(luò)是自動化系統(tǒng)的支柱,西門子的全集成自動化網(wǎng)絡(luò)平臺提供了從控制級一直到現(xiàn)場級的一致性通訊,“SIMATIC NET”是全部網(wǎng)絡(luò)系列產(chǎn)品的總稱,他們能在工廠的不同部門,在不同的自動化站以及通過不同的級交換數(shù)據(jù),有標(biāo)準(zhǔn)的接口并且相互之間完全兼容。
5. 人機界面(HMI)硬件
HMI硬件配合PLC使用,為用戶提供數(shù)據(jù)、圖形和事件顯示,主要有文本操作面板TD200(可顯示中文),OP3,OP7,OP17等;圖形/文本操作面板OP27,OP37等,觸摸屏操作面板TP7,TP27/37,TP170A/B等;SIMATIC面板型PC670等。個人計算機(PC)也可以作為HMI硬件使用。HMI硬件需要經(jīng)過軟件(如ProTool)組態(tài)才能配合PLC使用。
6. SIMATIC S7工業(yè)軟件
西門子的工業(yè)軟件分為三個不同的種類:
(1)編程和工程工具 編程和工程工具包括所有基于PLC或PC用于編程、組態(tài)、模擬和維護(hù)等控制所需的工具。STEP 7標(biāo)準(zhǔn)軟件包SIMATIC S7是用于S7-300/400,C7 PLC和SIMATIC WinAC基于PC控制產(chǎn)品的組態(tài)編程和維護(hù)的項目管理工具,STEP 7-Micro/WIN是在Windows平臺上運行的S7-200系列PLC的編程、在線仿真軟件。
(2)基于PC的控制軟件 基于PC的控制系統(tǒng)WinAC允許使用個人計算機作為可編程序控制器(PLC)運行用戶的程序,運行在安裝了Windows NT4.0操作系統(tǒng)的SIMATIC工控機或其它任何商用機。WinAC提供兩種PLC,一種是軟件PLC,在用戶計算機上作為視窗任務(wù)運行。另一種是插槽PLC(在用戶計算機上安裝一個PC卡),它具有硬件PLC的全部功能。WinAC與SIMATIC S7系列處理器完全兼容,其編程采用統(tǒng)一的SIMATIC編程工具(如STEP 7),編制的程序既可運行在WinAC上,也可運行在S7系列處理器上。
(3)人機界面軟件 人機界面軟件為用戶自動化項目提供人機界面(HMI)或SCADA系統(tǒng),支持大范圍的平臺。人機界面軟件有兩種,一種是應(yīng)用于機器級的ProTool,另一種是應(yīng)用于監(jiān)控級的WinCC。
ProTool適用于大部分HMI硬件的組態(tài),從操作員面板到標(biāo)準(zhǔn)PC都可以用集成在STEP 7中的ProTool有效地完成組態(tài)。ProTool/lite用于文本顯示的組態(tài),如:OP3,OP7,OP17,TD17等。ProTool/Pro用于組態(tài)標(biāo)準(zhǔn)PC和所有西門子HMI產(chǎn)品,ProTool/Pro不只是組態(tài)軟件,其運行版也用于Windows平臺的監(jiān)控系統(tǒng)。
WinCC是一個真正開放的,面向監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集的SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)軟件,可在任何標(biāo)準(zhǔn)PC上運行。WinCC操作簡單,系統(tǒng)可靠性高,與STEP 7功能集成,可直接進(jìn)入PLC的硬件故障系統(tǒng),節(jié)省項目開發(fā)時間。它的設(shè)計適合于廣泛的應(yīng)用,可以連接到已存在的自動化環(huán)境中,有大量的通信接口和全面的過程信息和數(shù)據(jù)處理能力,其新的WinCC5.0支持在辦公室通過IE瀏覽器動態(tài)監(jiān)控生產(chǎn)過程。
西門子S7系統(tǒng)PLC的符號編程基礎(chǔ)介紹
一、系統(tǒng)存儲區(qū)
S7的系統(tǒng)存儲區(qū)集成在CPU中,不能被擴展。系統(tǒng)存儲區(qū)根據(jù)功能分為不同的區(qū)域供用戶使用。在用戶程序中使用相應(yīng)的指令可以在相應(yīng)的地址區(qū)內(nèi)直接對數(shù)據(jù)進(jìn)行尋址。
1.輸入過程暫存區(qū)(I)
2.輸出過程暫存區(qū)(Q)
3.位存儲區(qū)(M)
4.外部輸入輸出(PI/PQ)
5.計時器(T)
6.計數(shù)器(C)
7.?dāng)?shù)據(jù)塊(DB)
8.局部數(shù)據(jù)(L)
二、地址尋址
什么是地址尋址?
1.位尋址
2.字節(jié)尋址
3.字尋址
4.雙字尋址
三、符號地址尋址
1. 全局符號
在符號編輯器中定義的符號。
2. 局部符號
局部符號是在程序塊中變量申明區(qū)中定義,定義的對象也只限于本塊的塊參數(shù)、靜態(tài)數(shù)據(jù)和臨時數(shù)據(jù)等,且所定義的符號只在本程序塊中有效。
S7-200系列 PLC的存儲器空間
S7-200 PLC的存儲器空間大致分為三個空間,即程序空間、數(shù)據(jù)空間和參數(shù)空間。
1.程序空間
該空間主要用于存放用戶應(yīng)用程序,程序空間容量在不同的CPU中是不同的。另外CPU中的RAM區(qū)與內(nèi)置EEPROM上都有程序存儲器,但它們互為映像,且空間大小一樣。
2.?dāng)?shù)據(jù)空間
該空間的主要部分用于存放工作數(shù)據(jù)稱為數(shù)據(jù)存儲器,另外有一部分作寄存器使用稱為數(shù)據(jù)對象。
(1)數(shù)據(jù)存儲器 它包括變量存儲器(V),輸入信號緩存區(qū)(輸入映象存儲器I),輸出信號緩沖區(qū)(輸出映象存儲區(qū)Q),內(nèi)部標(biāo)志位存儲器(M)又稱內(nèi)部輔助繼電器,特殊標(biāo)志位存儲器(SM)。除特殊標(biāo)志位外,其他部分都能以位、字節(jié)、和雙字的格式自由讀取或?qū)懭搿?/span>
變量存儲器(V)是保存程序執(zhí)行過程中控制邏輯操作的中間結(jié)果,所有的V存儲器都可以存儲在存儲器區(qū)內(nèi),其內(nèi)容可在與EEPROM或編程設(shè)備雙向傳送。
輸入映象存儲器(I)是以字節(jié)為單位的寄存器,它的每一位對應(yīng)于一個數(shù)字量輸入結(jié)點。在每個掃描周期開始,PLC依次對各個輸入結(jié)點采樣,并把采樣結(jié)果送入輸入映象存儲器。PLC在執(zhí)行用戶程序過程中,不再理會輸入結(jié)點的狀態(tài),它所處理的數(shù)據(jù)為輸入映象存儲器中的值。
輸出映象存儲器(Q)是以字節(jié)為單位的寄存器,它的每一位對應(yīng)于一個數(shù)字輸出量結(jié)點。PLC在執(zhí)行用戶程序的過程中,并不把輸出信號隨時送到輸出結(jié)點,而是送到輸出映象存儲器,只有到了每個掃描周期的末尾,才將輸出映象寄存器的輸出信號幾乎同時送到各輸出結(jié)點。使用映象寄存器優(yōu)點:①同步地在掃描周期開始采樣所有輸入點,并在掃描的執(zhí)行階段凍結(jié)所有輸入值;②在程序執(zhí)行完后再從映象寄存器刷新所有輸出點,使被控系統(tǒng)能獲得更好穩(wěn)定性;⑧存取映象寄存器的速度高于存取I/O速度,使程序執(zhí)行的更快;④I/O點只能以位為單位存取,但映象寄存器則能以位、字節(jié)、雙字進(jìn)行存取。因此,映象寄存器提供了更高的靈活性。另外對控制系統(tǒng)中個別I/O點要求實時性較高的情況下,可用直接I/O指令直接存取輸入/輸出點。
內(nèi)部標(biāo)志位(M)又稱內(nèi)部線圈(內(nèi)部繼電器等),它一般以位為單位使用,但也能以字、雙字為單位使用。內(nèi)部標(biāo)志位容量根據(jù)CPU型號不同而不同。
特殊標(biāo)志位(SM)用來存儲系統(tǒng)的狀態(tài)變量和有關(guān)控制信息,特殊標(biāo)志位分為只讀區(qū)和可寫區(qū),具體劃分隨CPU不同而不同。
(2)數(shù)據(jù)對象 數(shù)據(jù)對象包括定時器、計數(shù)器、高速計數(shù)器、累加器、模擬量輸入/輸出。
定時器類似于繼電器電路中的時間繼電器,但它的精度更高,定時精度分為lms,10ms和100ms三種,根據(jù)精度需要由編程者選用。定時器的數(shù)量根據(jù)CPU型號不同。
計數(shù)器的計數(shù)脈沖由外部輸入,計數(shù)脈沖的有效沿是輸入脈沖的上升沿或下降沿,計數(shù)的方式有累加1和累減1兩種方式。計數(shù)器的個數(shù)同各CPU的定時器個數(shù)。
高速計數(shù)器與一般計數(shù)器不同之處在于,計數(shù)脈沖頻率更高可達(dá)2kHz/7kHz,計數(shù)容量大,一般計數(shù)器為16位,而高速計數(shù)器為32位,一般計數(shù)器可讀可寫,而高速計數(shù)器一般只能作讀操作。
在S7-200CPU中有4個32位累加器,即AC0~AC3,用它可把參數(shù)傳給子程序或任何帶參數(shù)的指令和指令塊。此外,PLC在響應(yīng)外部或內(nèi)部的中斷請求而調(diào)用中斷程序時,累加器中的數(shù)據(jù)是不會丟失的,即PLC會將其中的內(nèi)容壓入堆棧。因此,用戶在中斷程序中仍可使用這些累加器,待中斷程序執(zhí)行完返回時,將自動從堆棧中彈出原先的內(nèi)容,以恢復(fù)中斷前累加器的內(nèi)容。但應(yīng)注意,不能利用累加器作主程序和中斷子程序之間的參數(shù)傳遞。
模擬量輸入/輸出可實現(xiàn)模擬量的A/D和D/A轉(zhuǎn)換,而PLC所處理的是其中的數(shù)字量。
3.參數(shù)空間
用于存放有關(guān)PLC組態(tài)參數(shù)的區(qū)域,如保護(hù)口令、PLC站地址、停電記憶保持區(qū)、軟件濾波、強制操作的設(shè)定信息等,存貯器為EEPROM。
ET 200S 的中央處理單元和 I/O 模塊
適用于 ET 200S 的標(biāo)準(zhǔn)型 CPU:
適用于 ET 200S 的故障安全型 CPU:
SIMATIC ET 200S 標(biāo)準(zhǔn)型 CPU:
IM 151-7 CPU接口模塊可以用于具有中等程序空間的分布式自動化系統(tǒng)。 這一接口模塊支持過程數(shù)據(jù)的就地分散處理,并作為PROFIBUS DP 系統(tǒng)的從站,與主站進(jìn)行通訊。這樣做有以下幾個優(yōu)點:
在 DP 主站出現(xiàn)故障的情況下, 接口模塊 IM 151-7 CPU 仍然自動地繼續(xù)運行。
ET 200S分布式 I/O 系統(tǒng)和 IM151-7 CPU 模塊進(jìn)行精細(xì)的模塊化設(shè)計, 因此, 具有智能化從站優(yōu)點的各個站的結(jié)構(gòu)可以按功能來定向。
左:與安裝板相連的 SIMOTION D410-2 控制單元
右:卡裝到電源模塊上的 SIMOTION D410-2 控制單元
SIMOTION D410-2 為 SIMOTION D 的變形,適用于模塊型多軸方案的單軸應(yīng)用。此類控制單元屬于 SIMOTION D4x5-2 控制器系列的一部分,是書本型多軸應(yīng)用的。SIMOTION D410-2 控制單元分為 PROFIBUS 型 (D410-2 DP) 和 PROFIBUS/PROFINET 型 (D410-2 DP/PN)。
SIMOTION D410-2 控制單元專用于模塊型 SINAMICS S120 PM240-2 和 SINAMICS S120 PM340 電源模塊,可直接連接到該系列的電源模塊。如果需要,也可以將 SIMOTION D410-2 安裝在安裝板上(安裝板需單獨訂購)。
SIMOTION D410-2 控制單元和安裝板
SIMOTION D410-2 可以執(zhí)行與單軸相關(guān)的運動控制功能、工藝功能和 PLC 功能,同時也負(fù)責(zé)執(zhí)行該軸的驅(qū)動控制。集成的輸入/輸出支持多 8 個高速凸輪輸出或 8 個測量輸入。
驅(qū)動控制支持伺服控制(實現(xiàn)高動態(tài)響應(yīng))、矢量控制(實現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩精度)以及 V/f 控制。
SIMOTION D410-2 可在同步組中使用:
S7-200系列的基本邏輯指令
S7-200系列的基本邏輯指令與FX系列和CPM1A系列基本邏輯指令大體相似,編程和梯形圖表達(dá)方式也相差不多,這里列表表示S7-200系列的基本邏輯指令(見表)。 表 S7-200系列的基本邏輯指令
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適用于 ET 200pro 的標(biāo)準(zhǔn)型 CPU:
IM 154-8 PN/DP CPU 可以同時用作一個 IO 控制器以及通過集成的 PROFINET 接口用作一個 PROFINET I-Device。智能 154-8 CPU 接口模塊具有集成的 PLC 功能。提供的功能與 S7-300 CPU 315-2 PN/DP 的功能相對應(yīng)。
ET 200pro 可使用 PLC 功能來控制自動技術(shù)功能裝置, 如
注:
CPU 運行需要 SIMATIC 微存儲卡(MMC)。
IM 151-8F PN/DP CPU 可用于運行中等大小程序的遠(yuǎn)程、分布式自動化解決方案。 可現(xiàn)場對處理數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程預(yù)處理,并能傳送上位控制單元所需的數(shù)據(jù)。 這樣做有以下幾個優(yōu)點:
IM 151-8F PN/DP CPU 運行并不完全依賴于中央控制器。 如果故障,IM151-8F PN/DP CPU 可輕松繼續(xù)運行。
位模塊化設(shè)計的 ET 200S I/O 系統(tǒng)和 IM 151-8F PN/DP CPU 為面向功能的站設(shè)計。
IM 151-8F PN/DP CPU 配有以下部件: