3023

ных модулей. В стойке CR устанавливается центральный процессор.

Соединение стоек осуществляется с помощью интерфейсных модулей. Каждая стойка снабжается собственным интерфейсным модулем. Применение интерфейсных модулей IM 365 позволяет подключать к базовой стойке одну стойку расширения, удаленную на расстояние не более 1м. Интерфейсные модули IM 360 и IM 361 позволяют подключать к базовой стойке до 3 стоек расширения. Расстояние между стойками в этом случае может достигать 10 м.

SIMATIC S7-400 – это модульный программируемый контроллер, предназначенный для построения систем автоматизации средней и высокой степени сложности. Он может комплектоваться широким спектром модулей, устанавливаемых в монтажных стойках в любом порядке (рис. 1.3).

Рис. 1.3. Контроллер SIMATIC S7-400

Система автоматизации S7-400 включает в свой состав:

• Модули блоков питания (PS): используются для подключения SIMATIC S7-400 к источникам питания =24/ 48/ 60/120/ 230 В или ~120/ 230 В.

10

•Модули центральных процессоров (CPU): в составе контроллера могут использоваться центральные процессоры различной производительности. Все центральные процессоры оснащены встроенными интерфейсами MPI и PROFIBUS-DP, некоторые модели – встроенным интерфейсом PROFINET. При необходимости, в базовом блоке контроллера может быть использовано до 4 центральных процессоров.

•Сигнальные модули (SM): для ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов.

•Коммуникационные модули (CP): для организации последовательной передачи данных через PtP интерфейс, построения систем распределенного ввода-вывода на основе PROFIBUS-DP и PROFINET IO, обмена данными через про-

мышленные сети PROFIBUS, PROFINET и Industrial Ethernet.

•Функциональные модули (FM): для решения типовых задач управления (скоростной счет, позиционирование, автоматическое регулирование и т.д.)

•Монтажные стойки: являются конструктивной основой контроллера и позволяют размещать от 4 до 18 модулей контроллера. Во все монтажные стойки встроена параллельная шина (Р-шина) для скоростного обмена данными с сигнальными и функциональными модулями. Все стойки, за исключени-

ем ER1 и ER2 имеют последовательную коммуникационную шину (К-шину) для скоростного обмена большими объемами данных с функциональными модулями и коммуникационными процессорами.

При построении систем локального ввода-вывода на основе монтажных стоек S7-400 должны выполняться следующие правила:

• Система ввода-вывода содержит один базовый блок и несколько стоек расширения. Базовым блоком является монтажная стойка, в которой установлен центральный процессор контроллера. Каждый базовый блок может содержать не более 6 передающих интерфейсных модулей (IM).

11

•Через передающие интерфейсные модули к одному базовому блоку можно подключить до 21 стойки расширения.

•В каждой стойке расширения устанавливается приемный интерфейсный модуль.

•Максимальное расстояние между базовым блоком и стойкой расширения равно 100 м. •

Функциональные особенности CPU S7-400 характери-

зуются следующими показателями:

•Большие объемы рабочей памяти: от 288 Кбайт до 30

Мбайт (в CPU 417-4).

•Встроенная загружаемая память не менее 512 Кбайт (RAM),расширяемая с помощью карты памяти до 64 Мбайт. Использование карты памяти (RAM или Flash-EEPROM) является обязательным.

•Параллельный доступ к памяти программ и данных, существенно повышающий производительность центрального процессора.

•Высокое быстродействие. Время выполнения: - логической операции с битами, операции со словами, арифметической операции с фиксированной точкой – от 75 нс в CPU 412 до 18 нс в CPU 417-4; - арифметической операции с плавающей запятой – от 225 нс в CPU 412-1 до 54 нс в CPU 417-4.

•Выбор режимов работы с помощью переключателя замкового типа. Переключение возможно только с помощью ключа.

• Запись программы и данных в карту	памяти Flash	-
EEPROM через встроенный в центральный	процессор интер-

фейс. • Широкие коммуникационные возможности, поддержка от 32 до 64 активных коммуникационных соединений.

• Наличие буфера диагностических сообщений, сохраняющего 120 последних сообщений об ошибках, отказах и прерываниях. Возможность считывания и анализа диагностической информации.

Отказоустойчивый программируемый контроллер SIMATIC S7-400H предназначен для построения систем

12

управления, отказ которых может повлечь за собой гибель людей, большие экономические потери из-за простоя оборудования, угрозу окружающей природной среде. Каждый контроллер создается на основе двух центральных процессоров СPU 417-4H (СPU 4144H), связанных между собой оптоволоконными линиями связи, подключаемыми к субмодулям синхронизации (рис. 1.4).

Рис. 1.4. Отказоустойчивый контроллер SIMATIC S7-400H

CPU работают по принципу “ведущий-ведомый”. Основным принципом является принцип горячего резервирования с поддержкой безударного автоматического переключение на резервный базовый блок в случае отказа ведущего базового блока.

Подключение программатора к CPU

При использовании USB-адаптера (рис. 1.5) в качестве устройства программирования может использоваться любой персональный компьютер или ноутбук, который удовлетворяет требованиям к установке пакета STEP 7 (WIN XP PROF,

512Mb RAM). Начиная с версии STEP 7 V5.4 SP3, поддержива-

ется работа с MS Windows 7 32/64-Bit.

USB-адаптер поддерживает протоколы MPI (S7-300/400), PPI (S7-200) и PROFIBUS-DP. Максимальная скорость переда-

чи 1.5 Mbps.

13

Рис. 1.5. USB-адаптер

Для связи с S7 -CPU Вы можете также использовать специальные коммуникационные модули SIMATIC NET, напри-

мер, CP 5512 (PC-CARD) или CP 5611 (PCI-CARD).

2. УПРАВЛЕНИЕ ПРОЕКТОМ

Основной программой пакета программного обеспечения STEP 7 является SIMATIC Manager, который позволяет производить основные операции с проектом, такие как создание, сохранение, открытие, а также управлять работой проекта, запускать различные утилиты, связывать их между собой и т.д. Он является частью про-

мышленного программного обеспечения SIMATIC. Структура проекта STEP 7 представлена на рис.

2.1.

Рис. 2.1. Структура проекта STEP 7

14

Иерархия объектов для проектов и библиотек в STEP 7 отображается таким же образом, как Windows Explorer отображает структуру каталогов из папок и файлов. Каждый проект представляет базу данных, в которой хранятся все актуальные данные.

Объекты Station хранятся информацию о конфигурации аппаратуры и параметрах модулей SIMATIC S7 300/400.

Объект S7 Program - программа для подчиненного объекта, в данном случае – CPU 313C.

Объект Source Files - исходные тексты программ на языке STL или высокого уровня (SCL, GRAPH 7).

Объект Blocks - программные блоки для загрузки в CPU и для редактирования на языке STEP 7.

Для создания нового проекта Вы можете воспользоваться помощником (ассистентом), выбрав в главном меню пункт File -> New Project Wizard, либо без его участия, выбрав первый пункт главного меню File -> New. В первом случае помощник предложит выбрать тип CPU из весьма ограниченного списка, во втором случае выбор устройств существенно богаче – весь каталог.

Вставить станцию в проект для последующего конфигурирования можно через главное меню Insert ->Station (рис. 2.2), либо через контекстное, предварительно выделив имя созданного проекта.

Рис. 2.2. Вставка станции в проект

15

Помимо новой станции в проект можно добавить S7программу не связанную с конкретной аппаратурой через главное меню Insert ->Program. Папка “S7 Program”. Для чего это надо? Неподчиненная S7-станции программа используется для:

•создания программы раньше процедуры конфигурирования станции;

•хранения различных версий программы / блока;

•хранения различных символьных таблиц;

•создания тестовой программы для последующей отладки на симуляторе (дополнительная программа S7-PLСSIM).

Аппаратура станции SIMATIC конфигурируется с помощью утилиты STEP 7 “HW Config”. Откройте папку SIMATIC 300 Station и дважды щелкните на символе Hardware [Аппаратура]. Открывается окно "HW Config“ (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Окно конфигуратора станции

16

3. КОНФИГУРИРОВАНИЕ СТАНЦИИ SIMATIC S7

При создании нового проекта без использования мастера (Wizard) конфигурирование 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 производить либо двойным щелчком, либо перетаскиванием по техно-

логии «drag & drop».

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

Если требуется установить блок питания, то необходимо вставлять его в слот 1 стойки. Соответствующий модуль станции SIMATIC 300 находится в группе PS-300. Найдите в каталоге папку блоков питания и выбрав в ней PS307 2A, перенесите его в слот 1.

CPU контроллера можно найти в каталоге CPU-300, он вставляется в слот 2.

Слот 3 станции S7-300 зарезервирован для интерфейсного модуля IM, необходимого для многоуровневых конфигураций, поэтому в нашем случае этот слот остается пустым.

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 отыскивать нужный модуль в папке и вставлять его, выбирая слот в стойке.

Обновление каталога элементов

Для новых модулей, например CPU или I/O-модулей, которых нет в каталоге элементов, Вы можете выполнить команду обновления каталога элементов Options -> Install HW Updates. Обновление возможно через Internet (стандартная страница http://www.siemens.com/automation/step7-hwconfig2),

либо через каталог файлов на жестком диске. При выборе

17

Internet создается каталог C:\HWUpdates, который в дальнейшем можно использовать для обновления HW-библиотеки на компьютерах без подключения к Internet.

Параметрирование CPU

Выбрать модуль CPU и открыть окно свойств (Properties) дважды кликнув на изображении модуля, либо правой кнопкой мыши вызвать контекстное меню, выбрав в нем пункт Object Properties. Откроется диалоговое окно с множеством вкладок. В памяти CPU прошита определенная версия операционной системы (firmware). Ее можно обновлять. Параметрирование CPU есть не что иное, как настройка поведения этой операционной системы. Операционная систем выполняет огромную работу. Это диагностика модулей, обслуживание коммуникаций, реакция на события запланированные (циклические прерывания) и нет (прерывания от внешних сигналов, аварии модулей и т.п.). В программе пользователя для взаимодействия с операционной системой предусмотрены соответствующие организационные блоки (OB). Номера этих блоков систематизированы, поэтому программа, написанная под конкретную версию CPU S7-300 или S7-400, может с успехом исполняться другим CPU, если его операционной системой поддерживаются задействованные операционные блоки и достаточно программных ресурсов, таких как объем памяти, быстродействие и т.д.

Вкладка свойств CPU General (общие) представлена на рис. 3.1. Серые поля в окошках ввода/вывода не предназначены для редактирования – это информация к сведению. Белые поля можно редактировать. Следует заметить, что по умолчанию содержимое этих полей отражает многолетний опыт эксплуатации контроллеров, поэтому для множества задач автоматизации их менять не требуется. Отметим наиболее важные из них.

18

Рис. 3.1. Вкладка General

Properties - кнопка для изменения MPI адреса. По умолчанию (с конвейера) все CPU имеют MPI адрес = 2, скорость передачи = 187.5 Kbps.

В сети MPI а дрес = 0 зарезервирован для подключения программатора, адрес = 1 – для панели оператора, их можно изменить, но назначить CPU невозможно. Для CPU доступны адреса от 2 до 31 включительно. Если в MPI сети предполагается наличие нескольких контроллеров, позаботьтесь, чтобы каждый из них имел уникальный адрес

Следующая вкладка свойств – Startup (запуск) представлена на рис. 3.2.

19