Прикладное программное обеспечение систем управления

4.1.3 Прикладное программное обеспечение систем управления

наименование дисциплины

Вопросы.

Архитектура ISaGRAF.

Блоки данных в инструментальной среде Step 7. Их назначение, особенности и порядок запуска

Внутренние и внешние теги в WinCC. В чем разница между внутренними и внешними тегами в WinCC, для чего создаются группы тегов?

Программное и аппаратное конфигурирование. В чем разница между программным и аппаратным конфигурированием?

Универсальные и специализированные инструментальные среды. В чем разница между универсальными и специализированными ИС?

Что такое модули расширения при аппаратном конфигурировании ПЛК на примере ПЛК фирмы SIEMENS.

Архитектура ISaGRAF

Условно пакет ISaGRAF можно разделить на две компоненты: систему разработки (ISaGRAF DevSys) и систему исполнения (ISaGRAF Target). КОММУНИКАЦИОННАЯ ЗАДАЧА обеспечивает поддержку процедуры загрузки пользовательского ISaGRAF-приложения со стороны программируе-мого контроллера, а также доступ к рабочим переменным этого приложения со стороны отладчика системы разработки ISaGRAF. Кроме того, коммуникаци-онная задача реализует так же поддержку протокола MODBUS, что дает воз-можность доступа к данным на контроллере не только отладчику ISaGRAF, но и любой системе визуализации и управления данными (SCADA), имеющей со-ответствующий драйвер MODBUS. ДРАЙВЕРЫ УСО (устройства сопряжения с объектом) организуют прозрачный доступ к аппаратуре ввода/вывода и де-лают этот процесс стандартным для конкретной операционной системы. ФУНКЦИИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ описывают процедуры и алгоритмы функ-ций, не реализованных в стандартном варианте поставки системы ISaGRAF. СИСТЕМНЫЕ ФУНКЦИИ предназначены для описания специфики кон-кретной операционной системы, реализованной на данном типе контроллеров. ЯДРО ISaGRAF реализует поддержку стандартных языков программиро-вания PLC и стандартного набора функций и функциональных блоков. Про-цесс разработки ISaGRAF-приложения (задачи пользователя) в общих чертах описывается следующим алгоритмом: --программирование приложения в рамках интегрированной среды разработ-ки ISaGRAF (ISaGRAF DevSys); --загрузка приложения из PC в PLC (через RS232, ETHERNET) с использова-нием встроенных средств системы разработки ISaGRAF и коммуникацион-ной задачи со стороны PLC; --запуск пользовательского приложения под управлением ядра ISaGRAF сис-темы исполнения (ISaGRAF Target); --запуск интерактивного отладчика со стороны системы разработки ISaGRAF для контроля выполнения пользовательского приложения.

Блоки данных в инструментальной среде Step 7. Их назначение, особенности и порядок запуска Типы блоков STEP 7

STEP 7 объединяет все файлы программ пользователя и все файлы данных в блоки. В пределах одного блока могут быть использованы другие блоки. Механизм их вызова напоминает вызов подпрограмм. Это позволяет улучшать структуру программы пользователя, повышать их наглядность, обеспечить удобство их модификации, перенос готовых блоков из одной программы в другую.

В составе программ STEP 7 могут быть использованы блоки следующих типов:

• Организационные блоки (ОВ), которые осуществляют управление ходом выполнения программы. В зависимости от способа запуска (циклическое выполнение, запуск по временному прерыванию, запуск по событию и т.д.) организационные блоки разделяются на классы, имеющие различные уровни приоритета. Организационные блоки с более высокими уровнями приоритета способны прерывать выполнение блоков с более низкими приоритетными уровнями. Предусмотрена возможность детального описания события, вызывающего запуск организационного блока. Эта информация может быть использована в программе пользователя.

• Функциональные блоки (FB) содержат отдельные части программы пользователя. Выполнение функциональных блоков сопровождается обработкой различных данных. Эти данные, внутренние переменные и результаты обработки загружаются в выделенный для этой цели блок данных IDB(Instancedata Block). Управление данными, хранящимися в IDB, осуществляет операционная система программируемого контроллера

• Для каждого функционального (FB) и системного функционального (SFB) блока операционная система контроллера создает служебный блок данных IDB. IDB генерируются автоматически после компиляции FB и SFB. Доступ к данным, хранящимся в IDB, может быть осуществлен из программы пользователя или из системы человеко-машинного интерфейса.

• Функции (FC) – блоки, которые содержат программы вычисления. Каждая функция формирует фиксированную выходную величину на основе получаемых входных данных. К моменту вызова функции все ее входные данные должны быть определены. Такой механизм позволяет использовать функции без блоков данных.

• Блоки данных (DB) предназначены для хранения данных пользователя. В отличие от данных, хранящихся в IDB и используемых одним блоком FB или SFB, глобальные данные, хранящиеся в DB, могут использоваться любым из программных модулей. В DB могут храниться данные, имеющие элементарный или структурный тип. Примерами данных элементарного типа могут служить данные логического (BOOL), целого (INTEGER), действительного (REAL) или других типов. Данные структурного типа формируются из данных элементарного типа. Для обращения к данным, записанным в DB, может использоваться символьная адресация.

• Системные функциональные блоки (SFB) – это функциональные блоки, встроенные в операционную систему центрального процессора (например, SEND/ RECEIVE). Эти блоки не занимают места в памяти программ контроллера, но требуют использования IDB.

• Системные функции (SFC) – это функции, встроенные в операционную систему контроллера. Например, функции таймеров, счетчиков, передачи блоков данных и т.д.

• Системные блоки данных (SDB) – это блоки для хранения данных операционной системы центрального процессора. К этим данным относятся параметры настройки системы и отдельных модулей (аппаратных модулей).

Внутренние и внешние теги в WinCC. В чем разница между

внутренними и внешними тегами в WinCC, для чего создаются группы тегов?

Соединение между WinCC и системой автоматизации устанавливается с помощью коммуникационных драйверов или драйверов связи. Данные, созданные системой автоматизации или проектом WinCC, передаются с помощью тегов.

Подсистема Tag Management [Управление тегами] предназначена для администрирования тегов и коммуникационных драйверов, которые используются в проекте. Tag Management [Управление тегами] можно запустить из навигационного окна WinCC Explorer [Проводника WinCC].

Использование

В WinCC теги, получающие значения от процесса, считаются внешними тегами или тегами процесса. Для тегов процесса Tag Management [Управление тегами] определяет коммуникационный драйвер, посредством которого WinCC соединяется с системой автоматизации, а также параметры обмена данными. Соответствующие теги создаются в папке этого коммуникационного драйвера. Она содержит модуль канала, его соединения, а также соответствующие группы тегов и теги процесса.

Теги , не получающие значений от процесса, называются "внутренними тегами " и создаются в папке "Internal Tags [Внутренние теги ]".

Для наглядного представления тегов в Tag Management [Управление тегами] их можно объединять в группы. В компоненте Tag Management [Управление тегами] созданные теги организуются в структуру папок, навигация по которой аналогична навигации по папкам Windows.

Программное и аппаратное конфигурирование. В чем разница между программным и аппаратным конфигурированием?

Состав вычислительной системы называют конфигурацией. Конфигурация вычислительной системы включает аппаратные и программные средства, которые представляют собой отдельно аппаратную конфигурацию и программную конфигурацию.

Аппаратная конфигурация вычислительной системы

Современные компьютеры и вычислительные комплексы имеют блочно-модульную конструкцию – аппаратную конфигурацию, необходимую для исполнения конкретных видов работ, которую можно собирать из готовых блоков и узлов. По способу расположения устройств различают внутренние и внешние устройства. Внешними, как правило, являются большинство устройств ввода-вывода данных и некоторые устройства, предназначенные для длительного хранения данных.

Согласование между отдельными узлами и блоками выполняют с помощью аппаратных интерфейсов.

Аппаратными интерфейсами называют переходные аппаратно-логические устройства. Стандарты на аппаратные интерфейсы называют протоколами.

Протоколэто совокупность технических условий, обеспечивающих взаимное согласование различных устройств при их совместной работе.

Многочисленные интерфейсы, присутствующие в любой вычислительной системе, можно условно разделить на последовательные и параллельные. Через последовательные интерфейсы данные предаются последовательно бит за битом, а через параллельные – одновременно группами битов. При этом количество битов, участвующих в одной посылке, определяется разрядностью интерфейса (8, 16, 24, 32, 64-разрядные).

Поскольку обмен данными через последовательные интерфейсы производится битами, их производительность измеряют битами в секунду (бит/с, Кбит/с, Мбит/с). Последовательные интерфейсы применяют для подключения “медленных” устройств, когда нет существенных ограничений на продолжительность обмена данными.

Так как обмен данными через параллельные интерфейсы производится группами битов (байтами), то их производительность измеряется  байтами в секунду (байт/с, Кбайт/с, Мбайт/с). Параллельные интерфейсы применяют для подключения быстродействующих устройств там, где важна скорость передачи данных.

Конфигурацию компьютера (состав оборудования) можно гибко изменять по мере необходимости. Однако существует понятие базовой конфигурации, которую считают типовой. Понятие базовой конфигурации по мере развития техники может меняться. В настоящее время в состав базовой конфигурации включают: системный блок, монитор, клавиатуру и мышь.

Программная конфигурация вычислительной системы

Программа – это упорядоченная последовательность команд. Конечная цель любой компьютерной программы – управление аппаратными средствами. Программное и аппаратное обеспечение в компьютере работают в неразрывной связи и в непрерывном взаимодействии. Состав программного обеспечения вычислительной системы называют программной конфигурацией. В программной конфигурации между её программами существует взаимосвязь, то есть имеет место межпрограммный интерфейс. Возможность существования такого интерфейса основана на существовании технических условий и протоколов взаимодействия. На практике межпрограммный интерфейс (взаимодействие) обеспечивается путём распределения программного обеспечения по нескольким взаимодействующим между собой уровням. Эти уровни представляют собой пирамидальную конструкцию. Каждый следующий уровень опирается на программное обеспечение предшествующих уровней. Уровни программного обеспечения подразделяются на: базовый, системный, служебный и прикладной уровни.

Универсальные и специализированные инструментальные среды. В чем разница между универсальными и специализированными ИС?

(при желании сократить)

Компьютерная поддержка процессов разработки и сопровождения ПС может производиться не только за счет использования отдельных инструментов (например, компилятора), но и за счет использования некоторой логически связанной совокупности программных и аппаратных инструментов. Такую совокупность будем называть инструментальной средой разработки и сопровождения ПС.

Часто разработка ПС производится на том же компьютере, на котором оно будет применяться. Это достаточно удобно. Во-первых, в этом случае разработчик имеет дело только с компьютерами одного типа. А, во-вторых, в разрабатываемое ПС могут включаться компоненты самой инструментальной среды. Однако, это не всегда возможно. Например, компьютер, на котором должно применяться ПС, может быть неудобен для поддержки разработки ПС или его мощность недостаточна для обеспечения функционирования требуемой инструментальной среды. Кроме того, такой компьютер может быть недоступен для разработчиков этого ПС (например, он постоянно занят другой работой, которую нельзя прерывать, или он находится еще в стадии разработки). В таких случаях применяется так называемый инструментально-объектный подход. Сущность его заключается в том, что ПС разрабатывается на одном компьютере, называемым инструментальным, а применяться будет на другом компьютере, называемым целевым (или объектным).

Инструментальная среда не обязательно должна функционировать на том компьютере, на котором должно будет применяться разрабатываемое с помощью ее ПС.

Совокупность инструментальных сред можно разбивать на разные классы, которые различаются значением следующих признаков:

ориентированность на конкретный язык программирования,

специализированность,

комплексность,

ориентированность на конкретную технологию программирования,

ориентированность на коллективную разработку,

интегрированность.

Специализированность инструментальной среды показывает: ориентирована ли среда на какую-либо предметную область или нет. В первом случае информационная среда и инструменты существенно используют знание о фиксированной предметной области, в силу чего они оказываются более удобными для использования или предоставляют дополнительные возможности при разработке ПС для этой предметной области. Но в этом случае такая инструментальная среда оказывается не пригодной или мало пригодной для разработки ПС для других предметных областей. Во втором случае среда поддерживает лишь самые общие операции для разных предметных областей. Но в этом случае такая среда будет менее удобной для конкретной предметной области, чем специализированная на эту предметную область.

Ориентированность на конкретный язык программирования (языковая ориентированность) показывает: ориентирована ли среда на какой-либо конкретный язык программирования (и на какой именно) или может поддерживать программирование на разных языках программирования. В первом случае информационная среда и инструменты существенно используют знание о фиксированном языке (глобальная ориентированность), в силу чего они оказываются более удобным для использования или предоставляют дополнительные возможности при разработке ПС. Но в этом случае такая среда оказывается не пригодной для разработки программ на другом языке. Во втором случае инструментальная среда поддерживает лишь самые общие операции и, тем самым, обеспечивает не очень сильную поддержку разработки программ, но обладает свойством расширения (открытости). Последнее означает, что в эту среду могут быть добавлены отдельные инструменты, ориентированные на тот или иной конкретный язык программирования, но эта ориентированность будет лишь локальной (в рамках лишь отдельного инструмента).

Комплексность инструментальной среды показывает: поддерживает ли она все процессы разработки и сопровождения ПС или нет. В первом случае продукция этих процессов должна быть согласована. Поддержка инструментальной средой фазы сопровождения ПС, означает, что она должна поддерживать работу сразу с несколькими вариантами ПС, ориентированными на разные условия применения ПС и на разную связанную с ним аппаратуру, т.е. должна обеспечивать управление конфигурацией ПС[16.1, 16.3].

Ориентированность на конкретную технологию программирования показывает: ориентирована ли инструментальная среда на фиксированную технологию программирования [16.2] либо нет. В первом случае структура и содержание информационной среды, а также набор инструментов существенно зависит от выбранной технологии (технологическая определенность). Во втором случае инструментальная среда поддерживает самые общие операции разработки ПС, не зависящие от выбранной технологии программирования.

Ориентированность на коллективную разработку показывает: поддерживает ли среда управление (management) работой коллектива или нет. В первом случае она обеспечивает для разных членов этого коллектива разные права доступа к различным фрагментам продукции технологических процессов и поддерживает работуменеджеров [16.1] по управлению коллективом разработчиков. Во втором случае она ориентирована на поддержку работы лишь отдельных пользователей.

Интегрированность инструментальной среды показывает: является ли она интегрированной (и в каком смысле) или нет. Инструментальная среда считаетсяинтегрированной, если взаимодействие пользователя с инструментами подчиняется единообразным правилам, а сами инструменты действуют по заранее заданной информационной схеме, связаны по управлению или имеют общие части. В соответствие с этим различают три вида интегрированности:

интегрированность по пользовательскому интерфейсу,

интегрированность по данным,

интегрированность по действиям (функциям),

Интегрированность по пользовательскому интерфейсу означает, что все инструменты объединены единым пользовательским интерфейсом. Интегрированность по данным означает, что инструменты действуют в соответствии с фиксированной информационной схемой (моделью) системы, определяющей зависимость друг от друга различных используемых в системе фрагментов данных (информационных объектов). В этом случае может быть обеспечен контроль полноты и актуальности программных документов и порядка их разработки. Интегрированность по действиям означает, что, во-первых, в системе имеются общие части всех инструментов и, во-вторых, одни инструменты при выполнении своих функций могут обращаться к другим инструментам.

Инструментальную среду, интегрированную хотя бы по данным или по действиям, будем называть инструментальной системой. При этом интегрированность по данным предполагает наличие в системе специализированной базы данных, называемой репозиторием. Под репозиторием будем понимать центральное компьютерное хранилище информации, связанной с проектом (разработкой) ПС в течение всего его жизненного цикла.

СО старой шпоры: (Инструментальные средства : -универсальный и не универсальный для программирования определенного класса контроля в целом. Пример: IsaGRAF и ултра логик. Как правило такие среды имеют стройные редакторы нескольких языков стандартов возможность выгр.готовый вход приложения ПЛК. Конфигурировать оборудования управлять целевой задачей. Недостатки: необходимость загрузки на конроллер доп.рпрог.обеспечение в рамках который вып.ся целевая задача. Специолизированный предназна для прог.конкретной конроллеров классоконтр.пример: лого или степ 7. Отличается от универсальной строго привязкой. Возможности таких сред шире или универсальных и могут включать адменистрированной сети.)

Что такое модули расширения при аппаратном конфигурировании ПЛК на примере ПЛК фирмы SIEMENS

Варианты порядка создания проекта в инструментальной среде Step 7

Начнем работу со средой, щелкнув на пиктограмму «SIMATIC Manager» на Рабочем столе ПК, либо, выбрав пункты меню ПУСК\SIMATIC\SIMATIC Manager.В среде Step7 существует два способа создания проекта: ---при помощи мастера создания проектов «STEP 7 Wizard»;--в ручном режиме.Первый способ – это создание проекта при помощи мастера. При запуске программы, первое загружаемое окно, называется «STEP 7 Wizard», в нем предлагается создать проект посредством нескольких простых действий. Если же у нас уже имеется готовый проект, то данное окно необходимо закрыть и воспользоваться меню Fail\Open.Создадим новый проект, для этого в окне Wizard нажмем кнопку «Next». Дальнейшим действием программа предлагает выбрать, из списка тип CPU который будет использоваться в проекте. Модуль центрального процессора «Мозг» машины, выполняет все вычислительные процессы, связанные с обработкой событий автоматизируемого технологического процесса или объекта. Из широкого спектра предложенных в списке модулей необходимо выбрать тот, который наиболее экономично и полно соответствует требованиям, предъявляемым к автоматизации ТП. Характеристики модулей приведены в этом же окне. Необходимо помнить, что выбранное оборудование должно строго соответствовать физическим устройствам, для которых разрабатывается ПО.Выберем контроллер SIMATIC 300\CPU-300\CPU-313C\6ES7-313-5BE01-0AB0. Адрес сети MPI, предлагаемый по умолчанию программой – 2. Это обусловлено тем, что первый адрес всегда резервируется для машины, чаще всего ПК, которая выступает в качестве рабочей станции для конфигурирования, настройки, программирования и управления ПЛК подключенных к сети. Каждому новому ПЛК подключаемому к сети, должен быть присвоен уникальный индивидуальный адрес. Оставим адрес без изменения. Щелкнем кнопку «Next».В предложенном окне программа предлагает уточнить метод выполнения программы, путем установки соответствующей галочки напротив обозначения функционального модуля. Оставим галочку на модуле ОВ1, что позволит работать программе по циклу, с опросом входов и перезаписью выходов с каждым исполненным циклом.Ниже выберем язык, используемый для создания логики проекта. Step 7 поддерживает три языка стандарта IEC1131-3 FBD, LD, STL. Для нашего проекта выберем любой из языков, к примеруFBD. Щелкнем кнопку «Next».В соответствующем поле введем имя проекта, к примеру «MineProject». Щелкнем кнопку «Finish», работу мастера по созданию проекта можно считать завершенной.Для создания нового проекта в ручном режиме нужно в меню File выбрать пункт New. На экране появится диалоговое окноВ данном окне указываются имя проекта и его размещение. Далее в меню Insert необходимо выбрать пункт рабочей станции, к примеруStation\SIMATIC 300 Station. Для конфигурации оборудования выберем станцию SIMATIC 300(1) и дважды щелкнем на иконке Hardware. Это позволит войти в окно программного конфигурирования оборудования.

Действия внутри переходов языка SFC ISaGRAF, соглашения, примеры К каждому переходу может присоединяться логическое выражение, кото-рое является условием прохождения этого перехода. Условие обычно записы-вается на языке ST или LD. Это Уровень 2 перехода. Однако могут быть ис-пользованы и другие структуры: --оглашения языка ST; --Соглашения языка LD; --Соглашения языка IL; --Вызовы функций из переходов. Если к переходу не присоединено выражение, то по умолчанию условие - TRUE.Соглашения языка ST Язык ST можно использовать для описания условий, присоединенных к переходам. Выражение должно иметь логический тип и заканчиваться точкой с запятой: < boolean_expression > ; Выражение может быть константой TRUE или FALSE, входом или внут-ренней логической переменной, или комбинацией переменных, которые дают логическое значение. Соглашения языка LD Язык Релейных Диаграмм (LD) можно использовать для описания усло-вий, присоединенных к переходам. Диаграмма состоит из штанги с витком. Значение витка представляет значение переходаСоглашения языка IL Язык Список Инструкций (IL) можно использовать для описания SFC пе-реходов, согласно следующему синтаксису: #info=IL <инструкция><инструкция> .... #endinfo Значение, которое содержит текущий результат (IL регистр) в конце IL последовательности, будет являться условием присоединенным к переходу: result = 0 условие перехода – FALSE; result <> 0 условие перехода – TRUE. Специальные ключевые слова #info=IL и #endinfo должны быть введены именно так, прописными буквами. До или после ключевых слов нельзя вво-дить пробелы и символы табуляции.

Действия внутри шагов языка SFC ISaGRAF, соглашения, примеры Уровень 2 шага SFC представляет собой детальное описание действий в период активности шага. Это описание может использовать текстовые допол-нения языка SFC, структурный текст ST, язык инструкций IL. Основные типы действий: булевские действия; импульсные действия; не сохраняемые действия; действия SFC. В одном шаге могут быть описаны несколько действий одинаковых или разных типов (см. АСУ водоотливной установкой шаг номер 2). Использова-ние любого языка возможно посредством вызова подпрограм, функций или функциональных блоков, написанных на любом языке, включая С. Это можно реализовать с помощью языков ST или IL.

Из каких рабочих окон состоит среда IsaGRAF? Их назначение и краткое описание. Вот главные пиктограммы ISaGRAF: Projects: Управление проектом Libraries: Управление библиотекой Book: Справочная система ISaGRAF Diagnosis: Система диагностики для пользователя Read Me: Информация о новой версии ISaGRAF Report: Стандартный отчёт об ошибках

Из каких технических средств состоит нижний уровень иерархической системы дистанционного контроля и управления? Из каких технических средств состоит нижний уровень иерархической системы дистанционного контроля и управления?Нижний уровень. Здесь выполняются функции по сбору, обработке, приему и передаче информации, функции локального управления технологиче-ским процессом, максимально приближенного к реальному времени. Уровень включает в себя следующие группы устройств:1.1. Датчики – выполняют нормированное преобразование физических ве-личин (как электрических, так и не электрических) в электрические. Выбор параметров и типа датчика определяются требованиями техно-логического процесса, а также возможностями проектируемой системы управления (здесь прежде всего определяют диапазоны измеряемых сигналов, их быстродействие, форматы получаемых электрических сигналов). 1.2. Исполнительные устройства (ИУ) – выполняют управляемое преобра-зование энергии источника питания в энергию необходимую для реа-лизации конкретной технологической операции. Энергия источника питания как правило электрическая, а энергия используемая для пере-мещения регулирующего органа – механическая. В таком случае ИУ – это электромеханический преобразователь. ИУ предусматривает воз-можность управления процессом преобразования энергии, для чего ис-пользуются управляемые преобразователи амплитуды, частоты, фазы электрической энергии источника (чаще всего, релейные или тири-сторные). 1.3. Управляемые преобразователи (УП) – устройства различной сложно-сти, обеспечивающие возможность изменения характеристик переда-ваемой исполнительным элементом энергии, проще говоря, регули-рующие выходной параметр исполнительного элемента (например ско-рость двигателя). Вид энергии зависит от типа ИУ и от места установ-ки УП – до или после ИУ по отношению к потоку энергии. К устройст-вам устанавливаемым до ИУ относятся тиристорные преобразователи, Входными параметрами УП может быть как один сигнал, так и совокуп-ность сигналов. Которые на выходе УП приобретают форму необходимую для регулирования ИУ. 1.4. Нормализаторы сигналов и согласующие устройства – выполняют пре-образование немасштабированного электрического сигнала некоторой формы, в нормированный унифицированный электрический сигнал и наоборот, кроме того могут обеспечивать гальваническую развязку. Как правило, датчик (собственно чувствительный элемент датчика) выдает ненормированный сигнал малой мощности, помехонезащищен-ный, что требует в соответствии с нормами международных стандартов приведения сигнала в некий унифицированный формат. Формат этот зависит от организации сети связи технических систем на соответст-вующем уровне АСУП. 1.5. Контроллеры – обеспечивают заданную последовательность работы, взаимодействие технологического оборудования. Это может выражать-ся в виде инициации процессов пуска и торможения двигателей, стаби-лизации и слежения за технологическими параметрами, простейшего анализа аварийных ситуаций и др. Наличие тех или иных функций мо-жет варьироваться в зависимости от сложности технологического про-цесса, типа контроллера и его места в иерархической АСУП. Контрол-лер может как включать функции связи с верхними уровнями системы автоматизации, так и работать автономно без связи с верхним уровнем АСУП.

Из каких уровней может состоять система дистанционного контроля и управления? В общем виде она может быть представлена в виде трехуровневой схемы:

Нижний уровень. Здесь выполняются функции по сбору, обработке, приему и передаче информации, функции локального управления технологиче-ским процессом, максимально приближенного к реальному времени. Средний уровень (микро-SCADA – Supervisory control and data acquisition – система диспетчерского контроля и сбора данных) [1, 2]. Этот уровень также можно назвать цеховым. Он выполняет функции сбора, обработки сигналов агрегата (цеха), передачу управляющих воздействий общего ха-рактера (переключение режимов работы оборудования, изменение мощ-ности и др.). Кроме традиционных функций, в последнее время наблю-даются тенденции внедрения подсистем прогнозирования аварийных си-туаций технологической линии. Понятно, что этот уровень целесообразно включать при разделении предприятия на цеха, в более простом варианте его внедрение не будет оправдано. Локальная станция цехового уровня обеспечивает интерфейс (взаимодействие) между диспетчером-оператором цеха и технологическим процессом, а также связь с верхним уровнем. Верхний уровень супервизорного контроля и управления (операторские станции SCADA, расчетные станции). Предназначен для отображения и обработки данных, формирования баз данных, посылки управляющих сигналов на нижние уровни системы, конфигурирования системы, проверки данных на достоверность, обеспечения поддержки выполнения ра-бот, связанных с поверкой измерительных каналов и другие работы.

Варианты порядка создания проекта в инструментальной среде Step 7

Начнем работу со средой, щелкнув на пиктограмму «SIMATIC Manager» на Рабочем столе ПК, либо, выбрав пункты меню ПУСК\SIMATIC\SIMATIC Manager.В среде Step7 существует два способа создания проекта: ---при помощи мастера создания проектов «STEP 7 Wizard»;--в ручном режиме.Первый способ – это создание проекта при помощи мастера. При запуске программы, первое загружаемое окно, называется «STEP 7 Wizard», в нем предлагается создать проект посредством нескольких простых действий. Если же у нас уже имеется готовый проект, то данное окно необходимо закрыть и воспользоваться меню Fail\Open.Создадим новый проект, для этого в окне Wizard нажмем кнопку «Next». Дальнейшим действием программа предлагает выбрать, из списка тип CPU который будет использоваться в проекте. Модуль центрального процессора «Мозг» машины, выполняет все вычислительные процессы, связанные с обработкой событий автоматизируемого технологического процесса или объекта. Из широкого спектра предложенных в списке модулей необходимо выбрать тот, который наиболее экономично и полно соответствует требованиям, предъявляемым к автоматизации ТП. Характеристики модулей приведены в этом же окне. Необходимо помнить, что выбранное оборудование должно строго соответствовать физическим устройствам, для которых разрабатывается ПО.Выберем контроллер SIMATIC 300\CPU-300\CPU-313C\6ES7-313-5BE01-0AB0. Адрес сети MPI, предлагаемый по умолчанию программой – 2. Это обусловлено тем, что первый адрес всегда резервируется для машины, чаще всего ПК, которая выступает в качестве рабочей станции для конфигурирования, настройки, программирования и управления ПЛК подключенных к сети. Каждому новому ПЛК подключаемому к сети, должен быть присвоен уникальный индивидуальный адрес. Оставим адрес без изменения. Щелкнем кнопку «Next».В предложенном окне программа предлагает уточнить метод выполнения программы, путем установки соответствующей галочки напротив обозначения функционального модуля. Оставим галочку на модуле ОВ1, что позволит работать программе по циклу, с опросом входов и перезаписью выходов с каждым исполненным циклом.Ниже выберем язык, используемый для создания логики проекта. Step 7 поддерживает три языка стандарта IEC1131-3 FBD, LD, STL. Для нашего проекта выберем любой из языков, к примеруFBD. Щелкнем кнопку «Next».В соответствующем поле введем имя проекта, к примеру «MineProject». Щелкнем кнопку «Finish», работу мастера по созданию проекта можно считать завершенной.Для создания нового проекта в ручном режиме нужно в меню File выбрать пункт New. На экране появится диалоговое окноВ данном окне указываются имя проекта и его размещение. Далее в меню Insert необходимо выбрать пункт рабочей станции, к примеруStation\SIMATIC 300 Station. Для конфигурации оборудования выберем станцию SIMATIC 300(1) и дважды щелкнем на иконке Hardware. Это позволит войти в окно программного конфигурирования оборудования.

Действия внутри переходов языка SFC ISaGRAF, соглашения, примеры К каждому переходу может присоединяться логическое выражение, кото-рое является условием прохождения этого перехода. Условие обычно записы-вается на языке ST или LD. Это Уровень 2 перехода. Однако могут быть ис-пользованы и другие структуры: --оглашения языка ST; --Соглашения языка LD; --Соглашения языка IL; --Вызовы функций из переходов. Если к переходу не присоединено выражение, то по умолчанию условие - TRUE.Соглашения языка ST Язык ST можно использовать для описания условий, присоединенных к переходам. Выражение должно иметь логический тип и заканчиваться точкой с запятой: < boolean_expression > ; Выражение может быть константой TRUE или FALSE, входом или внут-ренней логической переменной, или комбинацией переменных, которые дают логическое значение. Соглашения языка LD Язык Релейных Диаграмм (LD) можно использовать для описания усло-вий, присоединенных к переходам. Диаграмма состоит из штанги с витком. Значение витка представляет значение переходаСоглашения языка IL Язык Список Инструкций (IL) можно использовать для описания SFC пе-реходов, согласно следующему синтаксису: #info=IL <инструкция><инструкция> .... #endinfo Значение, которое содержит текущий результат (IL регистр) в конце IL последовательности, будет являться условием присоединенным к переходу: result = 0 условие перехода – FALSE; result <> 0 условие перехода – TRUE. Специальные ключевые слова #info=IL и #endinfo должны быть введены именно так, прописными буквами. До или после ключевых слов нельзя вво-дить пробелы и символы табуляции.

Действия внутри шагов языка SFC ISaGRAF, соглашения, примеры Уровень 2 шага SFC представляет собой детальное описание действий в период активности шага. Это описание может использовать текстовые допол-нения языка SFC, структурный текст ST, язык инструкций IL. Основные типы действий: булевские действия; импульсные действия; не сохраняемые действия; действия SFC. В одном шаге могут быть описаны несколько действий одинаковых или разных типов (см. АСУ водоотливной установкой шаг номер 2). Использова-ние любого языка возможно посредством вызова подпрограм, функций или функциональных блоков, написанных на любом языке, включая С. Это можно реализовать с помощью языков ST или IL.

Из каких рабочих окон состоит среда IsaGRAF? Их назначение и краткое описание. Вот главные пиктограммы ISaGRAF: Projects: Управление проектом Libraries: Управление библиотекой Book: Справочная система ISaGRAF Diagnosis: Система диагностики для пользователя Read Me: Информация о новой версии ISaGRAF Report: Стандартный отчёт об ошибках

Из каких технических средств состоит нижний уровень иерархической системы дистанционного контроля и управления? Из каких технических средств состоит нижний уровень иерархической системы дистанционного контроля и управления?Нижний уровень. Здесь выполняются функции по сбору, обработке, приему и передаче информации, функции локального управления технологиче-ским процессом, максимально приближенного к реальному времени. Уровень включает в себя следующие группы устройств:1.1. Датчики – выполняют нормированное преобразование физических ве-личин (как электрических, так и не электрических) в электрические. Выбор параметров и типа датчика определяются требованиями техно-логического процесса, а также возможностями проектируемой системы управления (здесь прежде всего определяют диапазоны измеряемых сигналов, их быстродействие, форматы получаемых электрических сигналов). 1.2. Исполнительные устройства (ИУ) – выполняют управляемое преобра-зование энергии источника питания в энергию необходимую для реа-лизации конкретной технологической операции. Энергия источника питания как правило электрическая, а энергия используемая для пере-мещения регулирующего органа – механическая. В таком случае ИУ – это электромеханический преобразователь. ИУ предусматривает воз-можность управления процессом преобразования энергии, для чего ис-пользуются управляемые преобразователи амплитуды, частоты, фазы электрической энергии источника (чаще всего, релейные или тири-сторные). 1.3. Управляемые преобразователи (УП) – устройства различной сложно-сти, обеспечивающие возможность изменения характеристик переда-ваемой исполнительным элементом энергии, проще говоря, регули-рующие выходной параметр исполнительного элемента (например ско-рость двигателя). Вид энергии зависит от типа ИУ и от места установ-ки УП – до или после ИУ по отношению к потоку энергии. К устройст-вам устанавливаемым до ИУ относятся тиристорные преобразователи, Входными параметрами УП может быть как один сигнал, так и совокуп-ность сигналов. Которые на выходе УП приобретают форму необходимую для регулирования ИУ. 1.4. Нормализаторы сигналов и согласующие устройства – выполняют пре-образование немасштабированного электрического сигнала некоторой формы, в нормированный унифицированный электрический сигнал и наоборот, кроме того могут обеспечивать гальваническую развязку. Как правило, датчик (собственно чувствительный элемент датчика) выдает ненормированный сигнал малой мощности, помехонезащищен-ный, что требует в соответствии с нормами международных стандартов приведения сигнала в некий унифицированный формат. Формат этот зависит от организации сети связи технических систем на соответст-вующем уровне АСУП. 1.5. Контроллеры – обеспечивают заданную последовательность работы, взаимодействие технологического оборудования. Это может выражать-ся в виде инициации процессов пуска и торможения двигателей, стаби-лизации и слежения за технологическими параметрами, простейшего анализа аварийных ситуаций и др. Наличие тех или иных функций мо-жет варьироваться в зависимости от сложности технологического про-цесса, типа контроллера и его места в иерархической АСУП. Контрол-лер может как включать функции связи с верхними уровнями системы автоматизации, так и работать автономно без связи с верхним уровнем АСУП.

Из каких уровней может состоять система дистанционного контроля и управления? В общем виде она может быть представлена в виде трехуровневой схемы:

Нижний уровень. Здесь выполняются функции по сбору, обработке, приему и передаче информации, функции локального управления технологиче-ским процессом, максимально приближенного к реальному времени. Средний уровень (микро-SCADA – Supervisory control and data acquisition – система диспетчерского контроля и сбора данных) [1, 2]. Этот уровень также можно назвать цеховым. Он выполняет функции сбора, обработки сигналов агрегата (цеха), передачу управляющих воздействий общего ха-рактера (переключение режимов работы оборудования, изменение мощ-ности и др.). Кроме традиционных функций, в последнее время наблю-даются тенденции внедрения подсистем прогнозирования аварийных си-туаций технологической линии. Понятно, что этот уровень целесообразно включать при разделении предприятия на цеха, в более простом варианте его внедрение не будет оправдано. Локальная станция цехового уровня обеспечивает интерфейс (взаимодействие) между диспетчером-оператором цеха и технологическим процессом, а также связь с верхним уровнем. Верхний уровень супервизорного контроля и управления (операторские станции SCADA, расчетные станции). Предназначен для отображения и обработки данных, формирования баз данных, посылки управляющих сигналов на нижние уровни системы, конфигурирования системы, проверки данных на достоверность, обеспечения поддержки выполнения ра-бот, связанных с поверкой измерительных каналов и другие работы.

Организационные блоки в инструментальной среде Step 7. Их разновидности, назначение и порядок запуска Организационные блоки образуют интерфейс между операционной системойCPU и программой пользователя. В организационных блоках определяется последовательность обработки программы пользователя. OB используются для исполненияопределенных разделов программы:o при запуске CPUo при циклическом или зависящем от времени исполнении программыo при возникновении ошибокo при возникновении аппаратных прерываний.Организационные блоки исполняются в соответствии с присвоенными им приоритетами. Организационный блок циклического выполнения программы (OB1)Операционная система CPU S7 исполняет OB1 непрерывно. Когда OB1 исполнен, операционная система начинает его обработку вновь. Циклическая обработка OB начинается по окончании стадии запуска. Вы можете вызывать в OB1 функциональные блоки (FB, SFB) или функции (FC, SFC).Принцип действия OB1OB1 имеет самый низкий приоритет среди всех OB, время выполнения которых контролируется, иными словами, все остальные OB, кроме OB90, могут прерывать выполнение OB1. Операционная система вызывает OB1 при следующих событиях:o Завершение запуска.o Конец обработки OB 1 (предыдущего цикла).Организационные блоки прерываний по времени (OB10 ? OB17)STEP 7 предоставляет в распоряжение до восьми прерываний по времени (OB 10 - OB 17), которые могут запускаться однократно или периодически. Вы можете так параметрировать Ваше CPU при помощи SFC или STEP 7, что эти OB будут обрабатываться со следующими интервалами:o Однократноo Ежеминутноo Ежечасноo Ежедневноo Еженедельноo Ежемесячноo В конце каждого месяцаПринцип действия OB прерываний по времениЧтобы запустить прерывание по времени, его необходимо вначале установить, а потом активировать. Существует три следующих способа запуска:Организационные блоки прерываний с задержкой(OB20 ? OB23)S7 предоставляет в распоряжение до четырех OB (OB 20 ? OB 23), которые исполняются после заданной задержки. Каждый OB прерывания с задержкой запускается посредством вызова SFC32 (SRT_DINT). Время задержки является входным параметром SFC.Когда Ваша программа вызывает функцию SFC32 (SRT_DINT), то ей передается номер OB, время задержки и индивидуальный код пользователя.Принцип действия OB прерываний с задержкойПо истечении времени задержки (его значение в миллисекундах передается блоку SFC32 вместе с номером OB) операционная система запускает соответствующий.Организационные блоки циклических прерываний(OB30 ? OB38)S7 представляет в распоряжение до девяти OB циклических прерываний (OB 30 ? OB38), которые прерывают Вашу программу через фиксированные интервалы времени. Следующая таблица показывает установленные по умолчанию интервалы времени и классы приоритета для OB циклических прерываний.Принцип действия OB циклических прерыванийЭквидистантные моменты запуска OB циклических прерываний определяются интервалом и фазовым сдвигом. Как связаны друг с другом момент запуска, периодичность и фазовый сдвиг, описано в /234/.OB ошибок резервирования CPU (OB72)Операционная система H CPU вызывает OB72, когда происходит одно из следующих событий:o Потеря резервирования CPUo Переключение на резервное ведущее устройствоo Ошибка синхронизацииo Ошибка в модуле синхронизацииo Прерывание обновленияo Ошибка сравнения (например, RAM, PIQ)OB72 выполняется всеми CPU, которые находятся в режиме RUN или STARTUP, после соответствующего стартового события.блок ошибок времени (OB80)Операционная система CPU S7-300 вызывает OB80, когда при обработке какого-либо OB возникает одна из следующих ошибок: превышение времени цикла, ошибка квитирования при исполнении OB, перевод часов вперед, так что пропускается время запуска OB. Если, например, стартовое событие для OB циклических прерываний возникает до того, как была закончена обработка предыдущего вызова, то операционная система вызывает OB80.

Если OB 80 не был запрограммирован, то CPU переходит в состояние STOP.

ОВ ошибок времени можно запретить или отложить и вновь разрешить с помощью SFC 39 ? 42.

Примечание

Если OB 80 в одном и том же цикле вызывается дважды из-за превышения времени цикла, то CPU переходит в состояние STOP. Вы можете этому воспрепятствовать вызовом SFC43 .RE_TRIGR. в подходящей точке программы.

Организационный блок неисправностей источника

питания (OB81)

Описание

Операционная система CPU S7-300 вызывает OB81, когда происходит событие, вызванное ошибкой или сбоем, связанным с источником питания (только для S7-400) или буферной батареей (при наступающем и при уходящем событии).

В отличие от ОВ для других асинхронных ошибок CPU в данном случае не переходит в режим STOP, если OB 81 не был запрограммирован.

OB неисправностей источника питания можно запретить или отложить и вновь разрешить с помощью SFC 39 ? 42.

Организационный блок диагностических прерываний

(OB82)

Описание

Если модуль, обладающий диагностическими свойствами, которому Вы разрешили диагностические прерывания, распознает ошибку, он выдает на CPU запрос на диагностическое прерывание (как при наступающем, так и при уходящем событии). Затем операционная система вызывает OB82.

OB 82 содержит в своих локальных переменных как логический базовый адрес, так и четырехбайтовую диагностическую информацию неисправного модуля (см. следующую таблицу).

Если OB 82 не был запрограммирован, то CPU переходит в состояние STOP.

OB диагностических прерываний можно запретить или отложить и вновь разрешить с помощью SFC 39 ? 42.

Организационный блок снятия/установки модулей

(OB83)

Описание

Установка и снятие модулей контролируется внутри системы каждую секунду.

Чтобы установка или снятие модуля распознавались CPU, необходимо чтобы между установкой и снятием прошло как минимум две секунды.

Каждая установка или снятие сконфигурированного модуля в режимах RUN, STOP и STARTUP (не разрешено удаление в этих режимах для блоков питания, CPU, адаптерных модулей и IM) приводит к прерыванию снятия/установки. Это прерывание вызывает у соответствующего CPU запись в диагностический буфер и в список состояний системы. Кроме того, в режиме RUN осуществляется запуск OB снятия/установки. Если этот OB не был запрограммирован, то CPU переходит в состояние STOP.

OB снятия/установки можно запретить или отложить и вновь разрешить с помощью SFC 39 ? 42.

Основные технические характеристики ПЛК фирмы SIEMENS линейки SIMATIC S7-300 (строение, разновидности CPU) Simatic S7-300 - семейство контроллеров средней производительности фирмы Siemens AG из семейства устройств автоматизации Simatic S7. В линейке контроллеров этого семейства по своей производительности занимает промежуточное положение между семействами S7-200 и S7-400. Количество поддерживаемых входов и выходов до 65536 дискретных/4096 аналоговых каналов. Конструкция контроллера модульная, модули монтируются на профильной шине (рельсе).

Simatic S7-300 - программируемый контроллер, предназначенный для построения систем автоматизации низкой и средней степени сложности. Основные особенности контроллера:

модульная конструкция, монтаж модулей на профильной шине (рельсе);

естественное охлаждение;

применение локального и распределенного ввода -вывода;

возможности коммуникаций по сетям MPI, Profibus Industrial Ethernet/PROFInet, AS-i, BACnet, MODBUS TCP;

поддержка на уровне операционной системы функций, обеспечивающих работу в реальном времени;

поддержка на уровне операционной системы аппаратных прерываний;

поддержка на уровне операционной системы обработки аппаратных и программных ошибок;

Свободное наращивание возможностей при модернизации системы;

Возможность использования распределенных структур ввода-вывода и простое включение в различные типы промышленных сетей.

Основные технические характеристики ПЛК фирмы SIEMENS линейки SIMATIC S7-300 (строение, память, ее виды) Simatic S7-300 - семейство контроллеров средней производительности фирмы Siemens AG из семейства устройств автоматизации Simatic S7. В линейке контроллеров этого семейства по своей производительности занимает промежуточное положение между семействами S7-200 и S7-400. Количество поддерживаемых входов и выходов до 65536 дискретных/4096 аналоговых каналов. Конструкция контроллера модульная, модули монтируются на профильной шине (рельсе).

Simatic S7-300 - программируемый контроллер, предназначенный для построения систем автоматизации низкой и средней степени сложности. Основные особенности контроллера:

модульная конструкция, монтаж модулей на профильной шине (рельсе);

естественное охлаждение;

применение локального и распределенного ввода -вывода;

возможности коммуникаций по сетям MPI, Profibus Industrial Ethernet/PROFInet, AS-i, BACnet, MODBUS TCP;

поддержка на уровне операционной системы функций, обеспечивающих работу в реальном времени;

поддержка на уровне операционной системы аппаратных прерываний;

поддержка на уровне операционной системы обработки аппаратных и программных ошибок;

Свободное наращивание возможностей при модернизации системы;

Возможность использования распределенных структур ввода-вывода и простое включение в различные типы промышленных сетей.

Основные технические характеристики ПЛК фирмы SIEMENS линейки SIMATIC S7-300 (строение, интерфейсы взаимодействия) o Модульный программируемый контроллер для решения задач автоматизации низкого и среднего уровня сложности.

o Широкий спектр модулей для максимальной адаптации к требованиям решаемой задачи.

o Использование распределенных структур ввода-вывода и простое включение в сетевые конфигурации.

o Удобная конструкция и работа с естественным охлаждением.

o Свободное наращивание функциональных возможностей при модернизации системы управления.

o Высокая мощность благодаря наличию большого количества встроенных функций.

Программируемые контроллеры SIMATIC S7-300 имеют:

o сертификат соответствия и метрологический сертификат Госстандарта России;

o разрешение на применение федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору

o свидетельство Главного Управления Государственного Энергетического Надзора о взрывозащите [Exib]IIC модулей SIMATIC S7 Ex исполнения;

o экспертное заключение о соответствии функциональных показателей интегрированной системы автоматизации SIMATIC S7 отраслевым требованиям и условиям эксплуатации энергопредприятий РАО "ЕЭС России";

o сертификат о типовом одобрении Российского Морского Регистра Судоходства.

o морские сертификаты ABS, BV, DNV, GLS, LRS, PRS, RINA;

o cертификаты DIN, UL, CSA, FM, CE;

Области применения

S7-300 находит применение для автоматизации машин специального назначения, текстильных и упаковочных машин, машиностроительного оборудования, оборудования для производства технических средств управления и электротехнического оборудования, в системах автоматизации судовых установок и систем водоснабжения и т.д.

Конструктивные особенности

Программируемые контроллеры S7-300 могут включать в свой состав:

o Модуль центрального процессора (CPU). В зависимости от степени сложности решаемых задач в программируемом контроллере могут использоваться более 20 типов центральных процессоров.

o Блоки питания (PS) для питания контроллера от сети переменного или постоянного тока.

o Сигнальные модули (SM), предназначенные для ввода и вывода дискретных и аналоговых сигналов, в том числе FailSafe и модули со встроенными Ex-барьерами. Поддерживаются отечественные ГОСТ градуировки термометров сопротивления и термопар.

o Коммуникационные процессоры (CP) - интеллектуальные модули, выполняющие автономную обработку коммуникационных задач в промышленных сетях AS-Interface, PROFIBUS, Industrial Ethernet, PROFINET и системах PtP связи. Применение загружаемых драйверов для CP 341 позволяет расширить коммуникационные возможности контроллера поддержкой обмена данными в сетях MODBUS RTU и Data Highway. Для организации модемной связи в составе S7-300 могут использоваться коммуникационные модули семейства SINAUT ST7.

o Функциональные модули (FM) - интеллектуальные модули, оснащенные встроенным микропроцессором и способные выполнять задачи автоматического регулирования, взвешивания, позиционирования, скоростного счета, управления перемещением и т.д. Целый ряд функциональных модулей способен продолжать выполнение возложенных на них задач даже в случае остановки центрального процессора.

o Интерфейсные модули (IM) для подключения стоек расширения к базовому блоку контроллера, что позволяет использовать в системе локального ввода-вывода до 32 модулей различного назначения. Модули IM 365 позволяют создавать 2-, модули IM 360 и IM 361 - 2-, 3- и 4-рядные конфигурации.

3.Типовой набор встроенных технологических функций позволяет решать задачи скоростного счета, измерения частоты или длительности периода, ПИД-регулирования, позиционирования, перевода части дискретных выходов в импульсный режим. Все центральные процессоры S7-300 оснащены встроенным интерфейсом MPI, который используется для программирования, диагностики и построения простейших сетевых структур. В CPU 317 первый встроенный интерфейс имеет двойное назначение и может использоваться для подключения либо к сети MPI, либо к сети PROFIBUS DP.

Целый ряд центральных процессоров имеет второй встроенный интерфейс:

o CPU 31…-2 DP имеют интерфейс ведущего/ ведомого устройства PROFIBUS DP;

o CPU 31…C-2 PtP имеют интерфейс для организации PtP связи;

o CPU 31…-… PN/DP оснащены интерфейсом Industrial Ethernet, обеспечивающим поддержку стандарта PROFInet;

o CPU 31…T-2 DP оснащены интерфейсом PROFIBUS DP/Drive, предназначенным для обмена данными и синхронизации работы преобразователей частоты, выполняющих функции ведомых DP устройств.

Система команд центральных процессоров включает в свой состав более 350 инструкций и позволяет выполнять:

o Логические операции, операции сдвига, вращения, дополнения, операции сравнения, преобразования типов данных, операции с таймерами и счетчиками.

o Арифметические операции с фиксированной и плавающей точкой, извлечение квадратного корня, логарифмические операции, тригонометрические функции, операции со скобками.

o Операции загрузки, сохранения и перемещения данных, операции переходов, вызова блоков, и другие операции.

Для программирования и конфигурирования S7-300 используется пакет STEP 7.

Кроме того, для программирования контроллеров S7-300 может использоваться также весь набор программного обеспечения Runtime, а также широкий спектр инструментальных средств проектирования.

1.

Основными техническими требованиями при проектировании распределенных АСУ ТП Основными техническими требованиями при проектировании распреде-ленных АСУ ТП являются:

езервирование основной аппаратуры контроля и управления, а также наиболее важных каналов передачи информации;

беспечение аппаратного и программного аварийного останова техно-логического комплекса при аварийных ситуациях;

беспечение высоконадежных каналов обмена технологической ин-формацией между отдельными автоматизированными объектами и цен-трализованной системой управления и контроля;

беспечение высокоэффективного ЧМИ в системе визуализации и мо-ниторинга;

эффективная, с точки зрения скорости обнаружения неисправности, и надежная диагностика программно-аппаратных средств;

распределенная система электропитания;

обеспечение обмена данными по информационным каналом в реальном масштабе времени;

выбор оптимального, с точки зрения эффективности, надежности и взаимозаменяемости составных частей, удовлетворяющего международ-ным стандартам контроллерного оборудования;

обеспечение широкого температурного диапазона работы техниче-ских средств локальных систем автоматического управления (САУ);

выбор оптимального, с точки зрения пылевлагонепроницаемости, а также защиты от электромагнитного излучения, коррозии и др. факто-ров, удовлетворяющего международным стандартам конструктива шкафа цехового контроллера, шкафов автоматики локальных САУ и автоматизированного рабочего места системного инженера (АРМ);

обеспечение надежного контура заземлений на каждой отдельной площадке объекта автоматизации;

защита контрольно-измерительных и информационных каналов от внешних воздействий, а также усиление передаваемых сигналов;

обеспечение обслуживающего персонала качественной эксплуатаци-онной документацией, а также инструментом для монтажа и диагно-стики.

Особенности языка FBD. Его достоинства и недостатки. Особенности редактора FBD:

"Графическое представление функционального плана хорошо отражает процесс выполнения программы.

"Редактор FBD можно использовать и с системой команд SIMATIC, и с системой команд МЭК 1131-3.

"Для отображения программы, созданной при помощи редактора SIMATIC FBD, всегда можно использовать редактор STL.

Язык FBD (Functional Block Diagram, Диаграмма Функциональных Блоков) является языком графического программирования, так же, как и LD, использующий аналогию с электрической (электронной) схемой. Программа на языке FBD представляет собой совокупность функциональных блоков (functional flocks, FBs), входа и выхода которых соединены линиями связи (connections). Эти связи, соединяющие выхода одних блоков с входами других, являются по сути дела переменными программы и служат для пересылки данных между блоками. Каждый блок представляет собой математическую операцию (сложение, умножение, триггер, логическое "или" и т.д.) и может иметь, в общем случае, произвольное количество входов и выходов. Начальные значения переменных задаются с помощью специальных блоков - входов или констант, выходные цепи могут быть связаны либо с физическими выходами контроллера, либо с глобальными переменными программы. Пример фрагмента программы на языке FBD приведен на рис. 2.

Практика показывает, что FBD является наиболее распространенным языком стандарта IEC. Графическая форма представления алгоритма, простота в использовании, повторное использование функциональных диаграмм и библиотеки функциональных блоков делают язык FBD незаменимым при разработке программного обеспечения ПЛК. Вместе с тем, нельзя не заметить и некоторые недостатки FBD. Хотя FBD обеспечивает легкое представление функций обработки как "непрерывных" сигналов, в частности, функций регулирования, так и логических функций, в нем неудобным и неочевидным образом реализуются те участки программы, которые было бы удобно представить в виде конечного автомата.

Прикладное программное обеспечение систем управления (6)

Особенности языка IL. Его достоинства и недостатки.

Список инструкций или IL - это язык низкого уровня. Инструкции всегда относятся к текущему результату (или IL регистру).

Оператор определяет операцию, которая должна быть выполнена с текущим результатом и операндом. Результат операции снова запоминается в текущем результате.

IL программа - это список инструкций . Каждая инструкция должна начи-наться с новой строки и должна содержать оператор, с дополнительным моди-фикаторами, если нужно, для специфических операций, один или несколько операндов, разделенных запятой (,). Инструкции может предшествовать метка с двоеточием (:). Если к инструкции присоединен комментарий, то он должен находиться в конце строки. Комментарий всегда начинается с (* и заканчива-ется *). Между инструкциями может быть введена пустая строка.

Комментарии могут быть помещены в пустые строки.

Инструкции может предшествовать метка с двоеточием (:). Метка может быть помещена на пустую строку.

Метки используются в качестве операндов для некоторых операций, таких как прыжки. Имена меток должны удовлетворять следующим правилам:

имя не может быть длиннее 16 символов;

первым символом должна быть буква;

последующими символами могут быть буквы, цифры или символ под-черкивания.

В одной программе одно и то же имя не может быть использовано для обозначения более чем одной метки.

В таблице приведены стандартные операторы языка IL.

Имя метки может совпадать с именем переменной.

Оператор

Модификатор

Операнд

Описание

LD

N

переменная, константа

Загружает операнд

ST

N

переменная

Запоминает текущий результат

S

BOO переменная

Устанавливает на TRUE

R

BOO переменная

Сбрасывает на FALSE

CAL

C N

Имя экземпляра функц. блока

Вызов функциональ-ного блока

JMP

C N

метка

Прыжок на метку

RET

C N

Возврат из подпро-граммы

)

Выполнить задержанную операцию

AND

N (

BOO

логическое И

&

N (

BOO

логическое И

OR

N (

BOO

логическое ИЛИ

XOR

N (

BOO

исключающее ИЛИ

ADD

(

переменная, константа

Сложение

SUB

(

переменная, константа

Вычитание

MUL

(

переменная, константа

Умножение

DIV

(

переменная, константа

Деление

GT

(

переменная, константа

Проверить: >

GE

(

переменная, константа

Проверить: >=

EQ

(

переменная, константа

Проверить: =

LE

(

переменная, константа

Проверить: <=

LT

(

переменная, константа

Проверить: <

NE

(

переменная, константа

Проверить: <

Особенности языка LD. Его достоинства и недостатки.

Язык релейных диаграмм - это графическое представление логических уравнений, комбинирующее контакты (входы) и витки (выходы). Язык LD позволяет описывать работу с булевыми данными помещая графические символы в схему программы. Графические символы LD организованы внутри схемы так же, как электрическая схема. Справа и слева LD диаграмма должна соединяться с вертикальными силовыми рельсами.

Основные компоненты LD диаграммы:

левая и правая вертикальные силовые шины;

горизонтальная, вертикальная и множественные линии связи;

контакт связанный с переменной;

виток связанный с переменной.

LD диаграмма ограничена справа и слева вертикальными линиями, которые называются левым силовым рельсом и правым силовым рельсом соответственно. Символы LD диаграммы связаны с силовыми рельсами и другими символами при помощи соединительных линий. Соединительные линии могут быть горизонтальными или вертикальными.

Каждый отрезок линии имеет состояние TRUE или FALSE. Отрезки, соединенные напрямую имеют одно и то же булевское состояние. Любая горизонтальна линия, соединенная с левым вертикальным рельсом имеет состояние TRUE. Состояние левой шины – всегда TRUE. Состояние на правой зависит от контактов установленных в между левой и правой шиной одной цепочки.

Каждый элемент в схеме размещается в одной из ячеек рабочего поля, размеченного сеткой. Перемещение по ячейкам осуществляется стрелками или мышкой.

Вставка элементов осуществляется сверху вниз слева направо. Цепь всегда должна начинаться контактами и заканчиваться витками либо прыжками. Цепь также может включать в себя дополнительные блоки и собственные функции создаваемого проекта.

Однако язык LD проблематично использовать для реализации сложных алгоритмов, поскольку он не поддерживает подпрограммы, функции, инкапсуляцию* и другие средства структурирования программ с целью повышения качества программирования. Эти недостатки затрудняют многократное использование программных компонентов, что делает программу длинной и сложной для обслуживания.

Для выполнения арифметических функций в язык LD были добавлены функциональные блоки, которые выполняли операции сложения, умножения, вычисления среднего и т.д. Сложные вычисления в этом языке невозможны. Недостатком является также то, что только маленькая часть программы умещается на мониторе компьютера или панели оператора при программировании.

Несмотря на указанные недостатки, язык LD относится к наиболее распространенным в мире, хотя используется для программирования только простых задач.

Особенности языка SFC. Его достоинства и недостатки.

Язык последовательных функциональных схем (Sequential Function Charts, или Grafcet) позволяет формулировать логику программы на основе чередующихся процедурных шагов и транзакций (условных переходов), а также описывать последовательно-параллельные задачи в понятной и наглядной форме.

Некоторые части программы могут быть отделены и представлены в основной схеме одним символом - макро шагом. Вот основные графические правила для SFC:

шаги не могут следовать подряд;

переходы не могут следовать подряд.

Основные компоненты SFC: шаги, начальные шаги, переходы, ориентированные связи, прыжки на шаг. Шаги обозначаются на схеме рамками. Переходы – горизонтальными толстыми сплошными полосами. Связи вертикальными и горизонтальными тонкими сплошными линиями. Шаги предназначены для описания логики работы ПЛК на определенном этапе технологического процесса. Наступление нового этапа указывается с помощью условия, которое находится в переходе.

Подпрограммы могут быть написаны на любом языке кроме SFC.

Любая программа последовательной секции на языке SFC может управлять другими программами на этом языке. Также программы нижнего уровня иерархии называются дочерними программами. Дочерняя программа на языке SFC – это, в отличие от подпрограммы, правильная программа, которая может быть запущена, приостановлена и вновь запущена с точки приостановлена или уничтожена родительской программой. Любая подпрограмма и дочерняя программа могут иметь собственные локальные переменные и определение пользователя.

Использование множественного соединения (дивергенция, конвергенция).

Особенности языка ST. Его достоинства и недостатки.

ST (Structured text) - это структурный язык высокого уровня разработанный для процессов автоматизации.

Этот язык, в основном, используется для создания сложных процедур, ко-торые не могут быть легко выражены при помощи графических языков. По умолчанию ST является языком для описания действий внутри шагов и усло-вий языка SFC.

ST программа - это список ST операторов. Каждый оператор заканчивает-ся точкой с запятой (;). Имена используемые в исходном коде (идентификато-ры переменных, константы, ключевые слова) разделены неактивными разде-лителями (пробелами, символами окончания строки и табуляции) или актив-ными разделителями, которые имеют определенное значение (например, раз-делитель > означает сравнение больше чем. В текст могут быть введены ком-ментарии. Комментарий должен начинаться с ( и заканчиваться ).

Неактивные разделители могут быть свободно введены между активными разделителями, константами и идентификаторами. Неактивные разделители - это пробелы, символы окончания строки и табуляции. В отличие от неформат-ных языков, таких как IL конец строки может быть введен в любом месте про-граммы. Для улучшения читаемости программ нужно использовать неактив-ные разделители в соответствии со следующими правилами:

- Не пишите более одного оператора в строке;

- Используйте табуляция для сдвига сложных операторов;

- Вводите комментарии для улучшения читаемости строк и параграфов.

Основные операторы языка ST:

- оператор присвоения (variable := expression);

- вызов подпрограммы или функции;

- вызов функционального блока;

- операторы выбора (IF, THEN, ELSE, CASE);

- итеративные операторы (FOR, WHILE, REPEAT);

- управляющие операторы (RETURN, EXIT);

- специальные операторы для связи с такими языками как SFC.

Последовательность создание кадров процесса в WinCC. Основные компоненты графического редактора. Порядок соединения с тегами и создание анимации.

Кадры , изображающие процесс в режиме исполнения , создаются с помощью графической системы. Чтобы создать новый кадр процесса и открыть Graphics Designer [Графический дизайнер], выполните следующие действия:

В левой части окна WinCC Explorer [Проводника WinCC] щелкните правой кнопкой мыши на "Graphics Designer [Графический дизайнер]". При этом откроется всплывающее меню. Во всплывающем меню выберите пункт "New Picture [Новый кадр]. При этом будет создан и отображен в правой части окна WinCC Explorer [Проводника WinCC] файл кадра (".pdl" = "Picture Description File [Файл описания кадра]") с именем "NewPdl0.pdl".

Чтобы переименовать кадр, в правой части окна WinCC Explorer [Проводника WinCC] щелкните правой кнопкой мыши на "NewPdl0.pdl". Во всплывающем меню выберите пункт "Rename Picture [Переименовать кадр]". В открывшемся диалоговом окне введите новое имя кадра.

Соединение между WinCC и системой автоматизации устанавливается с помощью коммуникационных драйверов или драйверов связи. Данные, созданные системой автоматизации или проектом WinCC, передаются с помощью тегов.

Подсистема Tag Management [Управление тегами] предназначена для администрирования тегов и коммуникационных драйверов, которые используются в проекте. Tag Management [Управление тегами] можно запустить из навигационного окна WinCC Explorer [Проводника WinCC].

В WinCC теги, получающие значения от процесса, считаются внешними тегами или тегами процесса. Для тегов процесса Tag Management [Управление тегами] определяет коммуникационный драйвер, посредством которого WinCC соединяется с системой автоматизации, а также параметры обмена данными. Соответствующие теги создаются в папке этого коммуникационного драйвера. Она содержит модуль канала, его соединения, а также соответствующие группы тегов и теги процесса.

Теги , не получающие значений от процесса, называются "внутренними тегами " и создаются в папке "Internal Tags [Внутренние теги ]".

Для наглядного представления тегов в Tag Management [Управление тегами] их можно объединять в группы. В компоненте Tag Management [Управление тегами] созданные теги организуются в структуру папок, навигация по которой аналогична навигации по папкам Windows.

Поясните разницу и назначение элементов шаг и переход языка SFC в среде IsaGRAF. Языки используемые в шагах и переходах, примеры и срглашения.

Шаг представляется одиночным квадратом. Каждому шагу присваивается номер, написанный внутри квадрата. Основное описание шага пишется внутри прямоугольника, присоединенного к символу шага. Это свободный коммента-рий (который не является частью языка). Вышеприведенная информация на-зывается Уровнем 1 шага.

Во время работы активный шаг помечается маркером.

Начальная ситуация программы SFC описывается начальными шагами. Начальный шаг обозначается графическим символом с двойной рамкой. После запуска программы маркер автоматически устанавливается на каждый на-чальный шаг.

SFC программа должна содержать, по крайней мере, один начальный шаг.

Переходы представлены горизонтальными полосками, которые пересека-ют линии связи. Каждому переходу присвоен номер, следующий за символом

перехода. Описание перехода располагается справа от символа перехода. Это описание представляет собой свободный комментарий (не входящий в язык программирования). Вышеприведенная информация называется Уровнем 1 перехода.

Символ прыжка может быть использован, чтобы определить линию связи от перехода к шагу, не рисуя линию. Символ прыжка должен иметь номер ша-га назначения.

Связь от шага к переходу нельзя представить с помощью символа прыжка.

Уровень 2 шага SFC представляет собой детальное описание действий в период активности шага. Это описание может использовать текстовые допол-нения языка SFC, структурный текст ST, язык инструкций IL. Основные типы действий:

булевские действия;

импульсные действия;

не сохраняемые действия;

действия SFC.

В одном шаге могут быть описаны несколько действий одинаковых или разных типов (см. АСУ водоотливной установкой шаг номер 2). Использова-ние любого языка возможно посредством вызова подпрограм, функций или функциональных блоков, написанных на любом языке, включая С. Это можно реализовать с помощью языков ST или IL.

К каждому переходу может присоединяться логическое выражение, кото-рое является условием прохождения этого перехода. Условие обычно записы-вается на языке ST или LD. Это Уровень 2 перехода. Однако могут быть ис-пользованы и другие структуры:

соглашения языка ST;

Соглашения языка LD;

Соглашения языка IL;

Вызовы функций из переходов.

Если к переходу не присоединено выражение, то по умолчанию условие - TRUE.

Язык ST можно использовать для описания условий, присоединенных к переходам. Выражение должно иметь логический тип и заканчиваться точкой с запятой (рисунок 11):

< boolean_expression > ;

Выражение может быть константой TRUE или FALSE, входом или внут-ренней логической переменной, или комбинацией переменных, которые дают логическое значение.

Язык Релейных Диаграмм (LD) можно использовать для описания усло-вий, присоединенных к переходам. Диаграмма состоит из штанги с витком. Значение витка представляет значение перехода.

Язык Список Инструкций (IL) можно использовать для описания SFC переходов, согласно следующему синтаксису:

#info=IL

<инструкция>

<инструкция>

....

#endinfo

Значение, которое содержит текущий результат (IL регистр) в конце IL последовательности, будет являться условием присоединенным к переходу:

result = 0 условие перехода – FALSE;

result <> 0 условие перехода – TRUE.

Специальные ключевые слова #info=IL и #endinfo должны быть введены именно так, прописными буквами. До или после ключевых слов нельзя вво-дить пробелы и символы табуляции.

38.Поясните разницу между системами жесткого и мягкого реального времени? Что должна обеспечивать система реального времени?

Операционная система реального времени, ОСРВ (англ. real-time operating system, RTOS) —тип операционной системы.

Стандарт POSIX 1003.1 дает следующее определение: «Реальное время в операционных системах — это способность операционной системы обеспечить требуемый уровень сервиса в определенный промежуток времени».

Операционная система, реагирующая в предсказуемое время на непредсказуемое появление внешних событий.

Операционные системы реального времени иногда делят на два типа — системы жесткого реального времени и системы мягкого реального времени.

Операционная система, которая может обеспечить требуемое время выполнения задачи реального времени даже в худших случаях, называется операционной системой жесткого реального времени.

Операционная система, которая может обеспечить требуемое время выполнения задачи реального времени в среднем, называется операционной системой мягкого реального времени.

Системы жесткого реального времени не допускают задержек реакции системы, так как это может привести к:

потере актуальности результатов;

большим финансовым потерям;

авариям и катастрофам.

Если не выполняется обработка критических ситуаций либо она происходит недостаточно быстро, система жесткого реального времени прерывает операцию и блокирует ее, чтобы не пострадала надежность и готовность остальной части системы. Примерами систем жесткого реального времени могут быть — бортовые системы управления (на самолете, космическом аппарате, корабле, и пр.), системы аварийной защиты, регистраторы аварийных событий.

Системы мягкого реального времени характеризуются возможностью задержки реакции, что может привести к увеличению стоимости результатов и снижению производительности системы в целом. Примером может служить работа компьютерной сети. Если система не успела обработать очередной принятый пакет, это приведет к остановке на передающей стороне и повторной посылке (в зависимости от протокола). Данные при этом не теряются, но производительность сети снижается.

Основное отличие систем жесткого и мягкого реального времени можно охарактеризовать так: система жесткого реального времени никогда не опоздает с реакцией на событие, система мягкого реального времени — не должна опаздывать с реакцией на событие.

39.Структура аппаратного обеспечения в инструментальной среде Step 7

Вкладка «Hardware» отображаемая в правой части окна служит для программного конфигурирования аппаратной части станции. Войти во вкладку можно двойным щелчком.

Инструмент Hardware представляет собой окно разделенное на две части. В левой половине находиться установленное оборудование, в правой – список компонентов, которые можно устанавливать на стойку, которая называется в англоязычном варианте RACK и для контроллеров серии S7 300 принимает только одно значение - Rail (монтажная DIN рейка). Первый слот, стойки отводится под модуль питания, аббревиатура которого латинские буквы PS. Установим модуль питания PS3072A, дважды щелкнув на имени модуля, в списке справа. Ампераж модуля необходимо выбирать исходя из нагрузки ПЛК. Два следующих слота, как мы видим, заняты

под модуль CPU. Начиная с третьего слота, мы можем устанавливать сигнальные модули, модули

коммуникаций и д.р. формируя необходимую конфигурацию для входных и выходных сигналов датчиков, исполнительных механизмов, таймеров и устройств связи. В случае нехватки входов\выходов для обработки дискретных и аналоговых сигналов используют сигнальные модули. Аналогично установке модуля питания проставим сигнальные модули DI16xDC24V, DO16xDC24V/0.5A и AI8x12Bit их аббревиатура в выпадающем списке SM.

40.Структура проекта в инструментальной среде Step 7

Структуру проекта проще всего представлять в виде иерархического дерева, каждая ветвь которого отвечает за свою конкретную функцию.

Корень дерева, это имя проекта, в нашем случае «MineProject». Затем идет ветвь с перечнем установленных станций. Поскольку мы выбрали станцию на основе контроллера S-7 300, то по умолчанию она носит имя SIMATIC 300 Station, впрочем, пользователь может переименовать ее по своему желанию, в этом возникает необходимость при большом количестве станций в сети MPI. Вкладка «Hardware» отображаемая в правой части окна служит для программного конфигурирования аппаратной части станции. Войти во вкладку можно двойным щелчком.

Инструмент Hardware представляет собой окно разделенное на две части. В левой половине находиться установленное оборудование, в правой – список компонентов, которые можно устанавливать на стойку, которая называется в англоязычном варианте RACK и для контроллеров серии S7 300 принимает только одно значение - Rail (монтажная DIN рейка). Первый слот, стойки отводится под модуль питания, аббревиатура которого латинские буквы PS. Установим модуль питания PS3072A, дважды щелкнув на имени модуля, в списке справа. Ампераж модуля необходимо выбирать исходя из нагрузки ПЛК. Два следующих слота, как мы видим, заняты

под модуль CPU. Начиная с третьего слота, мы можем устанавливать сигнальные модули, модули

коммуникаций и д.р. формируя необходимую конфигурацию для входных и выходных сигналов датчиков, исполнительных механизмов, таймеров и устройств связи. В случае нехватки входов\выходов для обработки дискретных и аналоговых сигналов используют сигнальные модули. Аналогично установке модуля питания проставим сигнальные модули DI16xDC24V, DO16xDC24V/0.5A и AI8x12Bit их аббревиатура в выпадающем списке SM.

На этом конфигурирование станции можно считать законченным.

Важно: Необходимо помнить, что программно созданная конфигурация обязательно должна соответствовать аналогу аппаратной части станции.

Следующая ветвь носит имя модуля CPU, установленного на станции и содержит вкладки: S7 Program(1) и Connections.

Раздел Connections отвечает за установку и просмотр коммуникационных связей в структуре проекта. К примеру, двух различных станций отвечающих за разные участки автоматизации предприятия или цеха. В этом окне можно установить скорость передачи данных, адреса станций и другие параметры. Второй раздел S7 Program(1) посвящен программированию ПЛК и содержит три вкладки: Sources, Blocks, Symbols.

41.Теги и типы тегов в WinCC. Приведите примеры.

Теги, используемые в WinCC, представляют собой либо реальные значения – такие как, например, уровень заполнения бака с водой - или внутренние значения, которые вычисляются или моделируются внутри WinCC. Теги процесса ("external tags [внешние теги]") служат для обмена данными между WinCC и контроллерами. Каждый тег процесса в WinCC соответствует определенному значению процесса в памяти одного из контроллеров. В режиме исполнения WinCC считывает область данных, в которой хранится это значение процесса, из контроллера и, таким образом, определяется значение тега процесса. Например, уровень заполнения бака с водой определяется датчиком уровня заполнения, и это значение записывается в память ПЛК. С помощью установленного соединения – канала связи – значение уровня заполнения передается в WinCC. Теги, не получающие значения от процесса, создаются в папке ―internal tags [внутренние теги]. Для того чтобы организовать теги определенным образом, используются группы тегов. При этом каждый тег может быть отнесен к некоторой группе.

42.Типы переменных в инструментальной среде Step 7. Приведите примеры.

Контроллеры SIMATICS7 могут работать со следующими типами данных:

1. Элементарные типы данных (до 32 бит)

a. Битовые типы данных представлены следующими типами:

Бит (BOOL)Бит - это единица, соответствующая одному двоичному разряду. Два возможных значения бита обозначаются "0" (FALSE) и "1" (TRUE).

Байт (BYTE) Байт состоит из 8 бит, которым соответствуют битовые адреса от 0 до 7 (справа налево).Старшим является бит с большим адресом. Байт могут образовать только те биты, адрес младшего из которых кратен 8, например: 0, 8, 16 и т.д. В контроллерах SimaticS7 байт может интерпретироваться как просто байт (набор бит) или как ASCII-символ.

Слово (WORD) Слово - это следующая после байта по величине единица, ее длина 16 бит. Любые два соседних байта можно объединить в слово, старшим будет являться байт с меньшим адресом. Адрес слова - это адрес байта с меньшим адресом. В контроллерах SimaticS7 слово может интерпретироваться как просто слово (набор бит), целое число со знаком, дата, время ит.д.

Двойное слово (DWORD) Любые два соседних слова можно объединить в двойное слово, его длина - 32 бита или 4 байта. Старшим словом (байтом) является слово (байт) с меньшим адресом. Адрес двойного слова - это адрес байта с меньшим адресом. В контроллерах SimaticS7 двойное слово можно интерпретировать как просто двойное слово, длинное целое число со знаком, вещественное числов формате IEEE и т.д.

Char (литера) Переменная типа CHAR (character, литера) занимает один байт. Тип данных CHAR представляет одну литеру в ASCII-формате, например, 'А'.

b. Математические типы данных представлены следующими типами:

INT (целое число) Переменная типа INT (integer) хранится как целое число (16-битное число с фиксированной запятой или десятичной точкой). Тип данных INT не имеет специального идентификатора. Целочисленная переменная занимает одно машинное слово. Сигнальные состояния битов с 0-го по 14-ый представляют цифровые разряды (позиции) числа. Сигнальное состояние 15-го бита представляет знак (sign, S).

DINT (двойное целое число) Переменная типа DINT хранится как целое число (32-битное число с фиксированной запятой). Целое сохраняется в DINT-переменной. когда оно превышает 32 767 или меньше -32 768, или когда число предваряется идентификатором типа L#. Под переменную типа DINT отводится двойное слово. Сигнальные состояния битов с 0-го по 30-ый представляют цифровые позиции числа. Знак хранится в 31-м бите.

REAL (вещественный) Переменная типа REAL представляет дробь и хранится как 32-битное число с плавающей запятой (десятичной точкой). Целое сохраняется как переменная типа REAL при добавлении десятичной точки и тая. В экспоненциальном представлении вы можете предварить «е» или «Е» целым числом или дробью из семи соответствующих чисел и знака. Цифры, которые расположены за «е» или «Е» представляют экспоненту по базе 10. STEP 7 производит преобразование REAL-переменной во внутренне представление числа с плавающей точкой.

c. Временные типы данных представлены следующими типами:

S5TIME Переменная типа S5TIME используется в базовых языках STL, LAD и FBD для установки таймеров системы SIMATIC. Она занимает одно 16-битное слово с 1 + 3 декадами. Время устанавливается в часах (hours), минутах (minutes), секундах (seconds) и миллисекундах (milliseconds).

DATE (Дата) Переменная типа DATE хранится в машинном слове как число с фиксированной точкой без знака. Содержимое переменной соответствует количеству дней, начиная с 01.01.1990. Ее представление показывает год, месяц и день, разделенные дефисом.

TIME (Время) Переменная типа TIME резервирует одно двойное слово. Ее представление содержит информацию о днях (d), часах (li), минутах (т), секундах (s) и миллисекундах (ms), отдельные элементы этих данных могут быть опущены. Содержимое переменной интерпретируется в миллисекундах (ms) и хранится как 32-битное число с фиксированной точкой со знаком.

TIME_OF_DAY (Времясуток) Переменная типа данных TTMEOFDAY резервирует для себя одно двойное слово. Она содержит количество миллисекунд с начала суток (со времени 00:00) в виде числа с фиксированной точкой без знака. Ее представление содержит информацию о часах, минутах и секундах, разделенных двоеточием. Миллисекунды, которые следуют за секундами, отделены от них десятичной точкой. Миллисекунды могут отсутствовать.

2. Сложные типы данных (более чем 32 бита)

STEP 7 определяет следующие четыре сложных типа данных:

DATE_AND_TIME(DT, Дата и время) Дата и время (в формате BCD числа);

STRING (Строка) Строка литер длиной до 254 знаков;

ARRAY (Массив) Переменная-массив (совокупность переменных одного типа);

STRUCT (Структура) Переменная-структура (совокупность переменных разных типов).

Типы данных предопределяются пользователем при их использовании: задается длина в типе STRING (строка литер), сочетание и размер в типах ARRAY и STRUCT (структура).

3. Типы данных определенные пользователем (более чем 32 бита)

User data type - UDT (Пользовательский тип данных) соответствует структуре (комбинация компонентов любых типов) с действием на глобальном уровне. Вы можете воспользоваться пользовательским типом данных, если в вашей программе часто фигурирует структурный тип и переменные, или вы хотите структуре данных присвоить имя.

Типы UDT обладают глобальным действием; то есть, они описываются один раз и доступны для

использования во всех блоках.

При объявлении переменных определяются следующие их свойства:

• символическое имя

• тип данных

• видимость переменной

Переменные могут быть объявлены:

в глобальной символьной таблице (элементарные типы данных)

в таблице описаний глобального блока данных (все типы данных)

в таблице описаний логического блока (OB, FB и FC)

43.Функции в инструментальной среде Step 7. Их назначение, особенности и порядок запуска.

FC Функция. Может быть вызвана из любого блока. Допускается передача параметров в функцию и обратно. Функция может также иметь локальные переменные, которые теряются при выходе из блока.

Указание адреса CP

При вызове FC, в качестве параметра CPLADDR или LADDR вы должны передать начальный адрес коммуникационного процессора PROFIBUS CP. Начальный адрес коммуникационного процессора вы можете найти в диалоговом окне «Hardware Configuration» (конфигурация аппаратуры) (детальный режим – параметр «Address/Input» (адрес/вход)), появляющимся при установке коммуникационного процессора.

Запрос адреса CP

Вы можете получить начальный адрес модуля,по назначению адреса сигнальным модулям в данном слоте. Информация по аналоговым модулям применима и коммуникационному процессору.

Указание области данных в CPU

При вызове FC, вы передаете начальный адрес передачи и размер передаваемой области CPU. Помните, что размер передаваемой области ограничен 240 байтами.

Возвращаемые параметры FC при инициализации CP

При перезапуске системы или перезапуске коммуникационного процессора (после активации переключателя на модуле), выходным параметрам FC присваиваются следующие значения:

• DONE = 0

• NDR = 0

• ERROR = 0

• STATUS = 8180H или 8181H

SFC .Системная функция. Это функция, уже имеющаяся в ОС CPU. Предназначена для выполнения определенных стандартных действий.

Системная функция (SFC), исполняемая в Вашей пользовательской программе показывает, смог ли CPU успешно выполнить функцию SFC.

Вы можете получить информацию о любых произошедших ошибках двумя

способами:

• в бите BR слова состояния

• в выходном параметре RET_VAL (возвращаемое значение)

Асинхронные SFC

Асинхронно работающие SFC – это SFC-функции, которые могут вызваться вновь до того, как завершится выполнение функций предыдущего вызова. Следующие SFC всегда выполняются асинхронно или в определенных ситуациях.

38.Поясните разницу между системами жесткого и мягкого реального времени? Что должна обеспечивать система реального времени?

Операционная система реального времени, ОСРВ (англ. real-time operating system, RTOS) —тип операционной системы.

Стандарт POSIX 1003.1 дает следующее определение: «Реальное время в операционных системах — это способность операционной системы обеспечить требуемый уровень сервиса в определенный промежуток времени».

Операционная система, реагирующая в предсказуемое время на непредсказуемое появление внешних событий.

Операционные системы реального времени иногда делят на два типа — системы жесткого реального времени и системы мягкого реального времени.

Операционная система, которая может обеспечить требуемое время выполнения задачи реального времени даже в худших случаях, называется операционной системой жесткого реального времени.

Операционная система, которая может обеспечить требуемое время выполнения задачи реального времени в среднем, называется операционной системой мягкого реального времени.

Системы жесткого реального времени не допускают задержек реакции системы, так как это может привести к:

потере актуальности результатов;

большим финансовым потерям;

авариям и катастрофам.

Если не выполняется обработка критических ситуаций либо она происходит недостаточно быстро, система жесткого реального времени прерывает операцию и блокирует ее, чтобы не пострадала надежность и готовность остальной части системы. Примерами систем жесткого реального времени могут быть — бортовые системы управления (на самолете, космическом аппарате, корабле, и пр.), системы аварийной защиты, регистраторы аварийных событий.

Системы мягкого реального времени характеризуются возможностью задержки реакции, что может привести к увеличению стоимости результатов и снижению производительности системы в целом. Примером может служить работа компьютерной сети. Если система не успела обработать очередной принятый пакет, это приведет к остановке на передающей стороне и повторной посылке (в зависимости от протокола). Данные при этом не теряются, но производительность сети снижается.

Основное отличие систем жесткого и мягкого реального времени можно охарактеризовать так: система жесткого реального времени никогда не опоздает с реакцией на событие, система мягкого реального времени — не должна опаздывать с реакцией на событие.

39.Структура аппаратного обеспечения в инструментальной среде Step 7

Вкладка «Hardware» отображаемая в правой части окна служит для программного конфигурирования аппаратной части станции. Войти во вкладку можно двойным щелчком.

Инструмент Hardware представляет собой окно разделенное на две части. В левой половине находиться установленное оборудование, в правой – список компонентов, которые можно устанавливать на стойку, которая называется в англоязычном варианте RACK и для контроллеров серии S7 300 принимает только одно значение - Rail (монтажная DIN рейка). Первый слот, стойки отводится под модуль питания, аббревиатура которого латинские буквы PS. Установим модуль питания PS3072A, дважды щелкнув на имени модуля, в списке справа. Ампераж модуля необходимо выбирать исходя из нагрузки ПЛК. Два следующих слота, как мы видим, заняты

под модуль CPU. Начиная с третьего слота, мы можем устанавливать сигнальные модули, модули

коммуникаций и д.р. формируя необходимую конфигурацию для входных и выходных сигналов датчиков, исполнительных механизмов, таймеров и устройств связи. В случае нехватки входов\выходов для обработки дискретных и аналоговых сигналов используют сигнальные модули. Аналогично установке модуля питания проставим сигнальные модули DI16xDC24V, DO16xDC24V/0.5A и AI8x12Bit их аббревиатура в выпадающем списке SM.

40.Структура проекта в инструментальной среде Step 7

Структуру проекта проще всего представлять в виде иерархического дерева, каждая ветвь которого отвечает за свою конкретную функцию.

Корень дерева, это имя проекта, в нашем случае «MineProject». Затем идет ветвь с перечнем установленных станций. Поскольку мы выбрали станцию на основе контроллера S-7 300, то по умолчанию она носит имя SIMATIC 300 Station, впрочем, пользователь может переименовать ее по своему желанию, в этом возникает необходимость при большом количестве станций в сети MPI. Вкладка «Hardware» отображаемая в правой части окна служит для программного конфигурирования аппаратной части станции. Войти во вкладку можно двойным щелчком.

Инструмент Hardware представляет собой окно разделенное на две части. В левой половине находиться установленное оборудование, в правой – список компонентов, которые можно устанавливать на стойку, которая называется в англоязычном варианте RACK и для контроллеров серии S7 300 принимает только одно значение - Rail (монтажная DIN рейка). Первый слот, стойки отводится под модуль питания, аббревиатура которого латинские буквы PS. Установим модуль питания PS3072A, дважды щелкнув на имени модуля, в списке справа. Ампераж модуля необходимо выбирать исходя из нагрузки ПЛК. Два следующих слота, как мы видим, заняты

под модуль CPU. Начиная с третьего слота, мы можем устанавливать сигнальные модули, модули

коммуникаций и д.р. формируя необходимую конфигурацию для входных и выходных сигналов датчиков, исполнительных механизмов, таймеров и устройств связи. В случае нехватки входов\выходов для обработки дискретных и аналоговых сигналов используют сигнальные модули. Аналогично установке модуля питания проставим сигнальные модули DI16xDC24V, DO16xDC24V/0.5A и AI8x12Bit их аббревиатура в выпадающем списке SM.

На этом конфигурирование станции можно считать законченным.

Важно: Необходимо помнить, что программно созданная конфигурация обязательно должна соответствовать аналогу аппаратной части станции.

Следующая ветвь носит имя модуля CPU, установленного на станции и содержит вкладки: S7 Program(1) и Connections.

Раздел Connections отвечает за установку и просмотр коммуникационных связей в структуре проекта. К примеру, двух различных станций отвечающих за разные участки автоматизации предприятия или цеха. В этом окне можно установить скорость передачи данных, адреса станций и другие параметры. Второй раздел S7 Program(1) посвящен программированию ПЛК и содержит три вкладки: Sources, Blocks, Symbols.

41.Теги и типы тегов в WinCC. Приведите примеры.

Теги, используемые в WinCC, представляют собой либо реальные значения – такие как, например, уровень заполнения бака с водой - или внутренние значения, которые вычисляются или моделируются внутри WinCC. Теги процесса ("external tags [внешние теги]") служат для обмена данными между WinCC и контроллерами. Каждый тег процесса в WinCC соответствует определенному значению процесса в памяти одного из контроллеров. В режиме исполнения WinCC считывает область данных, в которой хранится это значение процесса, из контроллера и, таким образом, определяется значение тега процесса. Например, уровень заполнения бака с водой определяется датчиком уровня заполнения, и это значение записывается в память ПЛК. С помощью установленного соединения – канала связи – значение уровня заполнения передается в WinCC. Теги, не получающие значения от процесса, создаются в папке ―internal tags [внутренние теги]. Для того чтобы организовать теги определенным образом, используются группы тегов. При этом каждый тег может быть отнесен к некоторой группе.

42.Типы переменных в инструментальной среде Step 7. Приведите примеры.

Контроллеры SIMATICS7 могут работать со следующими типами данных:

1. Элементарные типы данных (до 32 бит)

a. Битовые типы данных представлены следующими типами:

Бит (BOOL)Бит - это единица, соответствующая одному двоичному разряду. Два возможных значения бита обозначаются "0" (FALSE) и "1" (TRUE).

Байт (BYTE) Байт состоит из 8 бит, которым соответствуют битовые адреса от 0 до 7 (справа налево).Старшим является бит с большим адресом. Байт могут образовать только те биты, адрес младшего из которых кратен 8, например: 0, 8, 16 и т.д. В контроллерах SimaticS7 байт может интерпретироваться как просто байт (набор бит) или как ASCII-символ.

Слово (WORD) Слово - это следующая после байта по величине единица, ее длина 16 бит. Любые два соседних байта можно объединить в слово, старшим будет являться байт с меньшим адресом. Адрес слова - это адрес байта с меньшим адресом. В контроллерах SimaticS7 слово может интерпретироваться как просто слово (набор бит), целое число со знаком, дата, время ит.д.

Двойное слово (DWORD) Любые два соседних слова можно объединить в двойное слово, его длина - 32 бита или 4 байта. Старшим словом (байтом) является слово (байт) с меньшим адресом. Адрес двойного слова - это адрес байта с меньшим адресом. В контроллерах SimaticS7 двойное слово можно интерпретировать как просто двойное слово, длинное целое число со знаком, вещественное числов формате IEEE и т.д.

Char (литера) Переменная типа CHAR (character, литера) занимает один байт. Тип данных CHAR представляет одну литеру в ASCII-формате, например, 'А'.

b. Математические типы данных представлены следующими типами:

INT (целое число) Переменная типа INT (integer) хранится как целое число (16-битное число с фиксированной запятой или десятичной точкой). Тип данных INT не имеет специального идентификатора. Целочисленная переменная занимает одно машинное слово. Сигнальные состояния битов с 0-го по 14-ый представляют цифровые разряды (позиции) числа. Сигнальное состояние 15-го бита представляет знак (sign, S).

DINT (двойное целое число) Переменная типа DINT хранится как целое число (32-битное число с фиксированной запятой). Целое сохраняется в DINT-переменной. когда оно превышает 32 767 или меньше -32 768, или когда число предваряется идентификатором типа L#. Под переменную типа DINT отводится двойное слово. Сигнальные состояния битов с 0-го по 30-ый представляют цифровые позиции числа. Знак хранится в 31-м бите.

REAL (вещественный) Переменная типа REAL представляет дробь и хранится как 32-битное число с плавающей запятой (десятичной точкой). Целое сохраняется как переменная типа REAL при добавлении десятичной точки и тая. В экспоненциальном представлении вы можете предварить «е» или «Е» целым числом или дробью из семи соответствующих чисел и знака. Цифры, которые расположены за «е» или «Е» представляют экспоненту по базе 10. STEP 7 производит преобразование REAL-переменной во внутренне представление числа с плавающей точкой.

c. Временные типы данных представлены следующими типами:

S5TIME Переменная типа S5TIME используется в базовых языках STL, LAD и FBD для установки таймеров системы SIMATIC. Она занимает одно 16-битное слово с 1 + 3 декадами. Время устанавливается в часах (hours), минутах (minutes), секундах (seconds) и миллисекундах (milliseconds).

DATE (Дата) Переменная типа DATE хранится в машинном слове как число с фиксированной точкой без знака. Содержимое переменной соответствует количеству дней, начиная с 01.01.1990. Ее представление показывает год, месяц и день, разделенные дефисом.

TIME (Время) Переменная типа TIME резервирует одно двойное слово. Ее представление содержит информацию о днях (d), часах (li), минутах (т), секундах (s) и миллисекундах (ms), отдельные элементы этих данных могут быть опущены. Содержимое переменной интерпретируется в миллисекундах (ms) и хранится как 32-битное число с фиксированной точкой со знаком.

TIME_OF_DAY (Времясуток) Переменная типа данных TTMEOFDAY резервирует для себя одно двойное слово. Она содержит количество миллисекунд с начала суток (со времени 00:00) в виде числа с фиксированной точкой без знака. Ее представление содержит информацию о часах, минутах и секундах, разделенных двоеточием. Миллисекунды, которые следуют за секундами, отделены от них десятичной точкой. Миллисекунды могут отсутствовать.

2. Сложные типы данных (более чем 32 бита)

STEP 7 определяет следующие четыре сложных типа данных:

DATE_AND_TIME(DT, Дата и время) Дата и время (в формате BCD числа);

STRING (Строка) Строка литер длиной до 254 знаков;

ARRAY (Массив) Переменная-массив (совокупность переменных одного типа);

STRUCT (Структура) Переменная-структура (совокупность переменных разных типов).

Типы данных предопределяются пользователем при их использовании: задается длина в типе STRING (строка литер), сочетание и размер в типах ARRAY и STRUCT (структура).

3. Типы данных определенные пользователем (более чем 32 бита)

User data type - UDT (Пользовательский тип данных) соответствует структуре (комбинация компонентов любых типов) с действием на глобальном уровне. Вы можете воспользоваться пользовательским типом данных, если в вашей программе часто фигурирует структурный тип и переменные, или вы хотите структуре данных присвоить имя.

Типы UDT обладают глобальным действием; то есть, они описываются один раз и доступны для

использования во всех блоках.

При объявлении переменных определяются следующие их свойства:

• символическое имя

• тип данных

• видимость переменной

Переменные могут быть объявлены:

в глобальной символьной таблице (элементарные типы данных)

в таблице описаний глобального блока данных (все типы данных)

в таблице описаний логического блока (OB, FB и FC)

43.Функции в инструментальной среде Step 7. Их назначение, особенности и порядок запуска.

FC Функция. Может быть вызвана из любого блока. Допускается передача параметров в функцию и обратно. Функция может также иметь локальные переменные, которые теряются при выходе из блока.

Указание адреса CP

При вызове FC, в качестве параметра CPLADDR или LADDR вы должны передать начальный адрес коммуникационного процессора PROFIBUS CP. Начальный адрес коммуникационного процессора вы можете найти в диалоговом окне «Hardware Configuration» (конфигурация аппаратуры) (детальный режим – параметр «Address/Input» (адрес/вход)), появляющимся при установке коммуникационного процессора.

Запрос адреса CP

Вы можете получить начальный адрес модуля,по назначению адреса сигнальным модулям в данном слоте. Информация по аналоговым модулям применима и коммуникационному процессору.

Указание области данных в CPU

При вызове FC, вы передаете начальный адрес передачи и размер передаваемой области CPU. Помните, что размер передаваемой области ограничен 240 байтами.

Возвращаемые параметры FC при инициализации CP

При перезапуске системы или перезапуске коммуникационного процессора (после активации переключателя на модуле), выходным параметрам FC присваиваются следующие значения:

• DONE = 0

• NDR = 0

• ERROR = 0

• STATUS = 8180H или 8181H

SFC .Системная функция. Это функция, уже имеющаяся в ОС CPU. Предназначена для выполнения определенных стандартных действий.

Системная функция (SFC), исполняемая в Вашей пользовательской программе показывает, смог ли CPU успешно выполнить функцию SFC.

Вы можете получить информацию о любых произошедших ошибках двумя

способами:

• в бите BR слова состояния

• в выходном параметре RET_VAL (возвращаемое значение)

Асинхронные SFC

Асинхронно работающие SFC – это SFC-функции, которые могут вызваться вновь до того, как завершится выполнение функций предыдущего вызова. Следующие SFC всегда выполняются асинхронно или в определенных ситуациях.

← Предыдущая
Страница 1
Следующая →

Файл

PPOSU_123456.docx

PPOSU_123456.docx
Размер: 164.3 Кб

.

Пожаловаться на материал

Блоки данных в инструментальной среде Step 7. Внутренние и внешние теги в WinCC. Что такое модули расширения при аппаратном конфигурировании ПЛК на примере ПЛК фирмы SIEMENS.

У нас самая большая информационная база в рунете, поэтому Вы всегда можете найти походите запросы

Искать ещё по теме...

Похожие материалы:

Побудова тривимірної моделі рельєфу Клесівського нерудного кар’єру

Розрахунково-графічна робота. Мета роботи: навчитись за допомогою програмного забезпечення ArcGIS будувати 3-вимірні моделі рельєфу наприкладі Клесівського нерудного кар’єру.

Автоматизация системы администрирования программного комплекса «WinRIK»

Выпускная квалификационная бакалаврская работа по направлению подготовки – «Математическое обеспечение и администрирование информационных систем» по профилю подготовки «Технология программирования»

Экономическая информация в автоматизированных информационных системах. Организация хранения данных

Цель занятия: усвоить знания основных понятий, особенностей и требований к экономической информации; основных понятий экономических информационных систем, их информационного обеспечения.

Менеджмент, Маркетинг, Теория организации, экономическая теория. Госэкзамен. Ответы

Государственный экзамен. Ответы к госэкзамену. Шпоргалка

Экономический анализ

Анализ хозяйственной деятельности (АХД). Лекции

Сохранить?

Пропустить...

Введите код

Ok