Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов специальностей 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств» (стр. 3 из 9)
1.3.3 В правой части созданного проекта кликнуть правой кнопкой мыши, в появившемся контекстном меню выбрать Insert New Object/SIMATIC 300 Station (см. рис. 1.4).
Рис. 1.4 Выбор контроллера
1.3.4 Открыть созданный SIMATIC 300 (1), далее открыть Hardware. В правой части появившегося окна раскрыть дерево следующим образом: SIMATIC 300/RACK-300. Перетащить элемент Rail в левую часть экрана. Аналогично перетащить в первую строку элемент PS 307 5A из PS-300; во вторую строку элемент V2.0 из CPU-300/CPU 314С-2DP; в четвёртую – V1.1 из CP-300/Industrial Ethernet/CP-343-1/6GK7 343-1EX20-0XE0 (см. рис. 1.5). Закрыть окно HW Config. Далее согласиться с сохранением, нажав Yes.
Рис. 1.5 Конфигурация SIMATIC 300(1)
1.3.5 В левой части окна проекта раскрыть дерево до Вlocks. Открыть организационный блок OB1. В появившемся окне Properties выбрать язык, на котором будем писать программу: LAD (контактно-релейные схемы)
(см. рис. 1.6).
Рис. 1.6 Окно параметров организационного блока OB1
1.3.6 В появившемся окне написать программу выполнения поставленной задачи (снять значение температуры печи) двумя способами: 1) используя предложенный ниже алгоритм; 2) используя библиотечную функцию SCALE.
1.3.7 Алгоритм преобразования целого числа в число типа Real, для аналогового входа:
1.3.7.1 Выделив ветвь, в левой части окна из Converter, выбрать элемент I_DI (блок, преобразовывающий целое число Int в число с фиксированной точкой DInt), щёлкнув по нему два раза. Задать аналоговый вход PIW752 и выход MD1 (см. рис. 1.7).
1.3.7.2 Аналогично, выделив ветвь, добавить блок DI_R из Converter (блок, преобразовывающий число с фиксированной точкой DInt в вещественное число Real). Задать вход MD1 и выход MD1 (см. рис. 1.7).
1.3.7.3 От преобразователя приходит сигнал 0-10В, что соответствует измеряемой температуре 0-1000оС. В АЦП контроллера аналоговый сигнал 0-10В преобразуется в цифровой, диапазон изменения которого 0-27648. Чтобы получить значение температуры, необходимо сигнал от АЦП преобразовать согласно следующей зависимости:
,где θ – температура, оС; АЦП – код АЦП, в целочисленном представлении.
Для реализации данной зависимости средствами STEP 7 добавляем блок умножения MUL_R из Floating-point fct. В качестве выхода задать MD1, первого входа – MD1, а второго входа – значение коэффициента k (см. рис. 1.7).
Рис. 1.7 Первый способ выполнения программы
Для определения коэффициентов k и b необходимо решить систему уравнений:
1.3.8 Второй способ. Выделив ветвь, в левой части окна из Libraries/Standart Library/TI-S7 Converting Blocks выбрать FC105 SCALE Convert (см. рис. 1.8).
Рис. 1.8 Второй способ выполнения программы
Назначение входов и выходов:
IN – входной сигнал масштабируемой величины;
HI_LIM – верхний предел калибруемой величины;
L0_LIM – нижний предел калибруемой величины;
BIPOLAR – вход, задающий полярность сигнала (0 – униполярный; 1 – биполярный);
RET_VAL – возвращает 0, если при выполнении не было ошибок;
OUT – отмасштабированный выход
1.3.9 Чтобы просмотреть занятую на данный момент меркерную память, нужно выбрать в главном меню Options/Reference Data/Display и Assignment (Input, Output, Bit Memory, Timers, Counters) (см. рис. 1.9).
Рис. 1.9 Окно памяти
1.3.10 Сохранить изменения в OB1, выбрав в главном меню File/Save.
1.3.11 В левой части окна проекта сворачиваем все «-» до SIMATIC 300 (1). На панели инструментов нажать на кнопку Download
и далее согласиться со всем.1.3.12 Запустить контроллер (установить тумблер в Run).
1.3.13 Вернуться в блок OB1 и на панели инструментов нажать на кнопку Monitor (on/off)
. Если всё выполнено правильно, то в правой части окна OB1 высвечивается результат измерения температуры печи. Для двух способов определения он должен совпадать.1.3.14 Если необходимо отредактировать программу, надо отжать кнопку Monitor (on/off)
и выключить контроллер (тумблер в Stop). Отредактировав, повторить пункты 1.3.10-1.3.13.1.3.15 Делать выводы по проделанной работе.
1.4 Контрольные вопросы и задания
1.4.1 Какую роль играют контроллеры в системах автоматизации?
1.4.2 Пояснить последовательность создания проекта в STEP 7.
1.4.3 На каких языках программирования возможно создавать программы в STEP 7 и в чем их особенности?
1.4.4 Какие функции выполняет блок «scale»?
1.4.5 Из каких областей состоит память контроллера SIMATIC S7-300?
1.4.6 Какие типы блоков существуют в STEP 7 и каково их функциональное назначение?
Обязательные составляющие отчета
1. Скриншот сконфигурированной станции S7-300 лабораторного стенда.
2. Программа на STEP 7.
Визуализация и архивирование аналогового сигнала с использованием SCADA системы ProTool
2.1 Цель работы: получить навык в работе со SCADA системой ProTool.
2.2 Теоретическое введение
Что такое ProTool?
ProTool - это SCАDA (Supervisory Control And Data Acquisition - диспетчерское управление и сбор данных) система. SCADА - это специализированное программное обеспечение, ориентированное на обеспечение интерфейса между диспетчером и системой управления, а также коммуникацию с внешним миром.
ProTool/Pro состоит из системы конфигурирования ProTool/Pro CS (Configuration System) и пакета для визуализации технологического процесса ProTool/Pro RT (Runtime).
ProTool/Pro предоставляет следующие возможности:
- Удобную систему визуализации процесса с большим выбором стандартных элементов: полей ввода/вывода, гистограмм, графиков трендов, растровой и векторной графики и динамических атрибутов.
- Интегрированную систему сообщений
- Архивацию переменных процесса и сообщений
- Пользовательские функции на основе Visual Basic Script®
- Драйвера для связи с SIMATIC S5, SIMATIC S7, PLC других производителей.
Конфигурирование в ProTool, интегрированном в STEP 7
ProTool может быть интегрирован в конфигурационное ПО SIMATIC STEP7, позволяя таким образом использовать символы и блоки данных как теги в ProTool. Это не только экономит время, но также уменьшает возможность ошибок при повторном вводе одних и тех же данных.
Интеграция ProTool в STEP 7 дает следующие преимущества:
- Можно управлять проектами ProTool, используя SIMATIC Manager (т.е. ту же программу, что и для управления проектами STEP 7).
- Можно использовать символы и блоки данных STEP 7 из таблицы символов S7 как теги. Тип данных и адрес в данном случае проставляются автоматически.
- ProTool отображает список всех PLC в проекте STEP 7 и, после выбора PLC, определяет соответствующие параметры адреса.
- В STEP 7 можно конфигурировать сообщения ALARM_S и выводить их на операторский терминал.
- Символьное имя надо назначить только один раз, и затем использовать его где угодно.
Окно проекта ProTool
При открытии нового или существующего проекта, появляется окно проекта.
В окне проекта типы объектов, которые можно конфигурировать, находятся слева, а сами объекты – справа. То, какие объекты можно конфигурировать, зависит от конкретного операторского терминала.
Различные объекты в ProTool непосредственно связаны с программами для их редактирования.
Данные проекта в ProTool хранятся в виде объектов. Объекты в проекте организованы в древовидную структуру.
Окно проекта отображает типы объектов относящихся к проекту, которые можно редактировать на данном операторском терминале. Классы объектов содержат объекты, свойства которых можно изменять.
Окно проекта организовано следующим образом (см. рис. 2.1):
- Заголовок окна содержит имя проекта.
- Левая половина экрана отображает типы объектов, которые можно конфигурировать, а содержащиеся в них объекты отображаются в правой половине.
Рис. 2.1 Пример окна проекта с тегами
Использование тегов
Тег – это переменная SCADA системы, которая имеет символьное имя и определенный тип данных. Значение тега изменяется во время исполнения программы PLC.
Теги, связанные с PLC называются глобальными. Теги, не связанные с PLC называются локальными.
Глобальный тег занимает в PLC определенное адресное пространство, доступное для чтения и записи из операторского терминала и PLC.
Локальные теги доступны только в пределах операторского терминала. Локальные теги можно создавать, например, для того чтобы оператор мог вводить на операторском терминале значения уставок.
ProTool распознает следующие типы тегов (но не все из них доступны в каждом PLC):
