STEP7 v5.3 Программирование с помощью STEP7 V5.3. Руководство

Подождите немного. Документ загружается.

Решение задачи автоматизации

Programming with STEP 7 V5.3

A5E00261405-01

3-9

Создание схемы защиты

Промышленный процесс смешивания в нашем примере использует

следующую логику для своей схемы защиты:

• Один аварийный выключатель отключает следующие устройства

независимо от программируемого контроллера (PLC):

- питающий насос для ингредиента А

- питающий насос для ингредиента B

- двигатель мешалки

- вентили

• Аварийный выключатель находится на станции оператора.

• Один вход в контроллер индицирует состояние

аварийного выключателя.

3.8 Описание требуемых для оператора устройств

отображения и управления

Каждый процесс требует интерфейса с оператором, который обеспечивает

вмешательство человека в процесс. Часть спецификации проекта включает в

себя проект пульта оператора.

Описание пульта оператора

В промышленном процессе смешивания, описанном в нашем примере,

каждое устройство может быть запущено или остановлено нажатием кнопки,

расположенной на пульте оператора. Этот пульт оператора содержит

индикаторы для отображения состояния функционирования (см. следующий

рисунок).

Решение задачи автоматизации

Programming with STEP 7 V5.3

3-10 A5E00261405-01

ВАРИЙНОЕ ОТКЛЮЧЕНИЕ

Ингр. A

Стоп

Ингр. A

Пуск

Ингр. B

Пуск

Ингр. B

Стоп

Пуск

мешалки

Останов

мешалки

Резервуар

полон

Уровень

ниже мин.

Резервуар

пуст

Открыть

слив

Закрыть

слив

Обсл.

Насос А

Обсл.

Насос B

Обсл.

Мешалка

Сб

осить

обслуживания

Пульт содержит также индикаторные лампы для устройств, требующих

обслуживания после определенного числа пусков, аварийный выключатель, с

помощью которого процесс может быть остановлен немедленно. На пульте

имеется также кнопка сброса для индикаторов обслуживания трех

двигателей. С ее помощью Вы можете отключить индикаторные лампы для

двигателей, подлежащих обслуживанию, и сбросить соответствующие

счетчики

на 0..

3.9 Составление конфигурационной диаграммы

принять решение относительно типа управляющего оборудования,

требующегося для проекта.

Принимая решение о том, какие модули Вы хотите использовать, Вы также

определяете структуру программируемого контроллера. Составьте

конфигурационную диаграмму, определяющую следующие аспекты:

• тип CPU

• количество и тип модулей ввода/вывода

• конфигурация физических входов и выходов

Следующий рисунок иллюстрирует пример конфигурации S7 для

промышленного

процесса смешивания.

Решение задачи автоматизации

Programming with STEP 7 V5.3

A5E00261405-01

3-11

Модуль

цифрово-

го ввода

Промышленный процесс смешивания

Станция

опе

ато

CPU S7-300

I 0.0

от

I 1.7

Q 4.0

до

Q 5.0

Q 8.0

до

Q 9.0

Схема

ВАРИЙН.

ОСТАНОВА

Модуль

цифрово-

го вывода

Модуль

цифрово-

го вывода

до

от

Решение задачи автоматизации

Programming with STEP 7 V5.3

3-12 A5E00261405-01

Programming with STEP 7 V5.3

A5E00261405-01

4-1

4 Основы проектирования структуры

программы

4.1 Программы в CPU

В CPU всегда исполняются две программы:

• операционная система

• программа пользователя.

Операционная система

Каждый CPU содержит операционную систему, которая организует все

функции и последовательности в CPU, не связанные с конкретной задачей

управления. Задачи операционной системы состоят в следующем:

• обработка "теплого" и "горячего" перезапуска

• обновление таблицы образа процесса для входов и вывод таблицы

образа процесса для выходов

• вызов программы пользователя

• обнаружение прерываний и вызов ОВ

прерываний

• обнаружение и обработка ошибок

• управление областями памяти

• обмен информацией с устройствами программирования и другими

коммуникационными партнерами

Если Вы измените параметры операционной системы (настройку

операционной системы по умолчанию), Вы можете повлиять на работу CPU в

определенных областях.

Программа пользователя

Вы должны сами создать программу пользователя и загрузить ее в CPU. Она

содержит все функции, необходимые для обработки вашей конкретной

задачи автоматизации. Задачи программы пользователя состоят в

следующем:

• определение условий для "теплого" и "горячего" перезапуска в CPU

(например, инициализация сигналов с определенным значением)

• обработка данных процесса (например, логическая комбинация двоичных

сигналов,

считывание и анализ аналоговых сигналов, задание двоичных

сигналов для вывода, вывод аналоговых значений)

• определение реакции на прерывания

• обработка нарушений в нормальном исполнении программы.

Основы проектирования структуры программы

Programming with STEP 7 V5.3

4-2 A5E00261405-01

4.2 Блоки в программе пользователя

4.2.1 Блоки в программе пользователя

Программное обеспечение STEP 7 дает Вам возможность структурировать

свою пользовательскую программу, иными словами, разбивать программу на

отдельные автономные программные секции. Это дает следующие

преимущества:

• Такие программы проще для понимания.

• Отдельные программные секции могут быть стандартизованы.

• Упрощается организация программы.

• Легче производить модификацию программы.

• Отладка упрощается, так как можно тестировать отдельные секции.

• Значительно упрощается прием системы в эксплуатацию.

Пример промышленного процесса смешивания иллюстрировал

преимущества разбиения процесса автоматизации на отдельные задачи.

Программные секции структурированной программы пользователя

соответствуют этим отдельным задачам и известны как блоки программы.

Основы проектирования структуры программы

Programming with STEP 7 V5.3

A5E00261405-01

4-3

Типы блоков

Имеется несколько различных типов боков, которые Вы можете использовать

внутри пользовательской программы S7:

Блок Краткое описание функции См. Также

Организационные блоки

(OB)

OB определяют структуру программы

пользователя.

Организационные

блоки и структура

программы

Системные

функциональные блоки

(SFB) и системные

функции (SFC)

SFB и SFC встроены в CPU S7 и

обеспечивают Вам доступ ко всем важным

системным функциям.

Системные

функциональные

блоки (SFB) и

системные функции

(SFC)

Функциональные блоки

(FB)

FB – это блоки с "памятью", которые

Вы можете программировать сами.

Функциональные

блоки (FB)

Функции (FC) FC содержат программы для часто

встречающихся функций.

Функции (FC)

Экземплярные блоки

данных

(экземплярные DB)

Экземплярные DB связываются с

блоком, когда вызывается FB/SFB.

Они создаются автоматически при

компиляции.

Экземплярные блоки

данных

Блоки данных (DB) DB – это области данных для

хранения данных пользователя. Кроме

данных, соответствующих

функциональному блоку, могут быть

определены также данные, совместно

используемые любыми блоками.

Глобальные блоки

данных (DB)

OB, FB, SFB, FC и SFC содержат секции программы и поэтому известны

также как логические блоки. Допустимое количество блоков каждого типа и

допустимая длина блоков зависят от CPU.

4.2.2 Организационные блоки и структура программы

Организационные блоки (ОВ) образуют интерфейс между операционной

системой и программой пользователя. Они вызываются операционной

системой и управляют циклическим и по прерываниям исполнением

программы, а также запуском программируемого логического контроллера.

Они также обрабатывают реакцию на ошибки. Программируя

организационные блоки, Вы определяете реакцию CPU.

Приоритет организационного блока

Организационные блоки определяют порядок, в котором исполняются

отдельные программные секции. Исполнение ОВ может быть прервано

вызовом другого ОВ. Какому ОВ разрешается прервать другой ОВ, зависит от

его приоритета. ОВ с более высоким приоритетом могут прерывать ОВ с

более низким приоритетом. Фоновый ОВ имеет самый низкий приоритет.

Типы прерываний и классы приоритета

События, которые приводят к вызову ОВ, известны как прерывания.

Следующая таблица показывает типы прерываний в STEP 7 и приоритеты

соответствующих им организационных блоков. Не все перечисленные

Основы проектирования структуры программы

Programming with STEP 7 V5.3

4-4 A5E00261405-01

организационные блоки и их классы приоритета доступны во всех CPU S7

(см. " S7-300 Programmable Controller, Hardware and Installation Manual

[Программируемый контроллер S7-300. Руководство по аппаратному

обеспечению и монтажу]" и "S7-400, M7-400 Programmable Controllers Module

Specifications Reference Manual [Программируемые контроллеры S7-400, M7-

400. Спецификации модулей. Справочное руководство]").

Тип прерывания Организационный блок Класс приоритета

(по умолчанию)

См. также

Главный

программный цикл

OB1 1 Организационный блок для

циклической обработки

программы (OB1)

Прерывания по

времени суток

OB10

− OB17

2 Организационные блоки

прерываний по времени

(OB10

− OB17)

Прерывания с

задержкой

OB20

OB21

OB22

OB23

Организационные блоки

прерываний с задержкой

(OB20

− OB23)

Циклические

прерывания

OB30

OB31

OB32

OB33

OB34

OB35

OB36

OB37

OB38

Организационные блоки

циклических прерываний

(OB30

− OB38)

Аппаратные

прерывания

OB40

OB41

OB42

OB43

OB44

OB45

OB46

OB47

Организационные блоки

аппаратных прерываний

(OB40

− OB47)

Мультипроцессор

ное прерывание

OB60

Многопроцессорный

режим

25 Многопроцессорный режим 

Синхронная работа

нескольких CPU

Ошибки

резервирования

OB70 Ошибка

резервирования

ввода/вывода (только в

H-системах)

OB72 Ошибка

резервирования CPU

(только в H-системах)

Организационные блоки

обработки ошибок (OB70

−

OB87 / OB121

− OB122)

Основы проектирования структуры программы

Programming with STEP 7 V5.3

A5E00261405-01

4-5

Тип прерывания Организационный блок Класс приоритета

(по умолчанию)

См. также

Асинхронные

ошибки

OB80 Временная ошибка

OB81 Ошибка по

питанию

OB82 Диагностическое

прерывание

OB83 Ошибка

установки/удаления

модуля

OB84 Аппаратная

неисправность CPU

OB85 Ошибка класса

приоритета

OB86 Неисправность

стойки

OB87 Ошибка связи

(или 28, если ОВ

асинхронных

ошибок существует

в программе

запуска)

Организационные блоки

обработки ошибок (OB70

−

OB87 / OB121

− OB122)

Фоновый цикл OB90 29

Фоновый организационный

блок (OB90)

Запуск OB100 Теплый рестарт

OB101 Горячий рестарт

OB102 Холодный

рестарт

Организационные блоки

запуска

(OB100/OB101/OB102)

Синхронные

ошибки

OB121 Ошибка

программирования

OB122 Ошибка доступа

Приоритет ОВ,

вызвавшего ошибку

Организационные блоки

обработки ошибок (OB70

−

OB87 / OB121

− OB122)

1) Класс приоритета 29 соответствует приоритету 0,29. Фоновый цикл имеет

более низкий приоритет, чем свободный цикл.

Изменение приоритета

Прерываниям с помощью STEP 7 могут быть назначены параметры.

Назначая параметры, Вы можете, например, отменить выбор ОВ прерываний

или классы приоритета в блоках параметров: прерывания по времени суток,

прерывания с задержкой, циклические прерывания и аппаратные

прерывания.

Приоритет организационных блоков в CPU S7-300 фиксирован.

У CPU S7-400 (и CPU 318) Вы можете изменять приоритет следующих

организационных блоков с помощью STEP 7:

•

OB10−OB47

• OB70 − OB72 (только H-CPU) и OB81 − OB87 в режиме RUN.

Разрешены следующие классы приоритета:

• классы приоритета от 2 до 23 для OB10 − OB47

• классы приоритета от 2 до 28 для OB70 − OB72

• классы приоритета от 24 до 26 для OB81 − OB87. Середина 2001 (Версия

3.0) диапазон расширен: классы приоритета от 2 до 26 могут быть

установлены для OB 81 до OB 84 так и для OB 86 и OB 87.

Вы

можете назначить нескольким ОВ одинаковые приоритеты. ОВ с

одинаковым приоритетом обрабатываются в порядке появления событий,

вызвавших их запуск.

Основы проектирования структуры программы

Programming with STEP 7 V5.3

4-6 A5E00261405-01

ОВ ошибок, запущенные синхронными ошибками, исполняются в том же

классе приоритета, что и блок, исполняющийся в тот момент, когда ошибка

произошла.

Локальные данные

При создании логических блоков (OB, FC, FB) Вы можете описать временные

локальные данные. Область локальных данных в CPU делится между

классами приоритета.

В S7-400 Вы можете изменить количество локальных данных, выделенных

классу приоритета, в блоке параметров ”priority classes [классы приоритета]" с

помощью STEP 7..

Стартовая информация OB

Каждый организационный блок имеет стартовую информацию в 20 байтов

локальных данных, предоставляемых операционной системой при запуске

ОВ. Стартовая информация указывает на событие, вызвавшее запуск ОВ,

дату и время запуска ОВ, возникшие ошибки и диагностические события.

Например, ОВ40, ОВ аппаратных прерываний, содержит в своей стартовой

информации, адрес модуля, который сгенерировал прерывание.

Отмененные ОВ прерываний

Если Вы назначаете класс приоритета 0 или назначаете менее 20 байтов

локальных данных классу приоритета, то выбор соответствующего ОВ

прерываний отменяется. Обработка отмененных ОВ прерываний ограничена

следующим образом:

• В режиме RUN они не могут быть скопированы в вашу пользовательскую

программу или связаны с ней.

• В режиме STOP они могут быть скопированы в вашу пользовательскую

программу или связаны с ней, но когда CPU проходит через "теплый"

рестарт, они останавливают запуск, и делается запись в диагностический

буфер.

Отменяя выбор ОВ прерываний, которые Вам не нужны, Вы увеличиваете

размер имеющейся в распоряжении области локальных данных, а это может

быть использовано для сохранения временных данных в других классах

приоритета.

Циклическая обработка программы

Циклическая обработка программы – это "стандартный" способ исполнения

программы в программируемых логических контроллерах, означающий, что

операционная система работает в программном цикле и вызывает

организационный блок ОВ1 один раз в каждом цикле главной программы.

Поэтому программа пользователя в ОВ1 исполняется циклически.