Интеграция визуализации WinCC c программой, описывающей логику работы объекта в STEP7

Министерство образования и науки Российской Федерации

СТАРООСКОЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(филиал) Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»

Факультет автоматизации и информационных технологий

Пояснительная записка к курсовому проекту (работе)

на тему:

по дисциплине:

ИНТЕГРИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ Интеграция визуализации WinCC c программой, описывающей логику работы объекта в STEP7

Выполнил:

студент группыИС-09з Савенко А.И.

Принял: Цуканов М.А.

Старый Оскол — 2014

WinCC — это открытая система визуализации, которая предоставляет возможность подключения самых разнообразных контроллеров. Определение каналов связи, а также партнеров по связи производится централизованно в проводнике WinCC.

Все существенные каналы связи для соединения с контроллерами SIMATIC S5/ S7/ 505 входят в объем поставки WinCC.

Интерфейсное устройство, используемое для коммуникации между Программируемым Логическим Контроллером (PLC) и WinCC называется драйвером.

Процессные теги — поименованные области памяти в PLC, подключенные к процессу.

Кадры, изображающие процесс в режиме исполнения, создаются с помощью графической системы. В этом разделе описывается проектирование кадра процесса, поэтому вы можете применить свои творческие способности, предоставив себе полную свободу действий.

Чтобы создать новый кадр процесса и открыть Graphics Designer [Графический дизайнер], выполните действия, описанные ниже.

Графический дизайнер WinCC (WinCC Graphics Designer) — это векторно-ориентированная программа рисования. Имеются также функции для точного позиционирования, выравнивания, вращения и зеркального отражения, наследования свойств графических объектов, а также группировки, построения блоков и импорта или встраивания текстов и графики, отредактированных внешним редактором (форматы BMP, WMF, EMF или через OLE). С помощью многочисленных графических объектов, содержащихся в палитре объектов и стилей, можно также создавать изображения процесса. Внешним видом всех элементов графики можно управлять динамически. К таким свойствам, как форма, цвет, образец и т. д., можно непосредственно обращаться, а также изменять их через значения переменных или из сценариев.

STEP 7 — это программное обеспечение для S7−300/400. основным инструментом для решения задач автоматизации является SIMATIC-менеджер. SIMATIC-менеджер — это приложение Windows 95/98/NT/XP и содержит все функции, требуемые для установки проекта. При необходимости SIMATIC-менеджер запускает дополнительный инструментарий, например, для конфигурирования станций, инициализации модулей, написания и тестирования программ.

Для формулирования решения задачи автоматизации используются языки программирования STEP 7. Программа SIMATIC S7 структурирована. то есть она состоит из блоков с определенными функциями, образованных из сетей (networks). Различные приоритетные классы предоставляют механизм ранжированных прерываний пользовательской программы, исполняемой в текущий момент, STEP 7 работает с переменными различных типов данных, начиная с бинарных переменных (тип данных BOOL — логический), далее с числовыми переменными (типы данных INT или REAL — целый или вещественный — для вычислительных задач), заканчивая сложными или комплексными типами данных, такими как массивы или структуры (формирование одной переменной из комбинации переменных различных типов).

Расчетно-техническая часть Одиночная катушка Одиночная катушка, как терминатор (завершающий элемент) цепи, назначает или направляет (assigns) поток электроэнергии (электрический ток) напрямую к операнду, расположенному при катушке.

Если ток в катушке течет (достигает катушки), то операнд установлен: если тока нет, то операнд не установлен (сброшен). С помощью NOT-контакта перед катушкой возможно обратить функцию.

Кроме того, возможно направить ток в несколько катушек одновременно, параллельно скомпоновав их с помощью Т-ветви. Все операнды, определенные над катушками, реагируют таким же образом. Параллельно можно составить до 16 катушек.

Катушки установки и сброса Катушки установки и сброса (set coil, reset coil) также могут завершать цепь. Эти катушки становятся активными, только когда через них протекает ток.

Если ток течет в катушке установки, то операнд над катушкой устанавливается в сигнальное состояние «1». Если ток течет в катушке сброса, то операнд над катушкой переустанавливается в сигнальное состояние «0» (сбрасывается). При отсутствии тока в катушке установки или сброса бинарный операнд остается без изменения.

Операнд, используемый с катушкой установки или сброса, обычно сбрасывается при запуске (полный рестарт — complete restart). В особых случаях сигнальное состояние сохраняется. Это зависит от режима запуска (например, «теплый» рестарт — warm restart), используемого операнда (к примеру, статические локальные данные) и установок в CPU (например, характеристики по сохранению).

LAD использует два вида контактов для сканирования битовых операндов:

Состояние сигнала 1 на разрешающем входе (EN) активизирует команду Сложение целых чисел. Эта команда складывает входы IN1 и IN2. Результат может быть опрошен на выходе OUT. Если результат лежит вне допустимого диапазона для целых чисел, то биты OV и OS слова состояния имеют значение 1, а ENO — значение 0.

Блоки сравнения Функции сравнения сравнивают две числовых переменных, относящихся к типам данных INT, DINT и REAL, на предмет равенства, неравенства, больше, больше или равно, меньше, меньше или равно. После операции сравнения выдается ее результат в виде двоичного значения.

Команда Присвоить значение дает возможность предварительно снабдить переменную определенным значением. Значение, заданное на входе IN, копируется по адресу, указанному на выходе OUT. ENO имеет такое же состояние сигнала, как EN.

С помощью блока MOVE команда Присвоить значение может копировать все типы данных длиной 8, 16 или 32 бита. Определяемые пользователем типы данных, такие как массивы или структуры, должны копироваться при помощи встроенной системной функции Direct Word Move [прямая пересылка слова].

На команду присвоить значение оказывает воздействие Главное управляющее реле (Master Control Relay, MCR).

Связь между контроллером производится по Message Passing Interface

Message Passing Interface (MPI, интерфейс передачи сообщений) — программный интерфейс (API) для передачи информации, который позволяет обмениваться сообщениями между процессами, выполняющими одну задачу. Разработан Уильямом Гроуппом, Эвином Ласком (англ.) и другими.

MPI является наиболее распространённым стандартом интерфейса обмена данными в параллельном программировании, существуют его реализации для большого числа компьютерных платформ. Используется при разработке программ для кластеров и суперкомпьютеров. Основным средством коммуникации между процессами в MPI является передача сообщений друг другу.

Описание логики выполнения программы:

Вначале проверяется условие состояния верхнего клапана — открыт, нижний;

— закрыт. Затем начинается симуляция наполнения. Значение уровня увеличивается на 1 за один цикл пока не достигнет уровня 100

На следующем этапе открывается нижний клапан (установка лог значения). Происходит сброс (значению уровня присваивается 1, блок MOVE) после открывается верхняя задвижка и заполнение происходит заново до тех пор пока выполняется условие. т. е. Верхний клапан открыт нижний закрыт. Управление клапанами можно осуществлять как из симулятора так и в WinCC.

1 согласно лаб.№ 1 создаем проект резервуара:

Для того что бы связать S7 и WinCC, при установке необходимо дополнительно выбрать компоненты AS OS Engineering и S7 Sumbol Server

Добавляем S7 300 и связываем его с протоколом MPI:

Добавляем OS (общий вид):

Добавляем данные в блок Symbols

Прописываем типы и адреса:

Заходим в блок OB1 для программирования контроллера (используется язык lad)

Вначале проверяется условие верхний клапан открыт, нижний закрыт после начинается симуляция наполнения. Значение уровня увеличивается на 1 пока не достигнет уровня 100, затем открывается нижний клапан (установка лог значения). Происходит сброс (значению уровня присваивается 1, блок MOVE) после открывается верхняя задвижка и заполнение происходит заново до тех пор пока выполняется условие. т. е. Верхний клапан открыт нижний закрыт. Управление клапанами можно осуществлять как из симулятора так и в WinCC.

Добавление тегов в WinCC:

Добавляем лог. значения в объект valve (клапан).Анологично со вторым Добавляем тег в значение fill level резервуара программа управления интерфейс графический Теги созданные в step 7 отображаются соответственно в step 7 symbol server.

Загружаем нашу программу, выводим на визуализацию Вид рабочей программы:

Значение 66 единиц соответствует уровню заполнения резервуара

http://www.step7-pro.ru/

Ганс Бергер. Автоматизация посредством STEP 7 с использованиемSTL и SCL и программируемых контроллеров SIMATIC S7−300/400