2020-01-15
262
Программирование контроллера Simatic S7-300
Программирование панели
Человеко-машинного интерфейса TP-177A
Методические указания
к лабораторным работам
по дисциплине «Технические средства автоматизации»
для студентов специальности
«Автоматизация технологических процессов и производств»
Екатеринбург 2008
Описание лабораторного стенда
Лабораторный стенд выполнен на базе оборудования промышленной автоматизации фирмы Siemens (Германия) и включает в себя программируемый контроллер Simatic S7-300 CPU 313C, сенсорную HMI-панель[1] TP-177A, персональный компьютер, адаптер интерфейсов USB-MPI и панель имитатора объекта управления.
Рис.1. Функциональная схема лабораторного стенда
Контроллер состоит из блока питания PS-307 и процессорного модуля CPU-313C, имеющего встроенные входы и выходы. Блок питания преобразует напряжение электрической сети 220 В переменного тока в напряжение 24 В постоянного тока, используемое для питания контроллера, HMI-панели, а также элементов имитатора объекта управления. На передней панели блока питания находится выключатель.
|
|
|
Всего модуль CPU-313C имеет 24 дискретных входов, 16 дискретных выходов, 5 аналоговых входов и 2 аналоговых выхода. В лабораторных работах используется 3 дискретных входа (условно обозначим их A, B и С), 3 дискретных выхода (условно обозначим их X, Y и Z), 1 аналоговый вход (условно обозначим его R) и 1 аналоговый выход (условно обозначим его H). Дискретные логические сигналы (0/24 В) подаются на входы A, B, C от трёх переключателей П1, П2, П3 соответственно. Дискретные логические сигналы (0/24 В) с выходов X, Y, Z управляют лампами Л1, Л2, Л3 соответственно. Аналоговый сигнал (0…10 В) приходит на вход R от реостата Р. Аналоговый сигнал (0…10 В) с выхода H управляет микродвигателем постоянного тока Д.
HMI-панель получает питание (24 В) от блока PS-307 через отдельный тумблер (расположен ниже панели). Панель может как отображать информацию о работе управляемого объекта, так и использоваться в качестве задающего устройства. На экране HMI-панели могут программироваться сенсорные кнопки, чувствительные к прикосновению, с помощью которых оператор системы может подавать в контроллер управляющую информацию.
Контроллер и HMI-панель взаимодействуют друг с другом, через последовательный интерфейс MPI (выполненный на базе электрического интерфейса RS-485). Интерфейс MPI является многоточечным, поэтому к общей шине RS-485 кроме контроллера и HMI-панели можно подключить третье устройство. Таким устройством в лабораторном стенде является персональный компьютер, который используется как программатор контроллера и HMI-панели (поскольку компьютер не имеет интерфейса MPI, он подключается через адаптер USB-MPI).
|
|
|
Для разработки и загрузки программ на компьютере установлено необходимое программное обеспечение – пакет Step-7 Lite (для программирования контроллеров Simatic S7-300) и пакет WinCC Flexible (для программирования HMI-панелей, в частности панели TP-177A).
Среда программирования Step-7 Lite
Проект в Step-7 Lite состоит из собственно программы контроллера и набора различных параметров, связанных с его работой. В среде Step-7 Lite можно создать новый проект или открыть существующий проект (на рис.2 показан вид рабочей среды Step-7 Lite с открытым проектом).
Окно проекта (см.рис.2) содержит ссылки на несколько страниц, в частности Hardware (страница аппаратной конфигурации системы), Symbol Table (страница описания переменных программы), Program – папка модулей программы. На рис.2 в этой папке содержится только один модуль OB1 – это основной программный модуль, который выполняется контроллером циклически. Один цикл работы контроллера, включающий в себя считывание входных сигналов, выполнение модуля OB1 и установку выходных сигналов, называется циклом сканирования. Время цикла сканирования зависит от сложности программы и обычно составляет от нескольких миллисекунд до нескольких десятков миллисекунд.
На рис.2 показано открытое окно программы (модуля OB1). В лабораторных работах программы будут разрабатываться на языке Ladder Logic (лестничная логика). Элементы для составления программы находятся в окне библиотеки элементов и могут перетаскиваться в окно программы с помощью мыши.
|
|
|
|
|
Рис.2. Среда программирования Step 7 Lite
