SIMATIC PCS7 培训交流课件

编写人：厉鹏飞培训人：厉鹏飞班组：热控外围班课件名称：SIMATICPCS7系统介绍目录一．PCS7系统概述二．SIMATIC管理器和对象1.SIMATIC管理器的全局设置2.项目视图和对象三．PC站和通讯1.用于PC组态的软件工具2.PC站的组态四．创建PCS7项目1.自动化站硬件配置2.自动化系统S7-400及PROFIBUSDP3.工厂分级、CFC4.OS工程设计一、PCS7系统概述1.1PCS7系统结构图1.1显示了一个典型的PCS7系统，图中ES为工程师站，OS为操作员站，AS为自动化站。1.2ES（工程师站）PCS7项目是在PCS7工程师站上设计的。工程师站安装有PCS7组态工具，可以和自动化站和操作员站进行通讯。PCS7ES拥有功能强大的组态工具，主要如下：SIMATICManager(SIMATIC管理器)：项目创建、库创建、项目管理和诊断，等等。Multi-Project（多项目）：在SIMATIC管理器中，可以创建（单个）项目或者多项目。一个项目包含有一个或者几个项目和一个主数据库。MasterDataLibrary(主数据库)：一个主数据库关联一个多项目。与其它系统或者应用特定的库不同，主数据库属于多项目内部，并聚集了该项目所有的全部功能类型。ComponentView(工厂视图)：用于设计工厂的工厂层级（PH）。ProcessObjectView（过程对象视图）：组态中会创建许多对象。过程对象视图包含了一个项目的所有组态内容。HWConfig(硬件组态):AS的硬件配置环境，用于配置CPU、通讯处理器、外围设备和现场总线等。CFC(连续功能图):用于设计库、自动化逻辑、联锁、算法和控制等。SFC(顺序功能图):用于设计顺序控制、逻辑和联锁等。WinCC(视图控制中心):PCS7操作员界面和可视化。GraphicsDesignereditor(图形编辑器):图片、图形对象和动画的设计。NetPro(网络组态)：AS至AS之间，以及AS至0S之间的通讯组态环境。ES上PCS7项目的设计过程可以分为两个阶段，即所谓的AS组态和OS组态。AS组态包括工程层级、功能块、CFC、SFC的设计，以及硬件和通讯组件的组态。OS组态包括设计带有操作功能和工艺图的操作界面，以及对归档和协议的设计。在执行“compileOS”时，OS组态可以自动地调用AS组态的大量功能。1.3AS（自动化站）PCS7自动化站包括以下模块：模块式机架（机架）电源（PS）中央控制单元（CPU）通讯处理器（CP）工厂总线通讯处理器（以太网通讯处理器）现场总线通讯处理器（PROFIBUSDP通讯处理器）输入和输出模块CPU处理操作系统和程序，它通过PalntBus（工厂总线）与ES或OS服务器进行通讯。AS也有一个通讯端口通过ProfibusDP与现场设备进行通讯。如图1.2是一个连接到分布式I/O的自动化系统典型例子。二、SIMATIC管理器和对象SIMATIC管理器是PCS7项目工程任务的核心管理工具。SIMATIC管理器提供三个视图（PlantView工厂视图、ComponentView组件视图和ProcessObjectView过程对象视图）实行项目数据的访问。在SIMATIC管理器中，对项目对象进行创建、复制、移动和编辑等。1.SIMATIC管理器的全局设置SIMATIC管理器初始设置，对于工作平台创建的每个项目都具有影响效应，且在项目管理中尤为关键。1.1用户定制当首次打开SIMATIC管理器，在创建任何新项目之前，必须自定义软件的工作平台，指定项目中将使用何种语言。1.2用户项目和库的位置指定用户项目的位置，应当不同于默认位置，即PCS7系统文件已安装的位置（C:\Siemens\Step7\S7proj）。如果用户项目位置与系统文件位置不同，那么用户就能在系统升级过程时，保护其项目以避免意外更改。用户定义的库也不应与默认PCS7系统库在同一目录下。1.3项目备份在备份一个项目前，应先指定使用何种压缩程序以及压缩数据的位置。可使用SIMATIC管理器提供的功能对项目进行压缩和解压。通常也会使用SaveAs（另存为）功能进行项目备份。功能菜单路径是SIMATICManagerFileSaveAs。与采用压缩功能备份项目相比，SaveAs（另存为）是以未压缩的格式进行一个项目或多项目存储的。2.项目视图和对象在SIMATIC管理器中，有3个用于项目的视图。见图2.7。PlantView（工厂视图）ComponentView（组件视图）ProcessObjectView（过程对象视图）2.1工厂视图工厂视图以层级形式来显示项目，能递进地描述出实际工厂层次。一个项目最多可有5个工厂层级。在工厂视图里，您可以插入下列对象。如图2.8所示。Hierarchyfolder（层级文件夹）CFC（连续功能图）SFC（顺序功能图）Picture（图片）Report（报表）其它文档（文本、书写、Word和Excel）2.2组件视图组件视图包括硬件部分、总线系统、自动化站和PC站。在组件视图中，您可以插入硬件组件。这些对象如图2.10所示。图2.10中例举的对象并非都用于PCS7项目。下面是用于PCS7项目中的对象。SIMATICS7400站SIMATICH站SIMATICPC站S7程序OS（操作服务器项目）OS（客户机项目）三、PC站和通讯SIMATICPC站（简称为“PC站”）是安装有SIMATIC组件的PC机。在PCS7系统范畴中，PC站可以代表一个物理的OS服务器或ES。PC站之间的通讯是指：把组态数据从ES传输到OS，以便OS能做好运行系统通讯的准备ES/OS和AS之间的组态和通讯。PC站和通讯的主题是从SIMATICManager中，对所有包含在PCS7项目中的所有PC站进行组态。1.用于PC站组态的软件SIMATICManager（SIMATIC资源管理器）HW-Config（硬件配置）NetProConfigurationConsoleandCommissioningWizard（组态控制台和调试向导）StationConfigurationEditor（站组态编辑器）一个PC站，不管是ES还是OS，均有WinCCapplication（WinCC应用程序）来使用通讯通道。在HW-Config.（硬件配置）中插入与组态通讯卡和WinCC应用程序。ES/OS的另一端是自动化站AS。必须在WinCCApplication（WinCC应用程序）和ASCPU之间建立逻辑连接。该连接在NetPro中进行设置。ConfigurationConsole（组态控制台）提供PC的SIMATIC硬件设备的全貌，并用于SIMATICPC通讯系统的组态、调试和诊断。通讯的属性包括使用该工具设置参数、地址和访问协议。采用CommissioningWizard（调试向导），首先识别ConfigurationConsole（组态控制台）列出的SIMATICPC硬件设备。Wizard（向导）对每个PC站运行一次以后，设置在ConfigurationConsole（组态控制台）中被设定。当向导运行时，由CommissioningWizard（调试向导）识别的设备被编入索引，将来在ConfigurationConsole（组态控制台）中可以调整索引。StationConfigurationEditor（站组态编辑器）指示了当前激活的卡和应用程序。它也可以用于诊断。2.PC站的组态有了PCS7软件工具和一个AS，首先要考虑的是如何使用工具以及如何建立各个站之间的联系。本章举例说明了如何在PCS7项目中组态一个SIMATIC站。2.1设置在PCS7系统里，工业以太网被用作PlantBus（工厂总线）。所提供的SIMATICPC配有用于TerminalBus（终端总线）连接的板载的以太网卡，和用于PlantBus（工厂总线）连接的网卡（CP1613卡或其他网卡，如3ComEtherlink卡）。AS使用CP443-1卡与ES/OS通讯。ES/OS和AS典型的设置实例如图3.1所示。使用其它网卡（如3Com卡），而非CP1613卡，对PlantBus（工厂总线）通讯来说是一个初级级别。CP1613可用于任何大型项目。2.2在SIMATICManager中插入PC和AS站SIMATICManager里项目含有PC和AS站。图3.2说明了带一个AS站和一个PC站的项目。AS和OS的组态主要是在HW-Config（硬件配置）工具中进行的。2.3AS和OS之间的数据交换ES/OSPC站是与AS交换数据的。它们之间的连接是在NetPro界面上设置的。参阅图3.4。四、自动化站1.硬件配置1.1硬件配置组件的基本过程自动化站（AS）至少包括一个机架，一个电源和一个CPU。图4.1AS的图解说明。各组件的功能在表4.1中给出。在SIMATICManager中创建了一个新项目之后，下一步要做的是配置一个自动化站。在图4.2中给出了主要步骤。1.2步骤说明第1步：按图4.3中所示，在项目的Componentview中，在项目上点击鼠标右键插入一个站点。第2步：如图5.4所示，通过双击硬件来调用HardwareConfig。第3步：从HardwareCatalog中将组件拖放到配置机架上。见图4.5。2.自动化系统S7-400及PROFIBUSDP2.1S7-400CPU设计1.模式选择器开关：通过使用模式选择器开关，您可以将CPU切换到RUN、RUN-P或STOP模式，或者执行内存复位操作。各位置的功能在表4.3中列出。2.外部电池：当更换电源时，附加的外部电池电压源（DC5到15V）被用于支持RAM。3.MPI接口：可以将下列节点连接到多点接口，如编程设备（PG/PC）、操作员接口设备（OS，OP和TD）、其它SIMATICS7可编程控制器。也可以将MPI接口组态成DP接口。通过这种方式，可以用从站组态一个DP链。4.PROFIBUS-DP接口：可以将下列节点连接到PROFIBUS-DP接口，如ET200M、S7-300作为智能从站、其它标准PROFIBUS-DP从站。2.2组织块组织块（OB）是CPU操作系统和用户程序之间的接口。它们由操作系统调用，用来指定CPU如何启动。在事件驱动OB中，它们还处理对错误的响应。OB的数量和类型依CPU类型的不同而不同。要想准确地知道一个CPU包含哪些OB，在HWConfig中查看CPU的Properties。图4.13给出了关于S7-400的OB及其功能的概述。OB启动事件优先级1自由周期110-17日期时间中断220-23延时中断3-630-38循环周期7-1540-47硬件中断16-2355-57DPV1中断260多值计算2570-73冗余错误（H-CPU）2580-87异步错误中断26、28100-102启动27121、122同步错误中断2.3系统诊断项目诊断是CPU集成的错误检测和记录功能。记录错误信息的区域被称为诊断缓冲区。缓冲区的容量取决于CPU（如CPU416=120条消息）。图4.14给出了如何调用诊断缓冲区。2.4PROFIBUSDPPROFIBUS-DP是使用最频繁的通讯协议集。它在速度、效率和低连接成本方面进行了最优化设计，专门用于在自动化系统和分布式外围设备之间进行通信。DP是制造业自动化中传统的、使用24伏电压的并行信号传输，以及过程自动化中使用4¨20mA或Hart的模拟量信号传输的理想替代者。在硬件配置表中组态PROFIBUSDP，用鼠标右键单击可以安装DP接口的插槽，则可以按照图4.26所示插入一个DP网络线。2.4.1在PCS7中组态分布式I/OPROFIBUS-DP是使用最频繁的通讯协议集。它在速度、效率和低连接成本方面进行了最优化设计，专门用于在自动化系统和分布式外围设备之间进行通信。DP是制造业自动化中传统的、使用24伏电压的