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第6章S7-1200PLC程序管理6.4程序調(diào)試6.3PLC編程6.1新建項(xiàng)目6.2硬件組態(tài)6.1新建項(xiàng)目6.1新建項(xiàng)目以TIAPortalV16為例,在桌面中雙擊圖標(biāo)“”啟動(dòng)軟件,軟件界面包括Portal視圖和項(xiàng)目視圖,兩個(gè)界面中都可以新建項(xiàng)目。在Portal視圖中,單擊“創(chuàng)建新項(xiàng)目”,并輸入項(xiàng)目名稱、路徑和作者等信息,然后單擊“創(chuàng)建”即可生成新項(xiàng)目,如圖6-1所示。在進(jìn)行項(xiàng)目操作時(shí)需要切換到項(xiàng)目視圖,即單擊“項(xiàng)目視圖”,如圖6-2所示。6.2硬件組態(tài)6.2.1手動(dòng)硬件組態(tài)手動(dòng)硬件組態(tài)是在已知所有實(shí)際PLC產(chǎn)品完整訂貨號(hào)的情況下才可以操作的,這種方式的優(yōu)點(diǎn)是可以完全離線進(jìn)行設(shè)備組態(tài),組態(tài)過(guò)程中不需要設(shè)備在線。進(jìn)入項(xiàng)目視圖,在左側(cè)的項(xiàng)目樹中,單擊“添加新設(shè)備”,如圖6-3所示,隨即彈出添加新設(shè)備對(duì)話框,如圖6-4所示。在該對(duì)話框中選擇與實(shí)際系統(tǒng)完全匹配的設(shè)備即可。具體步驟如下:設(shè)置PLC名稱,根據(jù)需要定義。選擇“控制器”,選擇“SIMATICS7-1200”。選擇S7-1200CPU的型號(hào),根據(jù)前一章CPU的選型介紹,選擇“CPU1214CDC/DC/DC”,訂貨號(hào)的選擇和實(shí)際PLC訂貨號(hào)一致,如圖6-5所示。選擇CPU的版本,默認(rèn)的是最新的版本,如果CPU不是最新的,可能會(huì)因?yàn)榘姹静黄ヅ?下載程序時(shí)報(bào)錯(cuò),此時(shí)可以選擇舊的版本,比如V4.3、V4.2等。單擊“確定”完成新設(shè)備添加。6.2.1手動(dòng)硬件組態(tài)配置方法及步驟(以信號(hào)模塊DI為例)如圖6-6中箭頭所示:打開設(shè)備視圖。打開硬件目錄。選擇實(shí)際系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)的數(shù)字量DI模塊DI16x24VDC。選擇模板的正確版本號(hào)(如果可選)。拖拽DI模塊的訂貨號(hào),在CPU右邊按順序放到對(duì)應(yīng)的位置,或者雙擊訂貨號(hào),軟件會(huì)自動(dòng)將該模塊按順序放到對(duì)應(yīng)的位置。S7-1200系列模塊的連接特點(diǎn):信號(hào)板插于CPU上,最多可以連接1個(gè)。I/O模塊和工藝模塊連接在CPU右側(cè),CPU1214(F)C/1215(F)C/1217C最多允許連接8個(gè),CPU1212(F)C最多允許連接2個(gè),CPU1211C無(wú)法連接I/O模塊和工藝模塊。通信模塊連接在CPU左側(cè),最多可以連接3個(gè)。6.2.2在線上載硬件組態(tài)如果可以使用電腦在線連接S7-1200CPU,且CPU的擴(kuò)展模板都已經(jīng)被插接完畢,可以使用自動(dòng)檢測(cè)這種更為簡(jiǎn)便的方式完成設(shè)備的硬件配置。(2)單擊確定后,彈出項(xiàng)目視圖,如圖6-8所示,在一個(gè)透明的CPU下面的對(duì)話框中,單擊“獲取”按鈕。(1)添加新設(shè)備,選擇“控制器”,在“SIMATICS7-1200”下面選擇“非特定的CPU1200”,在右邊“版本”選擇合適的版本,如圖6-7所示。6.2.2在線上載硬件組態(tài)(3)在硬件檢測(cè)窗口中完成以下操作(圖6-9)選擇計(jì)算機(jī)連接PLC的網(wǎng)卡,計(jì)算機(jī)有兩個(gè)及以上網(wǎng)卡接口時(shí),需要進(jìn)行選擇。單擊“開始搜索”按鈕,STEP7軟件會(huì)自動(dòng)搜索在線(有以太網(wǎng)連接)的PLC,顯示在圖中“所選接口的兼容可訪問節(jié)點(diǎn)”列表中。c.在可訪問節(jié)點(diǎn)中顯示所有兼容的S7-1200CPU,選擇需要硬件組態(tài)的CPU。單擊檢測(cè)按鈕,在檢測(cè)前需要將PLC和計(jì)算機(jī)的IP地址設(shè)置在同一個(gè)局域網(wǎng)段內(nèi)。(4)硬件信息上載成功后,用戶可以在設(shè)備視圖中看到所有模塊的類型,包括CPU、通信模塊、信號(hào)板和信號(hào)模塊,如圖6-10所示。硬件信息上載的只是CPU(包含IP地址)及主機(jī)架模塊的型號(hào)以及版本,模塊參數(shù)配置是不能獲取上來(lái)的,必須重新組態(tài)及配置所需參數(shù)并下載,才能保證CPU正常運(yùn)行。6.2.3參數(shù)配置在項(xiàng)目中添加CPU后,通過(guò)打開設(shè)備視圖,選中機(jī)架上的CPU,下方窗口的CPU屬性中可以配置CPU的各種參數(shù)、CPU的通信接口、本體的輸入輸出、啟動(dòng)特性、保護(hù)等。以CPU1214CV4.4為例介紹CPU的參數(shù)設(shè)置步驟,如圖6-11所示:在項(xiàng)目視圖中,雙擊“設(shè)備組態(tài)”。在設(shè)備視圖中,左鍵單擊CPU。在設(shè)備視圖下方,左鍵單擊“屬性”標(biāo)簽。左鍵單擊“常規(guī)”標(biāo)簽,下方會(huì)顯示出CPU的所有可以設(shè)置的參數(shù)。6.2.3參數(shù)配置可以設(shè)置的參數(shù)很多,在進(jìn)行PLC程序設(shè)計(jì)時(shí),根據(jù)需要進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置。但ROFINET接口的IP地址是必須要設(shè)置的,無(wú)論是程序編寫后下載,還是PLC程序調(diào)試,都需要保證計(jì)算機(jī)和PLC在同一個(gè)局域網(wǎng)段內(nèi)。以此為例,介紹具體配置以太網(wǎng)址過(guò)程,如圖6-12所示。單擊圖中“常規(guī)”標(biāo)簽下方的PROFINET接口[X1]”,在下方單擊“以太網(wǎng)地址”,在右邊窗口中配置以下參數(shù):a.“接口連接到”b.“IP協(xié)議”c.“PROFINET”6.3PLC編程6.3PLC編程項(xiàng)目中默認(rèn)的只有一個(gè)用戶程序塊“Main[OB1]”,如圖6-13所示。要添加程序塊,需要在項(xiàng)目樹的程序塊中,雙擊“添加新塊”,然后選擇塊的名稱、類型、編號(hào)和編程語(yǔ)言??晒┻x擇的塊類型有四種:組織塊(OB)、函數(shù)塊(FB)、函數(shù)(FC)、數(shù)據(jù)塊(DB)。STEP7可供選擇的編程語(yǔ)言有三種:LAD、FBD和SCL。實(shí)際用得比較多的編程語(yǔ)言是LAD和SCL。6.3PLC編程在編寫程序時(shí),根據(jù)實(shí)際應(yīng)用要求,可選擇線性結(jié)構(gòu)或模塊化結(jié)構(gòu)用于創(chuàng)建用戶程序。線性結(jié)構(gòu)按順序逐條執(zhí)行用于自動(dòng)化任務(wù)的所有指令。線性結(jié)構(gòu)將所有程序指令都放入用于循環(huán)執(zhí)行程序的OB1中。如圖6-14(a)所示。模塊化結(jié)構(gòu)可執(zhí)行特定任務(wù)的特定程序塊。要?jiǎng)?chuàng)建模塊化結(jié)構(gòu),需要將復(fù)雜的自動(dòng)化任務(wù)劃分為與過(guò)程的工藝功能相對(duì)應(yīng)的更小的次級(jí)任務(wù)。每個(gè)程序塊都為每個(gè)次級(jí)任務(wù)提供程序,通過(guò)從另一個(gè)塊中調(diào)用其中一個(gè)程序塊來(lái)構(gòu)建程序,如圖6-14(b)所示。圖6-14程序結(jié)構(gòu)6.4程序調(diào)試6.4.1仿真調(diào)試在S7-1200PLC自動(dòng)化項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中,程序調(diào)試包括函數(shù)或函數(shù)塊的調(diào)試以及整個(gè)主程序OB1的調(diào)試。TIAPortal軟件進(jìn)行程序調(diào)試的方式有兩種:仿真調(diào)試和物理PLC調(diào)試。S7-PLCSIM仿真軟件支持在不使用實(shí)際硬件的情況下調(diào)試和驗(yàn)證程序。S7-PLCSIM不支持專用I/O設(shè)備功能。S7-PLCSIM不支持寫入診斷緩沖區(qū)的所有錯(cuò)誤消息。S7-PLCSIM軟件運(yùn)行在裝有Windows操作系統(tǒng)的編程設(shè)備上,因此S7-PLCSIM中操作的掃描周期時(shí)間和確切時(shí)間不同于PLC固件執(zhí)行這些操作所需的時(shí)間。S7-PLCSIM不會(huì)對(duì)訪問保護(hù)或復(fù)制保護(hù)進(jìn)行仿真。S7-PLCSIM不支持配方,不支持Web服務(wù)器功能,不支持PROFIBUS元素。S7-PLCSIM仿真軟件不需要物理PLC就可以調(diào)試和驗(yàn)證程序,而與連接物理PLC調(diào)試功能差別不大,因此非常適合學(xué)習(xí)、驗(yàn)證和演示S7-1200PLC程序。6.4.2調(diào)試內(nèi)容1.啟動(dòng)S7-PLCSIM2.啟用仿真支持3.程序下載4.變量修改監(jiān)視5.診斷通過(guò)TIAPortal啟動(dòng),單擊仿真圖標(biāo)“”,如圖6-15所示;在桌面中雙擊圖標(biāo)“”啟動(dòng)S7-PLCSIM軟件。啟動(dòng)后的S7-PLCSIM界面如圖6-16所示,顯示未組態(tài),即未下載程序。6.4.2調(diào)試內(nèi)容1.啟動(dòng)S7-PLCSIM2.啟用仿真支持3.程序下載4.變量修改監(jiān)視5.診斷對(duì)于任何要下載到S7-PLCSIM中的程序,必須啟用仿真支持。如果通過(guò)TIAPor_x0002_tal啟動(dòng)仿真,STEP7會(huì)提示用戶啟用仿
真
支
持,如
圖6-15所
示。如
果
通
過(guò)
打
開S7-PLCSIM或打開已保存的仿真項(xiàng)目來(lái)啟動(dòng)仿真,則必須通過(guò)STEP7啟用仿真支持,否則在下載程序時(shí)會(huì)提示錯(cuò)誤信息。在STEP7中啟用仿真支持,打開項(xiàng)目屬性;選擇“保護(hù)”選項(xiàng)卡;選中“塊編譯時(shí)支持仿真”,如圖6-17所示。6.4.2調(diào)試內(nèi)容1.啟動(dòng)S7-PLCSIM2.啟用仿真支持3.程序下載4.變量修改監(jiān)視5.診斷如圖6-18所示,選中“PLC_1[CPU1214CDC/DC/DC]”,然后單擊圖中的下載圖標(biāo)“”。在彈出的下載對(duì)話框中,在“接口/子網(wǎng)的連接”中選擇“PN/IE_1”,單擊“開始搜索”后,會(huì)在“選擇目標(biāo)設(shè)備”列表中顯示“CPU-1200Simulation”,選中它,然后單擊“下載”按鈕,如圖6-19所示。這時(shí)S7-PLCSIM的界面顯示出在STEP7中組態(tài)的CPU名稱,如圖6-20所示。6.4.2調(diào)試內(nèi)容1.啟動(dòng)S7-PLCSIM2.啟用仿真支持3.程序下載4.變量修改監(jiān)視5.診斷在STEP7軟件中,在程序塊中選擇需要監(jiān)視的程序,雙擊打開,單擊監(jiān)視按鈕“”,如圖6-21所示,梯形圖LAD程序就會(huì)從黑色變成綠色實(shí)線(連通)或藍(lán)色虛線(不通)。在程序中選中需要修改的變量,右鍵單擊,在彈出的菜單中修改其值,就可改變通斷狀態(tài),修改后的程序運(yùn)行狀態(tài)如圖6-22所示。通過(guò)這種方式就可以模擬程序?qū)嶋H運(yùn)行時(shí),當(dāng)外界輸入變化時(shí)程序執(zhí)行的情況,判斷是否滿足要求,這就是程序調(diào)試的具體內(nèi)容。除了在程序中修改、監(jiān)視變量,還可以在項(xiàng)目樹中選擇“監(jiān)控和強(qiáng)制表”下拉菜單中的“添加新監(jiān)控表”并雙擊,STEP7軟件自動(dòng)生成“監(jiān)控表_1”,雙擊打開“監(jiān)控表_1”,如圖6-23所示。在監(jiān)控表中同樣可以修改變量值,監(jiān)視程序運(yùn)行結(jié)果。同樣單擊“”監(jiān)控圖標(biāo),在“修改值”列表中修改對(duì)應(yīng)的變量值,單擊修改選定值“”圖標(biāo),將修改值傳送到仿真PLC中,在“監(jiān)視值”中就可以看到修改后需要監(jiān)視的變量值,判斷是否滿足要求。6.4.2調(diào)試內(nèi)容1.啟動(dòng)S7-PLCSIM2.啟用仿真支持3.程序下載4.變量修改監(jiān)視5.診斷S7-1200PLC提供了多種診斷方法:讀取CPU以及模塊的狀態(tài)LED,這種方法最直觀;讀取CPU及模塊的診斷緩沖區(qū),需要博途軟件能夠與PLC建立通信;通過(guò)OB中斷組織塊或診斷指令獲得診斷信息。(1)讀取CPU以及模塊的狀態(tài)LEDCPU提供以下狀態(tài)指示燈,見表6-1。模塊(SM)提供以下狀態(tài)指示燈,見表6-2。6.4.2調(diào)試內(nèi)容1.啟動(dòng)S7-PLCSIM2.啟用仿真支持3.程序下載4.變量修改監(jiān)視5.診斷(2)讀取CPU及模塊的診斷緩沖區(qū)診斷緩沖區(qū)是CPU系統(tǒng)存儲(chǔ)器的一部分。診斷緩沖區(qū)包含由CPU或具有診斷功能的模塊所檢測(cè)到的錯(cuò)誤。其中包括以下事件:CPU的每次模式切換(例如,POWERUP、切換到STOP模式、切換到RUN模式);每次診斷中斷。在項(xiàng)目中雙擊“在線和診斷”,在右邊出現(xiàn)的窗口中單擊“診斷緩沖區(qū)”,就可以看到診斷事件內(nèi)容,如圖6-25所示。6.4.2調(diào)試內(nèi)容1.啟動(dòng)S7-PLCSIM2.啟用仿真支持3.程序下載4.變量修改監(jiān)視5.診斷(3)通過(guò)OB中斷組織塊在硬件組態(tài)窗口中,選中
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