Современные
информационные технологии/3. Программное обеспечение
Аспирант Песков Н.П.
Дзержинский политехнический институт, Россия
филиал Нижегородского государственного технического университета
им. Р.Е. Алексеева
Пакет программирования STEP 7
В ходе проектирования и внедрения производственных систем автоматизации
большое значение имеют работы по программированию контроллеров. Программируемый
логический контроллер представляет собой микропроцессорное устройство,
предназначенное для управления технологическими процессами в промышленности и другими
сложными технологическими объектами, принцип работы которого заключается в
сборе сигналов от датчиков и их обработке по прикладной программе пользователя с
выдачей управляющих сигналов на исполнительные устройства.
STEP 7 – это пакет промышленного программного
обеспечения, используемый для конфигурирования и программирования логических
контроллеров SIMATIC фирмы Siemens [1].
Отличительной особенностью пакета STEP 7 является возможность
разработки комплексных проектов автоматизации, базирующихся на использовании
множества программируемых контроллеров, промышленных компьютеров, устройств и
систем человеко-машинного интерфейса, устройств распределенного ввода-вывода,
сетевых структур промышленной связи.
STEP 7 содержит полный спектр инструментальных средств, необходимых для
выполнения всех этапов разработки проекта, а также последующей эксплуатации
системы управления: SIMATIC Manager – ключевая программа STEP 7, позволяющая
выполнять управление всеми составными частями проекта, осуществлять быстрый
поиск необходимых компонентов, производить запуск необходимых инструментальных
средств.
Symbol Editor – редактор определения имен переменных, типов данных,
ввода комментариев к переменным. Он позволяет выполнять все необходимые
операции по обслуживанию глобальных переменных. Ввод символьной переменной в
этом редакторе обеспечивает доступ к соответствующим данным со стороны всех
приложений. Изменение символа одного из параметров автоматически распознается
всеми инструментальными средствами.
Hardware Configuration – редактор конфигурирования используемой в
проекте аппаратуры. Он поддерживает выполнение следующих функций:
- конфигурирование систем автоматизации методом выбора необходимых
компонентов из электронного каталога и их объединения в единую систему;
- конфигурирование систем распределенного ввода-вывода;
- параметрирование центральных процессоров, модулей ввода вывода, а так
же функциональных модулей и коммуникационных процессоров.
Система предотвращает возможность ввода неправильных параметров
конфигурации. Она не позволяет размещать модули контроллера в слотах,
отведенных для других целей, не позволяет выполнять настройки модулей, при
которых они не могут работать и т.д. В силу могут вступить только корректно
введенные параметры конфигурации системы управления.
Кроме того из этого редактора доступны функции системной диагностики,
которые позволяет определить текущее состояние программируемого контроллера, а
также выявить любые дефекты в модулях. Подробная информация о дефекте может
быть вызвана двойным нажатием кнопки мыши на изображение модуля. Объем и вид
этой информации определяются типом модуля.
NetPro – программа конфигурирования систем промышленной связи,
использующая для обмена данными MPI интерфейс, сети PROFIBUS или Industrial
Ethernet. Обмен данными может осуществляться циклически или запускаться по
временным или аппаратным прерываниям.
Редактор программ - для разработки программ пользователя STEP7
предлагает редактор, использующий три различных способа представления программы,
соответствующих стандарту EN 61131-3 [2]:
- Список инструкций
(Statement List – STL). Программы,
написанные на STL, занимают минимальный объем в памяти программ контроллеров и
обладают наиболее высоким быстродействием.
- Диаграммы лестничной логики (Ladder Diagram – LAD). В отечественной
литературе этот язык известен как язык релейно-контактных схем – РКС.
- Язык функциональных блоков (Function Block
Control Diagram – FBD). Язык,
позволяющий выполнять разработку программы по аналогии с разработкой
функциональной схемы устройства управления, создаваемого на основе интегральных
логических элементов, счетчиков, таймеров и т.д.
Программа на языке релейной логики имеет наглядный и
интуитивно понятный инженерам-электрикам графический интерфейс, представляющий
логические операции, как электрическую цепь с замкнутыми и разомкнутыми
контактами. Протекание или отсутствие тока в этой цепи соответствует результату
логической операции (true —
если ток течет; false —
если ток не течет).
Основными элементами языка являются
контакты, которые можно образно уподобить паре контактов реле или кнопки. Пара
контактов отождествляется с логической переменной, а состояние этой пары —
со значением переменной.
Различаются нормально замкнутые и
нормально разомкнутые контактные элементы, которые можно сопоставить с нормально замкнутыми и нормально разомкнутыми
кнопками в электрических цепях.
·
Нормально разомкнутый
контакт разомкнут при значении false, назначенной ему переменной и
замыкается при значении true.
·
Нормально замкнутый
контакт, напротив, замкнут, если переменная имеет значение false, и
разомкнут, если переменная имеет значение true.
Итог логической цепочки копируется в целевую переменную.
STEP7 хранит все пользовательские
программы и все данные в блоках. Возможность вызова, внутри одного блока других
блоков, как если бы они были подпрограммами, позволяет структурировать
программы пользователя. Это значительно увеличивает организационную ясность,
понимание и легкость сопровождения программ
Вообще, все объекты STEP 7 объединены посредством древовидной структуры,
представленной на рисунке 1.
Рис. 1 – Структура STEP 7
Пакет программирования STEP 7 может
быть успешно использован многими инжиниринговыми компаниями в целях
автоматизации различных промышленных объектов.
Литература:
2. www.simatic.ru