Программирование в программной среде Step7 и организация связи Step7 с WinCC

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Волгоградский государственный технический университет

Факультет: "Машиностроительный"

Кафедра: "Автоматизации производственных процессов"

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

по дисциплине: Программирование микропроцессорных средств

на тему: Программирование в программной среде Step7 и организация связи Step7 с WinCC

Выполнил: студент группы МЭ-521

Мылый Сергей Сергеевич

Проверил: Грязнов Игорь Евгеньевич

Волгоград 2007

Основы программирования в среде Step7

В самом начале работы нам надо создать проект, для этого при запуске пакета система по умолчанию предложит пользователю ввести его имя (Kurs3) и выбрать минимальный набор требуемого "железа". В появившемся окне, из списка, выбрать SIMATIC 400 Station - станцию с которой будем работать. Далее в общем окне программы ищем кнопку NetPro (программа построения оборудования и создания между ними связей), в открывшемся приложении в нашу станцию надо добавить: CPU 417-4 (процессор), плату DP - организующую передачу данных по протоколу ProfiBus и блок питания (чтобы все "питалось").

На описываемой станции будем производить программирование нашего контроллера. Для передачи данных из Simatic 400 Station (Step7) в SCADу, здесь необходимо создать Simatic PC Station, в который добавляем (из списка сбоку) WinCC Application и CP5614 FO (ProfiBas).

Описанные две станции необходимо "связать" по протоколу (связь может быть создана автоматически).

Далее закрываем NetPro (с сохранением) и в Simatic Manager видим следующую картинку.

Затем заходим во вкладку Blocks и переименовываем ОВ1 в ОВ35. Дело в том, что в эти блоки пишется основная программа, циклично вызываемая контроллером в работу. Блок ОВ1 вызывается без задержки - ПИ-регулятор не успевает отработать. У ОВ35 100мс задержка - этого вполне достаточно.

При программировании все используемые переменные вначале необходимо прописать в таблице символов и присвоить им заданные типы и адреса, в которые они будут помещаться (см приложение 1).

Программу соберем из трех блоков:

ПИД-регулятора, настроенного как ПИ-регулятор (звено CONT_C);

и двух звеньев фильтрации (звено LAG1ST).

Далее, из библиотеки предлагаемых функциональных блоков необходимо собрать цепочку представленную в приложении 2-4 (для трёх языков).

Настройка регулятора осуществляется с помощью прикладной программы PID Control.

Программа настраивает DB (Data Block), в нашем случае DB1, в котором прописаны все настроечные параметры регулятора. Здесь необходимо отключить дифференциальную составляющую звена, прописать коэффициент усиления пропорциональной части и время интегрирования. Кроме того, параметр Manipulated Variable надо поставить в положение Automatic Operation.

Настроечные параметры фильтров можно изменять через приписанные к ним Data блоки (DB4 и DB5).

В DB3 пропишем переменные необходимые для настройки ПИ-регулятора через WinCC (см. приложение 5).

Для выполнения программы воспользуемся программой пакета Step7 - S7-PLCSIM.

Запись нашей программы в PLC осуществляется из Simatic Manager, как показано на картинке.

Связь WinCC и Step7

После того как наша программа создана и записана в PLC можно приступать к визуализации процесса автоматизации: построения технологического процесса в SCADе и связи последней с программой программирования.

Запускаем WinСС через Step7. Для этого в окне основной программы щелкаем по WinCC Application. Откроется графическая оболочка пакета, в которой из имеющейся библиотеки картинок технологического оборудования необходимо собрать схему процесса (как конструктор из деталей).

Необходимо получить примерно такую схему. Все элементы мониторинга содержатся в окнах Object Palette и Style Palette

Для отображения параметров процесса в SCADа выбранные нами анимированные объекты необходимо привязать к переменным, заданным в таблице символов Step7. Связь осуществляется посредствам Teg-ов, которые считывают из памяти контроллера значения нужных переменных и привязывают их к анимированным объектам.

Тeg-и прописываются следующим образом: нажимаем на интересующем нас элементе индикации, заходим в его свойства и в графе Teg прописываем имя интересующей переменной из таблице символов (переданной из Step7).

программная среда технологический процесс

Затем сохраняемся и запускаем наш проект. Если всё сделать правильно, то мы увидим примерно такую картинку.

Приведён пример контроля температуры воды путём регулирования подачи газа (теплоносителя) в нагревательную горелку-теплообменник. Исполнительным механизмом является регулирующий клапан, на газовом трубопроводе, с электроприводом. ПИ-регулятор вычисляет ошибку рассогласования между текущей температурой и её заданным значением, выдавая управляющее воздействие на регулирующий клапан. Из SCADа осуществлена возможность настройки параметров ПИ-регулятора и установки необходимого значения температуры воды.