Блоки STEP 7
В файлах STEP 7 все программы пользователя и все необходимые для их выполнения данные оформляются в виде блоков. Возможность использования одних блоков внутри других позволяет создавать четкие и понятные программные структуры, повышать наглядность программы, облегчать перенос блоков из программы в программу. Для написания программ могут быть использованы следующие типы блоков:
- Организационные блоки (OB): для управления ходом выполнения программ:
- Организационные блоки подразделяются на классы (например, запускаемые по времени, запускаемые по прерыванию и т.д.). Классы имеют различные уровни приоритетов. Организационные блоки с более высоким приоритетом могут прерывать выполнение организационных блоков с более низким приоритетом.
- После запуска организационного блока может быть получена детальная информация о событии, вызвавшем его запуск. Эта информация может обрабатываться программой пользователя.
- Функциональные блоки (FB): содержат программу пользователя:
- Для работы функциональных блоков необходимы данные различных типов. Эти данные, внутренние переменные и результаты обработки информации загружаются в выделенный для данного функционального блока служебный блок данных (IDB). Операции по управлению данными выполняет операционная система.
- Служебные блоки данных (IDB): для каждого функционального (FB) или системного функционального (SFB) блока создаются свои служебные блоки данных IDB. IDB автоматически генерируются после компиляции FB и SFB.
- Пользователь имеет возможность обращаться к этим данным (даже с помощью символьной адресации) из любой точки своей программы, а также средствами системы человеко-машинного интерфейса.
- Функции (FC): содержат программы для вычисления часто используемых функций:
- Каждая функция формирует фиксированную выходную величину, вычисляемую на основе получаемых входных данных. Все входные данные должны быть определены к моменту вызова функции. Таким образом, приемные блоки данных для функций не создаются.
- Блоки данных (DB): область памяти для сохранения данных пользователя:
- Дополнительно к данным, хранящихся в служебных блоках данных и доступных только конкретному функциональному блоку, могут определяться глобальные данные, которые могут быть использованы любым программным модулем.
- Компонентам блока данных может присваиваться элементарный или структурный тип данных.
- К элементарным типам данных относятся BOOL (булевый), REAL (действительный) и INTEGER (целый).
- Структурные типы данных формируются из различных сочетаний элементарных типов.
- Обращение к данным в блоках данных может производиться с использованием символьной адресации. Это облегчает программирование и читаемость программы.
- Системные функциональные блоки (SFB): функциональные блоки, встроенные в операционную систему центрального процессора. Например, SEND, RECEIVE. Системные функциональные блоки SFB имеют свои блоки данных примера IDB.
- Системные функции (SFC): функции, встроенные в операционную систему центрального процессора. Например, функции таймеров, передачи блоков и другие.
- Блоки системных данных (SDB): данные для операционной системы центрального процессора, включающие параметры настройки системы и модулей.
Инструментальные средства
SIMATIC Manager
SIMATIC Manager обеспечивает управление всеми данными проекта независимо от типа системы автоматизации (SIMATIC S7/C7 или WinAC), в которой они используются. Для всех систем автоматизации используется общий набор инструментальных средств. Сервисные программы, необходимые для обработки тех или иных данных, запускаются из SIMATIC Manager автоматически.
Symbol Editor
С помощью редактора символов осуществляется управление всеми глобальными переменными. Он способен выполнять следующие функции:
- определение символьных обозначений и ввод комментариев для входных и выходных сигналов, флагов и блоков;
- сортировка данных;
- обмен данными с другими программами Windows.
Запись символа обеспечивает доступ к соответствующим данным со стороны всех приложений. Изменение символа одного из параметров автоматически распознается всеми инструментальными средствами.
Hardware Configuration
Конфигуратор используется для выбора конфигурации и параметров настройки всей аппаратуры, используемой в проекте. Он поддерживает выполнение следующих функций:
- Конфигурирование систем автоматизации: позволяет выбирать из электронного каталога все необходимые компоненты и объединять их в единую систему.
- Конфигурирование систем распределенного ввода-вывода производится теми же способами, что и систем локального ввода-вывода.
- Настройка параметров центральных процессоров: с помощью меню могут корректироваться все необходимые атрибуты (стартовые характеристики, проверка времени сканирования программы и т.д.). Поддерживается настройка параметров мультипроцессорных комплексов. Все данные сохраняются в системных блоках данных центрального процессора.
- Настройка параметров модулей: с помощью экранных форм могут быть определены все параметры настройки используемых модулей. Аналогичные установки с помощью DIP переключателей становятся ненужными. Последующая замена модуля не требует повторной настройки параметров.
- Настройка параметров функциональных модулей (FM) и коммуникационных процессоров (CP): настройка параметров функциональных модулей и коммуникационных процессоров производится с помощью специальных экранных форм. Контролируя состав используемых модулей, система предотвращает ввод некорректных данных.
Системная диагностика
Системная диагностика позволяет получать информацию о текущем состоянии системы управления. Сообщения могут выводиться в виде:
- Текстовых сообщений.
- Полного условного графического изображения системы в формате Hardware Configuration с поддержкой следующих опций:
- Отображение основной информации о модуле (заказной номер, версия, описание) и информации о его состоянии (например, отказ).
- Отображение отказов модулей локальной и распределенной систем ввода-вывода (например, отказ канала).
- Отображение сообщений из диагностического буфера.
Для центральных процессоров может отображаться следующая дополнительная информация:
- Причины сбоев в процессе выполнения программы пользователя.
- Отображение длительности цикла (максимальной, минимальной и последнего цикла).
- Отображение объема используемой и доступной памяти.
- Доступные и используемые ресурсы MPI связи.
- Отображение служебной информации (допустимое количество входов и выходов, флагов, счетчиков, таймеров и блоков).
Конфигуратор систем промышленной связи
- Конфигурирование и отображение коммуникационных соединений.
- Циклический обмен данными через MPI:
- Выбор партнеров по связи.
- Заполнение таблицы соединений (источников и приемников); создание всех системных блоков данных (SDB) и их полная передача всем центральным процессорам выполняются автоматически.
- Обмен данными по прерываниям:
- Определение коммуникационных соединений.
- Выбор коммуникационных блоков (CFB) из встроенной библиотеки.
- Настройка параметров выбранных коммуникационных блоков из программы пользователя на языках LAD, STL или FBD.
Языки программирования
Для программирования контроллеров может быть использовано три языка: FBD, LAD и STL.
Классические языки программирования контроллеров LAD (Ladder Diagram - LAD) и FBD (Function Block Diagram) позволяют создавать программы, отвечающие требованиям DIN EN 6.1131-3.
Редакторы стандартных языков LAD и FBD обеспечивают полную графическую поддержку программирования со следующими характеристиками:
- Простое и интуитивное использование: создание программы поддерживается дружественным пользователю интерфейсом и позволяет использовать стандартные механизмы разработки Windows программ.
- Библиотеки заранее подготовленных сложных функций (например, ПИД регулирования) и разработанных пользователем решений.
Язык STL (Statement List) позволяет создавать наиболее компактные программы, обладающие наиболее высоким быстродействием. Язык поддерживает выполнение следующих функций:
- Функции поиска: любая точка программы может быть быстро найдена по указанию символьного имени, оператора и т.д.
- Возможность ввода данных в пошаговом или свободном текстовом режиме: программа может вводиться с проверкой синтаксиса каждой строки или набираться в текстовом редакторе с последующим преобразованием.
Список инструкций
STEP 7 оснащен исчерпывающим набором инструкций, позволяющих легко и просто решать любые задачи автоматического управления.
Состав инструкций:
- логические операции (включая обработку фронтов);
- операции со словами;
- операции с таймерами/ счетчиками;
- операции сравнения;
- операции преобразования типов данных;
- операции сдвига и вращения;
- математические функции с фиксированной и плавающей точкой (включая тригонометрические и экспоненциальные функции);
- функции управления ходом выполнения программы.
Для облегчения программирования может быть использован целый ряд дополнительных сервисных функций:
- Установка точек прерывания (только в S7-400).
- Переключение (переконфигурирование входов и выходов).
- Принудительная установка входов и выходов в заданные состояния.
- Перекрестные ссылки.
Мультипроцессорная поддержка для S7-400.
Функции состояний:
- Загрузка и тестирование блоков непосредственно в редакторе.
- Одновременный контроль состояний нескольких блоков.
- Функции поиска.
- Интерактивная помощь по функциональным блокам (F1).