Язык программирования контроллеров siemens

Язык программирования контроллеров siemens

Добрый день, хабровчане! Полазив по Хабру, мною было обнаружено всего несколько топиков, в котором упоминалось бы словосочетание «Simatic Step 7». Хочу поделиться с Вами небольшой частью информации, накопленной мною за все время работы с программируемыми логическими контроллерами, и показать, что из себя представляют ПЛК, оболочка и что мне приходилось на них строить.

Данный пост содержит общую ознакомительную информацию о программировании ПЛК Siemens.

Введение

Устроилась я в эту фирму еще на 5м курсе института. К слову, образование мое к программированию относится весьма косвенно и было это больше увлечением. Познания мои на тот момент ограничивались курсом Delphi и весьма базовым Ассемблером. Компания занималась (да и занимается) проектированием, строительством и обслуживанием грузоподъемных машин, таких как погрузчики, портальные, козловые, мостовые и прочие краны. К ГП машинам мое образование имело еще меньше отношения. Поэтому я решила попробовать. 🙂

Программируемые логические контроллеры Siemens

ПЛК фирмы Siemens — это промышленные контроллеры и используются для автоматизации технологических процессов. У нас, в частности, использовались для автоматизации работы грузоподъемных машин.

Simatic включает в себя несколько линеек ПЛК — Simatic S5 и Simatic S7. В свою очередь линейка Simatic S7 содержит семейства S7-200, S7-300, S7-400 и S7-1200.

Чаще всего мы использовали ПЛК семейств S7-300 и S7-400, для которых компанией Siemens было разработано собственное программное обеспечение Simatic Step 7.

ПЛК включали в себя:

  • модуль центрального процессора (CPU);
  • блоки питания (PS) для питания контроллера от сети переменного или постоянного тока;
  • сигнальные модули (SM), предназначенные для ввода/вывода дискретных и аналоговых сигналов;
  • коммуникационные процессоры (CP), выполняющие автономную обработку коммуникационных задач в промышленных сетях Profibus, Industrial Ethernet и др.;
  • функциональные модули (FM), которые выполняли задачи автоматического регулирования, взвешивания, позиционирования и пр.;
  • интерфейсные модули (IM) для подключения стоек расширения к базовому блоку контроллера.

Кроме этого, к ПЛК через сеть Profibus подключалось большое количество ведомых устройств, таких как частотные преобразователи, приводы, абсолютные/инкрементные энкодеры и пр.

Вся работа ГП машины по максимуму автоматизировалась и крановщику нужно применять минимум усилий для управления оной.

Что из себя представляет Simatic Step 7?

Главной утилитой является Step 7 — Simatic Manager, которая позволяет производить конфигурацию ПЛК и сетей (утилиты HWConfig и NetPro).

В процессе конфигурации определяется состав оборудования, способы подключения, используемые сети, адреса, выбираются настройки для используемых модулей. Готовая конфигурация загружается в ПЛК, что так же является настройкой оборудования.

Утилиты конфигурации позволяют осуществлять диагностику оборудования, обнаруживать аппаратные ошибки или неправильный монтаж.

Программирование ПЛК производится так же с помощью Simatic Manager, обеспечивающий написание программ в трех редакторах:

    LAD (Ladder Diagram) — релейные диаграммы. Редактор отображает программу в графическом представлении, похожем на электрическую монтажную схему. Логические схемы позволяют программе имитировать протекание электрического тока от источника напряжения через ряд логических условий на входах, которые активизируют условия на выходах. Источником напряжения выступает шина, находящаяся слева.
    Основными элементами являются нормально замкнутые и нормально разомкнутые контакты.

Соответственно, замкнутые контакты позволяют потоку сигнала протекать через них к следующему элементу, разомкнутые контакты — препятствуют протеканию потока сигнала.
Логика делится на сегменты, т.н. нэтворки (Network), программа исполняется слева направо и сверху вниз.
Особенностями редактора LAD является простота в использовании и понимании для начинающих программистов.
FBD (Function Block Diagram) — функциональные блочные диаграммы. Этот редактор отображает программу в виде обычных логических схем. Контактов нет, но есть эквивалентные функциональные блоки. В данном редакторе не используется понятие «поток сигнала», как в LAD, его выражает аналогичное понятие потока управления через логические блоки FBD.

Потоком сигнала называется пусть состояния «1» через элементы FBD. Логика программы вытекает из связей между функциональными блоками, обозначающими команды.
Графическое представление функционального плана хорошо отражает процесс выполнения программы.
STL (Statement List) — список инструкций. Данный редактор дает возможность создавать программы, вводя мнемонические обозначения команд. В этом редакторе можно создавать программы, которые невозможно создать в редакторах LAD и FBD. Программирование в STL очень похоже на программирование на Ассемблере, несколько специфическое.

ПЛК выполняет команды в порядке, определяемом программой, сверху вниз, затем начинает сначала.
С помощью редактора STL всегда можно посмотреть или отредактировать программы, созданные на LAD или FBD, обратное не всегда возможно.

Читайте также:  Почему не открывается установленная игра

Я работала с самого начала в STL, пробовала LAD, мне показался слишком непонятным и многие вещи таки не удавалась так просто в нем сделать, как в STL. Плюс еще в том, что при загрузке программы в ПЛК, она компилируется в STL и, соответственно, при выкачке ее из ПЛК на программатор она так же представлена в STL.

Вместо заключения

Программирование ПЛК занятие увлекательное, особенно когда это не стенд, а реальное оборудование.
Моя работа заключалась в создании программы на ПЛК для управления всей ГП машины либо отдельных ее частей, а так же загрузке программного обеспечения непосредственно в оборудование и его отладке.
Случалось разное, но работать с железом было очень интересно, хоть и не легко иногда.
А строили мы вот такие ГП машины:

Добрый день, хабровчане! Полазив по Хабру, мною было обнаружено всего несколько топиков, в котором упоминалось бы словосочетание «Simatic Step 7». Хочу поделиться с Вами небольшой частью информации, накопленной мною за все время работы с программируемыми логическими контроллерами, и показать, что из себя представляют ПЛК, оболочка и что мне приходилось на них строить.

Данный пост содержит общую ознакомительную информацию о программировании ПЛК Siemens.

Введение

Устроилась я в эту фирму еще на 5м курсе института. К слову, образование мое к программированию относится весьма косвенно и было это больше увлечением. Познания мои на тот момент ограничивались курсом Delphi и весьма базовым Ассемблером. Компания занималась (да и занимается) проектированием, строительством и обслуживанием грузоподъемных машин, таких как погрузчики, портальные, козловые, мостовые и прочие краны. К ГП машинам мое образование имело еще меньше отношения. Поэтому я решила попробовать. 🙂

Программируемые логические контроллеры Siemens

ПЛК фирмы Siemens — это промышленные контроллеры и используются для автоматизации технологических процессов. У нас, в частности, использовались для автоматизации работы грузоподъемных машин.

Simatic включает в себя несколько линеек ПЛК — Simatic S5 и Simatic S7. В свою очередь линейка Simatic S7 содержит семейства S7-200, S7-300, S7-400 и S7-1200.

Чаще всего мы использовали ПЛК семейств S7-300 и S7-400, для которых компанией Siemens было разработано собственное программное обеспечение Simatic Step 7.

ПЛК включали в себя:

  • модуль центрального процессора (CPU);
  • блоки питания (PS) для питания контроллера от сети переменного или постоянного тока;
  • сигнальные модули (SM), предназначенные для ввода/вывода дискретных и аналоговых сигналов;
  • коммуникационные процессоры (CP), выполняющие автономную обработку коммуникационных задач в промышленных сетях Profibus, Industrial Ethernet и др.;
  • функциональные модули (FM), которые выполняли задачи автоматического регулирования, взвешивания, позиционирования и пр.;
  • интерфейсные модули (IM) для подключения стоек расширения к базовому блоку контроллера.

Кроме этого, к ПЛК через сеть Profibus подключалось большое количество ведомых устройств, таких как частотные преобразователи, приводы, абсолютные/инкрементные энкодеры и пр.

Вся работа ГП машины по максимуму автоматизировалась и крановщику нужно применять минимум усилий для управления оной.

Что из себя представляет Simatic Step 7?

Главной утилитой является Step 7 — Simatic Manager, которая позволяет производить конфигурацию ПЛК и сетей (утилиты HWConfig и NetPro).

В процессе конфигурации определяется состав оборудования, способы подключения, используемые сети, адреса, выбираются настройки для используемых модулей. Готовая конфигурация загружается в ПЛК, что так же является настройкой оборудования.

Утилиты конфигурации позволяют осуществлять диагностику оборудования, обнаруживать аппаратные ошибки или неправильный монтаж.

Программирование ПЛК производится так же с помощью Simatic Manager, обеспечивающий написание программ в трех редакторах:

    LAD (Ladder Diagram) — релейные диаграммы. Редактор отображает программу в графическом представлении, похожем на электрическую монтажную схему. Логические схемы позволяют программе имитировать протекание электрического тока от источника напряжения через ряд логических условий на входах, которые активизируют условия на выходах. Источником напряжения выступает шина, находящаяся слева.
    Основными элементами являются нормально замкнутые и нормально разомкнутые контакты.

Соответственно, замкнутые контакты позволяют потоку сигнала протекать через них к следующему элементу, разомкнутые контакты — препятствуют протеканию потока сигнала.
Логика делится на сегменты, т.н. нэтворки (Network), программа исполняется слева направо и сверху вниз.
Особенностями редактора LAD является простота в использовании и понимании для начинающих программистов.
FBD (Function Block Diagram) — функциональные блочные диаграммы. Этот редактор отображает программу в виде обычных логических схем. Контактов нет, но есть эквивалентные функциональные блоки. В данном редакторе не используется понятие «поток сигнала», как в LAD, его выражает аналогичное понятие потока управления через логические блоки FBD.

Читайте также:  Умные часы samsung gear 2 neo

Потоком сигнала называется пусть состояния «1» через элементы FBD. Логика программы вытекает из связей между функциональными блоками, обозначающими команды.
Графическое представление функционального плана хорошо отражает процесс выполнения программы.
STL (Statement List) — список инструкций. Данный редактор дает возможность создавать программы, вводя мнемонические обозначения команд. В этом редакторе можно создавать программы, которые невозможно создать в редакторах LAD и FBD. Программирование в STL очень похоже на программирование на Ассемблере, несколько специфическое.

ПЛК выполняет команды в порядке, определяемом программой, сверху вниз, затем начинает сначала.
С помощью редактора STL всегда можно посмотреть или отредактировать программы, созданные на LAD или FBD, обратное не всегда возможно.

Я работала с самого начала в STL, пробовала LAD, мне показался слишком непонятным и многие вещи таки не удавалась так просто в нем сделать, как в STL. Плюс еще в том, что при загрузке программы в ПЛК, она компилируется в STL и, соответственно, при выкачке ее из ПЛК на программатор она так же представлена в STL.

Вместо заключения

Программирование ПЛК занятие увлекательное, особенно когда это не стенд, а реальное оборудование.
Моя работа заключалась в создании программы на ПЛК для управления всей ГП машины либо отдельных ее частей, а так же загрузке программного обеспечения непосредственно в оборудование и его отладке.
Случалось разное, но работать с железом было очень интересно, хоть и не легко иногда.
А строили мы вот такие ГП машины:

Simatic Step 7
Разработчик Siemens
Интерфейс графический
Операционная система Microsoft Windows
Языки интерфейса английский, немецкий, французский, итальянский, испанский, китайский, японский
Последняя версия 5.6 SP1 (26.10.2018 [1] )
Состояние активное
Лицензия проприетарная
Сайт automation.siemens.com/m…

Simatic Step 7 — программное обеспечение фирмы Siemens для разработки систем автоматизации на основе программируемых логических контроллеров Simatic S7-300/S7-400/M7/C7 и WinAC. Программное обеспечение выпускается с интерфейсом на английском, немецком, французском, итальянском и испанском языках. Специальные версии обеспечивают работу на японском и китайском языках. Предшественником данного ПО является более ранняя версия Simatic Step 5, работающая в ОС DOS или в DOS окне ОС Windows. Различают следующие версии:

  • Simatic Step 7
  • Simatic Step 7 Professional
  • Simatic Step 7 Lite

Для контроллеров Simatic S7-200 существует собственный программный продукт Step 7 MicroWin.

Содержание

Программируемый логический контроллер [ править | править код ]

С помощью этой программы выполняется комплекс работ по созданию и обслуживанию систем автоматизации на основе программируемых логических контроллеров Simatic S7-300 и Simatic S7-400 фирмы Siemens. В первую очередь это работы по программированию контроллеров. Программируемый логический контроллер, ПЛК — это микропроцессорное устройство, предназначенное для управления технологическими процессами в промышленности. Принцип работы ПЛК заключается в обработке по прикладной программе пользователя данных с модулей входов (например, сигналов от подключенных датчиков) и последующей выдачей управляющих сигналов, посредством модулей выходов и модулей связи, обеспечивающих подключение исполнительных устройств. В основе работы лежит концепция проекта, под которым понимается комплексное решение задачи автоматизации, включая несколько взаимосвязанных контроллеров на базе физических микроконтроллеров, соединяющие их сети и системы человеко-машинного интерфейса. Работу с проектом в целом обеспечивает главная утилита Step 7 — Simatic Manager. Step 7 позволяет производить конфигурирование программируемых логических контроллеров и сетей (утилиты HWConfig и NetPro). В процессе конфигурирования определяется состав оборудования в целом, разбиение на модули, способы подключения, используемые сети, выбираются настройки для используемых модулей. Система проверяет правильность использования и подключения отдельных компонент. Завершается конфигурирование загрузкой выбранной конфигурации в оборудование, что по сущности является настройкой оборудования. Утилиты конфигурирования позволяют осуществлять диагностику оборудования, обнаруживать аппаратные ошибки или неправильный монтаж оборудования. Программирование контроллеров производится редактором программ, обеспечивающим написание программ на трех языках:

  • LAD — язык релейно-контактной логики;
  • FBD — язык функциональных блочных диаграмм;
  • STL — язык списка инструкций.

В дополнение к трем основным языкам могут быть добавлены четыре дополнительные языка, поставляемые отдельно:

  • SCL — структурированный язык управления, по синтаксису близкий к Pascal;
  • GRAPH 7 — язык управления последовательными технологическими процессами;
  • HiGraph 7 — язык управления на основе графа состояний системы;
  • SFC — язык диаграмм состояния.
Читайте также:  Как найти музыку по звуку из видео

Возможность наблюдения за текущим состоянием программы, доступное при использовании любого языка программирования, обеспечивает не только отладку программного обеспечения, но и поиск неисправностей в подключаемом оборудовании, даже если оно не имеет средств диагностики.

Интегрированная разработка систем автоматизации на основе Step 7 [ править | править код ]

В семействе программных продуктов компании Siemens для решения комплексных задач автоматизации Step 7 выполняет интеграционные функции. В проект Step 7 могут быть, например, включены системы человеко-машинного интерфейса, например, операторские панели, конфигурируемые с помощью производимого Siemens программного обеспечения ProTool или WinCC Flexible, или персональный компьютер с программным обеспечением WinCC. Интеграция проектов для ЧМИ в проект Step 7 облегчает автоматическое связывание проектов для контроллера и операторского интерфейса, ускоряет проектирование и позволяет избежать ошибок, связанных с раздельным использованием программ. В полной мере эти преимущества проявляются при использовании системы проектирования PCS7, в основе которой также используется Step 7. Аналогично в Step 7 интегрируется программное обеспечение для настройки и управления сложными измерительными или исполнительными устройствами автоматизации, например, частотными приводами. Step 7 также позволяет спроектировать сетевые настройки. соединения и передачу данных между устройствами автоматизации, например, системы Master-Slave при обмене данных по шине Profibus с использованием протокола DP.

История версий [ править | править код ]

Версия Объявление к поставке Описание
1.0 1 февраля 1997 История версий Step 7 началась в 1995 с первой версии 1.0. Состояла она из восьми инсталляционных дискет и одной дискеты с ключом. Разработана была для Windows 3.11.
2.0 1 февраля 1998 Вместе с Simatic S7-400 вышла на рынок вторая версия 2.0, для Windows 95.
3.1 1 октября 1998 Версия 3.1 была как на дискетах так и на компакт-диске.
3.2 1 мая 1999 Вышла версия 3.2 для Windows NT.
4.0 1 сентября 2000 Следующая версия 4.0 была также для Windows 95 и NT ,но распространялась только на компакт-дисках.
5.0 Версия 5.0 поддерживала кроме как 95 и NT ещё и Windows 98. Кроме того в программу были добавлены новые функции.
5.1 С версией 5.1 программа стала ещё шире и были исправлены некоторые недостатки, также её можно было теперь применять на Windows ME и Windows 2000.
5.2 19 января 2003 [2] Версия 5.2 поддерживала операционные системы MS Windows 95, 98, Me, NT4 Workstation, 2000 Professional и MS Windows XP Professional.
5.3 27 февраля 2004 [3] Было разработано полностью новое лицензионное решение. Теперь лицензию можно было положить на сервер и пользователь, который хочет работать с программой в настоящий момент, скачивает её себе прямо на компьютер. Эта версия поддерживает только Windows 2000 и Windows XP, поэтому предыдущие версии были ещё долго доступны. Версия 5.3 поставляется до сих пор на китайском и японском языках.
5.4 4 октября 2006 4 октября 2006 появилась версия 5.4 с новыми возможностями. Последующие обновления для последней версии были выпущены 15 июня 2007 и 12 октября 2007. Кроме того теперь программу можно использовать на Windows Vista. Все пакеты обновления доступны отдельно. [4]
5.5 26 июля 2010 26 июля 2010 увидела свет версия 5.5, поддерживающая все редакции Windows 7 (в том числе и 64-битные версии), кроме Начальной (Starter) и Домашней (Home). [5] . Из существенных нововведений следует отметить средство защиты блоков программ S7 Block Privacy, пришедшее на замену Know-How Protection.
5.6 26 октября 2018 года [6]

Варианты поставки [ править | править код ]

  • Step 7 Lite (ранее назывался Step 7 mini) — дешёвая и ограниченная по возможностям версия Step 7. Работает с контроллерами Simatic S7-300, Simatic C7, ET 200S (IM 151/CPU и IM 151/CPU FO) и ET 200X (BM 147/CPU) не позволяет реализовать сетевые задачи. [7]
  • Step 7 Professional — пакет Step 7 дополненный опциональными пакетами: языками SCL и GRAPH 7, программой имитации контроллера PLCSim. В таком комплекте программное обеспечение наиболее соответствует стандарту IEC (МЭК) 61131 для программируемых логических контроллеров
  • В составе пакета PCS 7 со множеством опциональных программ и библиотек

Step 7 MicroWin [ править | править код ]

Программное обеспечение Siemens для программирования контроллеров Simatic S7-200. По существу, отдельная от Simatic 7 программа.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector