TIA Portal可用来创建自动化系统,关键的组态步骤如下。
2.3.2.1 创建项目
打开TIA Portal V13软件,弹出Portal视图窗口(见图2.11)。点击创建新项目并修改新项目的信息,然后单击创建。Portal视图如图2.12所示。
图2.11 创建项目
图2.12 Portal视图
从选择面板上点击“组态设备”,点击组态设备,如图2.13所示。
图2.13 组态设备
2.3.2.2 配置硬件
点击添加新设备,根据实际设备型号,从控制器中选择 SIMATIC S7-1200,在CPU 下拉列表中选择 CPU 1214C DC/DC/DC,再选择订货号为 6ES7 214-1AG40-0XB0 的 S7- 1200PLC,单击添加。添加新设备如图2.14所示。项目视图如图2.15所示。
图2.14 添加新设备
图2.15 项目视图
修改S7-1200的IP地址:点击S7-1200PLC的PROFINET的接口,在属性窗口下修改IP地址,本项目以192.168.0.1为例,如图2.16所示。
图2.16 修改S7-1200的IP地址
2.3.2.3 定义变量
在项目树中打开PLC变量隐藏列表→添加新变量表,用右键重命名为“启保停”并添加关联变量。添加新变量表,如图2.17所示。
图2.17 添加新变量表
导出变量表:点击导出按钮→待弹出对话框然后,选择变量表导出的路径与变量表文件名称→单击确定。变量表导出如图2.18所示。
图2.18 变量表导出
变量导出完成提示如图2.19所示。
图2.19 变量导出完成提示
2.3.2.4 编写程序
点项目树→程序块,双击打开Main[OB1]编辑程序,如图2.20所示。
图2.20 编程
1.梯形图
梯形图(LAD)是使用得最多的PLC图形编程语言。梯形图与继电器电路图形相似,具有直观易懂的优点,很容易被工厂熟悉继电器控制的电气人员掌握,特别适合数字量逻辑控制。
梯形图由触点、线圈和用方框表示的指令框组成,触点代表逻辑输入条件,如外部的开关、按钮和内部条件等。线圈通常代表逻辑运算的结果,常用来控制外部的负载和内部的标志位等。指令框用来表示定时器、计数器或者数学运算等指令。
使用编程软件可以直接生成和编辑梯形图,并可将它下载到PLC。
触点和线圈组成的电路称为程序段,英文名称为Network(网络),编程软件自动为程序段编号。可以在程序段编号的右边加上程序段的标题,在程序段编号的下面为程序段加上注释。点击编辑器工具栏上的启用、禁用程序段注释按钮,可以显示或关闭程序段的注释。
在分析梯形图的逻辑关系时,为了借用继电器电路图的分析方法,可以想象在梯形图的左右两侧垂直的“电源线”之间有一个左正右负的直流电源电压,当图2.21中的I0.0与I0.1的触点同时接通,或Q0.0与I0.1的触点同时接通时,有一个假想的“能流”(Power Flow)流过Q0.0的线圈。利用能流这一概念,可以借用继电器电路的术语和分析方法,帮助我们更好地理解和分析梯形图。注意,能流只能从左往右流动。
图2.21 梯形图
程序段内的逻辑运算按从左往右的方向执行,与能流的方向一致。如果没有跳转指令,程序段之间将按从上到下的顺序执行,执行完所有的程序段后,下一次扫描循环返回上面的程序段1,重新开始执行。
2.功能块图
功能块图(FBD)使用类似于数字电路的图形逻辑符号来表示控制逻辑,有数字电路基础的人很容易掌握。国内很少有人使用功能块图语言。
在功能块图中,用类似于与门(符号“&”)或门(符号“>=1”)的方框来表示逻辑运算关系,方框的左边为输入变量,右边为逻辑运算的输出变量,输入、输出端的小圆圈表示“非”运算,方框被“导线”连接在一起,信号自左向右流动。指令框用来表示一些复杂的功能,如数学运算等。如图2.22所示是图2.21中的梯形图对应的功能块图,图2.22同时显示了绝对地址和符号地址。
图2.22 功能块图
3.编程语言的切换
打开项目树中PLC的“程序块”文件夹,双击其中的某个代码块,打开程序编辑器,在工作区下面的巡视窗口的“属性”选项卡中(见图2.23),可以用“语言”下拉式列表改变打开的块使用的编程语言。
图2.23 设置块的编程语言
2.3.2.5 显示可访问的设备
1.可访问的设备
可访问的设备是指所有连接到 PG/PC 接口上并且已经开启的设备。也可显示那些使用当前安装的产品仅允许进行有限组态或根本无法组态的设备。在项目树中显示 PG/PC 某个接口上的可访问的设备,执行下列步骤:
(1)在项目树中打开“在线访问”(Online access)文件夹。
(2)单击接口左侧的箭头,在接口下方排列显示所有对象。
(3)双击接口下方的“更新可访问的设备”(Update accessible devices)命令。
所有可通过该接口访问的设备都将显示在项目树中。在具有大量的连接设备时,更新过程可能需要一段时间。可以在状态栏中查看该更新的进度。如果在完成更新前已找到所需的设备,可以取消对这些可访问设备的更新。若要执行此操作,请单击进度栏右侧的十字符号。
2.在列表中显示可访问的设备
要在总览列表中显示所有可用接口上的可访问设备,请执行下列步骤:
(1)在“在线”(Online)菜单中,选择“可访问的设备”(Accessible devices)命令。将显示“可访问的设备”(Accessible devices)对话框。
(2)从“PG/PC 接口类型”(Type of the PG/PC interface)下拉列表中选择接口类型。“PG/PC 接口”(PG/PC interface)下拉列表随后仅显示与所选接口类型匹配的 PG/PC 的接口。
(3)从“PG/PC接口”(PG/PC interface)下拉列表中选择 PG/PC 的所需接口,如工业以太网适配器。如果接口上没有可用设备,则 PG/PC 和设备间将显示连接线未断开。如果可以访问设备,连接线将显示为未断开,并且在列表中显示 PG/PC 所选接口上的可访问设备。
(4)如果同时连接有新设备,则单击“刷新”(Refresh)按钮刷新可访问设备的列表。
(5)要转到项目树中的某个设备,请从可访问的设备列表中选择该设备并单击“显示”(Show)按钮。
与所选设备连接的接口将在项目树中显示为选中状态。(www.xing528.com)
2.3.2.6 在项目树中显示有关可访问设备的附加信息
要在项目树中显示可访问设备的附加信息,请执行下列步骤:
在项目树中单击某个可访问设备左侧的箭头,将显示已知设备的所有在线可用数据,如块和系统数据,此时无法直接编辑的对象将灰显表示。如果一个设备有其他编辑选项(如使用快捷菜单下载),则将以黑色文本显示该设备。
2.3.2.7 线更改设备组态
可以为一些设备设置参数:建议先简单设置硬件然后直接在线连接。这样就无需创建项目或使用脱机数据进行参数设置,可以非常快速便捷地更改设备组态,且无需编译硬件配置或执行下载。根据设备的不同,更改可能会立即生效,或经确认后才会写入设备中。具体要求如下:
(1)该设备必须支持在线参数分配。有关指定设备是否支持参数的在线分配功能,请参见设备手册。
(2)该设备必须连接到PG/PC并且位于可访问设备列表中。
要在线更改设备组态,请执行如下操作:
(1)在连接设备的接口上显示可访问设备。要了解如何显示可访问设备,请参见前一节“显示可访问设备”。
(2)扩展设备,显示低层级元素。
(3)双击“设置设备参数”(Parametrize device)项。这样将在工作区中打开设备的组态页面。
(4)进行所有所需设置。对于某些设备,这些新设置将立即生效。
(5)(根据设备可选):单击“上传到设备”(Upload to device)按钮。将这些设置传送到设备。
2.3.2.8 为设备建立网络连接
1.有关在线模式的常规信息
在线模式:在线模式下,PG/PC和一个或多个设备之间会建立在线连接。要执行下列任务,PG/PC和设备之间需要建立在线连接。
(1)测试用户程序。
(2)显示和切换CPU的工作模式。
(3)显示和设置CPU的日期和日时钟。
(4)显示模块信息。
(5)比较块。
(6)硬件诊断。
在建立在线连接之前,必须物理或远程连接PG/PC和设备。作为备选方案,某些设备支持仿真模式。在这种情况下,可以通过 PLCSIM 虚拟接口仿真与设备的连接。建立连接之后,即可使用“在线和诊断”(Online and Diagnostics)视图或“在线工具”(Online tools)任务卡访问设备上的数据。在项目树中设备右边的图标将指示该设备当前的在线状态。在相关的工具提示中可找到各个状态图标的含义。
2.PG/PC待机或休眠
在线连接时,如果将 PG/PC 转为待机或休眠模式,那么将终止所有的在线连接。将PG/PC从休眠状态唤醒之后,不会自动重新建立在线连接。
注意:突然终止在线连接可能会导致数据丢失,所连接的设备也可能会中断程序执行。
3.执行LED闪烁测试
在很多在线对话框中,可以执行LED闪烁测试(如果在线连接的设备支持此功能)。如果选中“闪烁LED”(Flash LED)复选框,则当前所选设备上的 LED 灯将闪烁。例如,在不确定硬件组态中对应软件中当前所选站的设备时,此功能很有用。在相应设备文档中,读取所有附加信息并了解LED闪烁测试可能存在的限制条件。
2.3.2.9 在线模式下的视图
1.在线显示
在成功建立在线连接之后,用户界面将随之更改。如果设备不可用,则可以使用一个符号进行标识。图2.24所示为设备在线显示,它显示了在线连接的设备及其对应的用户界面:
图2.24 设备在线显示
(1)在编辑器中,如果至少一个当前所选设备在线连接成功后,活动窗口的标题栏的背景色将立即变为橘色。如果一个或多个设备不可用,则编辑器的标题栏中将显示连接断开的符号。
(2)相关站点的非激活窗口的标题栏下方现在有一条橙色线。
(3)状态栏的右侧会显示一个橙色脉冲条。如果连接已建立,但是无法正常工作,则会显示断开的连接图标,而不是橙色脉冲条。有关错误的更多信息,可参见巡视窗口的“诊断”(Diagnostics)。
(4)在项目树中,将显示已在线连接各站的操作模式符号或诊断符号及其下属对象,系统将自动比较在线和离线状态,并以符号形式区别在线和离线对象。
(5)“诊断>设备信息”(Diagnostics>Device information)区域置于巡视窗口的前景。
2.中止在线连接
只要有一台设备在线连接,就会保留在线模式及其显示。即便中止与一台或多台设备的在线连接,TIA Portal 仍会保持在线模式。只有在没有与任何设备进行在线连接时,TIA Portal的显示才会更改为离线模式。
3.建立和取消在线连接
要求至少安装一个 PG/PC 接口,且该接口与某个设备间存在物理连接,例如,通过以太网电缆建立的连接。作为备选方法,还可以使用PLCSIM建立虚拟连接。
2.3.2.10 转至在线
要建立在线连接,请执行下列步骤:
(1)在项目树中,选择要建立在线连接的一台或多台设备。
(2)从“在线”(Online)菜单中,选择“转至在线”(Go online)命令。如果该设备曾经连接到某个特定PG/PC接口,则会自动与之前的PG/PC接口建立在线连接。在这种情况下,可以忽略下列步骤。如果之前没有连接,则打开“转至在线”(Go online)对话框。
(3)从“PG/PC接口类型”(Type of the PG/PC interface)下拉列表中选择接口类型。“PG/PC接口”(PG/PC interface)下拉列表随后仅显示与所选接口类型匹配的PG/PC 的接口。
(4)从“PG/PC 接口”(PG/PC interface)下拉列表中选择 PG/PC 的所需接口,如工业以太网适配器。
(5)在“与子网连接”(Connection to subnet)下拉列表中,选择设备连接到 PG/PC 时所使用的接口。此时,将直接与该设备建立连接,而无需网络节点(如插入的交换机)。如果通过一个网络节点访问设备时,则可选择连接 PG/PC 的适当子网。如果无法确定如何将设备连接到PG/PC,则需选择条目“尝试所有接口”(Try all interfaces)。如果选择 MPI 或PROFIBUS子网,此时将应用在 PG/PC接口中组态的总线参数。
(6)如果可以通过网关访问设备,则选择连接“第一网关”(1st gateway)下拉列表中的两个子网网关。如果接口上没有可用设备,则 PG/PC 和设备间将显示为断开的连接线。如果设备可访问,则接线将显示为未断开,并且在“目标子网中的兼容设备”(Compatible devices in target subnet)列表中显示 PG/PC所选接口上的可访问设备。
(7)可选:单击“更新”(Update)按钮,更新“目标子网中的兼容设备”(Compatible devices intarget subnet)列表。
(8)可选:选中图形左侧的“闪烁 LED”(Flash LED)复选框,执行 LED 闪烁测试。使用该功能,可以检查是否选择了正确的设备。并非所有设备都支持 LED 闪烁测试。
(9)在“目标子网中的兼容设备”(Compatible devices in the target subnet)表格中,选择设备并使用“转至在线”(Go online)确认选择。将建立与所选目标设备的在线连接。
建立在线连接后,编辑器的标题栏将变为橙色。编辑器的标题栏和状态栏中也将显示一个橙色活动栏。在项目树中,通过状态符号区分在线和离线对象。将存储该连接路径,以便将来进行连接尝试。除非要选择新的连接路径,否则无需再打开“转至在线”(Go online)对话框。
2.3.2.11 取消在线连接
要断开现有在线连接,请执行下列步骤:
(1)在项目树中选择要断开连接的设备。
(2)从“在线”(Online)菜单中,选择“转至离线”(Go offline)命令。
可以同时断开到多台设备的在线连接,无需事先在网络视图中选择各个设备。要求如下:
(1)未选择任何设备。
(2)至少安装有一个PG/PC接口而且该接口与某个设备间存在物理连接,例如通过以太网电缆建立的连接。另外,还可以使用 PLCSIM 或远程连接建立虚拟在线连接。
要同时断开与多台设备的在线连接,请按以下步骤操作:
(1)从“在线”(Online)菜单中,选择“转至离线”(Go offline)命令。“选择设备”(Select devices)对话框将打开,将显示所有可用设备的表格。
(2)在“转至在线”(Go online)列中,选择要终止在线连接的设备。
(3)单击“转至离线”(Go offline)按钮。
结果:将终止与所有选定设备的在线连接。
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