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:

1. www.siemens.ru/ad/as

2. www.simatic.ru