ABB AC450学习总结.ppt

ABB PLC AC450控制系统 设备管理部自动化室 1.AC450系统概述 4.AC450编程语言、编程软件 2.AC450硬件介绍 内 容 3.Master Bus 300通讯 5.AC450与西门子PLC通讯 6.问题与解决方法归纳 AC450系统概述 1. 主要特点： AC450（Advant Controller 450）大型逻辑调节控制器 。 可以扩展到最多5700个模拟和数字I/O点。冗余处理器模 块，具有8OR16Mbyte动态RAM，Motorola 68040，工作在 25MHz。 S100I/O板放在I/O机架里，每个S100I/O根据类型不同有 4-32个通道，每个机架有21个槽，经总线扩展（光纤最长 500m）可达5个I/O机架。 通过最多7个Master Fieldbuses(S400I/0)或最多8个 Advant Fieldbus100(S800I/0),可以连接分布式I/O系统、 S400I/O系统和S400I/O模块。 控制网络：MasterBus300总线 v 单独使用的过程控制器v 控制网络组态 AC450硬件介绍绍 2. 框架构成： v CPU-固化的系统软件和 应用程序 v 通讯子模块 v 系统软件备份子模块 v 带充电的备用电源模块 v 5V主电源调节器 v 系统管理模块 v 其他子插槽 实验室现有模块类型： 2.1 机架：RF522 电压调节器 提供 备用电源 同步 时钟信号 CPU母板 无CPU母板 程序卡子板 HTC通讯板 MB300 通讯子板 2.2 CPU v PM511V Motorola 68040微处理器 v LED显示 v 状态显示 P1、P2、-3(P3)和-4(P4) v 系统软件备份卡 PCMCIA 每次启动自动引导到RAM 多CPU配置使用了MB510接口 v 模式选择旋钮 v 子插槽 通讯 HLT: CPU暂停 TO: 总线超时 BC: 备用 DUAL:冗余处理器准备好 工作模式 处理器模块前的LED代码指示其工作模式，分别为P1、 P2、-3(P3)和-4(P4)。 P1 OPERATION工作模式： 处理器模块执行应用程序，这是一个Advant控制器的正常状态 ，在这种模式下可以完成控制任务并控制过程输出。 P2 CONFIGURATION工作模式： 处理模块不执行应用程序可以组态控制器系统和应用程序。 -3（P3） STOPPED工作模式： 处理器模块一点儿不执行程序，主CPU完成自检以检测控制器 的一些基本功能，过程输出是定义的状态（零）。 -4（P4） OFFLINE工作模式： 过程控制器只执行低层的故障跟踪命令。过程输出是定义的状 态（零）。 冗余处理模块的信息： 后备单元和主单元都有下列工作方式：STANDBY,UPGRADING,STOPPE和OFFLINE。 在后备处理器模块前的LED用代码指示其工作模式：b1、b2、-3或-4。其中 b1为STANDBY工作模式，b2为UPGRADING工作模式。 1.AUTO(热启动)： 如果控制器在CONFIGURATION或OPERATION工作模式，它仍然保留 CONFIGURATION或OPERATION工作模式。模式选择开关打到位置1（AUTO），按下 按钮（ENTER）。 2.STOP： 进入STOPPED工作模式。 3.CLEAR（冷启动）： 清除RAM（控制器系统组态和应用程序被清除）系统软件安装在RAM,控制器 进入CONFIGURATION模式。模式选择开关打到位置3（Clear），按下按钮（ENTER ），或输入命令RECONFIG，CPU冷启动。 4.OFFLINE： 进入OFFLINE模式。 注：正常位置是AUTO。 2.3 CI546(Ethernet通讯板) 2.4 CS513（MB300通讯板） 例子：用于MB300通讯 用于MPI网络时 2.5 PU516 驱动安装注意： 2.6 其他板卡 Master Bus 300通讯 3. Master Bus300通讯: 控制网络的通讯总线。用于连接Advant OCS自动化系统中的各 个站。他有效的将通讯功能从其余的系统中隔离，因此可以以最小 的影响完全自由地对应用程序进行扩展或对网络更改结构。最多可 以连接45个站在一个MB300上。 MB300通讯时，工程师站需要安装PU516板，与AC450上的CS513 板连接，示意图如下： 交叉线 DP线 DP线 AC450编程语言、编程软件 4. AC450控制器的编程语言采用AMPL（即ABB master programming language），这是一种用图形表示的功能模块化的编程语言，专门为过 程控制应用而开发。 它的基本单位是PC（process control）元素，每一个PC元素执行 一个完整的功能，例如计数器、延时PC元素、或模拟控制器，每个PC元 素用一种描述它功能的模块表示，每一种功能模块由带若干输入、输出 管脚的模块组成。 除了PC元素外，AMPL还包含一些结构元素，用于将PC元素分成适当 的模块，以便对某一段程序进行单独地控制和执行。同时，可以给这些 程序块设定不同的循环时间和优先级。 编程工作就是根据工艺控制要求，选择使用适当的功能块，将输入 输出对应连接，完成现场工艺控制要求。 4.1 编程语言AMPL 4.2 编程软件 4.3 编程 ABB AC450编程可以采用两种方式： 1.用On-Line Builder在线设计程序； 2.用Function Chart Builder离线设计程序并传输应用程序。 4.3.1 On-Line Builder在线设计程序步骤 1.启动Application Builder 2.产生或打开一个Project和Node 3.启动On-Line Builder 1 2 3 4.定义DB部分的大小（命令：#DIMDB） 5.定义PC部分的大小（命令：#DIMPC） 6.产生DB元素（命令：#CRDB 调用名） 例如：#CRDB CI541。（CI541板是Profibus DP通讯板。） #END 退出 7.修改DB元素（命令：#MDB 目标名称） 例如：对前面CI541产生的PB2元素进行修改。 命令：#MDB PB2(这里不是CI541)。 8.设计PC结构（命令：#IS PCx） 例如：#IS PC1 Available space in area PC：291 kbyte DB connection:100% local data：100% PC1 T PCPGM(20,1) PC1.1 T CONTRM(250,0) PC1.1.1 T AND(3) PC1.1.2 T OR(2) PC1.1.3 T ! 屏幕上就会显示： 9.连接PC元素（命令：#C PCx） 10.启动模式、工作模式和命令之间的关系 开始点： 控制器包含一个在OPERATION或 CONFIGURATION工作 模式的应用。 事件： 电源故障/电源断开，然后又上电。 用户按ENTER按钮 组态模式切换： #ECONFIG P1 P2; #DICONFIG P2 P1。 11.PC程序设置成Unblock模式，命令：#DIBM PCx,#DBL PCx 1.封锁和解锁PC程序 可以封锁或解锁： 一个或所有PC程序； 一个或多个PC程序中的一个执行 单 元（PCPGM,MASTER,CONTRM或SEQ）或所 有执行单元。 从指定执行单元或PC程序来的到数据 库去的输出（不是到执行单元的输出） 。 封锁/解锁从几个PC程序中的所有执行 单元来的到数据库去的输出数据。 2.允许和禁止BUILD模式 用#EBM命令对已存在的PC程序进行改 变和增加。 用#DIBM命令结束一个或几个PC程序的 建立。 3.列出系统和PC程序的状态 用#LSS命令列出系统和PC程序的状态。 列表显示处于BUILD模式、BLOCKED或 UNBLOCKED模式的模块以及过程控制器的 工作模式。 12.备份应用程序，命令：#DUAP XXXXXXX 4.3.2 Function Chart Builder设计程序步骤 1.启动Application Builder 2.产生或打开一个Project和Node 3.启动Function Chart builder 1 2 3 4.在*.ODB窗口选择DB，产生数据库元素 输入板子的类型 选择转换参数 5.修改数据库元素 选择要修改的元素 点击Edit按钮编辑DB元素 点击Delete按钮删除DB元素 输入修改的目标名 输入适当的属性 6.通过*.ODB窗口产生并命名一个新PC元素 在.OBD窗口中选择PC 选择NEW按钮，新建PC1 选择PCPGM并输入执行时间 7.建立PC结构 选择结构模块并输入调用参数 如果必要，在Insert组框中改 变插入层次 树图和功能图表示： 8.连接一个PC元素 选择一个PC端子并按连接按钮 或连接命令 输入要连接的DB/PC元素的名 字或常数或选择一个DB 4.3.3 从Function Chart Builder（FCB）传输应用程序 1.产生FCB源码文件 在FCB中产生的应用程序存放在下列目录的*.OBD文件中： C:PROJproj_nameNODESnode_name 从这个文件我们需要为数据库和每个PC程序产生单独的源码文件。用于DB的文件存 放在下面目录： C:PROJproj_nameNODESnode_nameDBDATA 用于PC程序的文件存放在下面目录： C:PROJproj_nameNODESnode_namePCDATA 这些源码要用Application Builder进行转换，转换的用与DB和PC的文件存放在下面 的目录： C:PROJproj_nameNODESnode_nameSRCE 在控制器标定之后，这些源码文件可以用ONB装入控制器中。 2.转换源码文件 源码要用Application Builder进行转换，转换的用与DB和PC的文件存放在下面的 目录： C:PROJproj_nameNODESnode_nameSRCE 在控制器标定之后，这些源码文件可以用ONB装入控制器中。 PC源码文件（*.AAX） （*.AA） DB源码文件（*.BAX） （*.BA） 3.控制器的标定 根据在FCB中产生的应用程序的需要标定DB。用命令#DIMDB和#DIMPC。方法和ONB中 的标定方法相同。 4.下载源码 用TRDBS命令将DB装入到控制器中： TRDBS SRCE：*（.BA） 用TRPCS命令将PC程序装入到控制器中： TRPCS SRCE：*（.AA） 5.将PC程序置为Unblocked模式 用#LSS命令可以列出系统和PC程序 的状态。列表显示处于BUILD模式、 BLOCKED或UNBLOCKED模式的模块以及过 程控制器的工作模式。 AC450与西门子PLC通讯 5. 概述 由于AC450的CI541只能作为主站，所以另一方必须是DP从站。理论上 说，S7-300带DP功能的CPU都可以作为从站工作，比较容易实现与S7系列 PLC之间的通讯，但是在多次实验中却无法实现与AC450的通讯。 S7-300的通讯模块CP342-5可以工作在从站模式，可以实现与AC450通 讯。对于S7-200或S7-400系列，由于CPU无法工作在从站模式，无法直接 通讯，后来采用DP/DP Coupler（一种网关）来进行中转，得以实现与 AC450的通讯。 下面介绍通讯的基本配置和关键问题。 主站：ABB AC450 PLC（带CI541卡） 从站：S7-300 PLC 接口：DP/DP Coupler耦合器，采用PROFIBUS-DP通讯。 PROFIBUS 是一种具有广泛应用范围的、开放的数字通信系统， PROFIBUS-DP用于现场层的高速数据传送。主站周期地读取从站的输入信 息并周期地向从站发送输出信息。除周期性用与数据传输外，PROFIBUS- DP还提供智能化设备所需的非周期性通信以进行组态、诊断和报警处理。 GSD（电子设备数据）文件 GSD文件也称为设备描述文件，是PROFIBUS设备制造商使用PTO（ Profibus Trade organization）提供的GSD-Editor制作的描述其生产 的某一具体型号的设备的各种性能参数的文本文件。为了将不同厂家 生产的PROFIBUS产品集成在一起，生产厂家必须以GSD文件方式描述这 些产品的功能参数（如IO点数、诊断信息、波特率、时间监视等） 。标准的GSD数据将通信扩大到操作员控制级。使用根据GSD所作的组 态工具可将不同厂商生产的设备集成在同一总线系统中。 GSD文件可分为三个部分： v （1）总规范：包括了生产厂商和设备名称硬件和软件版本波特率 监视时间间隔总线插头指定信号。 v （2）与DP有关的规范：包括适用于主站的各项参数，如允许从站个数 上装下装能力。 v （3）与DP从站有关的规范：包括了与从站有关的一切规范，如输入 输出通道数类型诊断数据等。 5.1 通过DP/DP Coupler与S7-300通讯 5.1.1. DP/DP Coupler在主站AC450侧配置 下载DP/DP Coupler的GSD文件，配置与PROFIBUS-DP有关的数据库元素有 三个：PB、PBSD和PBS，分别完成对总线、Slave特性描述和Slave站点的组态 。 在AC450 系统中，组建Profibus-DP 网络需要分别进行总线、从站描述和从站 的组态。 1.总线组态 首先在数据库中配置CI541模块。创建CI541后得到PB1元素，必须要配置 的基本参数（ABB系统中，被称为端子）。 输入总线号（BUSNO），范围为1 到255； 输入主站号（STNNO），即AC450 的Profibus地址，范围0 到125，不 能与本系统中其它从站的站号重复； 输入CI541 模块在机架上的位置（POSITION）和子位置（SUBPOS）； 输入总线参数，一般保留默认设置。 每种从站都需要进行说明，被称为从站描述。在配置CI541后，需要创建一 个数据库元素PBSD 来进行DP/DP Coupler 从站描述的配置。导入DP/DP Coupler的GSD 文件后，按照下述步骤正确设置PBSD 各部分的值来完成从站描 述的组态： 配置PBSD 的从站参数，在GSD文件中取得正确的参数设置； 配置PBSD 的用户参数，根据GSD关键字User_Prm_Data_Len 输入 UPRMDLEN， 根据关键字User_Prm_Data 输入指定的一组16 进制数UPRMD1 到 UPRMD25； 配置PBSD 的数据模块参数，根据GSD 关键字Module的定义和数据的实 际使用情况，计算配置数据的长度CFGDLEN，输入指定的一组16 进制数CFGD1 到CFGD25。每个CFGD 参数只能最大20 个字符，如果使用的模块较多就可以在 其余的CFGD 上继续写，不用的CFGD可以为空。 例如： 在GSD 中有Module=“2 Byte Out，2Byte In”OX21，OX1l， 它表示该从 站支持2字节输入、2字节输出的模块，如果用户仅需要这样使用，则 CFGD1=211l，CFGDLEN =2。由于每个CFGD参数只能最大20个字符，所以，如果 使用的模块比较多，则可以在其余的CFGD上继续写，不用的CFGD可以为空。 2.Slave特性描述配置PBSD 3Slave站点定义即配置从站PBS属性 在AC450系统中，PB元素的IMPL端和PBS的IMPL端有很强的依赖性，具体而 言，只有当前者为0时才能创建该总线上的Slave站点。当增加Slave站点时， 新增的PBS的IMPL端必须在PB元素的IMPL端置1之前设置为1，否则该站点不工 作。因此正确建立Slave站点的步骤是： 把相应PB元素的IMPL端改为0； 增加PBS站点，并输入总线号（BUSNO）、站号（STNNO）和Slave站点描述索 引（它必须是一个已经存在的PBSD）； 把该PBS元素的IMPL端改为1（默认值）。 把相应PB元素的IMPL端改为1以启动该总线。 5.1.2PC组态 PC程序中使用PB-R和PB-S分别接收和发送数据。完成总线、从站描述和从站的组 态后，启动网络就完成了DP/DP Coupler 在AC450 系统中的配置。 5.1.3DP/DP Coupler在S7-300 侧的配置 在S7-300 系统中，组建Profibus-DP 网络需要分别进行主站、总线和从站的 组态。 1.主站的组态 使用西门子组态软件Step7 在HW Config 硬件配置窗口中添加导轨后，在2 号插槽 中就可以创建CPU315-2DP模块。在CPU 模块的DP属性窗口中，设置S7-300 的工作 方式为DP 主站。 2.总线的组态 在配置CPU315-2DP 后，需要创建总线来连接从站。打开CPU 模块的DP 属性窗口，在DP 接口属性子窗口中创建Profibus 总线，并输入总线号（范围 1 到255）、主站的Profibus 地址（范围1 到125，不能与其它从站的地址重 复） 及传输波特率等网络通信参数。 3.从站的组态 完成总线的组态后就可以创建具体的DP/DP Coupler从站。通过Step7 中 的“Install New GSD”命令导入DP/DP Coupler 的GSD 文件后，Coupler 就 出现在模块目录下的路径：PROFIBUSAdditional FIELD DEVICESDP Gateway 中。把DP/DP Coupler 从模块目录中拖拽到前面创建的Profibus 总 线上，就在网络中添加了DP/DP Coupler 从站，输入从站的Profibus 地址和 传输波特率，添加具体的输入、输出模块（也就是通信内容）。组态好的 Profibus 从地址要和硬件上开关设定的地址一致。完成主站、总线和从站的 组态后，启动网络就完成了DP/DP Coupler 在S7-300 系统中的配置。 4.主、从站数据通讯 1）主站读、写数据 2）主站写值，从站读取数据（如下图所示） 5.2通过CP342-5与S7-300通讯 5.2.1主站AC450侧配置 主站AC450侧的配置与前面描述的方法一致。 5.2.2从站CP342-5侧配置 西门子侧使用CP342-5作为从站时，首先要通过硬件配置将其配置成从 站模式，并且与PROFIBUS网络相连，网络的速度要与主站的配置一致，并选择 DP模式。 通讯字节长度的配置是通过第一次调用DP-SEND，DP-RECV来实现的， 所以这两个函数的参数要与AC450对该站点的配置相同。西门子侧DP-SEND，DP -RECV的关键调用参数配置如下： CPLADDR：= W#16#10 (16进制的CP342-5地址，要与实际相一致) SENDRECV：= P#DB1.DBX00 BYTE 4(地址指针，类型和长度都不能错 ，CP342-5只接受BYTE类型) 只要配置