PLC编程与使用

PLC编程与使用基于Portal工具以CPU313C-2DP为例,V1.0LiuJiankeTBU2016_1_42016_5_1,2,主要内容,3,Changelog,4,主要内容,5,1搭建PLC硬件环境,1.1总体连接,仪表,PLC：CPU313C-2DP,USB/MPI适配器(编程电缆),输出点：继电器,输入点：开关,状态与故障显示LED：SF系统软硬件错误时亮BF总线错误时亮MAINT存在维护请求时亮DC5VCPU5V电源正常时亮FRCE至少有一个IO点被强制时亮RUNCPU正执行用户程序时亮STOP模式,模式选择开关RUNCPU执行用户程序STOP不执行用户程序,暖启动MRES复位存储器,冷启动.,6,1搭建PLC硬件环境,1.2输入输出接线,插入IO槽后，一定要把中间的固定螺丝拧紧，否则所有IO无效,7,1搭建PLC硬件环境,1.2输入输出接线,连接24V电源：1L+(1脚),2L+(21脚),3L+(31脚),公共端接地：1M(20脚),2M(30脚),3M(40脚),连接输入点：输入点开关的一端连接29脚,1219脚输入点开关的另一端连接到24V电源,连接输出点：输出点继电器线圈A1+连接2229脚,3239脚输出点继电器线圈A2-连接到公共端,8,主要内容,9,2创建PLC工程,2.1创建新项目,10,2创建PLC工程,添加CPU设备,2.1创建新项目,11,2创建PLC工程,1.根据PLC型号选择控制器,2.1创建新项目,12,2创建PLC工程,下载程序时，用户程序(逻辑块OB，数据块DB)下载到装载存储器(符号表和注释留在编程软件中).,PLC上电时，CPU把装载存储器中的用户程序(逻辑块OB，数据块DB)复制到工作存储器.CPU313C-2DP为128KB,过程映像输入输出表(IQ)位存储器(M),定时器(T),计数器(C)局部数据堆栈，块堆栈，中断堆栈，中断缓冲区等,S7-300CPU没有集成的装载存储器,必须插入MMC存储卡,否则不能下载程序和数据.(S7-400CPU有集成的装载存储器,带后备电池RAM),2.1创建新项目,S7-300CPU的系统存储器大小参数见帮助.(查MB),PLC存储区,小技巧:s7-300中MRES到底能不能清除用户编写的程序？答:能的,不过,西门子的人都说了,不是没次都可以成功的,要多试,按下约3秒,看到灯闪,再按下约3秒,看到灯闪,来回几次看看.,13,2创建PLC工程,1.双击进入设备与网络界面,点击安装设备描述文件,可以右键更改CPU类型,2.2安装GSD文件,项目工程目录下的GSD文件源路径:AdditionalFilesGSD.里面有图片r3500f59.bmp和r3500f59.gsd文件,14,2创建PLC工程,2.2安装GSD文件,安装结束后,15,2创建PLC工程,2.2安装GSD文件,GSD文件删除和更新,安装完GSD文件后,如果需要更新GSD文件(比如发布了新版本的GSD文件),这时则先需要关闭项目工程,进行手工删除流程.进入隐藏文件夹C:ProgramDataSiemens文件夹下搜索r3500f59,可以看到已经生成如下文件,16,2创建PLC工程,2.2安装GSD文件,GSD文件删除和更新,打开文件夹所在位置,17,2创建PLC工程,2.2安装GSD文件,GSD文件删除和更新,手工删除上述搜索到的文件,并删除项目工程目录下的gsd文件:C:myprojectssiemensACT350_DPtestACT350_313DPAdditionalFilesGSD下的r3500f59.gsd和r3500f59.bmp当然也可以执行批处理文件进行删除,注意：不能只删除后缀名为.gsd的文件！其它与r3500f59相关的文件的删除方法与r3500f59.GSD删除操作步骤类似。,Gsdml：PNcdC:ProgramDataSiemensAutomationPortalV13dataxddGSDdelGSDML-V2.3-MT-ACT350-20150128cdC:ProgramDataSiemensAutomationPortalV13dataxddintgsddelGSDML-V2.3-MT-ACT350-20150128cdC:ProgramDataSiemensAutomationPortalV13metaProductVersiondel*GSDML-V2.3-MT-ACT350-20150128*.*cdC:ProgramDataSiemensAutomationPortalV13datahwcnLanguagesendel*GSDML-V2.3-MT-ACT350-20150128*.*cdC:ProgramDataSiemensAutomationPortalV13datahwcnLanguagesdedel*GSDML-V2.3-MT-ACT350-20150128*.*cdC:ProgramDataSiemensAutomationPortalV13metaPackageContainerdel*GSDML-V2.3-MT-ACT350-20150128*.*cdC:ProgramDataSiemensAutomationPortalV13datahwcnConfigObjectTypesdel*GSDML-V2.3-MT-ACT350-20150128*.*cdC:ProgramDataSiemensAutomationPortalV13datahwcnCatalogdel*GSDML-V2.3-MT-ACT350-20150128*.*cdC:Userswang-219DocumentsAutomationACT350_SAI_PN_TestAdditionalFilesGSDdel*.*,GSD:DPcdC:ProgramDataSiemensAutomationPortalV13dataxddintgsddelr3500f59.gsdcdC:ProgramDataSiemensAutomationPortalV13dataxddGSDdelr3500f59.gsdcdC:ProgramDataSiemensAutomationPortalV13dataxddintdel*r3500f59*.*C:ProgramDataSiemensAutomationPortalV13datahwcnCatalogdel*r3500f59*.*C:ProgramDataSiemensAutomationPortalV13datahwcnConfigObjectTypesdel*r3500f59*.*C:ProgramDataSiemensAutomationPortalV13datahwcnLanguagesendel*r3500f59*.*C:ProgramDataSiemensAutomationPortalV13metaPackageContainerdel*r3500f59*.*C:ProgramDataSiemensAutomationPortalV13metaProductVersiondel*r3500f59*.*C:Userswang-219DocumentsAutomationACT350DPAdditionalFilesGSDdel*R3500F59*.*,18,2创建PLC工程,2.2安装GSD文件,GSD文件删除和更新,再次打开Portal软件的项目工程,会报缺少GSD文件的提示:取消即可.,硬件目录中METTLERTOLEDO目录下已经没有ACT350了,网络视图显示:未分配,19,2创建PLC工程,2.2安装GSD文件,GSD文件删除和更新,关闭工程.手工复制新的GSD文件到项目工程目录下的GSD文件夹下:C:myprojectssiemensACT350_DPtestACT350_313DPAdditionalFilesGSD下的r3500f59.gsd和r3500f59.bmp重新打开工程,硬件目录中METTLERTOLEDO目录下又出现ACT350了,网络视图显示:正常,20,2创建PLC工程,2.2安装GSD文件,GSD文件删除和更新,关闭项目工程.进入隐藏文件夹C:ProgramDataSiemens文件夹下搜索r3500f59,可以看到已经重新生成如下文件此时删除项目工程目录下的GSD文件夹下:C:myprojectssiemensACT350_DPtestACT350_313DPAdditionalFilesGSD下的r3500f59.gsd和r3500f59.bmp也没有关系了,21,如果计算机上已经导入新的GSD文件，打开用老的GSD的工程,需要重新拖入更新的GSD并组态。否则下载组态后会通信不上。,确认GSD文件版本：从常规安装日期上可以核对是否是更新过的GSD.注意:这里显示的是安装日期(比如今天的日期),gsd文件的属性上的修改日期会更早些,2创建PLC工程,2.3组态-设备和网络,拖入,22,2创建PLC工程,点击未分配，选择DP主站PLC_1.DP接口_1,表示通过DP总线连上PLC_1主站,设置网络传输率,PLC主站设置ProfibusDP地址为2,从站设置rofibusDP地址为1，与仪表设置的DP地址一致,2.3组态,选中DP总线,将2Block拖入设备视图，将I地址与Q地址都改为从16开始的8个字节.ACT350支持2个Block-FPB与SCB,双击Slave_1,进入设备视图,23,2创建PLC工程,2.3组态-可访问的设备,在工具栏上点击可访问的设备,弹出可访问设备对话框,PG/PC(编程器/计算机)接口的类型:设置PG/PC接口的类型为MPI.定义:MPI是多点接口(MultiPointInterface)的缩写,物理层是RS485,做大传输速率为12Mbit/s.MPI通信协议用于西门子公司控制产品之间的通信,例如安装在PC上的编程软件Portal与PLC之间的通信,但是协议未公开,是SIMATIC产品使用的内部通信协议.PPI:是点对点接口,用在S7-200PLC上PG/PC接口:如果使用USB/MPI适配器,则选择PCAdapter.,通过下列硬件,可以在PLC与PC之间建立数据链接用于PC的MPI通信处理器,例如CP5511,CP5611和CP5613,通信率最高12Mbit/sPC/MPI适配器或USB/MPI适配器(我们现在的方式)PC/PPI编程电缆,24,2创建PLC工程,2.3组态-CPU属性,在CPUPLC_1上点击右键-属性,可以查看CPU模块的参数设置,地址:编程设备(PC),人机界面(HMI)和PLC的CPU的默认地址分别为0,1,2.MPI网络最多可以连接125个站.,MPI接口,25,2创建PLC工程,2.3组态-CPU属性,循环周期监视时间:类似于NXPCPU上的WatchDog,如果实际的扫描时间超过设定的值,CPU将进入STOP模式.由通信引起的周期负载:用来限制通信处理占扫描周期的百分比,默认20%过程映像输入/输出区域的大小:用来设置过程映像输入/输出的字节数(从0号字节开始),周期设置,26,2创建PLC工程,2.3组态-CPU属性,每个中断都占用一定的资源:OB组织块,类似于NXPCPU上的定时器设置.设置循环中断的周期和相位偏移,S7-300不能修改中断的优先级.,中断设置,27,2创建PLC工程,2.4编辑变量表,编辑默认变量表，也可以导入老工程导出的默认变量表,28,2创建PLC工程,2.4编辑变量表,Slave_1:ACT350,PLC_1:CPU313C-2DP,过程映像输入(I),(I),位存储区(M),(Q),数据类型:BOOLBYTEWORDDWORDINTDINTREAL.,过程映像输出(Q),29,2创建PLC工程,2.5编辑监控表,也可以从老的工程的监控表直接拷贝过来,地址大小前缀:无单个位B字节W字D双字.,地址位置前缀:I过程映像输入Q过程映像输出M位存储区,30,2创建PLC工程,2.5编译和下载,点击下载到设备.若工作正常,PLC上的RUN灯保持绿色常亮.,31,2创建PLC工程,2.5编译和下载,下载完毕后在监控表页面点击全部监视,组态软件进入正常监控状态,32,主要内容,33,3编写PLC代码,3.1Main添加程序块(OB,DB),因为默认的Main使用LAD梯形图语言,故删除默认的MainOB1,然后点击添加新块,上述的组态不需要编写任何PLC代码,只能完成一些基本的测试功能,能够确认仪表的总线功能基本正常.如果需要做一些应用需求的功能,则需要编写PLC代码.SCL语言是符合IEC61131-3标准的结构文本ST的文本语言,比较接近与我们的C语言,且能打断点和单步调试.下面以SCL语言为例,编程实现按一定频率执行(10Hz)的DP非循环数据读/写.,添加一个组织块:MainOB1,选择SCL语言,3.再添加三个共享数据块Data_block_1DB1,用于定义Main代码中需要用到的全局变量.Data_RDREC_RECORDDB2,用于定义非循环读的目的数据缓冲区Data_WRREC_RECORDDB3,用于定义非循环写的源数据缓冲区,每个OB/FB/FC/DB都有唯一的编号,程序中添加过后,就会从添加新块的选择表中消失.,34,3编写PLC代码,3.1Main编辑DB,1.写一些注释有助于理解代码,在共享数据块DB1中定义Main程序中需要用到的Static变量:比如读/写状态机变量等.,35,3编写PLC代码,3.1Main编辑DB,DB属性:优化的块访问(用于连接HMI),1.通过优化块访问，系统将对存储空间进行处理。数据元素在声明中仅分配了一个符号名称，对块中的变量可以按照符号名称进行寻址。这样可提高CPU的性能。例如，从HMI中进行数据访问时不再出错。,36,3编写PLC代码,3.1Main编辑DB,在数据块DB2中定义非循环读的目的数据缓冲区Data_WRREC_RECORDDB2在数据块DB3中定义非循环写的源数据缓冲区Data_WRREC_RECORDDB3,37,3编写PLC代码,3.1Main添加SFB(系统功能块),将扩展指令-分布式I/O-WRREC功能块和RDREC功能块分别拖入Main页面系统自动各生成一个实例WRREC_DB和RDREC_DB,将基本指令-定时器操作-IEC定时器TON拖入Main页,用于控制读/写频率系统生成一个实例IEC_Timer_0_DB,系统块中会自动生成IDB(实例数据块):WRREC_DBDB4RDREC_DBDB5IEC_Timer_0_DBDB6,38,3编写PLC代码,3.1Main完善代码,这个TON功能块是符合IEC-61131-3标准的,生成这样的脉冲波形:,P#:表示参数类型为Pointer(指针),39,3编写PLC代码,3.1Main监控,编译并下载组态到PLC,下载完毕后在监控表页面点击全部监视,组态软件进入正常监控状态,根据SAI协议文档,设置非循环读取毛重命令入参:Index=0 x14(Profibus索引)Mlen=4(字节数),点击立即一次性修改所有选定值,观察读取的毛重值,40,3编写PLC代码,3.2中断循环中断,在CPU属性-常规选项卡-中断-循环中断-中设置中断周期,添加循环中断,操作系统将会调用分配给该事件的组织块OB32(类似于NXPCPU上的中断服务程序入口),编写中断服务程序,41,3编写PLC代码,3.2中断硬件中断,将OB40硬件中断加入程序块中(类似于NXPCPUIO引脚上的中断服务程序入口),设置这个输入口上是上升沿/下降沿触发硬件中断OB40,42,3编写PLC代码,3.2中断异步错误中断,DP通信断开又恢复,如何能够让通信状态自动恢复?,将OB80OB82OB85OB86OB87异步错误中断加入程序块中,不需要写任何代码.因为有中断事件发生时,如果没有下载对应的组织块,CPU将会进入STOP模式.即使生成和下载一个空的组织块,出现对应的中断事件时,CPU也不会进入STOP模式.通常组织块的编号越大,优先级越高.S7-300组织块的优先级是固定的,43,3编写PLC代码,3.3程序的基本结构,用户程序的结构,用于实现与特定的控制任务无关的功能:处理PLC的启动过程映像输入输出表(IQ)调用用户程序处理中断和错误,管理存储区,处理通信,用于实现与特定的控制任务:块结构:用户编写的程序和程序所需的数据放在块中,使单个的程序部件标准化.通过块与块之