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STEP7及WINCC编程组态
配煤控制系统以SIMATIC Step7 V5.3和WinCC V6.0为软件开发平台;STEP7编程软件包主要完成S7-300、ET200M类型配置、物理地址配置、硬件组态配置、网络通信端口配置、OB、FB、FC编程等任务,WinCC V6.0是SIMATIC全集成自动化的重要组成部分,它向用户提供了极大的应用灵活性和系统开方性,在工业自动化领域有着广泛的应用,是当今的HMI/SCADA软件。
(1)STEP7编程及硬件组态
PLC软件设计中充分利用STEP7的结构化编程方式,根据不同的需要建立起公共的功能块,经参数传递来反复进行调用,因而整个系统程序层次分明,易于理解和修改。
SIMATIC STEP7 H/W Config中组态配置内容包括:硬件名称和类型选择、模块安装次序、模块I/O地址、GSD文件安装、DP网络参数(主从站地址、传输速率、操作模式)等。
H/W硬件配置如下图所示:
图3:Profibus-DP网络硬件配置图
(2)通信编程
西门子S7-315-2DP CPU作为DP Master站访问各类从站,其通信编程方法有多种,的是在OB1中调用通讯系统功能块SFC14和SFC15来完成从站上的I/O数据的读写访问,本项目中以上主站通信对应的从站类型包含分布式I/O ET200M和调节控制器CFC-200。
CP342-5 作为Profibus-DP主站时,多可链接 124个从站,和每个从站多可以交换244个输入字节(bbbbb)和244个输出字节(Output),与所有从站总共多交换2160个输入字节和2160个输出字节,但其DP通信编程与S7-300 CPU所集成的DP站有所不同,CP342-5为主站其模块内部的数据寄存器与从站的I/O数据区的通讯过程是自动进行的,但必须填写CP342-5模块的硬件起始地址参数,使CPU能寻址到CP342-5位置,这个起始地址就是16进制的CPLADDR参数,它表示硬件组态的PZD起始地址,可在OB1程序中调用功能块"DP_SEND" FC1和 "DP_RECV" FC2,来完成CPU经CP342-5数据寄存器对PKW、PZD的数据交换;本例中CP342-5模块所连接的DP从站为SIEMENS 6SE70变频器 + CBP2总线适配器,MASTERDRIVES/DCmasterCBP2 DPV1其PPO(参数过程数据对象)类型共有以下5种:
图4:CBP2 5种PPO类型
本例中根据实际情况选择类型PPO 4,此类型没有参数数据PKW,只有6个字的过程数据PZD,过程数据主要包含:起、停命令、电流反馈、速度给定及反馈、运行和报警状态等设定值和状态值;但随着今后的发展趋势,西门子将会取消PPO类型,代之以标准报文或自由组态,这样一来参数数据PKW就可以采用非循环方式来访问(DPV1功能),非循环访问不需要组态,用SFC58/59以读/写数据包的形式读/写参数,而过程数据PZD还是采用循环方式传送,这样可大大减轻整个DP网的通信负荷。另外在通信编程必须注意以下几点:
•DP从站 I/O端口映射的I和Q存储区起始地址必须从0开始;
•各个从站I/O端口地址应连续,相互之间不可有空隙;
•功能块FC1和FC2中的发送及接收的数据字节应全部覆盖各个从站的PZD长度;
本项目中MASTERDRIVES 与S7 300 DP通信编程步骤依次为:硬件组态(插入从站)、选择数据格式(PP0类型)、I/Q address分配、创建DB数据块、调用功能块FC1(“SEND")和FC2 (“RECV")。见下图功能块调用:
图5:FC1和FC2功能块调用
(3)WINCC应用
运行于Microsoft bbbbbbs XP下的bbbbbbs控制中心─WinCC V6.0为过程自动化领域中的,作为基础自动化系统重要组成部分,它将人机界面(HMI)系统、监控管理系统和数据库技术集成为一体,它采用标准微软SQL Server 2000数据库进行数据归挡存储,并提供了SIMATIC MES/ERP的高效连接通道。利用WinCC可根据配煤炼焦生产工艺要求与控制内容,方便地制作配煤工艺流程界面、配方管理界面、各工艺和控制参数监测界面、网络通信状态界面、各设备顺序控制界面、报警指示和记录界面、趋势图记录界面等功能模块的设计,系统的各种控制参数、工艺参数及生成的数据库均可自动存储,实时查询,同时自动生成年、月、日报表供打印和预览。并启用WinCC中的VBA脚本语言(bbbbbb)来实现对数据库接口的ADO访问应用功能, 从而能满足系统的扩展要求。
采用SIMATIC Step7+WinCC V6.0组合,可大大地降低系统开发的成本,缩短项目实施的周期,它具有应用灵活、规模可伸缩、使用简便、功能强大等特点。另外,在本项目中充分利用 WinCC和Step7集成环境下的系统全局数据库技术,在变量的操作、存取、修改和逻辑块直接调用方面都给编程过程带来了极大的方便,这种面向对象的编程技术特性在今后的功能扩充、方案更改、系统优化和维护方面都具有很大的实用性,同时提高了整个控制系统的稳定性、灵活性和可扩展性,是分布式SCADA系统及工厂基础自动化层次的理想选择。