Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Программное обеспечение для систем автоматизации технологических процессов (лабораторный практикум и конспект лекций) для студентов специальности 2202
.pdf
да/вывода, добавляя букву «Р», например PIW256, PQW256. В случае
считывания из образа процесса данные считываются только один раз
и в начале цикла сканирования, а в случае прямого обращения – несколько раз за цикл, что является преимуществом при считывании
быстро меняющихся аналоговых величин. Однако в первом варианте
чтение из области I, Q происходит быстрее, чем
из PIW, PQW.
Помимо памяти входов и выходов образа процесса и периферийных входов/выходов существует область битовой (меркерной) памяти (М) как управляющее реле для хранения промежуточных результатов операций или другой управляющей информации, область памяти таймеров (Т) для отсчета временных интервалов и счетчиков
(С) – для подсчета импульсов. Примеры объявления
этих типов пе-
ременных приведены также в табл. 1.1 [5].
4. Пример
Сконфигурировать аппаратную часть контроллера Siemens в программе STEP7. Задать произвольную адресацию следующих типов
данных:
1. Входной бит;
2. Выходной бит;
3. Число с плавающей точкой в меркерной области;
4. Таймер;
5. Дата;
6. Входное слово данных;
7. Выходное слово данных.
Предусмотреть, чтобы области памяти этих
типов данных не пе-
ресекались.
Запустим приложение Simatic Manager, щелкнув на «рабочем столе» значок .
Автоматически откроется STEP7 WIZARD: «New Project» для
создания нового проекта. Далее: нажать кнопку «Next», в верхней
части появившегося окна выбрать тип процессора, например CPU-314.
Затем выполнить команды в следующей последовательности:
«Next»→выбрать язык программирования FBD → «Next» → ввести
имя проекта английскими буквами → «Finish». В появившемся
окне,
где слева отображается структура проекта, нужно выделить надпись
Simatic 300 Station, справа щелкнуть на «Hardware».
В правой части открывшегося окна в каталогах Simatic 300 →
PS300 выделим левой кнопкой мыши источник питания, например
PS 307 5A, и перетащим в слот 1 левой части в стойку с номером
(0)UR. Поскольку входной и выходной бит относятся к дискретным
11
сигналам, а входное и выходное слова данных – к аналоговым
сигналам, то в проекте понадобятся модули дискретного и
аналогового ввода/вывода. Все остальные типы данных из задания,
такие как число с плавающей точкой в меркерной области, таймер и
дата, расположены во внутренней памяти, и для них модулей
ввода/вывода не требуется.
Откроем
папку SM 300 → DI-300, перетащим модуль дискретного
ввода SM 321 DI32×DC24V в слот 4. Далее из папки DO-300 перенесем
модуль дискретного вывода SM 321 D032×DC24V/0,5А в слот 5.
Аналогичным образом поступим и с аналоговыми модулями
ввода и вывода, расположенными в папках АI-300 и АО-300
соответственно. Поместим модули SM 331 AI8×12bit и SM 332
AО8×12bit в слоты 6 и 7 (рис. 1.3).
Рис. 1.3. Конфигурация аппаратуры для центральной стойки Siemens
После этого в меню перейдем на вкладку «Station» → «Save and
compile». При успешной компиляции в основном окне Simatic
Manager, если раскрыть по очереди, нажав на знак «+», «Simatic 300
Station» → «CPU314» → «S7 Programm», в папке «Blocks» появится
папка «System Data».
12
Для адресации данных на вкладке «S7 Programm» откроем
«Symbols». В графе Symbol вводим любое название, например In1,
в графе «Address» – I0.0. После этого, при нажатии «Enter», тип
данных BOOL появится автоматически. Так производится адресация
входного бита.
Подобным образом поступим и с другими типами данных. Выходной бит – Q4.0, BOOL; число с плавающей точкой в меркерной
области – МD10, REAL; таймер – Т1; дата – MW14, DATA; входное
слово данных – IW288, WORD; выходное слово данных– QW304,
WORD. При этом адресация I0.0, Q4.0, IW288, QW304 выбрана в соответствии с диапазоном занимаемых адресов, автоматически назначенной программой (см. рис. 1.3). Таблицу необходимо сохранить.
Результат составления таблицы показан на рис. 1.4.
Рис. 1.4. Адресация переменных в STEP7
5. Задание
Создать проект с помощью Simatic Manager, произвести конфигурацию аппаратной части и адресацию переменных из табл. 1.1. Выбрать процессор CPU314, установить MPI адрес, равный 2. Также
поместить в стойку блок питания PS 307 2A, модули цифрового ввода и вывода SM 321 DI32×DC24V и SM 322 D032×DC24V/0,5А и
аналоговые модули ввода и вывода SM 331 AI8×12bit и SM 332
AО8×12bit.
6. Домашнее задание
Ознакомиться с основными теоретическими
сведениями.
Подготовиться по контрольным вопросам к защите лабораторной
работы.
7. Содержание отчета
• Титульный лист.
• Наименование и цель работы.
• Краткие теоретические сведения.
13
• Исходные данные индивидуального задания в соответствии с
табл. 1.1.
• Таблицы конфигурации аппаратуры и таблица символов, как
на рис. 1.3 и 1.4.
• Выводы.
8. Контрольные вопросы
1. Основное назначение ПЛК Siemens.
2. Чем отличаются сигнальные модули от функциональных?
3. Назовите основные характеристики дискретных и аналоговых
модулей ввода/вывода ПЛК Siemens.
4. В чем отличие области периферийных
входов/выходов от вхо-
дов/выходов образа процесса?
5. Что общего и в чем отличие форматов данных DINT, REAL и
DWORD?
14
Лабораторная работа № 2
FABVACD
Тема: ЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ
1. Цель работы: выполнить логические операции в ПЛК Siemens,
научиться их формировать на основе заданной таблицы состояний и
проверять состояния при помощи симулятора S7-PLCSIM.
2. Используемое оборудование: компьютеры с ОС не ниже Windows 7, программным пакетом STEP7 V5.5 для программирования
контроллеров серии Siemens Simatic S7-300, симулятором S7-PLCSIM.
3. Теоретические сведения. Для выполнения операций, связанных с включением/выключением оборудования, сигнализации о
исправности или наличии контакта и т.п., зачастую используют логические функции, которые могут принимать только два значения:
0 или 1. В свою очередь, ее аргументы также могут принимать
0 или 1. Функция задается таблицей состояний или выражением.
Устройства, реализующее ту или иную логическую функцию, называются логическими элементами. Элементарными логическими
операциями являются
«И», «ИЛИ», «НЕ». На их основе получаются
более сложные функции. Данные операции можно осуществлять
также и побитово. Кроме того, существуют функции, выполняющие
побитовый сдвиг вправо/влево, циклический сдвиг и т.д.
4. Пример
1) собрать в программе STEP7 логическую функции
=
Проверить ее значения при помощи симулятора S7-PLCSIM.
2) выполнить операцию поразрядного «И». Результат сдвинуть на
3 разряда вправо.
Создадим проект в Simatic Manager (см. лабораторную работу № 1). Выберем источник питания. Так как функция логическая и
на ее вход подаются либо «0», либо «1», то выбираем модуль дискретного ввода/вывода.
В файле Symbols заполним таблицу, как
на рис. 2.1.
не-
.
Рис. 2.1. Адресация для выполнения логической функции
15
В папке Blocks откроем ОВ1. Щелкаем по пустому полю и в поя-
AB
AC
ACD
вившийся прямоугольник перетаскиваем нужные нам элементы из
левой части папки bit logic, содержащей следующие основные логические элементы:
>=1 – логическая «ИЛИ»;
& – логическая «И»;
XOR – исключающее «ИЛИ»;
--| – добавление входа;
-o| – инверсия входа/выхода;
--[=] – присваивание.
Необходимы элемент «И» с двумя входами, причем один инверс
ный
инверсным входом
ции
, элемент с двумя прямыми входами (АС), элемент с одним
и одним прямым D для выполнения опера-
, а также элемент «ИЛИ».
После этого щелкаем на знак ??.?, нажимаем любую клавишу с
буквой на клавиатуре и из появившегося списка выбираем нужный
нам вход, щелкаем на него двойным щелчком, затем на пустое поле.
И так далее для каждого входа и выхода. В результате соединения
элементов получается реализованная функция F (рис. 2.2).
-
Рис. 2.2. Логическая функция, реализованная в STEP7
Затем нажимаем на значок «сохранить» . Открываем основное
окно Simatic Manager, выбираем вкладку Options → Simulate Modules
или . Запустится симулятор S7-PLCSIM. В основном окне SIMATIC
Manager выделаем блок OB1 и выбираем .
16
В окне утилиты Hardware нажимаем аналогичную кнопку и
загружаем текущую конфигурацию в симулятор. Переходим в
окно S7-PLCSIM в меню «PLC» и устанавливаем флаг «Power on».
Загружаем таблицу символов в S7-PLCSIM, выбрав меню
«Tools» → «Options» → «Attach Symbols». В появившемся окне
нужно выделить свой проект, перейти на уровень «Program» →
«Symbols» → «OK». В окне S7-PLCSIM добавляем пять окон:
четыре входа клавишами F2 и один
выход F3. В редактируемых
заголовках указываем имена переменных: A, B, C, D, F или их
абсолютные адреса I0.0, I0.1, I0.2, I0.3, Q0.4. Запускаем
программу, записанную в симулятор, на выполнение, установив
флажок CPU в положение RUN. Чтобы изменить значение входов
с «0» на «1», необходимо поставить галочку в белом квадратике,
номер которого соответствует номеру бита (рис. 2.3). Изменяя
значения входов, измеряем значения выхода, заполняем таблицу
истинности логической
функции и проверяем выполнения логики
работы устройства. Щелкнув на значок «Monitor on/off» в окне
блока ОВ1, можно увидеть, что если состояния блоков находятся в
логическом «0», то они выделяются пунктирными линиями, если
в «1», то прямыми линиями (рис. 2.4). Чтобы остановить
выполнение программы, следует поставить флажок в положение
STOP.
Рис. 2.3. Окно симулятора S7-PLCSIM в процессе моделирования
Для выполнения поразрядных логических операций требуется
создать еще одну рабочую сеть командой «Insert» → «New Network».
Блоки побитовых логических операций находятся в папке «Word
logic» для работами с типом данных «слово»:
-WAND_W – побитовое «И»;
-WOR_W – побитовое «ИЛИ»;
-WXOR_W – побитовое «исключающее ИЛИ»,
а также «двойное слово»:
-WAND_DW – побитовое «И»;
-WOR_DW – побитовое «ИЛИ»;
-WXOR_DW – побитовое «исключающее ИЛИ».
17
Рис. 2.4. Логическая функция в режиме «Monitor on»
Эти блоки имеют также разрешающие вход «EN» и выход «ENO».
При сигнале на входе «EN»=1 операция выполняется, в случае
успешного ее выполнения выход «ENO»=1, иначе «ENO»=0. Если
выполнению операций в данном блоке не предшествует никакая
операция, то на вход «EN» можно не подавать «1». Если после блока
должна выполнится другая операция, то выход «ENO» обязательно
надо соедить со входом
«EN» следующей операции.
Операции поразрядного сдвига находятся в папке «Shift/rotate»:
SHR_I – сдвиг вправо целого числа со знаком;
SHR_DI – сдвиг вправо «двойного» целого числа со знаком;
SHR_W – сдвиг вправо целого числа без знака;
SHL_W – сдвиг влево целого числа без знака;
SHR_DW – сдвиг вправо «двойного» целого числа без знака;
SHL_DW – сдвиг влево «двойного» целого числа без знака;
ROR_DW – циклический сдвиг вправо «двойного» целого числа
без знака;
ROL_DW – циклический сдвиг влево «двойного» целого числа без
знака.
18
Для выполнения операции WAND в таблице символов требуется
еще два входа MW0, MW2 и один выход MW4 типа WORD. Так как
результат операции WAND необходимо сдвинуть вправо, то после
блока данной операции ставится блок SHR_W и разрешающий выход
WAND соединяется со входом «EN» блока SHR_W. На вход «IN»
SHR_W подается MW4, а на «N» – число разрядов, на которое
необходимо сдвинуть число, в формате константы
[Тип
данных]#16#[четырехразрядное число в шестнадцатиричной системе
счисления], то есть W#16#0003. Выход «OUT» блока SHR_W
адресуем как MW6 (рис. 2.5).
Рис. 2.5. Логическая функция побитовых операций,
реализованная в STEP7
В симуляторе заголовки для наблюдения за битами меркеров появляются нажатием F4. Для удобства можно задавать 16-битное число, выбрав в соответствующем заголовке «binary».
5. Задание
Реализовать в проекте Simatic Manager логическую функцию, заданную таблицей истинности (табл. 2.1), а также побитовые логические операции (табл. 2.2). Номер варианта задания определяется номером записи фамилии студента в
Варианты задания для составления логической функции
№ п/п
1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0
2 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0
3 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1
Операнды Значение логической функции F, номер варианта
A B C D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
журнале преподавателя.
Таблица 2.1
19
Окончание таблицы 2.1
()
F
C
F ABVC
FABVBA
F ABV BAVC
()()
F AVB AVC
F AVBVC
()
F
C
F ABVC
FABVBA
F ABV BAVC
()()
F AVB AVC
F AVBVC
№ п/п
A B C D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
4 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1
5 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1
6 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1
7 0 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1
8 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0
9 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0
10 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1
11 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0
12 1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1
13 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0
14 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0
15 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1
16 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1
Таблица 2.2
Варианты задания для выполнения побитовых операций
Вариант Побитовые операции
Операнды Значение логической функции F, номер варианта
1
2
3
=
=
=
ABV B A
, результат сдвинуть вправо на 5 разрядов
, результат сдвинуть влево на 8 разрядов
, осуществить циклический сдвиг результата вправо
на 4 разряда
4
=
, осуществить циклический сдвиг результата влево
на 9 разрядов
5
6
=
=
, результат сдвинуть вправо на 6 разрядов
, осуществить циклический сдвиг результата вправо
на 5 разрядов
7
8
=
=
ABV B A
, результат сдвинуть влево на 7 разрядов
, осуществить циклический сдвиг результата вправо
на 4 разряда
9
10
=
=
, результат сдвинуть вправо на 10 разрядов
, осуществить циклический сдвиг результата вправо
на 12 разрядов
11
12
=
=
, результат сдвинуть влево на 11 разрядов
, осуществить циклический сдвиг результата влево
на 8 разрядов
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]