北京西门子培训总结汇报.pptx

1、北京西门子培训总结汇报,1,2019/5/14,共107页,培训内容,培训的主要内容是，SIMATIC S7-300/400 系统、维护与编程综合课程以及SIMATIC TDC CFC编程和通讯，SD-TDC编程。 课程的时间为1月6日-1月17日。其中SIMATIC S7-300/400 系统、维护与编程综合课程6天， SIMATIC TDC CFC编程和通讯，SD-TDC编程4天。,2,2019/5/14,共107页,SIMATIC S7-300/400 系统、维护与编程综合课程,1、SIMATIC S7 系统产品系列； 2、培训设备和编址；安装/维护可编程逻辑控制器； 3、SIMATIC

2、管理器； 4、硬件组态； 5、硬件调试； 6、符号寻址； 7、块结构和LAD/FBD/STL编程器； 8、位指令； 9、数字指令； 10、对用户程序进行重新接线； 11、文档制作、保存和归档； 12、数据块； 13、功能和功能块； 14、组织块； 15、模拟量处理； 16、故障诊断； 17、系统信息。,3,2019/5/14,共107页,SIMATIC TDC CFC编程和通讯，SD-TDC编程,1、系统概述； 2、SIMATIC TDC基本功能； 3、CPU之间通讯； 4、GDM耦合； 5、Profibus DP； 6、工业以太网； 7、TDC/HMI概述；,4,2019/5/14,共107

3、页,第一部分,SIMATIC S7-300/400 系统、维护与编程综合课程,2019/5/14,共107页,5,6,2019/5/14,共107页,7,2019/5/14,共107页,S7-300自动化系统,用于中低性能范围的模块化中小控制系统 高达32个模块的可扩展设计 在模块中集成背板总线 可以连接MPI、Profibus、Ethernet以及ProfiNet.通过PG/PC可以连接访问所有模块 通过硬件组态工具来执行组态和参数设置,8,2019/5/14,共107页,9,2019/5/14,共107页,10,2019/5/14,共107页,S7-400自动化系统,用于中等到高级性能要求

4、的强大PLC 多种性能范围的CPU 扩展模块选择范围，超过300个模块可扩展 在模块中集成背板总线 可以连接MPI/PROFIBUS/PROFINET/工业以太网 通过PC/PG可连接访问所有的模块 无插槽限制 多CPU同时工作（最多可以插入4个CPU）,11,2019/5/14,共107页,12,2019/5/14,共107页,13,2019/5/14,共107页,14,2019/5/14,共107页,15,2019/5/14,共107页,PLC硬件与软件,16,2019/5/14,共107页,17,2019/5/14,共107页,18,2019/5/14,共107页,19,2019/5/1

5、4,共107页,3,20,2019/5/14,共107页,S7-300 CPU指示灯及含义,模式选择器：MRES=存储器复位功能；STOP=停止模式，程序不执行；RUN=运行模式，执行程序。状态指示灯：SF=系统错误，内部CPU故障或带诊断功能的模块发生故障。BATF=电池故障；电池耗尽或没装电池；DC5V=内部的5VDC电源指示灯；FRCE=FORCE，指示至少一个输入或输出被强制；RUN=当CPU启动时闪烁，进入运行模式后持续点亮；STOP=在停止模式中持续点亮。慢速闪烁表示存储器复位请求；正在执行存储器复位时快速闪烁，因为插入存储卡而要求存储器复位时慢速闪烁。,21,2019/5/14,

6、共107页,22,2019/5/14,共107页,23,2019/5/14,共107页,24,2019/5/14,共107页,25,2019/5/14,共107页,26,2019/5/14,共107页,27,2019/5/14,共107页,28,2019/5/14,共107页,29,2019/5/14,共107页,30,2019/5/14,共107页,31,2019/5/14,共107页,32,2019/5/14,共107页,33,2019/5/14,共107页,34,2019/5/14,共107页,35,2019/5/14,共107页,36,2019/5/14,共107页,37,2019/5

7、/14,共107页,用户程序重新接线,38,2019/5/14,共107页,39,2019/5/14,共107页,40,2019/5/14,共107页,41,2019/5/14,共107页,42,2019/5/14,共107页,43,2019/5/14,共107页,44,2019/5/14,共107页,45,2019/5/14,共107页,46,2019/5/14,共107页,47,2019/5/14,共107页,48,2019/5/14,共107页,49,2019/5/14,共107页,组织块功能明细,1、自由循环组织块OB1 2、日期中断组织块OB10OB17 3、时间延迟中断组织块OB2

8、0OB23 4、循环中断组织块OB30OB38 5、硬件中断组织块OB40OB47 6、DPV1中断组织块OB55OB57 7、多处理器中断组织块OB60 8、时钟同步中断组织块OB61OB64 9、工艺同步处理中断组织块OB65 10、冗余故障中断组织块OB70、OB72 11、异步故障中断组织块OB80OB87 12、处理中断组织块OB88 13、背景循环中断组织块OB90 14、启动中断组织块OB100OB102 15、同步错误中断组织块OB121、OB122,50,2019/5/14,共107页,常用中断OB块,11、异步故障中断组织块OB80OB87 异步故障中断用于处理各种故障事件

9、。 OB80：处理时间故障、CIR（Configuration In Run）后的重新运行等功能，例如OB1或OB35运行超时，CPU自动调用OB80报错，如果程序中没有创建OB80，CPU进入停止模式。 OB81：处理与电源相关的各种信息（S7-400系列PLC CPU只有电池故障时调用），出现故障，CPU自动调用OB81报错，如果程序中没有创建OB81，CPU不会进入停止模式。 OB82：诊断中断，如果使能一个具有诊断中断模块的诊断功能（例如断线、传感器电源丢失），出现故障时调用OB82，如果程序中没有创建OB82，CPU进入停止模式。诊断中断还对CPU所有内外部故障，包括模块前连接器拔出

10、、硬件中断丢失等作出响应。OB83：用于模块插拔事件的中断处理，事件出现，CPU自动调用OB83报警，如果程序中没有创建OB83，CPU进入停止模式。OB84：用于处理存储器、冗余系统中两个CPU的冗余连接性能降低等事件。 OB85：用于处理操作系统访问模块故障、更新过程映像区时I/O访问故障、事件触发但相应的OB没有下载到CPU等事件，事件出现，CPU自动调用OB85报错，如果程序中没创建OB85，CPU进入停止模式。,51,2019/5/14,共107页,OB86：用于处理扩展机架（不适用于S7-300系列）、PROFIBUS-DP主站、PROFIBUS-DP或PROFINET I/O分布

11、I/O系统中站点故障等事件，事件出现，CPU自动调用OB86报错，如果程序中没有创建，CPU进入停止模式。 OB87：用于处理MPI GD 通信及时钟同步故障，事件出现，CPU自动调用OB87报错，如果程序中没有创建，CPU不会进入停止模式。,52,2019/5/14,共107页,同步错误中断组织块OB121/OB122,OB121处理与编程故障有关的事件，例如调用的函数没有下载到CPU中、BCD码出错等； OB122处理与I/O地址访问故障有关的事件，例如访问一个I/O模块时，出现读故障等； 如果上述故障出现，在程序中没有创建OB121、OB122，CP进入停止模式。,53,2019/5/1

12、4,共107页,模拟量,54,2019/5/14,共107页,55,2019/5/14,共107页,56,2019/5/14,共107页,57,2019/5/14,共107页,58,2019/5/14,共107页,故障诊断,59,2019/5/14,共107页,60,2019/5/14,共107页,61,2019/5/14,共107页,62,2019/5/14,共107页,63,2019/5/14,共107页,64,2019/5/14,共107页,65,2019/5/14,共107页,66,2019/5/14,共107页,67,2019/5/14,共107页,68,2019/5/14,共107

13、页,69,2019/5/14,共107页,70,2019/5/14,共107页,71,2019/5/14,共107页,72,2019/5/14,共107页,73,2019/5/14,共107页,74,2019/5/14,共107页,75,2019/5/14,共107页,第二部分,SIMATIC TDC CFC编程和通讯，SD-TDC编程,2019/5/14,共107页,76,主要内容,2019/5/14,共107页,77,一、TDC系统概述,2019/5/14,共107页,78,SIMATIC TDC定义:Technology & Drive Controller，即工艺和传动控制器。它是基于

14、VME64的新型控制系统，每个机架有21个插槽，最多可以安装20个CPU。一个TDC系统通过GDM网络最多可以连接44个机架，即一个TDC系统理论上最多可以集成836个CPU。,TDC的前期同类型控制器的比较,同属于工艺及传动控制系列的控制器有T400、 FM458、 SIMADYN D和TDC。 T400是将工艺技术集成到传动（即MATERDRIVES和DC Master）里，安装于传动控制柜里，可实现快速控制和计算。 FM458是将工艺技术集成到S7-400里的一种控制器，安装于S7-400机架里，可实现快速控制和计算。 SIMADYN D是采用64位CPU进行多值计算，每个机架最多可安装

15、8个CPU。它和TDC一样，最小循环周期都是0.1ms，都属于D7系列产品。 TDC是SIMADYN D的升级换代产品。,2019/5/14,共107页,79,二、TDC通讯概述,TDC系统属于多处理器系统，多个CPU处理器可以同步运行。TDC机架内的所有模块都通过高性能的64位背板总线相连，通讯的周期时间可达100s。 分布式外设可以通过Profibus DP接口与TDC以主从站的方式连接通讯。 可以通过带宽为100Mbit/s的TCP/IP接口，可以将多个SIMATIC工作站、上位PC机及其它厂家工作站连接起来，并实现高可靠性通讯。,2019/5/14,共107页,80,GDM网络,GDM

16、：Global Data Memory,即全局数据存储器，如下图所示。GDM是TDC自动化系统的控制中心，它实现了TDC机架间的快速通讯及自诊断功能。机架间的距离最远可以达到700米。,2019/5/14,共107页,81,GDM的典型配置图,2019/5/14,共107页,82,GDM网络,不同的用户通过光纤于中心GDM相连接。每一块接口模块CP52I0都可以连接4个TDC机架。 GDM网络使得机架间数据通讯带宽可达640M，因此对于一个典型的具有10个机架的TDC系统而言，数据刷新率可以达到低于1.0ms。,2019/5/14,共107页,83,三、TDC的硬件介绍,注意：TDC在运行起来

17、之后，可以热插拔外部存储器卡，但是在重新启动CPU前必须插上外部存储器卡。原因是CPU在启动时，要把外部存储器卡PCMCIA内的用户程序读到内存RAM里，在TDC在正常运行时使用内存RAM里的程序。 机架：现在市场上流行的机架只有一种，型号为UR5213，它包含了电源及背板母线。 备用电池必须为西门子专用电池，原先是两块1.5V的电池，现在是一块3.6V的电池。,2019/5/14,共107页,84,CPU模块,CPU有CPU550和CPU551两种类型，现在CPU550已经停产，现在市场流行和我们项目中正在使用的都是CPU551。 它是针对开闭环控制任务设计，对处理性能要求极高，具有RISC

18、（reduced instruction set computer) R5000处理器的64位CPU。 周期时间可达100s 具有8个数字量输入 串行接口用于诊断、服务和下载到处理器程序注意：首次下载程序只能用RS232串口（DUST1)，以后可以采RS485接口（MPI 口）。,2019/5/14,共107页,85,输入/输出模块SM500,输入/输出模块类型只有一种SM500型，每个SM500模块都具有3个50针的插座接口。 每个机架中所安装的输入/输出模块数量不受限值，模块的输入/输出通道可以根据不同的CPU模块进行利用。 每个SM500模块具有：8个模拟量输入4个积分型的模拟量输入8个

19、模拟量输出16个二进制数字量输入16个二进制数字量输出4个增量型编码器输入4个绝对值型编码器输入,2019/5/14,共107页,86,通讯模块,CP50M1或CP50M0安装于TDC机架，带2个DP/MPI接口，负责与分布式从站通讯及机架内CPU之间的通讯。 CP51M1或CP5100安装于TDC机架，带有IE接口，用以连接以太网，可用于机架间通讯，可连接HMI及上位机。 CP51M1不限插槽， CP5100只限18-21插槽。 CP52A0为GDM缓存模板，安装于TDC机架，每个只有一个FO接口，用于和GDM的通讯。 CP52I0为GDM接口模板，安装于GDM机架的2-12号插槽，每个模板

20、有4个FO接口，用于和TDC机架的通讯。 CP52M0为GDM存储器模板，安装于GDM机架的1号插槽，用于和PDA的通讯。,2019/5/14,共107页,87,四、TDC软件介绍,TDC的软件平台为SIMATIC Manager，在此软件平台基础上需要安装D7-SYS和CFC (continuous function chart)及SFC (sequential function chart)软件包，SFC为可选项包。 SIMATIC Manager、 D7-SYS、CFC和SFC集成起来统称为SIMATIC D7-ES。,2019/5/14,共107页,88,D7-SYS系统CFC和PCS

21、7系统CFC的区别,D7-SYS系统的CFC和PCS7系统的CFC是不同的。 D7-SYS系统的CFC，即SIMADYN D和TDC的CFC系统程序是以T为中断，共有5个循环中断（以T0为基准（以ms为单位），T1T5分别为T0的倍数，如：T1=1T0,T2=4T0,T3=16T0,T4=64T0,T5=256T0。） PCS7系统的CFC是将循环中断的时间放到OB32OB35的循环中断组织块中，分别是：OB32为1s，OB33为0.5s，OB34为0.2s，OB35为0.1s。,2019/5/14,共107页,89,硬件配置,硬件选择：“硬件目录”定义了可以配置的模块，可通过拖放操作来配置这

22、些模块，配置模块的同时预设其属性。 设置参数：不同类型的模块可能具有不同的参数。例如，处理器模块CPU中的参数有基本周期时间T0、周期时间T1-T5和地址。 编译存盘：TDC的硬件配置不必像S7系统的硬件配置一样，配置完后必须下装到CPU中。TDC的硬件配置可以连同编译后的用户程序（功能图）一起下装到CPU中。,2019/5/14,共107页,90,硬件配置的一个实例,下面是精轧机架1机架控制部分的一个处理器模块CPU中基本周期时间T0、周期时间T1-T5配置的一个实例:,2019/5/14,共107页,91,输入/输出模块SM500配置实例,输入/输出模块SM500配置实例,2019/5/1

23、4,共107页,92,CFC连续功能图,CFC软件的基础是功能块，所有功能块都可以通过拖拽的方式放入CFC图中，再根据所需的数据流组态并连接。 功能块集中保存在库中，标准库随CFC一起提供。 一个CFC图包含一个或多个子图或分区（A,B,Z等），一个分区包含6个页面。 CFC页面包含带模块的模块区域和左右两侧的边格栏，其中输入信号位于左侧，输出信号位于右侧。,2019/5/14,共107页,93,CFC设置,所有的参数都得在块调用时进行预设值，如块输入点的值、块名称、周期时间和顺序。可以在默认值的情况下改变周期时间和顺序预设值。 必须为块输入点设置一个常数值或一个连接，输出可以处于开放状态（证

24、明未使用）。 用鼠标先后点击功能块上的输入和输出，就可以在输入和输出之间建立连接。条件是被连接的块必须位于同一个CPU上，且所要连接输入/输出的数据类型必须相同。 当连接到另一个CFC页面时，连接被引到边格栏上，并且生成一个交叉引用。双击交叉引用可以迅速切换到引用所指的位置。,2019/5/14,共107页,94,数据类型,2019/5/14,共107页,95,全局操作数,全局操作数是块的输入或输出上的互联，对于任一 全局变量都必须连接有地址。全局操作数可以是： $信号，它们只用于在同一个TDC站上不同CPU的功能块之间的互联； ！信号，即虚拟连接，是块连接之间看不见的连接，CFC图上并未画上

25、任何连接，而只是生成在边格栏上，可连接本CPU内块，也可连接本机架内其它CPU里的块； *符号硬件地址，该硬件地址是为模块的一个或多个相关端子指定的符号名称，该符号地址在HW-Confi中定义 OP连接，即与SIMATIC OP进行通讯的连接； 过程中断ID，即事件触发型中断，在HW-Confi中定义 名称引用，如消息系统名。,2019/5/14,共107页,96,CFC程序运行顺序,所有CFC程序都放在T1-T5里，如T1=4ms,T2=16ms,T3=64ms,T4=256ms,T5=1024ms，则所有在T1内的程序每4ms循环扫描一次，所有在T2里的程序每16ms循环扫描一次，以此类推

26、。 下面实例表示的是在同一个T5里的第11组程序里的第40个功能块。CFC的运行顺序为，在同一个T内，按序列从第一组程序开始往后执行；同样，在同一个程序组内，按序列从第一个功能块开始往后执行。,2019/5/14,共107页,97,编译及下载程序CFC程序,编译：在编译CFC功能图程序之前，必须对工作站的硬件配置进行一致性检查并保存。在CFC中，CPU的所有功能图总是被编译成一个可执行的应用程序，并自动链接和装载所有需要用到的程序块。 下载：程序在CPU上运行之前必须先装入CPU的程序存储器，并在CPU重启时将程序读到CPU的内存RAM里。可在线和离线下载应用程序：离线下载：这种情况仅适用于具

27、有独立存储卡（闪存卡）的CPU模块。将存储卡安装在一个PCMCIA连接器中执行离线下载。,2019/5/14,共107页,98,编译及下载程序CFC程序,在线下载：CPU接口（X01）被集成到了操作系统中，因此可作为联机接口。成功组态之后，组态的接口只能用作在线下载接口。 在线接口：需要在线接口的目的是为了内部查看控制系统（测试模式）或在线下载应用程序。可用下面两种在线下载接口：1）RS232接口（DUST1），对于CPU就是X01口，通过此接口只能对本CPU进行访问。2）RS485多点接口（MPI），此接口在通讯模块上，SS52、CP50M0/CP50M1。如果要允许访问机架中的所有CPU，

28、按照“service”实用程序组态该中央接口，可组态DUST1或MPI协议。注意：下载时千万不要掉电，也不要设置屏保。,2019/5/14,共107页,99,中央服务功能,中央服务：可以通过子机架中组态的DUST1或MPI（常用）链路访问该机架中的各CPU。这需要如下组态：1）每个子机架中必须有一次:-DUST1连接或MPI连接（CFC块为MPI）2）每个CPU中至少有一次：-服务功能块”SER“的连接 “SER”连接用于将CPU耦合连接到哪一个模块的哪一个端口。CTS端指定耦合模块和接口，US端指定一个通道名和地址段1。通道名称：最多6个字符；ASCII字符、点号和除外；数据接口上的通道名称

29、必须唯一；通道名后必须输入”.“地址段1：即CPU的插槽号，标准情况下必须有两位数位 注意：MPI块和SER块都必须放在扫描周期32msTA256ms以内。,2019/5/14,共107页,100,中央服务功能编程示例,2019/5/14,共107页,101,GDM耦合,GDM耦合中央块：为GDM耦合提供初始化、激活和监视功能。组态期间必须考虑下列方面：-必须为机架组态一个耦合中央块-耦合中央块没有发送和接收功能-所有耦合中央块的周期时间都必须组态为32msTA256ms 下面是对GDM耦合中央块SRACK配置示例：,2019/5/14,共107页,102,Profibus DP网络组态,Pr

30、ofibus DP耦合组态功能块PRODP:波特率和Profibus 地址可以在PRODP里定义，也可以通过COM PROFIBUS软件包进行定义。在块PRODP里，BDR端为波特率（默认为5，即1.5M），SLA端为主从设定端（设为0为主站，其它为从站）。 地址连接AT和AR配置格式为ChannelName.AddressStage1.AddressStage2ChannelName：-最多8个字符（ASCII字符、点号和除外）-访问同一个通讯模块的收发功能块必须具有不同的通道名。,2019/5/14,共107页,103,以太网络组态连接,所允许的协议包括TCP/IP和UDP。 与TCP/I

31、P相比，UDP实现了伙伴站点间更快的通讯，但是伴随而至的是数据的安全性受限。,2019/5/14,共107页,104,以太网络组态连接,以太网组态程序块为TCPIP,SER块US端的地址段1为CPU的槽位号。 上图例里的MOD端为通道模式选择端，分为：覆盖模式：UDP模式-R：刷新模式（Refresh),一个发送方，一个接收方；-M：多连接模式（Multiple),一个发送方，多个接收方非覆盖模式：TCP/IP模式-H：握手方式（Handshake),一个发送方，一个接收方；-S:选择模式（Select),多个发送方，一个接收方。 地址连接AT和AR配置格式为 ChannelName.Addr

32、essStage1.AddressStage2,2019/5/14,共107页,105,以太网络组态连接,如上例中的发送块配置为 ：S500.T-02001.010003168146-02001ChannelName：-最多8个字符（ASCII字符、点号和除外）-访问同一个通讯模块的收发功能块必须具有不同的通道名。 AddressStage1:T=TCP/IP,U=UDP;中间以连字符“-”隔开；后面是5位端口号（带前导零）。 AddressStage2:远程连接伙伴方的IP地址，12个位数，无分隔点，带前导零；中间以连字符“-”隔开；后面是远程连接伙伴方的5位端口号（带前导零）。,2019/5/14,共107页,106,中央连接块,1 GLOB 通讯缓冲区连接中央块 2 LOCAL 本地连接中央 3 TCPIP TCP/IP 连接中央块 4 MPI 连接中央 5 PRODP 中央块 PROFIBUS DP 连接,2019/5/14,共107页,107,