1、PCS 7 PoT 第 4 章 创建 PCS 7 项目- 使用入门PCS 7 PoT V7.0 / 版本 1.0 / 2007 年 3 月Copyright 2007 Siemens AG by A&D AS CS2 PA。保留所有权利4-1 页第4章：创建PCS 7项目-使用入门PCS 7 PoT 第 4 章 创建 PCS 7 项目- 使用入门PCS 7 PoT V7.0 / 版本 1.0 / 2007 年 3 月Copyright 2007 Siemens AG by A&D AS CS2 PA。保留所有权利4-2 页PCS 7 PoT 第 4 章 创建 PCS 7 项目- 使用入门PCS
2、 7 PoT V7.0 / 版本 1.0 / 2007 年 3 月Copyright 2007 Siemens AG by A&D AS CS2 PA。保留所有权利4-1 页目录：第 4 章 创建 PCS 7 项目 使用入门 4-31. 简介 .4-32. 设计一个 PCS 7 项目 .4-32.1 全局设置 4-42.2 硬件配置 4-62.3 工厂层级（PH） 4-72.4 创建 CFC .4-112.5 创建 SFC .4-202.6 块图标和面板 4-262.7 编译 OS .4-262.8 OS 组态 .4-292.9 OS 运行 .4-31练习 4-33练习 4.1 创建你的第一个
3、 PCS 7 项 目 4-331. 任务 .4-332. 指南 4-33PCS 7 PoT 第 4 章 创建 PCS 7 项目- 使用入门PCS 7 PoT V7.0 / 版本 1.0 / 2007 年 3 月Copyright 2007 Siemens AG by A&D AS CS2 PA。保留所有权利4-2 页PCS 7 PoT 第 4 章 创建 PCS 7 项目- 使用入门PCS 7 PoT V7.0 / 版本 1.0 / 2007 年 3 月Copyright 2007 Siemens AG by A&D AS CS2 PA。保留所有权利4-3 页第4章 创建PCS 7项目 使用入门
4、1. 简介本章中，我们将采用一个示例来介绍PCS 7工程师的基本要点和方法。图 4.1中的示例用于控制一个简单的阀，即打开或者关闭这个阀。阀控制器采用开或者关控制信号，驱动阀门开或者关。阀的位置由限位开关检测，并作为监控用的反馈信号。图 4.1：阀门控制阀和限位开关是物理设备，阀控制器是一段软件程序，能够发出控制信号（开/关）、接受反馈信号（开和关）。OS过程画面将显示信号状态。采用“手动”模式，OS操作员可以控制（开/关）该阀。在“自动”模式，阀的工作由AS内所组态的顺序控制器所控制。 本章中，我们将完成你的项目。你将会创建一个AS控制程序，以及一个OS 过程画面，最终，它们将可以控制阀。2
5、. 设计一个 PCS 7 项目为单站系统（ES/OS ）创建一个PCS 7项目以实现阀门控制的过程如下图概述所示，图4.2。PCS 7 PoT 第 4 章 创建 PCS 7 项目- 使用入门PCS 7 PoT V7.0 / 版本 1.0 / 2007 年 3 月Copyright 2007 Siemens AG by A&D AS CS2 PA。保留所有权利4-4 页图 4.2：创建PCS 7项目的一般过程2.1 全局设置打开SIMATICT管理器后，创建项目的第一步就是完成全局环境的设置工作。这些设置工作见“第2章，SIMATIC管理器的全局设置”。采用向导“New Project”创建的对
6、象，拥有其原始名称。推荐重新命名这些对象，给它们一个有意义的名称。SIMATIC 管理器的全局设置硬件配置和下载定制工厂层级采用 CFC 设计程序采用 SFC 设计程序编译 AS 并下载OS 编译设计 OS 过程图AS，OS 运行新工程向导PCS 7 PoT 第 4 章 创建 PCS 7 项目- 使用入门PCS 7 PoT V7.0 / 版本 1.0 / 2007 年 3 月Copyright 2007 Siemens AG by A&D AS CS2 PA。保留所有权利4-5 页图 4.3：更换对象名称推荐至少为下列对象重新取一个有意义的名称： SIMATIC PC Station（1）（与
7、 PC 的标识名相匹配）CARDIFF SIMATIC 400（1）AS1 S7 Program（1）Prog 1 Process cell（1）plant1 Unit（1）Unit1 Function（1）valve1 CFC（1）val （Valve1 文件夹下的图）Valve1 （Unit1 文件夹下的图）Unit1 （Plant1 文件夹下的图）Plant1PCS 7 PoT 第 4 章 创建 PCS 7 项目- 使用入门PCS 7 PoT V7.0 / 版本 1.0 / 2007 年 3 月Copyright 2007 Siemens AG by A&D AS CS2 PA。保留所有
8、权利4-6 页2.2 硬件配置第3章中，已经建立起了AS-OS通讯。AS 和OS根据实际情况来建立并定义他们之间的相互关系。如何设计阀门控制？图 4.4：硬件布局传感器的输入信号“打开”和“关闭”，连接至数字式输入模块的输入通道。该模块位于分布式I/O站ET200内，并采用Profibus电缆连接至AS 。在AS中，采用符号“FB_OPEN ”和“FB_CLOSE ”定义输入信号的地址，并用于阀门控制。已定义的符号“OPEN_CLOSE ”将控制信号传送至数字式输出模块，并发送至执行器。该章仅描述不带任何连接和硬件配置的阀门控制。可以模拟输入和输出信号。说明现场级自动化站和分布式I/O的组态细
9、节，参见第 5章- 自动化系统的组态。PCS 7 PoT 第 4 章 创建 PCS 7 项目- 使用入门PCS 7 PoT V7.0 / 版本 1.0 / 2007 年 3 月Copyright 2007 Siemens AG by A&D AS CS2 PA。保留所有权利4-7 页2.3 工厂层级（PH ）在SIMATIC管理器中，采用向导“New Project”创建的新项目拥有三个工厂层级分级目录层。重命名后，可以看到下列分级：Plant1Unit1Valve 1该分级将会在本手册中进一步扩展。说明命名目录和图时，确保工厂用户可以接受并且不得频繁更改。参阅第2.4.4节，了解整个项目中命
10、名规则的重要性。图 4.5：层级目录相关菜单PCS 7 PoT 第 4 章 创建 PCS 7 项目- 使用入门PCS 7 PoT V7.0 / 版本 1.0 / 2007 年 3 月Copyright 2007 Siemens AG by A&D AS CS2 PA。保留所有权利4-8 页2.3.1 工厂层级的分配在工厂视图下，在一个目录结构中描述过程工厂的所有控制功能。这个分级目录包含所有用于控制功能的对象： OS 项目数据，例如，过程画面 AS 程序数据，例如，CFC 图和 SFC 图 一般对象，例如，文档每个分级目录，如果它具有AS程序数据，则需要指定到一个AS 的分配。每个分级目录，如
11、果它具有OS项目数据，则需要指定到一个OS 的分配。图 4.6：对工厂层级进行AS和OS的分配在每个分级目录的属性对话框中，可以变更分配（Object PropertiesAS-OS Assignment）。说明如果工厂由多个自动化系统控制或者分布在多个OS项目上，则必须更改AS-OS Assignment。PCS 7 PoT 第 4 章 创建 PCS 7 项目- 使用入门PCS 7 PoT V7.0 / 版本 1.0 / 2007 年 3 月Copyright 2007 Siemens AG by A&D AS CS2 PA。保留所有权利4-9 页2.3.2 工厂视图和组件视图的不同插入至进
12、行了AS-OS分配的工厂视图下的CFC和SFC 图，可以自动地在组件视图下看见，但反过来却不行。因此建议在工厂视图下进行图形的插入，而不是在组件视图下。在相关的分组目录中，也应该创建过程画面。然而，在PCS 7 OS工具中直接创建的画面不能在 SIMATIC管理器和工厂层级中使用。也可以在过程对象视图中插入图和画面，因为，过程对象视图也是基于分级目录进行管理的。2.3.3 标签符号过程技术广泛地采用管道和仪表（P & I）流程图，其符号定义见图4.7，液位调节器称之为LIC1005，罐称之为B190。LIC1005和B190就是所提到的标签。调节器LIC1005拥有变量，例如，设定点（34.0
13、% ）和测量过程值（36.7%）。若需要表示SP和PV属于控制器LIC1005，且，LIC1005 被分配给B190 ，可以将它们命名为“B190/LIC1005.SP”和“B190/LIC1005.PV”。a levl controler caled LIC105a tk cald B190Scren or P & Idiagram图 4.7：标签和变量若考虑将目录名作为变量的路径表示，则标签名称B190可以用作为一个分级目录的名称。下一节，我们将阐述如何使用目录名称来表示变量。PCS 7 PoT 第 4 章 创建 PCS 7 项目- 使用入门PCS 7 PoT V7.0 / 版本 1.0
14、/ 2007 年 3 月Copyright 2007 Siemens AG by A&D AS CS2 PA。保留所有权利4-10 页2.3.4 定制工厂层级标签符号在工厂层级的属性窗口中定义。打开如图 4.8中所示的工厂层级定制对话框的过程如下：“Plant1”右键菜单 Plant Hierarchy settings 图 4.8：定制工厂层级 默认情况下，选项“Derive Picture hierarchy from the plant hierarchy”处于选中状态。只有该选项被选中，才能采用功能“OS compile”自动地获得 OS 工厂层级图像。在 OS 中，该图像也被表示为图
15、形分级也就是图形树 picture tree。 Included in HID：如果勾选了该框，目录名称将是标签名称的一部分。如图 4.8 中的选择，标签将是Plant1/Unit1/Valve1/，因为，所有 3 个级别都已经用于标签命名。 Maximum number of characters： 目录名称允许的最大字符数。PCS 7 标签名称的长度，包括分隔符，不得超过 32 个字符。（若 faceplate 面板中需要插入 trend 趋势窗口，则标签名称进一步被限制为 26 个字符。）因此，每级允许的字符数量均受限制。当达到该极限时，SIMATIC 管理器会显示警告消息。 OS ar
16、ea：此处，你可以决定在 OS 编译期间该项目在 OS 区域内将采用的层次等级（Plant、Unit 或者 Function）。在 OS运行时点击 OS 区域按钮，将调用所分配的过程画面。如图 4.8 所示，OS Area 处于 level 1，那么层级文件夹 Plant 1 将是可见的。点击区域按钮，将会打开过程画面 plant 1。在 OS 运行时刻，将会在树形导航视窗中显示子层级中的相关画面。PCS 7 PoT 第 4 章 创建 PCS 7 项目- 使用入门PCS 7 PoT V7.0 / 版本 1.0 / 2007 年 3 月Copyright 2007 Siemens AG by A
17、&D AS CS2 PA。保留所有权利4-11 页图 4.9：OS画面层级和工厂层级2.4 创建 CFC2.4.1 设计任务-阀门控制图 4.10：插入过程标签类型PCS 7 PoT 第 4 章 创建 PCS 7 项目- 使用入门PCS 7 PoT V7.0 / 版本 1.0 / 2007 年 3 月Copyright 2007 Siemens AG by A&D AS CS2 PA。保留所有权利4-12 页在PCS 7中，阀门控制是通过 CFC图来执行。请打开工厂视图，并将过程标签类型“阀门”从项目库中复制到项目分级目录PLant1Unit1Valve1之中。双击新创建的CFC图以后，在CF
18、C编辑器中将会获得如下功能块及结构。功能块类型 说明 符号连接CH_DI 数字式阀门输入 反馈打开CH_DI 数字式阀门输入 反馈关闭VALVE 阀门控制OR 或运算功能CH_DO 数字式阀门输出 控制信号表 4.1：所使用的块图 4.11：用于阀门控制的CFC 图PCS 7 PoT 第 4 章 创建 PCS 7 项目- 使用入门PCS 7 PoT V7.0 / 版本 1.0 / 2007 年 3 月Copyright 2007 Siemens AG by A&D AS CS2 PA。保留所有权利4-13 页图 4.12：阀类型的块实例2.4.2 CFC 中的基本操作现在，你应该了解如何使用V
19、ALVE功能。说明在第6章，讨论PCS 7库功能时，将会极为详尽地解释VALVE 功能。由于没有实际的阀门，因此，此处不应该使用功能块的监控功能。说明如图4.13所示，设置参数 MONITOR=off。实例名称块类型块实例offPCS 7 PoT 第 4 章 创建 PCS 7 项目- 使用入门PCS 7 PoT V7.0 / 版本 1.0 / 2007 年 3 月Copyright 2007 Siemens AG by A&D AS CS2 PA。保留所有权利4-14 页CFC中的的基本操作（1）如何调用块的在线帮助信息：选择CFC图或者CFC库目录中的某个块，接下来，按F1键。（2）指定参数
20、值：双击该参数，将会打开该参数的属性对话框。见图4.13。图 4.13：参数的值（3）默认情况下，有些参数并不显示。但是，调用块属性框，可以查找到块的全部参数，见图4.14。输入MAN_OC和AUT_ON_OP被勾选为“Invisible”。因此，这两个输入都在CFC上不可见。为了让它们可见，去选这两个选择框。PCS 7 PoT 第 4 章 创建 PCS 7 项目- 使用入门PCS 7 PoT V7.0 / 版本 1.0 / 2007 年 3 月Copyright 2007 Siemens AG by A&D AS CS2 PA。保留所有权利4-15 页图 4.14：块的全部输入/输出（4）点
21、击某个块输出，接下来，再点击另一个块的某个输入，以将这两个参数联系起来。连接时，点击顺序可任意选择。（5）要实现图之间的关联，先将图组织为层叠方式，接下来，点击一个图中的某个输出和另一个图中的某个输入。（6）在单页视图和6页视图中切换，只需双击某个表中任意空白区域。2.4.3 运行顺序块实例的右上角，显示有一个OB，例如OB32。这表明，在控制器中周期性地执行该块。OB32的周期为 1秒，表明，安置在OB32内的块将每秒钟执行一次。在CPU的属性中，OB30至OB38的周期分布在10毫秒至5秒之间。PCS 7 PoT 第 4 章 创建 PCS 7 项目- 使用入门PCS 7 PoT V7.0
22、/ 版本 1.0 / 2007 年 3 月Copyright 2007 Siemens AG by A&D AS CS2 PA。保留所有权利4-16 页图 4.15：块实例的运行时刻属性默认情况下，自系统库中新近拖出的块将会安置在运行组和OB32中。然而，这种默认设置始终都可以调整，以适应各种不同的应用。要在相应的OB中安装块，首先打开运行时刻编辑器。你可以切换到如图4.16所示的编辑器中。一旦进入了运行时刻编辑器，就可以自一个OB中拖出某个运行组，并将其放置在另一个OB中。按这种方法，可以改变不同OB中的块结构。图 4.16：运行顺序在运行时刻编辑器中，可以发现，CFC图阀门位于运行组阀门中
23、，且其中断周期为1秒。用于更快速的阀门控制时，可以将该运行组拖放至OB35中循环中断（100 毫秒）。说明总是在运行组插入功能块实例，且运行组安装在OB中。如果插入一个图，则将会自动地创建使用该图名称的一个运行组。后来置入该图上的块将会插入在该图的运行组中。新图和块的插入技巧：在运行顺序中，该位置的前一个位置被高亮为绿色。借助功能“Predecessor for Insert Position”，可以改变指示器，以便将块和图安装在想要的位置。OB32: 1 秒循环中断已激活块运行时刻组 1 / 位置 4 PCS 7 PoT 第 4 章 创建 PCS 7 项目- 使用入门PCS 7 PoT V7
24、.0 / 版本 1.0 / 2007 年 3 月Copyright 2007 Siemens AG by A&D AS CS2 PA。保留所有权利4-17 页2.4.4 编译和下载程序编译程序时，使用以下菜单路径：Chart Compile Charts as Program。第一次，需要编译整个程序。此后，只需编译“Changes only”就可足够了。图 4.17：编译CFC 图选项“Generate moudule drivers ”将会自动地生成必要的带有驱动器块的CFC 图，该过程与所配置的硬件有关。选项“Generate SCL source”，有助于调试功能块。说明程序编译的结果
25、输出包含有警告信息，这是因为你没有组态信号模块。信号模块的组态，详尽信息，请参阅第5章。将程序下载至CPU ，请在CFC 中使用菜单路径：CPU Download。PCS 7 PoT 第 4 章 创建 PCS 7 项目- 使用入门PCS 7 PoT V7.0 / 版本 1.0 / 2007 年 3 月Copyright 2007 Siemens AG by A&D AS CS2 PA。保留所有权利4-18 页图 4.18：下载程序至AS第一次下载，或者对程序实施了根本性的更改时，使用完整程序下载。完整程序下载将会停止CPU的工作，这在某些情况下是不允许的。说明与完整程序下载或者仅下载更改部分有
26、关的CPU可靠性，详情请参阅第7章。说明“Download”的结果输出包含有警告信息，这是因为你没有组态信号模块。信号模块的组态，详尽信息请参阅第5章。PCS 7 PoT 第 4 章 创建 PCS 7 项目- 使用入门PCS 7 PoT V7.0 / 版本 1.0 / 2007 年 3 月Copyright 2007 Siemens AG by A&D AS CS2 PA。保留所有权利4-19 页2.4.5 CFC 测试测试程序时，使用以下菜单路径：Debug Test Mode。将I/O值加入至监视表，可以对它们实施监控。接下来，这些值将高亮为黄色。右击某个I/O，接着选择 “add I/O
27、 to Watch List.”。若需要在线改变某个值，双击某个输入，例如，MAN_OC。将会打开I/O属性对话框，接下来，可以为该变量设置新值。说明为了使SFC图可以控制该阀门，必须将 LIOP_SEL 和 AUT_L都设置为“True”，以使能AUTO_OC的使用。第6章，将会详细地解释库功能VALVE。图 4.19：测试CFC 中的程序PCS 7 PoT 第 4 章 创建 PCS 7 项目- 使用入门PCS 7 PoT V7.0 / 版本 1.0 / 2007 年 3 月Copyright 2007 Siemens AG by A&D AS CS2 PA。保留所有权利4-20 页2.5
28、创建 SFC2.5.1 任务-阀门的自动控制设计一个SFC程序，若没有故障，则自动地打开这个阀，并且随后关闭它。2.5.2 设计 SFC 图在工厂视图中的分级目录Valve1中已经有一个SFC 图可供使用。请将其名称改为val_sfc。双击SFC图，打开SFC编辑器。接下来，可以使用各种图结构，创建一个SFC 顺序。基本元素为步和条件。在Step中，可以指定块I/O的期望值或者其它块 I/O。在Transition中，将检测特定条件。图 4.20：在SFC中设计图打开SFC后，仅能看见步Start和End，以及一个Transition 。请插入两个基本元素，并根据任务更改这些对象的名称。为了找
29、开阀门，必须打开步的属性对话框，并设置AUTO_OC = 1。遵照图4.21所示的说明。PCS 7 PoT 第 4 章 创建 PCS 7 项目- 使用入门PCS 7 PoT V7.0 / 版本 1.0 / 2007 年 3 月Copyright 2007 Siemens AG by A&D AS CS2 PA。保留所有权利4-21 页图 4.21：浏览SFC中的程序的变量为了设置Transition中的条件，例如，当没有CSF 错误时，双击条件 “No CSF Error”，以打开其属性对话框。接下来，查看并找到变量CSF，将其设置为0，表示，没有CSF 故障时，顺序将执行至“Open”步。为
30、了完成SFC设计，步和条件必须按下表设置。PCS 7 PoT 第 4 章 创建 PCS 7 项目- 使用入门PCS 7 PoT V7.0 / 版本 1.0 / 2007 年 3 月Copyright 2007 Siemens AG by A&D AS CS2 PA。保留所有权利4-22 页步或者条件 变量值START (initialisation) LIOP_SEL =1 ， 且 AUT_L =1No CSF Error CSF = 0Open (Processing) AUTO_OC =1，将该步最小运行时间设置为5秒Opened QOPENED = 1Close (Processing)
31、 AUTO_OC = 0Closed QCLOSED =1END (Processing) AUTO_OC = 0 ， LIOP_SEL =0 ，且 AUT_L =1表 4.2：阀1的步和条件2.5.3 SFC 图的运行顺序检查SFC图已经安装至了哪个OB中可以执行以下菜单路径 ：Edit Run sequence。如果该位置不合适的话，可以将该图移动至另一个OB中。SFC完成后，首先执行SFC Compile（change only），编译该SFC。接下来，执行PLC Download（change only），将其下载。默认情况下，已下载SFC处于空闲模式。2.5.4 在 SFC 中的测试
32、运行SFC图，可以执行以下菜单路径：Debug Test mode，则该处于运行时刻。按下按钮Start 。PCS 7 PoT 第 4 章 创建 PCS 7 项目- 使用入门PCS 7 PoT V7.0 / 版本 1.0 / 2007 年 3 月Copyright 2007 Siemens AG by A&D AS CS2 PA。保留所有权利4-23 页图 4.22：在SFC中的测试在运行时刻，双击某个Transition，可以检查该条件。PCS 7 PoT 第 4 章 创建 PCS 7 项目- 使用入门PCS 7 PoT V7.0 / 版本 1.0 / 2007 年 3 月Copyright
33、 2007 Siemens AG by A&D AS CS2 PA。保留所有权利4-24 页图 4.23：运行时刻中的条件第一列显示的为当前过程值，它们可以人工设置。条件值在最右边一列，在运行时刻也可以更改。因此，它是程序调试的一个极佳工具。双击一个任意步，可以观察赋值状态，或者运行时刻被改变的位置。PCS 7 PoT 第 4 章 创建 PCS 7 项目- 使用入门PCS 7 PoT V7.0 / 版本 1.0 / 2007 年 3 月Copyright 2007 Siemens AG by A&D AS CS2 PA。保留所有权利4-25 页图 4.24：在运行时刻，设置步的运行时间图 4.
34、25：步中的赋值状态PCS 7 PoT 第 4 章 创建 PCS 7 项目- 使用入门PCS 7 PoT V7.0 / 版本 1.0 / 2007 年 3 月Copyright 2007 Siemens AG by A&D AS CS2 PA。保留所有权利4-26 页2.6 块图标和面板在OS 中，有一个相应的块图标和多个属于该功能块的面板视图，据此，可以显示或者更改阀门的工作状态。执行“OS Compile”，在过程画面中，将会根据分级目录自动地创建该块图标。说明块图标和面板更多的操作详情，见第10章中的解释。2.7 编译 OS在SIMATIC 管理器中创建了图以后，通过“OS Compil
35、e”将会自动地生成PCS 7 OS相应的项目数据。它极大地减少了OS项目内实际的OS设计工作量。在组件视图中选择OS项目OS （1） 以后，采用以下菜单路径可以调用“OS Compile”：SIMATIC 管理器 Option OS Compile。如下向导将详细介绍各窗口中可能的设置：图 4.26：分配给OS项目的区域在OS 编译向导的第一个介绍页以后，下一页将显示可以将该区域分配给操作员站的地方，“Which areas do you want to assign to which operator stations?”此处，无需更改。只有在使用多个OS的情况下，你才需要决定在哪个OS 上
36、创建这些数据。PCS 7 PoT 第 4 章 创建 PCS 7 项目- 使用入门PCS 7 PoT V7.0 / 版本 1.0 / 2007 年 3 月Copyright 2007 Siemens AG by A&D AS CS2 PA。保留所有权利4-27 页随后，将会是选择网络连接的页，它负责处理AS和OS 之间的通讯，“Select the network connections for the S7 Programs with the areas”。 图 4.27：选择S7程序和操作员站如果使用PLCSIM，可以选择一个MPI连接。占击按钮Connections ，可以查看可用连接。“
37、Select the data you want to compile and the scope of the compilation.”默认情况下，标签和消息、图树在该步被选为自动生成。激活选项SFC可视化也是有意义的。图 4.28：选择S7程序和操作员站在向导的最后一个视窗中，将总结已经选择的选项。在该视窗中，你可以检查你的设置，必要时，可以返回。PCS 7 PoT 第 4 章 创建 PCS 7 项目- 使用入门PCS 7 PoT V7.0 / 版本 1.0 / 2007 年 3 月Copyright 2007 Siemens AG by A&D AS CS2 PA。保留所有权利4-28 页图 4.29：检查设置点击按钮“Compile”，开始编译工作。图 4.30：编译 OS
