Программирование на языках LAD и FBD в среде Simatic TIA Portal. Визуализация проекта

Размещено на http://www.allbest.ru/

Некоммерческое акционерное общество

АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

Кафедра «Электроника»

ОТЧЕТ

по расчетно-графической работе №1

По дисциплине Интеллектуальные системы и средства измерений

На тему: Программирование на языках LAD и FBD в среде Simatic TIA Portal. Визуализация проекта.

Выполнила Жалгасова.А.С. Группа ПС 12-04

Приняла Ауезова А. М.

Алматы 2015



Содержание

Введение

Задание 1

Задание 2

Заключение

Список литературы



Введение

Промышленная автоматизация - отрасль довольно консервативная. Новые средства и технологии появляются отнюдь не каждый день и приживаются не сразу. Зато проверенные и испытанные решения могут существовать годами и тиражироваться огромным количеством экземпляров, несмотря на кажущуюся анахроничность. Это касается как аппаратной, так и программной платформ.

Однако в настоящее время затраты и качество являются решающими рычагами для повышения производительности и конкурентоспособности. Цель - сократить время от идеи до готового продукта или машины, сохраняя максимальную гибкость. Необходимо свести к минимуму расходы, сохраняя и преумножая качество. При этом особая роль отводится сохранению преемственности решений, защите инвестиций и охране окружающей среды.

Нельзя сказать, что STEP7, как основной программный продукт для программирования контроллеров SIMATIC S7, безнадежно устарел, но заложенные пятнадцать лет назад концепции уже нельзя назвать передовыми, хотя они и не утратили актуальность. Но непрерывное развитие с сохранением совместимости со старыми версиями часто приводит к чрезмерному усложнению продукта, ухудшению пользовательского интерфейса и, как следствие, к снижению производительности. Тогда назревает необходимость качественного скачка, перехода к новым пользовательским интерфейсам, новым подходам к интеграции комплексных проектов и приемам работы.

Результатом многолетних усилий и значительных инвестиций, вложенных в разработку, стал новый программный продукт, получивший название Totally Integrated Automation Portal или, кратко, TIA Portal.

Первая версия TIA Portal получила номер 11, как бы подчеркивая, что был сделан гигантский шаг в развитии по сравнению с прошлым поколением. В нем, как в единой программной платформе, удалось объединить все, что необходимо для работы со всеми компонентами автоматизации Siemens на всех этапах работы с проектом. Разработка проектов для контроллеров и устройств распределенного ввода/вывода, конфигурирование систем человекомашинного интерфейса и SCADA-систем, параметрирование сетевых компонентов и модулей связи, отладка программных алгоритмов управления, а также ввод в эксплуатацию приводов - все это объединено в общую структуру программного обеспечения и имеет унифицированный пользовательский интерфейс. Это не только ускоряет работу, но и позволяет создавать прозрачные решения, которые просты в обслуживании и диагностике, могут быть легко расширены или трансформированы.

Во главу угла продукта TIA Portal поставлена простота использования продукта (usability). Принципиально новый пользовательский интерфейс призван облегчить пользователю работу с платформой, а его унификация и стандартизация упрощают работу с разнообразным оборудованием. Это новое слово в разработке программного обеспечения. Основной упор сделан на наглядность, интуитивную понятность и отсутствие многократно вложенных структур.



Задание 1

Релизовать в программной среде TIA Portal логические операции: AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, NXOR, и буферное усиление.

Для начала создаем проект, на рисунке 1 видно что он называется «rgr 1».

Рисунок 1 Окно создания проекта

Далее выбираем тип контроллера, в моем случае это - CPU 314C -2 PN/DP. На рисунке 2 показано окно выбора контроллера.

В открывшемся окне контроллера создаем новый программный блок Main[OB1] во вкладке Program blocks и выбираем область значений цифровых входов/выходов. Как можно заметить на рисунке 3 для входных значений задана область от 0 до 2 байтов,для выходных от 0 до 1 байт.

Следующий этап в реализации задания состоит в определении переменных. Во вкладке PLC tags добавляем новую таблицу символов. Переменные a и b заданы как переменные входных значений. Адрес переменной a - 0 байт 0 бит, b- 0 байт 1 бит. Переменная y задана как выходное значение - 0 байт 0 бит. На рисунке 4 показана таблица символов.

Рисунок 2 Окно выбора контроллера

Рисунок 3 Программный блок с заданными входными и выходными значениями

Рисунок 4 Таблица символов

Первой реализуем логическую операцию AND(«и»). Эта логическая операция означает логическое умножение, в релейной схеме она выражается последовательным соединением элементов. Я выбрала язык программирования LAD, как наиболее удобный для меня. На рисунке 5 показана реализация логической операции AND(«и»).

Рисунок 5 Логическая операция AND

Собрав все необходимые элементы, запускаем программу. Для этого загружаем ее на устройство, компилируем. После этого появится окно симулятора. На рисунке 6 показано что программа запущена и поданы единицы на вход. На выходе мы получаем единицу.

Рисунок 6 Логическая операция AND в симуляторе

Далее реализуем логическую операцию сложения OR ( «или»). Она реализуется с помощью параллельного соединения элементов. На рисунке 7 показана реализация логической операции OR ( «или») на языке LAD.

Рисунок 7 Логическая операция OR

На рисунке 8 показана работа программы на симуляторе, после того как туда я загрузила реализацию логической операции OR.

Рисунок 8 Логическая операция OR в симуляторе

Логическую операцию NOT(«НЕ») я реализовала через элемент NOT. Установив последовательное соединение переменной а и элемента NOT, на выходе я получаю инвертированное значение данной переменной.На рисунке 9 показана реализация данной логической операции

Рисунок 9 Логическая операция NOT

На рисунке 10 показана работа логической операции NOT в симуляторе.

Рисунок 10 Логическая операция NOT в симуляторе

Логическая операция NAND(«и-не») реализуется с помощью последовательного соединения переменных и введения элемента NOT. На рисунке 11 показана реализация логической операции NAND.

Рисунок 11 Логическая операция NAND

На рисунке 12 логическая операция NAND в режиме симулятора.

Рисунок 12 Логическая операция NAND в режиме симулятора

Логическая операция NOR(«или-не») реализована с помощию параллельного соединения переменных и введения элемента NOT. На рисунке 13 показана реализация логической операции NOR.

Рисунок 13 Логическая операция NOR

На рисунке 14 логическая операция NOR в режиме симулятора.

Рисунок 14 Логическая операция NOR в режиме симулятора

Логическая операция ХOR(«исключающее или») реализована с помощью параллеьно-последовательного соединения переменных и элементов NOТ. На рисунке 15 показана реализация данной логической операции.

Рисунок 15 Логическая операция ХOR

На рисунке 16 показана логическая операция ХOR в режиме симулятора.

Рисунок 16 Логическая операция ХOR в режиме симулятора

Логическая операция NХOR представлена на рисунке 17.

Рисунок 17 Логическая операция NХOR

На рисунке 18 показана логическая операция NХOR в режиме симулятора.

Рисунок 18 Логическая операция NХOR в режиме симулятора

Логическая операция буферного усиления: выходной сигнал- это усиленный входный сигнал. На рисунке 19 представлена логическая операция буферного усиления.

Рисунок 19 Логическая операция буферного усиления

На рисунке 20 представлена логическая операция буферного усиления в режиме симулятора.

Рисунок 20 Логическая операция буферного усиления в режиме симулятора

Следующим этапом является реализация всех логических операции с помощью с помощью языка программирования FBD. Этот язык использует функциональные блоки. Все типы переменных я задаю типом Word, т.е. целочисленным. На рисунке 21 представлена таблица символов. Как можно заметить, каждая переменная занимает 2 байта.

Рисунок 21 Таблица символов на языке программирования FBD

Далее реализуем все логические операции, которые до этого были на языке LAD. На рисунке 22 представлена логическая операция AND.

Рисунок 22 Логическая операция AND на языке программирования FBD

На рисунке 23 представлена логическая операция AND в режиме симулятора.

Рисунок 23 Логическая операция AND в режиме симулятора на языке программирования FBD

На рисунке 24 показана реализация логической операции OR.

Рисунок 24 Логическая операция OR на языке программирования FBD

На рисунке 25 логическая операция OR в режиме симулятора.

Рисунок 25 Логическая операция OR в режиме симулятора на языке программирования FBD

На рисунке 26 представлена реализация логической операции NOT.

Рисунок 26 Логическая операция NOT на языке программирования FBD

На рисунке 27 предыдущая логическая операция в режиме симулятора.

Рисунок 27 Логическая операция NOT в режиме симулятора на языке программирования FBD

Для того чтобы реализовать логическую операцию NAND я после функционального блока AND поставила конвертер перевода Word в Integer. Так как функциональный блока INV воспринимает только тип данных Integer. На рисунке 28 показана реализация логической операции NAND.

Рисунок 28 Логическая операция NAND на языке программирования FBD

Далее на рисунке 29 логическая операция в режиме симулятора.

Рисунок 29 Логическая операция NAND в режиме симулятора на языке программирования FBD

При реализации логической операции NOR я руководствовалась тем же принципом действий, что и в предыдущей логической операции. На рисунке 30 показана реализация логической операции NOR.

Рисунок 30 Логическая операция NOR на языке программирования FBD

На рисунке 31 логическая операция NOR в режиме симулятора.

Рисунок 31 Логическая операция NOR в режиме симулятора на языке программирования FBD

Следующей идет логическая операция ХOR, которая представлена на рисунке 32.

Рисунок 32 Логическая операция ХOR на языке программирования FBD

На рисунке 33 та же логическая операция в режиме симулятора.

Рисунок 33 Логическая операция ХOR в режиме симулятора на языке программирования FBD

Для реализации следующей логической операции NХOR я использовала тот же принцип действий, что и при реализации NAND и NOR. На рисунке 34 реализована данная логическая операция.

Рисунок 34 Логическая операция NХOR на языке программирования FBD

Далее запускаем данную программу, что видно на рисунке 35.

Рисунок 35 Логическая операция NХOR в режиме симулятора на языке программирования FBD

Последней идет логическая операция буферного усиления. Для реализации данной операции я использовала функциональный блок MOVE. На рисунке 36 представлена реализация логической операции.

Рисунок 36 Логическая операция буферного усиления на языке программирования FBD

На рисунке 37 представлена данная логическая операция в режиме симулятора.



Рисунок 37 Логическая операция буферного усиления в режиме симулятора на языке программирования FBD

Задание 2

Сделать визуализацию проекта в программной среде TIA Portal.

Для того чтобы показать визуализацию проекта, нужно ввести новое устройства HMI панель. На рисунке 38 показано окно выбора HMI панели. Я выбрала панель KTP600 Basic DP.

Рисунок 38 Окно выбора HMI панели

Далее открывается окно устройства, в котором выбирается процессор с которым панель должна соединяться. Также выбираются знаки, которые будут присутсвовать на экране, цвет экрана, кнопки. На рисунке 39 показано окно устройства

Рисунок 39 Окно устройства

Далее повторяем те же самые действия что и предыдущем задании. Задаем переменные, области входных и выходных значениий, что представлено на рисунке 40.

Рисунок 40 Таблица символов

При реализации задания используем логическую операцию XOR, которая дает возможность увидеть когда элементы принимают одинаковые значения.На рисунке 41 представлена данная логическая операция на языке программирования LAD.

Рисунок 41 Логическая операция XOR

На рисунках 42 и 43 показана данная логическая операция в режиме симулятора.

Рисунок 42 Логическая операция XOR в режиме симулятора

Рисунок 43 Логическая операция XOR в режиме симулятора

Для отражения переменных на панели, я на нее вставила объекты из вкладки Basic objects. К каждому объекту я привязала переменную, чтобы при нажатии на элемент на вход и выход подавался сигнал. На выходе я поставила лампочку, которая зажигается при получении сигнала. На рисунке 44 показано окно редактирования HMI панели.

Рисунок 44 Окно редактирования HMI панели

Переходим в онлайн режим работы. На рисунках 46,47,48,49 показана работа программы.

Рисунок 46 Реализация проекта

Рисунок 47 Реализация проекта

Рисунок 48 Реализация проекта

Рисунок 49 Реализация проекта



Заключение

визуализация программный среда portal

В данной расчетно-графической работе мной были изучены принципы работы в программной среде Simatic TIA Portal. В процессе изучения были рассмотрены способы реализации проектов на языках программирования LAD, FBD. Также был визуализораван проект с помощью HMI панели.

Преимуществами программной среды TIA Portal являются:

1. Интерфейс. Он оптимизирован для быстрого выбора и комбинирования необходимых компонентов и функций. Хотя возможность прямого ввода команд сохраняется, работа мышью оказывается гораздо производительнее.

2. Единый подход ко всему многообразию решаемых задач. Нет отдельно программ, графических картинок, списков оборудования, сетевых топологий. Всё это заключено в единое пространство унифицированного проекта.

3. Широкое использование и простая и наглядная интеграция библиотек и служебных компонентов, предлагаемых как производителем, так и создаваемых пользователем. Можно не просто сохранять куски машинного кода и функциональные блоки для дальнейшего использования. Предусмотрена возможность создавать комплексные библиотеки, содержащие композиционные элементы, состоящие из исполняемого кода для контроллеров и графических образов для устройств человеко-машинного интерфейса.



Список литературы

1. А.А.Копесбаева Микропроцессорные комплексы в системах управления. Учебное пособие. АИЭС, Алматы 2010 год.

2. А.А.Копесбаева Микропроцессорные средства и программно-технические комплексы. Методические указания к лабораторным работам (для студентов специальности 36.03 Автоматизация технологических процессов и слушателей ФПК). АИЭС, Алматы 2005 год.

3. Официальный сайт компании Siemens http://siemens.com (дата обращения 01.10.15).

4. Сайт Tia Portal http://isup.ru/articles/6/883/ (дата обращения 01.10.15).

Размещено на Allbest.ru