Od autora              10

Wstęp    11

 

1.             Komponenty systemu Simatic S7    13

 

1.1.          Sterowniki             14

1.2.          Panele operatorskie HMI   17

1.3.          Systemy SCADA                20

1.4.          Zdecentralizowane peryferie             20

1.5.          Sieci przemysłowe               21

1.6.          Oprogramowanie przemysłowe        21

1.7.          Koncepcja TIA    22

 

2.             Architektura sprzętowa sterowników Simatic S7          23

 

2.1.          Układy sterowania              24

2.2.          Modułowa budowa sterowników    25

 

2.3.          Sterownik S7-200 26

2.3.1.       Konstrukcja mechaniczna  27

2.3.2.       Budowa modułowa             27

2.3.3.       Funkcjonalność   30

2.3.4.       Komunikacja        30

2.3.5.       Programowanie    31

 

2.4.          Sterownik S7-300 31

2.4.1.       Konstrukcja mechaniczna  32

2.4.2.       Jednostki centralne             33

2.4.3.       Karty pamięci MMC           35

2.4.4.       Sterownik S7-300 w wykonaniu Fail-Safe       35

2.4.5.       Moduły wejść/wyjść S7-300             36

2.4.6.       Komunikacja        39

2.4.7.       Zastosowanie      40

 

2.5.          Sterownik S7-400 40

2.5.1.       Konstrukcja mechaniczna  42

2.5.2.       Jednostki centralne             42

2.5.3.       Moduły wejść/wyjść S7-400             44

2.5.4.       Rozszerzenia         47

2.5.5.       Zmiany konfiguracji sprzętowej w ruchu        47

2.5.6.       Tryb izochroniczny             48

2.5.7.       Systemy S7-400 Fail-Safe   49

2.5.8.       Systemy redundantne S7-400           51

2.5.9.       Komunikacja        53

2.5.10.     Sieć Profinet na bazie sterownika S7-400        54

2.5.11.     Zastosowanie      55

 

3.             Architektura programowa sterowników Simatic S7      57

 

3.1.          Podstawy architektury sterowników Simatic S7           58

3.1.1.       Model jednostki centralnej               59

3.1.2.       System wykonawczy i typy bloków organizacyjnych 59

3.1.3.       Priorytetowość    61

3.1.4.       Model pamięci     61

3.1.5.       Architektura blokowa - strukturyzacja oprogramowania            63

 

3.2.          Organizacja pamięci            68

3.3.          Podtrzymywanie pamięci   69

3.4.          Podtrzymywanie obiektów pamięci  69

3.5.          Obszary adresowe pamięci systemowej         70

3.6.          Właściwości pamięci MMC              70

 

3.7.          Funkcje pamięci   72

3.7.1.       Ładowanie programu użytkownika z MMC do CPU    73

3.7.2.       Obsługa modułów               73

3.7.3.       Kasowanie pamięci jednostki centralnej         74

3.7.4.       Receptury             74

 

3.8.          Archiwizacja programu na karcie MMC         76

3.9.          Bloki i ich wywoływanie    76

 

4.             Oprogramowanie narzędziowe Simatic Manager          79

 

4.1.          Instalacja pakietu Simatic Manager 80

4.2.          Zarządzanie autoryzacjami 81

4.3.          Narzędzia pakietu Simatic Manager 82

 

4.4.          Konfiguracja i struktura oprogramowania Simatic Manager      84

4.4.1.       Deklaracja konfiguracji sprzętowej oraz wstawianie nowej stacji sprzętowej          86

4.4.2.       Tworzenie konfiguracji sprzętowej  89

4.4.3.       Przegląd adresów modułów              90

4.4.4.       Hierarchia projektu             92

 

4.5.          Projekt i biblioteka w Simatic Manager           92

 

4.6.          Operacje na projekcie w Simatic Manager      93

4.6.1.       Przechowywanie projektów              94

4.6.2.       Tworzenie i otwieranie projektu       95

4.6.3.       Wstawianie programu        95

4.6.4.       Zapisywanie i archiwizacja projektu                95

4.6.5.       Ładowanie programu z jednostki centralnej CPU do programatora PG    97

 

4.7.          Operacje na blokach w projekcie      98

4.7.1.       Wstawianie bloków S7       98

4.7.2.       Widok Online/Offline bloków           99

4.7.3.       Zapisywanie bloków          99

4.7.4.       Wywoływanie bloku w OB 1            99

4.7.5.       Ładowanie bloków do sterownika   99

4.7.6.       Ładowanie i zapisywanie zmodyfikowanych bloków do sterownika        100

4.7.7.       Ładowanie bloków do/z karty pamięci Flash EPROM 101

 

4.8.          Monitorowanie, modyfikowanie i forsowanie zmiennych           102

4.8.1.       Tworzenie tablicy zmiennych           102

4.8.2.       Monitorowanie i modyfikowanie zmiennych 104

4.8.3.       Forsowanie zmiennych      105

4.8.4.       Punkty wyzwalania             106

 

4.9.          Edytor Reference Data       107

4.9.1.       Lista Cross References      109

4.9.2.       Lista Assignment (Input, Output, Bit Memory, Times, Counters)            109

4.9.3.       Struktura programu             110

4.9.4.       Nieużywane symbole         110

4.9.5.       Adresy bez symboli            110

4.9.6.       Filtry      112

4.9.7.       Opcja Find            112

4.9.8.       Modyfikacja programu z poziomu listy Cross References          115

 

4.10.        Edytor symboli    115

4.10.1.     Rodzaje symboli  115

4.10.2.     Funkcja Find and Replace 116

4.10.3.     Funkcja Filter       117

4.10.4.     Funkcja Sort         117

4.10.5.     Eksportowanie tablicy symboli        118

4.10.6.     Importowanie tablicy symboli          118

4.10.7.     Edycja symboli    118

4.10.8.     Informacja o symbolach     120

4.10.9.     Priorytety adresowania      122

4.10.10.Konfiguracja połączenia z programatorem z użyciem pakietu NetPro          122

 

5.   Symulator pracy sterownika       125

 

5.1.          Obsługa symulatora           126

5.2.          Symulacja pracy modułu jednostki centralnej CPU      128

5.3.          Tryby pracy jednostki centralnej CPU i informacja o błędach   129

5.4.          Kasowanie zawartości pamięci jednostki centralnej CPU           131

 

6.   Programowanie              133

 

6.1.          Typy danych w Step 7       134

6.1.1.       Elementarne typy danych w Step 7 134

6.1.2.       Złożone typy danych w Step 7         135

6.1.3.       Formaty liczb -bitowych    136

6.1.4.       Formaty liczb 32-bitowych                138

6.1.5.       Ładowanie danych do akumulatora                138

6.1.6.       Słowo statusowe 139

 

6.2.          Mechanizm EN/ENO           141

 

6.3.          Przetwarzanie programu i bloki OB  142

6.3.1.       Obrazy procesu   144

6.3.2.       Startowe bloki OB               145

6.3.3.       Przerwania w programie cyklicznym                147

6.3.4.       Blok OB 10            148

6.3.5.       Blok OB 20            149

6.3.6.       Blok OB 35            150

6.3.7.       Blok OB 40            151

6.3.8.       Blok OB 81...87     153

6.3.9.       Bloki OB 121 i OB 122         155

6.3.10.     Właściwości bloków          155

 

6.4.          Struktury programów, przerwania i obsługa błędów    156

6.4.1.       Diagnostyka systemowa   156

6.4.2.       Wywołanie narzędzia Module Information    157

6.4.3.       Zakładka Diagnostic Buffer              157

6.4.4.       Diagnostyka z wykorzystaniem stosów I, B i L             159

6.4.5.       Stos bloków (B Stack)        159

6.4.6.       Stos przerwań (7 Stack)      160

6.4.7.       Lokalny stos danych (L Stach)        161

6.4.8.       Wyświetlanie komunikatów jednostki CPU i błędy sporadyczne             161

6.4.9.       Wpisywanie meldunków użytkownika do bufora diagnostycznego - blok SFC52 162

6.4.10.     Konfigurowanie własnych tekstów meldunków           162

6.4.11.     Wywołanie bloku SFC52   163

6.4.12.     Moduły z własnościami diagnostycznymi     164

6.4.13.     Wyświetlanie diagnostyki sprzętowej w Simatic Manager         165

 

6.5.          Typy zmiennych  166

6.5.1.    Zmienne tymczasowe            167

 

6.6.          Języki programowania w środowisku Step 7  168

6.6.1.    Edytor LAD/STL/FBD          169

6.6.2.       Reprezentacja STL              171

6.6.3.       Właściwości edytora LAD/STL/FBD             172

6.6.4.       Edycja kodu programu       176

 

6.7.     Obsługa kart analogowych    178

6.7.1.       Zakres pomiarowy modułów analogowych   179

6.7.2.       Adresowanie modułów analogowych            179

6.7.3.       Wejścia modułu analogowego SM335           180

6.7.4.       Wyjścia modułu analogowego SM335           181

6.7.5.       Moduł wejść analogowych SM331 182

5.7.1.       Grupy kanałów     184

6.7.1.       Tryby pracy         185

6.7.2.       Przedstawienie wielkości analogowych i rozdzielczości wielkości mierzonej dla modułu SM331       186

6.7.9.       Przedstawienie wielkości analogowych dla różnych zakresów pomiarowych        187

6.7.10.     Skalowanie wejściowych wielkości analogowych        187

6.7.11.     Przeskalowanie wielkości rzeczywistej na wyjście analogowe   189

6.7.12.     Przedstawienie wielkości analogowych dla wyjść        190

 

7.   Instrukcje podstawowe i przykłady ich zastosowań              191

 

7.1.          Operacje na bitach (Bit logie)           193

7.1.1.       Styk normalnie otwarty, normalnie zamknięty i cewka 193

7.1.2.       Negacja funkcji logicznej   194

7.1.3.       Wyjście pośrednie              195

7.1.4.       Ustawianie i kasowanie bitu             196

7.1.5.       Przerzutnik RS i SR              196

7.1.6.       Wykrywanie zbocza sygnału i bitu RLO        197

7.1.7.       Zapamiętywanie wyniku w komórce pomocniczej        198

 

7.2.          Operacje logiczne na słowach (Word logie)  199

 

7.3.          Operacje na zegarach (Timers)         200

7.3.1.       Zastosowanie elementów biblioteki Timers   203

7.3.2.       Generatory impulsów         206

 

7.4.          Operacje na licznikach (Counter)     207

7.4.1.    Zastosowanie instrukcji z biblioteki Counter   210

 

7.5.          Operacja przenoszenia danych (Move)          211

7.6.          Operacje przesuwania i rotacji danych (Shift/Rotate)  212

7.7.          Operacje konwersji (Converter)        216

7.8.          Operacje porównywania danych (Comparator)            219

7.9.          Operacje skoku (Jumps)     223

7.10.        Operacja wywoływania bloku danych (DB cali)           228

7.11.        Operacje matematyczne na liczbach całkowitych (Integer function)        228

7.12.        Operacje matematyczne na liczbach rzeczywistych (Floating-point fet.) 231

7.13.        Operacje sterujące realizacją programu (Program control)          238

7.14.        Operacje sprawdzania stanu bitów (Status bits)           240

7.15.        Pozostałe elementy biblioteki Overviews       244

7.16.        Przełącznik trójkąt-gwiazda trójfazowego silnika indukcyjnego z potwierdzeniem 244

7.17.        System alarmowy                246

7.18.        Sterowanie prasą z zabezpieczeniem               248

 

8.             Praktyczna realizacja regulatora PID w sterowniku      249

 

8.1.          Prosty regulator PID           250

8.1.1.       Wyznaczanie członów regulatora PID            251

8.1.2.       Realizacja programowa regulatora PID           253

 

8.2.          Blok funkcji FB41                261

8.3.          Wyjście regulatora z modulacją szerokości impulsu    263

 

9.             Adresowanie pośrednie     267

 

9.1.          Podstawowe typy adresowania       268

9.2.          Rejestry adresowe i wskaźniki          269

9.3.          Wskaźnik wewnętrzny - area-internalpointer 271

9.4.          Wskaźnik pełny - area-crossing pointer         272

 

10.           Bloki programowalne          275

 

10.1.        Funkcje i bloki funkcji        276

10.1.1.     Zapotrzebowanie bloku na lokalny stos danych          276

10.1.2.     Bloki parametryzowane      278

10.1.3.     Bloki funkcji i bloki danych               280

10.1.4.     Model wielokrotny lokalnego bloku danych 282

10.1.5.     Modyfikowanie bloku parametryzowanego   282

10.1.6.     Konwersja FC/FB                284

 

10.2.        Bloki danych        285

10.2.1.     Typy bloków danych         285

10.2.2.     Tworzenie nowego bloku danych    286

10.2.3.     Edycja bloku danych          287

10.2.4.     Adresowanie danych         288

10.2.5.     Dostęp do danych              289

10.2.6.     Typ danych UDT                289

10.2.7.     Tworzenie bloku danych o strukturze UDT   290

10.3.        Wywoływanie bloków       290

 

11.           Komunikacja        293

 

11.1.        Połączenie w sieci MPI       294

11.1.1.     Dane globalne      295

11.1.2.     Obieg danych globalnych 300

11.1.3.     Komunikacja w protokole MPI za pomocą funkcji X_PUT/X_GET pomiędzy sterownikami S7-300  302

11.1.3.1.  Podstawowe informacje     302

11.1.3.2.  Założenia do projektu         302

11.1.3.3.  Wywołanie i parametryzacja funkcji X_PUT/X_GET   303

 

11.2.        Połączenie w sieci Profibus               308

11.2.1.     Sieci polowe         309

11.2.2.     Model referencyjny ISO/OSI            309

11.2.3.     Wersje sieci Profibus         310

11.2.4.     Protokoły komunikacyjne  311

11.2.5.     Technologia transmisji       311

11.2.6.     Konfiguracja sieci Profibus w oprogramowaniu Simatic Step 7 313

 

11.3.        Połączenie w sieci Profinet                317

11.3.1.     Sieć Profinet IO    317

11.3.2.     Zdecentralizowane urządzenia          319

11.3.4.     Komunikacja w sieci Profinet            321

11.3.5.     Komunikacja Profinet IO    322

 

12.           Instalacja sterownika          325

 

12.1.        Analogowe przetworniki wejściowe                326

12.2.        Urządzenia wyjściowe        329

12.3.        Doziemienia          335

 

Podsumowanie    339

Literatura              340