2.8 Требования и характеристика используемого прикладного программного обеспечения
2.8.1 Требования и характеристика используемого прикладного программного обеспечения
STEP 7-Micro/WIN - это удобное и простое для изучения программное обеспечение, предназначенное для разработки программ и обслуживания программируемых контроллеров SIMATIC S7-200.
Пакет STEP 7-Micro/WIN V4.0 позволяет программировать все центральные процессоры семейства S7-200. STEP 7-Micro/WIN от V4 и выше характеризуется следующими показателями: * Простая структура программы: линейная структура программы с включением обычных подпрограмм и подпрограмм обслуживания прерываний. Дополнительно может быть создан блок данных. Возможно программирование с использованием символьной адресации. * Представление программ в виде LAD, CSF и IL структур с возможностью переключения с одного вида на другой. * Работа в LAD и CSF с использованием символики IEC 1131-1 или SIMATIC. * Использование символьной адресации. Присвоение символьных имен абсолютным адресам через таблицу символов. Вывод программы на печать с символьной или абсолютной адресацией * Набор мастеров для выполнения функций конфигурирования:- Текстовых дисплеев TD200/ TD 200C/ TD 100C. - ПИД-регуляторов. - Коммуникационных соединений для обмена данными между центральными процессорами. - Скоростных счетчиков. - Модуля позиционирования EM 253. - Модема EM 241. * Набор мастеров для определения параметров настройки центрального процессора. Например, - конфигурации модулей ввода-вывода, - задержек распространения входных сигналов, - установки часов реального времени, - установки паролей различных уровней, - конфигурации реманентной области памяти, - установки коммуникационных параметров. * Исчерпывающий набор функций интерактивной помощи и подсказок. * Большое количество примеров программ на заказываемом отдельно компакт-диске. Набор команд и функций включает в свой состав: * Логические операции с битами. * Операции с байтами: инкремент, сдвиг, вращение, инверсия, AND, OR, XOR. * Операции обработки импульсных сигналов. * Вызов подпрограмм/ передачу параметров в подпрограммы. * Операции с таймерами и счетчиками. * Функции скоростного счета. * 16- и 32-разрядные операции целочисленной математики. * Операции математики с плавающей запятой. * Функции сравнения. * Операции преобразования типов данных. * Операции обработки табличных данных. * Команды организации циклов. * Команды управления свободно программируемым интерфейсом. Набор функций редактирования и сервисных функций * Использование “горячих” клавиш для вызова необходимых функций. * Копирование, удаление, вставка инструкций и блоков. * Функции отмены последней операции. * Формирование папок с набором наиболее часто используемых команд. * Функции поиска по заданному тексту или инструкции. * Предварительный выбор: - Метода представления программы (IL, LAD, CSF), - Языка (немецкий, английский, французский, испанский, итальянский), - Возврата к последнему экрану после рестарта. - Настроек пользователя (шрифтов, цветовой гаммы и т.д.). * Интерактивные функции центрального процессора: запуск и остановка CPU, чтение программы из памяти контроллера в программатор/компьютер, запись программы из программатора/компьютера в программируемый контроллер. * Сравнение программы, загруженной в STEP 7-Micro/WIN, с программой, загруженной в память центрального процессора программируемого контроллера. * Поддержка дистанционного программирования S7-200 через модем. * Тестирование и отладка: выполнение отдельных циклов, принудительная установка, определение состояний * Отображение сетевых соединений. * Свободное редактирование таблицы значений переменных. * Отображение значений сигналов и таблицы состояний в нескольких одновременно открытых окнах. * Перекрестные ссылки. * Импорт и экспорт файлов из/в STEP 7-Micro/DOS или STEP 7 Micro/WIN. * Настройка принтера и печать на любом принтере Windows * Использование локальных переменных. * Передача параметров в подпрограммы и получение ответа из них: использование подпрограмм по аналогии с FB других контроллеров SIMATIC. * Обмен данными через PG/PC интерфейс. * Интерактивный и автономный вызов программы из SIMATIC Manager STEP 7. * Управление проектом и просмотр инструкций в стиле Windows Explorer. * Использование механизма Drag & Drop для извлечения инструкций и размещения их на рабочем листе * Сохранение всех данных проекта в одном файле * Множественный запуск STEP 7 Micro/WIN. для упрощения операций копирования частей одного проекта в другой. * Встроенный набор мастеров для программирования задач позиционирования на базе модуля ЕМ 253, модемной связи на базе модуля ЕМ 241 или внешнего модема, регистрации данных и т.д.: каждый мастер поддерживает функции настройки параметров, генерирует необходимые программные коды и блоки данных: - мастер позиционирования позволяет выполнять пошаговую настройку параметров с использованием графического интерфейса, выполнять коррекцию настроек в процессе тестирования и запуска системы; - мастер модемной связи обеспечивает возможность программирования процессов обмена данными (PID, HSC, NETR/W, TD 200) через модем; - мастер Ethernet соединений позволяет программировать обмен данными через коммуникационный процессор СР 243-1 с установкой до 8 коммуникационных соединений и поддержкой режимов клиента и сервера; - мастер IT подключений поддерживает возможность конфигурирования коммуникационного процессора CP 243-1 IT для решения широкого круга задач организации обмена данными через Ethernet и Internet (установка соединений через Ethernet, настройка электронной почты, обмен данными на основе протокола FTP, определение идентификаторов пользователей и т.д.); - мастер управления рецептами, позволяющий определять структуры рецептов, а также соответствующих записей данных; - мастер регистрации данных, позволяющий определять структуру записей данных. * Концепция библиотек пользователя: функции пользователя могут быть сохранены в библиотеке для последующего многократного использования. * Функции управления печатью: функции печати документов могут быть адаптированы к требованиям пользователя. Для этого могут быть использованы стандартные функции управления печатью Windows, а также целый ряд специальных опциональных настроек. * Функции редактирования: использование нового дерева проекта и навигации в его пределах. * Функции отладки и контроля состояний: визуальное отображение ошибок в работе программы с использованием интерактивных временных диаграмм изменения сигналов (переменных). * Расширенный набор коммуникационных функций: - Модемная связь:Поддержка стандарта Windows TAPI, встроенных или PCMCIA модемов, стандартное переключение между имульсными и мультичастотными процедурами. - Обмен данными между центральными процессорами: Программное обеспечение выполняет немедленное обнаружение всех сетевых центральных процессоров и автоматически определяет скорость передачи данных в сети. Щелчком мыши на изображении соответствующего центрального процессора можно получить перечень всех его свойств.
При разработке алгоритма управления необходимо учитывать особенности программирования ПЛК фирмы Siemens. Необходимо предусмотреть выбор режима управления и возможность выбора задающего устройства. Для задания температуры и соотношения газ-воздух должен использоваться ЭВМ или ручной задатчик, управление температурой в зонах печи и расходом воздуха осуществляется контроллером или блоком ручного управления. Сигнализация низкого давления в магистралях должна быть организована в соответствии с существующей схемой сигнализации параметров. При низком давлении в магистралях газа или воздуха должен загораться соответствующий индикатор и звучать звуковой сигнал. Должен быть предусмотрен съём сигнала нажатием кнопки.
На рисунке 16 показан алгоритм регулирования температуры в зоне печи. При управлении системой регулирования температуры в ручном режиме (от блока ручного управления) алгоритм прекращает своё действие. В автоматическом режиме тумблером на пульте управления выбирается режим установки задания (от ручного задатчика или ЭВМ). В режиме установки задания от ручного задатчика на вход регулятора подаётся рассогласование, равное разности задания температуры от ручного задатчика и температуры в зоне. В режиме установки задания от ЭВМ на вход регулятора подаётся рассогласование, равное разности задания температуры, заданной ЭВМ и температуры в зоне печи. С выхода регулятора расхода газа управляющий сигнал поступает на ПБР-ЗА.
Рисунок 16. Алгоритм регулирования температуры в зоне печи
где ТЗ ЭВМ – задание температуры от ЭВМ;
ТЗ РЗД – задание температуры от ручного задатчика;
ТТЕК – текущая температура в зоне печи;
QЗАД – заданый расход газа;
QТЕК – текущий расход газа.
На рисунке 17 показан алгоритм регулирования соотношения газ - воздух. При управлении системой регулирования сотновения в ручном режиме (от блока ручного управления) алгоритм прекращает своё действие. В автоматическом режиме тумблером на пульте управления выбирается режим установки задания (от ручного задатчика или ЭВМ). Задание на расход воздуха рассчитывается как произведение расхода газа на коэффициент расхода воздуха. Рассогласование рассчитывается как разность заданного расхода воздуха и расхода воздуха. С выхода регулятора расхода воздуха управляющий сигнал поступает на ПБР-ЗА.
Рисунок 17. Алгоритм регулирования соотношения газ - воздух
где КСР – коэффициент соотношения расходов газа и воздуха;
QГ – расход газа;
QВ – расход воздуха;
На рисунке 18 представлен алгоритм сигнализации падения давлений газа и воздуха. Давления в магистралях измеряются датчиками давления и сравниваются с минимально допустимыми значениями. При давлении газа или воздуха ниже минимального на пульте оператора зажигается соответствующий световой индикатор.
Рисунок 18. Алгоритм сигнализации падения давлений газа и воздуха
где РГ – давление газа;
РГ МИН – минимально допустимое давление газа;
РВ – давление воздуха;
РВ МИН – минимально допустимое давление воздуха.
В приложении 7 приведены все выше представленные алгоритмы.