05 ProgrammingConcepts r

5. Основы программирования, соглашения и функции

Основы программирования, соглашения и функции 5 S7–200 последовательно обрабатывает вашу программу для управления задачей или процессом. Программа создается с помощью STEP 7-Micro/WIN, а затем загружается в S7– 200. STEP 7-Micro/WIN предоставляет в ваше распоряжение различные инструментальные средства и функции для разработки, реализации и тестирования вашей программы.

В этой главе Рекомендации по проектированию системы автоматизации с микроконтроллером 52 Основные элементы программы 53 Использование STEP 7-Micro/WIN для создания вашей программы 55 Наборы команд SIMATIC и IEC 1131-3 57 Соглашения, используемые в редакторах программ 58 Создание программы управления с помощью мастеров 60 Устранение ошибок в S7–200 60 Использование таблицы символов для символической адресации переменных 63 Назначение адресов и начальных значений в редакторе блоков данных 62 Использование локальных переменных 64 Создание библиотеки команд 65 Контроль над программой с помощью таблицы состояний 64 Функции тестирования программы 65 51

Стр. 1

Рекомендации по проектированию системы автоматизации с микроконтроллером

Программируемый контроллер S7-200. Системное руководство Рекомендации по проектированию системы автоматизации с микроконтроллером Есть много методов проектирования систем с микроконтроллером. Следующие общие рекомендации применимы ко многим проектам. Конечно, вы должны следовать предписанным процедурам вашей собственной компании и учитывать свой собственный опыт. Расчленение процесса или машины Разделите ваш процесс или машину на участки, не зависящие друг от друга. Эти участки определяют границы между несколькими системами автоматизации и влияют на описания функциональных областей и назначение ресурсов.

Описание функциональных областей Запишите описания работы каждого участка процесса или машины. Включите следующие пункты: входы и выходы, описание функционирования, состояния, которые должны достигаться, перед тем как станет возможным управление исполнительными механизмами (например, выключателями с соленоидным приводом, двигателями и приводами), описание интерфейса оператора и интерфейсов с другими участками процесса или машинами. Проектирование схем защиты Определите оборудование, требующее для обеспечения безопасности аппаратно реализованной логики. Устройства управления могут выходить из строя опасным образом, вызывая неожиданный запуск или изменение в работе машинного оборудования.

Там, где неожиданная или неправильная работа машинного оборудования может привести к физической травме людей или значительному материальному ущербу, нужно уделить внимание использованию электромеханических блокировок, которые работают независимо от S7–200, чтобы предотвратить опасные операции. В проектирование схем защиты должны включаться следующие задачи: - Выявление ненадлежащей или неожиданной работы исполнительных механизмов, которая может оказаться опасной. - Определение состояний, которые гарантировали бы, что работа не опасна, и выяснение того, как обнаруживать эти состояния независимо от S7–200.

- Определение влияния CPU S7–200 и входов/выходов на процесс при подаче и выключении питания и обнаружении ошибок. Эта информация должна использоваться только для проектирования нормального и ожидаемого аварийного режимов работы и не должна использоваться для целей безопасности. - Проектирование ручных или электромеханических блокировок, которые блокируют опасную операцию независимо от S7–200. - Предоставление в S7–200 надлежащей информации о состоянии от независимых цепей тока, чтобы программа и любые интерфейсы оператора имели необходимую информацию. - Определение любых других связанных с безопасностью требований для безопасного протекания процесса.

Определение станций оператора Основываясь на требованиях из описаний функциональных областей, разработайте чертежи станций оператора. Включите следующие пункты: - Обзор, показывающий местоположение каждой станции оператора относительно процесса или машины - Механическая компоновка устройств станции оператора, например, дисплеев, переключателей и ламп - Электрические чертежи CPU S7–200 или модулей расширения с соответствующими входами-выходами 52

Стр. 2

Основные элементы программы

Основы программирования, соглашения и функции Глава 5 Разработка чертежей конфигурации Основываясь на требованиях из описаний функциональных областей, разработайте чертежи конфигурации аппаратуры управления. Включите следующие пункты:

- Обзор, показывающий местоположение каждого S7–200 относительно процесса или машины - Механическая компоновка S7–200 и модулей расширения входов-выходов (включая шкафы и другое оборудование) - Электрические чертежи для каждого S7–200 и модуля расширения входов-выходов (включая номера моделей устройств, коммуникационные адреса и адреса входов- выходов) Создание списка символических имен (не обязателен) Если вы выбираете для адресации использование символических имен, то составьте список символических имен для абсолютных адресов. Включите не только сигналы физических входов-выходов, но также и другие элементы, которые нужно использовать в вашей программе.

Основные элементы программы Программный блок состоит из исполняемого кода и комментариев. Исполняемый код состоит из основной программы (OB1), а также подпрограмм и программ обработки прерываний. Код компилируется и загружается в S7–200. Комментарии не компилируются и не загружаются. С помощью этих организационных элементов (основной программы, подпрограмм и программ обработки прерываний) вы можете структурировать свою управляющую программу. В следующем примере показана программа, включающая в себя подпрограмму и программу обработки прерываний. Эта программа-пример с помощью прерывания, управляемого временем, считывает значение с аналогового входа каждые 100 мс.

Основная программа Эта основная часть программы содержит команды, управляющие вашим приложением. S7– 200 выполняет эти команды последовательно и однократно в каждом цикле. Основная программа называется также OB1. 53 Пример: Основные элементы программы M A I N Network 1 // В 1-ом цикле вызвать //подпрограмму 0. LD SM0.1 CALL SBR 0 _ S B R 0 Network 1 //Установить для прерывания, //управляемого временем, // интервал 100 мс. //Разблокировать прерывание 0. LD SM0.0 MOVB 100, SMB34 ATCH INT 0, 10 _ ENI INT 0 Network 1 // Опросить аналоговый вход 4. LD SM0.0 MOVW AIW4,VW100

Стр. 3

Основные элементы программы

Программируемый контроллер S7-200. Системное руководство Подпрограммы Эти необязательные элементы программы выполняются только тогда, когда они вызываются: основной программой, программой обработки прерываний или другой подпрограммой. Подпрограммы полезны, если вы хотите какую-нибудь функцию выполнять многократно. Чтобы не переписывать логику в каждом месте основной программы, где вы хотите выполнить эту функцию, вы можете записать логику функции один раз в подпрограмме, а затем вызывать эту подпрограмму столько раз, сколько необходимо при выполнении основной программы. Подпрограммы имеют много преимуществ: - Использование подпрограмм уменьшает общую величину программы.

- Использование подпрограмм уменьшает время цикла, так как вы удалили соответствующий код из основной программы. S7–200 в каждом цикле анализирует код в основной программе независимо от того, исполняется этот код или нет, но код в подпрограмме анализируется только тогда, когда вы вызываете подпрограмму, и не анализируется в циклах, в которых подпрограмма не вызывается. - С помощью подпрограмм создается мобильный код. Вы можете отграничить код для функции в подпрограмме, а затем копировать эту подпрограмму в другие программы без больших затрат. Программы обработки прерываний Эти необязательные элементы программы реагируют на определенные прерывающие события.

Программа обработки прерываний проектируется для обработки заранее определенных прерывающих событий. S7–200 исполняет программу обработки прерываний, когда возникает соответствующее событие. Программы обработки прерываний не вызываются основной программой. Вы ставите программу обработки прерываний в соответствие прерывающему событию. S7–200 выполняет команды, находящиеся в программе обработки прерываний, только при возникновении прерывающего события. Другие элементы программы Другие блоки содержат информацию для S7–200. Вы можете загрузить эти блоки одновременно с загрузкой своей программы.

Системный блок В системном блоке данных вы можете конфигурировать различные аппаратные возможности для S7–200. Системный блок Блок данных Блок данных хранит значения для различных переменных (память переменных), используемых вашей программой. В блок данных можно вводить начальные значения для данных. Блок данных 54 Совет Использование адресов памяти переменных может ограничить мобильность подпрограмм, так как назначение адресов в памяти переменных одной программы может привести к конфликту с назначением адресов в другой программе.

Подпрограммы, которые используют для назначения всех адресов таблицу локальных переменных (локальные данные), напротив, хорошо переносятся, так как при применении локальных переменных невозможен конфликт адресов между подпрограммой и другими частями программы. Совет Так как невозможно предсказать, когда S7–200 сгенерирует прерывание, то желательно ограничить количество переменных, используемых как в программе обработки прерываний, так и в других местах программы.

Используйте таблицу локальных переменных программы обработки прерываний, чтобы гарантировать, что ваша программа обработки прерываний будет использовать только временную память и не заменит данные, используемые где-нибудь еще в вашей программе. Существует ряд методов программирования, которые гарантированно позволяют избежать ошибок при совместном использовании данных в основной программе и в программе обработки прерываний. Эти методы описаны в главе 6 вместе с командами прерываний.

Стр. 4