STEP 7 Professional Siemens

Область применения

STEP 7

STEP 7 содержит набор стандартных инструментальных средств для обслуживания систем автоматизации SIMATIC S7, SIMATIC C7 и SIMATIC WinAC.

STEP 7 содержит набор удобных функций для выполнения всех фаз проекта системы автоматизации:

• Конфигурирование и настройка параметров аппаратуры.
• Конфигурирование коммуникационных соединений.
• Программирование.
• Тестирование, наладка и обслуживание.
• Документирование и архивирование данных.
• Функции оперативного управления и диагностики.

Все функции снабжены мощной системой интерактивной помощи.

STEP 7 является частью программного обеспечения, предварительно устанавливаемого на программаторы SIMATIC Field PG и SIMATIC Power PG. Он может поставляться в виде самостоятельного пакета, устанавливаемого на компьютеры, работающие под управлением операционных систем Windows 2000/ XP. Для подключения компьютера к программируемому контроллеру необходима MPI карта или PC адаптер. STEP 7 поддерживает параллельную работу нескольких разработчиков над одним проектом. Одновременный доступ нескольких разработчиков к записи невозможен.

S7-SCL

S7-SCL (Structured Control Language) - это PASCAL-подобный язык высокого уровня, оптимизированный для программирования контроллеров.

S7-SCL имеет сертификат PLC Open Base Level и соответствует требованиям стандарта DIN EN 6.1131-3. Он используется для программирования задач с комплексными алгоритмами обработки данных.

S7-SCL позволяет:

• Выполнять быстрое и удобное программирование.
• Получать качественные программы для контроллеров.
• Получать программы с простой и ясной структурой.
• Выполнять простую и быструю отладку программы.

Применение S7-SCL позволяет существенно сократить время разработки программы.

Пакет может применяться для программирования систем автоматизации SIMATIC S7-300 (от CPU 314 и выше), SIMATIC S7-400, SIMATIC C7, а также систем компьютерного управления SIMATIC WinAC.

S7-GRAPH

Пакет S7-GRAPH позволяет выполнять программирование и конфигурирование систем управления последовательными процессами в визуальном режиме (в соответствии с требованиями стандарта DIN EN 6.1131-3). Весь процесс (например, производство компонентов) подразделяется на ряд последовательных и параллельных шагов. Такое деление делает программу контроллера простой для понимания и анализа в случае отказа системы, снижает дорогостоящие простои производства.

S7-GRAPH S7-SCL имеет сертификат PLC Open Base Level и соответствует требованиям стандарта DIN EN 6.1131-3. Он предлагает пользователю развитый интерфейс Windows с мощной графикой, использованием оконной технологии, масштабированием изображений и т.д.

Систематизированные процедуры и простая организация изображений делают S7-GRAPH очень эффективным средством для описания последовательных процессов.

S7-GRAPH может быть использован для программирования систем автоматизации SIMATIC S7-300 (рекомендуется от CPU 315), SIMATIC S7-400, SIMATIC C7 и систем компьютерного управления SIMATIC WinAC.

S7-PLCSIM

Эмулятор S7-PLCSIM предназначен для тестирования программных блоков пользователя на компьютере или программаторе без использования реального программируемого контроллера. Это позволяет выполнять отладку программы на ранних стадиях разработки проекта и предоставляет следующие преимущества:

• Ускорение отладки программы и снижение затрат на проектирование.
• Повышение качества разрабатываемого программного обеспечения.

S7-PLCSIM позволяет тестировать все блоки пользователя и выбирать все существующие функции системы.

Он может быть использован для тестирования программ, написанных на:

• LAD, FBD и STL;
• S7-GRAPH;
• S7-HiGraph;
• S7-SCL;
• CFC (включая SFC);
• S7-PDIAG;
• WinCC (локальная установка).

Обзор

STEP 7 Professional поддерживает все стандартные (IEC) языки программирования контроллеров.

Дополнительно к языкам

• LAD,
• FBD и
• STL

он позволяет использовать

• S7-SCL (Structured Control Language) и
• S7-GRAPH.

В состав STEP 7 Professional включены STEP 7, S7-GRAPH, S7-SCL и S7-PLCSIM.

Для развития существующих пакетов STEP 7 до уровня STEP 7 Professional выпускается STEP 7 Professional POWERPACK, обязательным условием для приобретения которого является наличие лицензии на STEP 7. Пакет STEP 7 Professional UPGRADE позволяет модернизировать существующую версию STEP 7 Professional до уровня и функциональных возможностей последней версии этого пакета.

Дизайн

STEP 7 Professional

Базовое программное обеспечение STEP 7 Professional оснащает пользователя полным комплектом инструментальных средств, необходимых для разработки проекта:

• SIMATIC Manager: для быстрого обзора и управления всеми данными проекта, с удобным обзором и запуском всех инструментальных средств, обеспечения доступа ко всем системам SIMATIC S7, SIMATIC C7 и SIMATIC WinAC.
• Symbol Editor (редактор символов): для определения символьных имен переменных, типов данных и ввода комментариев.
• Hardware Configuration (конфигуратор аппаратуры): для конфигурирования системы и установки параметров настройки модулей.
• Communication (коммуникации): для организации связи между системами управления через MPI интерфейс, сети PROFIBUS и Industrial Ethernet. Сеансы связи могут осуществляться циклически, с запуском по времени или по прерываниям.
• Информационные функции: для быстрого обзора данных центрального процессора и хода выполнения программы пользователя, а также анализа причин возникновения ошибок.

Для написания программ контроллеров STEP 7 Professional позволяет использовать следующие стандартные языки:

• Список инструкций (Statement List - STL).
• Диаграммы лестничной логики (Ladder Diagram - LAD).
• Язык функциональных блоков (Function Block Control - FBD).

Более того, для решения специальных задач могут быть использованы дополнительные языки программирования высокого уровня и технологически ориентированные языки.

Функции

STEP 7

Блоки STEP 7

В файлах STEP 7 Professional все программы пользователя и все необходимые для их выполнения данные оформляются в виде блоков. Возможность использования одних блоков внутри других позволяет создавать четкие и понятные программные структуры, повышать наглядность программы, облегчать перенос блоков из программы в программу. Для написания программ могут быть использованы следующие типы блоков:

• Организационные блоки (OB): для управления ходом выполнения программ:
  • Организационные блоки подразделяются на классы (например, запускаемые по времени, запускаемые по прерыванию и т.д.). Классы имеют различные уровни приоритетов. Организационные блоки с более высоким приоритетом могут прерывать выполнение организационных блоков с более низким приоритетом.
  • После запуска организационного блока может быть получена детальная информация о событии, вызвавшем его запуск. Эта информация может обрабатываться программой пользователя.

• Функциональные блоки (FB): содержат программу пользователя:
  • Для работы функциональных блоков необходимы данные различных типов. Эти данные, внутренние переменные и результаты обработки информации загружаются в выделенный для данного функционального блока служебный блок данных (IDB). Операции по управлению данными выполняет операционная система.

• Служебные блоки данных (IDB): для каждого функционального (FB) или системного функционального (SFB) блока создаются свои служебные блоки данных IDB. IDB автоматически генерируются после компиляции FB и SFB.
  • Пользователь имеет возможность обращаться к этим данным (даже с помощью символьной адресации) из любой точки своей программы, а также средствами системы человеко-машинного интерфейса.

• Функции (FC): содержат программы для вычисления часто используемых функций:
  • Каждая функция формирует фиксированную выходную величину, вычисляемую на основе получаемых входных данных. Все входные данные должны быть определены к моменту вызова функции. Таким образом, приемные блоки данных для функций не создаются.

• Блоки данных (DB): область памяти для сохранения данных пользователя:
  • Дополнительно к данным, хранящихся в служебных блоках данных и доступных только конкретному функциональному блоку, могут определяться глобальные данные, которые могут быть использованы любым программным модулем.
  • Компонентам блока данных может присваиваться элементарный или структурный тип данных.
  • К элементарным типам данных относятся BOOL (булевый), REAL (действительный) и INTEGER (целый).
  • Структурные типы данных формируются из различных сочетаний элементарных типов.
  • Обращение к данным в блоках данных может производиться с использованием символьной адресации. Это облегчает программирование и читаемость программы.
• Системные функциональные блоки (SFB): функциональные блоки, встроенные в операционную систему центрального процессора. Например, SEND, RECEIVE. Системные функциональные блоки SFB имеют свои блоки данных примера IDB.
• Системные функции (SFC): функции, встроенные в операционную систему центрального процессора. Например, функции таймеров, передачи блоков и другие.
• Блоки системных данных (SDB): данные для операционной системы центрального процессора, включающие параметры настройки системы и модулей.

Инструментальные средства

SIMATIC Manager

SIMATIC Manager обеспечивает управление всеми данными проекта независимо от типа системы автоматизации (SIMATIC S7/C7 или WinAC), в которой они используются. Для всех систем автоматизации используется общий набор инструментальных средств. Сервисные программы, необходимые для обработки тех или иных данных, запускаются из SIMATIC Manager автоматически.

Symbol Editor

С помощью редактора символов осуществляется управление всеми глобальными переменными. Он способен выполнять следующие функции:

• определение символьных обозначений и ввод комментариев для входных и выходных сигналов, флагов и блоков;
• сортировка данных;
• обмен данными с другими программами Windows.

Запись символа обеспечивает доступ к соответствующим данным со стороны всех приложений. Изменение символа одного из параметров автоматически распознается всеми инструментальными средствами.

Hardware Configuration

Конфигуратор используется для выбора конфигурации и параметров настройки всей аппаратуры, используемой в проекте. Он поддерживает выполнение следующих функций:

• Конфигурирование систем автоматизации: позволяет выбирать из электронного каталога все необходимые компоненты и объединять их в единую систему.
• Конфигурирование систем распределенного ввода-вывода производится теми же способами, что и систем локального ввода-вывода.
• Настройка параметров центральных процессоров: с помощью меню могут корректироваться все необходимые атрибуты (стартовые характеристики, проверка времени сканирования программы и т.д.). Поддерживается настройка параметров мультипроцессорных комплексов. Все данные сохраняются в системных блоках данных центрального процессора.
• Настройка параметров модулей: с помощью экранных форм могут быть определены все параметры настройки используемых модулей. Аналогичные установки с помощью DIP переключателей становятся ненужными. Последующая замена модуля не требует повторной настройки параметров.
• Настройка параметров функциональных модулей (FM) и коммуникационных процессоров (CP): настройка параметров функциональных модулей и коммуникационных процессоров производится с помощью специальных экранных форм. Контролируя состав используемых модулей, система предотвращает ввод некорректных данных.

Системная диагностика

Системная диагностика позволяет получать информацию о текущем состоянии системы управления. Сообщения могут выводиться в виде:

• Текстовых сообщений.
• Полного условного графического изображения системы в формате Hardware Configuration с поддержкой следующих опций:
  • Отображение основной информации о модуле (заказной номер, версия, описание) и информации о его состоянии (например, отказ).
  • Отображение отказов модулей локальной и распределенной систем ввода-вывода (например, отказ канала).
  • Отображение сообщений из диагностического буфера.

Для центральных процессоров может отображаться следующая дополнительная информация:

• Причины сбоев в процессе выполнения программы пользователя.
• Отображение длительности цикла (максимальной, минимальной и последнего цикла).
• Отображение объема используемой и доступной памяти.
• Доступные и используемые ресурсы MPI связи.
• Отображение служебной информации (допустимое количество входов и выходов, флагов, счетчиков, таймеров и блоков).

Конфигуратор систем промышленной связи

• Конфигурирование и отображение коммуникационных соединений.
• Циклический обмен данными через MPI:
  • Выбор партнеров по связи.
  • Заполнение таблицы соединений (источников и приемников); создание всех системных блоков данных (SDB) и их полная передача всем центральным процессорам выполняются автоматически.

• Обмен данными по прерываниям:
  • Определение коммуникационных соединений.
  • Выбор коммуникационных блоков (CFB) из встроенной библиотеки.
  • Настройка параметров выбранных коммуникационных блоков из программы пользователя на языках LAD, STL или FBD.

Языки программирования

Для программирования контроллеров может быть использовано три языка: FBD, LAD и STL.

Классические языки программирования контроллеров LAD (Ladder Diagram - LAD) и FBD (Function Block Diagram) позволяют создавать программы, отвечающие требованиям DIN EN 6.1131-3.

Редакторы стандартных языков LAD и FBD обеспечивают полную графическую поддержку программирования со следующими характеристиками:

• Простое и интуитивное использование: создание программы поддерживается дружественным пользователю интерфейсом и позволяет использовать стандартные механизмы разработки Windows программ.
• Библиотеки заранее подготовленных сложных функций (например, ПИД регулирования) и разработанных пользователем решений.

Язык STL (Statement List) позволяет создавать наиболее компактные программы, обладающие наиболее высоким быстродействием. Язык поддерживает выполнение следующих функций:

• Функции поиска: любая точка программы может быть быстро найдена по указанию символьного имени, оператора и т.д.
• Возможность ввода данных в пошаговом или свободном текстовом режиме: программа может вводиться с проверкой синтаксиса каждой строки или набираться в текстовом редакторе с последующим преобразованием.

Список инструкций

STEP 7 Professional оснащен исчерпывающим набором инструкций, позволяющих легко и просто решать любые задачи автоматического управления.

Состав инструкций:

• логические операции (включая обработку фронтов);
• операции со словами;
• операции с таймерами/ счетчиками;
• операции сравнения;
• операции преобразования типов данных;
• операции сдвига и вращения;
• математические функции с фиксированной и плавающей точкой (включая тригонометрические и экспоненциальные функции);
• функции управления ходом выполнения программы.

Для облегчения программирования может быть использован целый ряд дополнительных сервисных функций:

• Установка точек прерывания (только в S7-400).
• Переключение (переконфигурирование входов и выходов).
• Принудительная установка входов и выходов в заданные состояния.
• Перекрестные ссылки.

Мультипроцессорная поддержка для S7-400.

Функции состояний

• Загрузка и тестирование блоков непосредственно в редакторе.
• Одновременный контроль состояний нескольких блоков.
• Функции поиска.
• Интерактивная помощь по функциональным блокам (F1). 

S7-SCL

• Интегрированный интерфейс пользователя с редактором, компилятором и отладчиком.
• Символьные связи в отладчике.
• Элементы языка высокого уровня, подобные циклам, альтернативному ветвлению программы, выбору ветви и т.д.
• Типовые языковые расширения для программируемых контроллеров. Например, адресация входов и выходов, запуск и проверка состояний таймеров и счетчиков и т.д.
• Элементарные и определяемые пользователем типы данных для улучшения структуры программы, использование символьной адресации и комментариев.
• Программирование с использованием символьных имен и сохранение всей программы в исходном файле.
• Генерирование оптимизированной программы с минимальными затратами усилий на ее компиляцию.
• Отображение перекрестных ссылок.
• Тестирование программы пользователя с использованием функциональных возможностей языка высокого уровня.
• Тесное взаимодействие с пакетом DOCPRO для подготовки технической документации.

S7-GRAPH

• Обзор диаграммы:
  вывод на экран всей управляющей последовательности с отображением или без отображения наименований отдельных шагов. 
• Постраничный просмотр управляющей последовательности:
  вывод на экран части управляющей последовательности с условиями переходов и действиями для каждого шага.
• Детальный просмотр:
  вывод на экран действий, переходов (в том числе и условных), блокировок и условий, связанных с конкретным шагом управляющей последовательности.
• Гибкость разработки управляющей последовательности:
  параллельные и альтернативные переходы, ветвление, активация или деактивация шагов. В один блок может быть включено до 8 асинхронных последовательностей шагов.
• Языковые расширения:
  для описания действий и условий могут быть использованы различные языки программирования.
• Интерактивное отображение хода выполнения управляющей последовательности:
  отображение активных шагов, состояния блокировок, выполнения условий, а также выполняемых действий.
• Производительность:
  возможность получения наиболее высокой производительности за счет выполнения выбираемых шагов. Время выполнения управляющей последовательности, не зависящее от количества шагов.
• Связь с системой подготовки документации DOCPRO.
• Установка объема памяти, необходимого для выполнения секций программы: S7-GRAPH поддерживает различные опции компиляции, которые встраиваются в секцию управления блоком управляющей последовательности:
  • Опция „Can execute autonomously“ (может выполняться автономно): секция управления (приблизительно 5 Кбайт) включается в каждый функциональный блок, генерируемый S7-GRAPH. Используется в небольших программах, включающих только один блок управляющей последовательности.
  • Опция „Standard FC“ (стандартная функция): секция управления включается в отдельный блок, обеспечивающий управление всеми блоками управляющих последовательностей данного проекта. В зависимости от типа используемых стандартных функций объем управляющей секции может составлять от 8 до 10 Кбайт.
• Системная функция "FC 73" (от V5.1 и выше):
  FC 73 поддерживает возможность ограничения объема используемой памяти до 8 Кбайт, что имеет важное значение для младших моделей центральных процессоров программируемого контроллера S7-300. При использовании функции FC 73 появляются дополнительные ограничения:
  • функциональные блоки не поддерживают диагностических функций;
  • функциональные блоки имею ограниченные возможности визуализации.
• Функции синхронизации:
  выполнение управляющих последовательностей может быть синхронизировано с текущими состояниями объекта управления. В случае программного изменения загружаемого блока данных (DB) управляющая последовательность автоматически сбрасывается в исходное состояние. С помощью функции „control sequence“ (управление последовательностью) непосредственно с программатора можно устанавливать или сбрасывать отдельные шаги последовательности, что позволяет возвращаться к состояниям программы, предшествующим ее изменению. Синхронизация может выполняться непосредственно с программатора. Операция охватывает все переходы, условия и блокировки, что позволяет достаточно просто выбирать, активизировать или деактивировать соответствующий шаг.

• Настраиваемый пользователем вызов интерфейса:
  существует два способа вызова интерфейса блока управляющей последовательности:
  • Заранее определяемый набор параметров: Mini, Standard или Maximum.
  • Набор параметров, определяемый пользователем (от V5.0 и выше). Для гибкой адаптации к требованиям решаемой задачи.
• Исчерпывающий набор диагностических функций:
  позволяют выделять шаг, на котором возникает сбой в выполнении программы, или формировать соответствующее сообщение. Единая концепция построения систем диагностики SIMATIC позволяет использовать в системах диагностики пакеты ProTool и ProAgent, позволяющие выводить на панели оператора SIMATIC текстовые сообщения о сбоях, а также перечень сигналов, вызвавших отказ.
• Расширенный набор функций управления принтером (от V5.1 и выше):
  • установка разрыва страницы после "шага и перехода";
  • настраиваемый разрыв страницы в конце последовательности/ графа;
  • ввод комментария для каждого графа.
• Усовершенствованная структура окна (от V5.1 и выше):
  • информация на интерфейсе блока (параметры и переменные блока);
  • используемые адреса (включая отображение состояний для всех типов данных);
  • перекрестные ссылки для любых точек программы;
  • использование имен из таблицы символов.
• Одновременный выбор нескольких объектов с использованием процедур Windows (от V5.1 и выше):
• функция лассо (выделение необходимых элементов с помощью рамки) с поддержкой операций копирования, удаления и вставки для быстрого копирования и удаления последовательности шагов и переходов;
• выбор элементов с помощью клавиши "Ctrl";
• выбор параллельных структурах, индивидуальных ветвей и графов с помощью функции лассо и их удаление.

Режимы работы

Управляющие последовательности отображаются в виде шагов и переходов между ними. Шаги изображаются прямоугольниками, а переходы линиями. С помощью так называемых "арбитров" (выдержки времени, условия выполнения) в пределах каждого шага задаются необходимые действия. Например, для процесса сверления опускание сверла будет шагом, а включение двигателя - действием.

Переходы описывают условия, при которых возможен переход от одного шага последовательности к другому. Например, для рассматриваемого процесса сверления разрешение выполнения следующего шага может выполняться при достижении сверлом требуемой позиции.

Путем связывания и мониторинга условий может быть определен переход к соответствующему шагу управляющей последовательности. Связывание условий может не только разрешить, но и предотвратить переход к очередному шагу, а мониторинг выполнения условий позволяет своевременно выявлять появление ошибок в работе системы. Все условия (переходы, связывание условий и мониторинг их выполнения) могут программироваться на языках LAD или CSF.

S7-PLCSIM

S7-PLCSIM интегрируется в пакет STEP 7 Professional и позволяет получать следующий набор дополнительных функций:

• Тестирование и отладка программ STEP 7 на компьютере, без использования реального программируемого контроллера.
• Тестовые функции для различных способов представления программ S7.

В процессе отладки программ пользователь может использовать удобный набор функций S7-PLCSIM:

• Выбор режима работы:
• непрерывное выполнение программы или
• выполнение 1 цикла программы.
• Отображение содержимого аккумуляторов, блока регистров, стека.
• Интерфейс пользователя для отображения и модификации значений входных и выходных сигналов, флагов, таймеров, счетчиков и блоков данных.
• Фиксация ошибок в организационных блоках.

Режимы работы

S7-PLCSIM имитирует взаимодействие центрального процессора SIMATIC S7 с областью отображения процесса. По аналогии с реальной аппаратурой тестируемая программа загружается в имитируемый центральный процессор и выполняется в нем. Интерфейс S7-PLCSIM позволяет производить обмен данными с другими приложениями Windows. Такой обмен данными базируется на использовании элементов управления ActiveX и позволяет:

• Производить чтение/ запись значений параметров.
• Изменять режимы работы имитируемого центрального процессора. Например, переводить его в режим выполнения одного цикла программы. 

Интеграция

Интерфейсные компоненты для подключения компьютера к MPI and PROFIBUS

Приведенные ниже компоненты, работающие вместе со STEP 7 позволяют подключать программируемые устройства и компьютеры к PROFIBUS и поддерживать интерфейс (MPI) для  SIMATIC S7.

PC USB адаптер:

• Для подключения компьютера к системе автоматизации SIMATIC S7 через USB интерфейс;
• Подключение к USB 1.1 или 2.0;
• Для подключения к системам автоматизации SIMATIC S7-200, S7-300, S7-400 и C7.
• Поддержка процедур S7-Routing;
• Автоматическое определение скорости передачи и типа интерфейса (PROFIBUS/MPI)
• Повышенная производительность. Скорость передачи данных в 3 раза выше, чем через интерфейс RS 232;
• Обновляемые микропрограммы, используемые для расширения функциональных возможностей и устранения ошибок;
• Работа под управлением операционных систем Windows 2000, Windows XP Home and Windows XP Professional;
• Объём поставки:
  • PC USB адаптер
  • Компакт диск "SIMATIC Software PC Adapter USB" с программым обеспечением и документацией. 
  • USB кабель, 5 м
  • MPI кабель, 0.3 м

CP 5512

• Для применения в программаторах/компьютерах/ноутбуках со свободным PCMCIA-разъёмом.
• PCMCIA карта типа II (16-бит)
• С адаптером, оснащённым 9-полюсным соединителем D-типа для подключения к MPI или PROFIBUS.

CP 5611/ CP 5611 A2

• Для применения в программаторах/компьютерах/ноутбуках со свободным PCI-разъёмом;
• 32-разрядная PCI-карта короткого исполнения.

Компоненты для подключения компьютера к Industrial Ethernet

Приведенные ниже коммукационные процессоры способны работать под управлением STEP 7 и SOFTNET-PG позволяют подключать компьютер к сети Industrial Ethernet.

CP 1512

• Для применения в программаторах/компьютерах/ноутбуках со свободным PCMCIA-разъёмом.
• 32-разрядная PCMCIA-карта типа II (Cardbus); 10/100 Mбит/с
• С адаптером, оснащенным гнездом RJ45 для подключения к Industrial Ethernet.

CP 1612

• Для применения в программаторах/компьютерах/ноутбуках со свободным PCI-разъёмом;
• 32-разрядная PCI-карта короткого исполнения; 10/100 Mбит/с;
• Встроенное гнездо RJ45 для подключения к Industrial Ethernet.

Детальное техническое описание всех интерфесных компонентов можно найти в разделе  "SIMATIC NET Communication Systems" или в каталогах.

Технические данные

Дальнейшая информация

Брошюры

Информационные материалы для загрузки можно найти в Internet по адресу:

http://www.siemens.com/simatic/printmaterial