阜新西门子S7-400代理商

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SIMATIC PCS 7工业库（SIMATIC PCS 7 Industry Library，以下简称IL）为PCS 7 V8.0以上版本提供了全新的控制功能库，是对PCS 7高级过程库（APL）的扩展，集成了非标准PCS 7 系统的工厂组件，包括S7-300控制器或者WinCC Flexible操作员面板。此外，IL中还集成了多个行业库，例如，水、废水处理行业库和楼宇自动化行业库。PCS 7 IL与PCS 7 APL一起使用，可对不同领域内的控制任务实现协调*的总体解决方案。
工业生产过程通常在中央控制室对现场设备进行控制和，除此之外，用户也要求在就地可以对设备进行简单控制，由于现场环境相对恶劣、监控要求不高等特点，系统配置中多采用操作员面板作为现场终端操作设备。
之前的PCS 7系统中，操作员面板不能提供与PCS 7 OS相同风格面板，增加了误操作的风险，开发面板则需要花费更多的时间。PCS 7 IL为操作员面板与PCS 7系统集成提供了解决方案，通过与PCS 7 APL (高级过程库) 进行交互的功能块，为操作员面板提供必要的数据，WinCC Flexible中集成了IL Flexible功能库，提供标准的块图标，实现操作员面板的可视化，同时可以实现合理地分配OS与面板之间的操作权限，防止多点操作而造成不*。

图1.1 PCS 7工业库

本文以PCS 7 APL MotL为例，配置电机Motor1、Motor2、Motor3，详细介绍如何定义MotL功能块，如何为工业库中的接口功能块提供基本数据信息，以及在操作面板中进行组态的所需步骤。

2、基本组态设置

2.1 创建测试项目
打开PCS 7 ，创建多项目，并插入AS、OP、OS三个单项目，分别添加SIMATIC 400 Station、SIMATIC HMI-Station和SIMATIC PC Station，进行相应硬件及网络组态，终项目结构如下所示：

图2.1 基本项目框架

2.2 CFC组态
安装PCS 7 Industry Library后系统会自动在CFC中添加功能库“Industry Lib PCS 7 V80”，如图2.2所示。更多关于IL的安装信息，可以参考如下文档：

通过“Panel”功能块与PCS 7 APL (高级过程库) 进行交互，为操作员面板提供必要数据。

图2.2 Industry Lib PCS 7 V80

2.2.1 定义“MotL”功能块
创建3个CFC程序块，分别命名为Motor1、Motor2、Motor3。将PCS 7 APL功能块“MotL”插入至CFC图表，命名为“Motor1”，打开功能块属性设置MsgLock、 OpSt_In及Feature引脚可见，并设置Feature.Bit25=1（激活消息抑制功能）。

图2.3 MotL功能块定义

2.2.2 连接“PMotL”
由Industry Lib PCS 7 V80中将功能块“PMotL”插入CFC，命名为“PMotL1”，如下图所示连接PMotL和MotL功能块。
? SwitchPerm_Out连接OpSt_In，设定用户操作权限，详细介绍参见第4章分层操作；
? BlockConnector连接MotL任意输出引脚，MotL的重要数据会自动地显示在操作员面板中；
? MsgLock_Out连接MsgLock，PCS 7 标准系统通过调用“Alarm_8P”在OS画面中生成报警消息，而操作员面板并不支持Alarm_8P，为了OS及操作员面板上均显示消息并可确认，PMotL中使用“Alarm_DQ”生成消息。由于PMotL和MotL都会发送消息到OS画面，为避免同一报警信息生成两条消息，需要将MsgLock_Out连接MsgLock，并设置Feature.Bit25=1，抑制来自APL功能块的消息。

图2.4 PMotL与MotL连接

2.2.3 创建DB块
在S7程序Blocks文件夹中创建自定义DB块“OP_DB”，并创建数据类型为INT的参数“DB_Motor1”，用于连接PMotL接口功能块。若存在多个MotL块分别为每一个功能块创建一个INT类型的参数。

图2.5 创建DB块

将功能块PMotL的输出“IDBNo”连接至自定义数据块“OP_DB”的参数“DB_Motor1”。

图2.6 PMotL与DB块连接

2.3 操作员面板组态
成功安装PCS 7工业库后就包含了WinCC Flexible库“IL_PCS_7_Flex_V80”，存储路径为STEP7安装目录中（Program files SIEMENSSTEP7S7LIBS）。该库集成了标准的面板和块图标，在画面中添加面板和块图标时会自动创建变量、连接、文本列表等，用户只需要根据项目情况做适当调整即可。
2.3.1 插入IL Flexible面板库
*打开WinCC Flexible需要加载IL Flexible面板库，在Tools中选择Library，右键选择Library ? Open，加载IL_PCS_7_Flex_V80。

图2.7插入IL Flexible面板库

2.3.2 面板组态
PCS 7系统中，典型应用为多个同类型的块图标对应同一个面板，同一时刻仅有一个块图标能够打开面板。若希望不同的块图标同时都能打开面板，必须为每个块图标创建独立的面板，这种应用将增加更多的变量。下面将详细介绍两种不同应用情况的组态方法。

可编程逻辑控制器PLC（Programmable Logic Coer）简要介绍

可编程控制器是60年代末在美国首先出现，当时叫可编程逻辑控制器PLC（Programmable Logic Coer），目的是用来取代继电器，以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能。PLC的基本设计思想是把计算机功能完善、灵活、通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，控制器的硬件是标准的、通用的。根据实际应用对象，将控制内容编成软件写入控制器的用户程序存储器内。控制器和被控对象连接方便。

随着半导体技术，尤其是微处理器和微型计算机技术的发展，到70年代中期以后，PLC已广泛地使用微处理器作为中央处理器，输入输出模块和外围电路也都采用了中、大规模甚至超大规模的集成电路，这时的PLC已不再是逻辑判断功能，还同时具有数据处理、PID调节和数据通信功能。

可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制、定时、计算和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用微处理器的优点。

可编程控制器对用户来说，是一种无触点设备，改变程序即可改变生产工艺，因此可在初步设计阶段选用可编程控制器，在实施阶段再确定工艺过程。另一方面，从制造生产可编程控制器的厂商角度看，在制造阶段不需要根据用户的订货要求专门设计控制器，适合批量生产。由于这些特点，可编程控制器问世以后很快受到工业控制界的欢迎，并得到迅速的发展。目前，可编程控制器已成为工厂自动化的强有力工具，得到了广泛的应用。

可编程控制器的结构多种多样，但其组成的一般原理基本相同，都是以微处理器为核心的结构。通常由中央处理单元（CPU）、存储器（RAM、ROM）、输入输出单元（I/O）、电源和编程器等几个部分组成。

1．中央处理单元（CPU） 

CPU作为整个PLC的核心，起着总指挥的作用。CPU一般由控制电路、运算器和寄存器组成。这些电路通常都被封装在一个集成电路的芯片上。CPU通过地址总线、数据总线、控制总线与存储单元、输入输出接口电路连接。CPU的功能有以下一些：从存储器中读取指令，执行指令，取下一条指令，处理中断。 

2．存储器（RAM、ROM）

 存储器主要用于存放系统程序、用户程序及工作数据。存放系统软件的存储器称为系统程序存储器;存放应用软件的存储器称为用户程序存储器；存放工作数据的存储器称为数据存储器。常用的存储器有RAM、EPROM和EEPROM。RAM是一种可进行读写操作的随机存储器存放用户程序，生成用户数据区，存放在RAM中的用户程序可方便地修改。RAM存储器是一种高密度、低功耗、价格便宜的半导体存储器，可用锂电池做备用电源。掉电时，可有效地保持存储的信息。EPROM、EEPROM都是只读存储器。用这些类型存储器固化系统管理程序和应用程序。

 3．输入输出单元（I/O单元） 

I/O单元实际上是PLC与被控对象间传递输入输出信号的接口部件。I/O单元有良好的电隔离和滤波作用。接到PLC输入接口的输入器件是各种开关、按钮、传感器等。PLC的各输出控制器件往往是电磁阀、接触器、继电器，而继电器有交流和直流型，高电压型和低电压型，电压型和电流型。  

4．电源  

PLC电源单元包括系统的电源及备用电池，电源单元的作用是把外部电源转换成内部工作电压。PLC内有一个稳压电源用于对PLC的CPU单元和I/O单元供电。 

5．编程器  

编程器是PLC的重要外围设备。利用编程器将用户程序送入PLC的存储器，还可以用编程器检查程序，修改程序，监视PLC的工作状态。除此以外，在个人计算机上添加适当的硬件接口和软件包，即可用个人计算机对PLC编程。利用微机作为编程器，可以直接编制并显示梯形图。

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PLC的工作的三个基本过程内容

  PLC采用循环扫描的工作方式，在PLC中用户程序按先后顺序存放，CPU从一条指令开始执行程序，直到遇到结束符后又返回条，如此周而复始不断循环。PLC的扫描过程分为内部处理、通信操作、程序输入处理、程序执行、程序输出几个阶段。全过程扫描一次所需的时间称为扫描周期。当PLC处于停状态时，只进行内部处理和通信操作服务等内容。在PLC处于运行状态时，从内部处理、通信操作、程序输入、程序执行、程序输出，一直循环扫描工作。

      1．输入处理

      输入处理也叫输入采样。在此阶段，顺序读入所有输入端子的通端状态，并将读入的信息存入内存中所对应的映象寄存器。在此输入映象寄存器被刷新。接着进入程序执行阶段。在程序执行时，输入映象寄存器与外界隔离，即使输入信号发生变化，其映象寄存器的内容也不会发生变化，只有在下一个扫描周期的输入处理阶段才能被读入信息。

        2．程序执行

        根据PLC梯形图程序扫描原则，按先左后右先上后下的步序，逐句扫描，执行程序。遇到程序跳转指令，根据跳转条件是否满足来决定程序的跳转地址。从用户程序涉及到输入输出状态时，PLC从输入映象寄存器中读出上一阶段采入的对应输入端子状态，从输出映象寄存器读出对应映象寄存器，根据用户程序进行逻辑运算，存入有关器件寄存器中。对每个器件来说，器件映象寄存器中所寄存的内容，会随着程序执行过程而变化。 

       3．输出处理 

      程序执行完毕后，将输出映象寄存器，即器件映象寄存器中的Y寄存器的状态，在输出处理阶段转存到输出锁存器，通过隔离电路，驱动功率放大电路，使输出端子向外界输出控制信号，驱动外部负载。