Pull to refresh

Программирование ПЛК Siemens на Simatic Step7

Programming microcontrollers *
Sandbox
Добрый день, хабровчане! Полазив по Хабру, мною было обнаружено всего несколько топиков, в котором упоминалось бы словосочетание «Simatic Step 7». Хочу поделиться с Вами небольшой частью информации, накопленной мною за все время работы с программируемыми логическими контроллерами, и показать, что из себя представляют ПЛК, оболочка и что мне приходилось на них строить.

Данный пост содержит общую ознакомительную информацию о программировании ПЛК Siemens.
Читать дальше →
Total votes 23: ↑20 and ↓3 +17
Views 318K
Comments 37

Как мы запускали производство, или мой опыт разработки программного обеспечения для ПЛК Siemens Simatic

Robotics development *
Sandbox
Мне хотелось бы рассказать о своём опыте пусконаладки и разработки промышленного программного обеспечения. При чтении статьи просьба учитывать, что дело происходило почти два года назад, и с того времени уже многое поменялось.

Итак, ранней весной 2014 года я поднялся на третий этаж бетоносмесительного узла одного завода. В моём распоряжении были два планетарных бетоносмесителя фирмы Wiggert, линия адресной подачи Kubat на два монорельса и полностью разбомбленный цех внизу, в который надо было выдавать бетон. В перспективе.

В чём заключался хитрый план? Мы должны были с нуля наладить производство пустотного настила в одном пролёте цеха и стеновых панелей — в другом.

Вот так выглядит пустотный настил в разрезе:

image
Фото с сайта echo.co.za
Читать дальше →
Total votes 27: ↑24 and ↓3 +21
Views 11K
Comments 4

SCADA на Raspberry: миф или реальность?

SCADA *Programming microcontrollers *Development for Raspberry Pi *Computer hardware Systems engineering *
image

Winter Is Coming. На смену программируемых логических контроллеров (ПЛК) постепенно приходят встраиваемые персональные компьютеры. Это связано с тем, что мощности компьютеров позволяют одному устройству вобрать в себя функционал программируемого контроллера, сервера, и (при наличии у устройства выхода HDMI) еще и автоматизированного рабочего места оператора. Итого: Web-сервер, OPC-часть, база данных и АРМ в едином корпусе, и всё это по стоимости одного ПЛК.

В статье рассмотрим возможность применения таких встраиваемых компьютеров в промышленности. Возьмем за основу устройство на базе Raspberry Pi, поэтапно распишем процесс установки на него открытой бесплатной Open Source SCADA-системы российской разработки — Rapid SCADA, а также разработаем в ней проект абстрактной компрессорной станции, в задачи которой будет входить удаленное управление компрессором и тремя вентилями, а также визуализация технологического процесса производства сжатого воздуха.
Читать дальше →
Total votes 7: ↑7 and ↓0 +7
Views 20K
Comments 22

Самописный таймер в виде функции для промышленного контроллера Simatic S7-1200

Industrial Programming *
Sandbox
Еще для серии S7-300 и S7-400 под Step 7 классических версий предлагаемых разработчику таймеров вполне хватало — это и стандартные таймеры IEC, реализованные в виде функциональных блоков, и таймеры S5 (которые, к слову, до сих пор существуют для серии S7-1500). Однако в ряде случаев разработчик не применял стандартные инструменты и реализовывал собственные таймеры, чаще всего — в виде функций. Такие таймеры-функции необходимы были при «айтишном» подходе к программированию, в котором оперировали не отдельными экземплярами функциональных блоков технологического оборудования, с соответствующей обвязкой входов и выходов, а массивами структур. Например — массив структуры типа «дискретный вход». Или массив структуры «агрегат». Такой подход к программированию имеет право на существование, поскольку позволяет серьезно экономить рабочую память CPU, но, с другой стороны, делает программный код трудночитаемым. Стороннему программисту и с простым видом программы на LAD разобраться получается далеко не сразу, а про кучи индексов, массивов и функций их обработки — и речи не идет, тут без документации к ППО (и без поллитры, разумеется) вообще никуда.
Читать дальше →
Total votes 9: ↑9 and ↓0 +9
Views 9.5K
Comments 7

Управление шаговыми двигателями с помощью Simatic S7-1200 с ограниченным количеством импульсных выходов

Industrial Programming *

В конце прошлого года ко мне обратилась одна фирма, которая предоставляет комплексные решения для зерновых культур с предложением рассмотреть проект автоматизации небольшой системы отбора проб зерна. Особенностью данного проекта являлось то, что конструктивные решения и исполнительные приводы уже были разработаны и реализованы в железе. Не вдаваясь в подробности технологического процесса отбора проб можно сказать, что цель автоматизации – это управление механическими задвижками зерно-воздушного потока, запуск шнекового смесителя для однородности проб, управление электродвигателями воздушных турбин, обработка управляющих сигналов оператора и датчиков некоторых шагов операций. Задвижки и смеситель были спроектированы так, что приводились в движение с помощью шаговых двигателей.

Раннее было принято решение построить систему автоматизации на базе одноплатного микрокомпьютера Orange pi plus 2e и микроконтроллера Arduino Nano. Для этих плат нашлось применения для другого подобного проекта, но это уже другая история. Но в последствии, после обсуждений всех преимуществ и недостатков остановились на PLC CPU 1214C DC/DC/DC с каталожным номером 6ES7 214-1AG40-0XB0 у которого на борту можно сконфигурировать до четырех импульсных выводов управления и модуль дискретных выходов SM 1222 DQ16 x 24VDC с каталожным номером 6ES7 222-1BH32-0XB0. Шаговые двигатели были выбраны из серии KRS56, управляемые драйверами TB6560 V2.


Читать дальше →
Total votes 2: ↑2 and ↓0 +2
Views 9.9K
Comments 11

Самоучитель по WinCC OA. Часть 1. Создание проекта и модуль para

Industrial Programming *SCADA *
Tutorial

Решил немного рассказать про систему визуализации от Siemens под названием WinCC OA. Эта SCADA на рынке России распространена гораздо меньше классических версий WinCC (и tia-портальных тоже), знаний по ней в открытом доступе достаточно мало, знаниями делятся неохотно. В ряде моментов WinCC OA радикально отличается от обычных распространенных SCADA, поэтому для начала необходимо усвоить базис.

Перед усвоением этого базиса я рекомендую в общем ознакомиться с архитектурой построения WinCC OA. Лучший способ такого ознакомления — найти в Интернете записи вебинаров и выступлений эксперта по WinCC OA Кондрашкина Андрея. Андрей Геннадьевич — очень мощный специалист и прекрасный докладчик. Настоящий цикл заметок, собственно говоря, и основан на его двухдневном вводном обучении. Рекомендую эту запись.

Можно углубиться в изучении вопроса и дальше, например — ознакомиться с аддонами SmartSCADA или Preactor, но это выходит очень далеко за рамки базового понимания системы. Самое главное, что необходимо вынести из этого ролика — это понимание архитектуры WinCC OA. Например, то, что система состоит из отдельных законченных функциональных единиц, которые называются «менеджерами». Менеджер выполняет строго свою заданную роль. Центральным звеном всей системы является менеджер событий (event manager или EV). Есть менеджер визуализации, User Interface или ui. Есть драйвера, например — s7. Есть менеджер для выполнения скриптов, control. Все менеджеры общаются друг с другом посредством центрального EV по стандартному протоколу TCP/IP, вне зависимости от того, находятся они на одном физическом ПК, или разнесены на несколько.

Вторая важная отличительная черта, которую необходимо понять. OA — это система событийная. В ней почти отсутствует постоянный polling данных. Изменение показаний на экране оператора произойдет только в случае изменения значения соответсвующей переменной в контроллере.

Третье. Все или почти все реализовано скриптами (»Что нельзя запрограммировать на Ассемблере, можно спаять» (с) ) и текстовыми файлами. Необходимо зажечь лампочку на мнемосхеме? Скрипт. Причем скрипт, который подвязывается к изменению переменной и выполняющий определенные действия только по этому изменению автоматически.

Читать далее
Total votes 7: ↑7 and ↓0 +7
Views 29K
Comments 32

Самоучитель по WinCC OA. Часть 4. Повторное использование объектов. $-параметры

Industrial Programming *SCADA *
Tutorial

В предыдущей части мы завершили создание визуализиции задвижки и создали простейший скрипт, имитирующий ее поведение.

У нас есть одна панель под названием Flap, которая отображает и шлет команды для одной задвижки — Flap1. Именно такая точка данных указана во всех скриптах этой панели. Возникает закономерный вопрос — что делать, если задвижек не одна? И даже не две. А несколько десятков, сотен и даже тысяч (для распределенной системы WinCC OA и несколько миллионов сигналов не помеха, смотрим на Большой Андронный Коллайдер,

Читать далее
Total votes 3: ↑3 and ↓0 +3
Views 2.8K
Comments 0

Самоучитель по WinCC OA. Часть 5. Работа с журналом тревог

Industrial Programming *SCADA *
Tutorial

(* Начиная с этой части я перешел на версию WinCC OA 3.17. Никаких отличий в масштабах базового курса не будет. Изменятся лишь надписи на скриншотах.*)

Читать далее
Total votes 3: ↑3 and ↓0 +3
Views 3.8K
Comments 0

Самоучитель по WinCC OA. Часть 6. Навигация: Открытие новых окон

Industrial Programming *SCADA *
Tutorial

До настоящего момента весь наш прикладной проект состоял, фактически, из одной экранной формы — Flaps (панель Flap можно уже не рассматривать, она неактуальна, а Flap_ref является шаблоном). Реальные «боевые» проекты содержат, как правильно, (значительно) больше одной мнемосхемы, отображающие целую картину, отдельные технологические участки, настройки, тренды, алармы и т.д. Рассмотрим, каким образом в системе WinCC OA возможно осуществлять переход между экранами.

Создадим еще одну панель в проекте и назовем ее Trends (на будущее), сделаем ее размер сопоставимым с размером панели Flaps и поместим на нее что-нибудь читаемое. Например — надпись «Это тренды», чтобы быть уверенным наверняка.

Читать далее
Total votes 6: ↑6 and ↓0 +6
Views 3.4K
Comments 0

Самоучитель по WinCC OA. Часть 7. Навигация: Создание интерфейса АРМ

Industrial Programming *SCADA *
Tutorial

В прошлый раз мы разбирались с тем, как в WinCC OA можно открывать дополнительные окна. Сейчас давайте приступим к созданию полноценного интерфейса операторской системы. Как правило, в АСУ ТП операторская система состоит из области навигации (переход между мнемосхемами), расположенной в верхней части экрана, основного рабочего поля и области сигнализации, расположенной в нижней части.

Создаем панель Main, в которую будем встраивать остальные компоненты. Ее размер делаем больше размера панели Flaps.

Читать далее
Rating 0
Views 2.9K
Comments 0

Самоучитель по WinCC OA. Часть 8. Тренды

Industrial Programming *SCADA *
Tutorial

Оживим уже созданную (но пустую) панель Trends графиком изменения переменной во времени. Однако, перед тем, как смотреть на тренды, их необходимо сконфигурировать и каким-то образом задать значения, чтобы они скопились в базе данных. Необходимо, чтобы в системе была переменная, которая меняла свое значение. Необходимо повесить соответствующий конфиг на эту переменную, чтобы значения складывались в архив. Для типа точек данных Flap у нас есть DPE с названием Flow (расход) и типом int. Этот DPE и будем использовать для ознакомления с трендами. Для имитации поведения системы у нас уже есть созданный control-скрипт Model. Предлагаю его и использовать для иммитации расхода. Откроем скрипт Model

Читать далее
Total votes 4: ↑4 and ↓0 +4
Views 3.8K
Comments 0

Самоучитель по WinCC OA. Часть 9. Control-скрипт. Небыстро, но правильно. Полноценный запуск ui

Industrial Programming *SCADA *
Tutorial

В процессе создания модели поведения клапанов мы создали (и в прошлой части модифицировали его) скрипт Model, в котором было несколько вызовов dpConnect и несколько callback-функций. Тогда я писал, что это «быстрый, но неправильный способ». Эта пауза была необходима, чтобы предварительно ознакомиться с функцией dpQuery. Предлагаю вернуться немного назад и реализовать модель медленно и очень занудно правильно, теперь при помощи функций семейства dpQueryConnect. Откроем наш скрипт Model.

Читать далее
Total votes 3: ↑3 and ↓0 +3
Views 2.8K
Comments 3

Самоучитель по WinCC OA. Часть 10. Подключение к «живому» S7-1200

Industrial Programming *SCADA *
Tutorial

В рамках базового курса в системе WinCC OA используются только внутренние переменные системы. Никаких внешних подключений не предполагается. Однако, слушатели базового курса всегда под завершение учебы просят продемонстрировать, как же считать переменную с «настоящего живого ПЛК». Поскольку WinCC OA относится к продуктам компании Siemens, то логичным будет продемонстрировать подключение к контроллеру компании Siemens и чтению с него нескольких переменных. В нашем случае будем подключаться к PLC серии S7-1200.

Набор драйверов WinCC OA включает в себя два вида драйверов для контроллеров Simatic — это s7 и s7plus. Разница в них следующая: s7 предназначен для связи с ПЛК классической серии S7-300 / S7-400, а s7plus — для современной линейки S7-1200 / S7-1500. Драйвер s7plus указывается при установке отдельно. Он может отсутствовать в вашей системе, если вы его не устанавливали. Вне зависимости от того, какой используется драйвер (хоть iec104), общие принципы сохраняются. Необходимо в консоли добавить соответствующий драйвер. Далее сконфигурировать соединение с устройством и задать этому соединению номер добавленного драйвера, активировать. Так же требуется на DPE навесить конфиг Periphery Address и выполнить настройки, указав корректный адрес переменной.

Для начала необходимо прописать в консоли драйвер. Технически добавление драйвера в систему не отличается от добавления менеджера. Откроем консоль, нажмем в ней Append a new manager

Читать далее
Total votes 3: ↑3 and ↓0 +3
Views 5.5K
Comments 4

Мобильная Установка Доказательства Актуальности Контроля Измерений. Часть 1. «Хороший человек идет на войну»

Industrial Programming *SCADA *Manufacture and development of electronics *DIY

Итак, надоело! Даже, не так, ДОСТАЛО! А точнее, за.... Впрочем, не буду прибегать к ненормативной лексике. Квартира, купленная 2.5 года назад - это не квартира, а какое-то вечное испытание. Да такое, что Форт Баярд отдыхает. Кроме того, в конце игры Баярда можно нехило поднять золотишка, а чем тут все закончится - я еще не знаю. Недостаточная (ниже норм, утвержденных Правительством РФ, а эти нормы, скажем так, разрабатывались моржами) температура воздуха в помещении, отсутствие горячей воды по утрам, а ежедневное принятие душа превращается в соревнование "кто быстрей", ибо вода неожиданно может стать кипятком. Или, наоборот, льдом. Бездействие управляющей компании, сбор инициативной группы, объявления по подъездам, коллективная жалоба... это и многие другие веселые подробности останутся за рамками повествования.

Итак, если какой-то параметр, будь то температура или давление, не устраивает, то этот параметр надо для начала измерить. Желательно, в автоматическом режиме, непрерывно и с сохранением всех значений. И тут на помощь приходят средства промышленной автоматизации - датчик давления, датчик температуры, и программируемый логический контроллер с модулем аналоговых входов и поддержкой протокола HART.

Читать далее
Total votes 10: ↑10 and ↓0 +10
Views 4.2K
Comments 10

Веселые уроки WinCC OA. Установка WinCC OA под Debian и перенос прикладного проекта

Industrial Programming *SCADA *
Tutorial

Скачивая недавно с сайта winccoa.com установщик последнего патча версии 3.17, с некоторым удивлением, постепенно перешедшим в ликование, обнаружил, что список поддерживаемых дистрибутивов Linux расширился и до Debian. Дело в том, что посмотреть на работу системы в ОС, отличной от Windows, мне хотелось давно, но из всех дистрибутивов Linux я более-менее понимаю только Debian, а привыкать к новому ради баловства откровенно не хотелось. Собственно, и под Debian установка проходит не сильно гладко.

Читать далее
Total votes 7: ↑7 and ↓0 +7
Views 6.6K
Comments 0

OPC UA для CPU S7-1200 (FW4.4). Настройка сервера

Industrial Programming *Programming microcontrollers *

Начиная с версии 4.4 операционной системы контроллеров линейки S7-1200 появилась возможность опрашивать их по протоколу OPC UA. В настоящий момент времени поддерживается только серверная часть (ПЛК может отвечать на запросы клиентов), клиентская часть — не поддерживается.

В настройке OPC UA сервера на S7-1200 есть отличия от S7-1500.

Читать далее
Total votes 8: ↑8 and ↓0 +8
Views 7.1K
Comments 10

Клиент-серверный обмен данными между двумя PLC серии S7-1500 по протоколу OPC UA

Industrial Programming *Programming microcontrollers *
Tutorial

Протокол OPC UA (https://ru.wikipedia.org/wiki/OPC_UA) появился впервые в контроллерах Simatic во второй версии прошивки и в Step 7 версии 14. Тогда контроллер можно было настраивать только в качестве OPC UA - сервера, то есть ПЛК мог отвечать на запросы и отдавать данные, но не мог сам инициировать связь и опрашивать других участников сети.

Радикально ситуация меняется в ноябре-декабря 2018 года с выходом прошивки 2.6 и Step 7 версии 15.1. Появляется возможность настроить CPU в качестве OPC UA клиента. А это, в свою очередь дает нам возможность организовать защищенный канал обмена информацией машина-машина (контроллер-контроллер).

Читать далее
Total votes 7: ↑7 and ↓0 +7
Views 10K
Comments 4

Сервер Modbus TCP для Simatic S7-1200 / S7-1500

Industrial Programming *Programming microcontrollers *
Tutorial

Первая спецификация протокола Modbus была опубликова в 1979 году. Протокол предназначен для опроса подчиненных устройств по принципу «запрос-ответ». Modbus RTU (Remote Terminal Unit) работает по последовательному интерфейсу передачи данных (RS-232, RS-485, RS-422). Сегодня речь пойдет о немного измененном протоколе, Modbus TCP, работающий на прикладном уровне стека протоколов TCP/IP.

Для начала посмотрим, как настраивается (программируется, если быть точнее) серверная часть. Modbus TCP Server — аналог Modbus RTU Slave, то есть, является подчиненным устройством. Это важно, не путайте. Сервер лишь отвечает на запросы, но не генерирует их.

В данном примере применяется CPU S7-1516 с версией прошивки 2.6. Серия S7-1200 программируется аналогично.

Читать далее
Total votes 3: ↑3 and ↓0 +3
Views 13K
Comments 18

Клиент Modbus TCP для Simatic S7-1200 / S7-1500

Industrial Programming *Programming microcontrollers *
Tutorial

Продолжаем тему программирования протокола Modbus TCP на контроллерах Simatic S7-1500. В прошлый раз речь шла о серверной части, сегодня опишем клиентскую. Клиент Modbus TCP — это узел, который генерирует запросы к серверу, т.е. запрашивает данные и передает уставки/команды. В терминологии Modbus RTU это «мастер», ведущее устройство. В отличии от RTU, в протоколе TCP может быть несколько «мастеров» (правильно — клиентов).

Читать далее
Total votes 4: ↑3 and ↓1 +2
Views 8.5K
Comments 5

Программирование Modbus RTU Master на примере Simatic S7-1200 и ПЧ Sinamics V20

Industrial Programming *Programming microcontrollers *
Tutorial

Давно хотел рассказать про тонкости программирования обмена по протоколу Modbus RTU в случае, когда контроллер (в нашем случае S7-1214) выступает RTU Master'ом. Недавно меня попросили помочь с обменом между ПЛК и частотным преобразователем Sinamics V20, ну и почему бы не написать заодно заметку, постаравшись приблизить решение задачи к боевым условиям.

Читать далее
Total votes 7: ↑7 and ↓0 +7
Views 20K
Comments 42
1