4-PCS7 深入浅出(第四章)创建PCS 7项目-使用入门

2022-02-02 来源：爱问旅游网

PCS 7 PoT 第4章创建PCS 7项目-使用入门

第4章：

创建PCS 7项目-使用入门

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第4章创建PCS 7项目-使用入门

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PCS 7 PoT 第4章创建PCS 7项目-使用入门目录：

第4章创建PCS 7项目 – 使用入门 ............................................................................................................................................. 4-3 1. 简介 ................................................................................................................................................................................................ 4-3 2. 设计一个PCS 7项目 .................................................................................................................................................................... 4-3

2.1 全局设置 ............................................................................................................................................................................... 4-4 2.2 硬件配置 ............................................................................................................................................................................... 4-6 2.3 工厂层级（PH） .................................................................................................................................................................. 4-7 2.4 创建CFC ............................................................................................................................................................................ 4-11 2.5 创建SFC ............................................................................................................................................................................. 4-20 2.6 块图标和面板 ..................................................................................................................................................................... 4-26 2.7 编译OS ............................................................................................................................................................................... 4-26 2.8 OS组态 ............................................................................................................................................................................... 4-29 2.9 OS运行 ............................................................................................................................................................................... 4-31 练习 ..................................................................................................................................................................................................... 4-33

练习4.1创建你的第一个PCS 7项目 ....................................................................................................................................... 4-33 1. 任务 ........................................................................................................................................................................................ 4-33 2. 指南 ......................................................................................................................................................................................... 4-33

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PCS 7 PoT 第4章创建PCS 7项目-使用入门

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第4章创建PCS 7项目 – 使用入门

1. 简介

本章中，我们将采用一个示例来介绍PCS 7工程师的基本要点和方法。图 4.1中的示例用于控制一个简单的阀，即打开或者关闭这个阀。

阀控制器采用开或者关控制信号，驱动阀门开或者关。阀的位置由限位开关检测，并作为监控用的反馈信号。

图 4.1：阀门控制

阀和限位开关是物理设备，阀控制器是一段软件程序，能够发出控制信号（开/关）、接受反馈信号（开和关）。OS过程画面将显示信号状态。采用“手动”模式，OS操作员可以控制（开/关）该阀。在“自动”模式，阀的工作由AS内所组态的顺序控制器所控制。

本章中，我们将完成你的项目。

你将会创建一个AS控制程序，以及一个OS过程画面，最终，它们将可以控制阀。

2. 设计一个PCS 7项目

为单站系统（ES/OS）创建一个PCS 7项目以实现阀门控制的过程如下图概述所示，图4.2。

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PCS 7 PoT 第4章创建PCS 7项目-使用入门 SIMATIC管理器的全局设置新工程向导硬件配置和下载定制工厂层级采用CFC设计程序采用SFC设计程序编译AS并下载 OS编译设计OS过程图 AS，OS运行

图 4.2：创建PCS 7项目的一般过程

2.1 全局设置

打开SIMATICT管理器后，创建项目的第一步就是完成全局环境的设置工作。这些设置工作见“第2章，SIMATIC管理器的全局设置”。

采用向导“New Project”创建的对象，拥有其原始名称。推荐重新命名这些对象，给它们一个有意义的名称。

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图 4.3：更换对象名称

推荐至少为下列对象重新取一个有意义的名称：

 SIMATIC PC Station（1）→（与PC的标识名相匹配）CARDIFF  SIMATIC 400（1）→AS1  S7 Program（1）→Prog 1  Process cell（1）→plant1  Unit（1）→Unit1  Function（1）→valve1  CFC（1）→val

 （Valve1文件夹下的图）→Valve1  （Unit1文件夹下的图）→Unit1 

（Plant1文件夹下的图）→Plant1

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2.2 硬件配置

第3章中，已经建立起了AS-OS通讯。AS和OS根据实际情况来建立并定义他们之间的相互关系。如何设计阀门控制？

图 4.4：硬件布局

传感器的输入信号“打开”和“关闭”，连接至数字式输入模块的输入通道。该模块位于分布式I/O站ET200内，并采用Profibus电缆连接至AS。在AS中，采用符号“FB_OPEN”和“FB_CLOSE”定义输入信号的地址，并用于阀门控制。已定义的符号“OPEN_CLOSE”将控制信号传送至数字式输出模块，并发送至执行器。该章仅描述不带任何连接和硬件配置的阀门控制。可以模拟输入和输出信号。说明

现场级自动化站和分布式I/O的组态细节，参见第5章-自动化系统的组态。

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2.3 工厂层级（PH）

在SIMATIC管理器中，采用向导“New Project”创建的新项目拥有三个工厂层级分级目录层。重命名后，可以看到下列分级：

Plant1→Unit1→Valve 1

该分级将会在本手册中进一步扩展。说明

命名目录和图时，确保工厂用户可以接受并且不得频繁更改。参阅第2.4.4节，了解整个项目中命名规则的重要性。

图 4.5：层级目录－相关菜单

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2.3.1 工厂层级的分配

在工厂视图下，在一个目录结构中描述过程工厂的所有控制功能。这个分级目录包含所有用于控制功能的对象：

  

OS项目数据，例如，过程画面 AS程序数据，例如，CFC图和SFC图一般对象，例如，文档

每个分级目录，如果它具有AS程序数据，则需要指定到一个AS的分配。每个分级目录，如果它具有OS项目数据，则需要指定到一个OS的分配。

图 4.6：对工厂层级进行AS和OS的分配

在每个分级目录的属性对话框中，可以变更分配（Object Properties→AS-OS Assignment）。说明

如果工厂由多个自动化系统控制或者分布在多个OS项目上，则必须更改AS-OS Assignment。

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2.3.2 工厂视图和组件视图的不同

插入至进行了AS-OS分配的工厂视图下的CFC和SFC图，可以自动地在组件视图下看见，但反过来却不行。因此建议在工厂视图下进行图形的插入，而不是在组件视图下。

在相关的分组目录中，也应该创建过程画面。然而，在PCS 7 OS工具中直接创建的画面不能在SIMATIC管理器和工厂层级中使用。

也可以在过程对象视图中插入图和画面，因为，过程对象视图也是基于分级目录进行管理的。

2.3.3 标签符号

过程技术广泛地采用管道和仪表（P & I）流程图，其符号定义见图4.7，液位调节器称之为LIC1005，罐称之为B190。LIC1005和B190就是所提到的标签。调节器LIC1005拥有变量，例如，设定点（34.0%）和测量过程值（36.7%）。

若需要表示SP和PV属于控制器LIC1005，且，LIC1005被分配给B190，可以将它们命名为“B190/LIC1005.SP”和“B190/LIC1005.PV”。

Screen or P & I diagrama level controller called LIC1005a tank called B190 图 4.7：标签和变量

若考虑将目录名作为变量的路径表示，则标签名称B190可以用作为一个分级目录的名称。下一节，我们将阐述如何使用目录名称来表示变量。

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2.3.4 定制工厂层级

标签符号在工厂层级的属性窗口中定义。

打开如图 4.8中所示的工厂层级定制对话框的过程如下：“Plant1”右键菜单 → Plant Hierarchy → settings…

图 4.8：定制工厂层级



默认情况下，选项“Derive Picture hierarchy from the plant hierarchy”处于选中状态。只有该选项被选中，才能采用功能“OS compile”自动地获得OS工厂层级图像。在OS中，该图像也被表示为图形分级也就是图形树picture tree。

Included in HID：如果勾选了该框，目录名称将是标签名称的一部分。如图4.8中的选择，标签将是Plant1/Unit1/Valve1/…，因为，所有3个级别都已经用于标签命名。

Maximum number of characters：目录名称允许的最大字符数。PCS 7标签名称的长度，包括分隔符，不得超过32个字符。（若faceplate面板中需要插入trend趋势窗口，则标签名称进一步被限制为 26 个字符。）因此，每级允许的字符数量均受限制。当达到该极限时，SIMATIC管理器会显示警告消息。



OS area：此处，你可以决定在OS编译期间该项目在OS区域内将采用的层次等级（Plant、Unit或者Function）。在OS运行时点击OS区域按钮，将调用所分配的过程画面。如图4.8所示，OS Area处于level 1，那么层级文件夹Plant 1将是可见的。点击区域按钮，将会打开过程画面plant 1。在OS运行时刻，将会在树形导航视窗中显示子层级中的相关画面。

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图 4.9：OS画面层级和工厂层级

2.4 创建CFC

2.4.1

设计任务-阀门控制

图 4.10：插入过程标签类型

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PCS 7 PoT 第4章创建PCS 7项目-使用入门在PCS 7中，阀门控制是通过CFC图来执行。请打开工厂视图，并将过程标签类型“阀门”从项目库中复制到项目分级目录PLant1\\Unit1\\Valve1之中。

双击新创建的CFC图以后，在CFC编辑器中将会获得如下功能块及结构。

功能块类型 CH_DI CH_DI VALVE OR CH_DO 说明数字式阀门输入数字式阀门输入阀门控制或运算功能数字式阀门输出表 4.1：所使用的块

符号连接反馈打开反馈关闭控制信号

图 4.11：用于阀门控制的CFC图

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PCS 7 PoT 第4章创建PCS 7项目-使用入门块实例

实例名称块类型

off

图 4.12：阀类型的块实例

2.4.2 CFC中的基本操作

现在，你应该了解如何使用VALVE功能。说明

在第6章，讨论PCS 7库功能时，将会极为详尽地解释VALVE功能。由于没有实际的阀门，因此，此处不应该使用功能块的监控功能。说明

如图4.13所示，设置参数 MONITOR=off。

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PCS 7 PoT CFC中的的基本操作

第4章创建PCS 7项目-使用入门（1）如何调用块的在线帮助信息：选择CFC图或者CFC库目录中的某个块，接下来，按F1键。（2）指定参数值：双击该参数，将会打开该参数的属性对话框。见图4.13。

图 4.13：参数的值

（3）默认情况下，有些参数并不显示。但是，调用块属性框，可以查找到块的全部参数，见图4.14。输入MAN_OC和AUT_ON_OP被勾选为“Invisible”。因此，这两个输入都在CFC上不可见。为了让它们可见，去选这两个选择框。

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图 4.14：块的全部输入/输出

（4）点击某个块输出，接下来，再点击另一个块的某个输入，以将这两个参数联系起来。连接时，点击顺序可任意选择。（5）要实现图之间的关联，先将图组织为层叠方式，接下来，点击一个图中的某个输出和另一个图中的某个输入。（6）在单页视图和6页视图中切换，只需双击某个表中任意空白区域。

2.4.3 运行顺序

块实例的右上角，显示有一个OB，例如OB32。这表明，在控制器中周期性地执行该块。OB32的周期为 1秒，表明，安置在OB32内的块将每秒钟执行一次。在CPU的属性中，OB30至OB38的周期分布在10毫秒至5秒之间。

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PCS 7 PoT 第4章创建PCS 7项目-使用入门已激活块 OB32: 1秒循环中断

运行时刻组 1 / 位置 4

图 4.15：块实例的运行时刻属性

默认情况下，自系统库中新近拖出的块将会安置在运行组和OB32中。然而，这种默认设置始终都可以调整，以适应各种不同的应用。

要在相应的OB中安装块，首先打开运行时刻编辑器。你可以切换到如图4.16所示的编辑器中。一旦进入了运行时刻编辑器，就可以自一个OB中拖出某个运行组，并将其放置在另一个OB中。按这种方法，可以改变不同OB中的块结构。

图 4.16：运行顺序

在运行时刻编辑器中，可以发现，CFC图阀门位于运行组阀门中，且其中断周期为1秒。用于更快速的阀门控制时，可以将该运行组拖放至OB35中[循环中断]（100 毫秒）。说明

总是在运行组插入功能块实例，且运行组安装在OB中。

如果插入一个图，则将会自动地创建使用该图名称的一个运行组。后来置入该图上的块将会插入在该图的运行组中。新图和块的插入技巧：

在运行顺序中，该位置的前一个位置被高亮为绿色。

借助功能“Predecessor for Insert Position”，可以改变指示器，以便将块和图安装在想要的位置。

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2.4.4 编译和下载程序

编译程序时，使用以下菜单路径：Chart → Compile → Charts as Program。第一次，需要编译整个程序。此后，只需编译“Changes only”就可足够了。

图 4.17：编译CFC图

选项“Generate moudule drivers”将会自动地生成必要的带有驱动器块的CFC图，该过程与所配置的硬件有关。选项“Generate SCL source”，有助于调试功能块。说明

程序编译的结果输出包含有警告信息，这是因为你没有组态信号模块。信号模块的组态，详尽信息，请参阅第5章。将程序下载至CPU，请在CFC中使用菜单路径：CPU → Download。

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图 4.18：下载程序至AS

第一次下载，或者对程序实施了根本性的更改时，使用完整程序下载。完整程序下载将会停止CPU的工作，这在某些情况下是不允许的。说明

与完整程序下载或者仅下载更改部分有关的CPU可靠性，详情请参阅第7章。说明

“Download”的结果输出包含有警告信息，这是因为你没有组态信号模块。信号模块的组态，详尽信息请参阅第5章。

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2.4.5 CFC测试

测试程序时，使用以下菜单路径：Debug → Test Mode。将I/O值加入至监视表，可以对它们实施监控。接下来，这些值将高亮为黄色。右击某个I/O，接着选择“add I/O to Watch List.”。若需要在线改变某个值，双击某个输入，例如，MAN_OC。将会打开I/O属性对话框，接下来，可以为该变量设置新值。说明

为了使SFC图可以控制该阀门，必须将 LIOP_SEL 和 AUT_L都设置为“True”，以使能AUTO_OC的使用。第6章，将会详细地解释库功能VALVE。

图 4.19：测试CFC中的程序

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2.5 创建SFC

2.5.1

任务-阀门的自动控制

设计一个SFC程序，若没有故障，则自动地打开这个阀，并且随后关闭它。

2.5.2 设计SFC图

在工厂视图中的分级目录Valve1中已经有一个SFC图可供使用。请将其名称改为val_sfc。

双击SFC图，打开SFC编辑器。接下来，可以使用各种图结构，创建一个SFC顺序。基本元素为步和条件。在Step中，可以指定块I/O的期望值或者其它块I/O。在Transition中，将检测特定条件。

图 4.20：在SFC中设计图

打开SFC后，仅能看见步Start和End，以及一个Transition。请插入两个基本元素，并根据任务更改这些对象的名称。为了找开阀门，必须打开步的属性对话框，并设置AUTO_OC = 1。遵照图4.21所示的说明。

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图 4.21：浏览SFC中的程序的变量

为了设置Transition中的条件，例如，当没有CSF错误时，双击条件“No CSF Error”，以打开其属性对话框。接下来，查看并找到变量CSF，将其设置为0，表示，没有CSF故障时，顺序将执行至“Open”步。为了完成SFC设计，步和条件必须按下表设置。

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步或者条件 START (initialisation) No CSF Error Open (Processing) Opened Close (Processing) Closed END (Processing) 变量值 LIOP_SEL =1 ，且 AUT_L =1 CSF = 0 AUTO_OC =1，将该步最小运行时间设置为5秒 QOPENED = 1 AUTO_OC = 0 QCLOSED =1 AUTO_OC = 0 ， LIOP_SEL =0 ，且 AUT_L =1 表 4.2：阀1的步和条件

2.5.3 SFC图的运行顺序

检查SFC图已经安装至了哪个OB中可以执行以下菜单路径：Edit → Run sequence。如果该位置不合适的话，可以将该图移动至另一个OB中。

SFC完成后，首先执行SFC → Compile（change only），编译该SFC。接下来，执行PLC → Download（change only），将其下载。默认情况下，已下载SFC处于空闲模式。

2.5.4 在SFC中的测试

运行SFC图，可以执行以下菜单路径：Debug → Test mode，则该处于运行时刻。按下按钮Start。

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图 4.22：在SFC中的测试

在运行时刻，双击某个Transition，可以检查该条件。

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图 4.23：运行时刻中的条件

第一列显示的为当前过程值，它们可以人工设置。条件值在最右边一列，在运行时刻也可以更改。因此，它是程序调试的一个极佳工具。

双击一个任意步，可以观察赋值状态，或者运行时刻被改变的位置。

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图 4.24：在运行时刻，设置步的运行时间

图 4.25：步中的赋值状态

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2.6 块图标和面板

在OS中，有一个相应的块图标和多个属于该功能块的面板视图，据此，可以显示或者更改阀门的工作状态。执行“OS Compile”，在过程画面中，将会根据分级目录自动地创建该块图标。说明

块图标和面板更多的操作详情，见第10章中的解释。

2.7 编译OS

在SIMATIC 管理器中创建了图以后，通过“OS Compile”将会自动地生成PCS 7 OS相应的项目数据。它极大地减少了OS项目内实际的OS设计工作量。

在组件视图中选择OS项目OS（1）以后，采用以下菜单路径可以调用“OS Compile”：SIMATIC 管理器 → Option → OS → Compile。

如下向导将详细介绍各窗口中可能的设置：

图 4.26：分配给OS项目的区域

在OS编译向导的第一个介绍页以后，下一页将显示可以将该区域分配给操作员站的地方，“Which areas do you want to assign to which operator stations?”此处，无需更改。只有在使用多个OS的情况下，你才需要决定在哪个OS上创建这些数据。

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PCS 7 PoT 第4章创建PCS 7项目-使用入门随后，将会是选择网络连接的页，它负责处理AS和OS之间的通讯，“Select the network connections for the S7 Programs with the areas”。

图 4.27：选择S7程序和操作员站

如果使用PLCSIM，可以选择一个MPI连接。占击按钮Connections，可以查看可用连接。 “Select the data you want to compile and the scope of the compilation.”

默认情况下，标签和消息、图树在该步被选为自动生成。激活选项SFC可视化也是有意义的。

图 4.28：选择S7程序和操作员站

在向导的最后一个视窗中，将总结已经选择的选项。在该视窗中，你可以检查你的设置，必要时，可以返回。

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图 4.29：检查设置

点击按钮“Compile”，开始编译工作。

图 4.30：编译 OS

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2.8 OS组态

2.8.1

OS项目

按以下菜单路径，打开OS项目OS（1）：右击组件视图中的OS对象 → Open project。则该OS项目将在WinCC 浏览器工具中打开。

图 4.31：OS编辑器和系统图

在视窗的左侧，列出了所有的OS编辑器，例如，用于设计过程画面的图形设计器、用于组态过程值归档的变量记录，等等。选中图形设计器，则在视窗的右侧将会列出为该项目所创建的所有图形。系统图以符号 @ 开始，它们在编译OS时创建。工厂图形（Plant1.Pdl、Unit1.Pdl和Valve1.Pdl）为插入至SIMATIC管理器工厂视图中的那些画面。 PCS 7 OS 变量管理器可以访问由功能块I/O特定创建的变量。 PCS 7 PoT V7.0 / 版本 1.0 / 2007年 3月

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图 4.32：PCS 7 OS 的变量管理器

2.8.2 图形设计器

再次选中图形设计器，通过双击打开画面Valve1。则在图设计器中打开该画面。编译成功以后，将会自动生成一个阀块图标和SFC_val 图标。

在OS组态的后继过程中，将会为阀控制插入一个静态图片背景。并且，该块图标会插入至该画面的上部。在OS运行时刻，这些图标动态地控制该阀门。说明

OS组态的更详情信息，参阅第10章。

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图 4.33：图形设计器

2.9 OS运行

启动项目运行，请按以下菜单路径激活该项目：WinCC → File → Activate。如果采用默认设置，PCS 7 运行时刻系统将采用标准布局。

在OS运行时刻的顶部，通过选择OS区域，可以查看与你的分级相应的各种工厂图。默认情况下，从工艺分级中派生有 16 个总览区域。也可以从工厂层级中获得图形分级（工作空间上显示的小窗口）。被选的画面显示在OS运行时刻的中部。

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图 4.34：PCS 7运行系统的标准布局

双击VALVE图标，打开控制阀门的VALVE面板。例如，如果该阀门手动模式，你可以更改其工作模式；执行打开或关闭操作。如果双击SFC图标，则SFC面板将打开，可显示详细的工作详情，并执行动作。

在OS运行时刻系统的底部，可以切换标准按钮，以操作控制功能，例如，显示并确认过程消息，或者导航图形层级。

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练习

练习4.1创建你的第一个PCS 7项目 1. 任务

在CFC中设计一个阀门控制图，包括VALVE块。设计一个SFC图，以自动地打开和关闭该阀门。

使用CFC测试模式、SFC测试模式，以及在OS运行时刻测试您的阀门控制。

2. 指南

参阅本章中的视屏截图和描述。你可以使用已经创建的项目。 1．将过程标签类型VALVE从库复制至分级目录阀门1。 2．在SFC编辑器中创建顺序链。 3．在CFC或者SFC中编译项目。 4．将项目下载至AS。 5．在CFC和SFC中测试程序。 6．运行OS编译功能。

7．在OS运行时刻系统中测试项目。使用面板来控制阀门。

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