第四節(jié) SIMATIC工業(yè)軟件

一、STEP 7

STEP 7是一種編程和組態(tài)軟件。使用該軟件，可對自動化系統(tǒng)SIMATIC S7-300和S7-400進(jìn)行編程和組態(tài)。包括采用數(shù)字量模塊對CPU進(jìn)行硬件配置，連接PROFIBUS、以太網(wǎng)組件以及其他網(wǎng)絡(luò)組件。該編程軟件符合IEC 61131標(biāo)準(zhǔn)。

STEP 7的特點：通用數(shù)據(jù)存儲，項目結(jié)構(gòu)簡明；采用STL、LAD和FBD語言編程，各編程語言之間可以切換；CPU屬性可調(diào)；模塊地址可調(diào)；可顯示模塊診斷信息，讀取錯誤消息緩存器；可顯示交叉參考和參考數(shù)據(jù)。

STEP 7如圖2-9所示。

圖2-9 STEP 7

圖2-10 S7-GRAPH

二、順序控制編程軟件S7-GRAPH

使用工程軟件S7-GRAPH，可對順序控制系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)、調(diào)試和編程，該軟件符合標(biāo)準(zhǔn)IEC61131-3，通過圖形化連線代替昂貴的編程。可按步和轉(zhuǎn)換（步之間的轉(zhuǎn)換）的順序，對過程進(jìn)行概覽分析。之后，還可對步的內(nèi)容進(jìn)行編程。步之間的轉(zhuǎn)換也可使用LAD或FBD語言進(jìn)行編程。使用該軟件，可對整個編程方案進(jìn)行概覽。另外，該軟件還提供有各種診斷功能。

S7-GRAPH如圖2-10所示。

三、狀態(tài)控制編程軟件S7-HiGRAPH

使用S7-HiGRAPH，可借助狀態(tài)圖進(jìn)行非同步過程的圖形化描述。使用該軟件，可圖形化描述過程狀態(tài)以及可能的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。可任意放置的圖像元素，提高了軟件使用靈活性。通過簡便的集成監(jiān)控和消息功能，用戶可以很容易地分析錯誤，減少停機時間。使用狀態(tài)圖，既可描述自動操作，也可描述手動操作。而且不僅適用于PLC編程人員，還適用于機器制造商（示教）及調(diào)試和維修工程師。

S7-HiGRAPH適用于自動化系統(tǒng)SIMATIC S7-300（建議使用CPU 315或以上）、SIMATIC S7-400、SIMATIC C7（建議使用C7-626或以上）以及SIMATIC WinAC。

S7-HiGRAPH如圖2-11所示。

圖2-11 S7-HiGRAPH

四、高級編程語言S7-SCL

圖2-12 S7-SCL

S7-SCL（Structured Control Lan-guage，結(jié)構(gòu)化控制語言）是基于PASCAL的高級語言，用于存儲程序控制的編程。S7-SCL有PLCOpen Base Level證書。使用S7-SCL具有的優(yōu)點：簡單、快速的程序創(chuàng)建；高質(zhì)量的PLC程序；更佳的可懂度；更簡便的調(diào)試。用戶可以為自動化任務(wù)構(gòu)建省時的高性價比解決方案。該軟件可用于所有自動化系統(tǒng)SIMATIC S7-300（建議使用CPU 314或以上）、SIMATIC S7-400、SIMATIC C7以及SIMATIC WinAC。

S7-SCL如圖2-12所示。

五、SIMATIC WinAC Basis

SIMATIC WinAC Basis是一種基于PC的控制解決方案，適用于解決小型控制任務(wù)以及典型的PC任務(wù)，具有較高的性價比。SIMATIC WinAC Basis具有控制功能和技術(shù)功能以及用于可視化、數(shù)據(jù)處理和通信的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序。軟件運行環(huán)境為Windows NT操作系統(tǒng)。對于苛刻和具有嚴(yán)格實時要求的任務(wù)，可采用SIMATIC WinAC RTX。它可直接安裝在Windows NT下，其增強的實時性能保證對控制部分具有確定性響應(yīng)。

方便的SIMATIC WinAC如圖2-13所示。

SIMATIC WinAC組件如下：

1.Controlling組件

軟PLC的操作與硬PLC（例如CPU315-2 DP）相同。使用標(biāo)準(zhǔn)工具SIMATIC Manager進(jìn)行編程和診斷（LAD/FBD/STL Editor，Monitor/ModifyVariable）。通過優(yōu)先級控制，可簡便地調(diào)整軟PLC的性能（從Windows NT實時響應(yīng)，到Windows NT中的輔助應(yīng)用程序）。軟PLC通過密碼保護(hù)來保證安全，防止影響控制。永久性數(shù)據(jù)可防止系統(tǒng)故障。

使用SIMATIC WinAC數(shù)據(jù)元素，可創(chuàng)建和顯示B&B（操作與觀測）操作員界面，并可與Soft-Container一起顯示。也可使用VB實現(xiàn)HMI操作員界面。也可使用ProTool/Pro進(jìn)行快速HMI組態(tài)。

圖2-13 方便的SIMATIC WinAC

2.Computing組件

PLC的數(shù)據(jù)交換由PC完成。數(shù)據(jù)元素也由PC處理（SIMATIC Data Control）。使用這些數(shù)據(jù)元素，可簡便地連接Windows對象（OCX組件）與軟PLC（例如存儲位字，輸入和輸出等）。

使用數(shù)據(jù)元素，也可通過普通的辦公網(wǎng)絡(luò)（以太網(wǎng)）與PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)交換（僅通過SIMATIC S7416-2 DP ISA）。

3.Windows邏輯控制器

Windows邏輯控制器（Windows Logic Controller，WinLC）是CPU的軟件解決方案，如圖2-14所示。可在安裝有WinLC的PC上，顯示CPU的功能。WinLC程序可仿真CPU 315-2 DP的整個操作，也可根據(jù)CPU 315-2 DP定制。故障LED或操作類型開關(guān)的排布都和硬件CPU相對應(yīng)。WinLC可處理1024點數(shù)字量輸入和128點模擬量輸入。因此，可通過一個分布式I/O（如ET 200M）連接外部設(shè)備。

圖2-14 WinLC

控制性能則取決于處理器和RAM的性能以及WinLC軟件的可調(diào)循環(huán)時間。WinLC的循環(huán)時間可根據(jù)具體的控制任務(wù)設(shè)置。一個WinLC循環(huán)包括讀取過程映像輸入表中的輸入、程序執(zhí)行、生成過程映像輸入表（例如等待時間的執(zhí)行），直到規(guī)定的最小循環(huán)時間到。在剩余時間內(nèi)，Windows NT完成其他當(dāng)前任務(wù)。

實時解決方案則形成了插槽式PLC。插槽式PLC是一個應(yīng)用程序，相當(dāng)于CPU 416-2 DP中的一個功能包，可實現(xiàn)確定性的響應(yīng)，并且響應(yīng)時間短，與操作系統(tǒng)Windows NT無關(guān)。操作系統(tǒng)可在插槽式PLC運行時起動。

六、SIMATIC ProTool/Pro

使用ProTool和/或ProTool/Pro，可對HMI進(jìn)行組態(tài)。ProTool可將構(gòu)思方案簡便、快速地轉(zhuǎn)換為用于可視化系統(tǒng)的清晰圖像。其優(yōu)點是可以利用Windows環(huán)境，即可使用標(biāo)準(zhǔn)圖形處理程序來創(chuàng)建圖形連接。可以將ProTool集成到SIMATIC Manager中，并在這里處理符號表。組態(tài)軟件也可作為獨立版使用。

OP 3、OP 7和OP 17型操作員面板可使用軟件ProTool/Lite進(jìn)行組態(tài)。圖形化操作員面板OP27、OP 37、TP 27和TP 37需使用軟件ProTool。基于Windows的系統(tǒng)（如OP 37 Pro）可使用ProTool/Pro進(jìn)行組態(tài)。

ProTool/Pro如圖2-15所示。

圖2-15 ProTool/Pro

七、HMI SIMATIC WinCC

SIMATIC WinCC表示“Windows控制中心”。WinCC是一個基于Windows NT或Windows 95的高性能過程可視化系統(tǒng)。該32位系統(tǒng)提供了優(yōu)先多任務(wù)處理功能，以便能夠快速和有效地對過程事件和報警做出響應(yīng)。通過WinCC，可以順利地集成到現(xiàn)有自動化系統(tǒng)中。它采用一個與多個標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序共用的數(shù)據(jù)庫，可與其他Windows應(yīng)用程序或其他SIMATIC組件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。WinCC中還集成有用于對圖形元素進(jìn)行簡便組態(tài)的對象庫。

其屬性如下：

1）用于方便地創(chuàng)建過程映像的圖形化編輯器。

2）帶有歸檔系統(tǒng)的消息系統(tǒng)。

3）測量值歸檔。

4）報告系統(tǒng)。

5）用于組態(tài)基本功能的選項。

6）通用數(shù)據(jù)庫。

WinCC如圖2-16所示。

八、PCS 7過程控制系統(tǒng)

PCS 7是TIA自動化概念中的過程控制系統(tǒng)。它基于采用經(jīng)過挑選的便利組件而作為控制系統(tǒng)運行。另外，它還擁有一些可確保通過I/O控制和人機界面進(jìn)行工程組態(tài)時的特殊系統(tǒng)性能的功能擴展，還提供了一個用于可滿足過程儀表和控制系統(tǒng)的苛刻要求的功能包。

圖2-16 WinCC

其屬性有：定義的起動和重新起動，操作概念，控制系統(tǒng)消息概念，訪問授權(quán)，使用壽命監(jiān)測，實時同步，安全過程控制，包含有預(yù)制功能塊的庫，用戶友好的組態(tài)，用于非連續(xù)過程的附加軟件包。

PCS 7如圖2-17所示。

圖2-17 PCS 7