1.4 TIA Portal的安裝與使用

西門子TIA Portal是一款集成了SIMATIC STEP 7、SIMATIC WinCC和SINAMICS StartDrive的工程技術(shù)軟件平臺(tái)，是工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的新一代工程技術(shù)軟件，也是業(yè)界第一款采用統(tǒng)一工程組態(tài)環(huán)境的自動(dòng)化軟件。如圖1-27所示，一個(gè)軟件項(xiàng)目便可以包含所有自動(dòng)化任務(wù)。

1.4.1 TIA Portal編程軟件概述

西門子推出的全集成自動(dòng)化（Totally Integrated Automation，TIA）滿足了全球所有產(chǎn)業(yè)對(duì)于一個(gè)執(zhí)行自動(dòng)化解決方案的全整合平臺(tái)的期待。全集成自動(dòng)化在多年的發(fā)展過(guò)程中，已經(jīng)成為10萬(wàn)多種自動(dòng)化產(chǎn)品的核心智能技術(shù)。該系統(tǒng)架構(gòu)是在各種設(shè)備間建立連接和實(shí)現(xiàn)最大互操作性的基礎(chǔ)，通過(guò)這樣一個(gè)全整合的自動(dòng)化系統(tǒng)，進(jìn)而全方位提高生產(chǎn)效率；從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備到控制器再到企業(yè)管理系統(tǒng)，能夠做出快速反應(yīng)，滿足最具挑戰(zhàn)性的需求。該系統(tǒng)一旦與客戶要求同步，便可以對(duì)工廠、機(jī)器設(shè)備和工藝操作進(jìn)行優(yōu)化，不僅能變得更高效，還能提高生產(chǎn)效率和競(jìng)爭(zhēng)力。

總地來(lái)說(shuō)，過(guò)去在多個(gè)平臺(tái)下做的事，現(xiàn)在在一個(gè)平臺(tái)下就能完成。通過(guò)這個(gè)平臺(tái)，成本得到了降低，工作效率也會(huì)得到提高。

在TIA Portal軟件平臺(tái)下，對(duì)于每一款產(chǎn)品都有不同的版本，具體差距如圖1-28所示。

TIA Portal軟件完整安裝包如圖1-29所示。

以下產(chǎn)品選件可用于STEP 7和WinCC工程組態(tài)系統(tǒng)。

● TIA Portal Multiuser（TIA Portal項(xiàng)目中多名用戶同時(shí)操作）。

● TIA Portal Cloud Connector（通過(guò)RDP訪問本地接口）。

● TIA PortalTeamcenter Gateway（連接Teamcenter）。

● SIMATIC Visualization Architect（基于STEP 7項(xiàng)目創(chuàng)建HMI數(shù)據(jù)）。

● SIMATIC Energy Suite（能源管理）。

● SIMATIC ProDiag（對(duì)S7-1500和SIMATIC HMI進(jìn)行機(jī)器和設(shè)備診斷）。

● SIMATIC OPC UA S7-1500（連接S7-1500和所有第三方設(shè)備）。

● SIMATIC Energy Suite S7-1500（能源管理）。

● SIMATIC STEP 7 Safety Basic/Advanced（F-CPU的安全程序）。

● SIMATIC S7 PLCSIM Advanced（S7-1500虛擬控制器）。

● SIMATIC Target 1500STM for Simulink?（Simulink? 的插件）。

● WinCC Sm@rtServer（遠(yuǎn)程操作）。

STEP 7（TIA Portal）是用于組態(tài)SIMATIC S7-1200、S7-1500、S7-300/400和WinCC控制器系列的工程組態(tài)軟件。STEP 7（TIA Portal）有2種版本，具體使用取決于可組態(tài)的控制器系列。

● STEP 7 Basic，用于組態(tài)S7-1200。

● STEP 7 Professional，用于組態(tài)S7-1200、S7-1500、S7-300/400和WinAC。

WinCC（TIA Portal）是使用WinCC Runtime Advanced或SCADA系統(tǒng)WinCC Runtime Professional可視化軟件組態(tài)SIMATIC面板、SIMATIC工業(yè)PC以及標(biāo)準(zhǔn)PC的工程組態(tài)軟件。WinCC（TIA Portal）有4種版本，具體使用取決于可組態(tài)的操作員控制系統(tǒng)。

1）WinCC Basic，用于組態(tài)精簡(jiǎn)系列面板。WinCC Basic包含在每款STEP 7 Basic和STEP 7 Professional產(chǎn)品中。

2）WinCC Comfort，用于組態(tài)所有面板。

3）WinCC Advanced，用于通過(guò)WinCC Runtime Advanced可視化軟件組態(tài)所有面板和PC。WinCC Runtime Advanced一個(gè)是基于PC單站系統(tǒng)的可視化軟件。WinCC Runtime Advanced可購(gòu)買帶有128、512、2k、4k、8k和16k個(gè)外部變量（帶過(guò)程接口的變量）的許可。

4）WinCC Professional，用于使用WinCC Runtime Advanced或SCADA系統(tǒng)WinCC Runtime Professional組態(tài)面板和PC。WinCC Professional有以下版本：帶有512個(gè)外部變量的WinCC Professional以及帶有4096個(gè)外部變量的“WinCC Professional（最大外部變量數(shù)）”。WinCC Runtime Professional是一種用于構(gòu)建組態(tài)范圍從單站系統(tǒng)到多站系統(tǒng)（包括標(biāo)準(zhǔn)客戶端或Web客戶端）的SCADA系統(tǒng)。WinCC Runtime Professional可購(gòu)買帶有128、512、2k、4k、8k、64k、100k、150k和256k個(gè)外部變量（帶過(guò)程接口的變量）的許可。

1.4.2 STEP 7軟件安裝

SIMATIC STEP 7設(shè)計(jì)有大量極為方便的功能，顯著地提高了所有自動(dòng)化任務(wù)的效率，無(wú)論這些任務(wù)涉及硬件組態(tài)、通信定義、編程還是涉及測(cè)試、調(diào)試或者維修等。該軟件創(chuàng)立了其領(lǐng)域中的標(biāo)準(zhǔn)。SIMATIC STEP 7 Professional軟件對(duì)軟件和硬件的最低要求如表1-14所示。

安裝前退出殺毒軟件，在軟件安裝包界面，雙擊“Start.exe”啟動(dòng)文件，如圖1-30所示。然后彈出“歡迎使用STEP 7 Professional V14.0 SP1安裝程序”的界面，如圖1-31所示。

彈出選擇安裝語(yǔ)言的對(duì)話框，如圖1-32所示，在這里選擇“簡(jiǎn)體中文（H）”。

然后單擊“下一步＞”，彈出安裝程序文件的解壓縮文件夾，如圖1-33所示。

單擊“下一步＞”，彈出“正在解壓縮軟件包的內(nèi)容”對(duì)話框，如圖1-34所示，開始解壓縮軟件包。

安裝時(shí)，如果彈出如圖1-35的對(duì)話框，提示用戶重啟計(jì)算機(jī)，但是在重啟后又要求重啟計(jì)算機(jī)，可按照以下方法解決。首先單擊“開始”，在“搜索程序和文件”中輸入“regedit”，如圖1-36所示。然后彈出注冊(cè)表編輯器，如圖1-37所示。

在注冊(cè)表界面，選擇“HKEY_LOCAL_MACHINE”→“SYSTEM”→“Current ControISet”→“Control”→“Session Manager”，在右邊列表框找到“PendingFileRenameOperations”，將其刪除，如圖1-38所示。

在安裝語(yǔ)言對(duì)話框界面選擇中文，如圖1-39所示。如果要閱讀關(guān)于產(chǎn)品和安裝的信息，單擊“讀取產(chǎn)品信息”按鈕，將打開包含相關(guān)說(shuō)明的幫助文件。閱讀說(shuō)明后，關(guān)閉幫助文件并單擊“下一步＞”按鈕，彈出產(chǎn)品語(yǔ)言選擇界面。

選擇“中文”為產(chǎn)品用戶界面使用的語(yǔ)言，如圖1-40所示，然后單擊“下一步＞”按鈕。

開始選擇要安裝的產(chǎn)品，如圖1-41所示。如果需要以最小配置安裝程序，則單擊“最小”按鈕。如果需要以典型配置安裝程序，則單擊“典型”按鈕。如果需要自主選擇要安裝的產(chǎn)品，請(qǐng)單擊“用戶自定義”按鈕。

在許可證條款界面中，首先閱讀并接受所有許可協(xié)議，并單擊“下一步＞”，繼續(xù)安裝。如圖1-42所示。

在安裝TIA Portal時(shí)需要更改安全和權(quán)限設(shè)置，則會(huì)打開安全設(shè)置對(duì)話框，如圖1-43所示。

檢查所選的安裝設(shè)置，如圖1-44所示。如果要進(jìn)行任何更改，請(qǐng)單擊“＜上一步”按鈕，直到到達(dá)想要在其中進(jìn)行更改的對(duì)話框位置。完成所需更改之后，通過(guò)單擊“下一步＞”按鈕返回概述部分。

單擊“安裝”按鈕，軟件開始運(yùn)行安裝，如圖1-45所示。

當(dāng)提示“必須重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)才能繼續(xù)運(yùn)行安裝程序”時(shí)，選擇“是，立即重啟計(jì)算機(jī)”，然后單擊“重啟”，如圖1-46所示。

當(dāng)軟件安裝完成后，彈出“安裝結(jié)束：STEP 7 Professional V14.0 SP1”對(duì)話框，如圖1-47所示。

1.4.3 WinCC軟件安裝

SIMATIC WinCC是TIA全集成工程組態(tài)框架的一部分。它提供了一個(gè)統(tǒng)一的工程組態(tài)環(huán)境，可對(duì)控制、可視化和驅(qū)動(dòng)解決方案進(jìn)行編程和組態(tài)。該工程組態(tài)框架是軟件開發(fā)的一個(gè)里程碑，是對(duì)TIA概念的貫徹與發(fā)展。

WinCC適用于所有HMI應(yīng)用，包括從采用基本面板的最簡(jiǎn)單的操作解決方案到基于PC的多用戶系統(tǒng)監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集（Supervisory Control and Data Acquisition，SCADA）應(yīng)用。與其上代產(chǎn)品SIMATIC WinCC flexible相比，該解決方案的應(yīng)用范圍顯著擴(kuò)大。用戶依然可以使用SIMATIC WinCC V7支持工廠智能解決方案或冗余結(jié)構(gòu)等非常復(fù)雜的應(yīng)用程序，而WinCC的開放式架構(gòu)可滿足客戶包括非Windows平臺(tái)上的高度個(gè)性化需求。表1-15列出了安裝SIMATIC WinCC軟件包時(shí)需滿足的軟件和硬件最低要求。

安裝前退出殺毒軟件，然后單擊“開始”，在“搜索程序和文件”中輸入“regedit”，如圖1-48所示，然后彈出注冊(cè)表編輯器，如圖1-49所示。

在注冊(cè)表界面，選擇“HKEY_LOCAL＿M(jìn)ACHINE”→“SYSTEM”→“Current ControISet”→“Control”→“Session Manager”，在右邊列表框找到“PendingFileRenameOperations”，將其刪除，如圖1-50所示。

在軟件安裝包界面，雙擊“Start.exe”啟動(dòng)文件，如圖1-51所示。然后彈出“歡迎使用WinCC Professional V14.0 SP1安裝程序”界面，如圖1-52所示。

單擊圖1-52中的“下一步＞”按鈕，彈出選擇安裝語(yǔ)言的對(duì)話框，如圖1-53所示。在這里選擇“簡(jiǎn)體中文（H）”，然后單擊“下一步＞”按鈕，彈出安裝程序文件的解壓縮文件夾，如圖1-54所示。單擊“下一步＞”按鈕，彈出“正在解壓縮軟件包的內(nèi)容”對(duì)話框，如圖1-55所示，開始解壓縮軟件包。

解壓完成之后將打開選擇產(chǎn)品語(yǔ)言的對(duì)話框。在安裝語(yǔ)言對(duì)話框選擇中文，如圖1-56所示。如果要閱讀關(guān)于產(chǎn)品和安裝的信息，單擊“讀取產(chǎn)品信息”按鈕。將打開包含相關(guān)說(shuō)明的幫助文件。閱讀說(shuō)明后，關(guān)閉幫助文件并單擊“下一步＞”按鈕，彈出產(chǎn)品語(yǔ)言選擇界面。

選擇“中文”為產(chǎn)品用戶界面使用的語(yǔ)言，如圖1-57所示。然后單擊“下一步＞”按鈕。

開始選擇要安裝的產(chǎn)品，如圖1-58所示。如果需要以最小配置安裝程序，則單擊“最小”按鈕。如果需要以典型配置安裝程序，則單擊“典型（I）”按鈕。如果需要自主選擇要安裝的產(chǎn)品，則單擊“用戶自定義”按鈕。

打開許可條款對(duì)話框。首先閱讀并接受所有許可協(xié)議，如圖1-59所示，并單擊“下一步＞”。

在安裝TIA Portal時(shí)需要更改安全和權(quán)限設(shè)置，則須打開安全設(shè)置對(duì)話框，如圖1-60所示。

檢查所選的安裝設(shè)置，如圖1-61所示。如果要進(jìn)行任何更改，請(qǐng)單擊“上一步”按鈕，直到到達(dá)想要在其中進(jìn)行更改的對(duì)話框位置。

在軟件安裝界面單擊“修改”按鈕，軟件開始運(yùn)行安裝，如圖1-62所示。

當(dāng)提示“無(wú)法執(zhí)行許可證傳送，因缺少許可證密鑰介質(zhì)……”信息后，選擇“跳過(guò)許可證傳送”，如圖1-63所示。

安裝完成后，提示“是否要立即重啟計(jì)算機(jī)”，選擇“否，稍后重啟計(jì)算機(jī)”，如圖1-64所示。

軟件安裝完成后，彈出“安裝結(jié)束：WinCC Professional V14.0 SP1”對(duì)話框，如圖1-65所示。

1.4.4 PLCSIM軟件安裝

安裝前退出殺毒軟件，然后單擊“開始”，在“搜索程序和文件”中輸入“regedit”，如圖1-66所示。然后彈出注冊(cè)表編輯器，如圖1-67所示。

在注冊(cè)表界面，選擇“HKEY＿LOCAL＿M(jìn)ACHINE”→“SYSTEM”→“Current ControISet”→“Control”→“Session Manager”，在右邊列表框找到“PendingFileRenameOp-erations”，將其刪除，如圖1－68所示。

在軟件安裝包界面，雙擊“Start.exe”啟動(dòng)文件，如圖1-69所示。然后彈出“歡迎使用SIMATIC S7-PLCSIM V14.0 SP1安裝程序”界面，如圖1-70所示，單擊“下一步”按鈕。

彈出選擇安裝語(yǔ)言的對(duì)話框，如圖1-71所示。在這里選擇“簡(jiǎn)體中文（）”，然后單擊“下一步＞”按鈕，彈出安裝程序文件的解壓縮文件夾，如圖1-72所示。單擊“下一步＞”，彈出“正在解壓縮軟件包的內(nèi)容”對(duì)話框，如圖1-73所示，開始解壓縮軟件包。

解壓完成之后將打開選擇產(chǎn)品語(yǔ)言的對(duì)話框。在安裝語(yǔ)言對(duì)話框界面選擇中文，如圖1-74所示。如果要閱讀關(guān)于產(chǎn)品和安裝的信息，單擊“讀取產(chǎn)品信息”按鈕。將打開包含相關(guān)說(shuō)明的幫助文件。閱讀說(shuō)明后，關(guān)閉幫助文件并單擊“下一步＞”按鈕，進(jìn)入產(chǎn)品語(yǔ)言選擇界面。

選擇“中文”為產(chǎn)品用戶界面使用的語(yǔ)言，如圖1-75所示。然后單擊“下一步＞”按鈕。

開始選擇要安裝的產(chǎn)品，如圖1-76所示。如果需要以最小配置安裝程序，則單擊“最小”按鈕。如果需要以典型配置安裝程序，則單擊“典型（I）”。如果需要自主選擇要安裝的產(chǎn)品，則單擊“用戶自定義”按鈕。

打開許可條款對(duì)話框。繼續(xù)安裝，首先閱讀并接受所有許可協(xié)議，如圖1-77所示，并單擊“下一步＞”按鈕。

在安裝TIA Portal時(shí)需要更改安全和權(quán)限設(shè)置，則須打開安全設(shè)置對(duì)話框，如圖1-78所示。

檢查所選的安裝設(shè)置，如圖1-79所示。如果要進(jìn)行任何更改，請(qǐng)單擊“＜上一步”按鈕，直到到達(dá)想要在其中進(jìn)行更改的對(duì)話框位置。

在軟件安裝界面單擊“安裝”按鈕，軟件開始運(yùn)行安裝，如圖1-80所示。

安裝完成后，提示“是否要立即重啟計(jì)算機(jī)”，選擇“否，稍后重啟計(jì)算機(jī)”，如圖1-81所示。

軟件安裝完成后，彈出“安裝結(jié)束：SIMATIC S7-PLCSIM V14.0 SP1”對(duì)話框，如圖1-82所示。

1.4.5 使用TIA Portal創(chuàng)建項(xiàng)目

雙擊Windows桌面的“TIA Portal V14”軟件快捷方式，如圖1-83所示。進(jìn)入軟件界面，首先單擊“創(chuàng)建新項(xiàng)目”，在創(chuàng)建新項(xiàng)目界面的“項(xiàng)目名稱”中輸入“簡(jiǎn)單電路”，如圖1-84所示，單擊“創(chuàng)建”按鈕。

在屏幕的左下角，單擊“項(xiàng)目視圖”，然后軟件界面進(jìn)入項(xiàng)目視圖。

硬件組態(tài)就是在STEP 7中生成一個(gè)與實(shí)際的硬件系統(tǒng)完全相同的系統(tǒng)，例如生成網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)站、生成PLC的機(jī)架并在機(jī)架中插入模塊，以及配置各站點(diǎn)或模塊的參數(shù)。

在項(xiàng)目結(jié)構(gòu)窗口中，單擊“添加新設(shè)備”，彈出“添加新設(shè)備”對(duì)話框，選擇“控制器”→“SIMATIC S7-300”→“CPU”→“CPU 314C-2 PN/DP”（訂貨號(hào)為6ES7 314-6EH04-OA BO），如圖1-85所示，然后單擊“確定”按鈕。

添加新設(shè)備完成后，軟件畫面自動(dòng)進(jìn)入硬件組態(tài)窗口，CPU 314C-2 PN/DP是緊湊型PLC，CPU模塊有2個(gè)PROFINET接口，用于線性拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。并且CPU自身還集成DI24/DO16/AI5/AO6通道，如圖1-86所示。

需要注意的是，S7-300 PLC默認(rèn)第一個(gè)地址是I136.0（Q136.0），單擊“DI24/DO16”→“輸入”→“I/O地址”，可以在該畫面中修改I/O地址，如圖1-87所示。

單擊“AI5/AO2”→“輸入”→“通道0”，在該畫面中，除了可以修改I/O地址外，還可以配置模擬量通道類型等信息。

在輸入選項(xiàng)中，在0~3這四個(gè)通道中，測(cè)量類型中可以選擇取消激活、電壓和電流，如圖1-88所示。建議在不使用某個(gè)模擬量通道時(shí)，選擇取消激活，這樣可以減輕CPU的負(fù)擔(dān)。

當(dāng)選擇測(cè)量類型為電壓時(shí)，測(cè)量范圍有+/-10V和0~10V兩個(gè)范圍。當(dāng)選擇測(cè)量類型為電流時(shí)，測(cè)量類型有+/-20mA、0~20mA和4~20mA三個(gè)范圍。

第4個(gè)通道可以接溫度信號(hào)，溫度單位可以選擇攝氏度、華氏度和開爾文三種類型，測(cè)量類型有電阻（R-2L）和鉑電阻（RTD-2L）兩種。

在輸出選項(xiàng)中，輸出類型可以選擇取消激活、電壓和電流，如圖1-89所示。當(dāng)輸出類型為電壓時(shí)，測(cè)量范圍有+/-10V和0~10V兩個(gè)范圍。當(dāng)輸出類型為電流時(shí)，測(cè)量類型有+/-20mA、0~20mA和4~20mA三個(gè)范圍。

完成上述操作后，進(jìn)行編譯和保存。

在項(xiàng)目結(jié)構(gòu)窗口中的“程序塊”下單擊“Main［OB1］”，打開程序編輯器窗口，單擊程序段1的水平線，線將變?yōu)樯钌募哟志€。單擊收藏夾的常開觸點(diǎn)按鈕，或單擊指令樹的“基本指令”→“位邏輯運(yùn)算”，即可輸入常開觸點(diǎn)，如圖1-90所示。然后完成程序的編寫，如圖1-91所示。

S7-300 PLC一般采用MPI通信協(xié)議下載程序，但是CPU 314C—2 PN/DP這款產(chǎn)品集成PROFINET接口，可以直接使用網(wǎng)線下載程序。