AC800F編程組態(tài)培訓

-.z.AC800F培訓資料IndustrialIT系統(tǒng)是ABB公司推出的一種全能綜合型開放控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)融傳統(tǒng)的DCS和PLC優(yōu)點于一體并支持多種國際現(xiàn)場總線標準。它具備復雜模擬回路調(diào)節(jié)能力、友好的人機界面及方便的工程編程軟件等。IndustrialIT系統(tǒng)特點：1、系統(tǒng)無主機、無通訊管理器、全局數(shù)據(jù)庫管理，任何故障都將被限制在有限范圍內(nèi)，決不會招致系統(tǒng)崩潰，真正實現(xiàn)了功能分散、危險分散。2、一體化的編程與調(diào)試軟件，實現(xiàn)對全系統(tǒng)所有功能的組態(tài)。系統(tǒng)采用WINDOWS目錄樹風格，結構清晰，簡單易學。系統(tǒng)具有190多個功能塊、大量符號庫，用戶可自定義功能塊及接受第三方編程。3、自動建立全系統(tǒng)包括操作員站、過程站、網(wǎng)關站之間的通訊。4、強化的結構設計，控制器和電源模塊采用全封閉結構，防塵、防靜電、抗電磁干擾；I/O模件可適應現(xiàn)場惡劣環(huán)境。支持遠程I/O。5、多重冗余技術的使用，如：電源冗余、高速以太網(wǎng)冗余、操作員站冗余、控制器冗余、現(xiàn)場總線冗余、I/O冗余，確保了系統(tǒng)的可靠性。6、具有完整的分層自診斷功能，可診斷網(wǎng)絡、站、I/O模件直至I/O點?？刂破鲀?nèi)還集成了WebServer技術，允許通過Internet瀏覽器進行遠程診測7、全開放的體系結構。支持多種國際現(xiàn)場總線標準；ProfibusDP、FF、Can、Hart、Modbus等，實現(xiàn)與數(shù)種現(xiàn)場總線設備互連。IndustrialIT控制器中主要包括AC800M，AC800C，AC800F，AC700F等。這里我們主要介紹AC800F。一、AC800F控制器基本介紹AC800F是基于開放的現(xiàn)場總線技術標準的現(xiàn)場總線控制器，既可連接常規(guī)I/O，又可連接RemoteI/O及Profibus、FF、CAN、Modbus等各種現(xiàn)場總線設備，現(xiàn)場過程儀表可直接或借助于Fieldbus遠程I/O經(jīng)由現(xiàn)場總線與AC800F進行數(shù)字通迅，為用戶提供了使用現(xiàn)場總線技術的靈活性。AC800F可以采集來自4條不同現(xiàn)場總線的過程數(shù)據(jù)和診斷信息。AC800F通過以態(tài)網(wǎng)(Ethernet)與整個系統(tǒng)通迅。該系統(tǒng)分為兩級：操作管理級(操作員站OS、工程師站ES及網(wǎng)關GS)和過程控制級(這里為現(xiàn)場控制器AC800F)。在操作管理級上不僅實現(xiàn)傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)監(jiān)控操作功能(動態(tài)畫面顯示、趨勢顯示、彈出式報警及操作指導信息、報表打印、硬件診斷等)，而且完成配方管理及數(shù)據(jù)交換等管理功能。過程控制級實現(xiàn)包括復雜控制在內(nèi)的各種回路調(diào)節(jié)（各種PID、比值、……）和邏輯控制、順序控制以及批量控制功能。AC800F控制器提供不同程度的冗余功能。1．AC800F控制器結構AC800F控制器構成:CPU主板與模件接口槽位；電源模件；至少一個Ethernet模件；最大4個現(xiàn)場總線模件。AC800F控制器槽位:P:用于插入電源模件；E:每個AC800F控制器有2個E槽,用于插入以太網(wǎng)模件,一般E1槽作為標準系統(tǒng)通信,E2槽為控制器冗余切換接口；F:每個AC800F控制器有4個F槽,用于插入現(xiàn)場總線接口模件,如果使用FI810F通信模件,這個模件僅能插入到F1槽,其它總線接口模件無槽位限制,但最多為4個。2．控制器模件（1）基本單元PM802F/PM803F：高效超標量RISC微處理器(150MIPS)16K內(nèi)部CPU緩沖RAM4MB/8MBFLASHEPROM后備電池保持，包括電池電壓監(jiān)測EEPROM，串行，16Kbit4個現(xiàn)場總線模件槽2個以太網(wǎng)通信模件槽現(xiàn)場控制器冗余設置PM802F/PM803F的最大區(qū)別在于：PM802F的靜態(tài)度RAM為4MB，F(xiàn)LASHEPROM為4MB；PM803F的靜態(tài)度RAM為8MB，F(xiàn)LASHEPROM為8MB。（2）電源模件（3）以太網(wǎng)模件（4）總線接口模件3．I/O模件I/O模件均為自帶CPU的智能化模件，主要功能是進行信號調(diào)理及A/D、D/A轉(zhuǎn)換、并完成包括線性化、工程單位轉(zhuǎn)換在內(nèi)的各種數(shù)據(jù)預處理。I/O模件的參數(shù)設置均由組態(tài)軟件完成，不必開關跳線及電位器進行調(diào)整。每個I/O模件的掃描周期可根據(jù)需要分別進行設置。I/O模件具有自診斷和內(nèi)部工作溫度監(jiān)視報警功能，所有I/O模件均可設置故障安全(fail_safe)值(數(shù)據(jù)保持/預設值/最大或最小值)，一但模件故障或通迅出錯,輸入輸出結果即可切換到事先組態(tài)好的安全值。I/O模件采用了前面板接線的緊湊結構設計，傳送過程I/O信號的電纜經(jīng)編組端子排或直接連到I/O模件前面板的螺絲型端子接線器上，螺絲型端子上帶有防止誤連的編碼標記。前面板上還有狀態(tài)指示LED和I/O位號標簽。I/O模件分為模擬量模件和開關量模件，又有輸入輸出之分，所以一般常用模件為模擬量輸入AI,模擬量輸出AO,開關量輸入DI,開關量輸出DO；此外還有熱電偶，熱電阻I/O模件。二、AC800F編程軟件介紹把CBF軟件安裝到計算機上，這臺計算機我們就稱為工程師站，用于監(jiān)控和操作的的計算機我們稱為操作員站。工程師站上的組態(tài)調(diào)試軟件ControlBuildF及操作員站上的操作監(jiān)控軟件DigiVis是AC800F系統(tǒng)操作管理級必須的軟件。工程師站組態(tài)軟件ControlBuildF用于系統(tǒng)編程、參數(shù)設定、與調(diào)試；現(xiàn)場過程控制組態(tài)；操作級顯示與信號記錄組態(tài)；編程語言采用國際標準IEC61131-3圖形化編程語言，支持功能塊圖FBD；梯形圖LD；指令表IL；順序功能塊圖SFC。（我們平時常用的為前兩種）操作員站軟件---DigiVisDigiVis的功能包括圖形顯示、數(shù)據(jù)監(jiān)視、系統(tǒng)狀態(tài)顯示、趨勢歸檔、記錄、過程及系統(tǒng)報警、控制操作、系統(tǒng)診斷等。三、軟件編程1．打開軟件并建立組態(tài)正確安裝軟件后，在開始菜單中打開CBF軟件，如下圖所示屏幕出現(xiàn)如下畫面，點擊"確認”后，出現(xiàn)下面的畫面此畫面說明現(xiàn)在用的是演示版本，如果用于商業(yè)用途需要向ABB購買權限。（1）引入一個項目文件使用鼠標點擊菜單行中的項目--導入，把一個（.csv）文件導入使用。（2）新建項目文件進入組態(tài)界面后，選擇項目菜單條的新建創(chuàng)建一個新項目，項目名稱為：training，保存在文件夾proj下點擊save按鈕，輸入相應的項目信息，如：項目名稱，項目管理者，項目注解等，若需要還可以加密碼。進入組態(tài)環(huán)境中，一個完整的組態(tài)項目文件，至少要有操作管理級（操作員站，網(wǎng)關站等）和過程控制級(現(xiàn)場控制器AC800F硬件配置)。此外，還有用戶功能塊，圖形庫等等。下面我們就具體介紹一下項目樹的建立過程。單擊菜單條組態(tài)按鈕，顯示根目錄和暫存池兩項用鼠標選中training，右鍵選擇插入下一級，選擇組態(tài)CONF，然后確認。點擊確認后，在彈出的對話框中填入要點信息名稱，這里取配料環(huán)節(jié)為例。確認后，就建成了一個以配料為名稱的組態(tài)文件根目錄。這樣整個組態(tài)項目下的資源(包括過程站、操作員站及其它站)及對象的數(shù)據(jù)庫都由其統(tǒng)一管理，數(shù)據(jù)傳送也由其負責，時區(qū)設置由其完成。繼續(xù)在此CONF上點擊右鍵，插入下一級來添加過程站默認取名為"配料”，與組態(tài)級相同，其他的參數(shù)先選擇默認，不用更改。以同樣的方法添加操作員站"OS1”，網(wǎng)關站"OPC”，用戶功能塊"公共圖”。這些站或資源庫都是CONF的下一級，它們之間是平級的，也可以右鍵點擊其中一級，選擇插入下一個來添加。添加用戶功能塊庫添加網(wǎng)關站在添加網(wǎng)關站時，需要根據(jù)需要選擇網(wǎng)關的類型，如上圖所示。在培訓中，為了能夠讓學員清楚的看到信號之間是怎么連接的，需要用到仿真控制器，所以在此組態(tài)中再加一個過程站，這樣兩個過程站，一個用于仿真，一個用于學習硬件配置。添加好各個資源的組態(tài)基本結構如下圖所示。2．硬件配置從前面的介紹可知，項目樹下組態(tài)的資源如過程站、操作員站、網(wǎng)關站等都有對應自己的硬件設備，且過程級又可以分為AC800F，仿真控制器等，每一種過程級中包含不同的模件，模件的放置位置及參數(shù)要求都不同，這就需要我們按照實際的配置將設備硬件組態(tài)到項目的硬件結構中去。在ControlBuildF中，必須按照實際硬件的安裝，在組態(tài)軟件中完成硬件配置、參數(shù)設置、通道定義、資源號的設定等。項目樹中的資源必須與實際的硬件相對應。在項目樹界面中，選擇菜單行的硬件結構，進入硬件組態(tài)界面左邊是硬件結構的樹型顯示，右邊是圖形顯示。在圖形顯示中，以太網(wǎng)的上方配置操作員站和網(wǎng)關站，下方配置控制站。在以太網(wǎng)的上方點擊鼠標，會出現(xiàn)一個紅色的框，在此框上點擊右鍵，選擇插入，添加操作員站。點擊確認后，會在相應位置出現(xiàn)一個電腦圖標，右鍵點擊這個電腦圖標，制定它對應的組態(tài)中的資源。以同樣的方法，在以太網(wǎng)的上方添加網(wǎng)關站，并指定資源OPC。在以太網(wǎng)的下方插入控制器，先加入一個仿真控制器，這個是不需要配置的，直接默認就可。步驟如下幾個圖所示。指定資源為配料以相同的方法，添加AC800F控制器，并指定資源。完成之后的狀態(tài)如下圖所示在以太網(wǎng)中插入各種節(jié)點之后，要使其與項目樹中的資源建立一一對應關系。給節(jié)點分配資源以后，該節(jié)點自動激活，即ControlBuilderF在進入調(diào)試狀態(tài)時，系統(tǒng)總線將自動搜索該節(jié)點。若在項目樹中沒有建立相應的站，在進行硬件配置時，所插入的站標志將不能被指定資源，并顯示為灰色，表示不可用。下面配置AC800F控制器雙擊"控制器”的圖標，在機架上插入相應的模件。在機架的電源插槽P上，右鍵插入與實際對應的電源模件。在以太網(wǎng)插槽位置E1上根據(jù)不同配置選擇并插入不同以太網(wǎng)通訊模塊。冗余控制器需要插入2個以太網(wǎng)模件，既E1,E2槽都需要配置。在F插槽位置插入與實際相對應的總線接口模件。配置好機架的基本結構如下圖所示雙擊機架上的FI830，放置Profibusmaster雙擊現(xiàn)場總線的斷開處，選擇主設備。添加完成后，回到左側的硬件結構的樹型顯示，找到我們剛加完的這一級。插入從設備。每個master節(jié)點下，理論上最多允許放置125個從設備。點擊確認后，彈出總線地址選擇框，可根據(jù)實際情況修改總線地址。，選擇從設備的設備數(shù)據(jù)庫文件（GSD文件），選擇開始引入；或者從磁盤導入要添加的GSD文件。雙擊下面的接點:Node1,進入ProfibusSlave參數(shù)配置界面名稱為：SL_1F3_1,選擇從設備地址：2，無清除狀態(tài)數(shù)據(jù)，循環(huán)通訊；Watchdog:啟用，Watchdog超時：100*10ms;單元測試：選擇信息啟用在接點下插入需要的I/O模件，方法如下：首先選擇CI801ProfibusDPV1,插入通訊模件在Node1繼續(xù)插入其它模件，我們要插入DO810、DI810、AI810、AI830、AI835、AO810；選擇對應的模件，然后點擊插入按鈕即可插入DO810雙擊模件，進行配置。選擇Cluster:0Position:1各參數(shù)可以根據(jù)實際情況修改?DO810模件I/O編輯選中DO810模件，點擊I/O編輯；在輸出下選擇插入元素：DO810添加通道元素時，先加高位的Byte1，數(shù)據(jù)類型Bool，配置完0~7共8個通道。然后添加地位Byte0的8個通道元素。配置完如圖所示。在相應的通道寫上變量名，此變量是編程時為各個信號起的名字，即變量名。插入DI810模塊編輯—插入；雙擊模件，進行配置Position為2進行I/O編輯從Byte0開始到Byte1結束，數(shù)據(jù)類型選擇Bool，各自配置0~7共16個通道。配置完如圖：插入AI810模塊雙擊，進行配置，Position設為3；進行I/O編輯數(shù)據(jù)類型為Int，因為模擬量需要形成一個回路，有一正一副兩個端子才形成一個通道，所以0-15位，添加完為8通道。添加完如下圖所示。同樣的方法對AI830，AI835，AO810進行配置。并且注意，I/O模塊的順序要與實際的模塊順序一致，Position與實際對應。配置結果如下。3．控制器編程在編程之前，我們必須先了解一下信號。在控制系統(tǒng)中有兩個常見的術語，"模擬量”和"開關量”。不論輸入還是輸出，一個參數(shù)要么是模擬量，要么是開關量。這也是AC800F能處理的信號。開關量，在時間上和數(shù)量上都是離散的物理量稱為開關量也叫數(shù)字量。一般開關量（如溫度開關、壓力開關、液位開關等）通俗地說就是要么斷開，要么閉合，分別對應"0”和"1”。模擬量，在時間上或數(shù)值上都是連續(xù)的物理量稱為模擬量。把表示模擬量的信號叫模擬信號。常見的模擬量輸入/輸出信號有：4-20mA、0-10mA、1-5V、0-5V、0-10V、其它電壓或者毫伏級信號等。編程的時候我們也對開關量和模擬量進行不同的處理和編程。過程站下的程序級需要分層建立。先建立一個任務級，在任務級下面建立程序列表級，在程序列表級的下層是最終組態(tài)控制程序與計算程序，可以選擇功能塊圖語言，指令表語言，梯形圖語言等完成控制與運算程序的編程。在之前的項目樹中，找到過程站配料，點開"+”，有系統(tǒng)自動生成的用戶任務和系統(tǒng)任務，其中系統(tǒng)任務不需要用戶單獨組態(tài)。在user任務列表下面插入默認任務，并取名為熟料配料，其他參數(shù)默認。右鍵，插入下一級程序列表，取名熟料配料控制。同理，添加程序列表熟料配料配置。在程序列表下，插入下一級，根據(jù)編程需要選擇編程語言，常用的為功能塊語言FBD和梯形圖語言LD。完成過程級的組態(tài)如下圖所示。其中，控制部分主要對開關量進行編程，配置部分主要對模擬量進行編程。這里開關量編程主要以單電機運行以及多個電機的順序啟停為例進行介紹；模擬量編程輸入輸出轉(zhuǎn)化，監(jiān)控，趨勢等為例。3.1控制部分編程（開關量編程）我們在編輯電機啟停時，需要用到4開關量，備妥、驅(qū)動、運行、故障，還用到其他中間變量。打開石膏入庫控制，在空白處點右鍵，找到塊—開路控制—IDF單向單元。把圖形用鼠標拖到合適的位置，點一下鼠標左鍵。然后雙擊這個塊，填寫相應的信息。需要注意的是：然后添加變量和觸點，并命名變量名。雙擊觸點，為觸點命名，并且可以選擇觸點的類型。點擊確定后，如果這個變量事先沒有被定義，則會彈出下面窗口，資源和數(shù)據(jù)類型可以選擇，注解則是表示這個變量代表實際的哪個量，如：6號電機的驅(qū)動。添加讀寫變量和添加觸點的方法一樣。繪制連接線時可以按住ctrl鍵的同時拖動鼠標左鍵來完成，也可以點右鍵選擇畫線來完成。一個完整的電機塊程序如下圖所示。電機模塊的幾個主要引角的功能如下：IN引角是信號的輸入引角；MM與MA分別是手都與自動；FB1與FB0引角是對電機驅(qū)動信號和運行信號的反饋進行監(jiān)控，這兩個引角使用時連接在一起，分別取1和0時表示有返回信號；FLT是故障信號的監(jiān)控引角。功能塊右側OUT引角是信號輸出引角；FRT與FEP引角是對電機塊本身故障與FB0和FB1引角所監(jiān)控故障的報警拐角。從左母線處分別將電機的驅(qū)動信號和運行信號串聯(lián)接入塊的反饋端FB0和FB1，這樣一來，發(fā)出驅(qū)動信號了，長時間得不到總皮帶電機的運行返回信號，則說明該設備此時存在故障。如果運行信號在設定的運行時間監(jiān)控——"最大運行時間”5s過后仍不見運行返回信號，且"監(jiān)控ON”以設為有效，這時系統(tǒng)將自動撤掉驅(qū)動信號，并發(fā)出故障報警，以便及時作進一步處理。圖中，驅(qū)動返回信號和啟動信號并行，實現(xiàn)了電機的自鎖。電機組的組起停設計利用了定時器功能塊，根據(jù)電機的啟停順序設置不同的延時時間，并利用單向觸發(fā)激活各個電機的啟動信號。由上圖可知，每個定時器按時間順序設置不同的延時時間。根據(jù)實際工藝可知，電機組順序啟停，逆序停止，所以用一個停止信號加定時器逆序觸發(fā)組里各個電機的停止信號。把剛才的那個電機作為組里的一員，則可以以相同方法做出其他電機的程序，但要注意每個電機的變量一定要對應好，一邊達不到順序啟停的目的。雙向運行電機的編程和單向的差不多，在選擇塊時選雙向IDF。在編程時，正向反向運行時要形成互鎖。數(shù)字量監(jiān)控數(shù)字量監(jiān)控運用M_BIN模塊監(jiān)控，所監(jiān)控的變量一般是電機的故障信號，皮帶跑偏信號等等。3.2配置部分編程（模擬量編程）輸入輸出轉(zhuǎn)換模擬量的數(shù)據(jù)大部分是從現(xiàn)場通過變送器得來的，或是4~20mA或是0~10V的信號。前面硬件配置可知，模擬量經(jīng)過I/O模塊時進行了A/D或是D/A轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為介于0~28480之間的整型數(shù)（INT）。而整型數(shù)據(jù)還不能直接在程序中進行應用，因為項目程序中用以監(jiān)視、控制和處理此類模擬量的各變量均須為實數(shù)（REAL）類型，因此還必須將整型數(shù)轉(zhuǎn)換為實型數(shù)。我們完成控制時大多數(shù)情況下要跟實際的設定值進行比較、顯示等，所以還要經(jīng)過量程轉(zhuǎn)換，把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成和實際量程相對應的溫度、壓力、電流值。先將通過I/O模塊過來的模擬量信號用FBD塊轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為實型變量，再調(diào)用SCAL功能塊將經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后的0~28480之間的數(shù)值對應為需要的量程。SCAL功能塊的參數(shù)設置所示，輸出量程的起點和終點根據(jù)實際的填寫。模擬量輸出時和模擬量輸入相反。（2）模擬量監(jiān)控模擬量監(jiān)控運用M_ANA模擬量監(jiān)控模塊，監(jiān)控的目的就是變量所代表的值一旦超出*段范圍，系統(tǒng)會報警。鼠標右擊，選擇塊—監(jiān)控—模擬量監(jiān)控，添加M_ANA塊，并設置參數(shù)。（3）模擬量趨勢歸檔運用趨勢模塊TREND,如下圖所示分別在IN1到IN6加入要趨勢顯示的變量。4.操作員站編程操作員站組態(tài)包括以下內(nèi)容：用戶自定義圖形組態(tài)。完成用戶流程圖的生成，用戶需要先做靜態(tài)圖形，然后再插入動態(tài)標簽。系統(tǒng)標準圖形組態(tài)。包括總貌組態(tài)、趨勢組態(tài)、組組態(tài)等。報警信息處理。指系統(tǒng)所有報警提示信息的歸類及確認。記錄，包括事件記錄和狀態(tài)記錄。在項目樹的操作員站下面插入下一級，圖形顯示。在此圖形顯示中，可以導入*個生產(chǎn)工藝的位圖，也可以自己使用工具箱畫圖。下面根據(jù)過程站編好的程序在"工藝圖”中作出相應的圖形顯示。（1）電機圖形顯示通過選項菜單，顯示/關閉"工具箱”。在工具箱中選擇橢圓，在畫面上畫出一個圓形，并給這個圓形命名，假設為L6。在工具箱中選擇圖形符號，在空白處點擊鼠標，顯示下面的畫面。點擊確認，彈出一個參數(shù)設置對話框。把要顯示的電機的各個變量填到各個位上。在顯示工具條下面設置，是不同的位上的變量顯示不同的顏色，目的是在實際監(jiān)控運行時，可以通過不同的顏色顯示辨別電機的運行狀態(tài)。對象名稱處填上剛剛命名的圓形，這樣這個圖形顯示就設置到了剛才那個圓上。在通用—動作下面設置動作，此處，因為只為了顯示電機不同運行狀態(tài)，所以可以選擇無動作，也可以選擇打開面板，把要顯示的那個電機塊的名字填到打開面板處。這樣一個電機的運行位圖就做好了。相同的方法做出整個組或整個環(huán)節(jié)的。一組電機顯示（2）按鈕顯示從工具箱中選擇按鈕，在空白處點擊鼠標，彈出設置對話框，填入要作用的變量的名稱，以及按鈕顯示文字。點擊動作按鈕設置動作。根據(jù)控制程序建立多個按鈕。按動按鈕時不僅可以寫*個變量，既使這個變量置1，還可以打開*個圖形畫面，*個面板等，具有鏈接功能。（3）模擬量顯示在工具箱中選擇文字數(shù)字顯示，拖動鼠標建立一個顯示框，參數(shù)設置如下圖所示。對象名稱是指這個顯示在畫面中的標簽名，顯示變量處填寫的是要顯示的那個變量的名字。通過菜單條顯示設置數(shù)值顯示時的狀態(tài)，在通用—動作下設置點擊這個顯示框時的動作，可以選擇無動作，也可以根據(jù)實際情況選擇顯示這個變量所在的趨勢圖。（4）模擬量給定建立方法前面和模擬量顯示的建立是一樣的，只是在動作菜單下，選擇寫入*個變量。（5）模擬量監(jiān)控在文字數(shù)字顯示參數(shù)