打开软件并建立组态,正确安装软件后,在“开始”菜单中打开CBF软件,进入CBF后可进行操作。在菜单栏中选择“项目”→“导入”命令,导入一个“.csv”文件。
1.新建项目文件
新建项目的步骤如下。
(1)进入组态界面,在菜单栏中选择“项目”→“新建”命令,创建一个名称为“panda_dcs”的新文件。
(2)单击“save”按钮,弹出如图9-12所示的对话框。在对话框中输入项目信息,如项目名称、项目管理者和项目注解等,将项目保存在文件夹proj下。若需要还可以加密码。
(3)单击“确认”按钮,进入组态环境。
一个完整的组态项目文件至少要有操作管理级(操作员站、网关站等)和过程控制级(现场控制器AC800F硬件配置)。此外,还有用户功能块、图形库等。
2.新建项目树
在工具栏中单击“组态”按钮,显示根目录和暂存池两项,选择“panda_dcs”。
(1)单击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中选择“组态CONF”命令后,单击“确认”按钮。在弹出的对话框中输入要点信息名称,如图9-13所示。
(2)单击“确认”按钮,即可建成一个以panda_dcs为名称的组态文件根目录,整个组态项目下的过程站、操作员站和其他站等资源及对象的数据库都由其统一管理,数据传送也由其负责,时区设置由其完成。
图9-12 “配置:项目要点信息”对话框
图9-13 “组态CONF”对话框
(3)过程控制站组态。在CONF上单击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中选择相应的命令,弹出“对象选择”对话框,如图9-14所示。在“对象选择”对话框中选择“过程站D-PS”命令,单击“确认”按钮,在弹出的对话框中添加过程站。
将过程站取名为“PS01”,与组态级相同,其他的参数先选择默认,不用更改。如果是冗余系统请选择“冗余过程站DPS/RED”项,本手册中选择的是冗余控制系统。
图9-14 “对象选择”对话框
(4)操作员站组态。在“对象选择”对话框中选择“操作员站D-OS”命令,单击“确认”按钮,在弹出的对话框中添加操作员站“OS1”和“OS02”,以及用户功能块“公共图”。这些站或资源库都是CONF的下一级,它们之间是平级的,也可以右键单击其中一级,选择“插入下一个”命令来添加。操作员站组态对话框如图9-15所示。
图9-15 操作员站组态对话框
(5)用户功能块库组态。在“对象选择”对话框中选择“用户功能块池P-FB”命令,单击“确认”按钮,弹出用户功能块组态对话框,如图9-16所示。在该对话框中添加用户功能块库。
(6)网关站组态。在“对象选择”对话框中选择“网关站D-GS”命令,单击“确认”按钮,弹出用户功能块组态对话框,如图9-17所示。在该对话框中添加网关站。在添加网关站时,需要根据要求选择网关的类型。
添加好各个资源后,系统的组态基本结构如图9-18所示。
3.系统硬件组态
项目树下组态的资源有对应的硬件设备,且过程级可以分为AC800F或AC800FR,每种过程级中包含不同的模件,模件的放置位置及参数要求都不同,这就需要我们按照实际的配置将设备硬件组态到项目的硬件结构中。
在Control Build F中,必须按照实际硬件的安装,在组态软件中完成硬件配置、参数设置、通道定义、资源号的设定等。项目树中的资源必须与实际的硬件相对应。
1)系统硬件组态
在项目树界面选择菜单行的硬件结构,进入硬件组态界面,如图9-19所示。
图9-16 用户功能块组态对话框
图9-17 网关站组态
图9-18 组态基本结构
图9-19 硬件结构显示
图9-19左边是硬件结构的树形显示,图9-19右边是图形显示。在图形显示中,以太网的上方配置操作员站和网关站,下方配置控制站。
在以太网的上方单击鼠标,会出现一个红色的框,在此框上单击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中选择“插入”命令,添加操作员站。单击“确认”后,会在相应位置出现一个电脑图标,右键单击这个电脑图标,制定对应的组态资源。系统的操作站组态如图9-20所示。
图9-20 系统的操作站组态
(a)页面;(b)对话框
以同样的方法在以太网的上方操作员站指定资源OS02,在以太网的下方插入冗余现场控制器并指定资源为PS01,完成系统硬件组态的状态如图9-21所示。
图9-21 系统硬件结构图
右键单击图9-21中插入的冗余控制器,在弹出的快捷菜单中选择“参数”命令,在弹出的对话框中选择CPU类型。本例中选择“PM802F”。
在以太网中插入各种节点之后,要使其与项目树中的资源建立一一对应关系。给节点分配资源以后,该节点自动激活,即Control Builder F在进入调试状态时,系统总线将自动搜索该节点。若在项目树中没有建立相应的站,在进行硬件配置时,所插入的站标志将不能被指定资源,并显示为灰色,表示不可用。
2)PS01过程控制站的AC800F控制器模块组态
双击“控制器”的图标,在机架上插入相应的模件。在机架的电源插槽P上,右键插入与实际对应的电源模件SA811。在以太网插槽位置E1上根据不同配置选择并插入不同以太网通信模块EI813。冗余控制器需要插入2个以太网模件,即E1、E2槽都需要配置。在F插槽位置插入与实际相对应的Profibus总线接口模件FI830。配置好的AC800F控制器的基本结构如图9-22所示,主站IP1与冗余站IP2的硬件配置完全相同。
3)Profibus现场总线组态
(1)Profibus总线主设备组态。双击AC800F控制器上的模块FI830,放置Profibus master主设备。Profibus总线主设备组态如图9-23所示。
图9-22 AC800F控制器模块组态
图9-23 Profibus总线主设备组态
双击现场总线的断开处,选择主设备PROFI-M-DEV(Profibus master),单击“确认”按钮。在硬件结构的树形显示中双击“PROFI_M_DEV(PROF_1_F2)”命令,弹出主站参数设置对话框,如图9-24所示,可设置主站波特率和内存配置。建议内存配置中的每个设备I/O字节数量选择最大值。
图9-24 Profibus总线主设备PROFI-M-DEV参数组态
(2)Profibus总线从设备组态。Profibus总线主设备组态完成后,返回硬件结构的树形显示,找到添加总线节点,弹出“插入新对象”对话框,如图9-25所示。选择从设备后,单击“确认”按钮,弹出总线地址对话框,根据实际情况修改总线地址后,单击“确认”按钮,如图9-26所示。
图9-25 Profibus现场总线从设备组态
每个Profibusmaster节点下,理论上最多允许放置125个从设备。
选择Profibus现场总线从设备的设备数据库文件(GSD文件),选择开始引入;或者从磁盘导入要添加的GSD文件。
图9-26 Profibus现场总线从设备地址组态
双击硬件结构的树形显示节点Node1,进入Profibus Slave参数组态对话框,名称为“SL_1F2_1”,在“从设备”栏中将“总线地址”设置为“2”,勾选“无清除状态数据”复选框和“循环通信”复选框;在“Watchdog”栏中勾选“启用”复选框,“超时(*10 ms)”设置为“150”;在“单元测试”栏中勾选“信息启用”复选框,如图9-27所示。
图9-27 Profibus现场总线从设备Profibus Slave参数组态
(3)Profibus总线从设备I/O模件组态。选中Node1节点,在菜单栏中选择“编辑”→“插入”命令,在弹出的对话框中选择“CI840”项,单击“插入”按钮,插入通信模件CI840,如图9-28和图9-29所示。
图9-28 Profibus总线从设备I/O模件组态的菜单命令
图9-29 Profibus总线从设备I/O模件CI840组态
在Node1继续插入DI810、DO810、AI810和AO810。双击“Mod.Addr.1:DI810(M1F2_1_1)”模件进行地址组态。各参数可以根据实际情况修改。
①数字输入模件DI810的I/O编辑。在DI810模件上单击鼠标右键,在弹出的菜单中选择“I/O编辑”命令,在弹出的对话框中进行I/O编辑,从Byte0开始到Byte1结束,数据类型为BOOL,各自配置0~7共16个通道。编辑完成的页面如图9-30所示。
图9-30 DI810模件I/O组态
在相应的通道写上变量名,此变量是编程时为各个信号定义的名字,即变量名。
采用同样的方法对第2块DI810模件进行I/O编辑,模件的物理位置要与此选项所选择的位置相吻合。
②数字输出模件DO810的I/O编辑。双击“Mod.Addr.1:DO810 DigOut 16 Ch.24 VDCM1F-1-1”模件进行地址组态,各参数可以根据实际情况修改。选中DO810模件,单击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中选择“I/O编辑”命令;在输出的状态下选择插入元素即DO810添加通道元素时,先加高位的Byte1,数据类型为BOOL,配置完0~7共8个通道,然后添加低位Byte0的8个通道元素。DO810模件I/O编辑完成后如图9-31所示。
图9-31 DO810模件I/O组态
在相应的通道元素上写上变量名,此变量是编程时为各个信号定义的名字,即变量名。
利用同样方法进行第2块DO810模件的I/O编辑。模件的物理位置一定要和此选项所选择的位置相吻合。
③插入模拟量输入模件AI810的I/O编辑。双击“Mod.Addr.5:AI810(M1F2_1_5)”模件进行组态,实际位置Position及信号范围、每个通道选择接入的相应范围的信号类型,如图9-32所示。
图9-32 AI810模件I/O组态
数据类型为INT(见图9-33),因为模拟量需要形成一个回路,有一正一负两个端子才形成一个通道,所以0~15位,添加完后为8通道。完成I/O编辑的页面如图9-34所示。
图9-33 AI810模件I/O编辑
图9-34 AI810模件的I/O编辑页面
利用同样的方法对模拟量输入AO810进行配置,注意I/O模块的顺序要与实际的模块顺序一致,Position与实际对应。
系统硬件组态结构如图9-35所示。
4.软件编程
过程站下的程序级需要分层建立。先建立一个任务级,在任务级下面建立程序列表级,在程序列表级的下层是最终组态控制程序与计算程序,可以选择功能块图语言、指令表语言、梯形图语言等完成控制与运算程序的编程。
在之前的项目树中,找到过程站PS01,点开“+”,显示系统自动生成的用户任务和系统任务,其中系统任务不需要用户单独组态。在user任务列表下面插入冗余任务,并取名为DCS,其他参数默认,如图9-36所示。
图9-35 系统硬件组态结构
(www.xing528.com)
图9-36 建立程序列表名称
单击鼠标右键,插入下一级程序列表,取名DCS程序。在程序列表下,插入下一级,根据编程需要选择编程语言,常用的为功能块语言FBD和梯形图语言LD。
完成过程级的组态如图9-37所示。
这里变频器控制主要以电机双向启停为例进行介绍,还包括对变频器的给定和反馈的数据采集;流量计控制主要介绍PA仪表的使用监控、趋势等。
1)开关量编程
编辑电机启停除了用到四开关量,即备妥、驱动、运行和故障,还要用到其他中间变量。
图9-37 系统软件组态结构
打开变频器控制,在空白处单击鼠标右键,在弹出的菜单中选择“块”→“用户功能块”→“motor”命令,用鼠标把图形拖到合适的位置,单击鼠标左键后,双击该用户功能块,填写功能块名称。然后单击鼠标右键选择“变量”,添加读写变量,并命名变量名。注意输入信号选择读变量,输出信号选择写变量。
双击添加的变量,为添加的变量组态,按F2键到变量列表选择需要连接的变量,如图9-38(a)和图9-38(b)所示。
单击“确定”后,如果这个变量事先没有被定义,则会弹出如图9-38(b)所示窗口。
图9-38 变量定义
(a)“组态:变量”对话框;(b)“插入新变量”对话框
资源和数据类型必须正确选择,若是冗余系统,则“过程映象”一定要勾选上。
绘制连接线时可以按住ctrl键的同时拖动鼠标左键来完成,也可以单击右键选择画线来完成。
一个完整的电机块程序如图9-39所示。
图9-39 电机控制程序
电机模块的几个主要引角的功能如下:RDY引角是“备妥”信号的输入引角;RN与EM分别是运行信号反馈与故障信号;DR1与DR2引角是变频器驱动信号和方向信号。
2)模拟量编程
模拟量的数据大部分是从现场通过变送器得来的,或是0~20 mA或是0~10 V的信号。由前面硬件配置可知,模拟量经过I/O模件时进行了A/D或是D/A转换,转换为介于0~28 480之间的整型数(INT)。而整型数据还不能直接在程序中进行应用,因为项目程序中用以监视、控制和处理此类模拟量的各变量均须为实数(REAL)类型,因此还必须将整型数转换为实型数。当我们完成控制时大多数情况下要与实际的设定值进行比较、显示等,所以还要经过量程转换,把数据转换成和实际量程相对应的温度、压力、电流值。
先将通过I/O模块过来的模拟量信号用FBD块转换,转换为实型变量,再调用SCAL功能块将经A/D转换后的0~28 480之间的数值对应为需要的量程,如图9-40(a)所示。
SCAL功能块的参数设置如图9-40(b)所示,输出量程的起点和终点根据实际填写。
图9-40 输入模拟量转换程序与量程转换参数设置
(a)输入模拟量转换程序;(b)输入模拟量量程转换参数设置
输出模拟量转换程序如图9-41所示。输出模拟量量程转换参数设置与输入模拟量量程转换参数设置相反。
图9-41 输出模拟量转换程序
3)模拟量监控
模拟量监控运用M_ANA模拟量监控模块,监控的目的就是变量所代表的值一旦超出某段范围,系统会报警。单击鼠标右键,选择“块”→“监控”→“模拟量监控”,添加M_ANA块,并设置参数,如图9-42(a)和图9-42(b)所示。
图9-42 模拟量监控程序与参数设置
(a)模拟量监控程序;(b)模拟量监控参数设置
4)模拟量趋势归档
运用趋势模块TREND,如图9-43(a)所示分别在IN1~IN6加入要趋势显示的变量。图9-43(b)为模拟量趋势参数设置。
5.操作员站编程
操作员站组态包括用户自定义图形组态、系统标准图形组态、报警信息处理和记录。用户自定义图形组态完成用户流程图的生成,用户需要先做静态图形,然后再插入动态标签;系统标准图形组态包括总貌组态、趋势组态、组组态等;报警信息处理是指系统所有报警提示信息的归类及确认;记录包括事件记录和状态记录。
图9-43 模拟量趋势程序与参数设置
(a)模拟量趋势程序;(b)模拟量趋势参数设置
在项目树的“公共画面”下插入下一级,图形显示建立如图9-44所示。
图9-44 操作员站图形显示建立对话框
在此图形显示中,可以导入变频器或电机的位图,也可以自己使用工具箱画图。下面根据过程站编好的程序在“变频器控制”中作出相应的图形显示。
1)电机图形显示
通过选项菜单,显示/关闭“工具箱”。在工具箱中选择椭圆,在画面上画出一个圆形,并给这个圆形命名,假设为L6,如图9-45(a)所示。
在工具箱中选择图形符号,在空白处单击鼠标左键,显示的画面如图9-45(b)所示。
单击“确认”按钮,弹出“参数”设置对话框,如图9-45(c)所示。
把与图形显示有关的各个变量填到各个位上。
在显示工具条下面设置,使不同位上的变量显示不同的颜色,目的是在实际监控运行时,可以通过不同的颜色显示辨别电机的运行状态。在“对象名称”处填上刚刚命名的圆形,这样这个图形显示就设置到了刚才那个圆上,如图9-45(d)所示。
用鼠标单击“通用”按钮设置动作,此处因为只为了显示电机不同运行状态,所以可以选择无动作,也可以选择打开面板,把要显示的那个电机块的名字填到打开面板处,如图9-45(e)所示。
图9-45 电机图形显示编程过程
(a)画圆形并命名;(b)选择图形符号;(c)参数设置;(d)显示不同颜色;
图9-45 电机图形显示编程过程(续)
(e)通用设置
这样一个电机的运行位图就做好了。
2)模拟量显示
在工具箱中选择文字数字显示,拖动鼠标建立一个显示框,参数设置如图9-46(a)所示。对象名称是指这个显示在画面中的标签名,显示变量处填写的是要显示的那个变量的名字。通过菜单条显示设置数值显示时的状态,在显示格式处按下F2键即可选择数据显示的格式。
用鼠标单击“通用”按钮设置显示框时的动作,可以选择无动作,也可以根据实际情况选择显示这个变量所在的趋势图,如图9-46(b)所示。
图9-46 模拟量显示参数设置
(a)参数设置对话框;
图9-46 模拟量显示参数设置(续)
(b)选择显示动作类型
3)模拟量给定
建立方法和前面模拟量显示的建立是一样的,只是在“动作”菜单下,选择写入某个变量,如图9-47所示。
图9-47 模拟量动作类型设置
4)模拟量监控
在文字数字显示参数设置时,在显示选项指定下,写入程序中模拟量监控M_ANA块的输出变量,然后设置不同的位对应不同的显示颜色,如图9-48所示。
图9-48 模拟量显示颜色参数设置
5)开关量监控
开关量监控常用来监控故障信号,所以把故障信号用监控的方式做到画面上。
在工具箱单击“文本”图标,弹出“修改文本”对话框,在“新文本”文本框中输入文字“故障”,如图9-49所示。单击“确认”按钮,在此文本上新建一个图形符号,如图9-50所示。
图9-49 “修改文本”对话框
图9-50 开关量监控参数设置
当故障信号为0时,画面上不显示这个图形,当故障信号为1,即有故障传送时,故障以闪烁的形式显示。
6)显示棒图
棒图一般用来形象地表示料位、量程等。选择工具箱里的棒图,设置相应参数,如图9-51(a)和图9-51(b)所示。
图9-51 显示棒图的量程设置及位指定设置
(a)显示棒图的量程设置;(b)显示棒图的位指定设置
7)趋势显示
在操作员站项目树下插入“趋势显示”,注意趋势显示只能插入操作员站下,不能在公共画面中。图9-52(a)为趋势显示建立对话框。
双击此趋势,进行参数设置,如图9-52(b)所示。
标签名称为编程时趋势块的名字,显示变量为趋势块的输入变量。趋势显示变量颜色参数设置如图9-52(c)所示。
图9-52 趋势显示建立过程
(a)趋势显示建立对话框;(b)趋势显示设置;
图9-52 趋势显示建立过程(续)
(c)趋势显示变量颜色参数设置
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