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西门子S7-1500系统编程入门 【接线图 组态 仿真】

软件部分 3

3.1 创建项目和硬件

3.1.1 TIA Portal 简介

简介

Totally Integrated Automation Portal（以下称为 TIAPortal）在单个跨软件平台中提供了实现自动化任务所需的所有功能。TIA Portal 作为用于集成工程组态的共享工作环境，在单一的框架中提供了各种SIMATIC 系统。 因此，TIA Portal 还*支持可靠且方便的跨系统协作。所有必需的软件包，包括从硬件组态和编程到过程可视化，都集成在一个综合的工程组态框架中。

TIA Portal 的优势

在使用 TIA Portal 时，以下功能在实现自动化解决方案期间提供高效支持。

• 使用统一操作概念的集成工程组态 过程自动化和过程可视化“齐头并进”。

● 通过功能强大的编辑器和通用符号实现*的集中数据管理

数据一旦创建，就在所有编辑器中都可用。

更改及纠正内容将自动应用和更新到整个项目中。

● 完整的库概念

可以反复使用现成的指令及项目的现有部分。

● 多种编程语言

可以使用五种不同的编程语言来实现自动化任务。

3.1.1 创建项目

简介

在下面步骤中，将创建一个新项目。

所有在创建自动化解决方案期间生成的数据都保存在项目文件中。

数据将以对象形式存储。 在项目中，对象按树形结构（项目层次结构）排列。项目层次结构基于设备和站以及它们的组态数据和程序。

要求

需要以下硬件和软件设备来创建项目：

• 硬件：
  • 在“入门指南”的硬件部分中进行安装和接线的 CPU1511-1 PN。
  • 到 PG/PC的以太网连接。
• 软件：

在 PG/PC 上必须已安装以下软件包，且可执行：

• SIMATIC STEP 7 ProfessionalV13
• SIMATIC WinCC Advanced V13 或 SIMATIC WinCC Professional V13

创建一个新项目

要创建新项目，请按以下步骤操作：

1. 单击“创建新项目”(Createnew project)。
2. 输入项目名称。

3.单击“创建”(Create) 以创建新项目。

结果

创建了项目。 所有的数据（如硬件配置数据、HMI 中的 CPU编程和可视化数据）都保存在项目中。

3.1.1 创建 S7-1500 CPU

简介

在下面步骤中，将创建一个未的 CPU。 未的 CPU

是稍后将定义的硬件目录中的特定 CPU 的占位符。

步骤

1. 打开“设备与网络”Portal。
2. 插入新设备。
3. 输入“Color_Mixing_CPU”作为 CPU名称。

4.打开“SIMATICS7-1500”文件夹。

5.选择尚未的 CPU。

6.双击创建 CPU。

结果

在项目文件中创建了未的 CPU。 可在此为 CPU 创建用户程序内容。

3.1.1 运行硬件检测

简介

在以下部分中，将使用硬件检测功能读取 CPU 类型。

在硬件检测期间运行 LED 闪烁测试。 LED 闪烁测试激活了所检测设备上的 LED

指示灯。 还可使用此功能验证是否在包含多个设备的硬件配置中选择了正确的设备。

步骤

1. 在项目树中选择未的 CPU。
2. 从“在线”(Online) 菜单中选择“硬件检测”(Hardwaredetection) 功能。选项 2：在设备视图中单击黄色框报。
3. 选择“PN/IE”条目作为 PG/PC接口类型。
4. 选择 PG/PC接口。
5. 单击“显示所有兼容设备”(Showall compatible devices) 选项。
6. 从子网中的兼容设备中选择 CPU。
7. 选择“闪烁 LED”(FlashLED) 复选框以运行闪烁测试。
8. 单击“检测”(Detect) 将未的 CPU替换为所需 CPU 类型。

结果

读出 CPU 类型。 为项目树中的 CPU 名称附加了用括号括起的正确设备名。所用 CPU 和模块显示在硬件配置中。

3.1.1 创建 ET 200 接口模块 

简介

在以下部分中，将在硬件配置中创建 2 个分布式 I/O 系统：

• ET200SP 分布式 I/O 系统，主要包含下列组件：
  • 与 CPU通信的接口模块。
  • 多 32个可以任意组合插入的模块。
  • 用于完成组态的服务模块。
• ET200MP 分布式 I/O 系统，包含下列组件：
  • 与 CPU通信的接口模块。
  • 多 30个模块，每个均提供多达 32 个通道。

步骤

1. 打开“硬件目录”(Hardwarecatalog)。
2. 切换到“网络视图”(Networkview)。
3. 打开“分布式 I/O”(Distributed I/O) 和“ET 200SP”文件夹。
4. 打开“IM155-6 PN ST”文件夹。
5. 将“6ES7155-6AU00-0BN0”接口模块拖放到网络视图中。
6. 打开“ET 200MP”文件夹。
7. 打开“IM155-5 PN ST”文件夹。

将“6ES7 155-5AA00-0AB0”接口模块拖放到网络视图中。

结果

已在硬件配置中创建了 I/O 系统，但尚未分配给 CPU 1511-1 PN。它们均显示在项目视图的“未分配设备”(Unassigned devices) 下。

更多信息

已在硬件配置中创建了 I/O 系统，但尚未分配给 CPU 1511-1 PN。它们均显示在项目视图的“未分配设备”(Unassigned devices) 下。

SIMATIC ET 200 产品系列提供了各种可扩展 I/O 系统以适合您的特定应用。

3.1.1 联网 ET 200 接口模块

简介

在以下部分中，将创建一个 PROFINET I/O 系统。

PROFINET I/O 系统包含 PROFINET IO 控制器及其分配的 PROFINET IO 设备：

• 将已创建的 CPU1511-1 PN 用作 PROFINET IO 控制器。
• 将这两个分布式 I/O系统用作 PROFINET IO 设备。

步骤

1. 将连接从 IM155-5 PN ST 接口模块接口拖放到 CPU 接口。
2. 在 IM155-6 PN ST 接口模块与 CPU 之间建立另一个连接。

结果

接口模块作为 IO 设备分配给 CPU。 两个分布式 IO 系统 显示在项目树的“分布式

I/O”(Distributed I/O) 文件夹中的 CPU 下方。PROFINET I/O 系统在联网过程中自动创建，其属性显示在网络视图中。

3.1.1 为 ET 200SP 创建输入和输出模块及服务模块

简介

在以下部分中，将为 ET 200SP 创建输入和输出模块。

说明

需要服务模块来运行输入和输出模块。 缺少服务模块将导致这些模块发生故障。

每个电位组的大组态

各电位组可使用的 I/O 模块数取决于下列因素：

1. 此电位组上运行的所有 I/O模块的电源总需求
2. 从外部连接到此电位组上的所有负载的电源总需求

根据 1.和 2.计算得到的电源总和不得超出所用的 BaseUnit 和负载电源电压的载流能力。如下设置模块的“电位组”参数：

步骤

1. 打开 ET200SP 设备视图。
2. 打开硬件目录中的“DI”和“DI16x DC24V ST”文件夹。
3. 将输入模块“6ES7131-6BH00-0BA0”拖放到导轨的插槽 1 中。
4. 打开“DQ”和“DQ16x DC24V / 0.5A ST”文件夹。
5. 将输出模块“6ES7132-6BH00-0BA0”拖放到导轨的插槽 2 中。
6. 打开“服务模块”(Servermodules) 文件夹。
7. 将服务模块“6ES7193-6PA00-0AA0”拖放到导轨的插槽 3 中。

结果

创建了输入和输出模块以及服务模块。

3.1.1 为 ET 200MP 创建输入和输出模块

简介

在以下部分中，将为 ET 200MP 创建输入和输出模块。

步骤

1. 打开 ET200MP 设备视图。
2. 打开硬件目录中的“DI”和“DI16x DC24V HF”文件夹。
3. 将输入模块“6ES7521-1BH00-0AB0”拖放到导轨的插槽 2 中。
4. 打开“DQ”和“DQ16x DC24V / 0.5A ST”文件夹。
5. 将输出模块“6ES7522-1BH00-0AB0”拖放到导轨的插槽 3 中。

结果

创建了输入和输出模块。

3.1.1 为 ET 200 名称

简介

在以下部分中，将为分布式 I/O 项目特定的名称。

步骤

1. 选择 ET200SP。
2. 在窗口的属性 > 常规(Properties> General) 中的“名称”(Name) 域中，输入称“Valve_Control_Unit”。
3. 选择 ET200MP，并输入新名称“Mixer_Conveyor_Control_Unit”。

结果

了项目特定的名称。

3.2 创建程序

3.2.1 加载块库

全局库

全局库用于存储要在其它项目中重复使用的元素。 必须明确创建全局库。标准包中提供了下列库：

• "Buttons and Switches"

这些库提供了大量的开关和按钮。 通过文件夹将开关和按钮按类分组。例如，可在“DiagnosticsButtons”文件夹中找到“系统诊断指示器”对象。使用“系统诊断指示器”对象对工厂进行系统诊断。

• "Monitoring and Controlobjects"

这样就提供了适用于各种设计的复杂操作员控制和显示对象以及合适的控制灯、按钮和开关。

说明

库具有写保护

默认情况下，激活了“打开全局库”(Open global library) 对话框中的“以只读方式打开”(Open read-only) 选项。选中此复选框以在无写保护的情况下打开库。

步骤

1. 单击“库”(Libraries) 选项卡。
2. 单击“打开全局库”(Openglobal library)。
3. 在包含已解压库文件夹的目录中选择“ProgLib_ColorFillingStation”文件，然后单击“打开”(Open)。

结果

打开“ProgLib_ColorFillingStation”全局库。

3.2.1 删除程序块 Main [OB1]

简介

在以下部分中，将删除项目文件夹中自动生成的“Main [OB1]”程序块。 “Main [OB1]”程序块包含在示例项目程序块中。

组织块 (OB) 是 CPU 操作系统和用户程序之间的接口。 这些块由操作系统调用。自动化项目中必须至少存在一个循环 OB。

步骤

1. 打开项目树中的“程序块”(Programblocks) 文件夹，然后单击“Main [OB1]”程序块。
2. 右键单击以打开快捷菜单并单击“删除”(Delete)。
3. 单击“是”(Yes) 确认删除块。

结果

删除自动生成的“Main [OB1]”程序块。

3.2.1 复制程序块

简介

在以下部分中，将“ProgLib_ColorFillingStation”全局库中的程序块插入到项目中。

步骤

1. 单击全局库“ProgLib_ColorFillingStation”。
2. 依次单击“主模板”(Mastercopies) 文件夹和“Programm_blocks”。
3. 将要导入的程序块从全局库拖放到“程序块”(Programblocks) 文件夹。
4. 对于其它块，请按步 2和 3 中的描述进行操作。

结果

在同名项目文件夹中插入程序块。

3.2.1 循环中断 OB

3.2.4.1 循环中断 OB - 循环时间和相位可更改循环时间和相位偏移量

Main [OB35] 位于插入在项目中的程序块下方。Main [OB35]是一个循环中断组织块（循环中断 OB）。 循环中断 OB将以固定时间间隔启动程序，而与循环程序的执行无关。循环中断 OB的启动时间可通过循环时间和相位偏移量进行。

循环时间

循环时间将决定调用 OB 的时间间隔。 默认情况下，循环中断 OB 的循环时间为 100000μs。

相位偏移

相位偏移量用于提高周期中断程序的处理时间间隔的准确性。 如果 OB 与另一个 OB具有相同或公用一个多时钟脉冲，则可通过相位偏移量以精确的间隔执行这两个 OB。

3.2.4.1 更改循环时间

简介

在以下部分中，将更改“Main”程序块的循环时间。

要求

• 程序块“Main”[OB35]包含在库中
• 存在 FB/FC调用

步骤

1. 打开“Main”程序块的属性。
2. 请在“常规”(General) 下选择“循环中断”(Cyclic interrupt) 选项。
3. 在“循环时间”(Cycletime) 中输入一个新值，然后单击“确定”(OK)。

结果

循环时间已更改。

3.2.5 复制变量表

简介

在以下部分中，将“ProgLib_ColorFillingStation”全局库中的变量表插入到项目中。

步骤

1. 在项目导航中打开“PLC变量”(PLC tags) 文件夹。
2. 打开“PLC_tags”文件夹。
3. 将要导入的变量表从全局库拖放到“PLC变量”(PLC tags) 文件夹。
4. 对于其它变量表，请按步 3 中的描述进行操作。

结果

在同名项目文件夹中插入变量表。

3.2.5 编译项目

简介

在以下部分中，将编译“Color_Filling_Station”项目。

步骤

1. 在项目树(project tree) 中选择“Color_Mixing_CPU”CPU。
2. 右键单击以打开快捷菜单，然后选择“编译” > “硬件和软件（仅更改）”(Compile> Hardware and software (only changes))。

结果

项目已编译并可供下载。

说明

更新了“Main”程序块。

编译后打开“Main”程序块。 已创建了所有背景数据块，并更新了数据库。

3.2.5 将项目加载到 CPU

简介

在以下部分中，将“Color_Filling_Station”项目下载到 CPU。

说明

显示所有兼容设备

如果在“扩展下载到设备”(Extended download to device) 对话框中进行设置后未显示所需CPU，请单击选项“显示所有兼容设备”(Show all compatible devices)。

步骤

1. 打开 CPU快捷菜单，选择“下载到设备” >“硬件和软件（仅更改）”("Download to device" > "Hardware and software (only changes)")。
2. 从下拉列表中，选择 PG/PC接口类型、接口以及与子网的连接。
3. 从子网中的兼容设备中选择 CPU，并单击“加载”(Load)。

4.通过单击“是”(Yes) 和“确定”(OK) 确认这两个“ IP地址”(Assign IP address)

对话框。

5.对于所有设置为“无操作”(Noaction") 的条目，在“加载预览”(Load preview)对话框的下拉列表中选择替代条目，并确认打开选项。

6.单击“加载”(Load)。

7.确认“全部启动”(Startall) 选项并单击“完成”(Finish)。

结果

项目下载到 CPU 中。

3.2.5 优化块访问

3.2.8.1 简介

工作原理

S7-1500 系列的 CPU 的“优化数据块”在性能方面得到优化，仅使用符号进行编程。

通过使用优化数据块，可以使程序更加高效，这是因为将为声明的变量符号名称，而不向其提供固定地址。

您可以创建具有任意结构的数据块，而无需在意各个数据元素的物理排列方式。由于数据的存储方式已优化并由系统进行管理，因此可快速访问经优化的数据。

更改数据类型会增加标准块中出现错误的风险。

在优化块中，进行的更改会导致数据存储的重新安排。 寻址保持。

3.2.8.1 扩展并重新加载经优化的“填充”数据块

简介

在以下部分中，将使用上一次的填充日期和时间对“Filling”数据块进行补充并重新加载该数据块。

为此，创建一个用于记录日期和时间的块并启用“下载而不重新初始化”(Download without

reinitialization) 功能。

注： “下载而不重新初始化”(Download without reinitialization) 功能可防止在下载到 CPU

期间覆盖该数据块的实际参数。

符号寻址的优势：

在整个项目中使用统一应用且有意义的符号可以使程序代码更易于阅读和理解。这种方法具有以下优点：

• 无需编写详细的注释。
• 数据访问速度更快。
• 访问数据时不会出错。
• 无需再使用地址。
• 符号到存储器地址的分配由 STEP7

监视，这意味着在变量的名称或地址更改时，所有使用点都会自动更新。

要求

• 已加载库
• 已编译项目并将其加载到 CPU中

步骤

1. 打开“Filling”数据块和“Main”程序块。
2. 为“Main”程序块启用“启用/禁用监视”(Monitoringon/off) 功能。
3. 在“Main”程序块中，在 3 程序段中单击右键打开“'FILLING'

FillingLevel_CMYK_C”的快捷菜单，并选择“修改 > 修改操作数”(Modify > Modify operand)。

4. 输入一个新值并单击“确定”(OK)。
5. 在数据块“Filling”数据块中启用“无需重新初始化的下载”(Downloadwithout reinitialization) 功能和“全部监视”(Monitor all) 功能。
6. 创建一个名为“DT_Loc-T_Last_Filling”的新参数并选择“Date_And_Time”数据类型。

7.在 5程序段的“Main”程序块中插入一个常闭触点，并将其与“FILLING_DONE”参数互连。

8.从“指令”(Instructions) 选项卡中打开“日期和时间”(Date& time)文件夹，并在“Main”程序块中插入块“RD_Loc_T”。

9.将“OUT”输出与“DT_Loc-T_Last_Filling”参数互连，并将“RED_VAL”输出与新创建的“RED_VAL_Loc-T”参数互连。 将“LAD_Tanks_Filling_Process”数据块用作“RED_VAL_Loc-T”参数的存储位置。

10.编译并下载该项目。

结果

重新加载了上一次填充的日期和时间。 未覆盖数据块“Filling”的实际参数。

3.2.8 块的版本控制

简介

块类型的使用可以确保项目中具有较高标准化程度。您可以方便地将对块类型的功能扩展到现有项目中。通过版本控制，可确保进行更改跟踪。

在本例中，我们将创建一个“LAD_Tanks_Filling”块以作为项目库中的类型。作为一项功能扩展，请将用于液位计算的三个指令替换为CalculateBox，后者将执行所有算术功能。

这种优化意味着所需的临时变量更少，从而不必在采用不同编程语言编写的块之间进行切换。

步骤

11.编译“LAD_Tanks_Filling”块，然后将其插到项目库中“Types”的下面。

12.使用“编辑类型”(Edittype) 创建新的块版本。

13.从“基本指令 > 算术函数”(Basicinstructions > Mathematical functions) 插入CALCULATE 指令。

14.从该块删除 MUL、DIV和 SUB 指令。

15.将两个输入插入到 CALCULATE 指令中，然后将这两个输入互连。

16.定义计算公式，然后互连输出。

17.发布块版本。

结果

该块类型的修订版本以新版本号保存在库中。

3.2.8 设置保持性

简介

所有变量都使用组态的起始值，在 CPU

启动期间（例如，在发生电源故障后）进行初始化。中断之前变量所具有的值将被初始值覆盖。

为避免这种情况，请将变量定义为保持性变量。保持性变量即使在重启后也会保留其值。

在本例中，油漆储罐的液位保留在 CPU 的保持性存储器区域中。

步骤

1. 在线连接到 CPU。
2. 启用“Filling”数据块中的“Cyan”条目。

3.将更改内容加载到 CPU。

4.将“Watchtable”对象从库拖到项目中。该对象包含灌充液位变量（包括一个控制值）

5.使用“立即修改”(Modify now) 将控制值传输至 CPU。

6.断开与 CPU 的在线连接。 若要仿真电源故障，请断开 CPU 的电源。

7.重新连接电源，然后与 CPU进行在线连接。针对“Filling”数据块，启用“全部监视”(Monitor all)。

结果

从保持性存储器区域读取“Cyan”的灌充液位。 所有其它灌充液位都使用其初始值进行初始化。

3.2.8 激活 EN/ENO 机制

简介

通过各种指令中的 EN/ENO 机制，可以检测运行错误，并避免程序崩溃。默认情况下，新插入的 ENO 指令已被禁用。 随后可以激活 ENO 使能输出。在已将所有油漆储罐的灌充液位复位到起始值 (1000)的新程序段中，可以同时使用此输出。

步骤

1. 打开 Main[OB35] 程序块，然后将 MOVE指令插到程序段 10 中。
2. 将该指令扩展到总共四个输出。
3. 在 MOVE指令的前面插入一个常开触点。
4. 在 MOVE指令的后面插入一个复位线圈。
5. 将 MOVE指令的输入和输出互连。

6.使用 ENO快捷菜单生成该指令。

结果

为该块互连了 EN/ENO 机制。 如果执行期间没有任何错误，则 ENO

使能输出的信号状态将为“1”。 如果执行期间发生错误，则 ENO

使能输出的信号状态将为“0”。

3.2.8 使用注释功能

简介

MOVE 和 Reset 指令可通过详细注释来扩展。

步骤

1. 使用快捷菜单插入注释。
2. 输入注释文本。

结果

输入了指令和线圈的注释。

3.2.8 局部错误处理

3.2.8.1 在块内处理错误

步骤

与 S7-300/400 的 CPU 不同，S7-1500 的 CPU 会在发生非常少见的错误时转入 STOP模式。 如果发生了错误，就会将错误输入到 CPU 的诊断缓冲区中。通过在每个块上使用局部错误处理，可以避免 CPU 停止。

应在用户程序的开发过程中启用局部错误处理。

这样就可以对信息进行精确评估，例如，使用 STL/FBD/LAD 和 SCL程序对块中的错误处理进行编程。 块会生成由“GET_ERROR_ID”指令进行评估的错误ID。 可以在 MAIN 块中以及在函数块中调用“GET_ERROR_ID”指令。 CPU 保留在 RUN模式。

3.2.8.1 加载用于局部错误处理的块

简介

为了说明局部错误处理，可在项目中加载“ProgLib_LEH”库的块。这些块仅用于说明局部错误处理，不在项目中另外使用。

步骤

1. 打开全局库“ProgLib_LEH”。
2. 将主模板中的块复制到项目中。

3.在“Main”块的一个空程序段中调用“LAD_Local_Error_Handling”函数块。

4.将“LAD_Local_Error_Handling”函数块的参数与“LEH_InOutValues”数据块的变量互连。

5.在线连接到 CPU。

6.对更改内容进行编译并加载到 CPU。

结果

使用“INDEX[0..100]”输入参数处的“LEH_INDEX”变量随后触发一个编程错误。 例如，如果将该输入参数设置为“101”，则会通过输出参数报告错误。

3.2.8.1 不进行局部错误处理时生成错误 

简介

为了在不使用局部错误处理或不创建相应 OB 的情况下触发编程错误，请执行以下步骤。

步骤

1. 激活“监视”(Monitor) 功能。
2. 将“LEH_INDEX”变量的值设置为一个无效的值，如“101”。 在“测试”(Testing) 对话框中，ERRORLED指示灯短暂闪烁，CPU 从 RUN 转为 STOP。

3.切换到诊断缓冲区。 错误和错误响应显示在诊断缓冲区中。

4.将 CPU设置回 RUN。

结果

从 RUN 状态转换到 STOP 状态会将“LEH_INDEX”变量复位到起始值“0”。这会自动将问题解决。

3.2.8.1 进行局部错误处理时生成错误 

简介

为了通过错误消息对错误做出响应，请执行以下步骤将“GET_ERR_ID”指令及其 ENO位用于局部错误处理。 这意味着 CPU 保持在 RUN 模式。

步骤

1. 打开“LAD_Local_Error_Handling”函数块。
2. 在第二个程序段中插入“GET_ERR_ID”指令，然后连接“ID”输出。

3.从项目树调用“ErrorID_to_ErrorText”函数。

4.将“ErrorID_to_ErrorText”函数的参数进行互连，以便它们可以将错误代码转换为错误消息。

5.将更改内容加载到 CPU。

6.通过输入一个无效的值（如“101”），在“Main”组织块中触发错误。  通过“ERROR_MESSAGE”参数输出一个错误消息。

结果

只要未将错误纠正，就会输出错误消息。

若要纠正该错误，请为“LEH_INDEX”变量分配一个有效的值，或重新启动 CPU。

3.2 组态可视化

3.3.1 现有样本项目

应用样本项目

为了通过 TIA Portal 组态颜色混合系统，应创建样本项目“Color_Filling_Station”。样本项目中已存在下列项目组件：CPU 用户程序的程序块和变量表及带有 HMI

画面、HMI 变量和脚本的已组态精智面板。

在本部分中，将详细说明样本项目中各项目组件间的关系。以后用户可自行执行必需的组态步骤。

3.3.2 HMI 组态

3.3.2.1 概述

HMI 组态简介

所提供项目的“全局库”中包含已编程 CPU 和预组态 HMI 设备。

HMI 组态

本部分将介绍 HMI 设备和 HMI 组态。

更多信息

有关 HMI 组态的详细指示信息，请参见：

WinCC V13 精智面板入门指南和 Runtime Advanced

3.3.1.1 SIMATIC HMI 精智面板

SIMATIC HMI 精智面板

在此，将使用精智面板系列的 TP1200 Comfort HMI 设备对颜料混合系统进行控制。

精智面板非常适用于执行 PROFINET 和 PROFIBUS 系统中较为复杂的 HMI任务，并具有以下特性：

• 外壳坚固并具有大量接口
• 工业级的宽屏显示不但具有较大的显示视角，而且画面显示高度稳定同时亮度也达到高。
• 不但可以进行水平安装，也可以进行垂直安装
• 集成有系统诊断查看器，可进行精确诊断

3.3.1.1 HMI 画面

HMI 画面

使用载入各 HMI 设备的画面运行和监视运行系统中的机器和设备。可在 WinCC 项目导航的“画面”(Screens) 下管理此画面。

HMI 设备的启动画面用来可视化颜色混合系统以及重要的状态信息及键图。

颜色混合系统包含下列元素：

• 带填充量显示的每种打印颜色的颜色存贮罐
• 搅拌器
• 搅拌器的进料器管道
• 带紧急停止开关的传送带

3.3.1.1 其它控制元件

其它控制元件

过程步骤“混合颜色”和“填充颜色”将以带动态可视对象的动画形式显示。

示例项目的启动画面包含其它控制对象：

• 画面更改按钮
• 重置填充量按钮
• 用于运行和监视系统的按钮：填充配方、启动混合过程和填充颜色混合物

3.3.1.1 配方

配方

配方包含相关生产参数，例如混合比率。

例如，可通过一个步骤将所需的混合比率从 HMI

设备传送到颜色混合系统，以将生产从深橙色切换为黄色。

颜色混合系统可生成混合颜色“橙色”、“琥珀色”、“绿色”和“红色”。 为每种颜色创建一个配方数据记录。

配方数据记录包含产生相应混合颜色的基本色百分比。

配方包含相关参数和用于存储各种色调混合比率的配方数据记录。

3.3.1.1 归档 

归档

要记录系统的运行事件，应将生产期间生成的报和过程值保存到日志中。然后评估报和过程数据日志。记录颜色混合系统的颜色存贮罐填充量。为此，组态了报日志“Tank_Level”。

此日志存储轮班期间填充量过低和填充量过高的报。

3.3.1.1 用户自定义函数

脚本

使用用户自定义函数编程 HMI 设备的其它功能。

WinCC 提供 VBS 编程接口来创建用户自定义函数。

此样本项目使用两个用户自定义函数在监视器的不同画面中显示混合打印颜色。

• “Recipescreen”在“配方”(Recipes) 画面中以所选颜色显示一个矩形。

• “Startscreen”在启动画面的系统概述中以当前混合色显示已填充容器的标签。

3.3.1.1 用户管理

用户管理

WinCC

允许用户将安全相关操作限定为特定用户组，并防止数据和函数在运行系统中未经*的访问。

“用户视图”对象提供对 HMI 设备上的用户和密码的管理功能。

具有用户管理权限的用户可以访问用户视图中的所有功能。他们可以创建和删除用户并更改其密码或其它用户的密码。

3.3.1.1 多语言性

多语言性

WinCC 支持多语言用户界面。

颜色混合系统在位于俄罗斯的新子公司中运作。维护和维修人员需要俄语用户界面。

为此，该示例项目通过另一语言进行了扩展。

文本在导出并译为俄语后，再次导入。

对于选择的语言，在运行系统中将显示俄语文本。

3.3.1.1 报表

报表

报表用于在生产过程中记录事件以进行产品测试和质量控制。为此，报和配方数据以固定间隔采用轮班报表形式输出。

在 WinCC 中已针对具有填充量报“Tank_Level”日志创建了报表。

同时也在此项目中创建了配方报表。

连接到 HMI 设备的打印机每天输出报表。可通过调度器来创建循环输出。

3.3.1 插入库中的 HMI 设备

3.3.1.1 存储库中的对象

简介

全局库包含预组态的 HMI 设备。

步骤

1. 打开全局库。将 HMI设备“Color_Mixing_HMI”拖放到“设备与网络”编辑器。

2.鼠标指针更改为带有所连对象符号的十字准线。

结果

预组态 HMI 设备已创建并连接到 CPU。

3.3.1 组态 HMI 连接

3.3.1.1 设备间的通信通信

两个设备之间的数据交换称为通信。

设备可以直接互连也可以通过网络互连。 我们将通信中的互连设备认为是通信伙伴。

通信伙伴间传送的数据可用于不同用途：

• 显示过程
• 操作过程
• 输出报
• 归档过程值和报
• 记录过程值和报
• 管理过程参数和机器参数

适用于所有通信的基本信息

所有类型通信的基础都是网络组态。

在网络组态中，用户两个已组态设备之间的连接。通过网络组态，还可以确保通信的必要前提条件，即：

• 网络中的每个设备均分配有地址。
• 设备执行传输特性*的通信。

3.3.1.1 组态 HMI 连接

简介

在“设备与网络”编辑器中通过 PROFINET 组态精智面板 TP1200 和 CPU 之间的 HMI连接。

在网络视图中以图形形式显示项目中可用的通信伙伴。

小心

通过以太网通信

在基于以太网的通信中，终用户将负责数据网络的安全。定向攻击可能会导致设备过载并干扰其正常工作。

要求

在“设备和网络”编辑器中创建下列通信伙伴：

• HMI设备：SIMATIC 精智面板
• CPU：SIMATIC S7-1500

步骤

1. 单击“连接”(Connections) 按钮并选择“HMI连接”作为连接类型。将以高亮颜色显示可用连接的设备。
2. 单击 CPU的 PROFINET 接口并使用拖放操作建立到 HMI 设备 PROFINET接口的连接。

3.在“网络视图”中单击通信伙伴，并在窗口中根据项目要求更改 PROFINET 参数。

说明

创建的 HMI 连接也会显示在编辑器表格区域的“连接”(Connections) 选项卡上。检查表中的连接参数。

只能在表格中更改连接的本地名称。

结果

在 HMI 设备与 CPU 之间建立了连接。

3.3.1.1 连接 HMI 变量

简介

在 CPU 和 HMI 设备间建立连接后，便连接了这两个设备的变量。

步骤

1. 打开 HMI变量编辑器。

2.选择刚在“连接”(Connections) 列中组态的 HMI连接。

3.对于以红色突出显示的所有条目，重复此过程。

结果

已为 CPU 和 HMI 设备中已组态的变量创建了 HMI 连接。恢复了此 HMI 连接。

3.3.1 组态系统诊断

3.3.1.1 系统诊断的基础知识

简介

系统诊断用于在设备的任何部分中检测问题和错误。 WinCC提供了两个用于快速定位错误的显示和操作元素。

系统诊断视图

报视图显示 CPU 的状态，而系统诊断视图提供系统内所有可用设备的概览。可直接浏览至错误的原因以及相关设备。

您可访问在“设备与网络”编辑器中组态的所有支持诊断功能的设备。

系统诊断窗口

系统诊断窗口是只能在全局画面中使用的操作和显示元素。系统诊断窗口的功能与系统诊断视图的*相同。

由于在全局画面中组态了系统诊断窗口，因此，您还可以执行一些操作，例如，该对象能否在运行系统中关闭。

3.3.1.1 系统诊断视图

简介

系统诊断显示和系统诊断窗口中提供了四种不同的视图。

• 设备视图
• 诊断缓冲区视图
• 详细视图
• 矩阵视图（仅针对主系统、PROFIBUS、PROFINET）

设备视图

设备视图以表格形式显示某一层的所有可用设备。双击某个设备可打开子设备或详细视图。

*列中的符号提供有关设备当前状态的信息。

诊断缓冲区视图

诊断缓冲区中的当前数据显示在诊断缓冲区视图中。

详细视图

详细视图显示有关所选设备和任何未决错误的详细信息。

在详细视图中检查数据是否正确。 在详细视图中不能对错误文本进行排序。

矩阵视图

矩阵视图仅可用于主系统。 矩阵视图显示主系统子设备的状态。

• 在 PROFIBUS中，可将由 Profibus 分配的编号用作标识（DP 站号）。

在 PROFINET 中，IO 设备从 1 开始连续编号。

浏览按钮

3.3.1.1 组态系统诊断视图

简介

您将一个系统诊断视图添加到自己的项目中，以获取工厂内所有可用设备的概览。

要求

• 已创建 CPU。
• 窗口已打开。

步骤

1. 双击“Diagnostics”HMI画面。

2.双击“工具”(Tools) 任务卡中的“系统诊断视图”(Systemdiagnosticsview) 对象。该对象已添加到该画面中。

1. 在窗口中选择“属性 > 属性 > 列 > 设备/详细视图”(Properties> Properties > Columns > Devices/Detail view)。
2. 在运行系统的设备视图中，启用所需的列，例如状态、名称和插槽。
3. 在运行系统的详细视图中，启用所需的列，例如状态、名称和更高级别的名称。
4. 在诊断缓冲区视图中，启用所需的列，例如状态、名称和机架。
5. 如有必要，调整列标题。
6. 启用“属性 > 属性 > 布局 > 列设置 > 可移动列”(Properties> Properties > Layout > Column settings > Columns moveable) 以在运行系统中移动列。
7. 可以根据需要在“属性 > 属性 > 列标题”(Properties> Properties > Column headers)

下更改列标题。

结果

系统诊断视图已添加到“诊断”(Diagnostics) 画面中。

运行系统的系统诊断视图中现在显示了整个设备的错误消息。

3.3.1 模拟 HMI 设备

3.3.1.1 仿真基本知识

简介

可以使用仿真器来测试组态 PC 上组态的性能。

这使您可以在进行生产操作之前快速找到任何逻辑上的组态错误。可如下所示启动仿真器：

• 在 HMI设备或画面的快捷菜单中： “启动仿真”(Start simulation)
• 菜单命令“在线 > 仿真 [启动|使用变量仿真器|使用脚本调试器]”(Online> Simulation > [Start|With tag simulator|With script debugger])
• 在 Portal视图的“可视化 > 仿真设备”(Visualization > Simulate device) 下

要求

组态 PC 上已安装仿真/运行系统组件。

应用领域

可使用仿真器来测试 HMI 系统的以下功能，例如：

• 检查限制级别和输出
• 中断的*性
• 组态的中断仿真
• 组态的告
• 组态的错误消息
• 检查状态显示

3.3.1.1 以仿真状态运行设备

简介

在计算机真 HMI 项目。

步骤

1. 启动 HMI设备仿真。

与 CPU 建立连接并显示仿真颜色混合系统。

2.打开“配方”(Recipes) 画面并选择颜色。

3.容器数并查看所选颜色。

4.返回至启动画面和启动生产。

5.可在“诊断”(Diagnostics) 画面中查询当前 CPU状态。

3.4 将项目加载到编程设备

3.4.1 将 CPU 加载到项目

简介

可以创建一个新站，其中包含来自硬件配置和用户程序的实际值。

步骤

1. 打开用于从 CPU加载数据的对话框。

2.选择用于将编程设备连接到 CPU 的接口。 自动开始搜索可访问的节点。

3.在项目中加载 CPU。

结果

CPU 的硬件和软件组态加载到项目中。 例如，项目中现在包含程序块和变量。

3.4 通过“项目间工程组态”进行团队工程组态

 3.4.1 “项目间工程组态”基本知识

 简介

本节介绍团队工程组态的优点以及如何生成 HMI 项目工程师所需的 CPU 数据。 HMI项目工程师可以了解如何在其项目中使用这种 CPU 数据。

分布式组态

使用“Inter Project Engineering”，可以在几个不同地点来并行开发用户程序用户界面。HMI 项目工程师不需要任何 CPU 用户程序， 也不需要安装 STEP 7。

为了将 HMI 设备连接到 CPU，只需使用 CPU 接口的变量、块、消息和地址信息。程序员可方便地将这种数据导出到一个 IPE 文件中，然后 HMI开发人员将该文件导入项目。 通过传输新的 IPE 文件，可以随时进行更新。数据在加载到 CPU 和 HMI 设备后保持*。 在 HMI 组态中创建的与 CPU之间的连接保持状态。

说明

从 V5.4 SP3 起，通过导入到 TIA Portal中，可将新的第二代精简系列面板和精智面板导入集成到 STEP 7 项目中。

3.4.1 创建 IPE 文件

简介

要直接在油漆混合装置处显示灌充液位，需要使用一种紧凑型 HMI 设备。您可以委托一个工程公司来实现这种可视化，并以 IPE 文件的形式提供所需的 CPU数据。

步骤

1. 为 CPU添加新的代理数据。
2. 输入名称并选择所需的 CPU数据。

1. 导出代理数据。

结果

创建了 IPE 文件。 例如，可以通过电子邮件将该 IPE 文件发送给工程公司。

3.4.1 导入 IPE 文件

 简介

在工程办公室中，项目工程师创建新项目中的设备代理，并用 IPE 文件中的 CPU数据将其初始化。 项目工程师针对 IPE 文件的每次更新，都重复这种初始化。

步骤

1. 使用设备向导来插入一个精简系列面板。
2. 为新项目中的 CPU创建设备代理，然后将其初始化。为新项目中的 CPU创建设备代理，然后将其初始化。

3.创建“Cyan”颜色的灌充液位的 HMI 变量，然后选择该 PLC变量。

4.以相同方式创建其它 HMI变量。

5.组态一个用于显示“Cyan”颜色的灌充液位的棒图。

6.以相同方式创建其它灌充液位的棒图。

7.编译项目。

结果

此时可将该项目从调试工程师加载到 HMI 设备。 由于使用 IPE 文件中的 CPU 数据，与CPU 的通信保持态。

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