Настройка опроса контроллеров Siemens S7-1200/1500/ET 200SP в KLogic

Система программирования контроллеров (СПК) KLogic является инструментом технологического программирования контроллеров в составе автоматизированных систем управления технологическими процессами, оперативно-диспетчерского управления, систем коммерческого и технического учета ресурсов.

KLogic состоит из исполнительной системы (ИС), выполняющейся в контроллере, и инструментальной среды разработки (KLogic IDE), функционирующей на платформе Win32. Исполнительная система KLogic совместно с конфигурацией, создаваемой инструментальной средой, представляет собой целевую задачу, записываемую в контроллер. В конфигурацию входят технологические программы пользователя и параметры функционирования всех задач. Создание технологических программ, загрузка конфигурации в контроллер, отладка и мониторинг производятся из инструментальной среды разработки.

KLogic IDE предоставляет пользователю удобный и интуитивно понятный интерфейс для настройки контроллера, работающего под управлением исполнительной системы (ИС) KLogic. Среда позволяет настраивать список подключенного к контроллеру набора устройств и модулей, а также разрабатывать технологическую программу для контроллера с использованием функциональных блоков. Кроме набора предопределенных алгоритмов имеется возможность реализовывать собственные алгоритмы на двух языках программирования, максимально приближенных по синтаксису к языкам Pascal, C. Помимо этого, при помощи инструментальной системы, можно изменить коммуникационные настройки и время контроллера, выполнить сервисные функции (удаление конфигурации, перезагрузка контроллера и прочее).

Взаимодействие инструментальной и исполнительной системы KLogic осуществляется по каналам последовательной связи (COM-порт) и Ethernet с помощью специализированного набора функций, основанных на коммуникационном протоколе Modbus. Возможность интеграции контроллеров KLogic в другие системы верхнего уровня обеспечивает поставляющийся в комплекте OPC-сервер.

Независимо от типа используемого контроллера и его операционной системы, все взаимодействие между компьютером и контроллером осуществляется через инструментальную систему KLogic.

Задача: Организовать взаимодействие контроллера (ИС KLogic) с контроллером Siemens ET 200SP через протокол Simatic S7.

 

1. Создание CSV файла для конфигурации контроллера

CSV (Comma-Separated Values) — это текстовый формат, который SIMATIC Manager и TIA Portal используют для обмена данными с контроллером. Это самый простой способ массово занести данные (например, начальные значения для рецептов) или выгрузить их из PLC.

Пример CSV файла в Excel

Рассмотрим столбцы, которые представлены в примере CSV файла:

1. Name Struct – Наименование группы
2. Name - Имя переменной
3. Data type - Тип данных
4. Data memory - Блок данных (DB)
5. Offset - Смещение в байтах/битах
6. Writable from HMI/OPC UA - Доступность для записи
7. Comment - Комментарий

 Offset может по разному заполняться в зависимости от типа данных.

1. Для DINT (32-битные целые) Offset увеличивается на 4.0 для каждого следующего элемента.

 

2. Для Real (32-битные целые) Offset увеличивается на 4.0 для каждого следующего элемента.

 

3. Для INT (16-битные целые) Offset увеличивается на 2.0 для каждого следующего элемента.

 

4. Для WORD (16-битные беззнаковые) Offset увеличивается на 2.0 для каждого следующего элемента.

 

5. Для BYTE (8-битные) Offset увеличивается на 2.0 для каждого следующего элемента.

 

6. Для BOOL (логические) Offset указывает байт.бит (например, 0.0, 0.1, ..., 0.7, 1.0).

 

Для удобства советуем использовать формулы для автозаполнения. Как только все параметры будут добавлены и заполнены столбцы необходимо сохранить в формате CSV (разделители – запятые).

 

Выбор типа файла

Стоит проверить сохраненный файл в Блокноте, чтобы убедиться в правильном отображении кириллицы и разделителей.

Пример корректного отображения CSV файла в блокноте

В случае неправильного отображения кириллицы необходимо сохранить CSV файл в блокноте и выбрать кодировку UTF-8 или ANSI.

 

Выбор кодировки файла 

Подводя итог, можно выделить следующе важные пункты:

1. Порядок столбцов должен строго соответствовать шаблону.
2. Типы данных пишутся точно, как в Simatic (Dint, Real, Int, Bool и т.д.).
3. Offset для BOOL - первая цифра байт, вторая цифра бит (0.0 - байт 0, бит 0).
4. TRUE/FALSE пишутся заглавными буквами без кавычек.
5. Data memory указывается в формате "DBX", где X - номер DB.

 

2. Добавление контроллера, настройка связи с ним

Открыть инструментальную систему KLogic можно либо отдельно — через проводник (или другой файловый менеджер), запустив на выполнение файл KLogic.exe, либо из проекта — через Конфигуратор (пункт Настройка контроллеров на вкладке Настройка проекта).

В любом случае открывается главное окно KLogic IDE, которое имеет следующий вид:

Главное окно KLogic IDE

Окно приложения состоит из следующих элементов: строка заголовка, строка меню, стандартная панель инструментов. В левой части окна находится дерево конфигурации проекта с собственной панелью инструментов (наверху). В правой части окна — панель отображения и настройки свойств выбранного объекта конфигурации. Также в правой части рабочего окна на отдельной вкладке располагается графический редактор ФБД - функциональных блоковых диаграмм.

При выборе различных элементов дерева конфигурации, соответственно в правой части экрана происходит смена панелей для отображения свойств выбранных элементов.

В дереве конфигурации имеется контекстное меню, пункты которого становятся доступны в зависимости от того, на каком элементе дерева было вызвано контекстное меню.

Корневыми элементами дерева являются Контроллеры. В проекте одновременно может присутствовать любое количество конфигураций контроллеров. В каждом контроллере присутствуют группы Задачи пользователя, Каналы ввода/вывода, Архивы. В группе задач пользователя создаются алгоритмы, которые будут обрабатываться исполнительной системой, в группе каналов ввода/вывода описываются внешние сигналы, которые будут запрашиваться/устанавливаться исполнительной системой, в группе архивов производится настройка архивов, которые будет вести контроллер.

 

Итак, для начала необходимо добавить контроллер. Это можно сделать с помощью соответствующей кнопки  на панели инструментов конфигурации. В выпадающем меню выбираем нужный тип контроллера, в нашем случае None-target, поскольку опрос контроллера Simatic ET 200SP будет через управление службами виртуальных контроллеров KLogicSVC.

Добавление контроллера

Примечание. В данном списке, кроме «железных» контроллеров, существует ряд специальных, таких как:
– None-target — контроллер без привязки к аппаратной платформе – например, KLogicSVC, т.е. исполнительная система, реализованная в виде службы Windows;
– WKLOGIC — виртуальный контроллер внутри сервера;
– Ссылка — используется только в составе проекта SCADA-системы КАСКАД.

После добавления контроллера необходимо его настроить. Для этого предназначена панель свойств, которая появляется в правой части экрана при выделении контроллера в дереве проекта. На панели свойств есть две вкладки: «Связь с контроллером» и «Контроллер».

 

Вкладка «Связь с контроллером» содержит несколько панелей, которые позволяют изменить общие настройки контроллера, а также настройки связи с ним.

В панели «Общие настройки контроллера» для удобства работы с конфигурацией можно задать имя контроллера.

Далее необходимо настроить связь с контроллером (панель «Настройка связи»). Для этого необходимо выбрать тип связи, в данном случае Ethernet (связь компьютера с портом LAN1 контроллера по кабелю типа «витая пара») и задать IP-адрес контроллера, который в нашем случае является 127.0.0.1 для опроса через службу виртуального контроллера.

Теперь можно сохранить проект с помощью кнопки на панели инструментов, пункта меню Файл/Сохранить, или сочетания клавиш Ctrl+S. Необходимо иметь в виду, что конфигурация KLogic состоит из нескольких файлов: общего файла проекта Имя_проекта.KLD и файлов конфигурации контроллеров {GUID}.xml, где GUID – уникальный идентификатор контроллера.

На этом первый этап закончен.

 

3. Настройка службы виртуального контроллера

Опрос контроллера Siemens ET 200SP будет происходить через службу виртуального контроллера. Для этого необходимо в Конфигураторе выбрать раздел Утилиты и выбрать пункт Управление виртуальными контроллерами.

В открывшемся окне необходимо добавить виртуальный контролер KLogicPLC через  контекстное меню или нажав на соответствующую кнопку в панели инструментов . После добавления контроллера следует сохранить изменения нажав Применить. (Если кнопка неактивна, то необходимо запустить от имени администратора нажав на иконку с щитом).

Окно управления службами “Виртуального контроллера KLogicPLC”

 Рассмотрим настройки:

• Тип запуска – Автоматически, вручную и отключена.
• UDP-порт ­­- сетевой идентификатор, используемый для организации обмена данными между исполнительной системой KLogic и виртуальным контроллером.
• IEC 104 порт - сетевой идентификатор, используемый для организации обмена данными между исполнительной системой KLogic и оборудованием верхнего уровня (АРМ диспетчера, SCADA-системой) в соответствии со стандартом МЭК 60870-5-104.
• Приоритет процесса – реального времени, высокий, выше среднего, обычный, ниже среднего и низкий.

Для связи контроллера, который мы настроили в KLogic необходимо выставить соответствующий порт. Поскольку по умолчанию порт у контроллера 0x7653 (в шестнадцатеричной системе), поэтому выставляем UDP-порт 30291. Запускаем службу через соответствующую кнопку .

Чтобы убедиться, что служба работает можно открыть службы через диспетчер задач.

 

4. Добавление протокола опроса S7 и его настройка

Для связи с технологическим объектом контроля и управления используются различные устройства – измерители, счетчики, модули ввода-вывода. Протокол описывает формат взаимодействия с устройством по интерфейсу, обычно он строится на запросах контроллера к устройству и получении от него данных в двоичном формате. Проще говоря, протокол – это набор правил, регулирующих процесс приема/передачи данных.

Протоколы разделяются на две категории:

• протокол опроса внутренних модулей
• протокол опроса внешних модулей

 

Добавляем протокол из группы специальных протоколов. Для этого используем контекстное меню строки Каналы ввода-вывода в дереве конфигурации либо кнопку  на панели инструментов конфигурации.

 

Добавление протокола

 При наведении курсора мыши на параметр настройки под редактором свойств появляется подсказка, объясняющая параметр. В самом протоколе имеется лишь настройка периода работы задачи.

Настройка протокола

 После добавления протокола S7 необходимо добавить модуль Simatic. Для добавления модуля используем контекстное меню строки выбранного протокола либо кнопку  на панели инструментов конфигурации. Во время добавления модуля откроется окно с выбором CSV-файла и Вам необходимо выбрать CSV-файл, который Вы ранее подготовили.

 

 После добавления необходимо настроить модуль с помощью общих настроек, как было в случае протокола.

Настройка модуля

 

Настройки состоят из следующих пунктов:

• Имя CSV-файла — Путь/имя CSV-файла с параметрами тегов (во время добавления модуля путь до CSV-файла автоматически заполняется в эту строку настройки).
• IP-адрес — IP-адрес контроллера (в нашем случае указывается IP-адрес контроллера Siemens ET 200SP).
• Номер стойки и номер слота – Для S7-1500 стойка (Rack) всегда имеет номер 0. Контроллер монтируется на монтажную рейку, которая виртуально считается "стойкой 0". Слот (Slot) начинается с 1 для самого левого (первого) слота. CPU обычно занимает слот 1.

Остальные параметры оставляем по умолчанию.

Также при желании в этом окне можно сменить имя объекта и дописать к нему комментарий.

 Далее следует добавить каналы для модуля с помощью кнопки Добавить/удалить каналы и в открывшемся окне выбрать необходимые каналы для добавления. 

Добавление/удаление каналов модуля

После добавления каналов сохраняем конфигурацию (Ctrl+S) и запускаем опрос (Ctrl+F10).

 

Если все пункты были выполнены, то раскрыв дерево мы увидим значения.

На этом настройка опроса контроллеров Siemens в KLogic на примере Simatic ET 200SP CPU 1510SP завершена. Благодарим за внимание и надеемся, что представленные материалы позволят сделать работу с системой KLogic максимально эффективной и комфортной.