Разработка функционального блока обработки аналогового сигнала в STEP7 Professional  

Уроки TIA Portal, STEP7 и HMI

 



Содержание уроков

Урок 9
Разработка функционального блока обработки аналогового сигнала в STEP7 Professional
(продолжение уроков 7 и 8)

Задание

Разработать алгоритм и функциональный блок обработки аналогового сигнала в STEP7 Professional.

Решение

Алгоритм работы блока обработки аналоговых токовых сигналов 4..20 мА

На вход функционального блока поступает сырой сигнал с модуля аналогового ввода в формате Integer, на выход блока подаётся масштабированный сигнал в пределах диапазона измерения датчика, заданного уставками Min и Max, в формате Float.

Кликом по мнемосхеме датчика вызывается фейсплата датчика, а кликом по кнопке с красным крестом она закрывается.

В серые поля ввода-вывода уставок граничных значений можно ввести соответствующие значения: HH, H, L, LL. Активировать действия этих уставок можно соответствующими кнопками: HH, H, L, LL. Если уставка активирована, то поле уставки становится белым, а кнопка - зелёной.

В поле вывода «Ток» отображается расчётное значение тока датчика в мА.

В полях ввода-вывода «Недолёт» и «Перелёт» можно изменить соответствующие границы достоверности аналогового сигнала. Например, 4..20 мА можно изменить на 3..21 мА. При этом формула масштабирования сигнала не изменяется, но соответствующие сообщения «Перелёт» и «Недолёт» будут генерироваться только при выходе сигнала за изменённые границы «Недолёт» и «Перелёт».

Кликом по кнопке «Ремонт» изменяется режим «Работа-Ремонт-Работа». В режиме «Ремонт» подавляются все аварийные сообщения и гаснут все аварийные индикаторы.

Светофор подсвечивает поле вывода переменной процесса на мнемосхеме и фейсплате, и зону Fill столбиковой диаграммы соответствующим цветом, в зависимости от значения входного сигнала и активных уставок граничных значений: Перелёт, HH, H, L, LL, Недолёт.

Программирование

  1. Создаём функциональный блок "4-20мА" на языке LAD:

    Рис.




  2. Декларируем переменные функционального блока:

    Рис. Декларация переменных

  3. Программа состоит из 16 логических цепочек:

    Рис. Структура прогрмаммы

  4. В первой логической цепочке вычисляется ток датчика по значению сырого входа.
    В цепочке 2 уставки Перелёт и Недолёт, введённые в мА, преобразуются в числа с размерностью сырого сигнала.
    В цепочке 3 сырой входной сигнал масштабируется с помощью стандартной функции SCALE в пределах шкалы измерения датчика от Min до Max.

    Рис. Цепочки 1-3

  5. В цепочках 4-5 контролируется Зашкал и Перелёт:

    Рис. Цепочки 4-5

  6. В цепочках 6-9 контролируется выход за границы уставок HH, H, L, LL:

    Рис. Цепочки 6-9




  7. В цепочках 10-11 контролируются Недолёт и Обрыв:

    Рис. Цепочки 10-11

  8. В цепочке 12 подавляются все сообщения в режиме Ремонт:

    Рис. Цепочка 12

  9. В цепочках 13-14 формируются белый и жёлтый цвета светофора:

    Рис. Цепочки 13-14

  10. В цепочках 15-16 формируются красный и сиреневый цвета светофора:

    Рис. Цепочки 15-16

  11. В блоке OB1 вызывается функциональный блок FB3 для обработки сигнала температуры датчика Т 001:

    Рис. OB1

  12. Компилируем программы контроллера и панели оператора, запускаем симулятор контроллера PLCSIM, загружаем программу контроллера в симулятор контроллера, запускаем симулятор панели оператора и тестируем программу PLC и HMI.





    13. Тестирование


  13. Имитировать изменение температуры можно, например, с помощью Force table:

    Рис. Force table

  14. Недолёт
    Сырой вход Ток, мА Температура, °С Активные уставки Светофор
    -500 3,7 0 Жёлтый


    Рис. Тест 1

  15. Изменяем уставку «Недолёт» на 3,5 мА - индикатор «Недолёт» гаснет:

    Сырой вход Ток, мА Температура, °С Активные уставки Светофор
    -500 3,7 0 Недолёт = 3,5 мА Белый


    Рис. Тест 2

  16. В норме
    Сырой вход Ток, мА Температура, °С Активные уставки Светофор
    12000 10,9 43,4 Недолёт = 3,5 мА Белый


    Рис. Тест 3

  17. Выход за границу H
    Сырой вход Ток, мА Температура, °С Активные уставки Светофор
    12000 10,9 43,4 H = 30,0
    Недолёт = 3,5 мА    		 Жёлтый


    Рис. Тест 4

  18. Выход за границы H и HH
    Сырой вход Ток, мА Температура, °С Активные уставки Светофор
    12000 10,9 43,4 HH = 35,0
    H = 30,0
    Недолёт = 3,5 мА    		 Красный


    Рис. Тест 5

  19. Выход за границы H и HH с зашкалом
    Сырой вход Ток, мА Температура, °С Активные уставки Светофор
    32767 23 100 HH = 35,0
    H = 30,0
    Недолёт = 3,5 мА    		 Красный


    Рис. Тест 6

  20. Зашкал при неактивных уставках H, HH
    Сырой вход Ток, мА Температура, °С Активные уставки Светофор
    32767 23 100 Недолёт = 3,5 мА Сиреневый


    Рис. Тест 7

  21. Выход за границы H и HH в режиме Ремонт
    Сырой вход Ток, мА Температура, °С Активные уставки Светофор
    12000 10,9 43,4 HH = 35,0
    H = 30,0
    Недолёт = 3,5 мА    		 Белый


    Рис. Тест 8

  22. Выход за границу L с обрывом
    Сырой вход Ток, мА Температура, °С Активные уставки Светофор
    -32768 - 0 L = 20,0 Жёлтый


    Рис. Тест 9

  23. Выход за границы L и LL с обрывом
    Сырой вход Ток, мА Температура, °С Активные уставки Светофор
    -32768 - 0 L = 20,0
    LL = 10,0    		 Красный


    Рис. Тест 10