AC800F编程组态培训.doc

AC800F培训资料
Industrial IT系统就是ABB公司推出得一种全能综合型开放控制系统，该系统融传统得DCS与PLC优点于一体并支持多种国际现场总线标准。它具备复杂模拟回路调节能力、友好得人机界面及方便得工程编程软件等。
Industrial IT 系统特点：Ø
1 、系统无主机、无通讯管理器、全局数据库管理，任何故障都将被限制在有限范围内，决不会招致系统崩溃，真正实现了功能分散、危险分散。 Ø
2 、一体化得编程与调试软件，实现对全系统所有功能得组态。系统采用 WINDOWS 目录树风格，结构清晰，简单易学。系统具有 190 多个功能块、大量符号库，用户可自定义功能块及接受第三方编程。 Ø
3 、自动建立全系统包括操作员站、过程站、网关站之间得通讯。 Ø
4 、强化得结构设计，控制器与电源模块采用全封闭结构，防尘、防静电、抗电磁干扰； I/O 模件可适应现场恶劣环境。支持远程 I/O 。 Ø
5 、多重冗余技术得使用，如：电源冗余、高速以太网冗余、操作员站冗余、控制器冗余、现场总线冗余、 I/O 冗余，确保了系统得可靠性。 Ø
6 、具有完整得分层自诊断功能，可诊断网络、站、 I/O 模件直至 I/O 点。控制器内还集成了 WebServer 技术，允许通过 Internet 浏览器进行远程诊测
7 、全开放得体系结构。支持多种国际现场总线标准； Profibus DP 、 FF 、 Can 、 Hart 、 Modbus 等，实现与数种现场总线设备互连。
Industrial IT 控制器中主要包括 AC800M ， AC800C ， AC800F ， AC700F 等。这里我们主要介绍AC800F。
一、AC800F 控制器基本介绍
AC800F就是基于开放得现场总线技术标准得现场总线控制器，既可连接常规I/O，又可连接RemoteI/O及Profibus、FF、CAN、Modbus等各种现场总线设备，现场过程仪表可直接或借助于Fieldbus远程I/O经由现场总线与AC800F进行数字通迅，为用户提供了使用现场总线技术得灵活性。AC800F可以采集来自4条不同现场总线得过程数据与诊断信息。AC800F通过以态网(Ethernet)与整个系统通迅。
该系统分为两级：操作管理级(操作员站OS、工程师站ES及网关GS)与过程控制级(这里为现场控制器AC800F)。在操作管理级上不仅实现传统得控制系统监控操作功能(动态画面显示、趋势显示、弹出式报警及操作指导信息、报表打印、硬件诊断等)，而且完成配方管理及数据交换等管理功能。过程控制级实现包括复杂控制在内得各种回路调节（各种PID、比值、……）与逻辑控制、顺序控制以及批量控制功能。AC800F 控制器提供不同程度得冗余功能。
1．AC800F控制器结构
AC800F控制器构成: CPU主板与模件接口槽位；电源模件；至少一个 Ethernet模件；最大4个现场总线模件。
AC800F控制器槽位: P: 用于插入电源模件；E: 每个AC800F控制器有2个E槽,用于插入以太网模件,一般 E1 槽作为标准系统通信,E2槽为控制器冗余切换接口；F:每个AC800F控制器有4个F槽 ,用于插入现场总线接口模件,如果使用 FI810F通信模件,这个模件仅能插入到 F1 槽,其它总线接口模件无槽位限制,但最多为4个。
2．控制器模件
（1）基本单元PM802F/PM803F：
l 高效超标量 RISC 微处理器 (150MIPS)
l 16 K 内部 CPU 缓冲 RAM
l 4MB/8MB FLASH EPROM
l 后备电池保持，包括电池电压监测
l EEPROM，串行，16Kbit
l 4个现场总线模件槽
l 2个以太网通信模件槽
l 现场控制器冗余设置
PM802F/PM803F 得最大区别在于：PM802F得静态度 RAM为4MB， FLASH EPROM为4MB；PM803F得静态度RAM为8MB，FLASH EPROM为8MB。

（2）电源模件

（3）以太网模件

（4）总线接口模件

3．I/O模件
I/O模件均为自带CPU得智能化模件，主要功能就是进行信号调理及 A/D、D/A转换、并完成包括线性化、工程单位转换在内得各种数据预处理。I/O模件得参数设置均由组态软件完成，不必开关跳线及电位器进行调整。每个I/O模件得扫描周期可根据需要分别进行设置。I/O模件具有自诊断与内部工作温度监视报警功能，所有I/O模件均可设置故障安全(fail_safe)值(数据保持/预设值/最大或最小值)，一但模件故障或通迅出错,输入输出结果即可切换到事先组态好得安全值。
I/O模件采用了前面板接线得紧凑结构设计，传送过程I/O信号得电缆经编组端子排或直接连到I/O模件前面板得螺丝型端子接线器上，螺丝型端子上带有防止误连得编码标记。前面板上还有状态指示LED与I/O位号标签。
I/O模件分为模拟量模件与开关量模件，又有输入输出之分，所以一般常用模件为模拟量输入AI,模拟量输出AO,开关量输入DI,开关量输出DO；此外还有热电偶，热电阻I/O 模件。
二、AC800F编程软件介绍
把CBF软件安装到计算机上，这台计算机我们就称为工程师站，用于监控与操作得得计算机我们称为操作员站。
工程师站上得组态调试软件Control Build F及操作员站上得操作监控软件DigiVis就是AC800F系统操作管理级必须得软件。
工程师站组态软件Control Build F
l 用于系统编程、参数设定、与调试；
l 现场过程控制组态；
l 操作级显示与信号记录组态；
l 编程语言采用国际标准 IEC 61131-3 图形化编程语言，支持功能块图 FBD；梯形图 LD；指令表 IL；顺序功能块图SFC。（我们平时常用得为前两种）

操作员站软件 --- DigiVis
DigiVis得功能包括图形显示、数据监视、系统状态显示、趋势归档、记录、过程及系 统报警、控制操作、系统诊断等。
三、软件编程
1．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，如下图所示

屏幕出现如下画面，

点击“确认”后，出现下面得画面

此画面说明现在用得就是演示版本，如果用于商业用途需要向ABB购买权限。
（1）引入一个项目文件
使用鼠标点击菜单行中得 项目--导入，把一个（、csv）文件导入使用。
（2）新建项目文件
进入组态界面后，选择 项目 菜单条得 新建

创建一个新项目，项目名称为：training，保存在文件夹 proj下

点击 save 按钮，输入相应得项目信息，如：项目名称，项目管理者，项目注解等，若需要还可以加密码。

进入组态环境中，

一个完整得组态项目文件，至少要有操作管理级（操作员站，网关站等）与过程控制级(现场控制器AC800F硬件配置)。此外，还有用户功能块，图形库等等。下面我们就具体介绍一下项目树得建立过程。
单击菜单条 组态 按钮，显示根目录与暂存池两项

用鼠标选中 training ，右键选择 插入下一级，选择组态CONF，然后确认。

点击确认后，在弹出得对话框中 填入要点信息名称，这里取 配料 环节为例。

确认后，就建成了一个以 配料 为名称得组态文件根目录。

这样整个组态项目下得资源(包括过程站、操作员站及其它站)及对象得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。
继续在此CONF上点击右键，插入下一级 来添加过程站

默认取名为“配料”，与组态级相同，其她得参数先选择默认，不用更改。以同样得方法添加操作员站“OS1”，网关站“OPC”，用户功能块“公共图”。这些站或资源库都就是CONF得下一级，它们之间就是平级得，也可以右键点击其中一级，选择 插入 下一个 来添加。

添加用户功能块库

添加网关站

在添加网关站时，需要根据需要选择网关得类型，如上图所示。
在培训中，为了能够让学员清楚得瞧到信号之间就是怎么连接得，需要用到仿真控制器，所以在此组态中再加一个过程站，这样两个过程站，一个用于仿真，一个用于学习硬件配置。添加好各个资源得组态基本结构如下图所示。

2．硬件配置
从前面得介绍可知，项目树下组态得资源如过程站、操作员站、网关站等都有对应自己得硬件设备，且过程级又可以分为AC800F，仿真控制器等，每一种过程级中包含不同得模件，模件得放置位置及参数要求都不同，这就需要我们按照实际得配置将设备硬件组态到项目得硬件结构中去。在Control Build F中，必须按照实际硬件得安装，在组态软件中完成硬件配置、参数设置、通道定义、资源号得设定等。项目树中得资源必须与实际得硬件相对应。
在项目树界面中，选择菜单行得 硬件结构，进入硬件组态界面

左边就是硬件结构得树型显示，右边就是图形显示。在图形显示中，以太网得上方配置操作员站与网关站，下方配置控制站。
在以太网得上方点击鼠标，会出现一个红色得框，在此框上点击右键，选择插入，添加操作员站。

点击确认后，会在相应位置出现一个电脑图标，右键点击这个电脑图标，制定它对应得组态中得资源。

以同样得方法，在以太网得上方添加网关站，并指定资源OPC。

在以太网得下方插入控制器，先加入一个仿真控制器，这个就是不需要配置得，直接默认就可。步骤如下几个图所示。

指定资源为 配料

以相同得方法，添加AC800F控制器，并指定资源。

完成之后得状态如下图所示

在以太网中插入各种节点之后，要使其与项目树中得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得站，在进行硬件配置时，所插入得站标志将不能被指定资源，并显示为灰色，表示不可用。
下面配置AC800F控制器
双击“控制器”得图标，在机架上插入相应得模件。

在机架得电源插槽P上，右键 插入与实际对应得电源模件。

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讯模块。

冗余控制器需要插入2个以太网模件，既E1,E2槽都需要配置。
在F插槽位置插入与实际相对应得总线接口模件。

配置好机架得基本结构如下图所示

双击机架上得 FI830，放置Profibus master

双击现场总线得断开处，选择主设备。

添加完成后，回到左侧得硬件结构得树型显示，找到我们刚加完得这一级。插入从设备。每个master节点下，理论上最多允许放置125个从设备。

点击确认后，弹出总线地址选择框，可根据实际情况修改总线地址。
，
选择从设备得设备数据库文件（GSD文件），选择开始引入；或者从磁盘导入要添加得GSD文件。

双击下面得接点: Node1, 进入 Profibus Slave 参数配置界面

名称为：SL_1F3_1,
选择 从设备地址：2，无清除状态数据， 循环通讯；
Watchdog: 启用，
Watchdog 超时：100*10ms;
单元测试：选择 信息启用

在接点下插入需要得 I/O 模件，方法如下：

首先选择 CI801 Profibus DPV1, 插入通讯模件

在 Node1 继续插入其它模件，我们要插入DO810、DI810、AI810、AI830、AI835、AO810；
选择对应得模件，然后点击插入按钮即可
（1） 插入DO810

双击模件 ，进行配置。

选择 Cluster : 0
Position :1
各参数可以根据实际情况修改
• DO810 模件 I/O 编辑
选中 DO810 模件，点击 I/O 编辑；

在输出下选择插入元素：

DO810添加通道元素时，先加高位得Byte1，数据类型Bool，配置完0~7共8个通道。然后添加地位Byte0得8个通道元素。

配置完如图所示。

在相应得通道写上变量名，此变量就是编程时为各个信号起得名字，即变量名。
（2） 插入DI810模块
编辑—插入；

双击模件 ，进行配置

Position为2
进行I/O编辑

从Byte0开始到Byte1结束，数据类型选择Bool，各自配置0~7共16个通道。
配置完如图：

（3） 插入AI810模块

双击，进行配置，Position设为3；

进行I/O编辑

数据类型为Int，因为模拟量需要形成一个回路，有一正一副两个端子才形成一个通道，所以0-15位，添加完为8通道。
添加完如下图所示。

同样得方法对AI830，AI835，AO810进行配置。并且注意，I/O模块得顺序要与实际得模块顺序一致，Position与实际对应。配置结果如下。

3．控制器编程
在编程之前，我们必须先了解一下信号。在控制系统中有两个常见得术语，“模拟量”与“开关量”。不论输入还就是输出，一个参数要么就是模拟量，要么就是开关量。这也就是AC800F能处理得信号。开关量，在时间上与数量上都就是离散得物理量称为开关量也叫数字量。一般开关量（如温度开关、压力开关、液位开关等）通俗地说就就是要么断开，要么闭合，分别对应“0”与“1”。模拟量，在时间上或数值上都就是连续得物理量称为模拟量。把表示模拟量得信号叫模拟信号。常见得模拟量输入/输出信号有：4-20mA、0-10mA、1-5V、0-5V、0-10V、其它电压或者毫伏级信号等。
编程得时候我们也对开关量与模拟量进行不同得处理与编程。

过程站下得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，在程序列表级得下层就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得编程。
在之前得项目树中，找到过程站 配料，点开“+”，有系统自动生成得用户任务与系统任务，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 默认任务，并取名为 熟料配料，其她参数默认。

右键，插入下一级 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，插入下一级，根据编程需要选择编程语言，常用得为功能块语言FBD与梯形图语言LD。

完成过程级得组态如下图所示。

其中，控制部分主要对开关量进行编程，配置部分主要对模拟量进行编程。
这里开关量编程主要以单电机运行以及多个电机得顺序启停为例进行介绍；模拟量编程输入输出转化，监控，趋势等为例。
3、1 控制部分编程（开关量编程）
我们在编辑电机启停时，需要用到4开关量，备妥、驱动、运行、故障，还用到其她中间变量。
打开 石膏入库控制，在空白处点右键，找到 块—开路控制—IDF单向单元。

把图形用鼠标拖到合适得位置，点一下鼠标左键。然后双击这个块，填写相应得信息。

需要注意得就是：

然后添加变量与触点，并命名变量名。
双击触点，为触点命名，并且可以选择触点得类型。

点击确定后，如果这个变量事先没有被定义，则会弹出下面窗口，

资源与数据类型可以选择，注解则就是表示这个变量代表实际得哪个量，如：6号电机得驱动。
添加读写变量与添加触点得方法一样。

绘制连接线时可以按住ctrl键得同时拖动鼠标左键来完成，也可以点右键选择画线来完成。
一个完整得电机块程序如下图所示。

电机模块得几个主要引角得功能如下：IN引角就是信号得输入引角；MM与MA分别就是手都与自动；FB1与FB0引角就是对电机驱动信号与运行信号得反馈进行监控，这两个引角使用时连接在一起，分别取1与0时表示有返回信号；FLT就是故障信号得监控引角。功能块右侧OUT引角就是信号输出引角；FRT与FEP引角就是对电机块本身故障与FB0与FB1引角所监控故障得报警拐角。
从左母线处分别将电机得驱动信号与运行信号串联接入块得反馈端FB0与FB1，这样一来，发出驱动信号了，长时间得不到总皮带电机得运行返回信号，则说明该设备此时存在故障。如果运行信号在设定得运行时间监控——“最大运行时间”5s过后仍不见运行返回信号，且“监控ON”以设为有效，这时系统将自动撤掉驱动信号，并发出故障报警，以便及时作进一步处理。
图中，驱动返回信号与启动信号并行，实现了电机得自锁。
电机组得组起停设计利用了定时器功能块，根据电机得启停顺序设置不同得延时时间，并利用单向触发激活各个电机得启动信号。

由上图可知，每个定时器按时间顺序设置不同得延时时间。
根据实际工艺可知，电机组顺序启停，逆序停止，所以用一个停止信号加定时器逆序触发组里各个电机得停止信号。

把刚才得那个电机作为组里得一员，则可以以相同方法做出其她电机得程序，但要注意每个电机得变量一定要对应好，一边达不到顺序启停得目得。

双向运行电机得编程与单向得差不多，在选择块时选 双向IDF。在编程时，正向反向运行时要形成互锁。

数字量监控
数字量监控运用M_BIN模块监控，所监控得变量一般就是电机得故障信号，皮带跑偏信号等等。

3、2 配置部分 编程（模拟量编程）
（1） 输入输出转换
模拟量得数据大部分就是从现场通过变送器得来得，或就是4~20mA或就是0~10V得信号。前面硬件配置可知，模拟量经过I/O模块时进行了A/D或就是D/A转换，转换为介于0~28480之间得整型数（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、控制与处理此类模拟量得各变量均须为实数（REAL）类型，因此还必须将整型数转换为实型数。我们完成控制时大多数情况下要跟实际得设定值进行比较、显示等，所以还要经过量程转换，把数据转换成与实际量程相对应得温度、压力、电流值。
先将通过I/O模块过来得模拟量信号用FBD块转换，转换为实型变量，再调用SCAL功能块将经A/D转换后得0~28480之间得数值对应为需要得量程。

SCAL功能块得参数设置所示，输出量程得起点与终点根据实际得填写。

模拟量输出时与模拟量输入相反。

（2）模拟量监控
模拟量监控运用M_ANA模拟量监控模块，监控得目得就就是变量所代表得值一旦超出某段范围，系统会报警。
鼠标右击，选择 块—监控—模拟量监控，添加M_ANA块，并设置参数。

（3）模拟量趋势归档
运用趋势模块TREND,如下图所示分别在IN1到IN6加入要趋势显示得变量。

4、 操作员站编程
操作员站组态包括以下内容：
· 用户自定义图形组态。完成用户流程图得生成，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。指系统所有报警提示信息得归类及确认。
· 记录，包括事件记录与状态记录。
在项目树得操作员站下面 插入下一级，图形显示。

在此图形显示中，可以导入某个生产工艺得位图，也可以自己使用工具箱画图。下面根据过程站编好得程序在“工艺图”中作出相应得图形显示。
（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。

在工具箱中选择 图形符号，在空白处点击鼠标，显示下面得画面。

点击 确认，弹出一个参数设置对话框。

把要显示得电机得各个变量填到各个位上。
在 显示 工具条下面设置，就是不同得位上得变量显示不同得颜色，目得就是在实际监控运行时，可以通过不同得颜色显示辨别电机得运行状态。对象名称处填上刚刚命名得圆形，这样这个图形显示就设置到了刚才那个圆上。

在 通用—动作下面设置动作，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，把要显示得那个电机块得名字填到 打开面板 处。

这样一个电机得运行位图就做好了。相同得方法做出整个组或整个环节得。

一组电机显示
（2）按钮显示
从工具箱中选择 按钮，在空白处点击鼠标，弹出设置对话框，填入要作用得变量得名称，以及按钮显示文字。

点击 动作 按钮设置动作。

根据控制程序建立多个按钮。

按动按钮时不仅可以写某个变量，既使这个变量置1，还可以打开某个图形画面，某个面板等，具有链接功能。

（3）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，参数设置如下图所示。

对象名称就是指这个显示在画面中得标签名，显示变量处填写得就是要显示得那个变量得名字。
通过菜单条 显示 设置数值显示时得状态，在 通用—动作下设置点击这个显示框时得动作，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得趋势图。

（4）模拟量给定
建立方法前面与模拟量显示得建立就是一样得，只就是在 动作 菜单下，选择写入某个变量。

（5）模拟量监控
在 文字数字显示 参数设置时，菜单 位指定 下，写入程序中模拟量监控M_ANA块得输出变量，然后设置不同得位对应不同得显示颜色。

（6）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得方式也做到画面上。
工具箱—文本，写一个故障文本，然后给其命名。在此文本上新建一个图形符号。

当故障信号为0时，画面上不显示有这个图形，当故障信号为1，既有故障传上来时，故障 以闪烁得形式显示。
（7）显示棒图
棒图一般用来形象得表示料位，量程等。选择工具箱里得 棒图，设置相应参数。

（8）趋势显示
在操作员站下面插入趋势显示

双击此趋势，进行配置参数

标签名字为编程时趋势块得名字，显示变量为趋势块得输入变量。

5、 公共块得使用
一般公共块就是用户为了使用方便或使程序模式比较统一所编得程序。可以从外部导入已有得模块。

急停面板为下图所示。

用户功能块在使用时，要添加到控制程序里面。

在弹出得对话框里选择功能块，然后填写名字，添加需要得控制变量。

前面操作员画面里得急停按钮所链接得就就是此功能块得面板。
四、通讯设置与程序下载
1、 网络与通讯配置
在项目树下，选择 项目—网络，进入下列菜单。需要修改以太网地址或ID时，点击 编辑 按钮。

这里因为仿真得缘故，工程师站，网关，操作员站，仿真控制器选择得IP地址就是一样得，因为设在一台电脑上。实际得，由于操作员站与过程站数目多，IP地址就是不一样得。
选择 系统---通信配置

根据需要选择操作员站数量，网关数量，并建立过程站、操作员站、网关站之间得连接。
2、程序加载
编程完成后，对项目文件进行全部检查，在确认没有错误时才可进入联机调试状态。

联机调试状态

如果连接了硬件则可以选择加载程序。程序加载可分为：加载修改对象。加载选择对象，加载整个站三种。第一次加载要加载整个站。

3、操作员站加载
首先运行Digivis，然后加载操作员站。

加载完毕后，Digivis会显示操作员站运行。
4、仿真控制器加载
在IE浏览器中得地址栏输入 ,然后回车，打开仿真控制器。

将仿真控制器得ID得地址输入硬件配置中，点击Start Controller按纽进入下面界面。

表示控制器已经开启，此时再返回项目树，加载一下仿真器即可。
（刘万丽初稿）