3. Projektų kūrimo priemonės

Tikslai:

1. Suprasti  objektiškai orientuotų programų kūrimo koncepciją
2. Žinoti projektų kūrimo etapus ir gebėti juos taikyti
3. Gebėti  naudotis programų redagavimo priemonėmis
4. Gebėti atlikti aparatinės įrangos konfigūravimą

Temos studijoms reikalingas laikas:

Paskaitos	2 val.
Praktika	2 val.
Savarankiškas darbas	2 val.

3.1. Projektai ir objektai

STEP 7 programa yra objektiškai orientuota. Vartotojas gali dirbti atskirai su kiekvienu iš kuriamo projekto objektu ir tai gerokai palengvina jo darbą. Lentelėje. 3.1 pateikti objektai ir jų simboliai.

3.1 lentelė. Projektų objektai ir jų simboliai

3.2. Projekto rengimas

3.2.1.  STEP7 projektai

Pasiruošimas projekto kūrimui. Yra daug būdų atlikti paruošiamąjį darbą kuriant automatizavimo projektus, naudojant PLV. Vienas iš galimų būtų toks (3.1 pav.):

3.1 pav. Pagrindiniai projekto kūrimo etapai

1 etapas. Paprastai sudėtingesnis technologinis procesas susideda iš atskirų aparatų, mašinų ir pan., kurie atlieka griežtai apibrėžtas technologines operacijas, todėl yra nesunku išskirti atskiras sudėtines dalis, kurias patogiau nagrinėti ir automatizuoti.

                 2 etapas. Kiekvienoje sudėtinėje proceso dalyje yra nustatomi visi mechanizmai (varikliai, vožtuvai ir pan.), dalyvaujantys valdyme, valdomų parametrų tipai (įėjimai, išėjimai) bei jų kitimo diapazonai, pvz., krosnies temperatūra - 300-350°C. Taip pat yra nustatomi ryšiai tarp atskirų mechanizmų ir blokavimo elementai, jų įjungimo ar išjungimo būdas (automatinis ar rankinis - iš pulto).

Šis etapas baigiamas įėjimų ir išėjimų diagramų sudarymu kiekvienam aparatui ar technologinio proceso daliai (3.2 pav.):

3.2 pav. Įėjimų ir išėjimų apibrėžimas

3 etapas. Šis etapas labai svarbus, nes, jį pilnai realizavus, galima išvengti mechanizmų sugadinimo bei apsaugoti aptarnaujantį personalą.                    

Pirmiausia yra nustatoma, kuriems įrenginiams reikia papildomos aparatūrinės įrangos, kad įgyvendinti saugos reikalavimus. Taip pat reikia nustatyti, kuri apsaugos sistemos dalis veiks nepriklausomai nuo PLV. Paprastai tai būna avarinio išjungimo mygtukas pulte. Apsaugos sistema kuriama tokiais žingsniais:
Nustatomos loginės, mechaninės arba elektrinės blokavimo sistemos dalys kiekviename aparate;

Numatomos priemonės rankiniam aparatų valdymui;

Parengiamos papildomos priemonės saugiam proceso vyksmui.

                 4 etapas. Dažnai kiekvienas aparatas turi operatoriaus pultą su didesniu ar mažesniu displėjumi bei valdymo įranga, leidžiančia įsikišti į proceso valdymą. Pulte numatomi, jei to reikia, visi valdymo organai, indikacija ir, būtinai, avarinio išjungimo mygtukas.

                 5 etapas. Šiame etape yra parenkama valdymo įranga:

Ø    CP tipas;

Ø    Modulių tipas ir kiekis;

Ø    Fizinė įėjimų ir išėjimų konfigūracija.

Po šio etapo jau galima formuluoti užduotis tiekimo, montavimo bei programavimo darbams. Pristatomas tik pastarasis - automatizavimo programos projekto kūrimas, naudojant STEP 7 paketą.

3.2.2. Projektų struktūros kūrimas

3.3 pav. Projekto struktūros kūrimas

Prieš pradedant kurti projektą, tikslinga atlikti kai kuriuos išankstinius pasirinkimus (3.3 pav.), nors, pvz., kalbą, adresavimo būdą galima pakeisti bet kuriuo momentu.

Projekto struktūra, pradedant nuo viršaus yra tokia:

Ø  lygis - projektas;

Ø  lygis - subtinklai, stotys arba S7/M7 programos;

Ø  lygis - priklauso nuo 2 lygio.

Projekto struktūrą galima stebėti programatoriaus ekrane netiesioginiame (Off line) arba tiesioginiame (On-line) režimuose.

Pirmuoju atveju rodoma projekto struktūra, esanti programatoriaus (arba PK) atmintyje, o antruoju atveju - PLV atmintyje.

Norint išspręsti automatizavimo problemą, pirmiausia reikia sukurti nauja projektą. Naują projektą rekomenduojama pradėti kurti po to, kai yra užpildoma SIMATIC Manager kortelė, atverta komanda Option->Customize. Joje galima nurodyti projekto arba bibliotekos dislokacijos kelią, o taip pat nustatyti kai kurias kitas funkcijas. Kitoje kortelėje Language galima pasirinkti mnemoniką: tarptautinę (IEC) arba vokišką (SIMATIC). Be to,Archive kortelėje galima nustatyti archyvavimo funkcijos parametrus.

Komanda File->"New Project" Wizard leidžia pasirinkti standartinio projekto (3.13 pav.), kurio dialogo languose galima pasirinkti CP, blokus, programavimo kalbą, projekto vardą, šabloną. Tai leidžia greičiau ir be klaidų sukurti naują projektą.

3.2.3. S7 programos struktūra

Vartotojo (S7) programa gali būti sukurta keliais pavidalais:

Ø  Blokų (Blocks);

Ø  Išeities (tekstinių) failų (Source files);

Ø  Diagramų (Charts).

Pastarasis pavidalas įmanomas tik naudojant CFC programavimo kalbą. Kiekvienas iš šių pavidalų sudaro atskirą katalogą S7 programoje.

3.4. pav.

Išeities failai yra pagrindas kurti blokus, nes tik jie gali būti pakrauti į PLV. Išeities failai gali būti kuriami bet kokiais tekstų redaktoriais (MS Word, Excell ir kt.), prisilaikant tam tikrų taisyklių, o po to yra kompiliuojami į blokus. Kompiliuoti reikia ir diagramų pavidalo programas.

Programinė projekto dalis skirta programuojamiesiems moduliams (CPU, FM) saugoma programų konteineriuose, pvz., S7 moduliams - S7 Program(1) (3.4 pav.).

          S7 programa yra sukuriama automatiškai kiekvienam programuojamam moduliui ir joje visada būna:

Ø  Simbolių lentelė (Symbol objektas);

Ø  Blokai (Blocks konteineris);

Ø  Išeities failai (Source Files konteineris).

                           Norint sukurti programinę dalį projektui, reikia:

Ø  Atverti S7 Program katalogą;

Ø  Atverti reikiamą objektą: Symbols, Source File arba Blocks, jei norima kurti ar modifikuoti atitinkamą bloką.

       

   Naują bloką ar išeities failą galima įterpti komanda Insert->S7 Blocks arba S7 Software.

  Atvėrus naujai įterptą objektą, galima pradėti programavimą;

3.2.4. STEP 7 projekto stuktūros kūrimas

   Spaudžiame blokų katalogą (pav. 3.4). Iš dešinės pagal nutylėjimą pasirodo OB1 blokas (pav. 3.5).

3.5 pav.	3.6 pav.
Jei reikia galime pridėti papildomų blokų (pav. 3.6): meniu INSERT >> S7 BLOCK >> „duomenų bloko tipas“ Du kartus spragtelėjus OB1 bloką pasirodo langas (pav. 3.7), kur galime parinkti kuriamos programos kalbą, nurodyti autoriaus vardą, komentarus, atributus ir kitus parametrus. Kai visi parametrai nustatyti, spaudžiame OK.
	3.7 pav.

                                                                                                    

3.2.5. Programos redagavimo priemonės

Pasirodo langas (pav. 3.8) kur kursime programą. Programos elementai yra įrankių juostoje, bet jais ne visada patogu naudotis, nes reikia tiksliai žinoti visų komponentų pavadinimus, todėl galime iškviesti programos elementų katalogą: meniu View >> Catalog. Su katalogu dirbti žymiai paprasčiau, nes vienu metu galime matyti daugiau elementų. Meniu VIEW priemonėmis galima pereiti iš vienos programavimo kalbos į kitą (>LAD<>STL<>FBD<), nurodyti ar rodyti komentarus, simbolius ir kita, galima padidinti arba sumažinti vaizdą.

3.8. pav.

Norėdami stebėti kaip vykdoma programa (pav. 3.8) nustatome valdiklį į „RUN“ padėtį ir spaudžiame meniu  komandą Debug > Monitor (Ctrl + F7) arba iš įrankių juostos. Galėsime matyti įėjimų ir išėjimų būsenas.

3.9 pav.

Įdiegus pirmą kartą STEP 7 paketą, pagal nutylėjimą pasirenkama SIMATIC kalba, t.y. vokiečių, norėdami programuoti anglų kalba einame į: meniu OPTIONS -> CUSTOMIZE -> LANGUAGE, skyrelyje Mnemonics (pav. 3.9) turime pasirinkti English

3.10 pav.

            Pasirinktų zonų spalvą galima nustatyti LAD/FBD kortelėje, kuri atveriama komanda Options~>Customize (3.10 pav.).

LAD elementas visada įterpiamas už pasirinktos zonos.

Pasirinkti reikiamą LAD elementą vienu iš šių būdų:

Ø  Komanda    Insert-»LAD    EIement-»NormaIly    Open    Contact/Normally Closed Contact/Coil;

Ø  Atitinkamais klavišais įrankių juostoje:

•  Klavišais <F2>, <F3> arba <F7>;

Komanda Insert->Program Elements arba View-»Catalog, o taip pat specialiu klavišu įrankių juostoje atidaryti Program Elements dialogo langą (3.11 pav.), kuriame pateikiama pilna LAD elementų šeima.

Nuspaudus “+“, atsiveria šeimos konteineris. Pažymėtą LAD elementą galima perkelti į iš anksto pasirinktą grandinės zoną du kartus spragtelint arba tempiant. Pastarasis būdas patogesnis tuo, kad į programuojamą grandinę galima greitai įjungti FB, FC, SFB ir SFC blokus, bibliotekas ir daugkartinius priskyrimus, esančius programoje.

3.11  pav.

                                                                                                               

Platesnę informaciją apie LAD instrukcijų panaudojimą galima rasti Help meniu (Help on LAD) arba.

Išrinkus reikiamą LAD elementą bet kurioje programos vietoje, ir, panaudojus komandos Edit->Cut, Edit->Copy arba Edit->Paste, galima atlikti standartinius Windows veiksmus.

 Adresų ir parametrų įvedimas

Po to, kai LAD elementas yra įterptas į grandinę, šalia jo atsiranda simbolių eilutė "???", skirta adresui ir parametrui. Visi adresai ir parametrai turi būti įvesti pilnai ir teisingai. Išimtį sudaro FB, SFB blokai bei taimeriai ir skaitikliai, kuriems leidžiama kai kurių parametrų nepriskirti. Adresai ir parametrai įvedami tokia tvarka:

Ø  Žymeklis išvedamas ant simbolių eilutės "???" ir spragtelima pele arba nuspaudžiamas <TAB> klavišas;

Ø  Išspausdinamas  absoliutus,  simbolinis  vardas   arba  parametras. Adreso rėmelio plotį galima nustatyti LAD/FDB kortelėje, kuri atsiveria. Įvykdžius komandą Option->Customize, Widh of Address Field laukelyje, kuriame gali tilpti nuo 10 iki 24 simbolių. Jei adresas netelpa į užduotą rėmelį, tenka jį spausdinti keliomis eilutėmis;

Ø   Nuspaudžiamas <RETURN> klavišas- prasideda įvesto teksto sintaksinis patikrinimas. Jei tai atlikta teisingai, adresas parodomas juodai ir iškart atsiveria sekantis adreso laukelis. Jei adresas neteisingas, tai jis parodomas raudonai ir pasviręs, o klaidos pranešimas pasirodo būvio juostoje, jei ji įjungta (komanda View->Status Bar).

Norint pakeisti adresą ar parametrą, reikia pirmiausia pakeisti perrašymo (Ovenvrite) režimą į įterpimo (Insert) klavišu <INSERT>. Režimas rodomas būvio juostos dešiniajame kampe. Pakartojami tie patys veiksmai, kaip ir įvedant adresus. Po to vėl grįžtama į perrašymo režimą. Taip pat galima adresą pakeisti, naudojant tą pačią metodiką kaip ir objektų vardų keitimui. Adresų pakeitimą galima taip pat įvykdyti standartinėmis komandomis Cut, Copy ir Paste.

Klaidų ištaisymui pravartu pasinaudoti komandomis Edit->Go To-> Previous Error/Next Error arba atitinkamu klavišu įrankių juostoje. Klaidos paieška vyksta tiek matomoje, tiek nematomoje kodinės sekcijos dalyje.

Projektas gali būti dokumentuotas komanda Insert->Project Documentation, jei papildomas paketas DOCPRO yra instaliuotas.

Priklausomai nuo programavimo kalbos galima pasirinkti du įvedimo redaktorius:

Ø  Su sintaksės patikrinimu (Incremental Input Editor) naudojamu LAD, FBD ir STL arba GRAPH kalbose, kai po kiekvieno įvedimo, pvz., duomenų tipo ir pan., yra patikrinama sintaksė. Radus klaidą, tučtuojau reaguojama: atsiranda pranešimas, pakeičiama teksto spalva. Išsaugoti galima tik blokus, neturinčius klaidų.

3.12 pav. Bloko sekcijų redagavimas

Ø   Be sintaksės patikrinimo (Free-Edit Mode Editor), naudojamo STL, SCL arba Higraph kalbose, kai programa kuriama kaip tekstinis failas. Sintaksė yra patikrinama tik kompiliuojant (Compile) ir vykdant tikrumo kontrole (Consistency check), nes tik blokai gali būti pakrauti į CP. Kompiliuoti blokai yra saugomi tame pačiame Blocks konteineryje, bet Source files vardu.

Nepriklausomai nuo to, kokia naudojama programavimo kalba (LAD, FBD ar STL), kintamųjų deklaravimo bei bloko savybių lentelės pildomos vienodai. Visas sekcijas galima redaguoti bet kuriuo programos kūrimo metu, nepriklausomai viena nuo kitos, tačiau rekomenduojama tai daryti tokia tvarka (3.12 pav.).                                                             

 Svarbiausia nepamiršti reguliariai išsaugot projekto, nors ir pradžioje nurodėme projekto saugojimo vietą. Neišsaugoję kitą kartą pamatysime tik tą kai ką tik matėme sukūrus projektą. Jei projektas bus naudojamas su tuo pačių valdikliu, rekomenduojama išsaugoti ir valdiklio konfigūraciją, kad po to papildomai negaišti valdiklio konfigūravimui.

3.3. Aparatinės įrangos konfigūravimas

Pirmieji praktiniai darbai skirti jau sukurtam projektui redaguoti, išplėsti iri pan. Sekantis etapas sukurti naują projektą ir sukonfigūruoti aparatinę įrangą.

3.3.1. Projekto sukūrimas

Paleidus „Simatic Manager“ programa iš karto matome vedlį (pav. 3.13), kuris padeda sukurti naują projektą, norėdami tęsti darbą spaudžiame NEXT. Norėdami pamatyti išsamesnės informacijos turime paspausti PREWIEW (pav. 3.13).

3.13 pav.	3.14 pav.

Toliau reikia pasirinkti procesoriaus tipą ir prisijungimo interfeiso adresą (pav. 3.15), su kurio dirbsime (procesoriaus tipas nurodytas ant jo korpuso). Apačioj galime stebėti ką parinkome. Spaudžiame NEXT. Toliau prašoma nurodyti bloko tipą su kuriuo dirbsime ir kalbą (pav. 3.16), kuria nurodytą bloką kursime.

Spaudžiame NEXT.  Belieka tik suteikti kuriamo projekto vardą Spaudžiame FINISH.

Pasirodo Simatic Manager langas (pav. 3.18), kur jau nustatyti pagrindiniai parametrai, bet jų ne visada užtenka. Ne visada būna tinkamai sukonfiguruota įranga, nepridedami komutaciniai moduliai, taip pat ne visus blokus galime sukurti pasinaudojus vedliu.

3.3.2. Aparatinės dalies konfigūravimo etapas

Sukurti projektą galime ir be vedlio, pasirodžius vedliui išjungiame jį. Pasirodo tuščias langas, kur nieko nėra (pav. 3.19). Spaudžiame menių FILE >> NEW, arba Ctrl + N. Pasirodo langas, kur turime nurodyti projekto pavadinimą ir vietą, kur projektas bus išsaugotas. Spaudžiame OK(pav. 3.20).

3.4. Santrauka

1. STEP 7 programa yra objektiškai orientuota. Vartotojas gali dirbti atskirai su kiekvienu iš kuriamo projekto objektų ir tai gerokai palengvina jo darbą..
2. Prieš pradedant kurti projektą, tikslinga atlikti kai kuriuos išankstinius pasirinkimus, nors, pvz., kalbą, adresavimo būdą galima pakeisti bet kuriuo momentu.
3. Projekto struktūra, pradedant nuo viršaus yra tokia: 1 lygis - projektas; 2 lygis - subtinklai, 3 stotys arba S7/M7 programos; 4 lygis - priklauso nuo 2 lygio.
4. Norint išspręsti automatizavimo problemą, pirmiausia reikia sukurti nauja projektą.
5. Naują projektą rekomenduojama pradėti kurti po to, kai yra užpildoma SIMATIC Manager kortelė, atverta komanda Option->Customize. Joje galima nurodyti projekto arba bibliotekos dislokacijos kelią, o taip pat nustatyti kai kurias kitas funkcijas.

6.      Komanda File->"New Project" Wizard leidžia pasirinkti standartinio projekto, kurio dialogo languose galima pasirinkti CP, blokus, programavimo kalbą, projekto vardą, šabloną. Tai leidžia greičiau ir be klaidų sukurti naują projektą.

7. Vartotojo (S7) programa gali būti sukurta keliais pavidalais: blokų (Blocks); išeities (tekstinių) failų (Source files); diagramų (Charts).
8. Išeities failai yra pagrindas kurti blokus, nes tik jie gali būti pakrauti į PLV. Išeities failai gali būti kuriami bet kokiais tekstų redaktoriais (MS Word, Excell ir kt.), prisilaikant tam tikrų taisyklių, o po to yra kompiliuojami į blokus. Kompiliuoti reikia ir diagramų pavidalo programas.
9. Programinė projekto dalis skirta programuojamiesiems moduliams (CPU, FM) saugoma programų kataloguose, pvz., S7 moduliams - S7 Program(1)
10. S7 programa yra sukuriama automatiškai kiekvienam programuojamam moduliui ir joje visada būna: simbolių lentelė (Symbol objektas);  blokai (Blocks katalogas); išeities failai (Source Files konteineris).
11. Norint sukurti programinę dalį projektui, reikia: atverti S7 Program katalogą; atverti reikiamą objektą: Symbols, Source File arba Blocks, jei norima kurti ar modifikuoti atitinkamą bloką. Naują bloką ar išeities failą galima įterpti komanda Insert->S7 Blocks arba S7 Software.
12. Norėdami stebėti kaip vykdoma programa nustatome valdyklį į „RUN“ padėtį ir spaudžiame meniu  komandą Debug > Monitor (Ctrl + F7) arba iš įrankių juostos. Galėsime matyti įėjimų ir išėjimų būsenas.
13. Nuspaudus “+“, atsiveria šeimos konteineris. Pažymėtą LAD elementą galima perkelti iš anksto pasirinktą grandinės zoną du kartus spragtelint arba tempiant.
14. Priklausomai nuo programavimo kalbos galima pasirinkti du įvedimo redaktorius: su sintaksės patikrinimu (Incremental Input Editor) naudojamu LAD, FBD ir STL arba GRAPH kalbose, kai po kiekvieno įvedimo, pvz., duomenų tipo ir pan., yra patikrinama sintaksė.
15. Nepriklausomai nuo to, kokia naudojama programavimo kalba (LAD, FBD ar STL), kintamųjų deklaravimo bei bloko savybių lentelės pildomos vienodai. Visas sekcijas galima redaguoti bet kuriuo programos kūrimo metu, nepriklausomai viena nuo kitos.
16. Svarbiausia nepamiršti reguliariai išsaugot projekto, nors ir pradžioje nurodėme projekto saugojimo vietą.
17. Paleidus „Simatic Manager“ programa iš karto matome vedlį,  kuris padeda sukurti naują projektą, norėdami tęsti darbą spaudžiame NEXT. Norėdami pamatyti išsamesnės informacijos turime paspausti PREWIEW .
18. Toliau reikia pasirinkti procesoriaus tipą ir prisijungimo interfeiso adresą (su kurio dirbsime (procesoriaus tipas nurodytas ant jo korpuso). Apačioj galime stebėti ką parinkome. Spaudžiame NEXT. Toliau prašoma nurodyti bloko tipą su kuriuo dirbsime ir kalbą), kuria nurodytą bloką kursime.
19. Suteikus kuriamo projekto vardą, spaudžiame FINISH.
20. Kai visa įranga įkelta į valdiklį, galime pereiti prie programos kūrimo ir kitų nustatymų.

3.5. SVK

1.      Kokią programą galima vadinti objektiškai orientuota?

2.      Kokia yra STEP-7 projekto struktūra?

3.      Kokius žinote būdus taikomus naujiems projektams kurti?

4.      Kokie yra galimi vartotojo programų pavidalai?

5.      Kai stebėti programos vykdymą?

6.      Kas tai yra programavimo redaktorius ir kaip jis naudojamas?

7.      Kaip pildomos kintamųjų deklaravimo lentelės?