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1 TIA博圖軟件基礎(chǔ)介紹

TIA集SIMATIC S7-1500/1200/400/300站于一身的PLC編程軟件，具有其他編程軟件所具有的編程語言。 它是SIEMENS SIMATIC工業(yè)軟件的組成部分, 一般來說，它具有可擴(kuò)展性；可賦值給通訊處理器和功能模板；強(qiáng)制和多處理器模式；全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊；可進(jìn)行組態(tài)連接等功能特性。因此，TIA博圖將以其功能多而強(qiáng)大、編程方式便捷而靈活等特點(diǎn)在工業(yè)控制系統(tǒng)得到廣泛的應(yīng)用。

2 TIA博圖的安裝

TIA博圖軟件一般包含五種安裝語言，像V13版本需要在 Windows 7專業(yè)操作系統(tǒng)以上配置才可以運(yùn)行。一般情況下通過TIA 的CD可自動(dòng)啟動(dòng)安裝程序，只要按照安裝程序所給的提示進(jìn)行安裝即可。若是沒有自動(dòng)啟動(dòng)安裝程序，就需要在CD-ROM的以下路徑中將安裝程序找到：/TIA/Disk1/setup.exe.一旦安裝完成并已重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，“TIA Portal V13(SIMATIC管理器)”的圖標(biāo)將顯示在Windows桌面上。

3 TIA博圖的硬件配置和程序結(jié)構(gòu)

通常，一個(gè)PLC自動(dòng)控制項(xiàng)目要在 TIA博圖中完成設(shè)計(jì)，首先要對該任務(wù)的整體解決方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，之后才能生成項(xiàng)目進(jìn)行組態(tài)硬件、生成程序、傳送程序到 CPU并調(diào)試等步驟。從整個(gè)流程上來說，整體方案解決方案的設(shè)計(jì)是最先要做，這要根據(jù)實(shí)際工程項(xiàng)目的具有要求來進(jìn)行設(shè)計(jì)，所以本文不做過多的闡述。下面從生成一個(gè)項(xiàng)目開始，逐一介紹怎樣實(shí)現(xiàn)一個(gè)自控項(xiàng)目的程序設(shè)計(jì)過程。

3.1 生成項(xiàng)目并組態(tài)硬件

(1)首先要?jiǎng)?chuàng)建新項(xiàng)目，啟動(dòng)TIA Portal V13軟件，然后雙擊“創(chuàng)建新項(xiàng)目”并對項(xiàng)目名稱進(jìn)行命名。

(2)組態(tài)硬件，使用“設(shè)備組態(tài)”>“添加新設(shè)備”>“控制器”>“CPU”>“CPU 1513-1 PN”>“6ES7 513-AL01-0A0”選擇與實(shí)際對應(yīng)的PLC型號，并命名為“PLC_1”,然后點(diǎn)擊“添加”按鈕，進(jìn)行添加。并以同樣的方式添加需要的 I/O模塊的步驟。

(3)將組態(tài)好的項(xiàng)目下載到CPU中去，使用“在線”>“下載到設(shè)備”，彈出“擴(kuò)展的下載到設(shè)備”對話框。選擇“PG/PC接口的類型”為“PN/IE”，然后選擇“PG/PC接口”為電腦的網(wǎng)卡，選擇完成后點(diǎn)擊“開始搜索”按鈕，會在“目標(biāo)子網(wǎng)中的兼容設(shè)備”列表中顯示出網(wǎng)絡(luò)中所有可連接的設(shè)備。選擇需要下載的設(shè)備，點(diǎn)擊“閃爍LED”，對應(yīng)PLC設(shè)備上的LED會閃爍，然后點(diǎn)擊“下載”按鈕，設(shè)備組態(tài)就下載到PLC中去了。

3.2 程序結(jié)構(gòu)

組態(tài)完硬件后就要返回到 TIA博圖的管理器界面，之后在管理界面左邊的窗口找到“程序”這一選項(xiàng)并通過鼠標(biāo)左鍵單擊，這時(shí)在管理界面右邊的窗口中就會有“ OB1”塊被創(chuàng)建，“ OB1”是西門子PLC編程系統(tǒng)的主程序循環(huán)塊，由于設(shè)計(jì)需要不同，“OB1”塊內(nèi)一般可寫入主程序，但也可以空著，不寫程序。TIA中有很多功能各異的塊，分別描述如下：

(1)組織塊（Oganization Block，簡稱OB）。OB塊是可以被操作系統(tǒng)調(diào)用的程序塊，是作為用戶程序和整個(gè)操作系統(tǒng)間的接口。對于PLC的啟動(dòng)、中斷和循環(huán)以及錯(cuò)誤報(bào)告等都可以在組織塊內(nèi)編程來實(shí)現(xiàn)控制。

(2)功能函數(shù)塊（Function Block，簡稱FB）。FB塊是TIA博圖的系統(tǒng)函數(shù)，每一個(gè)FB塊的功能都是不一樣的，都是系統(tǒng)提前設(shè)定好的，只要根據(jù)實(shí)際編程需要進(jìn)行不同的FB塊調(diào)用即可。

(3)函數(shù)（Function，簡稱FC）。FC是可自行編寫的子程序，是滿足用戶特定需求的函數(shù)功能塊，在FC內(nèi)編完程序后，可在主程序OB1中進(jìn)行調(diào)用。

(4)數(shù)據(jù)塊（Data Block，簡稱DB）。DB塊是數(shù)據(jù)存儲區(qū)域，用于對系統(tǒng)數(shù)據(jù)的存儲。要想對上述的某種塊進(jìn)行添加，只要通過資源管理界面左邊窗口的空白處雙擊“添加新塊”這一選項(xiàng)，然后在其下子菜單中選擇所需的某種塊即可。完成所需塊的添加之后，就可以在所需塊內(nèi)進(jìn)行編程了。同時(shí)還可以為編程時(shí)所使用的變量和常量進(jìn)行變量名的定義，通過資源管理界面左邊窗口中，找到“PLC變量”這一選項(xiàng)，然后通過鼠標(biāo)單擊展開，找到“添加新變量表”進(jìn)行雙擊，創(chuàng)建一個(gè)新的變量表，這樣就實(shí)現(xiàn)了在變量表中對變量進(jìn)行定義，在編程時(shí)就可以看見變量名了，為編程提高了方便。最后，編完程后首先要編譯一下，編譯沒有錯(cuò)誤之后就可以下載到CPU中了，然后將PLC的CUP模塊置于RUN狀態(tài)即可實(shí)現(xiàn)程序的運(yùn)行。

4 TIA博圖的編程語言

TIA博圖標(biāo)準(zhǔn)軟件包支持其他編程軟件一致的三種編程語言，即梯形圖LAD，語句表STL和功能塊圖FBD。這樣不同的編程語言方便不同知識背景的人進(jìn)行編程。

4.1 梯形圖LAD

這種編程語言的結(jié)構(gòu)與電路圖相似，是由常開、常閉觸點(diǎn)和線圈等所構(gòu)成的軟電路。習(xí)慣采用該種編程語言編程的人員一般是對低壓電類接觸器電路比較熟悉。

4.2 語句表STL

這種編程語言是文本形式的編程，包含了大量的TIA特有指令。習(xí)慣采用該種編程語言編程的人員一般是對C語言、C++、匯編等程序語言比較熟悉。

4.3 功能塊圖FBD

這種編程語言結(jié)構(gòu)是由不同的功能“盒”搭建的，而盒子中包含了與、或、非這樣的邏輯指令。習(xí)慣采用該種編程語言編程的人員一般是對電子電路比較熟悉。這3種編程語言相比各有優(yōu)缺點(diǎn)，其中，最易于理解和使用的就是LAD編程語言，但其靈活性相比之下就差一些；而可以進(jìn)行指針等靈活控制的就是最相似于程序員語言的STL編程語言，但是STL對于一般編程人員來說是很難的，直觀性不夠強(qiáng)，還有大量的編程指令需要記憶，對編程人員的基礎(chǔ)要求較高。為了使不同編程語言的優(yōu)勢能夠發(fā)揮出來，TIA博圖可實(shí)現(xiàn)這三種語言的轉(zhuǎn)化，甚至可實(shí)現(xiàn)混合編程。