SIMATICTDC系統入門培訓熱軋廠自動化室劉建軍主要內容TDC系統概述1TDC通訊概述2TDC硬件介紹3TDC軟件介紹4一、TDC系統概述SIMATICTDC定義:Technology&DriveController，即工藝和傳動控制器。它是基于VME64的新型控制系統，每個機架有21個插槽，最多可以安裝20個CPU。一個TDC系統通過GDM網絡最多可以連接44個機架，即一個TDC系統理論上最多可以集成836個CPU。TDC的前期同類型控制器的比較同屬于工藝及傳動控制系列的控制器有T400、FM458、SIMADYND和TDC。T400是將工藝技術集成到傳動（即MATERDRIVES和DCMaster）里，安裝于傳動控制柜里，可實現快速控制和計算。FM458是將工藝技術集成到S7-400里的一種控制器，安裝于S7-400機架里，可實現快速控制和計算。SIMADYND是采用64位CPU進行多值計算，每個機架最多可安裝8個CPU。它和TDC一樣，最小循環周期都是0.1ms，都屬于D7系列產品。TDC是SIMADYND的升級換代產品。二、TDC通訊概述TDC系統屬于多處理器系統，多個CPU處理器可以同步運行。TDC機架內的所有模塊都通過高性能的64位背板總線相連，通訊的周期時間可達100μs。分布式外設可以通過ProfibusDP接口與TDC以主從站的方式連接通訊。可以通過帶寬為100Mbit/s的TCP/IP接口，可以將多個SIMATIC工作站、上位PC機及其它廠家工作站連接起來，并實現高可靠性通訊。GDM網絡GDM：GlobalDataMemory,即全局數據存儲器，如下圖所示。GDM是TDC自動化系統的控制中心，它實現了TDC機架間的快速通訊及自診斷功能。機架間的距離最遠可以達到700米。GDM網絡下面是一個GDM的典型配置圖：GDM網絡不同的用戶通過光纖于中心GDM相連接。每一塊接口模塊CP52I0都可以連接4個TDC機架。GDM網絡使得機架間數據通訊帶寬可達640M，因此對于一個典型的具有10個機架的TDC系統而言，數據刷新率可以達到低于1.0ms。三、TDC的硬件介紹注意：TDC在運行起來之后，可以熱插拔外部存儲器卡，但是在重新啟動CPU前必須插上外部存儲器卡。原因是CPU在啟動時，要把外部存儲器卡PCMCIA內的用戶程序讀到內存RAM里，在TDC在正常運行時使用內存RAM里的程序。機架：現在市場上流行的機架只有一種，型號為UR5213，它包含了電源及背板總線。備用電池必須為西門子專用電池，原先是兩塊1.5V的電池，現在是一塊3.6V的電池。

CPU模塊CPU有CPU550和CPU551兩種類型，現在CPU550已經停產，現在市場流行和我們項目中正在使用的都是CPU551。它是針對開閉環控制任務設計，對處理性能要求極高，具有RISC（reducedinstructionsetcomputer)R5000處理器的64位CPU。周期時間可達100μs具有8個數字量輸入串行接口用于診斷、服務和下載到處理器程序注意：首次下載程序只能用RS232串口（DUST1)，以后可以采RS485接口（MPI口）。輸入/輸出模塊SM500輸入/輸出模塊類型只有一種SM500型，每個SM500模塊都具有3個50針的插座接口。每個機架中所安裝的輸入/輸出模塊數量不受限值，模塊的輸入/輸出通道可以根據不同的CPU模塊進行利用。每個SM500模塊具有：8個模擬量輸入4個積分型的模擬量輸入

8個模擬量輸出

16個二進制數字量輸入

16個二進制數字量輸出

4個增量型編碼器輸入

4個絕對值型編碼器輸入通訊模塊CP50M1或CP50M0安裝于TDC機架，帶2個DP/MPI接口，負責與分布式從站通訊及機架內CPU之間的通訊。CP51M1或CP5100安裝于TDC機架，帶有IE接口，用以連接以太網，可用于機架間通訊，可連接HMI及上位機。CP51M1不限插槽，CP5100只限18-21插槽。CP52A0為GDM緩存模板，安裝于TDC機架，每個只有一個FO接口，用于和GDM的通訊。CP52I0為GDM接口模板，安裝于GDM機架的2-12號插槽，每個模板有4個FO接口，用于和TDC機架的通訊。CP52M0為GDM存儲器模板，安裝于GDM機架的1號插槽，用于和PDA的通訊。四、TDC軟件介紹TDC的軟件平臺為SIMATICManager，在此軟件平臺基礎上需要安裝D7-SYS和CFC(continuousfunctionchart)及SFC(sequentialfunctionchart)軟件包，SFC為可選項包。SIMATICManager、D7-SYS、CFC和SFC集成起來統稱為SIMATICD7-ES。D7-SYS系統CFC和PCS7系統CFC的區別D7-SYS系統的CFC和PCS7系統的CFC是不同的。D7-SYS系統的CFC，即SIMADYND和TDC的CFC系統程序是以T為中斷，共有5個循環中斷（以T0為基準（以ms為單位），T1—T5分別為T0的倍數，如：T1=1T0,T2=4T0,T3=16T0,T4=64T0,T5=256T0。）PCS7系統的CFC是將循環中斷的時間放到OB32—OB35的循環中斷組織塊中，分別是：OB32為1s，OB33為0.5s，OB34為0.2s，OB35為0.1s。硬件配置硬件選擇：“硬件目錄”定義了可以配置的模塊，可通過拖放操作來配置這些模塊，配置模塊的同時預設其屬性。設置參數：不同類型的模塊可能具有不同的參數。例如，處理器模塊CPU中的參數有基本周期時間T0、周期時間T1-T5和地址。編譯存盤：TDC的硬件配置不必像S7系統的硬件配置一樣，配置完后必須下裝到CPU中。TDC的硬件配置可以連同編譯后的用戶程序（功能圖）一起下裝到CPU中。硬件配置的一個實例下面是精軋機架1機架控制部分的一個處理器模塊CPU中基本周期時間T0、周期時間T1-T5配置的一個實例:輸入/輸出模塊SM500配置實例下面是精軋機架公用部分輸入/輸出模塊SM500配置的一個實例:CFC連續功能圖CFC軟件的基礎是功能塊，所有功能塊都可以通過拖拽的方式放入CFC圖中，再根據所需的數據流組態并連接。功能塊集中保存在庫中，標準庫隨CFC一起提供。一個CFC圖包含一個或多個子圖或分區（A,B,…,Z等），一個分區包含6個頁面。CFC頁面包含帶模塊的模塊區域和左右兩側的邊格欄，其中輸入信號位于左側，輸出信號位于右側。CFC圖例下面是CFC功能圖的一個實例：CFC設置所有的參數都得在塊調用時進行預設值，如塊輸入點的值、塊名稱、周期時間和順序。可以在默認值的情況下改變周期時間和順序預設值。必須為塊輸入點設置一個常數值或一個連接，輸出可以處于開放狀態（證明未使用）。用鼠標先后點擊功能塊上的輸入和輸出，就可以在輸入和輸出之間建立連接。條件是被連接的塊必須位于同一個CPU上，且所要連接輸入/輸出的數據類型必須相同。當連接到另一個CFC頁面時，連接被引到邊格欄上，并且生成一個交叉引用。雙擊交叉引用可以迅速切換到引用所指的位置。數據類型簡寫全稱定義位數BOBOOL邏輯型8BYBYTE8位順序數字型8DIDINT雙整數型32DWDWORD32位順序數字型32GVGLOBAL連接到全局操作數型-IINT整數型16RREAL浮點數型32SSTRING任意長度的字符串型200個字節TSSDTIME以TDC或SIMADYND格式下的高分辨率時間段32WWORD16位順序字型16全局操作數全局操作數是塊的輸入或輸出上的互聯，對于任一全局變量都必須連接有地址。全局操作數可以是：$信號，它們只用于在同一個TDC站上不同CPU的功能塊之間的互聯；！信號，即虛擬連接，是塊連接之間看不見的連接，CFC圖上并未畫上任何連接，而只是生成在邊格欄上，可連接本CPU內塊，也可連接本機架內其它CPU里的塊；*符號硬件地址，該硬件地址是為模塊的一個或多個相關端子指定的符號名稱，該符號地址在HW-Confi中定義OP連接，即與SIMATICOP進行通訊的連接；過程中斷ID，即事件觸發型中斷，在HW-Confi中定義名稱引用，如消息系統名。CFC的兩個插入命令插入位置的前導塊（PredecessorfortheInsertionPosition):該菜單命令將選中的功能塊定義為隨后將插入塊的前導塊。當前的前導塊指向處理順序中功能塊要插入的位置（即周期時間及在本周期段內的序列位置）。注意：在測試模式下在線插入塊時，設置前導塊尤為重要。轉到插入位置（GoToInsertPoint)：要改變塊的位置時，使用該功能。CFC程序運行順序所有CFC程序都放在T1-T5里，如T1=4ms,T2=16ms,T3=64ms,T4=256ms,T5=1024ms，則所有在T1內的程序每4ms循環掃描一次，所有在T2里的程序每16ms循環掃描一次，以此類推。下面實例表示的是在同一個T5里的第11組程序里的第40個功能塊。CFC的運行順序為，在同一個T內，按序列從第一組程序開始往后執行；同樣，在同一個程序組內，按序列從第一個功能塊開始往后執行。編譯及下載程序CFC程序編譯：在編譯CFC功能圖程序之前，必須對工作站的硬件配置進行一致性檢查并保存。在CFC中，CPU的所有功能圖總是被編譯成一個可執行的應用程序，并自動鏈接和裝載所有需要用到的程序塊。下載：程序在CPU上運行之前必須先裝入CPU的程序存儲器，并在CPU重啟時將程序讀到CPU的內存RAM里。可在線和離線下載應用程序：離線下載：這種情況僅適用于具有獨立存儲卡（閃存卡）的CPU模塊。將存儲卡安裝在一個PCMCIA連接器中執行離線下載。

編譯及下載程序CFC程序在線下載：CPU接口（X01）被集成到了操作系統中，因此可作為聯機接口。成功組態之后，組態的接口只能用作在線下載接口。在線接口：需要在線接口的目的是為了內部查看控制系統（測試模式）或在線下載應用程序。可用下面兩種在線下載接口：

1）RS232接口（DUST1），對于CPU就是X01口，通過此接口只能對本CPU進行訪問。

2）RS485多點接口（MPI），此接口在通訊模塊上，SS52、CP50M0/CP50M1。如果要允許訪問機架中的所有CPU，按照“service”實用程序組態該中央接口，可組態DUST1或MPI協議。

注意：下載時千萬不要掉電，也不要設置屏保。中央服務功能中央服務：可以通過子機架中組態的DUST1或MPI（常用）鏈路訪問該機架中的各CPU。這需要如下組態：

1）每個子機架中必須有一次:-DUST1連接或MPI連接（CFC塊為@MPI）

2）每個CPU中至少有一次：

-服務功能塊”SER“的連接“SER”連接用于將CPU耦合連接到哪一個模塊的哪一個端口。CTS端指定耦合模塊和接口，US端指定一個通道名和地址段1。通道名稱：最多6個字符；ASCII字符、點號和@除外；數據接口上的通道名稱必須唯一；通道名后必須輸入”.“地址段1：即CPU的插槽號，標準情況下必須有兩位數位注意：@MPI塊和SER塊都必須放在掃描周期32ms≤TA≤256ms以內。中央服務功能編程示例

GDM耦合GDM耦合中央塊：為GDM耦合提供初始化、激活和監視功能。組態期間必須考慮下列方面：

-必須為機架組態一個耦合中央塊

-耦合中央塊沒有發送和接收功能

-所有耦合中央塊的周期時間都必須組態為32ms≤TA≤256ms下面是對GDM耦合中央塊@SRACK配置示例：GDM耦合機架名稱的設置ProfibusDP網絡組態ProfibusDP耦合組態功能塊@PRODP:波特率和Profibus地址可以在@PRODP里定義，也可以通過COMPROFIBUS軟件包進行定義。在塊@PRODP里，BDR端為波特率（默認為5，即1.5M），SLA端為主從設定端（設為0為主站，其它為從站）。地址連接AT和AR配置格式為‘ChannelName.AddressStage1.AddressStage2’ChannelName：

-最多8個字符（ASCII字符、點號和@除外）

-訪問同一個通訊模塊的收發功能塊必須具有不同的通道名。

ProfibusDP網絡組態

AddressStage1：從站Profibus地址定義為地址段1-對每個收發通道只能分配一次從站Profibus地址

-數值范圍：0，3-123（0表示該站從站）AddressStage2:最多包括2個字符

-第一個字符為字節順序：為“1”表示數據按照“Motorola格式”傳輸，即最高有效字節在最低有效字節之前，PLC屬于此類傳輸方式；為“0”表示數據按照“Intel”格式傳輸，即最低有效字節在最高有效字節之前，TDC和PC屬于此類傳輸方式。

-第二個字符可選ProfibusDP網絡組態示例以太網絡組態連接所允許的協議包括TCP/IP和UDP。與TCP/IP相比，UDP實現了伙伴站點間更快的通訊，但是伴隨而至的是數據的安全性受限。以太網絡組態連接以太網組態程序塊為@TCPIP,SER塊US端的地址段1為CPU的槽位號。上圖例里的MOD端為通道模式選擇端，分為：覆蓋模式：UDP模式