基于TIA博途的免费通用过程控制框架

基于TIA博途的通用过程控制框架是建立在TIA Portal V15.0之上的一套适用于过程控制系统的免费标准框架。其目的在于实现控制系统的快速开发，提高工程质量和效率，从而大幅的降低项目成本。下面我们来简单的介绍下如何使用该框架。

项目名称

    首先根据实际项目名称对框架中的AS站(AutomationStation，意指PLC)和OS站(Operator Station)进行重新命名，参见下图。



图一 项目框架

    如果有多个AS站可以对框架中的AS站直接拷贝生成。但如果有多个OS站就不需要拷贝上图中的OS站了，混过TIA博途顶级技术俱乐部的朋友都知道为啥。

Automation Station

   在PLC站中已经包含了免费版的HwLib(慧兰博)基础组件库和9个预置的控制单元，参见下图所示。



图二 AS站

    上图中的文件夹HwLib.PLC即是免费版的HwLib(慧兰博)基础组件库，虽然限于版权原因对部分块进行了加密处理，但是对实际使用没有任何限制，不影响在工程项目中使用。该组件库包含了大量的常用PLC控制组件，比如模拟量处理，马达、阀门、变频和PID等等，这些都是经过多年工程实践验证过的稳定组件，可以大大的提高我们的工程效率。



图三 HwLib(慧兰博)基础组件库

    为了便于对一个大型项目(Project，在西门子PCS7中称之为Plant)进行更好的控制管理，我们一般会按照功能实现将其划分为若干单元(Unit)。在每个单元中会包含基本设备(Device)，诸如变频器、阀门、变送器等等，我们会分别建立对应的FC对其分类存放。



图四 项目中的单元

    一般来说，单元中的设备会比较多，放在一起肯定显得凌乱，所以我们会把对马达的控制放在U01.Motor中，变送器程序放在U01.AI中。然后它们的背景数据块会放在DBs文件夹里。

    以我们为Unit01添加一个马达类设备为例来说明。首先打开U01.Motor，然后从左边HwLib.PLC/HwDevice/S7-1500路径下拖一个HwMotorh到该FC中，并对实例(背景数据块)进行命名。命名规则推荐使用“盘柜号/位号”的方式。为什么要加上盘柜号呢？通常在一个大型项目中不止一个PLC柜，可能还有很多现场I/O柜，加上柜号便于我们测试或者后期维护对该设备的接入点一目了然。比如下图中的“CP01/M-1001”。



图五 创建马达实例

    我们只要根据电气原理图将相应I/O信号填写到上图中的相应参数引脚即可。完成后的该马达设备控制如下。



图六 马达实例

Operator Station

    在OS站里按照PLC中的单元同样预置了相应的画面。同时也已经包含了大量预制好的画面模板，参见下图。



图七 OS站结构

和AS站中的Unit对应，在OS站中同样预置了9个Unit画面。我们只需要根据工艺提供的P&ID从库中拖相应的设备到画面上。还是以之前在AS站的马达为例，我们从库中拖一个马达图标到目标画面上，也就是Unit01的画面。



图八 拖动设备图标到画面中

    选中该图标，在巡视视图中打开属性选项卡，切换到“接口”页面。在PLC项目中选中该马达的背景数据块，将接口数据“HwSCW”拖到该马达图标的HwSCW中。



图九接口变量

    将自动生成的变量名称拷贝到接口参数info1中，分别下载PLC程序和运行WINCC项目。当我们点击这个马达图标时就会弹出该设备的控制面板。



图十 运行效果

    我们只需要根据工艺要求和P&ID将设备组件和图标放到相应的FC和画面中并设置联锁，辅以顺控或者闭环控制就可以完成大部分的控制系统。另外这些HMI组件还内置了SiVArc规则，支持自动生成变量和画面，下图中淡蓝色背景的马达图标就是SiVArc生成的。



图十一 SiVArc生成的画面

    使用SiVArc的话，我们不但无需手动拖动设备图标，同样也无需手动拖动接口参数，效率更高。除以之外，OS站还自带了一些必需的画面及相应的画面组件，比如下面的登录窗口，支持选择已经注册的用户，无需手动输入。



用户名和连接状态



这是退出画面



这是诊断画面



语言切换画面：



其它的我就不一一贴图了，有兴趣的朋友可以加群780814784下载预览版自行体验。

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