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(yǔ)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(yǔ)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(duì)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(duì)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(duì)應(yīng)的PLC型號(hào)，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(duì)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(huì)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(duì)應(yīng)PLC設(shè)備上的LED會(huì)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(huì)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(jiǎn)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(duì)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(jiǎn)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(jiǎn)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(jiǎn)稱DB）。DB塊是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域，用于對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。要想對(duì)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(duì)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(yǔ)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(yǔ)言，即梯形圖LAD，語(yǔ)句表STL和功能塊圖FBD。這樣不同的編程語(yǔ)言方便不同知識(shí)背景的人進(jìn)行編程。

4.1 梯形圖LAD

這種編程語(yǔ)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(yǔ)言編程的人員一般是對(duì)低壓電類接觸器電路比較熟悉。

4.2 語(yǔ)句表STL

這種編程語(yǔ)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(yǔ)言編程的人員一般是對(duì)C語(yǔ)言、C++、匯編等程序語(yǔ)言比較熟悉。

4.3 功能塊圖FBD

這種編程語(yǔ)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(yǔ)言編程的人員一般是對(duì)電子電路比較熟悉。這3種編程語(yǔ)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(yǔ)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(yǔ)言的STL編程語(yǔ)言，但是STL對(duì)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(duì)編程人員的基礎(chǔ)要求較高。為了使不同編程語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)能夠發(fā)揮出來，TIA博圖可實(shí)現(xiàn)這三種語(yǔ)言的轉(zhuǎn)化，甚至可實(shí)現(xiàn)混合編程。