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1、实用文档 AC800F 培训资料 Industrial IT 系统是ABB 公司推出的一种全能综合型开放控制系统，该系统融传统的DCS 和 PLC 优点于一体并支持多种国际现场总线标准。它具备复杂模拟回路调节能力、友好的人机界面及方便的工程编程软件等。Industrial IT 1、系统无主机、无通讯管理器、全局数据库管理，任何故障都将被限制在有限范围内，决不会招致系统崩溃，真正实现了功能分散、危险分散。2、一体化的编程与调试软件，实现对全系统所有功能的组态。系统采用 WINDOWS 目录树风格，结构清晰，简单易学。系统具有 190 多个功能块、大量符号库，用户可自定义功能块及接受第三方编程。
2、3、自动建立全系统包括操作员站、过程站、网关站之间的通讯。4、强化的结构设计，控制器和电源模块采用全封闭结构，防尘、防静电、抗电磁干扰；I/O 模件可适应现场恶劣环境。支持远程 I/O。5、多重冗余技术的使用，如：电源冗余、高速以太网冗余、操作员站冗余、控制器冗余、现场总线冗余、I/O 冗余，确保了系统的可靠性。6、具有完整的分层自诊断功能，可诊断网络、站、I/O 模件直至 I/O 点。控制器内还集成了 WebServer 技术，允许通过 Internet 浏览器进行远程诊测 7、全开放的体系结构。支持多种国际现场总线标准；Profibus DP、FF、Can、Hart、Modbus 等，实现
3、与数种现场总线设备互连。Industrial IT 控制器中主要包括 AC800M，AC800C，AC800F，AC700F 等。这里我们主要介绍AC800F。一、AC800F 控制器基本介绍 AC800F 是基于开放的现场总线技术标准的现场总线控制器，既可连接常规I/O，又可连接RemoteI/O 及 Profibus、FF、CAN、Modbus 等各种现场总线设备，现场过程仪表可直接或借助于Fieldbus 远程I/O经由现场总线与AC800F进行数字通迅，为用户提供了使用现场总线技术的灵活性。AC800F 可以采集来自4 条不同现场总线的过程数据和诊断信息。AC800F 通过以态网(Et
4、hernet)与整个系统通迅。该系统分为两级：操作管理级(操作员站OS、工程师站ES 及网关GS)和过程控制级(这里为现场控制器AC800F)。在操作管理级上不仅实现传统的控制系统监控操作功能(动态画面显示、趋势显示、弹出式报警及操作指导信息、报表打印、硬件诊断等)，而且完成配方管理及数据交换等管理功能。过程控制级实现包括复杂控制在内的各种回路调节（各种PID、比值、）和逻辑控制、顺序控制以及批量控制功能。AC800F 控制器提供不同程度的冗余功能。1 AC800F 控制器结构 AC800F 控制器构成:CPU 主板与模件接口槽位；电源模件；至少一个 Ethernet 模件；最大4 个现场总线
5、模件。AC800F 控制器槽位:P:用于插入电源模件；E:每个AC800F 控制器有2 个E 槽,用于插入以太网模件,一般 E1 槽作为标准系统通信,E2 槽为控制器冗余切换接口；F:每个AC800F 控制器有4 个 F 槽 ,用于插入现场总线接口模件,如果使实用文档 用 FI810F 通信模件,这个模件仅能插入到 F1 槽,其它总线接口模件无槽位限制,但最多为4 个。2控制器模件（1）基本单元PM802F/PM803F：高效超标量 RISC 微处理器(150MIPS)16 K 内部 CPU 缓冲 RAM 4MB/8MB FLASH EPROM 后备电池保持，包括电池电压监测 EEPROM，串
6、行，16Kbit 4 个现场总线模件槽 2 个以太网通信模件槽 现场控制器冗余设置 PM802F/PM803F 的最大区别在于：PM802F 的静态度 RAM 为4MB，FLASH EPROM 为 4MB；PM803F 的静态度RAM 为 8MB，FLASH EPROM为 8MB。（2）电源模件 （3）以太网模件 （4）总线接口模件 实用文档 3 I/O 模件 I/O 模件均为自带CPU 的智能化模件，主要功能是进行信号调理及 A/D、D/A转换、并完成包括线性化、工程单位转换在内的各种数据预处理。I/O 模件的参数设置均由组态软件完成，不必开关跳线及电位器进行调整。每个I/O 模件的扫描周期
7、可根据需要分别进行设置。I/O 模件具有自诊断和内部工作温度监视报警功能，所有I/O 模件均可设置故障安全(fail_safe)值(数据保持/预设值/最大或最小值)，一但模件故障或通迅出错,输入输出结果即可切换到事先组态好的安全值。I/O 模件采用了前面板接线的紧凑结构设计，传送过程I/O 信号的电缆经编组端子排或直接连到I/O 模件前面板的螺丝型端子接线器上，螺丝型端子上带有防止误连的编码标记。前面板上还有状态指示LED 和 I/O 位号标签。I/O 模件分为模拟量模件和开关量模件，又有输入输出之分，所以一般常用实用文档 模件为模拟量输入AI,模拟量输出AO,开关量输入DI,开关量输出DO；
8、此外还有热电偶，热电阻I/O 模件。二、AC800F 编程软件介绍 把 CBF 软件安装到计算机上，这台计算机我们就称为工程师站，用于监控和操作的的计算机我们称为操作员站。工程师站上的组态调试软件Control Build F 及操作员站上的操作监控软件DigiVis 是 AC800F 系统操作管理级必须的软件。工程师站组态软件Control Build F 用于系统编程、参数设定、与调试；现场过程控制组态；操作级显示与信号记录组态；编程语言采用国际标准 IEC 61131-3 图形化编程语言，支持功能块图 FBD；梯形图 LD；指令表 IL；顺序功能块图SFC。（我们平时常用的为前两种）操作
9、员站软件-DigiVis DigiVis 的功能包括图形显示、数据监视、系统状态显示、趋势归档、记录、过程及系 统报警、控制操作、系统诊断等。三、软件编程 1打开软件并建立组态 正确安装软件后，在开始菜单中打开CBF 软件，如下图所示 实用文档 屏幕出现如下画面，点击“确认”后，出现下面的画面 实用文档 此画面说明现在用的是演示版本，如果用于商业用途需要向ABB 购买权限。（1）引入一个项目文件 使用鼠标点击菜单行中的 项目-导入，把一个（.csv）文件导入使用。（2）新建项目文件 进入组态界面后，选择 项目 菜单条的 新建 创建一个新项目，项目名称为：training，保存在文件夹 proj
10、 下 实用文档 点击 save 按钮，输入相应的项目信息，如：项目名称，项目管理者，项目注解等，若需要还可以加密码。进入组态环境中，一个完整的组态项目文件，至少要有操作管理级（操作员站，网关站等）和过程控制级(现场控制器AC800F 硬件配置)。此外，还有用户功能块，图形库等等。下面我们就具体介绍一下项目树的建立过程。实用文档 单击菜单条 组态 按钮，显示根目录和暂存池两项 用鼠标选中 training，右键选择 插入下一级，选择组态CONF，然后确认。点击确认后，在弹出的对话框中 填入要点信息名称，这里取 配料 环节为例。实用文档 确认后，就建成了一个以 配料 为名称的组态文件根目录。这样整
11、个组态项目下的资源(包括过程站、操作员站及其它站)及对象的数据库都由其统一管理，数据传送也由其负责，时区设置由其完成。继续在此CONF 上点击右键，插入下一级 来添加过程站 默认取名为“配料”，与组态级相同，其他的参数先选择默认，不用更改。以同样的方法添加操作员站“OS1”，网关站“OPC”，用户功能块“公共图”。这些站或资源库都是CONF 的下一级，它们之间是平级的，也可以右键点击其中一级，选择 插入 下一个 来添加。实用文档 添加用户功能块库 实用文档 添加网关站 在添加网关站时，需要根据需要选择网关的类型，如上图所示。在培训中，为了能够让学员清楚的看到信号之间是怎么连接的，需要用到仿真控
12、制器，所以在此组态中再加一个过程站，这样两个过程站，一个用于仿真，一个用于学习硬件配置。添加好各个资源的组态基本结构如下图所示。实用文档 2硬件配置 从前面的介绍可知，项目树下组态的资源如过程站、操作员站、网关站等都有对应自己的硬件设备，且过程级又可以分为AC800F，仿真控制器等，每一种过程级中包含不同的模件，模件的放置位置及参数要求都不同，这就需要我们按照实际的配置将设备硬件组态到项目的硬件结构中去。在Control Build F 中，必须按照实际硬件的安装，在组态软件中完成硬件配置、参数设置、通道定义、资源号的设定等。项目树中的资源必须与实际的硬件相对应。在项目树界面中，选择菜单行的
13、硬件结构，进入硬件组态界面 左边是硬件结构的树型显示，右边是图形显示。在图形显示中，以太网的上方配置操作员站和网关站，下方配置控制站。在以太网的上方点击鼠标，会出现一个红色的框，在此框上点击右键，选择插入，添加操作员站。实用文档 点击确认后，会在相应位置出现一个电脑图标，右键点击这个电脑图标，制定它对应的组态中的资源。实用文档 以同样的方法，在以太网的上方添加网关站，并指定资源OPC。在以太网的下方插入控制器，先加入一个仿真控制器，这个是不需要配置的，直接默认就可。步骤如下几个图所示。实用文档 实用文档 指定资源为 配料 实用文档 以相同的方法，添加AC800F 控制器，并指定资源。完成之后的
14、状态如下图所示 在以太网中插入各种节点之后，要使其与项目树中的资源建立一一对应关系。给节点分配资源以后，该节点自动激活，即Control Builder F 在进入调试状态时，系统总线将自动搜索该节点。若在项目树中没有建立相应的站，在进行硬件配置时，所插入的站标志将不能被指定资源，并显示为灰色，表示不可用。下面配置AC800F 控制器 双击“控制器”的图标，在机架上插入相应的模件。实用文档 在机架的电源插槽P 上，右键 插入与实际对应的电源模件。实用文档 在以太网插槽位置E1 上根据不同配置选择并插入不同以太网通讯模块。冗余控制器需要插入2 个以太网模件，既E1,E2 槽都需要配置。实用文档
15、在 F 插槽位置插入与实际相对应的总线接口模件。配置好机架的基本结构如下图所示 双击机架上的 FI830，放置Profibus master 实用文档 双击现场总线的断开处，选择主设备。添加完成后，回到左侧的硬件结构的树型显示，找到我们刚加完的这一级。插入从设备。每个master 节点下，理论上最多允许放置125 个从设备。点击确认后，弹出总线地址选择框，可根据实际情况修改总线地址。实用文档 ，选择从设备的设备数据库文件（GSD 文件），选择开始引入；或者从磁盘导入要添加的GSD 文件。实用文档 双击下面的接点:Node1,进入 Profibus Slave 参数配置界面 名称为：SL_1F3
16、_1,选择 从设备地址：2，无清除状态数据，循环通讯；Watchdog:启用，Watchdog 超时：100*10ms;单元测试：选择 信息启用 实用文档 在接点下插入需要的 I/O 模件，方法如下：首先选择 CI801 Profibus DPV1,插入通讯模件 在 Node1 继续插入其它模件，我们要插入DO810、DI810、AI810、AI830、AI835、AO810；实用文档 选择对应的模件，然后点击插入按钮即可（1）插入DO810 双击模件，进行配置。实用文档 选择 Cluster:0 Position:1 各参数可以根据实际情况修改 DO810 模件 I/O 编辑 选中 DO81
17、0 模件，点击 I/O 编辑；在 输出下选择插入元素：DO810 添加通道元素时，先加高位的Byte1，数据类型Bool，配置完07 共8 个通道。然后添加地位Byte0 的 8 个通道元素。实用文档 配置完如图所示。在相应的通道写上变量名，此变量是编程时为各个信号起的名字，即变量名。（2）插入DI810 模块 编辑 插入；实用文档 双击模件，进行配置 Position 为 2 进行I/O 编辑 实用文档 从Byte0 开始到Byte1 结束，数据类型选择Bool，各自配置07 共 16 个通道。配置完如图：实用文档 （3）插入AI810 模块 双击，进行配置，Position 设为3；进行I
18、/O 编辑 实用文档 数据类型为Int，因为模拟量需要形成一个回路，有一正一副两个端子才形成一个通道，所以0-15 位，添加完为8 通道。添加完如下图所示。同样的方法对AI830，AI835，AO810 进行配置。并且注意，I/O 模块的顺序要与实际的模块顺序一致，Position 与实际对应。配置结果如下。实用文档 3控制器编程 在编程之前，我们必须先了解一下信号。在控制系统中有两个常见的术语，“模拟量”和“开关量”。不论输入还是输出，一个参数要么是模拟量，要么是开关量。这也是AC800F 能处理的信号。开关量，在时间上和数量上都是离散的物理量称为开关量也叫数字量。一般开关量（如温度开关、压
19、力开关、液位开关等）通俗地说就是要么断开，要么闭合，分别对应“0”和“1”。模拟量，在时间上或数值上都是连续的物理量称为模拟量。把表示模拟量的信号叫模拟信号。常见的模拟量输入/输出信号有：4-20mA、0-10mA、1-5V、0-5V、0-10V、其它电压或者毫伏级信号等。编程的时候我们也对开关量和模拟量进行不同的处理和编程。过程站下的程序级需要分层建立。先建立一个任务级，在任务级下面建立程序列表级，在程序列表级的下层是最终组态控制程序与计算程序，可以选择功能块图语言，指令表语言，梯形图语言等完成控制与运算程序的编程。在之前的项目树中，找到过程站 配料，点开“+”，有系统自动生成的用户任务和系
20、统任务，其中系统任务不需要用户单独组态。在user 任务列表下面插入 默认任务，并取名为 熟料配料，其他参数默认。实用文档 实用文档 右键，插入下一级 程序列表，取名 熟料配料控制。同理，添加 程序列表 熟料配料配置。实用文档 在程序列表下，插入下一级，根据编程需要选择编程语言，常用的为功能块语言FBD 和梯形图语言LD。完成过程级的组态如下图所示。实用文档 其中，控制部分主要对开关量进行编程，配置部分主要对模拟量进行编程。这里开关量编程主要以单电机运行以及多个电机的顺序启停为例进行介绍；模拟量编程输入输出转化，监控，趋势等为例。3.1 控制部分编程（开关量编程）我们在编辑电机启停时，需要用到
21、4 开关量，备妥、驱动、运行、故障，还用到其他中间变量。打开 石膏入库控制，在空白处点右键，找到 块 开路控制 IDF 单向单元。实用文档 把图形用鼠标拖到合适的位置，点一下鼠标左键。然后双击这个块，填写相应的信息。需要注意的是：实用文档 然后添加变量和触点，并命名变量名。双击触点，为触点命名，并且可以选择触点的类型。点击确定后，如果这个变量事先没有被定义，则会弹出下面窗口，资源和 数据类型可以选择，注解则是表示这个变量代表实际的哪个量，如：实用文档 6 号电机的驱动。添加读写变量和添加触点的方法一样。绘制连接线时可以按住ctrl 键的同时拖动鼠标左键来完成，也可以点右键选择画线来完成。一个完
22、整的电机块程序如下图所示。电机模块的几个主要引角的功能如下：IN 引角是信号的输入引角；MM 与 MA分别是手都与自动；FB1 与 FB0 引角是对电机驱动信号和运行信号的反馈进行监控，这两个引角使用时连接在一起，分别取1 和 0 时表示有返回信号；FLT 是故障信号的监控引角。功能块右侧OUT 引角是信号输出引角；FRT 与 FEP 引角是对电机块本身故障与FB0 和 FB1 引角所监控故障的报警拐角。从左母线处分别将电机的驱动信号和运行信号串联接入块的反馈端FB0 和FB1，这样一来，发出驱动信号了，长时间得不到总皮带电机的运行返回信号，则说明该设备此时存在故障。如果运行信号在设定的运行时
23、间监控“最大运行时间”5s 过后仍不见运行返回信号，且“监控ON”以设为有效，这时系统将自动撤掉驱动信号，并发出故障报警，以便及时作进一步处理。图中，驱动返回信号和启动信号并行，实现了电机的自锁。电机组的组起停设计利用了定时器功能块，根据电机的启停顺序设置不同的延时时间，并利用单向触发激活各个电机的启动信号。实用文档 实用文档 由上图可知，每个定时器按时间顺序设置不同的延时时间。根据实际工艺可知，电机组顺序启停，逆序停止，所以用一个停止信号加定时器逆序触发组里各个电机的停止信号。把刚才的那个电机作为组里的一员，则可以以相同方法做出其他电机的程序，但要注意每个电机的变量一定要对应好，一边达不到顺
24、序启停的目的。实用文档 双向运行电机的编程和单向的差不多，在选择块时选 双向IDF。在编程时，正向反向运行时要形成互锁。数字量监控 数字量监控运用M_BIN 模块监控，所监控的变量一般是电机的故障信号，皮带跑偏信号等等。实用文档 3.2 配置部分 编程（模拟量编程）（1）输入输出转换 模拟量的数据大部分是从现场通过变送器得来的，或是420mA 或是010V的信号。前面硬件配置可知，模拟量经过I/O 模块时进行了A/D 或是D/A 转换，转换为介于028480 之间的整型数（INT）。而整型数据还不能直接在程序中进行应用，因为项目程序中用以监视、控制和处理此类模拟量的各变量均须为实数（REAL）
25、类型，因此还必须将整型数转换为实型数。我们完成控制时大多数情况下要跟实际的设定值进行比较、显示等，所以还要经过量程转换，把数据转换成和实际量程相对应的温度、压力、电流值。先将通过I/O模块过来的模拟量信号用FBD块转换，转换为实型变量，再调用SCAL 功能块将经A/D 转换后的028480 之间的数值对应为需要的量程。实用文档 SCAL 功能块的参数设置所示，输出量程的起点和终点根据实际的填写。模拟量输出时和模拟量输入相反。实用文档 （2）模拟量监控 模拟量监控运用M_ANA 模拟量监控模块，监控的目的就是变量所代表的值一旦超出某段范围，系统会报警。鼠标右击，选择 块 监控 模拟量监控，添加M
26、_ANA 块，并设置参数。（3）模拟量趋势归档 运用趋势模块TREND,如下图所示分别在IN1 到 IN6 加入要趋势显示的变量。实用文档 4.操作员站编程 操作员站组态包括以下内容：用户自定义图形组态。完成用户流程图的生成，用户需要先做静态图形，然后再插入动态标签。系统标准图形组态。包括总貌组态、趋势组态、组组态等。报警信息处理。指系统所有报警提示信息的归类及确认。记录，包括事件记录和状态记录。在项目树的操作员站下面 插入下一级，图形显示。实用文档 在此图形显示中，可以导入某个生产工艺的位图，也可以自己使用工具箱画图。下面根据过程站编好的程序在“工艺图”中作出相应的图形显示。（1）电机图形显
27、示 通过 选项 菜单，显示/关闭“工具箱”。在工具箱中选择 椭圆，在画面上画出一个圆形，并给这个圆形命名，假设为 L6。实用文档 在工具箱中选择 图形符号，在空白处点击鼠标，显示下面的画面。点击 确认，弹出一个参数设置对话框。把要显示的电机的各个变量填到各个位上。在 显示 工具条下面设置，是不同的位上的变量显示不同的颜色，目的是在实际监控运行时，可以通过不同的颜色显示辨别电机的运行状态。对象名称处填实用文档 上刚刚命名的圆形，这样这个图形显示就设置到了刚才那个圆上。在 通用 动作下面设置动作，此处，因为只为了显示电机不同运行状态，所以可以选择 无动作，也可以选择 打开面板，把要显示的那个电机块
28、的名字填到 打开面板 处。实用文档 实用文档 这样一个电机的运行位图就做好了。相同的方法做出整个组或整个环节的。实用文档 一组电机显示 （2）按钮显示 从工具箱中选择 按钮，在空白处点击鼠标，弹出设置对话框，填入要作用的变量的名称，以及按钮显示文字。实用文档 点击 动作 按钮设置动作。根据控制程序建立多个按钮。实用文档 按动按钮时不仅可以写某个变量，既使这个变量置1，还可以打开某个图形画面，某个面板等，具有链接功能。实用文档 （3）模拟量显示 在工具箱中选择 文字数字显示，拖动鼠标建立一个显示框，参数设置如下图所示。对象名称是指这个显示在画面中的标签名，显示变量处填写的是要显示的那个变量的名字
29、。通过菜单条 显示 设置数值显示时的状态，在 通用 动作下设置点击这个显示框时的动作，可以选择 无动作，也可以根据实际情况选择显示这个变量所实用文档 在的趋势图。（4）模拟量给定 建立方法前面和模拟量显示的建立是一样的，只是在 动作 菜单下，选择写入某个变量。实用文档 （5）模拟量监控 在 文字数字显示 参数设置时，菜单 位指定 下，写入程序中模拟量监控M_ANA块的输出变量，然后设置不同的位对应不同的显示颜色。实用文档 （6）开关量监控 开关量监控常用来监控故障信号，所以把故障信号用监控的方式也做到画面上。工具箱文本，写一个故障文本，然后给其命名。在此文本上新建一个图形符号。实用文档 当故障
30、信号为0 时，画面上不显示有这个图形，当故障信号为1，既有故障传上来时，故障 以闪烁的形式显示。（7）显示棒图 棒图一般用来形象的表示料位，量程等。选择工具箱里的 棒图，设置相应参数。实用文档 （8）趋势显示 在操作员站下面插入趋势显示 双击此趋势，进行配置参数 标签名字为编程时趋势块的名字，显示变量为趋势块的输入变量。实用文档 5.公共块的使用 一般公共块是用户为了使用方便或使程序模式比较统一所编的程序。可以从外部导入已有的模块。急停面板为下图所示。实用文档 用户功能块在使用时，要添加到控制程序里面。在弹出的对话框里选择功能块，然后填写名字，添加需要的控制变量。实用文档 前面操作员画面里的急
31、停按钮所链接的就是此功能块的面板。四、通讯设置与程序下载 1.网络和通讯配置 在项目树下，选择 项目 网络，进入下列菜单。需要修改以太网地址或ID时，点击 编辑 按钮。这里因为仿真的缘故，工程师站，网关，操作员站，仿真控制器选择的IP地址是一样的，因为设在一台电脑上。实际的，由于操作员站和过程站数目多，IP 地址是不一样的。选择 系统-通信配置 实用文档 根据需要选择操作员站数量，网关数量，并建立过程站、操作员站、网关站之间的连接。2.程序加载 编程完成后，对项目文件进行全部检查，在确认没有错误时才可进入联机调试状态。联机调试状态 如果连接了硬件则可以选择加载程序。程序加载可分为：加载修改对象。加载选择对象，加载整个站三种。第一次加载要加载整个站。实用文档 3.操作员站加载 首先运行Digivis，然后加载操作员站。加载完毕后，Digivis 会显示操作员站运行。4.仿真控制器加载 在IE 浏览器中的地址栏输入http:/localhost:8888,然后回车，打开仿真控制器。将仿真控制器的ID 的地址输入硬件配置中，点击Start Controller 按纽进入下面界面。实用文档 表示控制器已经开启，此时再返回项目树，加载一下仿真器即可。（刘万丽初稿）