Simatic Step 7

Simatic Step 7
Разработчик	Siemens AG
Интерфейс	графический
Операционная система	Microsoft Windows
Языки интерфейса	английский, немецкий, французский, итальянский, испанский, китайский, японский
Первый выпуск	1997 год
Последняя версия	Step 7 V 5.7 Hotfix 4 (2022 год)
Состояние	активное
Лицензия	проприетарная
Сайт	https://mall.industry.siemens.com/

Simatic Step 7 — программное обеспечение (ПО) фирмы Siemens AG для разработки систем автоматизации на основе программируемых логических контроллеров (ПЛК) Simatic S7-300/S7-400/M7/C7 и WinAC.

Программное обеспечение выпускается с интерфейсом на английском, немецком, французском, итальянском и испанском языках. Специальные версии обеспечивают работу на японском и китайском языках. Предшественником данного ПО является более ранняя версия Simatic Step 5, работающая в ОС DOS и предназначенная для разработки систем автоматизации на основе ПЛК Simatic S5.

Step 7 поставляется в виде программного пакета, предустановленного на специализированные фирменные программаторы Simatic PG. Он также может поставляться в виде самостоятельного пакета, устанавливаемого на компьютеры, работающие под управлением операционной системы Windows.

Фирма Siemens поставляет Step7 в трех вариантах :

• Simatic Step 7;
• Simatic Step 7 Professional l;
• Simatic Step 7 Lite.

Для контроллеров Simatic S7-200 существует собственный программный продукт Step 7 MicroWin.

Программное обеспечение Simatic Step 7 полностью соответствует требованиям ГОСТ Р МЭК 61131-3-2016

История создания

История создания инструментальной среды Simatic Step 7 (Simatic — торговая марка концерна Siemens AG, объединяющая различные средства промышленной автоматизации) началась с разработки в 1995 году инженерами Siemens AG первой версии продукта, которая была предназначена для работы в операционной системе Windows 3.11. Первый выпуск версии step 7 V 1.0 был анонсирован в феврале 1997 года.

Хронологическая история развития Step 7 и появления новых версий выглядит следующим образом:

• Вместе с ПЛК Simatic S7-400 вышла на рынок вторая версия V 2.0, для Windows 95, версия V 3.1 была уже как на дискетах, так и на компакт-диске. Далее вышла версия V 3.2 для Windows NT.
• Следующая версия V 4.0 была также для Windows 95 и NT, но распространялась только на компакт-дисках.
• Версия V 5.0 работала уже в Windows 98, кроме того, в программу были добавлены новые функции. В следующей версии V 5.1 были исправлены некоторые недостатки, также её можно было применять в Windows ME и Windows 2000.
• Версия V 5.2 работала в Windows 95, 98, Me, NT4 Workstation, 2000 Professional и MS Windows XP Professional.
• В версии V 5.3 было разработано полностью новое лицензионное решение. Теперь лицензию можно было положить на сервер и пользователь, который хочет работать с программой в настоящий момент, скачивает её себе прямо на компьютер. Эта версия работает только в Windows 2000 и Windows XP, поэтому предыдущие версии были ещё долго доступны.
• В 2006 году появилась версия V 5.4 с новыми возможностями. Последующие обновления для этой версии были выпущены в июне и в октябре 2007 года. Кроме того, появилась возможность использовать программу в Windows Vista. Все пакеты обновления доступны отдельно.
• В 2010 году увидела свет версия V 5.5, работающая во всех редакциях Windows 7 (в том числе и в 64-битной версии), кроме Starter и Home. Из последующих нововведений следует отметить средство защиты программных блоков S7 Block Privacy, пришедшее на замену Know-How Protection.
• В 2018 году вышла версия Step 7 V 5.6 SP1, а в 2022 году вышло дополнение Hotfix 4 к вышедшей годом ранее версии Step 7 V5.7, работающей в Microsoft Windows 10 Pro и Enterprise (64-разрядная версия), а так же в Windows Server 2019.

Структура пакета

Стартовым инструментом при работе с пакетом Step 7 является утилита Simatic Manager, которая открывается после запуска Step 7 и обеспечивает управление остальными инструментами, необходимыми для выполнения всех этапов разработки проекта и его внедрения в промышленную эксплуатацию. К таким этапам относятся:

• конфигурирование аппаратной части проекта, разработка коммуникационных соединений и сетевой архитектуры;
• написание программных блоков;
• загрузка аппаратной конфигурации и рабочих программ в ПЛК, отладка и текущая диагностика выполнения;
• документирование проекта и архивирование данных;

Аппаратная конфигурация

С помощью утилиты Hardware Configuration (HW Config) производится общая аппаратная компоновка проекта на основе выбора компонентов из встроенного каталога оборудования. Исходя из поставленной задачи выбирается модуль центрального процессора, далее выбираются необходимые модули ввода/вывода дискретных и аналоговых сигналов, специальные модули для решения других задач. При необходимости использования станций расширения выбираются интерфейсные модули, осуществляется разработка коммуникационных соединений.

Производится назначение необходимых параметров модуля процессора, интерфейсных модулей, адресация, выбор характеристик и диапазонов измерения аналоговых модулей, адресация модулей обработки дискретных сигналов, а также другие необходимые настройки, касающиеся применённых в проекте аппаратных средств.

Программные блоки и блоки данных

Для написания программ в Step 7 могут быть использованы следующие типы блоков:

• Организационные блоки (OB);
• Функции (FC);
• Функциональные блоки (FB);
• Блоки данных (DB).

Организационные блоки вызываются операционной системой процессора и обеспечивают выполнение программы пользователя. Основным ОВ является блок ОВ1, который вызывается по умолчанию циклически. Другие ОВ выполняют служебные функции и вызываются при обнаружении ошибок, по назначаемому времени или по аппаратному прерыванию. Кроме того, существуют ОВ, которые могут вызываться при запуске или рестарте ПЛК.

Функции и функциональные блоки являются программными блоками и содержат программу пользователя. Они вызываются либо из ОВ1, либо в программных блоках, которые уже были вызваны из ОВ1. В ряде случаев, например, при обработке прерываний, программные блоки могут быть вызваны из других ОВ.

Блоки данных служат для хранения данных программы пользователя. Они подразделяются на блоки, содержащие глобальные данные (DB), которые могут быть использованы в любой точке программы, и служебные блоки данных (IDB), которые предназначены для хранения данных, используемых в конкретных функциональных блоках. Блоки данных вызываются как из ОВ, так и в программных блоках.

Step 7 позволяет многократное использование одних и тех же программных блоков. Написанные ранее блоки могут сохраняться в виде библиотек и при необходимости копироваться в новые проекты.

Кроме того, Step 7 имеет собственную встроенную библиотеку заранее созданных функций и функциональных блоков, выполняющих стандартные функции автоматического управления. Эти программные блоки могут вызываться из программы пользователя и требуют для своего использования только предварительной настройки параметров. Это, например, модули стандартного ПИД-регулирования и другие.

Редактор символов

Редактор (Symbol Editor) способен выполнять следующие функции:

• назначение символьных обозначений и ввод комментариев для используемых в программе переменных, что позволяет сделать более удобным написание и прочтение программы.
• сортировка данных, поиск переменной по символьному имени или по адресу.

Сетевая конфигурация

С помощью утилиты сетевой конфигурации (Simatic Net) в проекте может быть осуществлена разработка сетевой архитектуры на основе промышленных сетей:

• PROFIBUS;
• Profinet;
• Industrial Ethernet;
• AS-Interface.

В окне Simatic Net в проект могут быть интегрированы системы человеко-машинного интерфейса (Human-Machine Interface, HMI), например, операторские панели, конфигурируемые с помощью программного обеспечения ProTool или WinCC Flexible, или персональный компьютер с программным обеспечением WinCC.

Языки программирования

В базовом варианте для программирования контроллеров в пакете Step 7 может быть использовано три языка:

• LAD (Ladder Diagram) — графический язык в символах релейно-контактной логики;
• FBD (Function Block Diagram) — графический язык в символах функциональных блочных диаграмм;
• STL (Statement List) — ассемблероподобный текстовый язык списка инструкций. Язык позволяет создавать наиболее компактные программы, обладающие высоким быстродействием.

Система допускает переключение между языками в окне написания программы. Языки поддерживают функцию поиска, любая точка программы может быть быстро найдена по указанию как символьного имени, так и адреса переменной.

В дополнение к основным языкам пакет Step 7 Professional позволяет использовать следующие языки:

• S7 SCL — структурированный язык управления, по синтаксису близкий к Pascal;
• S7 GRAPH — язык управления последовательными технологическими процессами;
• S7 HiGraph — язык управления на основе графа состояний системы;
• S7 CFC (Continuous Function Chart) — реализует принцип графического программирования.

Средства контроля и диагностики

Средства системной диагностики Step 7 позволяют получать информацию о текущем состоянии системы управления. Сообщения могут выводиться в виде:

• Текстовых сообщений.
• Полного условного графического изображения системы в формате Hardware Configuration с поддержкой следующих опций:
  • Отображение информации о модулях, об их состоянии (например, отказ).
  • Отображение отказов модулей локальной и распределенной систем ввода-вывода (например, отказ канала).
  • Отображение сообщений из диагностического буфера.

Среда программирования Step 7 при использовании любого языка программирования дает возможность визуального контроля за исполнением программы и её отладки в режиме онлайн. Дополнительно к этому визуальное отображение информации о текущем состоянии данных позволяет оперативно производить диагностику внешних устройств, что значительно упрощает поиск неисправностей и сокращает время на их устранение.

Эмулятор S7-PLCSIM

Средство отладки эмулятор S7-PLCSIM входит в состав Step 7 Professional. Опция позволяет тестировать программные блоки и производить их отладку на компьютере или программаторе без использования реального ПЛК.

Для этого, по аналогии с процедурами в реальной аппаратуре, тестируемая программа загружается в эмулятор центрального процессора и выполняется в нём. При этом разработчику доступны следующие функции S7-PLCSIM:

• отображение содержимого аккумуляторов, блока регистров, стека;
• запись и отображение значений входных и выходных сигналов, промежуточных флагов, таймеров, счетчиков и блоков данных;
• фиксация ошибок.