UNITY系统作业指导书.docx

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UNITY系统作业指导书

UNITY系统作业指导书

应用项目：

AAAAAAAAAAAAA

编制人:

AAA　编制日期:

2008.08.12

审核人:

　　　　审核日期:

南京科远控制工程股份有限公司

NANJINGKEYUANCONTROLENGINEERINGCO.,LTD

目录

1指导书综述2

2UNITY的安装2

3UNITYQUANTUM系统CPU综述2

4新建一个UNITY项目3

4.1选择处理器3

4.2配置主机架4

4.3配置CPU6

4.4配置远程站6

4.5配置IO8

4.6配置以太网10

5下载程序11

6逻辑编写12

6.1变量声明12

6.2自定义模块13

6.3代码编写14

7在线调试，修改14

8热备系统的实现15

9外网连接16

10系统诊断20

1指导书综述

本作业指导书只是提供一个UNITY项目开发的大致框架和注意事项，具体事项还得查看相关手册。

2UNITY的安装

UNITY安装的系统要求：

（1）操作系统：

WIN2KPRO或者WINXPPRO

（2）硬件：

最低P41.2G,512MRAM,

（3）IE版本：

最低5.5

与AB或者SIEMENS的编程软件不同，UNITY在一台机器上只能安装一个版本。

影响UNITY的其它软件：

在我们个人机器上的一些IE插件会影响UNITY的正常工作如：

网络实名、上网助手、新浪点点通、Chinesekeywords、3721中文邮。

另外金山词霸的2002/2003版本也有影响。

3UNITYQUANTUM系统综述

UNITYPRO系统是MODICON推出的最新PLC控制系统编程软件。

主要面向QUANTUM和PREMIUM高端型号控制器。

提供了梯形图（LD）、结构化文本（ST）、顺序控制（SFC）、以及功能块（FBD）等多种语言编程,在一个项目中可以使用多种语言，符合IEC标准。

UNITY支持7种型号的QUANTUM系列处理器。

分别是140CPU31110,140CPU43412U,

140CPU53414U,140CPU65150,140CPU65160,140CPU65260,140CPU67160。

其中140CPU43412U和140CPU53414U可以通过原来CONCEPT系统的140CPU43412A和140CPU53414A分别下载新的OS得到。

140CPU67160是UNITYQUANTUM唯一支持的冗余热备系统。

因为我们公司的项目一般用的都是双机热备系统。

所以在这里只介绍140CPU67160处理器了，下面的应用和操作说明也以67160CPU来说。

各型号处理器的参数如下图：

4新建一个UNITY项目

4.1选择处理器

点击菜单“文件”-“新建”弹出下图：

选中67160CPU后点“确定”

4.2配置主机架

点击“项目浏览器”的“本地总线”如下图

弹出下图框：

我们看到，67160CPU占用2个槽位（6xxxx系列CPU均占用2个槽位）。

一般对于双机热备系统用的是6槽机架，而系统默认的是16槽的，所以需要更改。

我们双击上图中最左侧的“1”，探出对话框：

选中140XBP00600后点击“确定”。

在下图的“1”、“4”、“5”、“6”槽各双击然后在弹出的对话框中选择项目用的模块即可。

需要说明的是：

（1）67160CPU的冗余模块集成在CPU模块内部。

无需再配置。

（2）对于双网系统选择的远程通信模块为140CRP93200，单网系统为140CRP93100，而在上面的机架配置中统一为CRP93x00。

（3）当所有模块都添加后，检查一下电源预算，右键点击电源模块在弹出的菜单中选择“电源预算”，如果弹出的画面显示电源容量满足就好，如果容量不够换一个新型号的电源模块。

4.3配置CPU

双击CPU模块，弹出画面：

把冷启动操作模式的两个复选框均选中，RAM地址根据项目要求选择大小。

程序中调用的变量的地址或者直接引用地址不能超过各个区的大小。

然后切入“热备”项：

务必让“运行模式”中控制器A和控制器B必须在线，“逻辑不匹配时待机”项选择在线，其他默认。

4.4配置远程站

在项目浏览器中点击“RIOBUS”如下图

弹出画面：

双击上面的图标,弹出如下画面：

选择远程IOQUANTUM子站中的16槽机架（根据项目需要），选择好拓扑地址，这里我们选择位为2，点击“确定”。

弹出画面

把CRA93X00模块右移一位，取而代之加一块电源模块，注意的是和CRP93X00模块一样不管是双网的CRA93200和单网的CRA93100模块，在配置机架时均选择CRA93X00。

双击上图箭头处可再建立一个远程站，配置好CRA模块和电源模块结果如下图：

注意实际CRA模块背面的拨码开关的值要和组态的一致，对于本项目那么两个模块的拨码开关分别打到“2”和“3”。

4.5配置IO

对于双机热备系统，IO模块不能放在主机架的，一般都放在远程机架或者分布式机架。

本系统是远程网络，所以IO模块要放在各个远程机架上。

IO放置的顺序原则上从左到右分别是AO、AI、DI、DO模块。

（1）AO模块配置

双击一个空槽位，在弹出的对话框里选择模拟量栏里一款AO模块，这里以

140ACO13000为例。

确定后双击AO模块弹出对话框：

确认“输出起始地址”，一般默认，然后修改各个通道的参数，一般范围选择位4…20mA,0-4096的精度。

依次配置各个通道。

（2）AI模块配置

双击下一个空槽位，在探出的对话框里选择一款AI模块，这里以140ACI03000为例：

确认“输入开始地址”，一般默认。

注意140ACI03000的精度为4…20mA,0-4096而且不可修改。

（3）RTD模块配置

双击下一个空槽位，在探出的对话框里选择唯一一款RTD模块140RTD03010:

确认“输入起始地址”，然后在“模块配置”里把分辨率选为“0.1度”，输出单元为“摄氏度”，值类型为“临时”，在通道里配置为3线值，类型为pt100（线制和类型都要根据现场温度变送器的信号来确定），依次配置每个通道。

（4）DO模块配置

用类似的方法配置DO模块，确认“输出起始地址”。

其他参数默认。

（5）DI模块配置

用类似的方法配置DI模块，确认“输出起始地址”。

其他参数默认。

4.6配置以太网

一般我们项目的上下位机之间用以太网通讯，所以以太网模块还要配置，按照下图点击“新建网络”

在探出的对话框里选择“以太网”，然后起一个名字，确认后进入如下画面：

把IP地址和子网掩码配置好，以太网配置确认为“以太网II”，然后双击NOE模块的“ETHERNET”弹出画面，然后再画面的下拉菜单里选择刚才配置的网络名。

5下载程序

硬件配置好后，点击菜单“生成”——“重新生成所有项目”就可以下载组态程序了，如上图先设为“标准模式”，然后再设置地址，需要注意的是对于第一次下装程序时，我们用以太网下载时地址为NOE模块上的MAC地址的转换地址，NOE模块上的MAC地址为16进制，我们把它们转成10进制填入下面画面所指示的地址框里。

同时保证工控机的网络地址和NOE模块地址在一个网段里，然后点击测试连接，如果一切正确的话会弹出连接正常的画面。

然后点击菜单“PLC”——“连接”，连上后再点击“PLC”——“将项目传输到PLC”，传输到快要结束时需要强行取消，因为之前用的是老地址，现在把组态下装到控制器后，NOE模块的地址变了，所以接下来，我们要把工控机的IP地址改到和新地址在一个网段。

因为我们是双机热备系统，当热备没有准备好后，系统会自动把NOE模块的地址加1，在本例中，那么NOE模块的新地址为192.168.1.11。

如果热备成功的话则不需要加1。

6逻辑编写

6.1变量声明

双击项目浏览器中的“基本变量”，在弹出画面里添加各个变量，给各个变量赋上名称和地址以及初始值。

UNITY的编址方式为AO量为%MW（对应于CONCEPT系统的4xxxx开头），AI量为%IW（对应于CONCEPT系统的3xxxx开头），DO量为%M（对应于CONCEPT系统的0xxxx开头），DI量为%I（对应于CONCEPT系统的1xxxx开头），中间变量对于单个位的用%M，多个位的用%MW。

对于一些运算复杂的算法可能需要间接寻址例如%MW120[NUM]（NUM是一个已经声明的整型变量），那么需要作一些设置：

点击菜单“工具”——“项目设置”，把弹出的对话框切换到“语言扩展项”

在“数据类型”栏里选中“直接以数组变量表示”和“允许动态数组”两项。

6.2自定义模块

因为我们编程一般用自定义模块来编写，所以这里做一说明。

在项目浏览器里双击“导出的功能块类型”

在弹出的画面中，在一行写一个自定义模块名称，然后分别添加输入参数和输出参数，注意参数的编号，编号是在主程序里调用时的排列位置。

然后重新在项目浏览器里再给这个模块新建一个段如下图

弹出代码编写界面。

各个指令请参考相关手册，这里不介绍了。

另外自定义模块除了自己新做外还可以从其他项目导入。

自定义模块的调用通过在代码段中点击FFB输入助手如下图：

然后在应用程序栏里寻找自定义模块如下图：

6.3代码编写

UNITY的任务包括主任务，快速任务，辅助任务和中断处理任务。

具体情况请查看相应手册。

这里只简单介绍一下主任务。

UNITY的程序段可以给一个条件如下图：

我们的例子就是当%M12位为0时本程序段不执行，当%M12位为1时本程序段执行。

对于具体代码的编写，自己练习几下就可以了，这里不作介绍。

7在线调试，修改

调试程序时一般通过在线监视，修改或者强制变量来监视逻辑的输出。

然后再在线修改、下装程序。

以下介绍调试。

连接PLC，右键单击项目浏览器中的动态数据表，选择“新建动态数据表”然后添加需要监视或者修改值得变量。

如下图：

点击“修改”按钮后，在点击那两个箭头就可以把没有写调用的变量置1或者置0，对于那些在代码段中有写调用或者DI模块的变量需要强制操作，点击“强制”按钮后可以把这些变量强制置1或者置0。

通过修改或者强制变量，我们可能发现代码段逻辑有问题这时候就得修改，我们只需要在代码段中挪一下各个块，系统就弹出对话框问“确定要修改吗”，点击“是”，然后就可以修改逻辑了，只要不对硬件配置和变量进行修改，就可以通过点击菜单“生成”——“生成更改”来把修改的程序下装到PLC里而无需重新启动PLC。

8热备系统的实现

热备系统注意事项：

1．67160CPU是UNITY系统唯一支持的双机热备控制器，控制器本身已经集成了冗余同步模块。

2．热备控制器之间通过一根MODICON专用多模光缆尾纤来实现同步，而且原来CONCEPT冗余系统的光纤也不能用。

3．各个模块可以在任一槽位，但是一定要确保主机架和备机架上各个模块安装位置相同，型号相同，固件版本号相同。

另外：

CRA模块必须有V1.25或更高的固件，CRP模块必须有V1.14或更高的固件。

4．热备系统之间的通信实际是以太网通信，控制器上的MAC地址就是它的通讯地址，也可以通过模块的LCD屏来查看MAC地址和IP地址。

5．只有通过CRP和CRA模块通信的远程IO在能在热备系统中使用，本地IO和分布式IO也可以安装，但是不在冗余系统之内，只能供各个控制器自己使用。

6．热备系统中，MODBUS口和MB+口可以切换，但是USB口不可以切换。

7．热备系统，MODICON不建议用事件中断处理程序和用SFC编写的顺控程序。

同步时，热备位也被传送到备机。

8．要想热备成功，至少要有一个远程站。

9．在配置CPU参数时按照4.3节所说，务必让“运行模式”中控制器A和控制器B必须在线，“逻辑不匹配时待机”项选择在线，其他默认。

只有这样当在线修改完成后，系统才会自动同步，否则，备机会离线的。

10．热备系统以MAC地址小的为A站，MAC地址大的为B站

11．对于需要以太网通讯的冗余系统，可支持的模块只有NOE77101和NOE77111两个型号。

12．当在一个机架放置2个或以上以太网模块时，一定要注意，两个模块地址要差2，因为冗余机架上的后备模块地址是主站地址加1，最后一个字节的地址要小于254。

13．CRP模块出来接MA186分离器的IN，MA186分离器的OUT接MA185分支器的IN。

双机切换

67160冗余系统只有在主站故障或者失电的情况下才会主备切换，当NOE模块掉线时并不会切换，这时候如果系统外接上位机或者触摸屏就不能监视系统了。

所以我们得通过软件逻辑实现。

步骤如下：

1．调用MBP_MSTR功能块，使能这个模块然后给CONTROL和DATABUF参数赋值，其中把CONTROL[1]赋为3，CONTROL[3]赋为38，CONTROL[5]赋上地址和槽位的编号。

我们可以通过查看DATABUF[3]、DATABUF[34]和DATABUF[35]来判断NOE模块，如果错误重试计数大于8次，我们就判断以太网模块掉线。

2．调用系统功能块HSBY_ST来判断本控制器是A站还是B站，如果是A站（B站），把%SW60.1（%SW60.2）置0，让控制器离线，延时100ms后，再让刚才的位置1。

9外网连接

UNITY双机热备系统支持的网络有以太网，MODBUS，MB+，PROFIBUS，这里对MODBUS和以太网作一些介绍。

1．MODBUS

67160CPU自带一个MODBUS口，是RJ45的接口，可在UNITY或者LCD面板上设置成232或者485模式。

当用双机模式时，只能用485协议。

水晶头金属针面对着我们，从左到右依次是1——8，各个引脚定义如下：

485协议时，引脚1、2和5分别接DB9的3、4和5下面为232协议接线：

67160的MODBUS口

对于MODBUS协议通讯的功能块XXMIT：

其START置为1，COMMAND为16#2100（表示485模式下MODBUS通讯），MSGLEN为5，PORT为1，然后波特率到校验位要和控制器的MODBUS端口设置一致。

然后RESPTOUT参数、STARTDLY参数、ENDDLY参数设为100，RETRYLMT设为20、对于MSGOUT参数要根据具体的应用要求来赋值，具体描述如下：

2．以太网

相对于串口通讯来说，以太网通讯要简单一点。

NOE模块和外部系统通讯时有3种方式“消息传递”、“IO扫描”和“全局数据”。

消息传递

NOE模块支持

TCP/MODBUS协议，当和外部设备例如协议转换器，触摸屏等用TCP/MODBUS通讯时在UNITY必须先配置好，如下图：

“从站IP地址”就是要通讯的外部设备IP设备地址，当NOE模块作为服务器时，无须编写通讯代码，如果NOE模块作为客户端时，需要编写通讯代码。

读操作用READ_REG功能块，

参数描述如下：

对于ADDRFLD参数可通过调用TCP_IP_ADDR功能块来生成这个地址。

写操作用WRITE_REG功能块，参数描述如下：

IO扫描

IO扫描功能只能用于NOE模块上，65150和65160等CPU自带的以太网口是不支持的。

I/O扫描列表是一个配置表，用于标识授权与其重复通讯的目标。

该列表包含足够的信息，使每个目标设备能构造出指向指定远程设备的MODBUS消息，并指定在本地控制器上当扫描结束后将输入和输出数据映射到何处。

当控制器在运行时，NOE模块根据I/O扫描列表，将数据传输到控制器的寄存器和线圈，或从控制器的寄存器和线圈获取数据。

扫描列表把通讯程序模式化了，无须编写通讯代码。

比如说我们的NOE模块和另外一个系统得NOE模块之间通讯。

各参数描述如下：

以下图的配置为例：

上面的配置表示：

本控制器从“192.168.1.17”的400600和400601寄存器读取数据到本机的%MW100和%MW101，把本机的%MW200和%MW201的数据写入“192.168.1.17”的400700和400701寄存器。

全局数据

每个全局数据设备最多可发布（PUB）一个网络（应用程序）变量，且最多可订阅（SUB）64个网络（应用程序）变量。

首先要进行数据设备的配置。

参数描述如下：

然后进行变量的声明，首先在项目浏览器里双击“基本变量”，在弹出的画面中右键菜单选择“自定义列”在弹出的画面中选中“全局数据”如下图：

现在开始添加变量，如果是所在控制器要发布的数据，增加的变量选择为“PUB”，组名为上一步骤设置的组名，订阅的数据选择为“SUB”，组名为提供数据的NOE模块中配置的组名。

10系统诊断

67160模块有一个LCD液晶板，我们可以通过这个液晶板对控制器进行修改参数及启动停止操作。

也可以查看控制器的参数和运行工况。

对于一个运行良好的双机热备系统，LCD液晶板上应该显示一个是RUNprimary一个是RUNstandby，同步STS等是闪烁的。

正常情况下CRP模块的COMACT灯是亮的，当IO通讯错误时，相应的指示灯会变红的。

另外UNITY系统提供了很多可供诊断的系统字。

对于CPU的故障状态可自己查看手册，这里主要说一下UNITY远程网络诊断，UNITY的RIO网络诊断包括远程站模块的诊断和通讯链路A网和B网（双网的话）的状态。

对于第一个远程站的第一个机架的系统字为%SW180，第二个远程站的第一个机架的系统字为%SW185，第三个远程站的第一个机架的系统字为%SW190,依此类推，67160支持32个远程站。

以%SW180.4=0为例，其表示的是第一个远程站的第一个机架的从左数第12个模块故障。

如果%SW180.8=0，那就是第8个模块故障，16-x为模块的位置。

通讯A网链路的系统字为%SW536-%SW538，通讯B网链路的系统字为%SW539-%SW541，他们和远程站的诊断字反过来，1表示有故障，0表示正常。

A网%SW538：

􀁺%SW538.15=1，短帧

􀁺%SW538.14=1，没有尾帧字符

􀁺%SW538.3=1，CRC错误

􀁺%SW538.2=1，对齐错误

􀁺%SW538.1=1，溢出错误

􀁺%SW538.13到4和0未使用

B网%SW541：

􀁺%SW541.15=1，短帧

􀁺%SW541.14=1，没有尾帧字符

􀁺%SW541.3=1，CRC错误

􀁺%SW541.2=1，对齐错误

􀁺%SW541.1=1，溢出错误

􀁺%SW541.13到4和0未使用

参考资料：

《基于Unity的ModiconQuantum全新双机热备参考手册-2005-CN》

《UnityPro语言和程序结构参考手册-2005-CN》

《基于Unity的ModiconQuantum自动化平台选型手册-2005.2-CN》