Automatisieren Mit SIMATIC: Controller, Software, Programmierung, Datenkommunikation, Bedienen Und...

Berger Automatisieren mit SIMATIC

Automatisieren mit SIMATIC Controller, Software, Programmierung, Datenkommunikation, Bedienen und Beobachten

von Hans Berger

4. überarbeitete Auflage, 2010

Publicis Publishing

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ISBN 978-3-89578-348-7

4. Auflage, 2010

Herausgeber Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München Verlag: Publicis Publishing, Erlangen© 2010 by Publicis KommunikationsAgentur GmbH, GWA, Erlangen Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwendung außerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlags unzulässig und strafbar. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen, Bearbeitungen sonstiger Art sowie für die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Dies gilt auch für die Entnahme von einzelnen Abbildungen und bei auszugsweiser Verwertung von Texten.

Printed in Germany

Geleitwort

Automatisierung bedeutet die permanente Weiterentwicklung von industriellen Pro-zessen und Abläufen.

Ein besonderer Quantensprung in dieser Entwicklung ist sicher Totally IntegratedAutomation, das Siemens vor sechs acht Jahren als völlig neues und bis dato ein-zigartiges Konzept der Automatisierungstechnik vorgestellt hat. Damit ist Sie-mens der erste und bislang einzige Anbieter für Automatisierungslösungen mitdreifacher Durchgängigkeit für alle beteiligten Komponenten innerhalb des Auto-matisierungsverbands – in Projektierung und Programmierung, in der Datenhal-tung sowie in der Kommunikation. Das Zusammenwachsen von Antriebs- undAutomatisierungstechnik erlaubt die Dezentralisierung von Intelligenz und führtgleichzeitig zu neuen, flexibleren Automatisierungsstrukturen. Die neuerlicheErweiterung Richtung MES und Digital Engineering zeigt die zukunftsweisendeArchitektur dieses Konzeptes.

Siemens ist es gelungen, basierend auf einer gemeinsamen Datenhaltung einekonsequent einheitliche Bedienoberfläche für die einzelnen Engineeringtoolsanzubieten. Dies wird über das neue TIA Portal effizient erlebbar. Damit wird dasvom Anwender begehrte „Easy to Use“ gewährleistet und die Projektierung einerGesamtanlage kann nicht nur einfacher, sondern auch erheblich schneller unddamit kostengünstiger erfolgen. PROFIBUS, PROFINET, OPC oder Microsoft-Stan-dards gewährleisten problemlos die Kompatibilität des Automatisierungssystemsmit Komponenten anderer Hersteller, sofern diese dieselben Standards verwen-den. Dies erklärt den weltweiten Erfolg von SIMATIC-Automatisierungssystemen.

Erstmalig wird mit diesem Fachbuch am Beispiel des AutomatisierungssystemsSIMATIC eine umfassende Darstellung des Aufbaus und der Arbeitsweise moder-ner Industrie-Steuerungen gegeben. Dadurch ist das Buch hervorragend geeignetfür alle, die sich ohne große Vorkenntnisse in das Gebiet der speicherprogram-mierbaren Steuerungen einarbeiten möchten.

Nürnberg, November 2009 Dipl.-Ing. Thomas Schott Leiter Fertigungsautomatisierung Industry Automation Division Siemens AG

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Vorwort

Die Automatisierung industrieller Anlagen erfordert zunehmend unterschiedli-chere und komplexere Komponenten in steigender Anzahl. So stellt sich heute alsneue Herausforderung nicht mehr die Weiterentwicklung hochspezialisierter Ge-räte, sondern das Optimieren des Zusammenspiels.

Das Konzept Totally Integrated Automation bedeutet, mit einer einzigen Systemba-sis und Werkzeugen mit einheitlichen Bedienoberflächen alle Automatisierungs-komponenten einheitlich zu behandeln. Diesen Anforderung wird die neueSIMATIC gerecht mit Durchgängigkeit bei Projektierung, Programmierung, Da-tenhaltung und Kommunikation.

Die gesamte Projektierung und Programmierung aller Komponenten erfolgt mitder Basissoftware STEP 7. Auch Optionspakete für die Erweiterung der Funktiona-lität fügen sich bei gleicher Bedienphilosophie nahtlos in STEP 7 ein. Der SIMATICManager koordiniert alle Werkzeuge und verwaltet zentral alle anfallenden Auto-matisierungsdaten. Auf diese zentrale Datenhaltung haben alle Werkzeuge Zu-griff, so dass Doppeleingaben vermieden werden und Abstimmungsprobleme garnicht erst aufkommen.

Eine durchgängige Kommunikation aller Automatisierungskomponenten ist Vor-aussetzung für „dezentrale Automatisierung“. Aufeinander abgestimmte Kommu-nikationsmechanismen ermöglichen die harmonische Zusammenarbeit von Steu-erungen, Visualisierungssystemen und dezentraler Peripherie ohne Mehrauf-wand. Das zukunftsträchtige Konzept der „verteilten Intelligenz“ rückt damit ingreifbare Nähe. Kommunikation bei SIMATIC ist nicht nur in sich durchgängigsondern auch offen nach außen. Das bedeutet, SIMATIC verwendet weit verbreite-te Standards wie z. B. PROFIBUS für die Feldgeräte und sorgt mit Industrial Ether-net und TCP/IP-Protokoll für beste Verbindungen zur Bürowelt und damit in dieManagement-Ebene.

Die 4. Auflage des vorliegenden Buches vermittelt einen Überblick über Aufbauund Arbeitsweise eines modernen Automatisierungssystems mit seinen aktuellenControllern und HMI-Geräten und zeigt die erweiterten Möglichkeiten der Dezent-ralisierung mit PROFIBUS und PROFINET. Am Beispiel der speicherprogrammier-baren Steuerung SIMATIC S7-300/400 gibt das Buch einen Einblick in die Hard-ware- und Software-Projektierung des Controllers, stellt die Programmierung mitden verschiedenen Programmiersprachen vor, erläutert den Datenaustausch überNetzverbindungen und beschreibt die vielfältigen Möglichkeiten zum Bedienenund Beobachten des gesteuerten Prozesses.

Nürnberg, im Oktober 2009 Hans Berger

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Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

1.1 Komponenten des Automatisierungssystems SIMATIC . . . . . . . . . . . . . . . 12

1.2 Von der Automatisierungsaufgabe zum fertigen Programm . . . . . . . . . . 14

1.3 Wie arbeitet eine speicherprogrammierbare Steuerung? . . . . . . . . . . . . . 16

1.4 Der Weg eines Binärsignals vom Geber bis zum Programm . . . . . . . . . . . 19

1.5 Struktur eines SIMATIC-Projekts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

2 SIMATIC Controller als Hardware-Basis . . . . . . . . . . . . . . . 22

2.1 Komponenten einer SIMATIC-Station . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

2.2 Die Micro-SPS SIMATIC S7-200 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

2.3 Der modulare Micro-Controller SIMATIC S7-1200 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

2.4 Die modulare Kleinsteuerung SIMATIC S7-300 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

2.5 S7-300C mit technologischen Funktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

2.6 SIMATIC S7-400 für anspruchsvolle Aufgaben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

2.7 Hochverfügbarkeit bei SIMATIC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

2.8 Safety Integrated bei SIMATIC S7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

2.9 Die Komplettgeräte SIMATIC C7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

2.10 Einsatz unter schwierigen Bedingungen: SIPLUS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

2.11 Prozesskopplung mit Digitalbaugruppen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

2.12 Prozesskopplung mit Analogbaugruppen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

2.13 FM-Baugruppen entlasten die CPU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

2.14 CP-Baugruppen öffnen den Zugang zu Bussystemen . . . . . . . . . . . . . . . . 42

2.15 Die „Intelligenz“ der SIMATIC-S7-Station: CPU-Baugruppen . . . . . . . . . . . 43

2.16 SIMATIC PC-based Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

2.17 SIMATIC Embedded Automation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

2.18 Dezentrale Prozesskopplungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

2.19 Dezentrale Peripherie mit PROFIBUS DP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

2.20 Dezentrale Peripherie mit PROFINET IO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

2.21 SIMATIC DP: Prozesskopplung vor Ort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

2.22 Die SIMATIC-Programmiergeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

3 STEP 7: Standard Tool für SIMATIC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

3.1 STEP 7 Basic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

3.2 Datenhaltung im Automatisierungssystem bei S7-300/400 . . . . . . . . . . . . 61

3.3 STEP 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

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Inhaltsverzeichnis

3.4 SIMATIC Manager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

3.5 Projekte und Bibliotheken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

3.6 Projekt bearbeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

3.7 SIMATIC-Station konfigurieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

3.8 Baugruppen anordnen und parametrieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

3.9 Baugruppen adressieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

3.10 Anwenderprogramm erstellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

3.11 Symboleditor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

3.12 Programmeditor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

3.13 Codebaustein inkrementell programmieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

3.14 Datenbaustein inkrementell programmieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

3.15 Bausteine quellorientiert programmieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

3.16 Hilfen zur Programmerstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

3.17 Systemdiagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

3.18 Anwenderprogramm in die CPU laden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

3.19 Diagnose beim Programmtest . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

3.20 Variablen beobachten, steuern und forcen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

3.21 Programmstatus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102

3.22 Mit S7-PLCSIM Anwenderprogramme offline testen . . . . . . . . . . . . . . . . 104

3.23 Software-Regelungen mit SIMATIC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

3.24 Mit DOCPRO im Schaltbuchformat dokumentieren . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

3.25 Mit TeleService über das Telefonnetz koppeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111

4 Die Programmiersprachen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

4.1 Die Basis-Programmiersprachen KOP, FUP und AWL . . . . . . . . . . . . . . . . 114

4.2 Binärfunktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116

4.3 Digitalfunktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

4.4 Programmfluss-Steuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120

4.5 Kontaktplan KOP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121

4.6 Kontaktplan KOP für S7-1200 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

4.7 Funktionsplan FUP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

4.8 Funktionsplan FUP für S7-1200 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131

4.9 Anweisungsliste AWL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133

4.10 Structured Control Language SCL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135

4.11 Continous Function Chart CFC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137

4.12 Ablaufsteuerung S7-GRAPH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139

4.13 Zustandssteuerung S7-HiGraph . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141

5 Das Anwenderprogramm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144

5.1 Organisationsbausteine und Prioritätsklassen bei S7-300/400 . . . . . . . . 145

5.2 Bearbeitungsarten des Anwenderprogramms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146

5.3 Anlaufprogramm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148

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Inhaltsverzeichnis

5.4 Urlöschen, Remanenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150

5.5 Hauptprogramm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151

5.6 Startinformation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153

5.7 CPU-Funktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154

5.8 Prozessabbilder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155

5.9 Zykluszeit, Reaktionszeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157

5.10 Configuration in RUN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159

5.11 Alarmbearbeitung in der Übersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162

5.12 Verzögerungsalarme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164

5.13 Uhrzeitalarme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165

5.14 Weckalarme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166

5.15 Prozessalarme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167

5.16 DPV1-Alarme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168

5.17 Mehrprozessoralarm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170

5.18 Taktsynchronalarme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171

5.19 Fehlerbehandlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173

5.20 Unterbrechungsereignisse hantieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175

5.21 Anwenderbausteine in der Übersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176

5.22 Struktur eines Bausteins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177

5.23 Bausteinaufruf und Bausteinparameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180

5.24 Temporäre Lokaldaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182

5.25 Statische Lokaldaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183

5.26 Multiinstanzen, Lokalinstanzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184

5.27 SIMATIC-Zeitfunktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187

5.28 SIMATIC-Zählfunktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189

5.29 Globale Operandenbereiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191

5.30 Globaldatenoperanden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192

5.31 Absolute und symbolische Adressierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193

5.32 Indirekte Adressierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197

5.33 Datentypen in der Übersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198

5.34 Elementare Datentypen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198

5.35 Zusammengesetzte Datentypen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202

5.36 Parametertypen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204

5.37 Anwenderdefinierter Datentyp UDT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205

5.38 Programmbearbeitung bei S7-1200 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207

6 Kommunikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212

6.1 Subnetze bei SIMATIC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214

6.2 Kommunikationsdienste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216

6.3 Netz projektieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218

6.4 Verbindungen projektieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220

6.5 Dezentrale Peripherie mit PROFIBUS DP projektieren . . . . . . . . . . . . . . . 223

6.6 Adressen im DP-Mastersystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225

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Inhaltsverzeichnis

6.7 Spezielle DP-Funktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227

6.8 Dezentrale Peripherie mit PROFINET IO projektieren . . . . . . . . . . . . . . . 229

6.9 Adressen im PROFINET-IO-System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230

6.10 Globaldaten-Kommunikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231

6.11 S7-Basiskommunikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233

6.12 S7-Kommunikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235

6.13 IE-Kommunikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237

6.14 PtP-Kommunikation bei S7-300C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240

7 Bedienen und Beobachten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243

7.1 Push Button Panels PP7 und PP17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244

7.2 SIMATIC Panel – 70er Serie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245

7.3 Mobile Panel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246

7.4 SIMATIC Panel – 170er Serie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247

7.5 SIMATIC Panel – 270er Serie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248

7.6 Multi Panels – 270er und 370er-Serie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249

7.7 SIMATIC Panel PC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250

7.8 Kopplung mit SIMATIC-S7-Stationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252

7.9 SIMATIC HMI projektieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253

7.10 WinCC flexible, die innovative Engineering-Software . . . . . . . . . . . . . . . 254

7.11 Visualisieren und Bedienen mit SIMATIC WinCC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256

7.12 Prozessdiagnose im Anwenderprogramm mit S7-PDIAG . . . . . . . . . . . . . 258

7.13 Prozessfehlerdiagnose mit SIMATIC ProAgent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260

7.14 Basic Panels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261

Stichwortverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263

Abkürzungsverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266

11

1 Einleitung

1.1 Komponenten des Automatisierungssystems SIMATIC

Das Automatisierungssystem SIMATIC besteht aus vielen, aufeinander abge-stimmten Komponenten mit einheitlicher Projektierung, Datenhaltung und Da-tenübertragung.

Die Controller SIMATIC S7 bilden als speicherprogrammierbare Steuerungen(SPS) die Basis des Automatisierungssystems. SIMATIC S7-200 und S7-1200 sinddie Microsysteme für den untersten Leistungsbereich – als Standalone-Lösungoder im Busverbund. Die Systemlösung für den Schwerpunkt Fertigungsindustrieist die Bauform SIMATIC S7-300 mit den Kompakt-CPUs und den innovierten Stan-dard-CPUs. Schließlich ermöglich SIMATIC S7-400 als Top-Level-Gerät mit derhöchsten Leistungsfähigkeit der SIMATIC Controller Systemlösungen für die Ferti-gungs- und Prozessindustrie.

Die Controller SIMATIC C7 sind als Komplettgeräte für Maschinensteuerung kon-zipiert und bieten SPS-Leistung einschließlich Visualisierung auf kleinstemRaum. Das Bedienen und Beobachten geschieht mit einem zeilenorientierten odergrafischen Operator Paneel, in dem der integrierte Controller die SPS-Leistungauf Basis einer SIMATIC S7-300 bereitstellt.

SIMATIC PC-based Automation ergänzt die SIMATIC Controller um PC-basierteSteuerungen. SIMATIC WinAC ist die Integrationsplattform für Steuerung, Daten-verarbeitung, Kommunikation, Visualisierung und technologische Funktionen.PC-based Control gibt es als reine Softwarelösung (Software PLC) und als PC-Steckkarte (Slot PLC). Embedded Control mit einer Software SPS unter WindowsXP embedded ergänzt das SIMATIC Produktspektrum um eine neue Klasse von Ge-räten für die maschinennahe Steuerung und Visualisierung.

Die dezentrale Peripherie SIMATIC DP erweitert die Kopplung zur Maschineoder Anlage um Peripheriebaugruppen direkt vor Ort. Diese räumlich vom Con-troller entfernt aufgebaute dezentrale Peripherie ist – verdrahtungssparend –über die Bussysteme PROFIBUS und PROFINET IO an die zentrale Steuerung ge-koppelt.

SIMATIC HMI bedeutet Bedienen und Beobachten. Vom einfachsten Textdisplaybis zur grafikfähigen Operatorstation bietet die Mensch-Maschine-Schnittstelle al-le Geräte für das Führen einer Maschine oder Anlage. Leistungsfähige Softwarezeigt mit Betriebs- und Störungsmeldungen den Anlagenzustand, verwaltet Re-zepturen und Messwertarchive und unterstützt den Anlagenbetreiber bei Fehler-suche, Wartung und Instandhaltung.

12

1.1 Komponenten des Automatisierungssystems SIMATIC

SIMATIC NET verbindet alle SIMATIC-Stationen und sorgt für komplikationslosenDatenaustausch. Es genügt ein Kabel zur Vernetzung aller SIMATIC-Stationenüber die integrierte MPI-Schnittstelle, um dann Daten auszutauschen oder vonzentraler Stelle aus alle vernetzten Geräte mit dem Programmiergerät zu errei-chen. Verschiedene Bussysteme mit abgestufter Leistungsfähigkeit gestatten dieKopplung auch zu Fremdgeräten, seien es Feldgeräte in der Anlage oder Rechnerin der Leitebene.

Das Standardtool STEP 7 bildet die Klammerfunktion für Totally Integrated Auto-mation, der Automatisierung mit durchgängiger Projektierung und Programmie-rung, Datenhaltung und Datenübertragung. Mit STEP 7 werden die SIMATIC-Kom-ponenten konfiguriert, projektiert, parametriert und programmiert. Der SIMATICManager von STEP 7 ist das zentrale Werkzeug zum Verwalten der Automatisie-rungsdaten und der dazugehörenden Software-Werkzeuge. Er hält alle Daten ei-nes Automatisierungsvorhabens im Form eines hierarchisch gegliederten Projektsund speichert in Bibliotheken Standard-Software und wiederverwendbare Anwen-dersoftware.

Die mit STEP 7 ausgeführten Tätigkeiten sind im Wesentlichen:

b die Konfiguration der Hardware, das heißt Baugruppen in Baugruppenträgeranordnen und mit Adressen versehen und die Baugruppeneigenschaften para-metrieren,

Bild 1.1 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC

13

1 Einleitung

b die Projektierung der Kommunikationsverbindungen, das heißt die Festlegungder Kommunikationspartner und der Verbindungseigenschaften,

b das Programmieren des Anwenderprogramms, das heißt das Schreiben derSteuerungssoftware in den Programmiersprachen Kontaktplan (KOP), Funkti-onsplan (FUP) oder Anweisungsliste (AWL) und das Testen des Programms on-line am Controller.

Verschiedene Optionspakete erweitern das Standardtool STEP 7 beispielsweise mitden Engineering Tools um weitere Programmiersprachen und Programmierme-thoden, Projektierungssoftware für Bedienen und Beobachten, Projektierungs-software für die Kommunikationsbaugruppen und Runtime-Software, wie z. B. Re-gelungsfunktionen für das Anwenderprogramm.

1.2 Von der Automatisierungsaufgabe zum fertigen Programm

Das Lösen einer Automatisierungsaufgabe beginnt mit der Frage, welche Steue-rung eingesetzt werden soll. Genügt für eine kleine Maschine eine S7-200 oderbraucht man eine S7-1200 oder S7-300? Kann die Anlage besser mit einer S7-400oder mit zwei gekoppelten S7-300 gesteuert werden? Zentrale Peripherie kompaktim Steuerschrank oder dezentrale Peripherie verteilt in der Anlage?

Die folgenden Aufzählungen geben ganz allgemein die Schritte an, die von derAutomatisierungsaufgabe zum fertigen Programm führen. Im Einzelfall, bei kon-kreten Anforderungen, können Schritte ausgelassen werden oder neue hinzukom-men.

Hardware bestimmen

Für die Auswahl des Controllertyps gibt es viele Kriterien. Bei „kleinen“ Steuerun-gen sind die häufigsten die Anzahl der Ein-/Ausgänge und die Größe des Anwen-derprogramms. Bei umfangreicheren Anlagen stellt sich die Frage, ob die Reakti-onszeit noch ausreicht; auch das zu verwaltende Datenvolumen (Rezepturen, Ar-chive) kann einen Anwenderspeicher sprengen. Um allein aus den Anforderungendie benötigten Ressourcen ableiten zu können, bedarf es viel Erfahrung mit be-reits realisierten Automatisierungslösungen; eine allgemeine „Formel“ gibt eshierfür nicht.

Soll eine Produktionsmaschine gesteuert werden, wird es voraussichtlich mit ei-ner einzigen Station geschehen. Hier entscheiden Anzahl der Ein-/Ausgänge, An-wenderspeichergröße und eventuell die Schnelligkeit (Reaktionszeit) die Auswahlfür S7-200, S7-1200, S7-300 oder S7-400. Wie wird die Maschine geführt? (Ent-scheidung für einzelne Bedien- und Beobachtungsgeräte von SIMATIC HMI oderfür Komplettgeräte SIMATIC C7).

Bei räumlich verteilten Anlagen stellt sich die Frage, ob der Einsatz von dezentra-ler Peripherie nicht kostengünstiger ist als zentrale Peripherie. In vielen Fällen

14

1.2 Von der Automatisierungsaufgabe zum fertigen Programm

kann nicht nur der Verdrahtungsaufwand verringert werden, auch die Reaktions-zeit und die Engineeringkosten können durch die Verlagerung von Steuerungs-aufgaben „vor Ort“ verringert werden (Entscheidung für dezentrale PeripherieSIMATIC DP, eventuell „intelligente“ DP-Slaves mit eigenem Anwenderprogrammzur Vorverarbeitung der Signale).

Eine Dezentralisierung der Automatisierungslösung hat Vorteile: Die Anwender-programme einzelner Anlagenteile sind kleiner mit geringerer Reaktionszeit undkönnen oft unabhängig von der Gesamtanlage in Betrieb gesetzt werden. Der er-forderliche Datenaustausch mit einer „Zentralsteuerung“ ist innerhalb desSIMATIC-Systems mit SIMATIC NET durch aufeinander abgestimmte Kommunika-tionsfunktionen besonders einfach.

Welche Programmiersprache?

Die Wahl der Programmiersprache richtet sich nach der zu lösenden Aufgabe. Be-steht sie überwiegend aus binärer Signalverarbeitung, sind die grafischen Pro-grammiersprachen KOP (Kontaktplan) und FUP (Funktionsplan) sicher die besteWahl. Für anspruchsvollere Aufgaben, die ein komplexes Variablenhandling undindirekte Adressierung erfordern, steht die assemblerähnliche Programmierspra-che AWL (Anweisungsliste) zur Verfügung. SCL (Structured Control Language) istdie beste Wahl für jemanden, der eine höhere Programmiersprache kennt undvorwiegend die Verarbeitung großer Datenmengen programmiert.

Mehrere Programmiermethoden erleichtern die Programmerstellung: S7-GRAPHfür Ablaufsteuerungen, die Darstellung als Zustandsgraph mit S7-HiGraph, dieVerschaltung vorgefertigter Funktionen mit S7-CFC (Continous Function Chart).Sie erhalten auch Unterstützung bei der Erstellung des Anwenderprogrammsdurch vorgefertigte Bausteine z. B. bei der Programmierung von Regelkreisenoder bei der Meldungsprojektierung.

Projekt anlegen

Alle Daten für die Automatisierungslösung sind in einem „Projekt“ zusammenge-fasst. Sie erstellen ein Projekt mit STEP 7. Ein Projekt ist ein (Software-)Behälter, indem alle Daten hierarchisch gegliedert aufbewahrt werden. Die nächste Gliede-rungsstufe unter einem Projekt sind „Stationen“, in denen wiederum eine odermehrere CPUs stecken, die ein Anwenderprogramm enthalten. Alle diese Objektesind Behälter für weitere Behälter oder Objekte, die als Stellvertreter der Automa-tisierungsdaten auf dem Bildschirm erscheinen. Sie fügen per Menübefehl neueObjekte ein, öffnen diese Objekte und starten damit automatisch das erforderlicheWerkzeug um diese Objekte zu bearbeiten.

Beispiel: In einer Station gibt es ein Objekt Hardware; ein Doppelklick auf diesesObjekt startet das Werkzeug Hardware-Konfiguration, mit dem Sie den Hardware-Aufbau der Station konfigurieren, d. h. die Baugruppen auf einem Baugruppen-träger anordnen, adressieren und parametrieren. Dies alles geschieht bei SIMATICper Software: Sie legen – dialoggeführt und durch die Online-Hilfe unterstützt –die Eigenschaften der Baugruppen fest.

15

1 Einleitung

Anwenderprogramm erstellen, testen und archivieren

Das Anwenderprogramm ist die Gesamtheit aller vom Anwender programmiertenAnweisungen und Vereinbarungen für die Signalverarbeitung, durch die eine zusteuernde Maschine oder Anlage gemäß der Steuerungsaufgabe beeinflusst wird.Die Lösung umfangreicher und komplexer Aufgabenstellungen wird erleichtertdurch Aufteilung in kleinere und überschaubare Einheiten, die sich im Programmin Form von „Bausteinen“ (Unterprogrammen) abbilden lassen. Die Aufteilungkann technologisch oder funktionell orientiert sein. Im ersten Fall entspricht ei-ner programmtechnischen Einheit ein Teil der Maschine oder Anlage (Mixer, För-derband, Bohreinheit); im zweiten Fall orientiert sich das Programm an Steue-rungsfunktionen, wie z. B. Meldesteuerung, Kommunikation, Betriebsarten. Inder Praxis treten meistens Mischformen beider Gliederungskonzepte auf.

Die Objekte für die Programmerstellung sind die Symboltabelle und die übersetz-ten Bausteine, und – abhängig von der Programmiersprache – die Programmquel-len. Ein Doppelklick auf eine Programmquelle oder ein Bausteinobjekt startet denProgrammeditor und Sie können das Programm für diesen Baustein eingebenoder korrigieren. Das Anwenderprogramm wird „offline“ erstellt und auf der Fest-platte des Programmiergeräts gespeichert.

Zur Inbetriebsetzung verbinden Sie das Programmiergerät mit der CPU, übertra-gen das Programm in den Anwenderspeicher der CPU und testen es. Sie könnendie Variablenwerte beobachten und ändern und den Programmfluss verfolgen.Umfangreiche Diagnosefunktionen ermöglichen eine schnelle Identifizierung vonFehlerort und Fehlerursache. Einzelne Programmteile können Sie vorab offlinemit der Optionssoftware S7-PLCSIM testen. Nach erfolgreicher Inbetriebsetzungübertragen Sie das Anwenderprogramm spannungsausfallsicher auf eine MemoryCard und dokumentieren das Projekt, z. B. im Schaltbuchformat mit DOCPRO. MitSTEP 7 können Sie ein gesamtes Projekt komprimiert archivieren.

1.3 Wie arbeitet eine speicherprogrammierbare Steuerung?

In der konventionellen Steuerungstechnik wird eine Steuerungsaufgabe gelöst,indem Schütze und Relais individuell – d. h. abhängig von der Aufgabenstellung –verdrahtet werden. Man spricht deshalb bei Schützen- und Relaissteuerungen so-wie bei elektronischen Steuerungen, die aus einzelnen Baugruppen zusammenge-baut werden, von verbindungsprogrammierten Steuerungen. Das „Programm“liegt in der Verdrahtung. Bei speicherprogrammierbaren Steuerungen werden da-gegen serienmäßige Standardgeräte verwendet. Die gewünschte Steuerungsfunk-tion wird durch ein Anwenderprogramm in der CPU verwirklicht.

SIMATIC S7 ist ein Automatisierungssystem, dessen zentraler Controller einespeicherprogrammierbare Steuerung ist. Die Lösung der Steuerungsaufgabe istim Anwenderspeicher der CPU in Form von Programmanweisungen enthalten. DieCPU liest nacheinander die einzelnen Anweisungen, interpretiert deren Inhalt undsorgt für dessen Ausführung.

16

1.3 Wie arbeitet eine speicherprogrammierbare Steuerung?

Die CPU verarbeitet Befehle im Maschinencode MC7, entweder direkt oder inter-pretativ. Ganz gleich, mit welcher Programmiersprache Sie das Anwenderpro-gramm schreiben, immer wird es in MC7-Anweisungen umgesetzt. Die Program-miersprache AWL (Anweisungsliste) kommt dem Maschinencode MC7 am nächs-ten.

Verknüpfung von Binärsignalen

Betrachten wir ein Beispiel: Wenn die beiden Eingänge E 5.2 und E 4.7 gleichzeitigSignalzustand „1“ führen, soll der Ausgang A 8.5 ebenfalls auf Signalzustand „1“gesetzt werden, andernfalls auf „0“. Das Programm lautet in MC7 wie in AWL:

...

= A 8.4 vorhergehende Verknüpfung

U E 5.2 (Erst-)Abfrage des Ein-gangs E 5.2, dessen Status wird ins Verknüpfungser-gebnis (VKE) übernommen

U E 4.7 Abfragen des Eingangs E 4.7, Verknüpfen nach UND mit dem gespeicherten VKE und Ergebnis wiederum im VKE speichern

= A 8.5 Zuweisen des gespeicher-ten VKEs zum Ausgang A 8.5

U E 5.3 nächste Verknüpfung

...

Die CPU bearbeitet dieses Programm nunAnweisung für Anweisung. Beim Bearbei-ten der Anweisung U E 5.2 wählt die ent-sprechende Eingabebaugruppe aufgrundder angegebenen Adresse den Sensor amEingang E 5.2 aus. Die CPU fragt den Sig-nalzustand des ausgewählten Sensors(den Status) ab. Bei einer Erstabfrage –das ist eine Abfrageanweisung nach einerSteueranweisung – wird der Status desabgefragten Operanden sofort ohne Ver-knüpfung in den VKE-Speicher übernom-men. Bei der nächsten Abfrage verknüpftdann die CPU das Ergebnis der Abfrage(das Abfrageergebnis) mit dem gespei-cherten Verknüpfungsergebnis (VKE) ausder vorangegangenen Verknüpfung. DasErgebnis dieser Verknüpfung wird als neues Verknüpfungsergebnis gespeichert.Danach bearbeitet die CPU die nächstfolgende Anweisung im Programm, z. B.Speichern des Verknüpfungsergebnisses in einem Operanden aufgrund einer Zu-weisung.

Bild 1.2Arbeitsweise einer speicherprogram-mierbaren Steuerung am Beispiel einer binären Verknüpfung

17

1 Einleitung

Nach dem Speichern des dann „alten“ Verknüpfungsergebnisses beginnt mit derersten Abfrage eine neue Verknüpfung, bei der in der Erstabfrage das Verknüp-fungsergebnis wieder gleich dem Abfrageergebnis gesetzt wird.

Zyklische Programmbearbeitung

Der Zentralprozessor einer speicherprogrammierbaren Steuerung bearbeitet dasAnwenderprogramm fortlaufend. Es wird auch dann bearbeitet, wenn „von au-ßen“ keine Aktionen gefordert sind, wenn also z. B. die gesteuerte Maschine steht.Dies hat Vorteile bei der Programmierung: Sie programmieren beispielsweise denKontaktplan so wie Sie einen Stromlaufplan zeichnen oder programmieren denFunktionsplan genau so wie die Verschaltung elektronischer Bauteile. Grob be-trachtet, hat eine speicherprogrammierbare Steuerung eine Charakteristik wiez. B. eine Schützen- oder Relaissteuerung: Die vielen programmierten Verknüp-fungen sind quasi gleichzeitig „parallel“ wirksam.

Wie erhält eine sequentiell arbeitendeSteuerung diese Charakteristik?

Nach dem Einschalten der Versorgungs-spannung bearbeitet die CPU das Be-triebssystem und evtl. ein Anlaufpro-gramm. Danach ist das Hauptprogramman der Reihe; die Verknüpfungen werdendas erste Mal bearbeitet. Die CPU fragtdie Eingangssignale ab, verknüpft siemiteinander und steuert die Ausgänge.

Ist das Hauptprogramm bis zum Endebearbeitet worden, beginnt die Bearbei-tung sofort wieder am Programman-fang. Die Eingänge werden erneut abge-fragt und verknüpft und die Ausgängeerneut gesteuert. Auf diese Weise wer-den in sehr kurzen Abständen die Aus-gänge den sich ändernden Eingängennachgeführt (die Reaktionszeit hängtsomit von der Länge des bearbeitetenHauptprogramms ab).

Diese zyklische Programmbearbeitungist typisch für speicherprogrammierba-re Steuerungen. Für spezielle Anwen-

dungen kann diese zyklische Bearbeitung auch durch Prozessalarme oder Zeita-larme (z. B. in festgelegten Intervallen) unterbrochen werden.

Bild 1.3Zyklische Programmbearbeitung in einer speicherprogrammierbaren Steuerung

18

1.4 Der Weg eines Binärsignals vom Geber bis zum Programm

1.4 Der Weg eines Binärsignals vom Geber bis zum Programm

Um seine Aufgabe zu erfüllen, braucht der Zentralprozessor im Controller dieVerbindung zur Maschine oder Anlage, die es zu steuern gilt. Diese Verbindungstellen Peripheriebaugruppen her, an die die Sensoren und Aktoren angeschlos-sen sind.

Anschluss an das Automatisierungsgerät, Baugruppenadresse

Mit der Verdrahtung der Maschine oder Anlage legen Sie fest, welche Signale woan das Automatisierungsgerät angeschlossen werden. Ein Eingangssignal, z. B.das Signal vom Taster +HP01-S10 mit der Bedeutung „Motor einschalten“, wird aufeine Eingabebaugruppe geführt, wo es an einer bestimmten Klemme angeschlos-sen wird.

Diese Klemme hat eine „Adresse“, die Peripherieadresse (z. B. Byte 5 Bit 2). Die Ad-resse einer Baugruppe ist entweder durch den Steckplatz im Baugruppenträgerfestgelegt oder kann mit STEP 7 in der Hardware-Konfiguration von Ihnen einge-stellt werden. Die Baugruppenadressen sind byteweise (in Bündeln zu 8 einzelnenBits/Binärsignalen) organisiert. Die Baugruppenanfangsadresse ist die niedrigsteAdresse der Baugruppe, sie hat beispielsweise den Wert 4; wenn die Baugruppemehrere Bytes besitzt, hat das nächste Byte der Baugruppe dann automatisch dieAdresse 5 und so weiter. Die Bitadresse wird für jedes Byte von 0 bis 7 gezählt.

Absolute und symbolische Operandenadresse

Die CPU bearbeitet das Anwenderprogramm (Hauptprogramm) zyklisch: Ist dieBearbeitung am Programmende angelangt, beginnt sie wieder am Anfang. Dannkopiert die CPU automatisch jedes Mal vor Programmbeginn die Signale von denEingabebaugruppen in das Eingangs-Prozessabbild, einen Bereich im Systemspei-cher der Zentralbaugruppe. Im Prozessabbild wird das Signal dann als Operand„Eingang“ angesprochen, z. B. mit E 5.2. Der Ausdruck „E 5.2“ ist die absolute Ad-resse. Wenn Spannung an der entsprechenden Eingangsklemme liegt, dann führtder Eingang E 5.2 den Signalzustand „1“.

Sie können nun diesem Eingang einen Namen geben, indem Sie gleich beim Kon-figurieren der Hardware oder später in der Symboltabelle der absoluten Adresseein alphanumerisches Symbol zuordnen, das der Bedeutung dieses Eingangssig-nals entspricht, z. B. „Motor einschalten“. Der Ausdruck „Motor einschalten“ ist diesymbolische Adresse. Sie können in der Symboltabelle allen Signalen einen Na-men geben und im Anwenderprogramm alle Signale auf diese anschauliche Weiseadressieren.

Ausgänge steuern die Maschine oder Anlage

Entsprechendes gilt auch für die Ausgänge. Sie sind Operanden in einemSpeicherbereich des Zentralprozessors, der „Ausgangs-Prozessabbild“ genanntwird. Im Programm wird ein Ausgang – im Prozessabbild – abhängig von Bedin-gungen gesetzt oder rückgesetzt. Die CPU überträgt das Ausgangs-Prozessabbild

19

1 Einleitung

am Programmende zu den Ausgabebaugruppen, wo es dann an der entsprechen-den Klemme den Aktor, z. B. ein Schütz, eine Leuchte oder ein elektronisches Ge-rät, steuert.

Baugruppen ansprechen

Sie können die Ein- und Ausgabebaugruppen vom Programm aus auch direkt an-sprechen. Dann ist jedoch die kleinste Einheit, die Sie adressieren können, einByte. Das bedeutet, ein Abfragen oder Setzen eines einzelnen Signals – eines ein-zelnen Bits – ist in diesem Fall nur mit erhöhtem Aufwand möglich.

Für das Steuerungsprogramm bedeutet es keinen Unterschied, ob Sie die Senso-ren und Aktoren an Baugruppen anschließen, die im Zentralbaugruppenträgerstecken, oder an Baugruppen, die als dezentrale Peripherie in der Anlage montiertund über ein Bussystem an den zentralen Controller angeschlossen sind. Das An-sprechen der Ein- und Ausgabebaugruppen bzw. das Abfragen der Sensoren über

Bild 1.4 Zusammenhang zwischen Baugruppenadresse, Absolutadresse und Symboladresse (Weg eines Signals vom Geber bis zur Abfrage im Programm)

20

1.5 Struktur eines SIMATIC-Projekts

das Eingangs-Prozessabbild und das Steuern der Aktoren über das Ausgangs-Pro-zessabbild wird in beiden Fällen in der gleichen Art und Weise durchgeführt.

1.5 Struktur eines SIMATIC-Projekts

Beim Projektieren einer Automatisierungsanlage mit STEP 7 bilden Sie die „rea-len“ Objekte auf „logische“ Objekte in einem SIMATIC-Projekt ab. Die Objekthier-archie ist an den Hardware-Aufbau angelehnt: Ein Projekt enthält ein oder mehre-re Automatisierungsgeräte (Stationen), in einer Station steckt eine CPU. Diese wie-derum enthält ein Anwenderprogramm, das aus Symboltabelle, Quellen undübersetztem Code (aus Bausteinen) besteht. Das Bild zeigt oben das Projektfensterdes SIMATIC Managers. Im linken Teilfenster sehen Sie die Struktur des Projektsmit den Objektbehältern; diese enthalten die im rechten Teilfenster angezeigtenBehälter oder Objekte. Eine Station beispielsweise ist ein Behälter, der weitere Be-hälter oder Objekte aufnehmen kann. Ein Doppelklick auf ein Objekt im rechtenFenster startet das dazugehörende Werkzeug zum Bearbeiten des Objekts. Bei-spielsweise startet ein Doppelklick auf ein Subnetz die Netzprojektierung, einDoppelklick auf einen Baustein (im Behälter Bausteine) den Programmeditor.

Bild 1.5 Abbildung eines Automatisierungssystems in einem SIMATIC-Projekt auf „logische“ Objekte

21

2 SIMATIC Controller als Hardware-Basis

Die SIMATIC Controller steuern als zentraler Teil des AutomatisierungssystemsProduktionsmaschinen, fertigungstechnische Anlagen oder verfahrenstechnischeProzesse. Angepasst an Leistungsumfang und Einsatzgebiet kann zwischen ver-schiedenen „Familien“ gewählt werden:

b SIMATIC S7 bilden die Basis der SIMATIC-Hardware. Es gibt vier Bauformen:

– SIMATIC S7-200 ist die kompakte „Micro-SPS“,

– SIMATIC S7-1200 ist die modular aufgebaute „Micro-SPS“,

– SIMATIC S7-300 ist die modular aufgebaute SPS für den mittleren Leistungsbereich,

– SIMATIC S7-400 ist die modular aufgebaute SPS für den oberen Leistungsbereich.

Eine S7-200/1200-Station besteht aus einem Grundgerät und Zusatzmodulen. Ineiner S7-300/400-Station sind die Stromversorgung, die CPU-Baugruppe unddie Peripheriebaugruppen auf einem Baugruppenträger zusammengefasst.Dieser zentrale Aufbau kann mit Erweiterungsbaugruppenträgern ergänzt wer-den, die – auch räumlich entfernt – zusätzliche Peripheriebaugruppen aufneh-men. SIMATIC S7-200 wird mit STEP 7 Micro programmiert, SIMATIC S7-1200mit STEP 7 Basic (V10.5) und SIMATIC S7-300/400 mit den Programmierspra-chen des Standardtools STEP 7 (V5).

b SIMATIC C7 sind Komplettgeräte, zusammengebaut aus einem Operator Panelund einem integrierten Controller auf der Basis S7-300.

In SIMATIC C7-Stationen sind Ein-/Ausgänge integriert; sie können mit weiterenPeripheriebaugruppen der S7-300-Bauform zentral erweitert werden. Die Pro-grammierung geschieht mit den Programmiersprachen von STEP 7.

b SIMATIC WinAC ist der Oberbegriff für die Programmpakete von SIMATIC PC-based Automation. WinAC läuft auf einem Standard-PC unter einem Windows-Betriebssystem. Die Kopplung zum Prozess geschieht über dezentrale Periphe-rie.

Bei SIMATIC PC-based Control kann der Controller als reine Software-Lösung(Software PLC) oder als Steckkarte (SlotPLC) ausgeführt sein.

Bei SIMATIC Embedded ist das Betriebssystem Windows XP embedded. Es gibtVarianten ohne und mit Display.

SIMATIC DP sind Baugruppen vor Ort an der Maschine oder in der Anlage, die mitder zentralen Station über PROFIBUS DP und/oder PROFINET IO verbunden sind.Viele SIMATIC-CPUs weisen bereits eine integrierte PROFIBUS- oder PROFINET-Schnittstelle auf, die einen Anschluss von dezentraler Peripherie besonders ein-

22

2.1 Komponenten einer SIMATIC-Station

fach gestaltet. Da der Betrieb an PROFIBUS und PROFINET herstellerübergreifendgenormt ist, können auch Geräte anderer Hersteller an einen SIMATIC-Controllerangeschlossen werden.

SIMATIC-Stationen können untereinander und mit Bedien- und Beobachtungssta-tionen von SIMATIC HMI über Subnetze Daten austauschen. SIMATIC NET kenntMPI, PROFIBUS und Industrial Ethernet als Subnetze. Ein einzelnes Gerät, wie z. B.ein Drucker, kann auch mit einer Punkt-zu-Punkt-Verbindung seriell gekoppeltwerden.

2.1 Komponenten einer SIMATIC-Station

Ein komplettes Automatisierungsgerät einschließlich aller Peripheriebaugruppennennt man eine „Station“. Eine S7-300/400-Station besteht mindestens aus einemBaugruppenträger mit Stromversorgung und CPU. Die Kopplung zur Maschineoder Anlage übernehmen Peripheriebaugruppen. Die folgende Auflistung zeigt,aus welchen Komponenten eine SIMATIC-Station bestehen kann:

b Baugruppenträger (Racks);nehmen die Baugruppen auf und verbinden sie untereinander. Bei S7-300 ist eseine einfache Profilschiene mit – je nach Anzahl der Baugruppen – entspre-chender Länge. Bei S7-400 ist es ein Aluminiumträger fester Länge mit Rück-wandbus und Bussteckern.

b Stromversorgung (PS, power supply);liefert die internen Versorgungsspannungen; mit einer Eingangsspannung vonentweder AC 120 V/AC 230 V oder DC 24 V.

b Zentralbaugruppe (CPU, central processor unit);speichert und bearbeitet das Anwenderprogramm; kommuniziert mit dem Pro-grammiergerät und eventuell weiteren Stationen über den MPI-Bus; steuert diezentralen und dezentralen Peripheriebaugruppen; kann auch DP-Slave amPROFIBUS sein

b Anschaltungsbaugruppen (IM, interface module);verbinden die Baugruppenträger untereinander.

b Signalbaugruppen (SM, signal module);passen die Signale der gesteuerten Anlage an den internen Signalpegel an odersteuern Schütze, Stellgeräte, Leuchten, usw. Signalbaugruppen gibt es als Ein-und Ausgabebaugruppen für Digital- und Analogsignale, auch für den An-schluss von Sensoren und Aktoren aus den Zonen 1 und 2 explosionsgefährde-ter Anlagen.

b Funktionsbaugruppen (FM, function module);bearbeiten komplexe oder zeitkritische Prozesse unabhängig von der Zentral-baugruppe, wie z. B. Zählen, Positionieren und Regeln.

b Kommunikationsbaugruppen (CP, communication processor);verbinden die SIMATIC-Station mit Subnetzen, wie z. B. Industrial Ethernet,PROFIBUS FMS, AS-Interface oder serieller Punkt-zu-Punkt-Kopplung.

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Bild 2.1 Zentraler Aufbau einer S7-300/400-Station mit Erweiterungsbaugruppenträgern

Einzeiliger Aufbau Zweizeiliger Aufbaumit IM 365

Vierzeiliger Aufbaumit IM 360 und IM 361

Modularer Aufbau

einer S7-300-Station

Modularer Aufbau

einer S7-400-Station

Fernbereichbis 600 mohne 5V-Übertragung(IM 461-4)

Nahbereichbis 1,5 mmit 5V-Übertragung(IM 461-1)

im Zentralbaugruppenträger:IM 460-1IM 460-0IM 460-3IM 460-4IM 463-2

Nahbereichbis 5 mohne 5V-Übertragung(IM 461-0)

Fernbereichbis 100 mohne 5V-Übertragung(IM 461-3)

Fernbereichbis 600 m fürS5-Erweiterungs-geräte (IM 314)

S S S

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2.2 Die Micro-SPS SIMATIC S7-200

Der Rückwandbus in einem Baugruppenträger ist zweigeteilt: Der P-Bus (Periphe-riebus) ist für den schnellen Austausch von Ein-/Ausgabesignalen optimiert, der K-Bus (Kommunikationsbus) für den Austausch größerer Datenmengen. Über dieVerbindung von K-Bus und MPI-Schnittstelle der CPU sind die FM- und CP-Bau-gruppen mit K-Busanschluss an das MPI-Bussystem angeschlossen; sie können sobeispielsweise über die Programmiergeräteschnittstelle der CPU parametriertwerden.

Zu einer Station zählen auch die mit ihr dezentral verbundenen Peripheriebau-gruppen. Ist die dezentrale Peripherie über PROFIBUS DP angeschlossen, steuertein DP-Master „seine“ DP-Slaves und damit die Feldgeräte. Erfolgt der Anschlussüber PROFINET IO, steuert ein IO-Controller die IO-Devices. Die DP-Slaves bzw. IO-Devices sind in den Adressraum der zentralen Peripherie eingebunden und wer-den auch weitgehend wie die Peripheriebaugruppen in den Zentral- und Erweite-rungsbaugruppenträgern angesprochen.

2.2 Die Micro-SPS SIMATIC S7-200

Die SIMATIC S7-200 als kompakte Micro-SPS ersetzt Relais- und Schützensteue-rung und zunehmend auch spezielle Elektronikschaltungen im Maschinen- undAnlagenbau. Sie kann sowohl im Stand-alone-Betrieb als auch vernetzt mit ande-ren Steuerungen eingesetzt werden. Verschiedene Erweiterungsmodule ergänzendie Kopplung zur Maschine oder Anlage. Die Programmierung einer SIMATIC S7-200 geschieht mit STEP 7 Micro/WIN.

Grund- und Erweiterungsmodule in Kompaktbauform

Je nach Leistungsfähigkeit können Sie unter verschiedenen Grundmodulen wäh-len. Das Grundmodul enthält die CPU und – für jede CPU in unterschiedlicher Artund Anzahl – integrierte Ein-/Ausgänge mit DC 24 V, AC 100 V/120 V bis AC 230 Vsowie Relaisausgänge. Die Echtzeiteigenschaften werden verstärkt durch schnelleAlarm- und Zähleingänge. Mit einem integrierten Potentiometer kann ein Digital-wert ohne Programmiergerät per Schraubendreher eingestellt werden.

Die Anzahl der Ein- und Ausgänge kann mit Erweiterungsmodulen erhöht wer-den. Es stehen Module für Digital- und Analog-Ein-/Ausgänge zur Verfügung. DieErweiterungsmodule werden neben das Grundmodul z. B. auf eine Standard-Pro-filschiene geschnappt und mit einem Busverbinder elektrisch verbunden.

Bedienen und Beobachten bei S7-200

Speziell für S7-200 gibt es Bedien- und Anzeigegeräte, mit denen Sie z. B. Melde-texte anzeigen, Ausgänge setzen und kleine Maschinen oder Anlagen steuern kön-nen. Die einfachsten Geräte sind die Textdisplays TD 100C mit vier Zeilen zu je 12oder 16 Zeichen sowie TD 200 und TD 200C mit zwei Zeilen zu je 20 Zeichen. TD100C und TD 200C sind an der Gerätefront mit individuell konfigurierbaren Bedie-nelementen ausgestattet. Die grafikfähigen Geräte sind das Touch Panel TP177micro, das einen 5,7" STN-Touchscreen mit vier Blaustufen und einer Auflö-

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sung von 320 × 240 Pixeln hat, und das Operator Panel OP 73micro, das ein mono-chromes 3" LCD-Display mit einer Auflösung von 160 × 48 Pixeln sowie acht Sys-temtasten und vier frei programmierbare Funktionstasten aufweist.

Kommunikation wie bei den „großen“ Stationen

Die S7-200-CPUs haben eine oder zwei RS-485-Schnittstellen, die als PPI (point topoint interface, Punkt-zu-Punkt-Schnittstelle) den Anschluss von Programmier-und Bedien-/Beobachtungsgeräten und die Verbindung zu anderen S7-200-CPUsgestatten. Als MPI (Multi Point Interface, „mehrpunktfähige“ Schnittstelle) erlau-ben sie den Betrieb einer S7-200-CPU als MPI-Slave an MPI-Mastern, wie z. B.S7-300/400-CPUs. Diese Schnittstelle kann auch als frei programierbare Schnitt-stelle mit Interruptmöglichkeit für seriellen Datenaustausch mit Fremdgeräten,wie z. B. Barcodeleser mit ASCII-Protokoll, verwendet werden.

Verschiedene Zusatzmodule erweitern die Möglichkeiten der Kommunikation wiez. B. das Modem EM 241 für Fernwartung und -diagnose, das DP-Modul EM 277zum Betrieb einer S7-200-CPU als PROFIBUS-DP-Slave und die Kommunikations-prozessoren CP 243-2 (AS-Interface-Master), CP 243-1 (Anschluss an IndustrialEthernet) und CP 243-1 IT (Industrial Ethernet mit IT-Kommunikation).

2.3 Der modulare Micro-Controller SIMATIC S7-1200

Das jüngste Mitglied in der Controller-Familie ist SIMATIC S7-1200. Ein Automati-sierungssystem S7-1200 besteht aus einer Zentralbaugruppe, die – je nach CPU-Version – mit Digital- und Analog-Ein-/Ausgabemodulen erweitert werden kann.Mit der PROFINET-Schnittstelle kann die Zentralbaugruppe an das Bussystem In-dustrial Ethernet angeschlossen werden. S7-1200 wird mit STEP 7 Basic (V10.5)konfiguriert und programmiert.

Kompaktbauform für S7-1200

Es werden drei Zentralbaugruppen mit unterschiedlicher Leistungsfähigkeit in jeeiner der Varianten DC/DC/DC, DC/DC/Relais oder AC/DC/Relais angeboten. Die ersteAngabe steht für die Versorgungsspannung (DC 24 V, AC 85 … 264 V), die zweitefür die Signalspannung der Digitaleingaben (DC 24 V) und die dritte für die Artder Digitalausgaben (DC 24 V elektronisch oder Relaisausgaben DC 5 … 30 V, AC 5… 250 V). Die Tabelle 2.1 zeigt die Erweiterbarkeit und den Speicherausbau. In derZentralbaugruppe sind schnelle Zähler mit Zählfrequenzen bis zu 100 kHz integ-riert, die in Verbindung mit einem Impulsgenerator und dem Technologieobjekt„Bewegungsachse“ einen Schrittmotor oder einen Servomotor mit Pulsschnittstel-le steuern können.

Bedienen und Beobachten bei S7-1200

Für die Controller S7-1200 sind die Basic Panels die idealen Geräte für Bedienenund Beobachten. Sie werden über die PROFINET-Schnittstelle angeschlossen undmit WinCC Basic, das mit STEP 7 Basic ausgeliefert wird, projektiert.

26

2.4 Die modulare Kleinsteuerung SIMATIC S7-300

Kommunikation bei S7-1200

Die PROFINET-Schnittstelle verbindet eine CPU 1200 mit anderen Geräten über In-dustrial Ethernet. Das kann ein Programmiergerät, ein Basic Panel oder ein ande-res Automatisierungsgerät sein. Der Datenaustausch zwischen den Automatisie-rungsgeräten erfolgt mit der Open User Communication. Wird nur ein Gerät an-geschlossen, kann es direkt mit einem Standard- oder Cross-over-Kabel verbun-den werden. Der Anschluss von mehreren Geräten erfordert einen Schnittstellen-vervielfacher, z. B. das Compact Switch Module CSM 1277, an das bis zu drei weite-re Stationen angeschlossen werden können.

Kommunikationsbaugruppen (Communication Modules, CM) ermöglichen einePunkt-zu-Punkt-Verbindung auf der Basis von RS232 oder RS485. An Standardpro-tokollen sind verfügbar: ASCII-Protokoll, MODBUS-Protokoll mit RTU-Format undUSS-Antriebsprotokoll.

2.4 Die modulare Kleinsteuerung SIMATIC S7-300

Zentralbaugruppenträger

Der Zentralbaugruppenträger bei S7-300 enthält die CPU und bis zu 8 Peripherie-baugruppen. Die CPU benötigt eine Versorgungsspannung von DC 24 V, die z. B.aus einer links neben der CPU auf der Profilschiene angeordneten Stromversor-gung entnommen werden kann. Ein serieller Rückwandbus, der die Funktionendes P-Busses und des K-Busses vereint, verbindet die Baugruppen untereinander.Der Bus wird mittels Busverbinder von Baugruppe zu Baugruppe weitergeleitet. Erist nur soweit vorhanden, wie Baugruppen gesteckt sind.

Die Steckplätze im Baugruppenträger werden durchnumeriert: Steckplatz Nr. 1für die Stromversorgung auch dann, wenn sie nicht vorhanden ist, Nr. 2 für dieCPU, Nr. 3 für die Anschaltungsbaugruppe IM (auch wenn sie nicht vorhanden ist)und ab Nr. 4 bis maximal Nr. 11 für die lückenlos gesteckten Peripheriebaugrup-pen. Die Steckplatznummer ist unabhängig von der Baugruppenbreite.

Erweiterungsbaugruppenträger

Reicht ein einzeiliger Aufbau nicht aus, können Sie bei den „größeren“ CPUs ent-weder einen zweizeiligen Aufbau (mit IM 365) oder einen bis zu vierzeiligen Auf-bau (mit IM 360/IM 361) mit bis zu 32 Peripheriebaugruppen wählen.

Tabelle 2.1 Mengengerüst der CPUs S7-1200

CPU Integrierte Ein-/Ausgabekanäle

Erweiterbar mit SB = Signal BoardSM = Signal ModulCM = Comm. Modul

SpeicherausbauLadespeicher / Arbeitsspeicher / Remanenzspeicher

digital analog

CPU 1211C 6 DI/4 DO 2 AI/- 1 SB, 3 CM 1 Mbyte/25 kbyte/2 kbyte

CPU 1212C 8 DI/6 DO 2 AI/- 1 SB, 2 SM, 3 CM 1 Mbyte/25 kbyte/2 kbyte

CPU 1214C 14 DI/10 DO 2 AI/- 1 SB, 8 SM, 3 CM 2 Mbyte/50 kbyte/2 kbyte

27


Die IM-Baugruppe steckt zwischen der CPU und der ersten Peripheriebaugruppe.Der Erweiterungsbaugruppenträger besteht wie der Zentralbaugruppenträgeraus einer Profilschiene mit den aufgeschnappten Baugruppen. Die Empfänger-IM,die die Verbindung zum Zentralbaugruppenträger herstellt, belegt den SteckplatzNr. 2, eine zu einem weiteren Baugruppenträger führende Sende-IM den Steck-platz Nr. 3 und ab Steckplatz Nr. 4 bis maximal zum Steckplatz Nr. 11 stecken lü-ckenlos die Peripheriebaugruppen.

Vielseitiger Einsatz

Eine breite Palette von Standard S7-300-CPUs deckt den unteren und mittlerenLeistungsbereich in der Fertigungsindustrie ab. Mit einem umfassenden Bau-gruppenspektrum und der flexiblen Vernetzbarkeit ist die Voraussetzung gege-ben für die optimale Anpassung an die zu steuernde Maschine oder Anlage.

Die Kompakt-CPUs S7-3xxC enthalten zusätzlich zu den Standard-CPUs technolo-gische Funktionen (Zählen, Messen, Regeln, Positionieren) mit integrierten Ein-/Ausgängen und gestatten so einen kompakten Aufbau von Kleinsteuerungen.

Die fehlersicheren CPUs S7-3xxF gestatten den Aufbau eines fehlersicheren Au-tomatisierungssystems für Anlagen mit erhöhten Sicherheitsanforderungen. Feh-lersichere und Standard-Peripheriebaugruppen können sowohl zentral als auchdezentral betrieben werden.

Die Technologie-CPUs S7-3xxT vereinen Steuerungsfunktionen mit einfachenMotion-Control-Funktionen. Der Steuerungsteil ist wie bei einer Standard-CPUausgelegt; er wird mit STEP 7 projektiert, parametriert und programmiert. DieTechnologie-Objekte und der Motion-Control-Teil benötigen das Optionspaket S7-Technology, das nach der Installation im SIMATIC Manager integriert ist.

2.5 S7-300C mit technologischen Funktionen

Die Kompakt-CPUs S7-300C enthalten technologische Funktionen im Betriebs-system, die über integrierte Systemfunktionsbausteine (SFB) im Anwenderpro-gramm genutzt werden. Den technologischen Funktionen sind die auf der CPUenthaltenen Digital- und Analog-Ein-/Ausgänge fest zugeordnet. Teilweise über-schneiden sich die Zuordnungen, so dass Sie mitunter nicht alle technologischenFunktionen gemeinsam nutzen können.

Beim gesteuerten Positionieren mit Analogausgang wird der Istwert mit asym-metrischen 24 V-Inkrementalgebern erfasst. Die Steuerung des Antriebs (des Leis-tungsteils) erfolgt über einen Analogausgang im Bereich von ± 10 V (Spannungs-signal) bzw. ± 20 mA (Stromsignal). Im Anwenderprogramm wird der SFB 44 ANA-LOG aufgerufen, der die Betriebsarten Tippbetrieb, Referenzpunktfahrt, Schritt-maßfahrt relativ und absolut, Bezugspunkt setzen, Restweg löschen und Längen-messung ermöglicht.

Beim gesteuerten Positionieren mit Digitalausgang wird der Istwert mit asym-metrischen 24 V-Inkrementalgebern erfasst. Die Steuerung des Antriebs (des Leis-

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2.6 SIMATIC S7-400 für anspruchsvolle Aufgaben

tungsteils) erfolgt über vier Digitalausgänge, die die Fahrrichtung und die Ge-schwindigkeitsstufen (Eil- bzw. Schleichgang) schalten. Im Anwenderprogrammwird der SFB 46 DIGITAL aufgerufen, der die Betriebsarten Tippbetrieb, Referenz-punktfahrt, Schrittmaßfahrt relativ und absolut, Bezugspunkt setzen, Restweg lö-schen und Längenmessung ermöglicht.

Das Zählen erfolgt abhängig von der verwendeten CPU mit einer Frequenz bismax. 60 kHz über einen fest zugeordneten 24 V-Digitaleingang. Im Anwenderpro-gramm wird der SFB 47 COUNT aufgerufen, der die Betriebsarten Endloszählen,Einmaligzählen und Periodischzählen ermöglicht. Die Torfunktion kann den Zähl-vorgang starten, stoppen oder unterbrechen. Ein Vergleicher kann einen Digital-ausgang steuern oder einen Prozessalarm auslösen, wenn ein voreingestellterZählwert erreicht ist.

Bei der Frequenzmessung zählt die CPU die Impulse innerhalb eines einstellba-ren Zeitfensters. Das Zeitfenster kann im Bereich von 10 ms bis 10 000 ms inSchritten von 1 ms eingestellt werden. Je nach verwendeter CPU kann eine Fre-quenz bis 60 kHz gemessen werden. Im Anwenderprogramm rufen Sie den SFB 48FREQUENC auf. Die Torfunktion startet oder stoppt den Messvorgang. Erreicht dieFrequenz eine Unter- bzw. Obergrenze kann ein Digitalausgang gesteuert oderein Prozessalarm ausgelöst werden.

Die Pulsweitenmodulation wandelt einen Zahlenwert in eine Impulsfolge mit ent-sprechendem Puls-/Pausenverhältnis um und gibt sie an einem Digitalausgang aus.Die Ausgangsfrequenz beträgt bis zu 2,5 kHz, die minimale Pulsdauer ist 200 μs.Mit dem SFB 49 PULSE wird die Pulsweitenmodulation in das Anwenderprogrammeingebunden. Die Torfunktion startet oder stoppt die Ausgabe der Impulsfolge.

Bei der Punkt-zu-Punkt-Kopplung stehen je nach verwendeter CPU die Protokol-le ASCII, 3964(R) und RK512 zur Verfügung. Maximal können 1024 Byte mit einerÜbertragungsgeschwindigkeit von 19,2 kBit/s (Vollduplex) bzw. 38,4 kBit/s (Halb-duplex) übertragen werden. Die Schnittstelle zum Anwenderprogramm bilden dieSFB 60 bis 65.

Bei den Regelfunktionen handelt es sich um Softwareregler, die mit den SFB 41CONT_C (PID-Regler mit kontinuierlichem Stellgrößen-Ausgang, geeignet fürZwei- oder Drei-punktregelungen), SFB 42 CONT_S (PI-Regler mit binärem Stell-wert-Ausgang ohne Stellungsrückmeldung) und SFB 43 PULSEGEN (PID-Zwei-bzw. Dreipunktregler mit Pulsbreitenmodulation) realisiert werden.


Zentralbaugruppenträger

Die Baugruppenträger bei S7-400 können als Zentralbaugruppenträger (CR, cen-tral rack), als Erweiterungsbaugruppenträger (ER, extension rack) oder für beides(UR, universal rack) eingesetzt werden. Sie bestehen aus einer Aluminiumprofil-schiene, haben jeweils eine feste Länge und sind mit dem Rückwandbus und denBussteckern komplett ausgestattet.

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Bei S7-400 gibt es Zentralbaugruppenträger mit 18, 9 oder 4 Steckplätzen (UR1,UR2 bzw. CR3) mit festen Einbaubreiten, wobei auch die Stromversorgung und dieCPU Steckplätze belegen, evtl. sogar 2 oder mehr pro Baugruppe. Üblicherweisebeginnt man die Baugruppenanordnung auf der linken Seite mit der Stromversor-gung, dann folgen die CPU und die Peripheriebaugruppen, wobei die Steckplätze,auch mit Lücken, frei gewählt werden können. Rechts im Baugruppenträger ste-cken die Anschaltungsbaugruppen zu eventuellen Erweiterungsbaugruppenträ-gern. Der Rückwandbus, bestehend aus dem parallelen P-Bus und dem seriellenK-Bus, verbindet die Steckplätze miteinander.

Mit dem segmentierten Baugruppenträger CR2 können Sie zwei CPUs in einem Bau-gruppenträger mit gemeinsamer Stromversorgung funktionsmäßig getrennt be-treiben. Beide CPUs können über den K-Bus miteinander Daten austauschen, ha-ben jedoch vollständig getrennte P-Busse für ihre eigenen Peripheriebaugruppen.Das linke Segment umfasst 10 Steckplätze, das rechte 8.

Der segmentierte Baugruppenträger UR2-H besteht aus 2 Segmenten mit je 9 Steck-plätzen. Er kann sowohl als Zentral- als auch als Erweiterungsbaugruppenträgerin Standard-S7-400-Stationen oder in hochverfügbaren S7-400H-Stationen einge-setzt werden. Für jedes Segment wird eine Stromversorgung benötigt; P-Bus undK-Bus sind aufgetrennt.

Erweiterungsbaugruppenträger

Reicht der Platz für die Peripheriebaugruppen im Zentralbaugruppenträger nichtaus oder möchten Sie Baugruppen räumlich entfernt aufbauen, ergänzen Sie die

Universalbaugruppenträger UR1

Beim UR1 werden alle Steckplätze mit demK-Bus und dem P-Bus verbunden. Die Strom-versorgung des Baugruppenträgers bestehtaus einer Standard-Stromversorgung odereiner redundierbaren Stromversorgung.

Zentralbaugruppenträger CR2

Die 18 Steckplätze beim CR2 sind in Segmen-te von 10 und 8 Steckplätzen aufgeteilt. DerP-Bus ist unterbrochen und gilt jeweils fürein Segment. Eine einzige Stromversorgungversorgt den gesamten Baugruppenträger.

Universalbaugruppenträger UR2-H

Der Baugruppenträger ist in zwei Segmentezu je 9 Steckplätzen aufgeteilt. Der komplet-te Rückwandbus ist aufgetrennt, so dassauch eine zweite Stromversorgung erforder-lich ist.

Bild 2.2 Rückwandbus in den Zentralbaugruppenträgern bei SIMATIC S7-400

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Station mit einem oder mehreren Erweiterungsgeräten. Als Erweiterungsgerätesind die Universal- und die Erweiterungsbaugruppenträger einsetzbar, maximalbis zu 21 an einen Zentralbaugruppenträger. Die paarweise einzusetzenden Sen-de- und Empfangs-Anschaltungen übertragen die Signale über verschiedene Ent-fernungen:

Die Erweiterungsbaugruppenträger ER1 und ER2 mit 18 bzw. 9 Steckplätzen sindfür „einfache“ Signalbaugruppen ausgelegt, die keine Prozessalarme auslösen,nicht mit DC 24 V über den P-Bus versorgt werden müssen, keine Pufferspannungbenötigen und keinen K-Bus-Anschluss haben. Der K-Bus ist in den Baugruppen-trägern UR1 und UR2 dann vorhanden, wenn sie entweder als Zentralbaugrup-penträger oder als Erweiterungsbaugruppenträger mit den Nummern 1 bis 6 ver-wendet werden.

Anschluss von SIMATIC S5-Baugruppen

Mit der Anschaltungsbaugruppe IM 463-2 können Sie SIMATIC S5-Erweiterungs-geräte (EG 183U, EG 185U, EG 186U sowie ER 701-2 und ER 701-3) an eine S7-400-Station anschließen und diese Erweiterungsgeräte wiederum zentral erweitern.Im S5-Erweiterungsgerät übernimmt eine Anschaltungsbaugruppe IM 314 dieKopplung. Sie können alle in den angegebenen Erweiterungsgeräten zugelasse-nen Digital- und Analogbaugruppen betreiben. An eine S7-400-Station könnenmaximal 16 S5-Erweiterungsgeräte dezentral angeschlossen werden.

Zum Betrieb einzelner S5-Baugruppen in einer S7-400-Station gibt es Adaptions-kapseln.

Leistungssteigerung durch Mehrprozessorbetrieb

Bei S7-400 können sich bis zu 4 entsprechend ausgelegte CPUs am Mehrprozes-sorbetrieb (multicomputing) beteiligen. Wenn Sie mehr als eine CPU stecken, be-finden sich die CPUs automatisch im Mehrprozessorbetrieb. Alle CPUs im Mehr-prozessorbetrieb haben den gleichen Betriebszustand, d. h. sie laufen gemeinsaman und gehen gemeinsam in den Betriebszustand STOP, sobald eine CPU ausfällt.Jede CPU bearbeitet ihr Anwenderprogramm asynchron zu den anderen CPUs.

Jede Peripheriebaugruppe in dieser Station wird einer einzigen CPU zugeordnet,sowohl mit ihrer Adresse als auch mit ihren Alarmen. Alle Peripheriebaugruppenbefinden sich im gleichen P-Bus-Segment, d. h. sie müssen sich in ihren Adressenunterscheiden, obwohl sie verschiedenen CPUs „gehören“. Dies gilt auch für diedezentrale Peripherie. Obwohl jede CPU unabhängig von den anderen CPUs einoder mehrere DP-Mastersysteme betreiben kann, müssen die Adressen der zentra-len und der dezentralen Baugruppen (P-Bus-Adressen) im gesamten System überalle CPUs hinweg eindeutig sein.

Anschaltungspaar IM 460-0IM 461-0

IM 460-1IM 461-1

IM 460-3IM 461-3

IM 460-4IM 461-4

Max. Entfernung 5 m 1,5 m 102 m 605 m

Max. Anzahl anschließbare Erweiterungsgeräte 8 2 8 8

Übertragene Busse P + K P P + K P

Versorgungsspannung wird übertragen nein ja nein nein

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2.7 Hochverfügbarkeit bei SIMATIC

Für langsame Prozesse: Software-Redundanz mit Standard-Komponenten

Mit SIMATIC S7-300/400-Standard-Komponenten können Sie ein auf Softwarebasisredundantes System aufbauen, in dem eine Masterstation den Prozess steuert undbei deren Ausfall eine Reservestation die Steuerung übernimmt. Hochverfügbar-keit durch Software-Redundanz eignet sich für langsame Prozesse, denn die Um-schaltung auf die Reservestation kann je nach Ausbau der Automatisierungsgerä-te mehrere Sekunden benötigen. Während dieser Zeit sind die Prozess-Signale„eingefroren“. Danach arbeitet die Reservestation mit den in der Masterstation zu-letzt gültigen Daten weiter.

Beide beteiligten CPUs tauschen die aktuellen Daten über ein (beliebiges) Subnetzaus, wobei auch bestehende Kommunikationsverbindungen genutzt werden kön-nen. Die einkanalige Redundanz der Ein-/Ausgabebaugruppen wird mit dezentra-ler Peripherie realisiert (ET 200M mit Anschaltung IM 153-2 für redundant aufge-bauten PROFIBUS DP). Beide CPUs können nebenher jede für sich auch noch nicht-redundante Peripherie steuern, sowohl zentral als auch dezentral.

Für die Projektierung gibt es das Optionspaket „Software Redundanz“.

Hochverfügbarkeit durch Hot Stand-By: SIMATIC S7-400H

SIMATIC S7-400H ist ein hochverfügbares Automatisierungssystem mit redun-dant ausgelegtem Aufbau aus zwei CPUs S7-4xxH bzw. S7-4xxF/H mit je einemSynchronisationsmodul zum Datenabgleich über Lichtwellenleiter. Beide Gerätearbeiten „hot stand-by“: im Fehlerfall übernimmt das intakte Gerät durch automa-tische, stoßfreie Umschaltung die alleinige Bearbeitung des Anwenderpro-gramms.

Das H-System kann aus zwei getrennten Zentralbaugruppenträgern UR1 bzw. UR2oder aus einem geteilten Baugruppenträger UR2-H aufgebaut sein. Neben den im-mer redundant vorhandenen Stromversorgungen und CPU-Baugruppen könnenSie Peripherie mit normaler oder erhöhter Verfügbarkeit anschließen:

a einkanaliger einseitiger Aufbau

Die Peripheriebaugruppen sind einfach vorhanden und an eine der beidenTeilsysteme zentral bzw. dezentral angeschlossen. Über die Redundanzkopp-lung stehen die Signalzustände in beiden Teilsystemen zur Verfügung. Das An-wenderprogramm ist in beiden Teilsystemen das gleiche. Fällt ein Teilsystemaus, ist auch die an ihm angeschlossene Peripherie nicht mehr zugänglich.

s einkanaliger geschalteter Aufbau

Die Peripheriebaugruppen sind einfach als dezentrale Peripherie ET 200M mitaktivem Rückwandbus vorhanden. Der Peripherieaufbau muss symmetrischsein; jedes Teilsystem hat Zugriff auf die Peripherie über die Anschaltung IM153-3 mit redundanter DP-Schnittstelle. Das H-System verwendet aktuell nureine der Schnittstellen; über die Redundanzkopplung stehen die Signalzustän-de in beiden Teilsystemen zur Verfügung. Das Anwenderprogramm ist in bei-den Teilsystemen das gleiche.

32

2.7 Hochverfügbarkeit bei SIMATIC

d redundanter einseitiger Aufbau

Die Peripheriebaugruppen werden paarweise in die beiden Teilsysteme zentralin einen Baugruppenträger gesteckt. Die Redundanzfunktion wird im Anwen-derprogramm realisiert.

f redundanter geschalteter Aufbau

Die Peripheriebaugruppen werden paarweise in zwei ET 200M mit aktivemRückwandbus gesteckt, die mit der redundanten Anschaltung IM 153-3 mitbeiden Teilsystemen verbunden sind. Die Redundanzfunktion wird im Anwen-derprogramm realisiert.

Eine hochverfügbare S7-Verbindung über ein Industrial-Ethernet- oder PROFIBUS-Subnetz kann – projektierungsabhängig – aus bis zu vier unterlagerten Teilver-bindungen bestehen. Davon sind jeweils zwei immer aufgebaut (aktiv), um imFehlerfall die Kommunikation aufrecht zu erhalten.

Bild 2.3 Aufbauformen der Prozessperipherie in einem SIMATIC S7-400H-System

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Die erforderliche Software „S7 H Systems“ ist in STEP 7 ab V5.3 enthalten. Die Biblio-thek „Redundant IO (V1)“ unterstützt Sie beim Abfragen und Steuern der redun-danten Peripherie.

2.8 Safety Integrated bei SIMATIC S7

Für erhöhte Sicherheitsanforderungen: Sicherheitsgerichtete SIMATIC

Fehlersichere Automatisierungssysteme steuern Prozesse und Maschinen mitdem Ziel, die Gefährdung von Menschen und Umwelt so gering wie möglich zuhalten ohne die Produktion mehr als unbedingt notwendig einzuschränken. Diesicherheitsgerichteten SIMATIC-Systeme kommen dann zum Einsatz, wenn der si-chere Zustand durch unmittelbares Abschalten erreicht werden kann. Sie erfüllenfolgende Sicherheitsanforderungen: Sicherheitsklasse (Safety Integrity Level) SIL1bis SIL3 nach IEC 61508 und Kategorie Kat.1 bis Kat.4 nach EN 954-1.

Die erhöhten Sicherheitsfunktionen erhält man im Wesentlichen durch ein sicher-heitsgerichtetes Anwenderprogramm in einer entsprechend ausgelegten CPU (F-CPU), durch fehlersichere Peripheriebaugruppen (F-Baugruppen) und durch dasüberlagerte Sicherheitsprofil PROFIsafe an den „Standard“-BussystemenPROFIBUS DP bzw. PROFINET IO.

Fehlersichere Peripherie

Die für den Sicherheitsbetrieb notwendigen F-Baugruppen gibt es in verschiede-nen Ausführungen. In der S7-300-Bauform sind die F-Baugruppen für den zentra-len Einsatz in einer fehlersicheren S7-300-Station oder für den dezentralen Ein-satz in einer ET 200M-Station vorgesehen. Fehlersichere Power- und Elektronik-module werden zentral und dezentral in einer ET 200S-Station eingesetzt. Zusätz-lich können Sie bei S7 Distributed Safety auch fehlersichere PROFIBUS-DP-Norm-slaves anschließen.

F-Baugruppen sind auch im Standardbetrieb mit erhöhten Anforderungen an dieDiagnose einsetzbar. Im gleichen Automatisierungssystem können Sie Standard-betrieb und Sicherheitsbetrieb gemischt einsetzen, bei S7-400FH zusätzlich Hoch-verfügbarkeit.

Einsatzschwerpunkt Maschinensteuerungen: S7 Distributed Safety

S7 Distributed Safety besteht aus einer fehlersicheren CPU und fehlersicherenBaugruppen, die über PROFIBUS DP oder PROFINET IO an die F-CPU angeschlos-sen sind. Hierbei gewährleistet das Busprofil PROFIsafe eine fehlersichere Über-tragung. Derzeit stehen als F-CPU bei S7-300 die CPU 3xxF-2, bei S7-400 die CPU416F-2 und bei ET 200S das Basismodul IM151-7 F-CPU zur Verfügung.

Zusammen mit den F-Baugruppen ergeben sich folgende Aufbauvarianten: zent-raler Aufbau mit fehlersicheren Baugruppen bei S7-300 mit CPU 31xF-2 und beiET 200S mit IM 151-7 F-CPU, dezentraler Aufbau mit ET 200M-, ET 200S-, ET

34

2.8 Safety Integrated bei SIMATIC S7

200eco- oder ET 200pro-Stationen mit fehlersicheren Baugruppen und Modulensowie fehlersichere DP-Norm-Slaves und fehlersichere IO-Normdevices, ange-schlossen an eine zentrale S7-300/400-Station mit F-CPU.

Für die Programmierung des sicherheitsgerichteten Programmteils gibt es dieSprachen F-KOP und F-FUP mit gegenüber den Basissprachen eingeschränktemOperationsvorrat und weniger Datentypen. Beide Sprachen sind im Optionspaket„S7 Distributed Safety“ enthalten, das Sie zum Projektieren und Programmierendes Sicherheitsbetriebs benötigen. Das Optionspaket enthält auch eine Bausteinbi-bliothek für das Sicherheitsprogramm mit F-Bausteinen und Vorlagen.

Einsatzschwerpunkt Prozessindustrie: S7 F/FH Systems

S7 F/FH Systems basiert auf dem Automatisierungssystem S7-400 in den Varian-ten normal verfügbar und hochverfügbar. An die S7-400-Station werden überPROFIBUS DP mit dem Busprofil PROFIsafe die für den Sicherheitsbetrieb notwen-digen F-Baugruppen angeschlossen. Zum Einsatz kommen ET 200M-Stationen mitF-Baugruppen in S7-300-Bauform, ET 200S-Stationen mit sicherheitsgerichtetenPower- und Elektronikmodulen und ET 200eco-F-Module.

In der hochverfügbaren Variante S7-400FH werden ET 200M-Stationen über einenredundanten PROFIBUS gesteuert. Führt bei S7-400FH ein erkannter Fehler zum

Bild 2.4 Aufbauvarianten für S7 Distributed Safety und S7 FH Systems

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STOP der Master-CPU, wird auf die im „Hot Stand-by“-Betrieb laufende Reserve-CPU rückwirkungsfrei umgeschaltet.

Zum Betrieb einer S7-400F/FH muss eine F-Runtime-Lizenz auf jeder CPU geladensein. Die Projektierung erfolgt mit STEP 7 ab V5.1. Für die Parametrierung der F-Baugruppen und die Programmierung des fehlersicheren Programmteils ist dasOptionspaket „S7 F Systems“ erforderlich, zusätzlich das Optionspaket „CFC“ abV5.0 SP3, das Optionspaket „S7-SCL“ ab V5.0 und für die hochverfügbaren Funkti-onen das Optionspaket „S7 H Systems“ ab V5.1.

Mit CFC (Continuous Function Chart) verschalten Sie spezielle Funktionsbaustei-ne aus der mitgelieferten F-Bibliothek. Die Bausteine enthalten neben Funktionenzur Programmierung von Sicherheitsfunktionen auch Funktionen zur Fehlerer-kennung und Fehlerreaktion. Bei Ausfällen und Fehlern kann so das F-System ineinem sicheren Zustand gehalten bzw. überführt werden. Bei einem im Sicher-heitsprogramm entdeckten Fehler schaltet sich der F-Teil der Anlage ab, währendder restliche Teil noch weiterlaufen kann.

2.9 Die Komplettgeräte SIMATIC C7

SIMATIC C7 sind „Komplettgeräte“ im unteren Leistungsbereich, bestehend auseiner S7-300-CPU, die die Steuerung übernimmt, und einem Operator Panel fürdas Bedienen und Beobachten. Sie sind komplette Maschinensteuerungen aufengstem Raum, die dank der hohen Industrietauglichkeit z. B. in Bedienpulten vorOrt eingebaut werden können. An der Frontseite weisen sie die Schutzart IP 65 aufund an der Geräteseite IP 20. Das Design der Gerätefront kann in Farbgebung, Fir-menlogo und Tastaturbeschriftung kundenspezifisch ausgelegt werden.

In einer SIMATIC C7-Station bilden SPS und OP eine Einheit

Der Steuerungsteil basiert auf einer Kompakt-CPU S7-300C mit integrierten Ein-und Ausgängen und integrierten Technologiefunktionen wie z. B. Zählfunktionen,Frequenzmessung und Regelung. Der Arbeitsspeicher für das STEP-7-Anwender-programm hat – je nach C7-Station – eine Größe von 64 bis zu 128 kByte. DerLadespeicher ist eine steckbare Micro Memory Card mit einer Maximalgröße von8 MByte.

Der B&B-Teil besteht bei C7-613 aus einem hinterleuchteten LC-Display mit 4 × 20Zeichen und einer Folientastatur mit 10 Funktionstasten und 4 Softkey-Tasten. C7-635 Key verwendet das Operator Panel OP 170B (Folientastatur mit 10 Funktions-tasten und 14 Softkey-Tasten) und C7-635 Touch das Touch Panel TP 170B. Bei bei-den hat das monochrome Grafikdisplay eine Größe von 5,7" und eine Auflösungvon 320 × 240 Pixeln. Der B&B-Teil von C7-636 Key ist ein Operator Panel OP 270mit einem Grafikdisplay (256 Farben, 5,7" Größe und 320 × 240 Pixel Auflösung)sowie einer Folientastatur mit 24 Funktionstasten und 14 Softkey-Tasten. C7-636Touch schließlich wird über ein Touch Panel TP 270 bedient mit einem 10,4" gro-ßen Grafikdisplay mit 256 Farben und einer Auslösung von 640 × 480 Pixeln.

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2.10 Einsatz unter schwierigen Bedingungen: SIPLUS

SIMATIC C7-Stationen sind erweiterbar

Bei Bedarf lassen sich die SIMATIC C7-Stationen direkt an der Rückwand über einPeripherieset mit zwei bzw. vier Baugruppen erweitern. Mit einer Anschaltungs-baugruppe IM 360 können bei C7-635 und C7-636 bis zu drei S7-300-Baugruppen-träger mit maximal je 8 Baugruppen betrieben werden.

Wie alle SIMATIC-Stationen besitzen die Komplettgeräte eine MPI-Schnittstelle zurProgrammierung und zum Datenaustausch mit anderen Stationen. C7-635 undC7-636 haben eine PROFIBUS-DP-Schnittstelle, die einen Betrieb als DP-Masteroder DP-Slave ermöglicht.

Programmierung und Projektierung

Sie programmieren eine SIMATIC C7-Station mit STEP 7, bei C7-613 auch STEP 7Lite. Das Anwenderprogramm schreiben Sie genauso wie für eine S7-300-CPU. DieProjektierung für den B&B-Teil geschieht bei C7-613 mit STEP 7 und als Unterstüt-zung mit den Configuration Tools C7-613. Bei C7-635 und C7-636 verwenden Sie –je nach Anforderungen – ProTool oder WinCC flexible zur Projektierung der Pro-zessbilder, Meldetexte und Rezepturen.

2.10 Einsatz unter schwierigen Bedingungen: SIPLUS

SIPLUS ist die Produktfamilie mit gehärteten Komponenten für den Einsatz in rau-er Umgebung. Die Basis der SIPLUS-Komponenten sind Standardgeräte, die spezi-ell für den jeweiligen Einsatz umgerüstet und veredelt werden. Raue Umgebungs-bedingungen können sein

b Temperaturbereich der Umgebung von –40/–25°C bis +60/+70°C,

b Betauung, erhöhte Luftfeuchtigkeit, erhöhte Schutzart (Staub, Wasser),

b außergewöhnliche mediale Belastung z. B. Schadgas-Atmosphären,

b erhöhte mechanische Belastung, erhöhte elektrische Störfestigkeit,

b verschiedene vom Standard abweichende Spannungsbereiche,

b Umgebungsbedingungen auf Schienenfahrzeugen und

b spezielle Branchenlösungen.

SIPLUS-Baugruppen werden auf Anforderung für die gewünschten Umgebungs-bedingungen hergestellt. Bitte beachten Sie deshalb die technischen Daten der je-weiligen Baugruppe.

Projektieren von SIPLUS-Baugruppen

Die Funktionalität einer SIPLUS-Baugruppe ist die gleiche wie die der entspre-chenden Standardbaugruppe; die Bestellnummer (MLFB maschinenlesbare Fabri-katebezeichnung) beginnt mit 6AG1… . SIPLUS-Baugruppen sind mit ihrer Bestell-

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nummer nicht im Hardware-Katalog von STEP 7 enthalten. Da die SIPLUS-Bau-gruppen funktionsgleiche Ausführungen von vorhandenen Baugruppen sind,können Sie beim Projektieren den entsprechenden Äquivalenztyp (die zugrunde-gelegte Standardbaugruppe) verwenden. Diesen Äquivalenztyp finden Sie aufdem Typenschild des Gerätes, in den SIPLUS-Datenblättern und im Internet in derA&D-Mall.

2.11 Prozesskopplung mit Digitalbaugruppen

Digitalbaugruppen sind Signalformer für binäre Prozess-Signale. Mit Eingabebau-gruppen kann die CPU Betriebszustände des Prozesses abfragen und mit Ausga-bebaugruppen steuernd in den Prozess eingreifen. Die Potentialtrennung der Di-gitalsignale zwischen Rückwandbus und Prozess erfolgt mittels Optokoppler.

Es gibt Digitalbaugruppen mit ein, zwei oder vier Bytes entsprechend 8, 16 oder32 Signalen. Die Adressierung von Digitalbaugruppen erfolgt bevorzugt im Pro-zessabbild, so dass die Signalzustände bitweise verarbeitet werden können. Kom-fortabel ausgestattete Digitalbaugruppen können Diagnosedaten über den Bau-gruppenzustand abgeben.

Digitaleingabebaugruppen

Digitaleingabebaugruppen wandeln die externe Signalspannung, meistens DC24 V oder AC 120 V/230 V, in den internen Signalpegel um. Der angeschlosseneGeber muss im erlaubten Spannungsbereich liegen und den geforderten Ein-gangsstrom bei Signalzustand „1“ aufbringen, damit die Baugruppe sicher schal-

Tabelle 2.2 Ausgewählte SIPLUS-Geräte für SIMATIC S7-200 und S7-300

SIMATIC S7-200 SIMATIC S7-300

Zentralbaugruppen CPU 221, CPU 224XP, CPU 222, CPU 226, CPU 224

CPU 312C, CPU 315-2DP, CPU 313C, CPU 315-2PN/DP, CPU 313C-2DP, CPU 317-2PN/DP, CPU 314, CPU 315F-2DP, CPU 314C-2DP, CPU 317F-2DP

Digitalbaugruppen Eingabemodule EM 2211), Eingabemodule EM 2221), Ein-/Ausgabemodule EM 2231)

Eingabebaugruppen SM 3211), Ausgabebaugruppen SM 3221), Ein-/Ausgabebaugruppe SM 323

Analogbaugruppen Eingabemodule EM 2311), Ausgabemodul EM 232, Ein-/Ausgabemodul EM 235

Eingabebaugruppen SM 3311), Ausgabebaugruppen SM 3321), Ein-/Ausgabebaugruppe SM 334

F-Baugruppen – Digital-Eingabebaugruppe SM 326-1BK, Digital-Ausgabebaugruppe SM 326-2BF, Analog-Eingabebaugruppe SM 336-1HE

Sonstige Module RTD-Modul EM 231, DP-Modul EM 277,

Funkuhrenmodul DCF77

Stromversorgungen PS 305, PS 307,

Zählbaugruppe FM 350-2, Anschaltungsbaugruppe IM 365, Punkt-zu-Punkt-Verbindung CP 340, CP 341

1) Von diesen Baugruppen sind mehrere Typen/Ausführungen verfügbar

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2.12 Prozesskopplung mit Analogbaugruppen

ten kann. Zusätzlich werden die Eingangssignale gefiltert, d. h. Störungen auf denLeitungen unterdrückt und kurzzeitige Überspannungsspitzen abgebaut. Bedingtdurch das Filtern erfahren die Eingangssignale eine Verzögerung. Bei Digitalein-gabebaugruppen mit Prozessalarmauslösung kann die Eingangsverzögerungszeitvermindert werden. Hier muss man einen Kompromiss finden zwischen der Stör-festigkeit (große Verzögerungszeit) und einer schnellen Signalerfassung (kleineVerzögerungszeit).

Digitalausgabebaugruppen

Um in den zu steuernden Prozess eingreifen zu können, benötigt die CPU Signal-former, die die internen Signalzustände in die im Prozess üblichen Spannungenund Ströme umsetzen. Die Digitalausgabebaugruppen enthalten einen Datenspei-cher, der die zur Baugruppe geschriebenen Signale aufnimmt und dann einemVerstärker zuführt. Dieser stellt die geforderte Schaltleistung zur Verfügung. DerKurzschlussschutz erfolgt bei Gleichspannungsverstärkern elektronisch, beiWechselspannungsverstärkern mit Feinsicherung.

Bei der Auswahl der Digitalbaugruppen ist die Schaltfrequenz, die Gesamtbelast-barkeit und der Reststrom zu berücksichtigen. Der Reststrom bei Signalzustand„0“ darf nicht unterschritten werden, da sonst das angesteuerte Gerät auf ein Ab-schalten nicht mehr reagiert.

In den Betriebszuständen STOP und HALT, auch im Anlauf vor der Bearbeitungdes Hauptprogramms, sind die Digitalausgabebaugruppen mit dem Signal OD(output disable) gesperrt. Sie liefern in diesem Zustand entweder keine Span-nung, einen projektierten Ersatzwert oder halten den zuletzt eingestellten Wert.

Ex-Digitalbaugruppen

SIMATIC-Ex-Digitalbaugruppen sind „zugehörige elektrische Betriebsmittel“ derZündschutzart Eigensicherheit ([EEx ib] IIC nach DIN EN 50020). An sie können ei-gensichere elektrische Betriebsmittel für die Zonen 1 und 2 angeschlossen wer-den. Der Aufbau erfolgt außerhalb des explosionsgefährdeten Bereichs. Für dieZuführung der DC 24 V-Lastspannung gibt es die Leitungskammer LK393. Ex-Bau-gruppen werden in S7-300-Stationen oder als dezentrale Peripherie in ET 200Meingesetzt und mit STEP 7 parametriert.

2.12 Prozesskopplung mit Analogbaugruppen

Analogbaugruppen sind Signalformer für analoge Prozess-Signale. Mit Hilfe die-ser Baugruppen kann die CPU analoge Messgrößen verarbeiten, nachdem sie vonAnalogeingabebaugruppen in digitale Werte umgewandelt worden sind, oderStellgeräte kontinuierlich mit analogen Sollwerten versorgen, die von Analogaus-gabebaugruppen aus den digital vorgegebenen Werten erzeugt werden. Je analo-ge Größe (z. B. Messwert oder Sollwert) wird auf der Baugruppe ein „Kanal“ be-legt. Es gibt Analogbaugruppen mit 4, 8 oder 16 Kanälen entsprechend 8, 16 oder

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32 Bytes. Intern wird ein digitalisierter Analogwert als 16-Bit-Ganzzahl (DatentypINT) dargestellt. Komfortabel ausgestattete Analogbaugruppen können Diagnose-daten über den Baugruppenzustand oder das Erreichen eines Grenzwerts abge-ben.

Die Adressierung der Analogbaugruppen erfolgt bevorzugt außerhalb des Pro-zessabbilds besonders dann, wenn sie in Regelkreisen, die einen vom Hauptpro-gramm unabhängigen Bearbeitungszyklus haben, direkt abgefragt und direkt ge-schrieben werden.

Analogeingabebaugruppen

Analogeingabebaugruppen wandeln die im Prozess auftretenden analogen Grö-ßen (Spannung, Strom, Widerstand) nach einem Integrationsverfahren in einendigitalen Wert um. Je nach Störspannungsunterdrückung (für 400/60/50/10 Hz)werden für die Umwandlung eines Analogsignals 2,5/20/20/100 ms benötigt. Ent-sprechend hoch ist die Auflösung (9/12/12/15 Bit + Vorzeichen). Die Grundeinstel-lung der Strom-/Spannungsbereiche wird mechanisch über Messbereichsmoduleeingestellt, die Feineinstellung erfolgt mit dem STEP-7-Werkzeug Hardware-Kon-figuration.

Analogausgabebaugruppen

Analogausgabebaugruppen wandeln die internen Digitalwerte in die im Prozessbenötigten analogen Spannungen und Ströme um. Für die unterschiedlichenSpannungs- und Strombereiche gibt es verschiedene Baugruppen, die alle Poten-tialtrennung zwischen internen und externen Signalen aufweisen. Die Analogaus-gabebaugruppen enthalten einen Datenspeicher, der die zur Baugruppe geschrie-benen digitalen Werte aufnimmt und dann dem Digital-Analog-Umsetzer zuführt.Innerhalb von 0,8/1,5 ms werden sie dann in die analoge Größe umgesetzt undausgegeben.

Ex-Analogbaugruppen

SIMATIC-Ex-Analogbaugruppen sind „zugehörige elektrische Betriebsmittel“ derZündschutzart Eigensicherheit ([EEx ib] IIC nach DIN EN 50020). An sie können ei-gensichere elektrische Betriebsmittel für die Zonen 1 und 2 angeschlossen wer-den. Der Aufbau erfolgt außerhalb des explosionsgefährdeten Bereichs. Für dieZuführung der DC 24 V-Lastspannung gibt es die Leitungskammer LK393. Ex-Bau-gruppen werden in S7-300-Stationen oder als dezentrale Peripherie in ET 200Meingesetzt und mit STEP 7 parametriert.

Zur Gruppe der eigensicheren Baugruppen zählen auch die SIMATIC S7-HART-Analogbaugruppen, die im dezentralen Peripheriegerät ET 200M betreibbar sind.Die Baugruppen arbeiten als HART-Master, an den 2 HART-Feldgeräte als HART-Slaves angeschlossen werden können. Das HART-Protokoll hat die Version 5.4.

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2.13 FM-Baugruppen entlasten die CPU

2.13 FM-Baugruppen entlasten die CPU

FM-Baugruppen (function module) sind signalvorverarbeitende, „intelligente“Baugruppen, die vom Prozess kommende Signale unabhängig von der CPU aufbe-reiten, verarbeiten und entweder wieder an den Prozess zurückgeben oder an derinternen Schnittstelle der CPU zur Verfügung stellen. Sie übernehmen Funkti-onen, die die CPU meist nicht schnell genug ausführen kann, wie z. B. Impulsezählen, positionieren oder Antriebe regeln.

Die FM-Baugruppen werden in der Regel mit der Hardware-Konfiguration parame-triert. Die erforderlichen Parametriermasken sind genauso wie die ladbaren Stan-dard-Bausteine für das Anwenderprogramm Bestandteil des Lieferumfangs undwerden beim Installieren automatisch in den SIMATIC Manager eingebunden. FürTest und Inbetriebnahme gibt es entsprechende Diagnosemasken.

Tabelle 2.3 Auswahl FM-Baugruppen mit Funktionen und Eigenschaften

FM 350, FM 450

Schnelles Vorwärts-Rückwärts-Zählen

FM 350-1: 1 KanalFM 450-1: 2 Kanäle

Zählen bis 500 kHz mit ± 31 Bit.

FM 350-2: 8 Kanäle

Zählen bis 20 kHz mit ± 31 Bit,auch für Namurgeber geeignet.

b Anschluss von 5 V-/24 V-Inkremental-gebern

b Torsteuerung, auch direkt mit Digital-eingang auf der FM

b Bei Nulldurchgang oder Erreichen eines Vergleichswerts: Digitalausgang direkt steuern oder Prozessalarm generieren

FM 351, FM 451

Positionieren für Eil- und Schleich-gang-Antriebe

Verstellen von 2 bzw. 3 voneinander unab-hängigen Achsen mit 4 Digitalausgängen pro Achse zum Steuern von Schützen oder Frequenzumrichtern.

Die Wegerfassung kann entweder inkre-mentell oder synchron-seriell erfolgen.

b Einrichten (Verfahren im Tippbetrieb)b Schrittmaßfahren absolut und relativb Referenzpunktfahrenb Nullpunktverschiebungb Bezugspunkt setzenb Restweg löschen

FM 352, FM 452

Elektronisches Nockensteuerwerk

32 Nockenspuren mit 32/64/128 Nocken und parametrierbaren Nockeneigenschaf-ten (z. B. Weg- oder Zeitnocken) steuern 13 bzw. 16 Digitalausgänge.

Die Wegerfassung kann entweder inkre-mentell oder synchron-seriell erfolgen.

b Längenmessungb Bezugspunktsetzenb Fliegendes Istwertsetzenb Nullpunktverschiebungb Nockenflanken ändernb Simulationsbetrieb

FM 353, FM 453

Positionieren für Schrittmotoren

FM 354, FM 453

Positionieren für Servomotoren

Positionieren von einem (FM 353/354) oder bis zu drei (FM 453) Antrieben, geeignet für Rund- und Linearachsen.

Die Baugruppen beherrschen sowohl einfa-che Punkt-zu-Punkt-Positionierung als auch komplexe Verfahrprofile.

b Einrichten (Verfahren im Tippbetrieb)b Schrittmaßfahrenb Automatik Folgesatz/Einzelsatzb Längenmessungb Start/Stopp über direkte Digitaleingängeb Ruckbegrenzungb Fliegendes Istwertsetzen

FM 455

Regelungsbau-gruppe für Druck-, Temperatur- und Durchflussrege-lung

PID-Regelalgorithmus oder selbstoptimie-render Temperaturregelalgorithmus mit 16 Kanälen

FM 455C: kontinuierlicher ReglerFM 455S: Schritt- oder Impulsregler

Bei Ausfall oder STOP der CPU geht die FM 455 in den Backup-Betrieb.

Vorgefertigte Reglerstrukturen für z. B.:b Festwertregelungb Kaskadenregelungb Verhältnisregelungb 3-Komponenten-Regelung

Abtastzeit bei Auflösung vonb 12 Bit: 20 ms bei 50 Hzb 14 Bit: 100 ms bei 50 Hz

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2.14 CP-Baugruppen öffnen den Zugang zu Bussystemen

CP-Baugruppen (communication processor) entlasten die CPU von Kommunikati-onsaufgaben. Sie stellen die physikalische Verbindung zum Netz her, überneh-men den Verbindungsaufbau und den Datentransport über das Netz und stellendie dafür erforderlichen Kommunikationsdienste der CPU und dem Anwenderpro-gramm zur Verfügung.

Die Parametrierung und die Diagnose bei Test und Inbetriebsetzung erfolgt fürdie CPs für PROFIBUS und Industrial Ethernet mit dem Optionspaket NCM, das imLieferumfang von STEP 7 enthalten ist. Die restlichen CPs werden mit entspre-chenden Masken ausgeliefert, die nach der Installation in der Hardware-Konfigu-ration aufrufbar sind.

Tabelle 2.4 Auswahl CP-Baugruppen mit Funktionen und Eigenschaften

CP 340, CP 341, CP 440, CP 441

Punkt-zu-Punkt-Kopplung

Eine serielle Punkt-zu-Punkt-Kopplung mit speziellen Protokollen, auch zu Fremd-geräten.

CP 441-1 mit einer SchnittstelleCP 441-2 mit zwei Schnittstellen

Die Schnittstellen von CP 341 und CP 441-2 sind für nachladbare kunden-spezifische Treiber ausgelegt.

Übertragungsphysik:b RS 232C (V.24) (nicht bei CP 440)b 20 mA (TTY) (nicht bei CP 440)b RS 422/RS 485 (X.27)

implementierte Protokolle:b ASCII-Treiberb Druckertreiber (nicht bei CP 440)b 3964 (R)b RK 512 (bei CP 341 und CP 441-2)

CP 343-2P

AS-i-Master

AS-Interface-Master für den Anschluss von bis zu 62 AS-Interface-Slaves.

mit Projektierungsunterstützung des AS-Interface-Netzwerks ab STEP 7 V5.2

CP 342-5, CP 443-5 Ext.

PROFIBUS DP

PROFIBUS DP-Master, CP 342-5 auch als DP-Slave einsetzbar.

Kommunikationsdienste:b PROFIBUS DPb S7-Kommunikationb S5-kompatible Kommunikation

CP 343-5, CP 443-5 Basic

PROFIBUS FMS

Anschluss an PROFIBUS FMS. Kommunikationsdienste:b PROFIBUS FMSb S7-Kommunikationb S5-kompatible Kommunikation

CP 343-1 Lean

Industrial Ethernet

Anschluss an Industrial Ethernet mit integ-riertem 2-Port-Switch. Kann als PROFINET-IO-Device verwendet werden.

Kommunikationsdienste/Verbindungen:b S7-Kommunikationb S5-kompatible Kommunikationb IE-Kommunikation (TCP/IP und UDP)

CP 343-1, CP 443-1

Industrial Ethernet

Anschluss an Industrial Ethernet.Kann als PROFINET-IO-Controller verwendet werden.

Kommunikationsdienste/Verbindungen:b S7-Kommunikationb S5-kompatible Kommunikationb IE-Kommunikation (TCP/IP und UDP)b PROFINET CBA

CP 343-1 Adv.CP 443-1 Adv.

Industrial Ethernet

Anschluss an Industrial Ethernet.Kann als PROFINET-IO-Controller verwendet werden.

Der IT-CP erlaubt Dateiverwaltung und Datei-zugriff über FTP, kann Prozessmeldungen über E-Mail versenden und hat Funktionen und HTML-Seiten, um wichtige Geräte- und Pro-zessdaten über einen Web Browser abfragbar zu machen.

Kommunikationsdienste/Verbindungen:b S7-Kommunikationb S5-kompatible Kommunikationb IE-Kommunikation (TCP/IP und UDP)b PROFINET CBAb IT-Kommunikation

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2.15 Die „Intelligenz“ der SIMATIC-S7-Station: CPU-Baugruppen


Die SIMATIC-S7-300/400-CPU-Baugruppen enthalten den zentralen Steuerungs-prozessor, der das Betriebssystem und das Anwenderprogramm bearbeitet, dieBaugruppen parametriert und die Nutzdaten überträgt. Alle CPU-Baugruppen be-sitzen eine MPI-Schnittstelle für den Anschluss an das Programmiergerät oder fürden Anschluss an Bedien- und Beobachtungsgeräte oder andere SIMATIC-Statio-nen.

Das Betriebssystem steuert die Betriebsarten

Das Betriebssystem regelt alle Vorgänge auf der CPU-Baugruppe. Es steuert denEinschaltvorgang, stößt die Bearbeitung des Hauptprogramms an, aktualisiert dieProzessabbilder, erfasst Alarme und Fehlermeldungen und veranlasst die Bearbei-tung der dazugehörenden Ablaufebene, überwacht schließlich alle Vorgänge undmeldet erfasste Fehler mit Eintrag in den Diagnosepuffer und mit LED an derFrontseite der Baugruppe. Hier befindet sich auch der Betriebsartenschalter, mitdem die Bearbeitung des Anwenderprogramms eingeschaltet wird.

Der Betriebsartenschalter kennt die Stellungen STOP, RUN und die TaststellungMRES. Mit STOP wird die Bearbeitung des Anwenderprogramms angehalten; RUNschaltet die Bearbeitung ein. Ist der Betriebsartenschalter als Schlüsselschalterausgelegt, wird in der Stellung RUN das Anwenderprogramm nur gelesen, in RUN-P kann es auch verändert werden. Die Stellung MRES wird für Urlöschen und denKaltstart benötigt.

Der Steuerungsprozessor bearbeitet das Anwenderprogramm

Der Steuerungsprozessor ist bei den S7-300-CPUs mit Ausnahme der CPU 319 einMicrocontroller, der das in MC7 vorliegende Anwenderprogramm beim Laden inseine eigene Maschinensprache umsetzt. Die Bearbeitungszeit für 1000 Binäran-weisungen liegt bei den Standard-CPUs zwischen ca. 0,2 und 0,05 ms (CPU 317).

Nach dem Einschalten a befindet sich die CPU im Zustand STOP. Mit Betäti-gung des Betriebsartenschalters nach RUN wird zuerst ein Anlaufprogramm durchlaufen s bevor die eigentliche Bearbeitung des Anwenderprogramms im RUN beginnt d. Im ANLAUF und im RUN können Testfunktionen durchge-führt werden, die in den Betriebszu-stand HALT führen f. Tritt in einem die-ser Betriebszustände ein Fehler auf, fällt die CPU in den Zustand STOP zurück g.

Bild 2.5 Betriebsarten einer SIMATIC S7-300/400-CPU

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Die CPU 319 und die S7-400-CPUs bearbeiten das Anwenderprogramm direkt miteinem speziell dafür ausgelegten ASIC. Die Bearbeitungszeit für 1000 Binäranwei-sungen betragen für die CPU 412 ca. 0,1 ms, für die CPU 417 ca. 0,03 ms und fürdie CPU 319 ca. 0,01 ms.

Die Kommunikation mit dem Programmiergerät oder den Datenaustausch mit an-deren Stationen übernimmt bei S7-300 der zentrale Steuerungsprozessor zusätz-lich zu seinen sonstigen Aufgaben; bei S7-400 steht hierfür ein eigener Kommuni-kationsprozessor bereit.

Der Anwenderspeicher besteht aus Ladespeicher und Arbeitsspeicher

Das Anwenderprogramm liegt auf der CPU in zwei Bereichen: im Ladespeicherund im Arbeitsspeicher. Der Ladespeicher enthält das gesamte Anwenderpro-gramm einschließlich Konfigurationsdaten; er ist auf der Baugruppe integriertoder als zusteckbare Memory Card bzw. Micro Memory Card ausgeführt. Der Ar-beitsspeicher ist ein schneller RAM-Speicher, der den ablaufrelevanten Programm-code und die Anwenderdaten enthält.

Das Programmiergerät überträgt das komplette Anwenderprogramm einschließ-lich der Konfigurationsdaten in den Ladespeicher. Das Betriebssystem interpre-tiert die Konfigurationsdaten, parametriert die CPU-Baugruppe und – im Anlauf –die Peripheriebaugruppen. Der ablaufrelevante Programmcode und die Anwen-derdaten werden in den Arbeitsspeicher kopiert. Beim Zurückladen des Anwen-derprogramms in das Programmiergerät werden die Bausteine aus dem Ladespei-cher geholt, ergänzt um die aktuellen Werte der Datenoperanden aus dem Arbeits-speicher.

Eine Memory Card erweitert den Anwenderspeicher

Es gibt drei Arten von Memory Cards, die je nach CPU-Typ verwendet werden: RAMMemory Cards, Flash EPROM Memory Cards und Micro Memory Cards. Wenn Siez. B. bei S7-400-CPUs ausschließlich den Ladespeicher erweitern wollen, verwen-den Sie eine RAM Memory Card. Mit einer RAM Memory Card können Sie das kom-plette Anwenderprogramm online ändern. RAM Memory Cards verlieren ihren In-halt, wenn sie gezogen werden.

Wenn Sie Ihr Anwenderprogramm einschließlich der Konfigurationsdaten undBaugruppenparameter auch ohne Pufferbatterie spannungsausfallsicher haltenwollen, verwenden Sie eine Flash EPROM Memory Card. Hierbei laden Sie das ge-samte Programm offline auf die Flash EPROM Memory Card, wenn sie im Pro-grammiergerät steckt. Bei entsprechend ausgelegten CPUs können Sie das Pro-gramm auch online laden, wenn die Memory Card in der CPU steckt.

Die S7-300-CPUs verwenden ausschließlich eine Micro Memory Card als Ladespei-cher. Die Daten auf diesem Speichermedium sind nullspannungsfest abgelegt,können jedoch wie bei einem RAM-Speicher gelesen, geschrieben und gelöschtwerden. Dieses Verhalten erlaubt eine Datenpufferung ohne Batterie.

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Batteriepufferung für remanente Datenhaltung

Besteht der Ladespeicher aus RAM, ist eine Batteriepufferung erforderlich, um dasAnwenderprogramm remanent zu halten. Die Pufferbatterie(n) befinden sich beiS7-400 in der Stromversorgungsbaugruppe. Die CPU überwacht permanent diePufferspannung; eine zu geringe Pufferspannung kann im Anwenderprogrammausgewertet werden. Das Wartungsintervall für die Pufferbatterie beträgt ein Jahr.

Bei integriertem EEPROM, zusteckbarer Flash EPROM Memory Card oder MicroMemory Card (S7-300- und ET200-CPUs) als Ladespeicher kann die CPU batterie-los betrieben werden.

Bei S7-300- und ET200-CPUs können Daten, wie z. B. aktuelle Werte aus Datenbau-steinen, auf der Micro Memory Card nichtflüchtig gespeichert werden. So behal-ten sie auch ohne Pufferbatterie bei einem Spannungsausfall ihre Werte.

Der Systemspeicher enthält die Operanden

Der Systemspeicher enthält die Operanden (Variablen), die Sie von Ihrem Pro-gramm aus ansprechen. Die Operanden sind zu Bereichen (Operandenbereiche)zusammengefasst, die eine für jede CPU spezifische Menge an Operanden enthal-ten. Folgende Operandenbereiche liegen im Systemspeicher der CPU:

Bild 2.6 Speicherbereiche für Anwenderprogramm und Operanden

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b Eingänge (E)Sie sind ein Abbild („Prozessabbild“) der Digitaleingabebaugruppen.

b Ausgänge (A)Sie sind ein Abbild („Prozessabbild“) der Digitalausgabebaugruppen.

b Merker (M)Sie sind Informationsspeicher, die im gesamten Programm ansprechbar sind.

b Zeitfunktionen (T)Sie stellen Zeitglieder dar, mit denen Warte- und Überwachungszeiten realisiert werden.

b Zählfunktionen (Z)Sie sind Softwarezähler, die vorwärts und rückwärts zählen können.

b Temporäre Lokaldaten (L)Sie dienen als dynamische Zwischenspeicher während der Bausteinbearbeitungund stehen im L-Stack, den die CPU während der Programmbearbeitung dyna-misch belegt.

Zusätzlich enthält der Systemspeicher Puffer für Kommunikationsaufträge undSystemmeldungen (Diagnosepuffer).

2.16 SIMATIC PC-based Control

SIMATIC WinAC (Windows Automation Center) vereint die Funktionen Steuern,Technologie, Datenverarbeitung, Visualisierung und Kommunikation auf einemPersonal-Computer (PC) und ist dann die erste Wahl, wenn zusätzlich zu den klas-sischen SPS-Aufgaben noch PC-Anwendungen durchzuführen sind. WinAC-Con-troller werden genau wie S7-Controller mit der Standard-Software STEP 7 projek-tiert und programmiert. WinAC gibt es als reine Software-Lösung oder mit einerPC-Baugruppe als Controller.

SIMATIC WinAC Software PLC (Programmable Logic Controller = speicherpro-grammierbare Steuerung SPS) wird mit dem Softwarepaket WinAC RTX 2008 reali-siert. Es läuft unter den Betriebssystemen Windows XP Professional oder embed-ded und verwendet den Echtzeitkern Ardence RTX, um Echtzeit und deterministi-sches Verhalten sicher zu stellen.

Echtzeitverhalten bedeutet, dass ein System externe Ereignisse innerhalb einerdefinierten Zeitspanne bearbeitet. Reagiert es dabei vorhersagbar, wird es deter-ministisch genannt. Bei WinAC RTX 2008 wird das Steuerungsprogramm in einemfest vorgegebenen Zyklus bearbeitet und kann auch die parallel laufenden Win-dows-Applikationen unterbrechen. Hierbei kann die Priorität des Steuerungspro-gramms gegenüber den Windows-Applikationen vorgegeben werden.

SIMATIC WinAC Slot PLC wird eingesetzt, wenn die Anwendung erhöhte Determi-nistik, Verfügbarkeit und Betriebssicherheit erfordert. Es sind zwei Ausführungenerhältlich: WinAC Slot 412 mit der CPU 412-2PCI als Basis und WinAC Slot 416 mit

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2.17 SIMATIC Embedded Automation

der CPU 416-2PCI als Basis. Pro PC können bis zu vier Slot PLCs betrieben werden.Eine externe 24-V-Einspeisung und eine Pufferbatterie ermöglichen einen vom PCunabhängigen Betrieb.

SIMATIC WinAC ODK (open development kit) erlaubt vom Steuerungsprogrammaus die flexible Nutzung aller Ressourcen des PCs. Hierfür bietet WinAC ODK dreiSchnittstellen: Custom Code Extension Interface (CCX) zum Aufruf eigener Pro-gramme in C/C++ aus dem Steuerungsprogramm von WinAC, Shared Memory Ex-tension Interface (SMX) zum schnellen Datenaustausch von WinAC mit Windows-Applikationen und Controller Management Interface (CMI) zur Integration derWinAC-Panel-Funktionalität in eine Windows-Applikation.

Standard-Schnittstellen von WinAC

Über die Ethernet-Schnittstelle am PCkann WinAC mit anderen Ethernet-Teilnehmern, wie z. B. PCs in einerLeitwarte, Verbindung aufnehmen.

WinAC bietet den vollen Leistungs-umfang der S7-Kommunikation überdie Bussysteme PROFIBUS DP undPROFINET IO für Datenaustausch undDiagnose von Feldgeräten undSIMATIC-Automatisierungsgeräten.Für Standard-PCs gibt es hierfür ent-sprechende CPs, bei SIMATIC-PCskönnen die integrierten Busschnitt-stellen verwendet werden.

2.17 SIMATIC Embedded Automation

SIMATIC Embedded Automation stellt Produkte bereit, die für bestimmte Automa-tisierungsaufgaben einschaltfertig vorkonfigurierte Kombinationen aus Hard-ware und Software sind. Sie vereinen die Vorzüge von PC-basierten und konventi-onellen Controllern. Die Geräte kommen ohne Lüfter aus; statt der Festplatte wirdeine CF-Card (compakt flash) verwendet. Deshalb können sie direkt an der Maschi-ne in rauer Umgebung eingesetzt werden.

PC-basierte Controller werden laufend der technischen Entwicklung angepasst.Der hier beschriebene Stand entspricht dem Lieferstand 2008.

Varianten ohne Display

SIMATIC S7-mEC (modular Embedded Controller) ist ein embedded Controller inder S7-300-Aufbautechnik und kann mit bis zu 32 S7-300-Peripheriebaugruppen(SM) mehrzeilig erweitert werden. Wichtigstes Einsatzgebiet ist der Sonder- undSerienmaschinenbau. Programmierung, Diagnose und Inbetriebsetzung erfolgen

MPIPROFIBUS DPPROFINET IO

CP 1616CP 1604

CP 5613A2

CP 5611A2

Windows Automation Center

Slot PLCSoftware PLC

Bild 2.7 Schnittstellen von SIMATIC WinAC

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mit STEP 7. Der Prozessor ist ein Intel Core Duo 1,2 GHz, der Speicherausbau be-trägt 1 GByte RAM und 2 GByte Flash Disk. Der Controller hat Schnittstellen für10/100 Mbit/s Ethernet RJ45 (PROFINET) und USB. Das Betriebssystem ist MicrosoftWindows XP embedded. Bei der RTX-Variante sind die Softwarepakete SPS WinACRTX 2008 und SIMATIC NET 2007 vorinstalliert.

SIMATIC Microbox 427B-RTX ist ein embedded Controller im Microbox PC 427Bmit vorinstalliertem WinAC RTX 2005 und SIMATIC NET. Bei SIMATIC Microbox427B-HMI/RTX ist zusätzlich WinCC flexible 2007 RT installiert. Es sind Variantenmit den Prozessoren Intel Celeron M 900 MHz oder 1,0 GHz sowie Intel Pentium M1,4 GHz und einem Speicherausbau mit CF-Card von 2 und 4 GByte verfügbar. DerController hat Schnittstellen für PROFIBUS DP, 10/100 Mbit/s Ethernet RJ45, USBund seriellen Anschluss (COM1). Das Betriebssystem ist Microsoft Windows XPembedded.

Variante mit Display

Der SIMATIC Panel PC 477B-HMI/RTX ist einKompaktgerät, das aus einer Rechnereinheitund einer Bedieneinheit besteht. Der Prozes-sor der Rechnereinheit ist entweder ein IntelCeleron M mit 1 GHz oder ein Intel Pentium Mmit 1,4 GHz; der Speicherausbau beträgt biszu 2 GByte RAM und bis zu 4 GByte CF-Card.An Schnittstellen sind onboard vorhanden:2 × 1000 Mbit/s Ethernet RJ45, 5 × USB 2.0 undje einmal PROFIBUS DP und seriell (COM1).

Die Bedieneinheit ist mit Touchscreen oder Folientastatur (36 Funktionstastenund integrierte Maus) erhältlich; das Display ist alternativ ein 12" TFT-Farbdisplaymit einer Auflösung von 800 × 600 Pixeln, ein 15" TFT-Farbdisplay mit 1024 × 768Pixeln oder ein 19" TFT-Farbdisplay mit 1280 × 1024 Pixeln (nur als Touchscreen).Das Betriebssystem ist Microsoft Windows XP embedded. Einschaltfertig vorinstal-liert sind WinCC flexible 2007, WinAC RTX 2005 und SIMATIC NET.

SIMATIC PANEL PCSIMATIC PANEL PC

Panel PC 477 15” Tasten

S

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2.18 Dezentrale Prozesskopplungen

2.18 Dezentrale Prozesskopplungen

PROFIBUS DP

PROFIBUS DP (Dezentrale Peripherie) bietet eine standardisierte Schnittstelle fürdie Übertragung von überwiegend binären Prozessdaten über RS 485 zwischen ei-ner „Anschaltungsbaugruppe“ im (zentralen) Automatisierungsgerät und denFeldgeräten. Diese „Anschaltungsbaugruppe“ nennt man DP-Master und die Feld-geräte DP-Slaves. PROFIBUS DP ist ein herstellerunabhängiger Standard, genormtnach IEC 61158/EN 50170.

PROFINET IO

PROFINET IO bietet eine standardisierte Schnittstelle für die Übertragung vonüberwiegend binären Prozessdaten über Industrial Ethernet zwischen einer „An-schaltungsbaugruppe“ im (zentralen) Automatisierungsgerät und den Feldgerä-ten. Diese „Anschaltungsbaugruppe“ nennt man IO-Controller und die FeldgeräteIO-Devices. PROFINET IO bietet Echtzeitfunktionalität (Realtime-Ethernet) und istein herstellerunabhängiger Standard, genormt nach IEC 61158.

PROFIBUS PA

PROFIBUS PA (Process Automation) ist ein Bussystem für die Verfahrenstechnik,sowohl für eigensichere Bereiche (Ex-Bereich Zone 1) z. B. in der chemischen In-dustrie als auch für nicht eigensichere Bereiche z. B. in der Lebensmittelindustrie.Zur Kopplung zwischen PROFIBUS DP und PROFIBUS PA gibt es den DP/PA-Koppler,wenn der PROFIBUS DP mit 45,45 kBit/s betrieben werden kann, und das DP/PA-Link, das die Übertragungsraten von PROFIBUS DP umsetzt auf die Übertragungs-rate von PROFIBUS PA. Die Parametrierung geschieht mit STEP 7 ab V5.1 SP3.

Aktor-/Sensor-Interface

Das Aktor-/Sensor-Interface (AS-Interface) ist ein Vernetzungssystem für die un-terste Prozessebene in Automatisierungsanlagen. Ein AS-Interface-Master steuertbis zu 62 AS-Interface-Slaves über eine 2-Draht-AS-Interface-Leitung, die sowohldie Steuersignale als auch die Versorgungsspannung überträgt. Die AS-Interface-Slaves können busfähige Aktoren oder Sensoren sein oder es sind AS-Interface-Module, an die bis zu 8 binäre („normale“) Aktoren bzw. Sensoren angeschlossenwerden. Ein AS-Interface-Segment kann bis zu 100 m lang sein; mit einem Repea-ter (AS-Interface-Slaves und AS-Interface-Netzgeräte auf beiden Seiten) oder ei-nem Extender (AS-Interface-Slaves und AS-Interface-Netzgerät nur auf demStrang, der dem AS-Interface-Master abgewandt ist) kann ein Segment um bis zu2 mal 100 m verlängert werden.

Kopplung zu einer seriellen Schnittstelle

Das PROFIBUS DP/RS 232C-Link ist ein Umsetzer zwischen einer RS 232C (V.24)-Schnittstelle und PROFIBUS DP. Geräte mit einer RS 232C-Schnittstelle können mitdem DP/RS 232C-Link an PROFIBUS DP gekoppelt werden. Das DP/RS 232C-Link un-terstützt die Prozeduren 3964 R und freies ASCII-Protokoll.

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2.19 Dezentrale Peripherie mit PROFIBUS DP

PROFIBUS-DP-Mastersystem

Der DP-Master und alle von ihm gesteuerten DP-Slaves bilden zusammen ein DP-Mastersystem. Maximal können 32 Stationen in einem Segment und bis zu 127 imgesamten Netz vorhanden sein. Wie viele DP-Slaves maximal in einem DP-Master-system gesteuert werden können, hängt vom DP-Master ab. Eine SIMATIC-Stationkann mehrere DP-Mastersysteme aufweisen. Sie können auch Programmiergerätean das PROFIBUS-DP-Netz anschließen, ebenso wie z. B. Bediengeräte, SIMATIC S5-DP-Slaves oder DP-Normslaves anderer Hersteller.

DP-Master steuern die dezentrale Peripherie

Der DP-Master ist der aktive Teilnehmer am PROFIBUS. Er tauscht zyklisch Datenmit „seinen“ DP-Slaves aus. Ein DP-Master kann sein:

b eine CPU mit integrierter DP-Master-Schnittstelle oder steckbarem Schnittstel-lenmodul (z. B. CPU 315-2DP, CPU 417-4),

b eine Anschaltungsbaugruppe in Verbindung mit einer CPU (z. B. IM 467) oder

b eine CP-Baugruppe in Verbindung mit einer CPU (z. B. CP 342-5, CP 443-5).

Es gibt „Klasse 1-Master“ für den Datenaustausch im Prozessbetrieb und „Klasse 2-Master“ für Service und Diagnose, wie beispielsweise ein Programmiergerät.

Bild 2.8 Komponenten in einem PROFIBUS-DP-Mastersystem

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2.20 Dezentrale Peripherie mit PROFINET IO

2.20 Dezentrale Peripherie mit PROFINET IO

PROFINET-IO-System

Der IO-Controller und alle von ihm gesteuerten IO-Devices bilden zusammen einPROFINET-IO-System. Das sie verbindende Industrial-Ethernet-Netz kann mit an-deren Teilnehmern und Anwendungen geteilt werden.

IO-Controller steuern die dezentrale Peripherie

Der IO-Controller ist der aktive Teilnehmer am PROFINET. Er tauscht zyklisch Da-ten mit „seinen“ IO-Devices aus. Ein IO-Controller kann sein:

b eine CPU mit integrierter PROFINET-Schnittstelle (z. B. CPU 317-2PN/DP) oder

b eine CP-Baugruppe in Verbindung mit einer CPU (z. B. CP 343-1).

Geräte am PROFINET zum Programmieren oder Diagnostizieren wie z. B. ein Pro-grammiergerät nennt man IO-Supervisor.

Die IO-Devices sind die passiven Teilnehmer am PROFINET. Bei SIMATIC S7 sindderzeit die modularen Peripheriegeräte ET 200S mit der Anschaltung IM 151-3PNund ET 200pro mit der Anschaltung IM 154-4PN sowie das IE/PB-Link und das IW-LAN/PB-Link als Netzübergänge zu PROFIBUS DP verfügbar.

Kopplung von PROFINET IO zu PROFIBUS DP

Das IE/PB-Link PNIO verbindet die Subnetze Industrial Ethernet und PROFIBUS.Beim IWLAN/PB-Link PNIO erfolgt die Verbindung drahtlos. Die Links überneh-men die Rolle eines Stellvertreters (Proxy) für die DP-Slaves am PROFIBUS. Ein IO-Controller kann über das Link auf DP-Slaves zugreifen wie auf IO-Devices. ImStandardbetrieb ist das Link durchlässig für die PG/OP-Kommunikation und S7-Routing zwischen den Subnetzen.

Bild 2.9 Komponenten in einem PROFINET-IO-System

S7-Station mit IO-Controller, IO-Device,

IO-Device,

IE/PB-Link

IWLAN/PB-Link

IO-Supervisor,

Access PointSCALANCEW788-1PROIndustrial Ethernet

PROFIBUS DP PROFIBUS DP

SIEMENS SS

S IE/AS-i-Link

PN/PNCoupler

AS-Interface

z. B. ET 200pro

z. B. CPU 317-2PN/DP z. B. ET 200S z. B. ein Programmiergerät

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2.21 SIMATIC DP: Prozesskopplung vor Ort

SIMATIC DP sind Baugruppen oder Geräte, die über PROFIBUS oder PROFINET aneine zentrale Steuerung angeschlossen werden. Die dezentralen Peripheriegeräte,die in der Gerätefamilie ET 200 zusammengefasst sind, bilden den Anschluss vonSensoren und Aktoren vor Ort an der Maschine oder am Prozess. Dezentrale Peri-pheriegeräte gibt es in den Schutzarten IP 20 und IP 65/67, auch mit integrierterSicherheitstechnik und als eigensichere Geräte für den Einsatz im Ex-Bereich.

ET 200L: Klein und kompakt im Postkartenformat

ET 200L ist ein sehr kleines, kompaktes Peripheriegerät in der Schutzart IP 20, be-vorzugt eingesetzt im unteren Leistungsbereich bei beengten Platzverhältnissen.Die maximale Übertragungsrate am PROFIBUS beträgt 1,5 MBit/s. ET 200L bestehtaus einem Terminalblock, an dem die Verdrahtung angeschlossen wird, und ei-nem Elektronikblock, der die Digitaleingänge und -ausgänge enthält. ET 200L gibtes mit 16 oder mit 32 Kanälen und ist nicht erweiterbar. Das ET 200L mit 16 Digi-taleingängen ist auch in einer gehärteten SIPLUS-Variante erhältlich.

ET 200R: Robuste I/O-Peripherie direkt vor Ort

ET 200R gibt es als Handlings- oder als Schweißmodul mit Schutzart IP 65 im Me-tallgehäuse für stark EMV-belastete Umgebung. Das Modul enthält 16 Kanäle, wo-von 8 Kanäle Digitaleingänge sind und 8 Kanäle kanalweise als Digitaleingängeoder Digitalausgänge parametriert werden können. Die maximale Übertragungs-rate am PROFIBUS beträgt 12 MBit/s.

ET 200eco: Kompakte I/O-Peripherie ohne Schaltschrank

ET 200eco ist die kostengünstige Lösung zur Verarbeitung digitaler Signale in derSchutzart IP 65/67 im maschinennahen Bereich. ET 200eco besteht aus einemGrundmodul und einem Anschlussblock in verschiedenen Ausführungen. Es gibtModule mit 8 oder 16 Digitaleingängen, 8 oder 16 Digitalausgängen oder je 8 Digi-talein- und -ausgängen. Die Übertragungsrate am PROFIBUS beträgt maximal 12MBit/s. ET 200eco gibt es auch mit Anschluss an PROFINET IO und als fehlersiche-res Modul mit 4 bzw. 8 Digitaleingängen.

ET 200M: Vielseitig modular mit S7-300-Baugruppen bestückbar

ET 200M ist ein modulares Peripheriesystem in der Schutzart IP 20, das besondersfür individuelle und komplexe Automatisierungsaufgaben geeignet ist. Es könnenbis zu 12 Baugruppen aus dem S7-300-Gerätespektrum betrieben werden. Die in-ternen Bussignale werden über einen Busverbinder von Baugruppe zu Baugruppeweitergegeben. Werden aktive Busmodule verwendet, auf denen die Baugruppenaufgeschnappt werden, können die Baugruppen während des laufenden Betriebsgewechselt werden.

Die maximale Übertragungsrate am PROFIBUS DP beträgt 12 Mbit/s und amPROFINET IO 10 bzw. 100 Mbit/s. Mit dem integrierten 2-Port-Switch ist mit ET200M als IO-Device eine Linenstruktur ohne externe Geräte realisierbar.

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2.21 SIMATIC DP: Prozesskopplung vor Ort

Das ET 200M ist auch in einer gehärteten SIPLUS-Variante erhältlich und kann mitS7-300-Baugruppen, die die gleichen Eigenschaften haben, in Umgebungen miterhöhten Anforderungen eingesetzt werden.

ET 200M kann auch in hochverfügbaren Systemen für den redundanten Betriebverwendet werden. Im ET 200M sind die fehlersicheren S7-300-Baugruppen –auch gemischt mit Standard-Baugruppen – einsetzbar. In Verbindung mit Ex-Digi-tal- und Analogbaugruppen können eigensichere Sensoren und Aktoren aus denZonen 1 und 2 explosionsgefährterer Anlagen angeschlossen werden.

ET 200S: Feinmodular und innovativ

ET 200S ist ein vielseitig einsetzbares Peripheriesystem in der Schutzart IP 20,dessen feinmodularer Aufbau eine genaue Anpassung an die Automatisierungs-aufgabe ermöglicht. Es sind Digitalein-/ausgabemodule, Analogein-/ausgabemo-dule, Technologiemodule, Motorstarter und Frequenzumrichter verfügbar. AmET200S-Interfacemodul können bis zu 63 Peripheriemodule betrieben werden.Die Peripheriemodule können im laufenden Betrieb ausgetauscht werden; sie wer-den auf Terminalmodule aufgeschnappt, die die Verdrahtung tragen. ET 200S gibtes mit PROFIBUS-DP-Schnittstelle (Übertragungsrate maximal 12 Mbit/s) oder mitPROFINET-IO-Schnittstelle (Übertragungsrate maximal 100 Mbit/s).

Mit dem Interfacemodul IM 151-7 CPU ist ET 200S als Kleinsteuerung einsetzbar. InVerbindung mit dem DP-Mastermodul hat das IM 151-7 CPU auch DP-Master-Funk-

Bild 2.10 SIMATIC DP in der Übersicht

ET 200S

ET 200iSP

ET 200M

ET 200pro

ET 200eco

ET 200L

PROFIBUS DP

PROFIBUS DP PROFINET IOoder

PROFIBUS DP PROFINET IOoder

S

SIEMENS

ET 200R

BlockperipherieSchutzart IP 65

BlockperipherieSchutzart IP 65/67mit Safety-Eigenschaften

BlockperipherieSchutzart IP 20mit SIPLUS-Eigenschaften

modularer Aufbaumit IP 30hochverfügbar einsetzbar

mit Trennübertrager eigensicher einsetzbar

modularer Aufbau mit IP 20hochverfügbar einsetzbarmit fehlersicheren Baugruppenmit SIPLUS-EigenschaftenSignale aus Ex-Zonen anschließbar

modularer Aufbau mit IP 20hochverfügbar einsetzbarmit fehlersicheren Baugruppenmit SIPLUS-EigenschaftenKleinsteuerung mit CPU möglich

modularer Aufbau mit IP 65/66/67mit fehlersicheren BaugruppenKleinsteuerung mit CPU möglich

SIEMENS

S

S

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tionalität. Die SPS-Funktionalität entspricht einer CPU S7-314. ET200S mit IM 151-8PN/DP CPU kann zusätzlich an PROFINET IO als IO-Controller betrieben werden.

ET 200S gibt es mit integrierter Sicherheitstechnik, wobei Standardmodule undfehlersichere Module gemischt aufgebaut werden können. Mit dem Interfacemo-dul IM 151-7 F-CPU und dem Optionspaket S7 Distributed Safety kann eine fehler-sichere Kleinsteuerung realisiert werden.

Das ET 200S ist als PROFIBUS-DP-Slave mit Digitalein- und -ausgängen auch in ei-ner gehärteten SIPLUS-Variante erhältlich.

ET 200S COMPACT sind Interfacemodule mit Onboard-Peripherie, entweder mit 32Digitaleingängen oder mit je 16 Digitalein- und -ausgängen. An diese Interface-module können bis zu 12 ET200S-Peripheriemodule (außer F-Module) ange-schlossen werden, so dass eine Station bis zu 128 Kanäle (digital und analog ge-mischt) enthalten kann.

ET 200S kann auch in hochverfügbaren Systemen hinter einem Y-Link (Buskopp-ler für den Übergang von einem redundanten zu einem einkanaligen PROFIBUSDP) eingesetzt werden.

ET 200iSP: Eigensicher für den Einsatz im Ex-Bereich

ET 200iSP ist ein eigensicheres Peripheriesystem in der Schutzart IP 30 für denEinsatz in Bereichen mit gefordertem Explosionsschutz für Stäube und Gase nachCENELEC: II 2 G (1) GD EEx d e [ib/ia] IIC T4. ET 200iSP kann in Verbindung miteinem geeigneten Gehäuse bis in die Ex-Zonen 1 (Gase) und 21 (Stäube) einge-setzt werden, mit dem Anschluss von eigensicheren Signalen aus den Zonen 0, 1oder 2 und 20, 21 oder 22. ET 200iSP besteht aus einem Stromversorgungsmodul,einem Interfacemodul und aus bis zu 32 Elektronikmodulen für die Digital- undAnalogein- und -ausgänge. Die Module werden auf Terminalmodule aufge-schnappt und können im laufenden Betrieb gewechselt werden.

Um eine ET200iSP eigensicher betreiben zu können, muss auch der Busstrang ei-gensicher ausgeführt sein. Dies wird durch einen Trennübertrager RS 485-IS-Koppler (6ES7 972-0AC80-0XA0) erreicht. Die maximale Übertragungsrate beträgt1,5 Mbit/s. ET 200iSP kann auch in hochverfügbaren Systemen im redundantenBetrieb eingesetzt werden.

ET 200pro: Maschinennah mit geringem Platzbedarf

ET 200pro ist ein modulares Peripheriesystem in der Schutzart IP 65/66/67 fürschaltschranklosen Aufbau. Es besteht aus einem Interfacemodul für den Busan-schluss und aus bis zu 16 Peripheriemodulen. Die Peripheriemodule können wäh-rend des laufenden Betriebs ausgetauscht werden. Es sind Digital- und Analogein-/ausgabemodule, Frequenzumrichter, Motorstarter und Reparaturschaltermodulverfügbar.

ET 200pro gibt es mit PROFIBUS-DP-Schnittstelle (Übertragungsrate maximal 12MBit/s) oder mit PROFINET-IO-Schnittstelle (Übertragungsrate maximal 100MBit/s).

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2.22 Die SIMATIC-Programmiergeräte

ET200pro ist das erste modulare Peripheriesystem mit hoher Schutzart, in demfehlersichere Peripheriebaugruppen zur Verfügung stehen. Derzeit sind dies eineEingabebaugruppe mit 8 bzw. 16 Digitaleingängen und eine Ein-/Ausgangsbau-gruppe mit 4 bzw. 8 Digitaleingängen und 4 Digitalausgängen. Die Baugruppensind sowohl in PROFIBUS- als auch PROFINET-Konfigurationen gemischt mit Stan-dard-Baugruppen einsetzbar.

Mit dem Interfacemodul IM 154-8 PN/DP CPU ist ET 200pro als Kleinsteuerung vorOrt einsetzbar. Am PROFIBUS DP ist der Betrieb als DP-Master oder als DP-Slavemöglich, am PROFINET IO als IO-Controller. Die SPS-Funktionalität des Interface-moduls entspricht einer CPU S7-315-2PN/DP.

Das SIMATIC RF180C ist ein Kommunikationsmodul zum direkten Anschluss vonzwei RFID-Readern (SLG) der Systeme MOBY D, U und RF300 an PROFINET IO. DasModul wird schwerpunktmäßig an Montagelinien im Maschinenbau und in derFödertechnik eingesetzt.

2.22 Die SIMATIC-Programmiergeräte

Mit den SIMATIC-Programmiergeräten kann das AutomatisierungssystemSIMATIC in allen Funktionen konfiguriert, projektiert und programmiert werden.Darüber hinaus sind die Programmiergeräte vollwertige, industrietaugliche PCs.Die Ausstattung der Programmiergeräte wird laufend an die fortschreitende PC-Technologie angepasst; die folgende Beschreibung bezieht sich auf den Stand2008.

Das Field PG M2 ist ein tragbarer PC im Notebook-Format. Der eingebaute Li-Io-nen-Akku mit einer Leistung von 73 Wh ermöglicht bei mobilem Einsatz einendrei- bis vierstündigen Betrieb. Ein externes Netzteil sorgt für die Spannungsver-sorgung im Büro. Der Einsatzschwerpunkt liegt bei Inbetriebnahme, Wartung undService, auch unter beengten räumlichen Verhältnissen oder auf Reisen.

Das Betriebssystem ist entweder Windows XP Professional MUI oder Windows Vi-sta Ultimate. Bereits vorinstalliert mit 14tägiger Trial License sind – bei der Be-stellung wählbar – SIMATIC STEP 7 Professional (STEP 7, S7-GRAPH, S7-SCL undS7-PLCSIM), WinCC flexible Advanced, STEP 7-Micro/Win und STEP 5 (nicht in Ver-bindung mit Windows Vista), jeweils in ihrer aktuellen Version und durch LicenseKey freischaltbar.

Die vorinstallierte Datensicherungssoftware Symantec Ghost ermöglicht ein auto-matisches Backup in einstellbaren Zyklen und im Bedarfsfall das einfache Einspie-len der gesicherten Daten.

An Schnittstellen sind vorhanden: 4 × USB 2.0, VGA (externer Monitor), LPT (An-schluss für Geräte mit paralleler Schnittstelle wie Drucker oder Scanner),PROFIBUS/MPI (RS 485 potentialgetrennt, 9-polige D-Sub-Buchse), COM1 (TTYzum Anschluss von S5-Automatisierungsgeräten bzw. Standard V.24 über den mit-gelieferten Adapter „Serial Port Adaptors D9/D25“ zum Anschluss von Geräten mit

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serieller Schnittstelle wie Modem oder Maus) und Industrial Ethernet (RJ 45-Ethernet-Anschluss für 10/100/1000 Mbit/s).

Mit dem Programmiergerät können SIMATIC Memory Cards programmiert wer-den (Programmier-Schnittstellen zu Memory Card, Micro Memory Card und S5EPROM Modulen).

Das integrierte Wireless LAN (entsprechend IEEE 802.11 a/b/g) und das integrierteModem (V.92 Motorola SM56, RJ11) sind für den Betrieb in Europa zugelassen. Fürden Betrieb in den USA und China gibt es ein WLAN-Modul, das UL-, FCC und CCC-zugelassen ist.

Tabelle 2.5 Einige Technische Daten der Varianten des Field PG M2

Standard Premium

CPU Intel Core2 Duo; 2,0 GHz; 800 MHz FSB, 2 MB Cache

Intel Core2 Duo;2,2 GHz; 800 MHz FSB, 4 MB Cache

Hauptspeicher 1 × 1 GB DDR2 RAM, 667 MHz(ausbaubar bis 2 × 2 GB)

1 × 2 GB DDR2 RAM , 667 MHz(ausbaubar bis 2 × 2 GB)

Festplattenlaufwerk 120 GB S-ATA 200 GB S-ATA

Optisches Laufwerk Multi-Standard DVD RW/CD RW

Diskettenlaufwerk 3,5" (1,44 MB)

Display 15"-TFT-Display, Auflösung 1024 × 768 Pixel

15"-TFT-Display, Auflösung 1400 × 1050 Pixel

Grafik Intel GME965 mit Dual View (z. B. Desktop über 2 Bildschirme)

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3 STEP 7: Standard Tool für SIMATIC

STEP 7 ist das Engineeringwerkzeug für SIMATIC und läuft auf einem Standard-PCunter den Betriebssystemen Microsoft Windows. STEP 7 gibt es in verschiedenenAusprägungen.

STEP 7 ist die Standardsoftware für die Automatisierungssysteme SIMATIC S7-300/400, SIMATIC C7 und SIMATIC WinAC. Der SIMATIC Manager als zentralesWerkzeug verwaltet alle anfallenden Automatisierungsdaten und alle zur Bearbei-tung dieser Daten benötigten Werkzeuge. Mit STEP 7 konfigurieren Sie die Hard-ware der SIMATIC-Controller, stellen die Baugruppenadressen und -parameter einund projektieren die Netzverbindungen. Nicht zuletzt stellt STEP 7 die Program-miersprachen Kontaktplan (KOP), Funktionsplan (FUP) und Anweisungsliste(AWL) zur Verfügung, mit denen Sie das Anwenderprogramm für den Controllerschreiben.

STEP 7 Lite ist eine kostengünstige Alternative für einfache Stand-alone-Anwen-dungen mit SIMATIC S7-300, SIMATIC C7, ET 200S und ET 200pro. Mit STEP 7 Litekonfigurieren Sie die Hardware für SIMATIC S7-300 und SIMATIC C7 einschließ-lich der dezentralen Peripherie. Die Programmiersprachen Kontaktplan (KOP),Funktionsplan (FUP) und Anweisungsliste (AWL) werden in vollem Umfang unter-stützt. Mit STEP 7 Lite erstellte Anwenderprogramme können unter STEP 7 weiter-bearbeitet werden. Von STEP 7 Lite nicht unterstützt werden Optionspakete unddie Kommunikation zu anderen SIMATIC-Stationen.

STEP 7 Professional besteht aus dem Standard Tool STEP 7 und den Optionspake-ten S7-GRAPH, S7-SCL und S7-PLCSIM. Damit unterstützt STEP 7 Professional ne-ben den von STEP 7 bekannten SPS-Sprachen Kontaktplan (KOP), Funktionsplan(FUP) und Anweisungsliste (AWL) auch die restlichen IEC-Sprachen „Ablaufspra-che“ und „Strukturierter Text“. Zusätzlich wird eine Offline-Simulation des An-wenderprogramms ermöglicht.

STEP 7 Basic (V10.5) ist das Werkzeug zum Programmieren des Automatisie-rungssystems SIMATIC S7-1200. Mit STEP 7 Basic konfigurieren Sie die Hardwareder S7-1200-Controller, parametrieren die Baugruppen und projektieren die Da-tenkommunikation zwischen S7-Stationen untereinander und zu HMI-Stationen.Das Steuerungsprogramm wird in den Programmiersprachen Kontaktplan (KOP)und Funktionsplan (FUP) erstellt. STEP 7 Basic unterstützt Sie ebenso bei Test, In-betriebnahme und Service wie bei der Projektierung der in einer CPU 1200 integ-rierten Motion- und Technologiefunktionalität. Darüber hinaus enthält STEP 7 Ba-sic das Engineering-Werkzeug WinCC Basic zur Projektierung der PROFINET-ba-sierten SIMATIC HMI Basic Panels.

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STEP 7 Micro/WIN ist die Engineering-Software für SIMATIC S7-200. Damit erstel-len Sie das Anwenderprogramm, optimiert für die Bearbeitung durch eine S7-200-CPU, in Form einer Anweisungsliste oder grafisch in Kontaktplandarstellung. DasAnwenderprogramm besteht aus einem einzigen Baustein, der Unterprogrammeenthalten kann. Der Funktionsumfang von S7-200 enthält unter anderem Binär-operationen, Zeit- und Zählfunktionen, Fest- und Gleitpunktarithmetik, Ver-gleichsfunktionen, PID-Regelung und Datentransfer.

3.1 STEP 7 Basic

STEP 7 Basic ist das Enginering-Werkzeug für das AutomatisierungssystemSIMATIC S7-1200 und die PROFINET-basierten SIMATIC HMI Basic Panels. STEP 7Basic unterstützt alle Phasen eines Automatisierungsprojekts: Konfigurieren undParametrieren der Controller-Hardware, Projektieren der Visualisierung und derDatenkommunikation, Erstellen des Steuerungsprogramms mit Kontaktplan(KOP) und Funktionsplan (FUP) sowie Test, Inbetriebnahme und Service. STEP 7Basic (V10.5 SP1) wird fünfsprachig ausgeliefert: deutsch, englisch, französisch,italienisch und spanisch.

STEP 7 Basic V10.5 ist eine 32-Bit-Applikation, die unter MS Windows XP (Homemit SP3 oder Professional mit SP3) oder MS Windows Vista (Home Premium mitSP1, Business mit SP1 oder Ultimate mit SP1) ablauffähig ist. Zum Installieren vonSTEP 7 Basic benötigen Sie Administrationsrechte, zum Arbeiten mit STEP 7 Basicmüssen Sie zumindest als Hauptbenutzer angemeldet sein. Der Prozessor solltemindestens ein Pentium 4 mit 1,7 GHz oder ein vergleichbarer Typ sein. Für dasArbeiten unter Windows XP ist ein Hauptspeicher mit einer Größe von 1 GB erfor-derlich, unter Windows Vista sollten es 2 GB sein. Auf der Festplatte benötigtSTEP 7 Basic ca. 2 GB.

Mit STEP 7 Basic arbeiten

STEP 7 Basic bietet zwei Ansichten: die Portalansicht und die Projektansicht.

Die Portalansicht (Bild 3.1) ist aufgabenorientiert angelegt. Im Startportal erstel-len Sie ein Projekt oder öffnen ein bestehendes Projekt. Ein Projekt enthält alleDaten des Automatisierungsvorhabens sowohl der Controller als auch der HMI-Geräte. Mit „Erste Schritte“ werden Sie in das Vorgehen bei der Lösung einer Auto-matisierungsaufgabe eingewiesen und starten mit „Hilfe“ ein Informationssys-tem, in dem alle Belange der Automatisierung mit S7-1200 ausführlich erläutertwerden.

Im Portal Geräte & Netze starten Sie die Hardware-Konfiguration und die Netz-Pro-jektierung. Das Portal PLC-Programmierung bietet eine Übersicht über die bereitsprogrammierten Programmbausteine; von hier aus können Sie die Editoren fürdie Erstellung des Steuerungsprogramms, der Querverweisliste und der Pro-gammstruktur starten. Das Portal Visualisierung bietet die wichtigsten Werkzeuge

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3.1 STEP 7 Basic

für die Projektierung der PROFINET-basierten Basic Panels. Mit dem Portal Online& Diagnose wählen Sie das Zielsystem für die Online-Verbindung aus und startenden Online-Status.

Die Projektansicht unterstützt ein objektorientiertes Arbeiten. Das bearbeiteteObjekt befindet sich im Arbeitsfenster, um das weitere Fenster mit unterstützen-den Informationen angeordnet sind. Im Inspektorfenster am unteren Bildschirm-rand werden die Eigenschaften des im Arbeitsfenster markierten Objekts ange-zeigt und bearbeitet. Links vom Arbeitsfenster befindet sich die Projektnavigation,die in einer hierarchischen Struktur alle Objekte des Projekts und alle zu derenBearbeitung erforderlichen Editoren enthält. Auf der rechten Seite stellt ein Aufga-benfenster die vorhandenen Automatisierungsobjekte zur Verfügung: bei derHardware-Konfiguration beispielsweise den Hardware-Katalog, bei der PLC-Pro-grammierung den Anweisungskatalog und die Baustein-Bibliotheken, bei der Vi-sualisierungsprojektierung den Katalog mit den Prozessbildobjekten und im On-line-Modus die Online-Tools.

Alle Fenster können – wie bei Microsoft Windows üblich – in der Größe verändertwerden. Man kann die Randfenster am Bildschirmrand auch „eingeklappen“, umPlatz für das Arbeitsfenster zu gewinnen. Zusätzlich lässt sich das Arbeitsfensteraus der Fensteranordnung lösen und als eigenes Fenster maximieren.

Bild 3.1 STEP 7 Basic Portalansicht

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S7-1200-Station konfigurieren

Das Programmieren eines Automatisierungssystems beginnt mit dem Anlegen ei-nes Projekts und dem Einfügen einer PLC-Station. Den Aufbau dieser Station pla-nen Sie offline mit der Hardware-Konfiguration in der Gerätesicht. Sie wählen dieCPU-Variante aus und ergänzen die Zentralbaugruppe je nach Ausbaufähigkeitund Bedarf mit weiteren Baugruppen. Anschließend bearbeiten Sie im Inspektor-fenster für die markierten Objekte, beispielsweise für eine Eingabebaugruppe, dieEigenschaften (Bild 3.2). Damit die CPU 1200 kommunikationsfähig wird, müssenSie die Eigenschaften der PROFINET-Schnittstelle – mindestens die IP-Adresse unddie Subnetzmaske – einstellen.

Besteht das Projekt aus mehr als einer Station, beispielsweise aus einem Control-ler und einer HMI-Station, können Sie in der Netzsicht die Geräte miteinander ver-binden.

PLC-Variablen definieren

Die Operanden und Variablen eines Steuerungsprogramms werden in der Regelsymbolisch adressiert, d. h. mit einem Namen angesprochen. Beispielsweise kannman dem Eingang E 1.0, der im Bereich „Eingänge“ das Bit 0 im Byte 1 darstellt,den Namen „Motor einschalten“ geben und ihn im Steuerungsprogramm auch soverwenden. Die Zuordnung zwischen der absoluten Adressierung (dem Speicher-platz) und der symbolischen Adressierung wird für Eingänge, Ausgänge und Mer-ker in der PLC-Variablentabelle vorgenommen. Bei Variablen, die nur in einem be-stimmten Baustein Gültigkeit haben („Lokaldaten“), findet die Definition der Vari-ablen im Baustein statt.

Steuerungsprogramm erstellen und testen

Das Steuerungsprogramm besteht aus einzelnen Abschnitten, „Bausteine“ ge-nannt. Es gibt die Bausteintypen Organisationsbausteine (OB), die die Schnittstel-le zwischen dem Betriebssystem und dem Anwenderprogamm darstellen, Funkti-onsbausteine (FB), in denen ein Programmabschnitt mit Datenspeicherung in ei-nem zugeordneten Datenbaustein steht, Funktionen (FC) mit Programm ohne Da-tenspeicherung und schließlich die Datenbausteine (DB), die die Datenvariablendes Anwenderprogramms enthalten.

Sie programmieren das Steuerungsprogramm mit den ProgrammiersprachenKontaktplan (KOP) oder Funktionsplan (FUP). Der Programmeditor unterstützt Siebei der Programmierung mit der Anzeige von Querverweisliste, Belegungsplan,Programmstruktur und Speicherplatzbedarf.

Zum Testen des Steuerungsprogramms verbinden Sie das Programmiergerät mitder CPU und übertragen das Programm zur CPU. Mit den Online-Tools können Siedie CPU starten und stoppen sowie die aktuelle Bearbeitungszeit (Zykluszeit) be-obachten. Geht beim Auftreten eines Fehlers die CPU in STOP, gibt der Diagnose-puffer Hinweise zur Fehlerlokalisierung.

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3.2 Datenhaltung im Automatisierungssystem bei S7-300/400

Das Testen des Steuerungsprogramms wird im Wesentlichen mit den WerkzeugenProgrammstatus und Beobachtungstabellen durchgeführt. Der Programmstatuszeigt die Signalzustände und Variablenwerte zur Laufzeit an. Die Beobachtungsta-bellen enthalten Variablen, deren Werte Sie beobachten und gezielt verändernkönnen. Damit können Sie auch Ein- und Ausgängen einen festen Signalzustandvorgeben („forcen“).

3.2 Datenhaltung im Automatisierungssystem bei S7-300/400

Um eine Steuerungsaufgabe zu lösen, steht Ihnen mit dem Softwarepaket STEP 7ein mächtiges Werkzeug zur Verfügung. Mit STEP 7 programmieren Sie nicht nurIhr Anwenderprogramm, d. h. die Programmanweisungen und -funktionen, diespäter die Steuerung ausführen soll, sondern Sie erstellen und bearbeiten alle Au-tomatisierungsdaten, also auch z. B. die Konfigurationsdaten für den Hardware-Aufbau, die Parametrierdaten der Baugruppen und die Verbindungsdaten für dieKommunikation.

Diese Automatisierungsdaten liegen im Automatisierungssystem an verschiede-nen Speicherplätzen. Da ist zuerst einmal das Programmiergerät, allgemein „Er-stellsystem“ oder „Engineering System“ genannt (es kann ja auch ein Standard-PCsein, auf dem STEP 7 läuft). Auf dessen Festplatte werden in einem „Projektbehäl-ter“ sämtliche Automatisierungsdaten gespeichert. Der Projektbehälter ist eineSoftwarestruktur, die Sie nicht zu Gesicht bekommen, es sei denn, Sie sehen sichdas Projektverzeichnis mit dem Windows-Explorer an. Die Daten im Projektbehäl-ter bearbeiten Sie mit dem SIMATIC Manager, der Bedienoberfläche von STEP 7.

Bild 3.2 Gerätesicht der Hardware-Konfiguration mit Eigenschaftenfenster des Signal Boards

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Der SIMATIC Manager zeigt Ihnen die Automatisierungsdaten in Windows-übli-chen Fenstern an.

Die Automatisierungsdaten auf der Festplatte nennt man auch die Offline-Daten.Wenn STEP 7 die Automatisierungsdaten entsprechend aufbereitet („übersetzt“)hat, können sie in ein angeschlossenes Automatisierungsgerät geladen werden.Im Normalfall nimmt die CPU, der zentrale Steuerungsprozessor, die Daten aufund verteilt sie bei Bedarf an andere Baugruppen. Die in den Anwenderspeicherder CPU geladenen Daten sind die Online-Daten. Offline- und Online-Daten müs-sen für eine problemlose Projektierung immer aufeinander abgestimmt sein.

Betrachten wir anhand eines Anwenderprogrammteils, eines „Bausteins“, welchenWeg er durch die Datenhaltungen nimmt (Bild 3.1). Der SIMATIC Manager zeigtuns im Offline-Fenster die Bausteine in der Offline-Datenhaltung, also auf derFestplatte. Wir können nun einen neuen Baustein einfügen und programmieren.Mit dem Starten des Programmeditors wird der Baustein in den Hauptspeicher des

Bild 3.3 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

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3.3 STEP 7

Programmiergeräts übertragen, wo er sich während des Editierens befindet. Erstmit dem Menüpunkt DATEI → SPEICHERN wird er auf der Festplatte gesichert. DasProgrammieren des Bausteins kann „offline“ erfolgen, d. h. ohne angeschlossenesAutomatisierungssystem.

Nachdem wir den Baustein fertiggestellt haben, soll er in die CPU des Automatisie-rungsgeräts – allgemein ins „Zielsystem“ – übertragen werden, wo wir ihn testenwollen. Die Übertragung kann auf zwei Arten geschehen: Wir verbinden die MPI-Schnittstelle des Programmiergeräts und die der CPU und sind nun „online“ ander CPU. Dann übertragen wir mit dem SIMATIC Manager den Baustein in den An-wenderspeicher der CPU. Der zweite Weg bietet sich dann an, wenn der Baustein,respektive das gesamte Programm, bereits getestet ist und nun „endgültig“ in denCPU-Speicher geschrieben werden soll: Wir übertragen das Programm auf eineMemory Card und stecken anschließend die Memory Card in die CPU. Das Pro-grammiergerät braucht hierfür nicht online geschaltet zu werden.

Bei angeschlossener CPU sehen wir im Online-Fenster des SIMATIC Managers denInhalt des CPU-Anwenderspeichers. Wir können nun auch einen Baustein aus die-sem CPU-Anwenderspeicher online bearbeiten. Der Programmeditor oder derSIMATIC Manager überträgt den ausgewählten Baustein in den Hauptspeicher desProgrammiergeräts, wo er von uns geändert werden kann. Mit dem MenüpunktZIELSYSTEM → LADEN schreiben wir den geänderten Baustein wieder zurück zurCPU, ohne dass er in die Datenhaltung im Programmiergerät aufgenommen wor-den ist.

Dieses Vorgehen ist nur dann zu empfehlen, wenn wir bewusst den Baustein nichtoffline speichern wollen, z. B. weil er nur als Testhilfe programmiert worden ist.Generell gilt, dass die Offline-Datenhaltung auf der Festplatte und die Online-Da-tenhaltung in der CPU nicht auseinanderlaufen dürfen. Denn einerseits werdenzum Bearbeiten der Online-Daten auch die im Projektbehälter gespeicherten Da-ten (z. B. Symbolik, Kommentare) verwendet, andererseits wollen wir ja, dassnach dem Programmtesten sämtliche Automatisierungsdaten in sich wider-spruchsfrei und vollständig sind.

Empfehlung: Sind wir „online“ an der CPU, schreiben wir jeden Baustein, den wirgerade mit dem Programmeditor bearbeiten, sowohl auf die Festplatte als auchzur CPU. Das ist unabhängig davon, ob es sich um einen „Offline-Baustein“ oderum einen „Online-Baustein“ handelt.

Sinngemäß genauso werden auch die anderen Automatisierungsdaten gehand-habt.

3.3 STEP 7

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug für SIMATIC. Es enthält die Ap-plikationen zum Konfigurieren der Hardware, zum Projektieren der Netzverbin-dungen und zum Erstellen des Anwenderprogramms. Die Verwaltung geschiehtin Form eines „Projekts“ mit einer gemeinsamen Datenhaltung. Mit mehreren Op-tionspaketen kann die Funktionalität von STEP 7 erweitert werden.

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STEP 7 wird fünfsprachig (deutsch, englisch, französisch, italienisch und spa-nisch) ausgeliefert. Ergänzend sind Versionen in japanischer und chinesischerSprache erhältlich. STEP 7 benötigt je nach Installationsumfang und nach verwen-detem Betriebs- und Filesystem bis zu 900 MByte auf der Festplatte. Zusätzlich isteine Auslagerungsdatei erforderlich, deren Größe mindestens dem doppeltenWert des Hauptspeicherausbaus entspricht.

STEP 7 setzt in der Version V5.4 als Betriebssystem MS Windows 2000 Professionalmit SP4, MS Windows XP Professional mit SP2, MS Windows Server 2003 SP2 stan-dard edition als Arbeitsplatzrechner oder MS Windows Vista 32 Bit Ultimate undBusiness voraus. STEP 7 V5 ist „multiuserfähig“, d. h. Sie können von mehrerenArbeitsplätzen ein Projekt, das z. B. auf einem zentralen Server liegt, gleichzeitigbearbeiten. Die Einstellungen hierzu nehmen Sie in der Windows Systemsteue-rung mit dem Programm „SIMATIC Arbeitsplatz“ vor.

Autorisierung

Zum Betreiben von STEP 7 benötigen Sie eine Lizenz (Nutzungsberechtigung).Diese wird auf einer Diskette oder einem USB-Stick mitgeliefert. Nach der Installa-tion von STEP 7 werden Sie zur Autorisierung aufgefordert, falls sich noch keineAutorisierung auf der Festplatte befindet. Sie können die Autorisierung auch zueinem späteren Zeitpunkt nachholen.

Geht Ihnen die Autorisierung z. B. durch einen Festplattendefekt verloren, könnenSie auf die zeitlich begrenzte, mit STEP 7 gelieferte Trial License zurückgreifen,bis Sie eine neue Autorisierung beschafft haben.

Online-Hilfe

Die Online-Hilfe des SIMATIC Managers liefert Ihnen während der Programmier-sitzung Informationen, ohne dass Sie in Handbüchern nachschlagen müssen. Fürdie Nutzung der Online-Hilfe ist der Microsoft Internet Explorer erforderlich. DieHilfethemen wählen Sie über das Menü HILFE aus. Die Online-Hilfe gibt z. B. unterERSTE SCHRITTE einen knappen Überblick über das Arbeiten mit dem SIMATIC Ma-nager.

HILFE → HILFETHEMEN startet aus jeder Applikation heraus die zentrale Hilfe zuSTEP 7, die das gesamte Basiswissen enthält. HILFE → HILFE ZUM KONTEXT F1 bie-tet eine kontextabhängige Hilfe, d. h. Sie erhalten Informationen über ein mit derMaus markiertes Objekt oder über die aktuelle Fehlermeldung, wenn Sie die F1-Taste betätigen.

In der Symbolleiste befindet sich eine Schaltfläche mit einem Pfeil und einem Fra-gezeichen. Wenn Sie auf diese Schaltfläche klicken, erhält der Mauszeiger zusätz-lich ein Fragezeichen. Mit diesem „Hilfe“-Mauszeiger können Sie nun ein Objektauf dem Bildschirm, z. B. ein Symbol oder einen Menübefehl, anklicken und erhal-ten dann die dazugehörende Online-Hilfe.

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3.4 SIMATIC Manager

3.4 SIMATIC Manager

Unter dem SIMATIC Manager arbeiten Sie mit den Objekten in der STEP-7-Welt.Diese „logischen“ Objekte entsprechen „realen“ Objekten Ihrer Anlage. Ein Projektenthält die gesamte Anlage, eine Station entspricht einem Automatisierungssys-tem. Ein Projekt kann mehrere Stationen enthalten, die z. B. durch ein MPI-Sub-netz miteinander verbunden sind. In einer Station steckt eine CPU, die ein Pro-gramm enthält, in unserem Fall ein S7-Programm. Dieses Programm ist wiederum„Behälter“ für weitere Objekte, wie z. B. das Objekt Bausteine, das u. a. die über-setzten Bausteine enthält.

Der Einstieg in die Programmierung geschieht über das Öffnen oder Neuanlegeneines Projekts. Zum Kennenlernen sind die mitgelieferten Beispielprojekte geeig-net. Wenn Sie mit DATEI → ÖFFNEN ein mitgeliefertes Projekt öffnen, sehen Sie daszweigeteilte Projektfenster: Links befindet sich die Struktur des geöffneten Ob-jekts (die Objekt-Hierarchie), rechts der Inhalt des markierten Objekts. Ein Maus-klick auf das Kästchen mit dem Pluszeichen im linken Fenster öffnet weitere Ebe-nen der Struktur; das Markieren eines Objekts im linken Fenster zeigt dessen In-halt im rechten Fenster an. Das Öffnen von Objekten auf der untersten Hierarchie-ebene, z. B. ein Doppelklick auf das Symbol OB1, startet das zum Objekt gehören-de Werkzeug, im Beispiel den Programmeditor.

Der SIMATIC Manager ist das zentrale Werkzeugin STEP 7; nach der Installation finden Sie seinSymbol auf dem Windows-Desktop. Ein Doppel-klick auf das Symbol startet den SIMATIC Mana-ger. Der Start über die Taskleiste ist alternativ: START → SIMATIC → SIMATIC MANAGER

Bild 3.4 Beispiel für ein Projektfenster im SIMATIC Manager

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Automatisieren mit STEP 7

Diese Doppelseite zeigt dieprinzipielle Vorgehensweisefür die Anwendung der Engi-neering-Software STEP 7.

Sie starten den SIMATIC Ma-nager und richten ein neuesProjekt ein oder öffnen einvorhandenes. In einem Projektsind alle Daten für ein Auto-matisierungsvorhaben inForm von Objekten gespei-chert. Beim Einrichten einesProjekts schaffen Sie Behälterfür die anfallenden Daten, in-dem Sie die benötigten Statio-nen mit mindestens den CPUseinrichten; dann werden auchdie Behälter für die Anwen-derprogramme angelegt. Siekönnen einen Programmbe-hälter auch direkt im Projektanlegen.

In den nächsten Schrittenkonfigurieren Sie die Hard-ware und projektieren bei Be-darf die Kommunikationsver-bindungen. Danach erstellenund testen Sie das Anwender-programm.

Die Reihenfolge beim Erzeu-gen der Automatisierungsda-ten ist nicht festgelegt. Es giltnur die allgemeine Vorschrift:Wenn Sie Objekte (Daten) be-arbeiten wollen, müssen sievorhanden sein; wenn Sie Ob-jekte einfügen wollen, müs-sen die entsprechenden Be-hälter vorhanden sein.

Sie können die Bearbeitung ineinem Projekt jederzeit unter-brechen und beim nächstenStarten des SIMATIC Mana-gers an einer quasi beliebigenStelle wieder aufsetzen.

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3.4 SIMATIC Manager

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3.5 Projekte und Bibliotheken

An der Spitze der Objekthierarchie bei STEP 7 stehen als „Hauptobjekte“ das Pro-jekt und die Bibliothek.

Projekte dienen zur geordneten Ablage aller Daten und Programme, die beim Lö-sen einer Automatisierungsaufgabe anfallen. Dies sind im Wesentlichen

b die Konfigurationsdaten über den Hardware-Aufbau,

b die Parametrierdaten für die Baugruppen,

b die Projektierungsdaten für die Kommunikation über Netze,

b die Programme (Code und Daten, Symbolik, Quellen).

Die Objekte in einem Projekt sind hierarchisch gegliedert. Das Öffnen eines Pro-jekts ist der Einstieg in die Bearbeitung aller in ihm enthaltenen (darunter liegen-den) Objekte. Die Beschreibung auf den nächsten Seiten zeigt Ihnen die Bearbei-tung dieser Objekte.

Bibliotheken dienen zur Ablage von wiederverwendbaren Programmkomponen-ten. Bibliotheken sind ebenfalls hierarchisch gegliedert: Sie können S7-Program-me enthalten, diese wiederum ein Anwenderprogramm (einen Behälter für über-setzte Bausteine), einen Behälter für Quellprogramme und eine Symboltabelle.Mit Ausnahme von Online-Verbindungen (keine Testmöglichkeit) steht Ihnen beider Erstellung eines Programms oder Programmteils in einer Bibliothek die glei-che Funktionalität zur Verfügung wie in einem Projekt. STEP 7 enthält im Lieferum-fang die Bibliothek Standard Library, die u. a. folgende Programme enthält:

b Organization Blocks;Vorlagen für die Startinformation in den temporären Lokaldaten,

b System Function Blocks;Aufrufschnittstellen für die Systemfunktionen SFC und Systemfunktions-bausteine SFB,

b IEC Function Blocks;Funktionen FC für die Bearbeitung von DT- und STRING-Variablen,

b PID Control Blocks;Funktionsbausteine FB für kontinuierlichen Regler und Schrittregler,

b Communication Blocks;Funktionen FC für die S5-kompatible Kommunikation.

Projekte sind hierarchisch strukturiert

Die STEP-7-Objekte sind durch eine Baumstruktur miteinander verbunden. Bild3.3 zeigt die wesentlichen Teile der Baumstruktur (sozusagen den „Hauptast“),wenn Sie mit dem STEP 7 für S7-Anwendungen in der Offline-Ansicht arbeiten. Diefett dargestellten Objekte sind Behälter für weitere Objekte. Alle im Bild enthalte-

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3.5 Projekte und Bibliotheken

Bild 3.5 Objekthierarchie in einem STEP-7-Projekt

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nen Objekte stehen Ihnen in der Offline-Ansicht zur Verfügung. Das sind diejeni-gen Objekte, die sich auf der Festplatte des Programmiergeräts befinden. Befindetsich ihr Programmiergerät online an einer CPU (allgemein: an einem Zielsystem),können Sie mit dem Menübefehl ANSICHT → ONLINE zur Online-Ansicht umschal-ten. Dann sehen Sie in einem weiteren Projektfenster die Objekte, die sich auf demZielgerät befinden; die im Bild unterstrichenen Objekte sind dann nicht mehrdabei.

3.6 Projekt bearbeiten

Wenn Sie ein Projekt neu einrichten, schaffen Sie „Behälter“ für die anfallendenDaten, anschließend erzeugen Sie die Daten und füllen damit diese Behälter. ImNormalfall legen Sie ein Projekt mit der entsprechenden Hardware an, konfigurie-ren die Hardware – mindestens jedoch die CPU – und erhalten dann Behälter fürdas Anwenderprogramm. Sie können aber auch ein S7-Programm ohne Hardwaredirekt im Projektbehälter anordnen. Beachten Sie, dass das Parametrieren vonBaugruppen, wie z. B. Adressenänderungen, CPU-Einstellungen oder Verbin-dungsprojektierung, nur mit der Hardware-Konfiguration möglich ist.

Es wird dringend empfohlen, die gesamte Projektbearbeitung über den SIMATICManager abzuwickeln. Das Anlegen, Kopieren oder Löschen von Ordnern oder Da-teien sowie das Ändern von Namen (!) mit dem Windows-Explorer innerhalb derOrdnerstruktur eines Projekts kann die einwandfreie Bearbeitung durch denSIMATIC Manager beeinträchtigen.

Projekt anlegen oder erweitern

Der STEP 7 Assistent hilft Ihnen ein neues Projekt anzulegen. Sie bestimmen dieverwendete CPU; der Assistent legt ein Projekt mit einer S7-Station und der ge-wählten CPU, sowie einen S7-Programm-Behälter, einen Quellen-Behälter und ei-nen Bausteine-Behälter mit den ausgewählten Organisationsbausteinen an. Möch-ten Sie „manuell“ ein Projekt anlegen oder ein Projekt erweitern, beschreibt Ihnendieser Abschnitt in Stichworten die erforderlichen Tätigkeiten.

1 Ein Projekt öffnen oder ein neues Projekt erzeugen Den SIMATIC Manager starten und ein vorhandenes Projekt mit DATEI → ÖFF-NEN öffnen oder ein neues Projekt mit DATEI → NEU anlegen.

2 Eine neue Station in das Projekt einfügenIm Fenster des SIMATIC Managers das Projekt markieren und mit dem Menü-punkt EINFÜGEN → STATION → … den Behälter für eine neue Station einfügen.

3 Enthält das Projekt mehrere Stationen, bei dieser Gelegenheit auch die Behälterfür die weiteren Stationen einfügen sowie die Objekte für Subnetze.

4 Eine Station konfigurierenDie geöffnete Station zeigt im rechten Fenster das Objekt Hardware, dieses öff-

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3.6 Projekt bearbeiten

nen. Es startet die Hardware-Konfiguration und zeigt ein leeres Stationsfenstersowie den Hardware-Katalog. Aus dem Hardware-Katalog nun den Baugruppen-träger und mindestens die CPU in das Stationsfenster ziehen (das genügt beiS7-300 zum Anlegen eines Anwenderprogramms, genaueres siehe „Stationkonfigurieren“). Station übersetzen, speichern und schließen; zurück zumSIMATIC Manager.

5 Die geöffnete Station zeigt nun zusätzlich zum Objekt Hardware die CPU an. Mitder CPU legt der SIMATIC Manager gleichzeitig das Symbol Verbindungen undein S7-Programm mit Symboltabelle, Quellen- und Bausteine-Behälter an. Nunist die Projektstruktur für eine Station komplett eingerichtet.

6 Die Inhalte des S7-Programms ansehenCPU mit Klick auf das Plus-Kästchen öffnen, ebenso die Behälter S7-Programmund Bausteine öffnen; der SIMATIC Manager zeigt im rechten Fenster die Sym-bole für die übersetzten Konfigurationsdaten (Systemdaten) und einen leerenOrganisationsbaustein für das Hauptprogramm (OB 1).

7 Die Objekte des Anwenderprogramms bearbeitenWir sind nun auf der untersten Stufe der Objekt-Hierarchie angekommen. Daserste Öffnen des OB 1 bringt das Fenster mit den Objekteigenschaften und öff-net dann den Programmeditor zum Bearbeiten des Programms im Organisati-onsbaustein.

Jedes Öffnen eines Objekts startet gleichzeitig das dazugehörende Werkzeug. Öff-nen Sie beispielsweise ein Subnetz oder Verbindungen, startet die Netzprojektie-rung; öffnen Sie Hardware, startet die Hardware-Konfiguration; öffnen Sie Symbo-le, startet der Symboleditor und mit dem Öffnen eines Codebausteins startet derProgrammeditor.

Bibliothek anlegen

Sie können ein Programm auch unter einer Bibliothek anlegen, wenn Sie es z. B.mehrfach wiederverwenden wollen. So haben Sie immer das Standard-Programmzur Verfügung und können es ganz oder teilweise in Ihr aktuelles Programm ko-pieren. Beachten Sie, dass Sie in einer Bibliothek keine Online-Verbindungen auf-bauen können; ein Programm können Sie also nur innerhalb eines Projekts testen.

Projekte verwalten, reorganisieren und archivieren

Projekte und Bibliotheken verwaltet der SIMATIC Manager in Projektlisten bzw. Bi-bliothekslisten. Mit DATEI → VERWALTEN zeigt Ihnen der SIMATIC Manager alleihm bekannten Projekte mit Name und Ablagepfad. Sie können nun Projekte, dieSie nicht mehr anzeigen lassen wollen, aus der Liste löschen („Verbergen“) oderneue Projekte in die Projektliste aufnehmen („Anzeigen“). In gleicher Weise ver-walten Sie Bibliotheken.

Beim Ausführen von DATEI → REORGANISIEREN … beseitigt der SIMATIC Managerdie durch Löschen von Objekten entstandenen Lücken und optimiert – ähnlich wie

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ein Defragmentierungsprogramm – die Datenablage auf der Festplatte. Das Reor-ganisieren kann, je nach Datenbewegungen, längere Zeit dauern.

Ein Projekt oder eine Bibliothek können Sie mit DATEI → ARCHIVIEREN … auch ar-chivieren. Hierbei legt der SIMATIC Manager in einer Archivdatei das ausgewählteObjekt (das Projekt- bzw. Bibliotheksverzeichnis mit allen darunterliegenden Ver-zeichnissen und Dateien) komprimiert ab. Beim Archivieren darf das Projekt bzw.die Bibliothek nicht mehr in Bearbeitung sein; alle Fenster sind zu schließen.

Im archivierten (komprimierten) Zustand sind Projekte und Bibliotheken nicht be-arbeitbar. Mit DATEI → DEARCHIVIEREN entpacken Sie ein archiviertes Objekt undkönnen es dann wieder bearbeiten. Die dearchivierten Objekte werden automa-tisch in die Projekt- bzw. Bibliotheksverwaltung aufgenommen.

Multiprojekte erleichtern die Bearbeitung großer Projekte

Multiprojekte fassen Projekte und Bibliotheken zu einer Einheit zusammen. InMultiprojekten können Kommunikationsverbindungen zwischen den Projekten,wie z. B. S7-Verbindungen, projektübergreifend bearbeitet werden. Die einzelnenProjekte können dann vom Umfang kleiner und überschaubarer gestaltet und par-allel bearbeitet werden. Multiprojekte behandeln Sie wie Projekte, z. B. beim Ver-walten, Archivieren und Dearchivieren.

3.7 SIMATIC-Station konfigurieren

Mit der Hardware-Konfiguration planen Sie den Hardware-Aufbau Ihres Automati-sierungssystems. Das Konfigurieren geschieht offline ohne Verbindung zur CPU.Mit diesem Werkzeug können Sie auch die Baugruppen adressieren und paramet-rieren. Sie können die Hardware-Konfiguration im Planungsstadium erstellenoder erst dann, wenn die Hardware bereits aufgebaut ist.

Sie beginnen die Hardware-Konfiguration bei markierter Station mit BEARBEITEN →OBJEKT ÖFFNEN oder durch einen Doppelklick auf das Objekt Hardware im geöffne-ten Behälter SIMATIC 300/400-STATION. Die Grundeinstellungen der Hardware-Kon-figuration nehmen Sie mit EXTRAS → EINSTELLUNGEN vor. Nach dem Projektierenzeigt Ihnen STATION → KONSISTENZ PRÜFEN an, ob die Eingaben fehlerfrei sind.STATION → SPEICHERN legt die Konfigurationstabellen mit sämtlichen Parame-trierdaten in Ihrem Projekt auf der Festplatte ab. Mit STATION → SPEICHERN UND

ÜBERSETZEN werden gleichzeitig mit dem Speichern die Konfigurationstabellenübersetzt und die übersetzten Daten in das Objekt Systemdaten im Offline-Behäl-ter Bausteine abgelegt. Nach dem Übersetzen können Sie die Konfigurationsdatenmit ZIELSYSTEM → LADEN IN BAUGRUPPE zu einer angeschlossenen CPU übertra-gen. Das Objekt Systemdaten im Online-Behälter Bausteine repräsentiert die aktu-ellen Konfigurationsdaten auf der CPU. Diese können Sie mit ZIELSYSTEM → LA-DEN IN PG auf die Festplatte „zurückholen“.

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3.7 SIMATIC-Station konfigurieren

Die Daten der Hardware-Konfiguration exportieren Sie mit STATION → EXPORTIE-REN. STEP 7 legt daraufhin eine Datei im ASCII-Format an, die die Konfigurations-und Parametrierdaten der Baugruppen enthält.

Hardware konfigurieren im Stationsfenster

Die Hardware-Konfiguration zeigt nach dem Öffnen das Stationsfenster und denHardware-Katalog. Zur besseren Bearbeitung vergrößern oder maximieren Siedas Stationsfenster. Es zeigt im oberen Teil die Baugruppenträger in Form von Ta-bellen und die Stationen der dezentralen Peripherie im Form von Symbolen.

Bei mehreren Baugruppenträgern sehen Sie hier die Verbindung zwischen denAnschaltungsbaugruppen und bei der Verwendung der dezentralen Peripheriedas PROFIBUS-DP-Mastersystem oder das PROFINET-IO-System. Bei sehr umfang-reichen Projekten mit vielen Baugruppenträgern können Sie mit ANSICHT → AUTO-MATISCH ANORDNEN die aktuelle Ansicht automatisch von der Hardware-Konfigurati-on ordnen lassen.

Der untere Teil des Stationsfensters zeigt in Form der Konfigurationstabelle dieDetailsicht auf den im oberen Teil markierten Baugruppenträger, DP-Slave oderIO-Device.

Bild 3.6 Beispiel für ein Stationsfenster der Hardware-Konfiguration

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Detailsicht in der Konfigurationstabelle

Die Hardware-Konfiguration arbeitetmit Tabellen, die je einen Baugrup-penträger, eine Baugruppe oder einedezentrale Station darstellen. EineKonfigurationstabelle zeigt die Steck-plätze mit den darin angeordnetenBaugruppen bzw. die Eigenschaftender Baugruppe, wie z. B. die Adressenund die Bestellnummer. Ein Doppel-klick auf eine Baugruppenzeile in derKonfigurationstabelle öffnet das Ei-genschaftsfenster der Baugruppe undgestattet die Parametrierung der Bau-gruppe.

Alle Baugruppen im Hardware-Katalog

Den Hardware-Katalog können Siemit ANSICHT → KATALOG ein- undausblenden. Er enthält alle verfügba-ren Baugruppenträger, Baugruppenund Schnittstellenmodule, die STEP 7kennt. Mit EXTRAS → KATALOGPROFI-LE BEARBEITEN können Sie sich eineneigenen Hardware-Katalog zusam-menstellen, der – in selbstgewählterStruktur – nur die Baugruppen an-zeigt, mit denen Sie arbeiten wollen.

Mit einem Doppelklick auf die Titel-leiste können Sie den Hardware-Kata-log am rechten Rand des Stations-fensters „andocken“, um zu vermei-den, dass Inhalte des Stationsfensters durch ihn verdeckt werden. Ein Doppelklickauf die Titelleiste löst wieder das angedockte Katalogfenster.

Bild 3.7 Geöffneter Hardware-Katalog

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3.8 Baugruppen anordnen und parametrieren

3.8 Baugruppen anordnen und parametrieren

Baugruppen anordnen

Sie beginnen mit dem Anordnen der Baugruppen, indem Sie aus dem Hardware-Katalog z. B. unter „SIMATIC 300“ und „RACK-300“ die Profilschiene mit der Mausmarkieren und „festhalten“, in den oberen Teil des Stationsfensters ziehen und aneiner beliebigen Stelle „loslassen“ (drag & drop). Sie erhalten die leere Konfigura-tionstabelle für den Zentralbaugruppenträger. Nun die gewünschten Baugruppendem Hardware-Katalog entnehmen und in der gleichen Weise auf die vorgesehe-nen Steckplätze ziehen. Ein Symbol für ein Halteverbot zeigt an, dass Sie die gera-de ausgesuchte Baugruppe nicht auf den angewählten Steckplatz ziehen können.Sie erzeugen die Konfigurationstabelle für einen weiteren Baugruppenträger, in-dem Sie den aus dem Katalog ausgewählten Baugruppenträger in das Stations-fenster ziehen.

Baugruppen parametrieren

Mit dem Parametrieren einer Baugruppe legen Sie deren Eigenschaften fest. DasParametrieren ist nur dann erforderlich, wenn Sie die voreingestellten Parameterverändern wollen. Voraussetzung für das Parametrieren ist die Anordnung derBaugruppe in einer Konfigurationstabelle. Doppelklicken Sie in der Konfigurati-onstabelle auf die Baugruppe oder wählen Sie bei markierter Baugruppe den Me-nübefehl BEARBEITEN → OBJEKTEIGENSCHAFTEN. Es erscheint ein Dialogfeld mitbaugruppenspezifischen Registerkarten, die die einstellbaren Parameter zeigen.Wenn Sie auf diese Weise eine CPU parametrieren, stellen Sie damit die Ablaufei-genschaften Ihres Anwenderprogramms ein.

Bild 3.8 Baugruppen parametrieren, Beispiel für eine CPU

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3.9 Baugruppen adressieren

Beim Anordnen der Baugruppen vergibt die Hardware-Konfiguration automatischeine Baugruppenanfangsadresse. Diese Adresse sehen Sie in der Konfigurations-tabelle im unteren Teil des Stationsfensters oder in den Objekteigenschaften derbetreffenden Baugruppe. Bei S7-400-CPUs und bei den S7-300-CPUs mit integrier-ter DP-Schnittstelle können Sie die Baugruppenanfangsadressen ändern. DieAdressenbereiche der Baugruppen dürfen sich nicht überlappen.

Es gibt Baugruppen, die sowohl Eingänge als auch Ausgänge haben, die Sie (theo-retisch) mit verschiedenen Anfangsadressen belegen können. Beachten Sie jedochdie entsprechenden Hinweise in den Gerätehandbüchern: Die meisten Funktions-und Kommunikationsbaugruppen fordern die gleiche Anfangsadresse für Ein-und Ausgänge.

Bei der Vergabe der Baugruppenanfangsadresse können Sie abhängig von der ver-wendeten CPU auch die Zuordnung zu einem Teilprozessabbild treffen. Steckt ineinem S7-400-Zentralbaugruppenträger mehr als eine CPU, ist automatisch derMehrprozessorbetrieb eingestellt und Sie müssen die Baugruppe einer CPU zu-ordnen. Mit ANSICHT → ADRESSÜBERSICHT erhalten Sie ein Fenster mit allen ver-wendeten Baugruppenadressen für die markierte CPU.

Baugruppen am MPI-Bus bzw. K-Bus haben eine MPI-Adresse. Auch diese Adressekönnen Sie ändern. Beachten Sie, dass sich mit dem Übertragen der Konfigurati-onsdaten zur angeschlossenen CPU die Änderungen, die die CPU direkt betreffenwie z. B. die eigene MPI-Adresse, sofort auswirken.

Bild 3.9Baugruppen parametrieren, am Beispiel einer Digital-eingabebau-gruppe mit Prozessalarm

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3.10 Anwenderprogramm erstellen

3.10 Anwenderprogramm erstellen

Vorgehen bei der Erstellung des Anwenderprogramms

Nach der Aufteilung der Automatisierungsaufgabe in kleinere Einheiten bis hin-unter zur Bausteingröße können Sie daran gehen, das Programm einzugeben. Siekönnen wählen zwischen der inkrementellen und der quellorientierten Program-mierung. Doch zuerst sind die globalen Symbole zu definieren.

Im Programm werden die Signalzustände oder die Werte von Operanden verarbei-tet. Ein Operand ist z. B. der Eingang E 1.0 (absolute Adressierung). Mit Hilfe derSymboltabelle unter dem Objekt Symbole können Sie einem Operanden ein Sym-bol (einen alphanumerischen Namen, z. B. „Motor einschalten“) zuordnen undihn dann mit diesem Symbol ansprechen (symbolische Adressierung). In den Ei-genschaften des Offline-Objektbehälters Bausteine stellen Sie ein, ob bei einer Än-derung in der Symboltabelle für die bereits übersetzten Bausteine beim nächstenSpeichern die Absolutadresse oder das Symbol maßgeblich sein soll (Operanden-vorrang).

Schon beim Anordnen der Signalbaugruppen mit der Hardware-Konfigurationkönnen Sie mit dem Menüpunkt BEARBEITEN → SYMBOLE… jedem Digitalein-/aus-gang und jedem Analogein-/ausgang einen Namen geben, mit dem Sie ihn im An-wenderprogramm ansprechen wollen. Die in der Hardware-Konfiguration verge-benen Symbole werden automatisch in die Symboltabelle übernommen.

Bei der inkrementellen Programmerstellung geben Sie das Programm direktbausteinweise ein. Die Eingaben werden sofort auf richtige Schreibweise (Syntax)überprüft. Gleichzeitig mit dem Speichern des Bausteins wird er übersetzt und imBehälter Bausteine abgelegt. Mit der inkrementellen Programmierung können Sieauch Bausteine online in der CPU editieren, sogar während des laufenden Betriebs.Die inkrementelle Programmerstellung ist bei allen Basissprachen möglich.

Bei der quellorientierten Programmerstellung schreiben Sie eine oder mehrereProgrammquellen und legen diese in den Behälter Quellen ab. Programmquellensind ASCII-Textdateien, die die Programmanweisungen für einen oder mehrereBausteine, evtl. sogar für das gesamte Programm enthalten. Diese Quellen über-setzen Sie und erhalten die übersetzten Bausteine im Behälter Bausteine. Diequellorientierte Programmerstellung wenden Sie bei AWL an; Sie können mit KOPund FUP zwar nicht quellorientiert programmieren, jedoch Ihre mit KOP oder FUPerstellten Programme als Quelle speichern.

Das Anwenderprogramm wird unter demObjekt S7-Programm erstellt. Diesen Objekt-behälter können Sie in der Projekt-Hie-rarchie einer CPU zuordnen oder CPU-unabhängig erstellen. Der Behälter S7-Pro-gramm enthält das Objekt Symbole und dieBehälter Quellen und Bausteine.

Bild 3.10Anordnung der Anwenderprogramme innerhalb der Projektstruktur

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3.11 Symboleditor

Im Steuerungsprogramm arbeiten Sie mit Operanden, das sind z. B. Eingänge,Ausgänge, Zeiten, Bausteine. Diese Operanden können Sie absolut adressieren(z. B. E 1.0) oder symbolisch adressieren (z. B. Startsignal). Die symbolischeAdressierung verwendet Namen statt der Absolutadresse. Sie können Ihr Pro-gramm leichter lesbar gestalten, wenn Sie aussagekräftige Namen verwenden.

Bei der symbolischen Adressierung wird unterschieden zwischen lokalen Symbo-len und globalen Symbolen. Ein lokales Symbol ist nur in dem Baustein bekannt,in dem es definiert worden ist. Sie können gleiche lokale Symbole in verschiede-nen Bausteinen für unterschiedliche Zwecke verwenden. Ein globales Symbol istim gesamten Anwenderprogramm bekannt und hat in allen Bausteinen die glei-che Bedeutung. Globale Symbole definieren Sie in der Symboltabelle (Objekt Sym-bole im Behälter S7-Programm).

Ein globales Symbol beginnt mit einem Buchstaben und kann bis zu 24 Zeichenlang sein. Ein globales Symbol kann auch Leerzeichen, Sonderzeichen und länder-spezifische Zeichen wie z. B. Umlaute enthalten. Ausgenommen sind die Zeichen00hex, FFhex und das Anführungszeichen ("). Symbole mit Sonderzeichen müssenSie beim Programmieren in Anführungszeichen setzen. Im übersetzten Bausteinzeigt der Programmeditor alle globalen Symbole in Anführungszeichen an. DerSymbolkommentar kann bis zu 80 Zeichen lang sein.

Beim Anlegen eines S7-Programms legt der SIMATIC Manager auch eine leereSymboltabelle Symbole an. Diese öffnen Sie und können nun die globalen Symbo-le festlegen und Absolutadressen zuordnen. In einem S7-Programm kann es im-mer nur eine einzige Symboltabelle geben. Zur Festlegung eines Symbols gehörtauch der Datentyp. Er definiert bestimmte Eigenschaften der sich hinter dem Sym-bol verbergenden Daten, im Wesentlichen die Darstellung des Dateninhalts. Bei-spielsweise bezeichnet der Datentyp BOOL eine Binärvariable und der DatentypINT eine Digitalvariable, deren Inhalt eine 16-bit-Ganzzahl darstellt.

Bild 3.11 Beispiel für eine Symboltabelle

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3.12 Programmeditor

3.12 Programmeditor

Der Programmeditor des SIMATIC Managers stellt Ihnen die Programmierspra-chen Kontaktplan (KOP), Funktionsplan (FUP) und Anweisungsliste (AWL) zur Ver-fügung. Sie erstellen das Anwenderprogramm Baustein für Baustein und könnenfür jeden Baustein die Programmiersprache frei wählen. Bei der „inkrementellen“Programmierung werden die Eingaben sofort geprüft und übersetzt, so dass nurfehlerfreie Bausteine gespeichert werden können. Bei der quellorientierten Pro-grammierung für AWL schreiben Sie mit dem Programmeditor das Programm als„normalen“ Text im ASCII-Format und erzeugen mit dem im Programmeditor ent-haltenen Übersetzer (Compiler) einen ablauffähigen Programmcode.

Programmeditor starten

Ein Doppelklick auf einen Baustein im Behälter Bausteine startet den Programm-editor, so dass Sie sofort den geöffneten Baustein editieren können. Ebenso ver-fahren Sie mit einer Quelldatei im Behälter Quellen. Im Programmeditor könnenSie weitere Bausteine und Quellen zur Bearbeitung öffnen. Der Start des Program-meditors ist auch über die Windows-Taskleiste möglich mit START → SIMATIC →STEP 7 → KOP, AWL, FUP - S7 BAUSTEINE PROGRAMMIEREN.

Programmiersprache individuell für jeden Baustein

Wo stellt man nun die Programmiersprache ein? Da für jeden Baustein die Pro-grammiersprache frei gewählt werden kann, gehört die Programmiersprache zuden Bausteineigenschaften. Sie gelangen zu den Eigenschaften des gerade geöff-neten Bausteins mit BEARBEITEN → OBJEKTEIGENSCHAFTEN und ändern auf der Re-gisterkarte Allgemein - Teil 1 die Erstellsprache. Sie können die Erstellsprache auchbei bereits programmierten Bausteinen ändern. Wählen Sie KOP oder FUP, wirddas Bausteinprogramm – falls es möglich ist – grafisch dargestellt; die Darstel-lung in AWL ist immer möglich.

Welche Programmiersprache für einen neu erstellten Baustein voreingestellt ist,legen Sie in den Editoreigenschaften fest. Mit EXTRAS → EINSTELLUNGEN auf derRegisterkarte „Editor“ wählen Sie die Erstellsprache für einen neu erzeugten Bau-stein. Hier können auch andere Eigenschaften, wie z. B. Vorwahl für Kommentarund Symbolik, eingestellt werden.

Quellen aktualisieren bzw. erzeugen

Die quellorientierte Programmierung ist in den Basissprachen nur für AWL mög-lich. Doch auch mit KOP oder FUP erstellte Bausteine können als Programmquelleim ASCII-Format gespeichert werden, sogar automatisch beim Eingeben. WählenSie in den Editoreigenschaften (EXTRAS → EINSTELLUNGEN) auf der Registerkarte„Quellen“ die Option „Quelle automatisch generieren“, so wird beim Speichern ei-nes (inkrementell bearbeiteten) Bausteins die Programmquelle nachgeführt bzw.neu angelegt, falls sie noch nicht existiert.

Von bereits übersetzten Bausteinen im Behälter Bausteine erzeugen Sie eine Pro-grammquelle mit der Schaltfläche „Ausführen“. Programmquellen können „ex-portiert“ werden, d. h. es wird die Quelldatei im ASCII-Format in ein von Ihnen ge-

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wähltes Verzeichnis kopiert. Mit „Importieren“ holen Sie eine mit einem anderenTexteditor erstellte Programmquelle in das SIMATIC-Projekt.

Bausteine offline und online editieren

Der Programmeditor bearbeitet jeden Baustein sowohl in der PG-Datenhaltung(offline) als auch im Anwenderspeicher der CPU (online). Ist das Programmierge-rät mit einer CPU verbunden und das Anwenderprogramm geladen, sehen sie inder „Online-Sicht“ alle Bausteine in der CPU. Das Online-Fenster und das Offline-Fenster unterscheiden sich in der Farbgebung der Titelleiste. Ein Doppelklick aufeinen Baustein im Online-Fenster öffnet einen Baustein in der CPU. Zum Bearbei-ten wird der Baustein in den Hauptspeicher des Programmiergeräts übertragen.Mit DATEI → SPEICHERN übertragen Sie einen im Programmiergerät befindlichenBaustein auf die Festplatte, mit ZIELSYSTEM → LADEN in die CPU.

Befindet sich die CPU im Betriebszustand RUN, wird der zurückgeschriebene (undaufgerufene) Baustein im nächsten Programmzyklus von der CPU bearbeitet.

Bild 3.12 Programmerstellung mit dem KOP/FUP/AWL-Editor

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3.13 Codebaustein inkrementell programmieren


Baustein erzeugen und öffnen

Sie beginnen die Bausteinprogrammierung mit dem Öffnen eines Bausteins, ent-weder mit einem Doppelklick auf den Baustein im Projektfenster des SIMATIC Ma-nagers oder mit DATEI → ÖFFNEN im Editor. Ist der Baustein noch nicht vorhan-den, erzeugen Sie ihn entweder

b im SIMATIC Manager: Sie markieren im linken Teil des Projektfensters das ObjektBausteine und erzeugen mit EINFÜGEN → S7-BAUSTEIN → … einen neuen Bau-stein (genauer: ein neues Bausteinobjekt, das Sie dann zur Bearbeitung öffnen).

b oder im Programmeditor: Mit DATEI → NEU erhalten Sie ein Dialogfeld, in demSie unter „Objektname“ den gewünschten Baustein angeben.

Im aufgeblendeten Dialogfenster legen Sie die Nummer des Bausteins fest; die wei-teren Bausteineigenschaften können Sie auch später eingeben. Nach dem Schließendes Eigenschaftsfensters können Sie sofort mit der Programmeingabe beginnen.

Der Programmeditor zeigt im oberen Teil des Bausteinfensters die Variablendekla-rationstabelle mit den Bausteinparametern und den Lokaldaten und im unterenTeil das Programm mit – sofern angewählt – allen Symbolen und Kommentaren.Zusätzlich bieten das Detail-Fenster und das Übersichten-Fenster weitere Unter-stützung beim Editieren.

Variablendeklarationstabelle für die bausteinlokalen Variablen

In der Variablendeklarationstabelle definieren Sie die bausteinlokalen Variablen.Das sind Variablen, mit denen Sie im Baustein arbeiten: die temporären und diestatischen Lokaldaten sowie die Bausteinparameter, unterteilt nach Eingangs-,Ausgangs- und Durchgangsparameter. Nicht jede Variablenart kann in jedemCodebaustein programmiert werden. Verwenden Sie eine Variablenart nicht,bleibt die entsprechende Tabelle leer.

Die Deklaration einer Variablen besteht aus dem Namen, dem Datentyp, evtl. einerVorbelegung und einem Variablenkommentar (optional). Nicht alle Variablen kön-nen vorbelegt werden (z. B. ist keine Vorbelegung bei den temporären Lokaldatenmöglich). Die Reihenfolge der einzelnen Deklarationen bei Codebausteinen ist

Tabelle 3.1 Variablenarten im Deklarationsteil

Variablenart Deklaration Möglich in der Bausteinart

Eingangsparameter IN - FC FB

Ausgangsparameter OUT - FC FB

Durchgangsparameter IN_OUT - FC FB

Statischen Lokaldaten STAT - - FB

Temporäre Lokaldaten TEMP OB FC FB

Funktionswert RETURN - FC -

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festgelegt, die Reihenfolge innerhalb einer Variablenart ist beliebig. Sie könnenSpeicherplatz sparen, indem Sie Binärvariablen zu 8er- oder 16er-Blöcken bün-deln und BYTE-Variablen paarweise zusammenfassen. Der Editor legt eine (neue)BOOL- oder eine BYTE-Variable an einer Bytegrenze ab, eine Variable mit einemanderen Datentyp an einer Wortgrenze (beginnend an einem Byte mit einer gera-den Adresse).

Programmfenster

Im Programmfenster sehen Sie – je nach Voreinstellung des Editors – die Felderfür den Bausteintitel und den Bausteinkommentar sowie beim ersten Netzwerk dieFelder für den Netzwerktitel, den Netzwerkkommentar und das Feld für die Pro-grammeingabe. Im Programmteil eines Codebausteins steuern Sie mit den Men-übefehlen ANSICHT → ANZEIGEN MIT… die Anzeige von Kommentaren und Sym-bolen. Mit ANSICHT → VERGRÖßERN, ANSICHT → VERKLEINERN und ANSICHT →ZOOMFAKTOR ändern Sie die Größe der Darstellung.

Die Größe der Grafik geben Sie in den Editoreigenschaften vor.

Netzwerke

Ein KOP/FUP-Programm ist in Netzwerke unterteilt, die jeweils einen Strompfadbzw. eine Verknüpfung darstellen. In einem AWL-Programm ist die Unterteilungin Netzwerke freigestellt, auch die Netzwerklänge und der Inhalt sind frei wählbar.Der Editor nummeriert die Netzwerke automatisch von 1 beginnend durch. Jedes

Bild 3.13 Beispiel für das Programmfenster mit einem geöffneten KOP-Baustein

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Netzwerk können Sie mit einem Netzwerktitel und mit einem Netzwerkkommentarversehen. Beim Editieren können Sie mit BEARBEITEN → GEHE ZU →… jedes Netz-werk direkt anwählen.

Ein neues Netzwerk programmieren Sie mit EINFÜGEN → NETZWERK. Der Editorfügt dann nach dem aktuell markierten Netzwerk ein leeres Netzwerk ein.

Programmeingabe

Zur Eingabe des Programmcodes klicken Sie einmal unterhalb des Netzwerktitelsoder, falls Sie „Anzeige mit Kommentaren“ eingestellt haben, einmal unterhalbdes grau ausgefüllten Rahmens für den Netzwerkkommentar. Es erscheint ein lee-rer Rahmen, in dem Sie an beliebiger Stelle mit der Programmeingabe beginnenkönnen.

Die Eingabe des Programms richtet sich nach der Programmiersprache. In dengrafischen Sprachen KOP und FUP wählen Sie Programmelemente, wie z. B. Kon-takte oder Boxen, aus dem Programmelemente-Katalog aus und platzieren Sie imFenster, entweder in einem Strompfad (KOP) oder an den Ein- oder Ausgang einerBox (FUP). Bei AWL geben Sie das Programm zeilenweise, Anweisung für Anwei-sung ein.

Einen Baustein brauchen Sie nicht mit einer speziellen Anweisung abschließen; Siebeenden einfach die Bausteineingabe. Sie können jedoch ein letztes (leeres) Netz-werk z. B. mit dem Titel „Bausteinende“ programmieren und sehen dann sofortdas Ende des Bausteins (was besonders bei sehr langen Bausteinen von Vorteil ist).

Programmieren mit absoluter Adressierung

Die absolute Adressierung spricht Operanden und Bausteinparameter mit demOperandenkennzeichen und der Byte- bzw. Bitadresse an. Stehen im Netzwerk an-stelle von Operanden und Parametern drei rote Fragezeichen, müssen Sie dieseZeichenfolge durch gültige Operanden ersetzen. Bei drei schwarzen Punkten istdas Ersetzen freigestellt.

Der Programmeditor prüft bei den KOP-/FUP-Programmelementen, ob die Daten-typen der Operanden und Parameter übereinstimmen. Einige dieser Typprüfun-gen können Sie ausschalten (im Programmeditor mit EXTRAS → EINSTELLUNGEN, Re-gisterkarte „KOP/FUP“, Option „Typprüfung von Operanden“).

Programmieren mit symbolischer Adressierung

Möchten Sie bei inkrementeller Programmeingabe symbolische Namen für Glo-baloperanden verwenden, müssen diese in der Symboltabelle bereits einer abso-luten Adresse zugeordnet sein. Während der Programmeingabe mit dem Pro-grammeditor können Sie die Bearbeitung der Symboltabelle mit EXTRAS → SYM-BOLTABELLE aufrufen, um Symbole zu ändern oder neue Symbole einzutragen.

Sie aktivieren die Anzeige der Symboladresse mit ANSICHT → ANZEIGEN MIT → SYM-BOLISCHER DARSTELLUNG. Der Menüpunkt ANSICHT → ANZEIGEN MIT → SYMBOLINFORMA-TION bewirkt, dass pro Netzwerk in einer Liste für jedes im Netzwerk verwendeteSymbol die Zuordnung zur Absolutadresse dargestellt wird.

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Während der Symboleingabe können Sie mit EINFÜGEN → SYMBOL (oder rechteMaustaste und SYMBOL EINFÜGEN) eine Liste aller in der Symboltabelle vorhandenenSymbole anzeigen lassen und per Mausklick eines daraus übernehmen. Die Anzei-ge der Liste geschieht automatisch, wenn Sie ANSICHT → ANZEIGEN MIT → SYMBOLAUS-WAHL eingestellt haben.

Ist ein Symbol noch nicht in der Symboltabelle enthalten, können Sie BEARBEITEN →SYMBOL wählen, die Zuordnung zur Absolutadresse treffen und evtl. einen Sym-bolkommentar vergeben. Mit OK wird dann dieses Symbol neu in die Symbolta-belle aufgenommen.

Programmelemente-Katalog

Ist der Programmelemente-Katalog nicht sicht-bar, holen Sie ihn mit ANSICHT → ÜBERSICHTEN

auf den Bildschirm.

Der Programmelemente-Katalog befindet sichin einem eigenen Fenster, das Sie am rechtenRand des Editorfenster „andocken“ und auchwieder lösen können (jeweils Doppelklick aufdie Titelleiste des Katalogfensters).

Der Programmelemente-Katalog unterstütztSie bei der Programmierung in den SprachenKOP und FUP, indem er die zur Verfügung ste-henden grafischen Elemente anbietet. In allenProgrammiersprachen zeigt er die Bausteine,die sich bereits im Offline-Behälter Bausteinebefinden, sowie die bereits programmiertenMultiinstanzen und die verfügbaren Bibliothe-ken.

Netzwerkvorlagen

Genauso wie Sie Bausteine in einer Bibliothekspeichern, um sie in anderen Programmen wie-derzuverwenden, speichern Sie auch Netzwerk-vorlagen, um sie mehrfach z. B. in andere Bau-steine zu kopieren. Zum Speichern der Netz-werkvorlagen legen Sie eine Bibliothek an, diemindestens ein S7-Programm und den BehälterQuellen enthält.

Sie programmieren die Netzwerke, die Sie alsVorlage verwenden wollen, ganz „normal“ ineinem (beliebigen) Baustein. Dann ersetzen Siedie Operanden, die sich ändern sollen, durchdie Platzhalterzeichen %00 bis %99. Sie könnenauch den Netzwerktitel und den Netzwerkkom-mentar auf diese Weise variabel gestalten.

Bild 3.14Programmelemente-Katalog für die Programmiersprache KOP

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3.14 Datenbaustein inkrementell programmieren

Es können mehrere Netzwerke zu einer Vorlage zusammengefasst werden.

Bei der Anwendung der Netzwerkvorlagen öffnen Sie im Programmelemente-Kata-log die entsprechende Bibliothek und wählen dann die gewünschte Netzwerkvorla-ge aus (Doppelklick oder Ziehen in das Editorfenster). In einem automatisch auf-geblendeten Dialogfenster ersetzen Sie die Platzhalter durch gültige Eintragun-gen. Die Netzwerkvorlage wird im Anschluss an das markierte Netzwerk eingefügt.

3.14 Datenbaustein inkrementell programmieren

Datenbaustein erzeugen

Sie beginnen die Bausteinprogrammierung mit dem Öffnen eines Bausteins, entwe-der mit einem Doppelklick auf den Baustein im Projektfenster des SIMATIC Mana-gers oder mit DATEI → ÖFFNEN im Editor. Ist der Baustein noch nicht vorhanden,erzeugen Sie ihn entweder:

b im SIMATIC Manager: Sie markieren im linken Teil des Projektfensters das Ob-jekt Bausteine und erzeugen mit EINFÜGEN → S7-BAUSTEIN → DATENBAUSTEIN

einen neuen Datenbaustein (genauer: ein Bausteinobjekt, das Sie dann zur Be-arbeitung öffnen).

b oder im Programmeditor: Mit DATEI → NEU erhalten Sie ein Dialogfeld, in demSie unter „Objektname“ den gewünschten Baustein eingeben.

Sie können gleich beim Erzeugen des Bausteins dessen Eigenschaften eintragenoder dies zu einem späteren Zeitpunkt nachholen. Nach dem Schließen des Eigen-schaftsfensters können Sie sofort mit der Dateneingabe beginnen.

Arten von Datenbausteinen

Beim erstmaligen Öffnen eines neuen Datenbausteins mit dem Programmeditorerhalten Sie das Fenster „Neuer Datenbaustein“; Sie müssen sich nun entscheiden,welchen Typ der Datenbaustein bekommen soll. Durch das Anklicken einer der fol-genden Optionen wählen Sie unter den drei Möglichkeiten:

b „Datenbaustein“Anlegen als Global-Datenbaustein; hierbei deklarieren Sie die Datenoperandenbei der Programmierung des Datenbausteins,

b „Datenbaustein mit zugeordnetem anwenderdefinierten Datentyp“Anlegen als Datenbaustein mit anwenderdefiniertem Datentyp; hierbei dekla-rieren Sie die Datenstruktur als anwenderdefinierten Datentyp UDT bzw.

b „Datenbaustein mit zugeordnetem Funktionsbaustein“Anlegen als Instanz-Datenbaustein; hierbei wird die Datenstruktur übernom-men, die Sie beim Programmieren des entsprechenden Funktionsbausteins de-klariert haben.

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Datenbausteinfenster

Der Programmeditor zeigt den Inhalt eines Datenbausteins in zwei Ansichten:

b In der Deklarationssicht (ANSICHT → DEKLARATIONSSICHT) definieren Sie die Da-tenoperanden und Sie sehen die Variablen auch so, wie Sie sie definiert haben,z. B. ein Feld oder einen anwenderdefinierten Datentyp als eine einzige Variable.

b In der Datensicht (ANSICHT → DATENSICHT) zeigt der Editor jede Variable und je-de Komponente eines Felds oder einer Struktur einzeln an. Nun sehen Sie einezusätzliche Spalte Aktualwert. Der Aktualwert ist der Wert, den ein Datenope-rand im Arbeitsspeicher der CPU hat oder haben wird. Standardmäßig über-nimmt der Editor den Anfangswert als Aktualwert.

Anfangswerte von Datenoperanden

Bei der Programmierung eines Globaldatenbausteins können Sie jeden Datenope-randen mit einem Anfangswert versehen. Standardmäßig sind die Variablen je

Bild 3.15 Beispiel für einen geöffneten Datenbaustein in der Deklarationssicht und in der Datensicht

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3.15 Bausteine quellorientiert programmieren

nach Datentyp mit Null, mit dem kleinsten Wert oder mit Leerzeichen (Blank) vor-belegt. Ein aus einem Funktionsbaustein erzeugter Instanz-Datenbaustein über-nimmt als Anfangswerte die Vorbelegung aus dem Deklarationsteil des Funktions-bausteins. Erzeugen Sie einen Datenbaustein aus einem anwenderdefinierten Da-tentyp UDT, stehen als Anfangswerte im Datenbaustein die Initialisierungswerte(Vorbelegungswerte) aus dem UDT.

Aktualwerte von Datenoperanden

Den Aktualwert können Sie individuell für jeden Datenoperanden ändern. Bei-spiel: Sie erzeugen sich mehrere Instanzdatenbausteine aus einem Funktionsbau-stein, wollen jedoch für jeden Aufruf des Funktionsbausteins (für jedes FB/DB-Paar) eine geringfügig andere Vorbelegung einzelner Instanzdaten haben. Siekönnen nun jeden Datenbaustein mit ANSICHT → DATENSICHT bearbeiten und inder Spalte Aktualwert die für diesen Datenbaustein gültigen Werte eintragen. MitBEARBEITEN → DATENBAUSTEIN INITIALISIEREN veranlassen Sie den Editor, alle Ak-tualwerte wieder durch die Anfangswerte zu ersetzen.


Mit der quellorientierten Programmierung bearbeiten Sie eine AWL-Quelle im Ob-jektbehälter Quellen. Eine AWL-Quelle ist eine reine ASCII-Textdatei. Sie kann dasQuellprogramm für einen oder mehrere Code- oder Datenbausteine bzw. ein gan-zes Programm sowie die Definition der anwenderdefinierten Datentypen enthalten.

Im SIMATIC Manager markieren Sie den Behälter Quellen und erstellen eine neueQuelldatei mit EINFÜGEN → S7-SOFTWARE → AWL-QUELLE. Diese können Sie z. B.mit einem Doppelklick öffnen und mit dem Programmeditor bearbeiten.

Mit EINFÜGEN → BAUSTEINVORLAGE →… (im Editor) erleichtern Sie sich die Erstel-lung neuer Bausteine. Mit EINFÜGEN → OBJEKT → BAUSTEIN fügt der Programmedi-tor nach der Schreibmarke einen bereits übersetzten Baustein als ASCII-Quelle indie Quelldatei ein.

Sie haben auch die Möglichkeit, unter dem Programmeditor mit DATEI → QUELLE

GENERIEREN aus einem oder mehreren übersetzten Bausteinen eine neue AWL-Quelle zu generieren.

Wenn Sie mit einem anderen Texteditor eine AWL-Quelldatei erstellt haben, kön-nen Sie diese mit EINFÜGEN → EXTERNE QUELLE unter dem SIMATIC Manager inden Behälter Quellen holen. Mit BEARBEITEN → QUELLE EXPORTIEREN kopieren Siedie markierte Quelldatei in einen Ordner (in ein Verzeichnis) Ihrer Wahl.

Bei der quellorientierten Programmierung müssen Sie gewisse Regeln beachtenund Schlüsselwörter verwenden, die für den Übersetzer bestimmt sind (siehe Ta-bellen 3.2 und 3.3).

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Tabelle 3.2 Schlüsselwörter für die quellorientierte Programmierung von AWL-Codebausteinen

Bausteintyp Organisationsbaustein Funktionsbaustein Funktion

Bausteinart ORGANIZATION_BLOCK FUNCTION_BLOCK FUNCTION : Funktionswert

Kopf TITLE = Bausteintitel TITLE = Bausteintitel TITLE = Bausteintitel

//Bausteinkommentar //Bausteinkommentar //Bausteinkommentar

CODE_VERSION1

KNOW_HOW_PROTECT KNOW_HOW_PROTECT KNOW_HOW_PROTECT

NAME :Bausteinname

NAME : Bausteinname

NAME : Bausteinname

FAMILY :Bausteinfamilie


FAMILY :

Bausteinfamilie

AUTHOR :Ersteller

AUTHOR : Ersteller

AUTHOR : Ersteller

VERSION :

Version

VERSION : Version

VERSION :

Version

Deklaration VAR_INPUT VAR_INPUT

Eingangsparameter Eingangsparameter

END_VAR END_VAR

VAR_OUTPUT VAR_OUTPUT

Ausgangsparameter Ausgangsparameter

END_VAR END_VAR

VAR_IN_OUT VAR_IN_OUT

Durchgangsparameter Durchgangsparameter

END_VAR END_VAR

VAR

statische Lokaldaten

END_VAR

VAR_TEMP VAR_TEMP VAR_TEMP

temporäre Lokaldaten temporäre Lokaldaten temporäre Lokaldaten

END_VAR END_VAR END_VAR

Programm BEGIN BEGIN BEGIN

NETWORK NETWORK NETWORK

TITLE = Netzwerktitel TITLE = Netzwerktitel TITLE = Netzwerktitel

//Netzwerkkommentar //Netzwerkkommentar //Netzwerkkommentar

... AWL-Anweisungen ... AWL-Anweisungen ... AWL-Anweisungen

//Zeilenkommentar //Zeilenkommentar //Zeilenkommentar

NETWORK NETWORK NETWORK

... usw. ... usw. ... usw.

Bausteinende END_ORGANIZATION_ BLOCK END_FUNCTION_BLOCK END_FUNCTION

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AWL-Quelle übersetzen

Sie können die Programmquelle während der Bearbeitung zu einem beliebigenZeitpunkt speichern, auch dann, wenn das Programm noch unvollständig ist. Erstmit dem Übersetzen der Quelldatei erzeugt der Programmeditor ablauffähigeBausteine, die er im Behälter Bausteine ablegt. Haben Sie in der AWL-Quelle globa-le Symbole verwendet, muss bei der Übersetzung auch die ausgefüllte Symbolta-belle zur Verfügung stehen.

Mit EXTRAS → EINSTELLUNGEN auf der Registerkarte „Quellen“ stellen Sie die Ei-genschaften des Übersetzers ein, z. B. ob vorhandene Bausteine überschriebenwerden sollen oder ob nur dann Bausteine erzeugt werden sollen, wenn die ge-samte Programmquelle fehlerfrei ist. Auf der Registerkarte „Baustein erzeugen“können Sie die automatische Nachführung der Referenzdaten beim Übersetzen ei-nes Bausteins einstellen.

Sie können mit DATEI → KONSISTENZ PRÜFEN die Programmquelle auf syntakti-sche Richtigkeit prüfen, ohne die Bausteine zu übersetzen.

Tabelle 3.3 Schlüsselwörter für die quellorientierte Programmierung von Datenbausteinen

Bausteintyp Global-Datenbaustein Global-Datenbaustein aus UDT

Instanz-Datenbaustein

Bausteinart DATA_BLOCK DATA_BLOCK DATA_BLOCK

Kopf TITLE = Bausteintitel TITLE = Bausteintitel TITLE = Bausteintitel

//Bausteinkommentar //Bausteinkommentar //Bausteinkommentar

KNOW_HOW_PROTECT KNOW_HOW_PROTECT KNOW_HOW_PROTECT

NAME :Bausteinname

NAME : Bausteinname

NAME : Bausteinname


FAMILY : Bausteinfamilie

FAMILY : Bausteinfamilie

AUTHOR :Ersteller

AUTHOR : Ersteller

AUTHOR : Ersteller

VERSION :Version

VERSION : Version

VERSION : Version

READ_ONLY READ_ONLY

UNLINKED UNLINKED

Deklaration STRUCT

VARname : Typ := Vorbelegung;

UDTname FBname

END_STRUCT

Initialisierung BEGIN BEGIN BEGIN

VARname := Vorbelegung; KOMPname := Vorbelegung;

KOMPname := Vorbelegung;

... usw. ... usw. ... usw.

Bausteinende END_DATA_ BLOCK END_DATA_BLOCK END_DATA_BLOCK

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FUNCTION_BLOCK W_SpeicherTITLE = Zwischenspeicher für 4 Werte//Beispiel für einen Funktionsbaustein mit statischen Lokaldaten in AWLAUTHOR : BergerFAMILY : S7_BuchNAME : SpeicherVERSION : 01.00VAR_INPUTUebernahme : BOOL := FALSE; //Übernahme bei positiver FlankeEingabewert : REAL := 0.0; //im Datenformat REAL (gebrochene Zahl)

END_VARVAR_OUTPUTAusgabewert : REAL := 0.0; //im Datenformat REAL (gebrochene Zahl)

END_VARVARWert1 : REAL := 0.0; //erster gespeicherter REAL-WertWert2 : REAL := 0.0; //zweiter WertWert3 : REAL := 0.0; //dritter WertWert4 : REAL := 0.0; //vierter WertFlankenmerker : BOOL := FALSE; //Flankenmerker für die Übernahme

END_VARBEGINNETWORKTITLE = Programm für die Übernahme und Ausgabe//Die Übernahme und die Ausgabe erfolgen mit positiver Flanke

U Uebernahme; //Wenn Uebernahme nach "1" wechseltFP Flankenmerker; //ist nach FP das VKE = "1"SPBN Ende; //Sprung wenn keine positive Flanke

//Übertragung der Werte mit dem letzten Wert beginnendL Wert4;T Ausgabewert; //Ausgabe des letzten WertsL Wert3;T Wert4;L Wert2;T Wert3;L Wert1;T Wert2;L Eingabewert; //Übernahme des EingabewertsT Wert1;

Ende: BE;END_FUNCTION_BLOCK

DATA_BLOCK Speicher1TITLE = Instanz-Datenbaustein für "W-Speicher"//Beispiel für einen Instanz-DatenbausteinAUTHOR : BergerFAMILY : S7_BuchNAME : SpeicherVERSION : 01.00W_Speicher //Instanz für den FB "W_Speicher"

BEGIN Wert1 := 1.0; //individuelle Vorbelegung Wert2 := 1.0; //ausgesuchter WerteEND_DATA_BLOCK

Bild 3.16 Beispiel für die Programmierung eines Funktionsbausteins und des dazugehörenden Instanz-Datenbausteins

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3.16 Hilfen zur Programmerstellung

Sie starten die Übersetzung bei geöffneter Programmquelle mit DATEI → ÜBER-SETZEN. Es werden alle fehlerfreien Bausteine, die sich in der Programmquelle be-finden, übersetzt. Ein fehlerhafter Baustein wird nicht übersetzt. Treten Warnun-gen auf, wird der Baustein dennoch übersetzt; der Ablauf in der CPU kann jedochgestört sein.

Aufgerufene Bausteine müssen bereits als übersetzte Bausteine vorliegen oder inder Programmquelle vor dem Aufruf programmiert sein.

Bausteinreihenfolge bei quellorientierter Programmierung

Wenn beim Programmieren ein Baustein aufgerufen und parametriert wird, prüftder Programmeditor, ob die parametrierten Operanden z. B. bezüglich Datentypauch zum Bausteinparameter passen. Deshalb müssen dem Programmeditor dieEigenschaften der Bausteinparameter des aufgerufenen Bausteins bekannt sein.Das bedeutet, dass Sie die aufgerufenen Funktionen und Funktionsbausteine vor-her programmieren müssen bzw. dass Sie die Programmierung mit den Baustei-nen der „untersten Schicht“ beginnen (entsprechend in der Quelldatei an den An-fang stellen). Hierbei empfiehlt sich folgende Reihenfolge:

b Anwenderdefinierte Datentypen UDT,

b Global-Datenbausteine,

b Funktionen und Funktionsbausteine, beginnend mit den Bausteinen der „untersten“ Aufrufschicht,

b Instanz-Datenbausteine (können auch direkt nach dem zugeordneten Funktionsbaustein stehen)

b und zum Schluss die Organisationsbausteine.

3.16 Hilfen zur Programmerstellung

Umverdrahten

Die Funktion Umverdrahten gestattet Ihnen den Austausch von Operanden in ein-zelnen übersetzten Bausteinen oder im gesamten Anwenderprogramm. Beispiels-weise können Sie die Eingangsbits E 0.0 bis E 0.7 durch die Eingangsbits E 16.0 bisE 16.7 ersetzen lassen. Erlaubte Operanden sind Eingänge, Ausgänge, Merker, Zei-ten und Zähler sowie Funktionen FC und Funktionsbausteine FB.

Sie markieren im SIMATIC Manager die Objekte, in denen Sie die Umverdrahtungvornehmen wollen, entweder einen einzigen Baustein, eine Gruppe von Baustei-nen mit gedrückter Ctrl/Strg-Taste und Mausklick oder das gesamte Anwenderpro-gramm Bausteine. Mit EXTRAS → UMVERDRAHTEN erhalten Sie eine Tabelle, in derSie die zu ersetzenden, alten Operanden und die neuen Operanden angeben. Mit„OK“ tauscht dann der SIMATIC Manager die Operanden aus. Im Anschluss daranzeigt Ihnen eine Info-Datei, in welchem Baustein wie viele Änderungen vorgenom-men worden sind.

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Operandenvorrang

Im Eigenschaftsfenster des Offline-Objektbehälters Bausteine auf der Registerkar-te „Bausteine“ können Sie einstellen, ob bei einer Änderung in der Symboltabelleoder in der Deklaration bzw. Belegung von Global-Datenbausteinen für die bereitsgespeicherten Bausteine beim erneuten Anzeigen und Speichern die Absolutad-resse oder das Symbol Vorrang haben soll.

Die Voreinstellung ist „Absolutadresse hat Vorrang“. Diese Voreinstellung bedeu-tet, dass bei einer Änderung in der Symboltabelle die Absolutadresse im Pro-gramm erhalten bleibt und sich entsprechend das Symbol ändert. Bei der Einstel-lung „Symbol hat Vorrang“ ändert sich die Absolutadresse und das Symbol bleibtbestehen. Beispiel:

Beachten Sie, dass dieses „Umverdrahten“ nicht automatisch geschieht, denn diebereits übersetzten Bausteine enthalten den ablauffähigen MC7-Code der Anwei-sungen mit der Absolutadresse. Erst beim Öffnen und wieder Abspeichern wird –nach einer entsprechenden Meldung – in den betreffenden Bausteinen die Ände-rung vorgenommen.

Referenzdaten

Ergänzend zum Programm zeigt Ihnen der SIMATIC Manager Referenzdaten, dieSie als Grundlage für Korrekturen oder Tests verwenden können. Sie können sichdie Referenzdaten vom SIMATIC Manager für das ganze Programm auf einmal ge-nerieren lassen oder Sie stellen im Programmeditor mit EXTRAS → EINSTELLUNGEN

auf der Registerkarte „Baustein erzeugen“ mit der Option „Referenzdaten generie-ren“ die Generierung gleich beim Übersetzen des Bausteins ein.

b Querverweise: Die Querverweisliste zeigt die Verwendung der Operanden undBausteine im Anwenderprogramm. Sie sehen die Absolutadresse, das Symbol(sofern vorhanden), den Baustein (in dem der Operand verwendet wird), die Artder Verwendung (lesend oder schreibend) und sprachabhängige Informatio-nen. Für AWL stehen hier das Netzwerk, die Zeile und die Operation (wo und

b In der Symboltabelle steht: E 1.0 "Endschalter oben"E 1.1 "Endschalter unten"

b Im Programm eines bereits übersetzten Bau-steins wird der Eingang E 1.0 abgefragt: E 1.0 "Endschalter oben"

b Wenn nun in der Symboltabelle die Zuordnung für die Eingänge E 1.0 und E 1.1 geändert wird in: E 1.0 "Endschalter unten"

E 1.1 "Endschalter oben"

b und der bereits übersetzte Baustein wird aus-gelesen, steht im Programm bei der Einstel-lung

b „Symbol hat Vorrang“ E 1.1 "Endschalter oben"

b „Absolutadresse hat Vorrang“ E 1.0 "Endschalter unten"

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3.17 Systemdiagnose

wie der Operand verwendet wird). Ein Mausklick auf einen Spaltentitel sortiertdie Tabelle nach dem Spalteninhalt. Die Querverweisliste zeigt diejenigen Ope-randen, die Sie über ANSICHT → FILTERN ausgewählt haben (z. B. die Merker).Mit einem Doppelklick auf einen Operanden öffnet der Editor den in der Zeilegezeigten Baustein an der Stelle, an der der Operand vorkommt. Den „als Stan-dardvorgabe“ gespeicherten Filter verwendet STEP 7 dann jedesmal beim Öff-nen der Querverweisliste.

b Belegung: Der E/A/M-Belegungsplan zeigt, welche Bits der OperandenbereicheEingänge, Ausgänge und Merker im Programm belegt sind. Pro Zeile ist einByte angegeben, dessen einzelne Bits bezüglich Belegung gekennzeichnet sind.Außerdem ist angegeben, ob der Zugriff byte-, wort- oder doppelwortweise er-folgt. Der T/Z-Belegungsplan zeigt die im Programm verwendeten Zeiten undZähler. Pro Zeile wird die Verwendung von 10 Zeiten bzw. 10 Zählern angezeigt.

b Programmstruktur: Die Programmstruktur zeigt die Aufruf-Hierarchie derBausteine innerhalb eines Anwenderprogramms. Den „Startbaustein“ für dieAufruf-Hierarchie legen Sie mit Filtereinstellungen fest. Sie haben zwei Ansich-ten zur Auswahl:

b Die Aufrufstruktur zeigt sämtliche Schachtelungen der Bausteinaufrufe. Die An-zeige der Schachtelungen steuern Sie mit den Kästchen „+“ und „–“. Der Bedarfan temporären Lokaldaten wird für den gesamten, dem Startbaustein folgendenPfad und/oder pro Aufrufpfad angezeigt. Ein rechter Mausklick auf einen Bau-stein blendet ein Menüfeld auf, in dem Sie den Baustein öffnen können, zurAufrufstelle wechseln können oder zusätzliche Bausteininformationen bekom-men.

b Die Darstellung als Abhängigkeitsstruktur zeigt zwei Aufrufebenen mit einemBausteinaufruf. Ergänzend werden sprachabhängige Informationen angezeigt.

b Nicht verwendete Symbole: Diese Liste zeigt alle Operanden mit in der Sym-boltabelle zugeordneten Symbolen, die jedoch im Programm nicht verwendetwurden. Sie zeigt das Symbol, den Operanden, den Datentyp und den Kommen-tar aus der Symboltabelle.

b Operanden ohne Symbol: Diese Liste zeigt alle im Programm verwendetenOperanden, denen kein Symbol zugeordnet wurde. Sie sehen die Operandenund wie oft sie verwendet wurden.

Beachten Sie, dass die Referenzdaten nur in der Offline-Datenhaltung vorhandensind; auch wenn die Funktion in einem online geöffneten Baustein aufgerufenwird, werden die Offline-Referenzdaten angezeigt.

3.17 Systemdiagnose

Diagnoseereignisse

Die Systemdiagnose ist die Erkennung, Auswertung und die Meldung von Feh-lern, die innerhalb des Automatisierungssystems auftreten. Beispiele für solche

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Fehler sind Fehler im Anwenderprogramm oder Ausfälle auf Baugruppen, aberauch Drahtbruch bei Signalbaugruppen. Diese Diagnoseereignisse können sein:

b Diagnosealarme von diagnosefähigen Baugruppen,

b Systemfehler und Betriebszustandsübergänge der CPU oder

b Anwendermeldungen durch Systemfunktionen.

Die diagnosefähigen Baugruppen unterscheiden zwischen parametrierbaren undnichtparametrierbaren Diagnoseereignissen. Bei den parametrierbaren Diagno-seereignissen erfolgt eine Meldung nur dann, wenn Sie mittels Parametrierungdie Diagnose freigegeben haben. Die nichtparametrierbaren Diagnoseereignissewerden unabhängig von der Diagnosefreigabe immer gemeldet. Bei einem zumeldenden Diagnoseereignis

b leuchtet die Fehler-LED an der CPU,

b wird das Diagnoseereignis an das Betriebssystem der CPU weitergegeben oder

b wird ein Diagnosealarm ausgelöst, wenn Sie bei der Parametrierung den Dia-gnosealarm freigegeben haben (standardmäßig sind die Diagnosealarme ge-sperrt).

Diagnosepuffer

Alle an das Betriebssystem der CPU gemeldeten Diagnoseereignisse werden in ei-nen Diagnosepuffer in der Reihenfolge ihres Auftretens mit Datum und Uhrzeiteingetragen. Der Diagnosepuffer ist ein gepufferter Speicherbereich in der CPU,der auch beim Urlöschen seinen Inhalt behält. Der Diagnosepuffer ist als Ringpuf-fer aufgebaut, seine Größe ist CPU-spezifisch. Ist der Diagnosepuffer voll, wird derjeweils älteste Eintrag vom aktuellen Diagnoseereignis überschrieben.

Sie können den Diagnosepuffer mit einem Programmiergerät jederzeit auslesen.Im Parameterblock Systemdiagnose der CPU können Sie einstellen, ob Sie erwei-terte Diagnosepuffereinträge (zusätzlich alle OB-Aufrufe) wünschen. Sie könnenauch einstellen, ob der letzte Diagnoseeintrag – bevor die CPU in den STOP-Zu-stand geht – zu einem dafür angemeldeten Teilnehmer am MPI-Bus gesendetwird.

Anwendereintrag in den Diagnosepuffer schreiben

Mit der Systemfunktion SFC 52 WR_USMSG schreiben Sie einen Eintrag in den Dia-gnosepuffer und können ihn an alle angemeldeten Teilnehmer am MPI-Bus sen-den. Der Eintrag in den Diagnosepuffer entspricht in seinem Aufbau dem einesSystemereignisses, z. B. der Startinformation eines Organisationsbausteins. AlsEreignis-ID für einen Anwendereintrag sind zugelassen: die Ereignisklassen 8 (Di-agnoseeinträge für Signalbaugruppen), 9 (Standard-Anwenderereignisse), A undB (frei verfügbare Anwenderereignisse). Die Zusatzinformation 1 entspricht denBytes 7 und 8 des Puffereintrags (ein Wort) und die Zusatzinformation 2 den Bytes9 bis 12 (ein Doppelwort). Der Inhalt beider Variablen ist frei wählbar.

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3.17 Systemdiagnose

Diagnosealarm

Diagnosefähige Baugruppen können – wenn sie entsprechend parametriert sind –einen Diagnosealarm auslösen. Die CPU unterbricht dann die Bearbeitung desHauptprogramms und ruft den Diagnosealarm-Organisationsbaustein OB 82 auf.In der Startinformation dieses OBs steht, welche Baugruppe den Alarm ausgelösthat sowie die Diagnoseinformation der Baugruppe selbst in 4 Bytes. Ausgehendvon diesen Daten können Sie beispielsweise eine Meldung generieren. Bei Bau-gruppen, die mehr Diagnoseinformation liefern können, wie z. B. Slave-Stationender dezentralen Peripherie, werden diese zusätzlichen Diagnoseinformationenper Systemfunktion SFC ausgelesen.

Systemzustandsliste lesen

Die Systemzustandsliste (SZL) beschreibt den aktuellen Zustand eines Automati-sierungssystems. Der Inhalt der SZL kann durch Auskunftsfunktionen nur gele-sen, nicht aber geändert werden. Sie können mit der Systemfunktion SFC 51 RD-SYSST jeweils eine Teilliste der SZL auslesen.

Die SZL enthält Informationen über die Systemdaten (Ausbau der CPU, Zustandder Prioritätsklassen, Kommunikation), über den aktuellen Zustand der Diagno-sezustandsdaten in der CPU sowie auf den Baugruppen und über den Diagnose-puffer.

Bild 3.17 Beispiel für Einträge im Diagnosepuffer der CPU

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3.18 Anwenderprogramm in die CPU laden

Online-Betrieb

Sie erstellen die Hardware-Konfiguration und das Anwenderprogramm auf demProgrammiergerät. Das S7-Programm ist hierbei „offline“ auf der Festplatte ge-speichert, auch in der übersetzten Form. Um das Programm in die CPU zu über-tragen und bearbeiten zu lassen, müssen Sie das Programmiergerät und die CPUverbinden: Sie stellen eine „Online“-Verbindung her. Über diese Verbindung kön-nen Sie auch den Betriebszustand der CPU und der zugeordneten Baugruppen er-mitteln, d. h. Diagnosefunktionen ausführen.

Zielsystem anschließen

Die Verbindung der MPI-Schnittstellen von PG und CPU ist die mechanische Vor-aussetzung einer Online-Verbindung. Die Verbindung ist eindeutig, wenn eineCPU als einzige programmierbare Baugruppe angeschlossen ist. Befinden sichmehrere CPUs im MPI-Subnetz, muss jede CPU eine eindeutige Teilnehmernum-mer (MPI-Adresse) bekommen. Sie stellen die MPI-Adresse bei der Parametrie-rung der CPU ein. Bevor Sie alle CPUs zu einem Netz zusammenschalten, schlie-ßen Sie das PG an nur jeweils eine CPU an und übertragen das Objekt Systemdatenaus dem Offline-Behälter Bausteine oder direkt mit dem Editor der Hardware-Kon-figuration mit ZIELSYSTEM → LADEN IN BAUGRUPPE. So erhält eine CPU zusammenmit den anderen Eigenschaften auch die für sie vorgesehene MPI-Adresse.

Schutz des Anwenderprogramms

Bei entsprechend ausgelegten CPUs kann der Zugang zum Anwenderprogrammdurch ein Passwort geschützt werden. Jeder mit Kenntnis des Passworts hat unein-geschränkten Zugriff auf das Anwenderprogramm. Für alle, die das Passwortnicht kennen, können Sie 3 Schutzstufen festlegen. Die Schutzstufen stellen Siemit der Hardware-Konfiguration beim Parametrieren der CPU im Register„Schutz“ ein.

Anwenderprogramm laden

Wenn Sie das gesamte Anwenderprogramm (übersetzte Bausteine und Konfigura-tionsdaten) in die CPU übertragen, wird es in den Ladespeicher der CPU geschrie-ben. Physikalisch kann der Ladespeicher ein RAM oder ein Flash EPROM sein, ent-weder in der CPU integriert oder eine Memory Card. Eine Micro Memory Cardkann wie ein RAM-Speicher beschrieben werden, ist aber nullspannungssicher wieein Flash EPROM.

Ist die Memory Card ein Flash EPROM, können Sie die Memory Card im Program-miergerät beschreiben und als Datenträger benutzen. Sie stecken die MemoryCard im spannungslosen Zustand in die CPU; beim Einschalten werden dann nacheinem Urlöschen die ablaufrelevanten Daten der Memory Card in den Arbeitsspei-cher der CPU übernommen. Bei entsprechend ausgelegten CPUs können Sie eineFlash EPROM Card auch beschreiben, wenn sie in der CPU steckt; dann allerdingsnur mit dem gesamten Programm.

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3.18 Anwenderprogramm in die CPU laden

Bei einem RAM-Ladespeicher übertragen Sie ein komplettes Anwenderprogramm,indem Sie die CPU in den STOP-Zustand schalten, urlöschen und das Anwender-programm übertragen. Es werden dann auch die Konfigurationsdaten übertra-gen. Das Programm im RAM geht nach Urlöschen oder beim Ausschalten ohnePufferbatterie verloren (nicht beim Einsatz einer Micro Memory Card).

Bausteine übertragen

Bei einem RAM-Ladespeicher können Sie zusätzlich zur Übertragung des gesam-ten Programms online auch einzelne Bausteine ändern, löschen oder nachladen.Einzelne Bausteine übertragen Sie zur CPU, indem Sie sie im Offline-Fenster mar-kieren und ZIELSYSTEM → LADEN wählen. Sie können auch bei gleichzeitig geöff-netem Offline- und Online-Fenster die Bausteine mit der Maus von einem Fensterzum anderen „ziehen“.

Besondere Vorsicht ist geboten, wenn Sie einzelne Bausteine im laufenden Betriebübertragen. Werden in einem Baustein andere Bausteine aufgerufen (die im CPU-Speicher nicht vorhanden sind), müssen sie die „unterlagerten“ Bausteine zuerstladen. Das gilt auch für Datenbausteine, deren Operanden im geladenen Bausteinverwendet werden. Als letzten laden Sie den „obersten“ Baustein. Er wird dann,sofern er aufgerufen wird, sofort beim nächsten Programmzyklus bearbeitet.

Genauso wie einzelne Bausteine, können Sie einzeln auch nur die Konfigurations-daten zur CPU übertragen, beispielsweise nach einer Änderung in der Hardware-Konfiguration (Objekt Systemdaten im Behälter Bausteine). Beachten Sie, dass dieParameter für die CPU sofort übernommen werden, die Parameter für die Bau-gruppen erst nach dem nächsten Anlauf.

Bausteine online ändern

Genauso wie im Offline-Anwenderprogramm können Sie im Online-Anwender-programm (auf der CPU) Bausteine inkrementell bearbeiten. Wenn jedoch die On-line- und die Offline-Datenhaltung auseinanderlaufen, kann unter Umständen derEditor die zusätzlichen Informationen der Offline-Datenhaltung nicht mehr anzei-gen; sie können dann verlorengehen (z. B. symbolische Bezeichnungen oderSprungmarken).

Es wird empfohlen, online geänderte Bausteine auf der Festplatte offline zu spei-chern, um einer Dateninkonsistenz vorzubeugen (z. B. einem „Zeitstempelkon-flikt“, wenn die Schnittstelle des aufgerufenen Bausteins jünger ist als das Pro-gramm im aufrufenden Baustein).

Datenbausteine offline/online

Die Datenoperanden in einem Datenbaustein können Sie mit einem Anfangswertund einem Aktualwert versehen. Wird ein Datenbaustein in die CPU geladen, wer-den die Anfangswerte in den Ladespeicher und die Aktualwerte in den Arbeits-speicher übernommen. Jede Wertänderung eines Datenoperanden per Programmentspricht einer Änderung des Aktualwerts.

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Laden Sie einen Datenbaustein aus der CPU, werden dessen Werte aus dem Ar-beitsspeicher entnommen, denn nur im Arbeitsspeicher liegen die aktuellen Da-ten. Sie sehen die zum Zeitpunkt des Auslesens aktuellen Werte mit ANSICHT →DATENSICHT. Wenn Sie einen Aktualwert im Datenbaustein ändern und in die CPUzurückschreiben, wird der geänderte Wert in den Arbeitsspeicher übernommen.

Wenn Sie eine Flash EPROM Memory Card als Ladespeicher verwenden, werdennach dem Urlöschen der CPU die auf der Memory Card stehenden Bausteine inden Arbeitsspeicher übertragen. Hierbei erhalten die Datenbausteine die ur-sprünglich programmierten Anfangswerte. Das gleiche geschieht beim Einschal-ten der Versorgungsspannung im ungepufferten Betrieb. Von diesem Vorgehenkönnen Sie bei S7-300 einen Datenbereich ausnehmen, indem Sie ihn für rema-nent erklären.

3.19 Diagnose beim Programmtest

Nach dem Herstellen einer Verbindung zu einer CPU und dem Laden des Anwen-derprogramms können Sie es als Ganzes oder Teile davon, wie etwa einzelne Bau-steine, testen. Sie versorgen die Variablen mit Signalen und Werten, z. B. mit Hilfevon Simulatorbaugruppen, und werten die von Ihrem Programm zurückgegebe-nen Informationen aus. Geht die CPU infolge eines Fehlers in den STOP-Zustand,erhalten Sie unter anderem über die CPU-Informationen Unterstützung bei derSuche nach der Ursache.

Umfangreiche Programme werden abschnittsweise getestet. Wenn Sie z. B. nur ei-nen Baustein testen wollen, laden Sie den Baustein in die CPU und rufen ihn dannim OB 1 auf. Ist der OB 1 so gegliedert, dass das Programm abschnittsweise „vonvorne nach hinten“ getestet werden kann, können Sie die zu testenden Bausteineoder Programmteile auswählen, indem Sie die Aufrufe oder Programmteile, dienicht bearbeitet werden sollen, z. B. mit einer Sprungfunktion überspringen.

Mit der Optionssoftware S7-PLCSIM können Sie eine CPU im Programmiergerät si-mulieren und so ohne zusätzliche Hardware Ihr Programm testen.

CPU-Informationen

Im Online-Betrieb stehen Ihnen die nachfolgend aufgelisteten CPU-Informationenzur Verfügung. Sie erhalten die Menübefehle bei markierter Baugruppe (im On-line-Betrieb ohne eingerichtetes Projekt) oder bei markiertem S7-Programm (imOnline-Projektfenster).

b ZIELSYSTEM → DIAGNOSE/EINSTELLUNG → HARDWARE DIAGNOSTIZIEREN

Anzeige der gestörten Baugruppen im Überblick

b ZIELSYSTEM → DIAGNOSE/EINSTELLUNG → BAUGRUPPENZUSTAND

Allgemeine Information (z. B. Version), Diagnosepuffer, Speicher (aktuelle Bele-gung von Arbeitsspeicher und Ladespeicher), Zykluszeit (Dauer des letzten,längsten und kürzesten Programmzyklusses), Zeitsystem (Eigenschaften der

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3.19 Diagnose beim Programmtest

CPU-Uhr, Uhrensynchronisation, Betriebsstundenzähler), Leistungsdaten (z. B.Speicherausbau, Größe der Operandenbereiche), Kommunikation (Baudrateund Kommunikationsverbindungen), Stacks im STOP-Zustand (B-Stack, U-Stackund L-Stack)

b ZIELSYSTEM → DIAGNOSE/EINSTELLUNG → BETRIEBSZUSTAND

Anzeige des aktuellen Betriebszustands (z. B. RUN, STOP), Ändern des Betriebszustands

b ZIELSYSTEM → DIAGNOSE/EINSTELLUNG → URLÖSCHEN

Urlöschen der CPU im STOP-Zustand

b ZIELSYSTEM → DIAGNOSE/EINSTELLUNG → UHRZEIT STELLEN

Stellen der CPU-internen Uhr

b ZIELSYSTEM → CPU-MELDUNGEN

Melden von asynchronen Systemfehlern und von anwenderdefiniertenMeldungen, die im Programm mit SFC 52 WR_USMSG, SFC 18 ALARM_Sund SFC 17 ALARM_SQ generiert werden.

b ZIELSYSTEM → FORCEWERTE ANZEIGEN, ZIELSYSTEM → VARIABLE BEOBACH-TEN/STEUERN Beobachten, Steuern und Forcen von Variablen.

Hardware diagnostizieren

Im Störungsfall können Sie mit Hilfe der Funktion „Hardware diagnostizieren“ dieDiagnoseinformationen der gestörten Baugruppen einholen. Sie verbinden das PGmit dem MPI-Bus und starten den SIMATIC Manager. Mit ZIELSYSTEM → DIAGNO-

Bild 3.18 CPU-Information „Uhrzeit stellen“ und „Betriebszustand“

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SE/EINSTELLUNG → HARDWARE DIAGNOSTIZIEREN erhalten Sie eine schnelle Über-sicht über die gestörten Baugruppen (Voreinstellung). Die ausführlichen Diagnos-einformationen von den Baugruppen liefert die Hardware-Konfiguration in derOnline-Sicht; einstellbar im SIMATIC Manager unter EXTRAS → EINSTELLUNGEN imRegister „Ansicht“.

Mit der Schaltfläche „Baugruppenzustand“ in der Schnellansicht erhalten Sie jenach Diagnosefähigkeit der Baugruppe detaillierte Diagnoseinformationen. Diegleichen Informationen erhalten Sie in der Diagnosesicht in der Hardware-Konfi-guration mit dem Öffnen einer Baugruppe.

STOP-Ursache ermitteln (Diagnosepuffer)

Geht die CPU aufgrund eines Fehlers in den STOP-Zustand, ist die erste Maßnah-me zur Ermittlung der STOP-Ursache das Ausgeben des Diagnosepuffers. In denDiagnosepuffer trägt die CPU unter anderem auch eine STOP-Ursache ein und dieFehler, die dazu geführt haben.

Zum Ausgeben des Diagnosepuffers schalten Sie das PG online und wählen beimarkiertem S7-Programm mit ZIELSYSTEM → BAUGRUPPENZUSTAND die Register-karte „Diagnosepuffer“. Sie sehen hier als letzte Meldung (die die Nummer 1trägt) die STOP-Ursache, z. B. „STOP durch nicht geladenen Programmierfehler-OB“. Der Fehler, der dazu geführt hat, ist in den Meldungen vorher zu finden, z. B.„FC nicht geladen“. Durch Anklicken der Meldungsnummer wird im darunterlie-genden Anzeigefeld ein erweiterter Kommentar zur Meldung angezeigt. Betrifftdie Meldung einen Programmierfehler in einem Baustein, können Sie mit derSchaltfläche „Baustein öffnen“ den Baustein öffnen und bearbeiten.

3.20 Variablen beobachten, steuern und forcen

Ein hervorragendes Mittel zum Testen des Anwenderprogramms ist das Beobach-ten und Steuern von Variablen mit Variablentabellen. Es lassen sich die Signalzu-stände oder Werte von Variablen mit elementaren Datentypen anzeigen. HabenSie Zugriff zum Anwenderprogramm, können Sie Variablen auch steuern, d. h.den Signalzustand ändern oder neue Werte zuweisen.

Variablentabelle anlegen

In einer Variablentabelle (VAT) listen Sie alle Variablen auf, deren Werte Sie beob-achten und steuern wollen. Sie erstellen eine neue Variablentabelle durch Markie-ren bzw. Öffnen des Bausteine-Behälters und EINFÜGEN → S7-BAUSTEIN → VARIA-BLENTABELLE. Ein Doppelklick auf das VAT-Symbol öffnet die Variablentabelle undSie geben nun die Variablen (Operanden) ein, deren Werte Sie beobachtenund/oder steuern wollen. Hierbei definieren Sie das Format, mit dem der Variab-lenwert angezeigt und gesteuert werden soll; dieses Anzeigeformat muss nichtmit dem Datentyp übereinstimmen, den die Variable im Anwenderprogramm hat.

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3.20 Variablen beobachten, steuern und forcen

Mit Kommentarzeilen geben Sie bestimmten Abschnitten der Tabelle eine Über-schrift. Sie können auch festlegen, welche Spalten angezeigt werden sollen. Es istjederzeit möglich, nachträglich Variablen oder Anzeigeformate zu ändern oderZeilen einzufügen bzw. zu löschen. Mit TABELLE → SPEICHERN sichern Sie die Variab-lentabelle im Objektbehälter Bausteine.

Variablentabelle online schalten und Triggerbedingungen einstellen

Zum Betreiben einer offline erstellten Variablentabelle schließen Sie das Program-miergerät an eine CPU an und schalten Sie die Variablentabelle online. Mit Trig-gerbedingungen legen Sie – für Beobachten und Steuern getrennt – den Zeitpunktfest, an dem die CPU die Werte aus dem Systemspeicher liest oder in den System-speicher schreibt. Geben Sie beispielsweise als Triggerpunkt für Steuern den Zyk-lusbeginn an, erhalten die gesteuerten Variablen den vorgegebenen Wert vor derzyklischen Programmbearbeitung. Geben Sie als Triggerpunkt für Beobachten dasZyklusende an, sehen Sie die Variablenwerte am Ende der zyklischen Bearbeitung.Das Beobachten und Steuern kann einmalig oder permanent erfolgen.

Variablen beobachten

Mit VARIABLE → BEOBACHTEN schalten Sie das Beobachten der Variablen ein. Die inder VAT stehenden Variablen werden abhängig von den eingestellten Triggerbe-dingungen aktualisiert. Beim permanenten Beobachten lässt sich die Änderungder Werte am Bildschirm verfolgen.

Variablen steuern

Mit VARIABLE → STEUERN übertragen Sie die vorgegebenen Werte abhängig vonden Triggerbedingungen zur CPU. Die Steuerwerte geben Sie vorher in der Spalte

Bild 3.19 Beispiel für eine Variablentabelle

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„Steuerwert“ vor und zwar nur für die Variablen, deren Wert auch geändert wer-den soll. Eingetragene Werte können mit einem doppelten Schrägstrich auskom-mentiert werden und werden dann beim Steuern nicht berücksichtigt.

Variablen forcen

Bei entsprechend ausgelegten CPUs können Sie bestimmten Variablen feste Wertevorgeben, die das Anwenderprogramm nicht mehr verändern kann („Forcen“).Forcen ist in jedem Betriebszustand der CPU zulässig und wird sofort ausgeführt.Ausgangspunkt für das Forcen ist eine Variablentabelle. Sie legen eine Variablen-tabelle an, tragen die zu forcenden Operanden ein und stellen eine Verbindung zuder CPU her. Sie können nun aus der Variablentabelle einige oder alle Operandenin das Forcefenster übernehmen oder neue Operanden eintragen. Soll das Forcenbeendet werden, müssen Sie den entsprechenden Force-Auftrag löschen; einSchließen des Forcefensters oder der Variablentabelle oder ein Unterbrechen derOnline-Verbindung beenden nicht das Forcen.

Peripherie-Ausgänge freischalten

Im Betriebszustand STOP sind normalerweise die Ausgabebaugruppen gesperrt;mit der Funktion PA freischalten können Sie die Sperre aufheben, so dass Sie auchim STOP der CPU die Ausgabebaugruppen steuern können. Das Steuern geschiehtüber eine Variablentabelle. Es werden nur die einer CPU zugeordneten Peripherie-Ausgänge gesteuert. Anwendungsfall: Verdrahtungsprüfung der Ausgänge imSTOP und ohne Anwenderprogramm.

Legen Sie eine Variablentabelle an und tragen Sie die zu steuernden Peripherie-Ausgänge (PA) und die Steuerwerte ein. Schalten Sie die Variablentabelle onlineund stoppen Sie gegebenenfalls die CPU. Mit VARIABLE → PA FREISCHALTEN deakti-vieren Sie die Sperre; die Baugruppenausgänge führen nun Signalzustand „0“oder den Ersatzwert bzw. den Forcewert. Mit VARIABLE → STEUERWERTE AKTIVIEREN

steuern Sie die Peripherie-Ausgänge. Sie können den Steuerwert ändern und er-neut steuern.

Mit der ESC-Taste schalten Sie die Funktion wieder aus. Die Ausgabesperre ist wie-der aktiv und die Baugruppenausgänge werden auf „0“, den Ersatzwert oder denForcewert zurückgesetzt.

3.21 Programmstatus

Mit dem Programmstatus testen Sie das Anwenderprogramm direkt. Hierbei zeigtIhnen der Programmeditor:

b bei KOP und FUP den binären Programmfluss und die digitalen Werte innerhalbeines Netzwerks und

b bei AWL zeilenweise das Verknüpfungsergebnis und den Status der binären An-weisungen sowie die Belegung der Register.

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3.21 Programmstatus

Der Baustein, dessen Programm Sie testen wollen, befindet sich im Anwenderspei-cher der CPU, wird dort aufgerufen und bearbeitet. Sie öffnen diesen Bausteinz. B. durch einen Doppelklick auf das Bausteinsymbol im Online-Fenster desSIMATIC Managers. Der Editor wird gestartet und zeigt das Programm des Bau-steins. Sie wählen den Teil des Bausteins aus, den Sie testen wollen. Mit TEST →BEOBACHTEN schalten Sie den Programmstatus ein.

Bild 3.20 KOP/FUP-Programmstatus

Bild 3.21 AWL-Programmstatus

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Bei KOP und FUP sehen Sie nun im Bausteinfenster den binären Signalfluss undkönnen dessen Änderung verfolgen. Die Darstellung legen Sie im Programmedi-tor mit EXTRAS → EINSTELLUNGEN auf der Registerkarte „KOP/FUP“ fest.

Bei AWL sehen Sie den Operandenstatus, das Verknüpfungsergebnis und die Re-gisterbelegung, die Sie unter EXTRAS → EINSTELLUNGEN auf der Registerkarte„AWL“ auswählen.

Im Programmstatus können Sie Variablen steuern. Markieren Sie den zu steuern-den Operanden und wählen Sie TEST → OPERAND STEUERN.

Die Aufzeichnung des Programmstatus benötigt zusätzliche Bearbeitungszeit imzyklischen Programm. Für den Test können Sie deshalb zwei Betriebsarten wäh-len: im Testbetrieb sind alle Testfunktionen ohne Einschränkungen nutzbar, beimProzessbetrieb wird auf möglichst geringe Zykluszeitverlängerung geachtet, sodass evtl. Einschränkungen bestehen.

Anweisung für Anweisung im Einzelschrittmodus testen

In der Programmiersprache AWL können Sie bei entsprechend ausgelegten CPUsdas Programm Anweisung für Anweisung im Einzelschrittmodus testen. Die CPUbefindet sich hierbei im Betriebszustand HALT; sicherheitshalber sind die Periphe-rieausgänge abgeschaltet. Mit Haltepunkten können Sie das Programm an jedervon Ihnen gewünschten Stelle anhalten und schrittweise testen. Einzelschrittmo-dus ist nur im Testbetrieb zulässig.

Um einen Haltepunkt zu setzen, positionieren Sie die Schreibmarke in die ent-sprechende Anweisungszeile und wählen Sie TEST → HALTEPUNKT SETZEN. ZumTesten wählen Sie TEST → HALTEPUNKTE AKTIV; daraufhin werden die Haltepunktein die CPU übertragen und aktiviert. Falls die CPU nicht schon läuft, läuft sie jetztan und geht in den Betriebszustand HALT, wenn sie auf einen Haltepunkt trifft.Dann werden in einem eigenen Fenster die aktuellen Registerinhalte an der An-weisung angezeigt.

Sie können nun mit TEST → NÄCHSTE ANWEISUNG AUSFÜHREN das Programm zei-lenweise bearbeiten lassen. Bei jeder Anweisung stoppt die Programmbearbeitungund zeigt die Registerinhalte an. Bei einem Bausteinaufruf können Sie mit TEST →AUFRUF AUSFÜHREN die Bearbeitung im aufgerufenen Baustein fortsetzen. MitTEST → FORTSETZEN wird das Programm mit normaler Geschwindigkeit bis zumnächsten Haltepunkt bearbeitet.

3.22 Mit S7-PLCSIM Anwenderprogramme offline testen

Mit der Optionssoftware S7-PLCSIM können Sie das Anwenderprogramm offlineohne zusätzliche Hardware testen. S7-PLCSIM simuliert im Programmiergerät einAutomatisierungssystem, d. h. eine CPU mit Baugruppen. Die CPU ist nicht spezi-fiziert; Sie können das Anwenderprogramm für jede CPU mit S7-PLCSIM bearbei-

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3.22 Mit S7-PLCSIM Anwenderprogramme offline testen

ten lassen. Hierbei spielt es keine Rolle, in welcher Programmiersprache die Bau-steine geschrieben sind.

Nach der Installation ist S7-PLCSIM in den SIMATIC Manager eingebunden. Nach-dem das Anwenderprogramm oder auch nur der zu testende Baustein fertigge-stellt ist, starten Sie S7-PLCSIM mit EXTRAS → BAUGRUPPEN SIMULIEREN oder dementsprechenden Symbol.

Die Bedienoberfläche von S7-PLCSIM

Die Bedienoberfläche von S7-PLCSIM präsentiert sich in einem eigenen Fenster.Nach der Selektion eines Projekts oder mit SIMULATION → ZIELSYSTEM NEU wird dasUnterfenster CPU eingeblendet, das die Bedienelemente und LED-Anzeigen einerCPU abbildet. Sie können per Mausklick die simulierte CPU in die Betriebszustän-de RUN, RUN-P und wieder zurück nach STOP schalten oder die CPU urlöschen.Geht die simulierte CPU z. B. wegen eines Programmfehlers in STOP, wird dies mitder Sammelfehler-LED und der STOP-LED angezeigt.

Um die zu steuernde Anlage nachzubilden, gibt es die Unterfenster für Eingängeund Ausgänge. Jedes Unterfenster kann einen Bit-, Byte-, Wort- oder Doppelwort-Operanden in verschiedenen Datenformaten darstellen. Mit diesen Unterfenstern

Bild 3.22 Programme testen mit S7-PLCSIM

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können Sie z. B. die Signalzustände von Eingängen nachbilden (mit der Maussteuern) und beobachten, wie die Ausgänge gesetzt und rückgesetzt werden.

Digitale Werte geben Sie passend zum gewählten Datentyp vor. Mit einem Schie-ber (slider) simulieren Sie Werte, die sich stetig ändern, wie z. B. Analogwerte. DiePosition des Schiebers verändern Sie mit der Maus oder den Pfeiltasten.

Auch die CPU-internen Operanden steuern und beobachten Sie mit Unterfenstern.Es gibt Unterfenster für Merker, Zeit- und Zählfunktionen und eines für allgemei-ne Variablen. Sie können in einem Variablen-Unterfenster (Eingänge, Ausgänge,Merker oder allgemeine Variable) alle globalen Operanden eintragen, auch Daten-operanden mit Komplettadressierung (z. B. DB62.DBB15).

Mit EXTRAS → OPTIONEN → SYMBOLE ZUORDNEN… weisen Sie S7-PLCSIM eineSymboltabelle zu, so dass die Variablen auch mit ihrem Symbolnamen angezeigtwerden können (wählen Sie hierfür den Menüpunkt EXTRAS → OPTIONEN → SYM-BOLE ANZEIGEN). Die zugewiesene Symboltabelle können Sie auch von S7-PLCSIMaus bearbeiten.

Programm laden und bearbeiten

Nach dem Start von S7-PLCSIM ist das Erstellsystem sozusagen online mit einerCPU verbunden. Sie können nun – wie bei einer realen CPU – im SIMATIC Managerdas Anwenderprogramm mit ZIELSYSTEM → LADEN in den Anwenderspeicher derCPU laden. Wenn Sie nun zur Online-Ansicht schalten, sehen Sie im Online-Fens-ter die zur CPU geladenen Bausteine. Nach einem Mausklick auf RUN oder RUN-Pim Unterfenster CPU bearbeitet S7-PLCSIM das geladene Anwenderprogramm wieeine reale CPU.

Tritt ein Programmfehler auf, z. B. Zugriff auf einen nicht vorhandenen Operan-den, reagiert S7-PLCSIM mit dem Aufruf des Synchronfehler-Organisationsbau-steins OB 122. Ist dieser im Programm nicht vorhanden, geht die CPU in STOP. Dasweitere Vorgehen gestalten Sie wie beim Testen mit einer realen CPU, z. B. imSIMATIC Manager mit ZIELSYSTEM → DIAGNOSE/EINSTELLUNG → BAUGRUPPENZU-STAND… den Diagnosepuffer auslesen und die Stoppursache ermitteln.

Zum Testen des Anwenderprogramms verwenden Sie die Variablentabelle undden Programmstatus, bei AWL auch Einzelschrittmodus mit Haltepunkten. Die mitS7-PLCSIM nachgebildete CPU verhält sich auch hier wie eine reale CPU.

Weitere Funktionen

S7-PLCSIM bildet eine „allgemeine“ CPU nach mit einer Auswahl an Systemfunkti-onen und Systemfunktionsbausteinen. Die meisten Programmablaufebenen (Or-ganisationsbausteine) werden unterstützt. Es kann immer nur ein Automatisie-rungssystem simuliert werden. S7-PLCSIM kann die Anordnung der Unterfensterspeichern und bei der nächsten Sitzung wieder zur Verfügung stellen.

S7-PLCSIM verfügt mit S7ProSim über ein COM-Objekt bzw. ActiveX Control, das inApplikationen eingesetzt werden kann, die die OLE/COM-Technologie von Micro-soft unterstützen. Damit können Sie S7-PLCSIM um Prozess-Simulation erweitern.

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3.23 Software-Regelungen mit SIMATIC

3.23 Software-Regelungen mit SIMATIC

Im SIMATIC-Automatisierungssystem können Regelungen auf vielfältige Weise re-alisiert werden. Die Funktionsbaugruppen FM 355 bzw. FM 455 beispielsweiseführen Druck-, Temperatur- und Durchflussregelungen unabhängig von einemAnwenderprogramm in der CPU aus. Im Betriebssystem einiger CPUs, wie z. B.CPU 314C, sind PID-Regler integriert, die mit Systemfunktionsbausteinen SFBvom Anwenderprogramm aus aufgerufen werden. Sie haben die gleiche Funktio-nalität wie die Funktionsbausteine der hier vorgestellten Runtime-SoftwarepaketeStandard PID Control und Modular PID Control.

Standard PID Control

Das Softwarepaket Standard PID Control (Standard-Regelung) besteht aus den zurRegelung notwendigen Bausteinen und dem dazugehörenden Parametrierwerk-zeug. Mit Standard PID Control können Sie kontinuierliche PID-Regler, Schrittreg-ler und Impulsregler in das Anwenderprogramm einbinden. Die Reglerstruktur istvorgegeben; einzelne Funktionen wie z. B. Normierung, Glättung und Grenzwert-überwachung, können durch Softwareschalter zu- und abgeschaltet werden. JederRegelkreis legt seine internen Daten in einem eigenen Instanz-Datenbaustein ab.Einschaltfertige Anwendungsbeispiele, wie z. B. Festwertregler mit schaltendemAusgang für integrierende Stellglieder, erleichtern den Einsatz dieser Runtime-Software.

Das Parametrierwerkzeug gestattet die grafische Parametrierung über ein Block-schaltbild, das Beobachten der Regelkreise (Kurvenschreiber mit bis zu vier Varia-blen, Darstellung der relevanten Regelgrößen als Kreisbild), das Optimieren unddas Bedienen der Regler.

Ablauffähig auf S7-300 (ab CPU 313), S7-400 und C7.

Modular PID Control

Das Softwarepaket Modular PID Control (modulare Regelung) besteht aus den zurRegelung notwendigen Bausteinen und einem Inbetriebnahmewerkzeug. Es istgeeignet zur Realisierung komplexer Regelstrukturen, die durch Verschaltung dermitgelieferten Bausteine entstehen. Mehrere Anwendungsbeispiele zeigen denEinsatz der modularen Regelung.

Mit dem Inbetriebnahmewerkzeug beobachten Sie die Regelkreise (Kurvenschrei-ber mit bis zu vier Variablen, Darstellung der relevanten Regelgrößen als Kreis-bild) und können diese auch optimieren und bedienen.

Ablauffähig auf S7-300 (ab CPU 313), S7-400 und C7.

PID Self-Tuner

Das Softwarepaket PID Self-Turner (Selbsteinstellung) erweitert vorhandene PID-Regler um eine Selbsteinstellung in einer konkreten Anlage (Ersteinstellung undlaufende Adaption). Geeignete Regelungen sind Temperatur-, Füllstands- und

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Durchflussregelungen mit stabilem asymptotischen Einschwingverhalten, unipo-larem Stellsignal, nicht zu großen Verzugszeiten und nicht zu hoher Prozessver-stärkung.

Ablauffähig auf S7-300 (ab CPU 313), S7-400 und C7 in Verbindung mit integrier-ten Reglern, Standard PID Control, Modular PID Control, FM 355 und FM 455.

Fuzzy Control

Das Softwarepaket Fuzzy Control (Fuzzy-Regelung) besteht aus den zur Regelungnotwendigen Bausteinen und einem Konfigurationswerkzeug. Fuzzy Controlkommt dann zum Einsatz, wenn mathematisch schwer erfassbare Prozesse mitausreichender Qualität voll automatisch geregelt oder gesteuert werden sollen.Die vorliegende Erfahrung über das Prozessverhalten wird bei Fuzzy-Systemendurch Regeln ersetzt, die das Prozessverhalten qualitativ beschreiben. Das Erfas-sen vollzieht sich in zwei Schritten:

b Die Charakteristik der Momentanwerte relevanter Ein- und Ausgangsgrößendurch „unscharfe“ Definition und Quantifizierung von Eigenschaften wie: viel,wenig, etwas, warm, eiskalt, schnell, usw.

b Die Formalisierung des Erfahrungswissens über den betreffenden Prozess in„Wenn-Dann-Regeln“.

Die Bearbeitung erfolgt nach folgendem Schema: Überführung der Eingangsmo-mentanwerte in Wahrheitsgrade („Fuzzifizierung“), Bearbeitung durch Verknüp-fung der Wahrheitsgrade (Wenn-Teil der Regel) und Ermittlung des Wahrheits-werts für den betroffenen Ausgang (Dann-Teil der Regel, „Inferenz“) und Berech-nung des nummerischen Ausgangswerts durch Wichtung der resultierenden Zu-gehörigkeitsfunktionen und Bildung des Flächenschwerpunkts („Defuzzifizie-rung“).

Das Konfigurationswerkzeug gestattet menügeführt die Parametrierung des Fuz-zy-Systems (Erstellung der „Wenn-Dann-Regeln“ und Festlegen der Wertebereichefür die Ein- und Ausgangssignale), die Simulation der Eingangssignale über einenKurvengenerator, die Verfolgung der Regleraktivitäten in Balkenform, die dreidi-mensionale Anzeige der Kennlinien des Fuzzy-Systems und das Beobachten vonbis zu vier Ein- und Ausgangssignalen (Kurvenschreiber mit Speichern in einemFestplattenarchiv und Weiterverarbeitung mit Standard-Applikationen).

Der Regelungsbaustein ist ablauffähig auf S7-300 (ab CPU 314), S7-400 undWinCC; Betriebssysteme für das Konfigurationswerkzeug: Windows 95 und Win-dows NT 4.0.

NeuroSystems

Das Softwarepaket NeuroSystems (neuronale Netze) besteht aus den zur Regelungnotwendigen Standardbausteinen und einem Konfigurationswerkzeug. NeuroSys-tems kommt dann zum Einsatz, wenn Prozesse, deren Verhalten man nicht odernur teilweise kennt, geregelt, gesteuert oder nachgebildet werden sollen. Anhand

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3.24 Mit DOCPRO im Schaltbuchformat dokumentieren

der vorliegenden Messwerte lernt NeuroSystems, das Prozessverhalten oder mar-kante Eigenschaften in den Messwerten zu erkennen, wie z. B. Mustererkennung.

Die Funktionen des Konfigurationswerkzeugs sind: die Parametrierung von Neu-roSystems (Einlesen der Lerndaten und Festlegen der Wertebereiche), die Simula-tion der Eingangssignale über einen Kurvengenerator, die dreidimensionale An-zeige der Kennlinien von NeuroSystems und das Beobachten der zeitlichen Verläu-fe von bis zu vier Ein- und Ausgangssignalen (Kurvenschreiber mit Speichern ineinem Festplattenarchiv und Weiterverarbeitung mit Standard-Applikationen).

Der Funktionsbaustein ist ablauffähig auf S7-300 (ab CPU 314), S7-400 undWinCC; Betriebssysteme für das Konfigurationswerkzeug: Windows 95 und Win-dows NT 4.0.

3.24 Mit DOCPRO im Schaltbuchformat dokumentieren

Mit der Optionssoftware DOCPRO erstellen und verwalten Sie die Anlagendoku-mentation. DOCPRO ermöglicht es Ihnen:

b die zu druckenden Daten in beliebiger Folge zu Schaltbüchern mit einheitli-chem Druckbild und Schriftfeldern zusammenzustellen,

b das Layout nach DIN 6771 (Norm für technische Unterlagen) unterstützt durchmitgelieferte Layout-Vorlagen oder individuell zu gestalten,

b Zeichnungsnummern automatisch oder manuell zu vergeben sowie

b Unterlagenverzeichnisse automatisch erstellen zu lassen.

DOCPRO kann beispielsweise folgendeDaten dokumentieren: Programmcodein der entsprechenden Programmier-sprache, Symboltabellen, Referenzda-ten, Konfigurationstabellen, Globalda-ten- und Verbindungstabelle.

Anlagendokumentation erstellen

Nach der Installation von DOCPRO fü-gen Sie unter einem Projekt mit EINFÜ-GEN → PROJEKTDOKUMENTATION ein ObjektDokumentation ein. Ein Doppelklick aufDokumentation startet DOCPRO. Im lin-ken Teil des Dokumentationsfensterssehen Sie die Struktur der Anlagendo-kumentation in Form von Schaltbü-chern und Auftragslisten und im rech-ten Teil deren Inhalte. Der „Schaltbuch-Assistent“ unterstützt Sie beim Anlegeneiner neuen Anlagendokumentation.

Bild 3.23Druckobjektauswahl mit dem Assistenten

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Sie können jederzeit das Layout und die Reihenfolge der Dokumentation ändern.Das gewünschte Layout stellen Sie mit EXTRAS → EINSTELLUNGEN FÜR DRUCKOBJEKT-TYPEN… ein. Mit EINFÜGEN → SCHALTBUCH, EINFÜGEN → AUFTRAGSLISTE, EINFÜGEN →

Bild 3.24 Beispiel für einen Schaltbuchausdruck

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3.25 Mit TeleService über das Telefonnetz koppeln

DRUCKOBJEKTE… und EINFÜGEN → DECKBLATT ergänzen Sie die Unterlagen. Eine Do-kumentation kann mehrere Schaltbücher enthalten, diese wiederum mehrereAuftragslisten, in denen die Druckobjekte (z. B. Symboltabelle, übersetzte Baustei-ne, Querverweisliste) in der Reihenfolge des Ausdruckens angeordnet sind.

Nach Abschluss des Druckvorgangs wird ein Unterlagenverzeichnis ausgegeben.Es enthält die ausgedruckten Objekte in tabellarischer Form. Wie für jedes Druck-objekt können Sie auch für das Unterlagenverzeichnis das Layout festlegen.

Das Bild zeigt als Beispiel für einen Schaltbuchausdruck ein DIN A4-Layout imHochformat mit Schriftfeld für den OB 1. Sie können auch DIN A3 im Hoch- undQuerformat wählen oder selbst ein Layout entwerfen.

3.25 Mit TeleService über das Telefonnetz koppeln

Mit dem Optionspaket TeleService können Sie ein Programmiergerät oder einen PCüber das Telefonnetz an eine SIMATIC-Station anschließen. Dies versetzt Sie in dieLage, entfernte Maschinen oder Anlagen zentral zu verwalten, zu steuern und zuüberwachen.

TeleService läuft unter dem Betriebssystem Microsoft Windows auf einem Pro-grammiergerät oder einem Standard-PC. Die Verbindung geschieht über eine phy-sikalische bzw. virtuelle COM- oder USB-Schnittstelle. Auf der Stationsseite stelltein TS-Adapter den Anschluss an PPI, MPI oder PROFIBUS-DP (TS-Adapter II) oderEthernet (TS-Adapter IE) her. TeleService ist Modem-unabhängig und arbeitet mitallen handelsüblichen Hayes-kompatiblen Modems zusammen, die in der System-steuerung von Windows installiert sind. Je nach Modem kann ein analoges oderdigitales Telefonnetz oder ein Funknetz verwendet werden.

Die Einrichtung des TeleService-Betriebs wird in folgenden Schritten ausgeführt:

b Maßnahmen auf der PG/PC-SeiteTeleService installieren, lokales Modem in der Windows Systemsteuerung ins-tallieren, PG/PC-Schnittstelle einstellen, TeleService- und Modem-Eigenschaftenabstimmen.

b Einstellungen auf der AnlagenseiteTS-Adapter parametrieren.

b TeleService benutzenTelefonbuch anlegen, Verbindung aufbauen und Durchführung der Wartungs-arbeiten an der Anlage mit dem Funktionsumfang von STEP 7; z. B. Fehleranaly-se und -behebung, Upgrade- und Update-Maßnahmen.

Über die Direktverbindung wird der TS-Adapter parametriert. Die Direktverbin-dung zum TS-Adapter kann auch dazu verwendet werden, einen PC mit der COM-oder USB-Schnittstelle an ein MPI- oder PROFIBUS-Netz anzuschließen.

Die Initiative zum Verbindungsaufbau kann auch von der SIMATIC-Station kom-men. Auf der PG/PC-Seite benötigen Sie das Optionspaket PRODAVE MPI, das Daten

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zwischen einer SIMATIC-Station und einem Standard-PC-Programm, wie z. B. MS-Excel, austauscht.

Bild 3.25 SIMATIC-Stationen mit TeleService über Fernverbindung steuern

Bearbeitungmit STEP 7

Derkoppelt an MPIoder PROFIBUS

TS-Adapter II Derkoppelt anIndustrial Ethernet

TS-Adapter IE

S

SIMATIC/HMI-Station SIMATIC/HMI-Station

MPI oder PROFIBUS Industrial Ethernet

ModemModem

TeleService

COM-/USB-Schnittstelle

Direktverbindung

S S

Fest- oderFunknetz

Fest- oderFunknetz

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4 Die Programmiersprachen

Mit den SIMATIC-Programmiersprachen erstellen Sie das Anwenderprogramm. Jenach Anforderung und Vorliebe können Sie unter mehreren Programmierspra-chen und Programmiermethoden wählen. Drei der Programmiersprachen (KOP,FUP und AWL) sind im Lieferumfang von STEP 7 mit enthalten, die anderen gibt esals Optionspakete.

Die grafischen Programmiersprachen eignen sich besonders zur Darstellung bi-närer Verknüpfungen, sei es als Nachbildung eines Stromlaufplans (KontaktplanKOP) oder als Nachbildung elektronischer Schaltkreise (Funktionsplan FUP). Dietextuelle Sprache Anweisungsliste AWL eignet sich zusätzlich zum Bearbeitenkomplexer Variablen oder zur indirekten Operandenadressierung.

S7-SCL ist eine textuelle Programmiersprache zur Umsetzung komplexer Algo-rithmen und zur Handhabung großer strukturierter Datenmengen. Mit S7-SCLprogrammieren Sie einzelne Anwender-Bausteine genauso wie mit den Basispro-grammiersprachen KOP, FUP und AWL. Sie können auch ein komplettes Anwen-derprogramm in S7-SCL schreiben.

Mit CFC verschalten Sie Bausteine ähnlich wie in einem Funktionsplan. In welcherSprache (KOP, FUP, AWL oder SCL) die Bausteine geschrieben sind, ist hierbei be-langlos. CFC benötigt SCL zum Erzeugen ablauffähiger Bausteine.

S7-GRAPH ist eine Programmiermethode für sequentielle Steuerungsabläufe. DieWeiterschaltbedingungen auf die nächsten Schritte können Sie wahlweise in KOP

Bild 4.1 Die Programmiersprachen von STEP 7

113


oder in AWL darstellen. Alternativ- oder Simultanverzweigungen erweitern die li-neare Abarbeitung der aufeinanderfolgenden Schritte.

S7-HiGraph schließlich gestattet die Darstellung der Steuerungsaufgabe als Zu-standsgraph. Hier steht dann nicht mehr die lineare Bearbeitung im Vordergrund,sondern ein quasi beliebiges Aufeinanderfolgen von Zuständen und Übergängen,wie es bei asynchronen Prozessen üblich ist.

4.1 Die Basis-Programmiersprachen KOP, FUP und AWL

Die Engineering-Software STEP 7 enthält im Lieferumfang einen Programmeditormit den Programmiersprachen Kontaktplan (KOP), Funktionsplan (FUP) undAnweisungsliste (AWL). Diese Programmiersprachen sind nach der Norm DINEN 6.1131-3 (IEC 1131-3) ausgelegt. Mit diesen Programmiersprachen erstellenSie das Anwenderprogramm.

KOP und FUP sind grafisch orientierte Sprachen; in KOP wird die Steuerungsauf-gabe durch die Reihen- und Parallelschaltung von Kontakten gelöst und in FUPdurch die Verschaltung von UND- und ODER-Boxen. AWL ist textorientiert; hier ge-schieht die Beschreibung der Steuerungsaufgabe in Listenform.

Doch nicht nur binäre Signalzustände lassen sich mit den Programmiersprachenverknüpfen. Auch die Bearbeitung digitaler Werte in verschiedenen Zahlendar-stellungen, wie z. B. der Vergleich oder die Grundrechnungsarten mit ganzenoder gebrochenen Zahlen, ist in allen Sprachen problemlos möglich. Jede Sprachestellt auch Funktionen zur Verfügung, mit denen Sie ihr Programm nach IhrenWünschen strukturieren können. So ist jede Programmiersprache zur Erstellungeines kompletten Anwenderprogramms geeignet.

Mit binären Verknüpfungen und Speicherfunktionen sind Sie in der Lage, dasAutomatisierungsgerät in einer gewissen „Basisfunktionalität“ im Funktionsum-fang von Schütz- oder Relaissteuerungen bzw. verdrahteten Logikschaltkreisen zuprogrammieren. Weitergehende Möglichkeiten erhalten Sie durch die Verarbei-tung digitaler Werte mit Vergleichsfunktionen, arithmetischen und mathemati-schen Funktionen, Umwandlungs- und Schiebefunktionen sowie Wortverknüp-fungen. Mit Sprungfunktionen gestalten Sie den Programmfluss nach IhrenAnforderungen.

Sie programmieren das Anwenderprogramm in Programmabschnitten, die „Bau-steine“ genannt werden. Organisationsbausteine sind die Schnittstelle vom Be-triebssystem zum Anwenderprogramm; sie werden bei bestimmten Ereignissenvom Betriebssystem der CPU aufgerufen und stellen den Programmanfang in ei-ner bestimmten Programmablaufebene dar. In den Organisationsbausteinen kön-nen dann die Bausteintypen Funktionsbaustein und Funktion aufgerufen und bear-beitet werden.

Alle Programmiersprachen stellen für die Bausteinaufrufe entsprechende Funkti-onen zur Verfügung: In den grafischen Programmiersprachen sind es Boxen mit

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4.1 Die Basis-Programmiersprachen KOP, FUP und AWL

Ein- und Ausgängen, an denen dem aufgerufenen Baustein Werte übergeben undwieder zurückgelesen werden können, in AWL ist es die CALL-Anweisung, die ei-nen Baustein aufruft und in einer nachfolgenden Parameterliste die Werte zumaufgerufenen Baustein übergibt bzw. sie empfängt.

Diese bausteinweise Programmierung bietet zusätzlich zu anderen Vorteilen, wiez. B. abgeschlossene, überschaubare und parametrierbare Programmabschnitte,die freie Wahl der Programmiersprache für jeden Baustein. Das bedeutet, Sie müs-sen sich für Ihr Anwenderprogramm nicht auf eine Programmiersprache festle-gen. Programmieren Sie die Bausteine für binäre Verknüpfungen z. B. in Kontakt-plan, weil Sie die grafische Anordnung der Kontakte sehr anschaulich finden, undprogrammieren Sie die Verarbeitung der Daten in Anweisungsliste, da Sie hier mitAdressregistern die Daten des Anwenderprogramms sehr effektiv indirekt adres-sieren können. Jeder Baustein kann einen weiteren Baustein aufrufen, der in eineranderen Sprache geschrieben worden ist.

Bausteine, die Sie in KOP oder FUP geschrieben haben, können Sie jederzeit inAWL darstellen. Unter bestimmten Umständen können auch im KOP geschriebeneBausteine in FUP dargestellt werden und umgekehrt; grafisch nicht darstellbareProgrammteile werden dann in AWL angezeigt. Das KOP-, FUP- oder AWL-Pro-gramm ist „rückübersetzbar“; Sie können jederzeit aus dem Maschinencode einen

Mit Kontaktplan (KOP) programmierenSie die Steuerungsaufgabe angelehnt anden Stromlaufplan. Die Verknüpfung derbinären Signalzustände wird durch dieserielle oder parallele Anordnung vonKontakten dargestellt. Eine Spule schließteinen Strompfad ab. Komplexe Funkti-onen werden mit Boxen dargestellt.

Mit Funktionsplan (FUP) programmie-ren Sie die Steuerungsaufgabe angelehntan elektronische Schaltkreissysteme. Bi-näre Verknüpfungen werden durch Ver-schaltung von UND- und ODER-Funktionenrealisiert und mit einfachen Boxen abge-schlossen. Komplexe Boxen übernehmendie Verknüpfung digitaler Variablen.

Mit Anweisungsliste (AWL) program-mieren Sie die Steuerungsaufgabe inListenform. Eine Zeile entspricht einerAnweisung mit einer Operation, die dieauszuführende Funktion vorgibt, undeventuell einem Operanden, auf den dieFunktion angewendet wird.

Bild 4.2 Die Basis-Programmiersprachen Kontaktplan, Funktionsplan und Anweisungsliste

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lesbaren Baustein erzeugen, beispielsweise dann, wenn Sie ohne Offline-Datendas Anwenderprogramm in einer CPU lesen wollen.

Mit den grafischen Programmiersprachen erstellen sie das Anwenderprogramm„inkrementell“, d. h. bei der Programmeingabe werden Ihre Angaben sofort vomProgrammeditor überprüft. Beim Speichern des Bausteins wird er automatisch inden Maschinencode übersetzt. Sie können nur fehlerfrei übersetzte Bausteinespeichern.

AWL gestattet sowohl eine quellorientierte als auch eine inkrementelle Program-mierung. In AWL können Sie eine Programmquelle erstellen, das ist eine Textdateimit Zeichen im ASCII-Format. Eine Programmquelle lässt sich jederzeit speichern,auch wenn sie noch nicht komplett und noch nicht fehlerfrei ist. Die Programm-quelle kann auch von einem externen Texteditor erstellt und in das Anwenderpro-gramm „importiert“ werden. Zur Erzeugung des Maschinencodes muss eine Pro-grammquelle übersetzt (compiliert) werden.

Den Programmtest führen Sie selbstverständlich in der Programmiersprachedurch, in der Sie den Baustein geschrieben haben. So können Sie in KOP denStromfluss im Strompfad beobachten und in FUP die erfüllten Verknüpfungenfarblich hervorheben lassen. AWL gestattet das zeilenweise Testen der Program-manweisungen mit Beobachtung der binären und digitalen Werte.

4.2 Binärfunktionen

Die Binärfunktionen verknüpfen Bitvariablen (Signale) nach der Booleschen Alge-bra. Sie verarbeiten und speichern Signale mit dem Datentyp BOOL. Dieses For-mat bedeutet ein Bit, das die beiden Zustände „1“ und „0“ bzw. „Ein“ und „Aus“annehmen kann. Die Eingangssignale werden miteinander verknüpft und die Bi-närausgänge gesteuert, an denen z. B. Schütze, Ventile oder Leuchten angeschlos-sen sind.

Verknüpfungsfunktionen

Bild 4.3 zeigt die Ergebnisse der Verknüpfungsfunktionen. Angenommen, an denEingängen mit den Namen „Eingang1“ und „Eingang2“ sind zwei Taster ange-schlossen; an den Ausgängen jeweils eine Leuchte. Bei einer UND-Funktion bzw.bei einer Reihenschaltung („Ausgang1“) leuchtet die Lampe dann, wenn beide Tas-ter betätigt sind. In der Sprache der Steuerungstechniker lautet es so: Wenn anbeiden Eingängen Signalzustand „1“ anliegt, führt der Ausgang ebenfalls Signal-zustand „1“. Man spricht dann auch von einer „erfüllten“ Verknüpfung. Die ODER-Verknüpfung bzw. die Parallelschaltung von Kontakten ist immer dann erfüllt,wenn mindestens einer der Eingänge Signalzustand „1“ führt. Selbstverständlichkann eine UND- oder eine ODER-Funktion auch mehr als zwei (Funktions-) Ein-gänge haben. Dann werden die Abfragen und Verknüpfungen auf alle Eingängeausgedehnt.

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4.2 Binärfunktionen

Die dritte Funktion im Bild, die Exklusiv-ODER-Funktion, gibt es in FUP und AWL.In KOP realisieren Sie diese Funktion mit einer Kombination aus Reihen- und Par-allelschaltung. Hat eine Exklusiv-ODER-Funktion mehrere Eingänge, ist die Funk-tion dann erfüllt, wenn eine ungerade Anzahl an Eingängen Signalzustand „1“führt.

Selbstverständlich können Sie die Binärfunktionen auch kombinieren, z. B. dieAusgänge zweier UND-Funktionen auf eine ODER-Funktion führen, und so einekomplexe Verschaltung programmieren. In den grafischen Sprachen führen Siedie Kombination durch die geometrische Anordnung durch, in AWL stehen IhnenKlammerfunktionen zur Verfügung, mit denen Sie die Funktionsbearbeitung steu-ern können.

Negation

Alle Funktionseingänge und Funktionsausgänge können „negiert“ werden, d. h.ihr Signalzustand ändert sich bei der Verarbeitung von „1“ nach „0“ oder von „0“nach „1“. Diese Funktion benötigen Sie beispielsweise dann, wenn Sie mit einem„nullaktiven“ Signal etwas ausführen wollen: Zwei Taster sollen einen Ausgangmit Signalzustand „1“ steuern, wenn beide nicht betätigt sind, also Signalzustand„0“ führen.

Zuweisung

Das Ergebnis einer Verknüpfung nennt man „Verknüpfungsergebnis“ VKE. Es wirdin der CPU gespeichert, verarbeitet und kann auch beispielsweise einem Ausgangzugewiesen werden. Ist das VKE = „1“ – wenn die Verknüpfung erfüllt ist – dannführt auch dieser Ausgang Signalzustand „1“ (der Ausgang wird „gesetzt“). Ist dasVKE = „0“, führt der Ausgang ebenfalls „0“; er wird „rückgesetzt“. Eine Zuweisung

Ein Rechteck bedeutet, der Operandführt Signamlzustand „1“ (z. B. derentsprechende Taster ist betätigt).Kein Rechteck: Der Operand führt „0“.

UND-Funktion,Reihenschaltung

Eine UND-Funktion ist nur dann er-füllt, wenn alle Funktionseingängeden Signalzustand „1“ führen.

ODER-Funktion,Parallelschaltung

Eine ODER-Funktion ist immer dannerfüllt, wenn mindestens einer derFunktionseingänge den Signalzu-stand „1“ führt.

Exklusiv-ODER-Funktion

Eine Exklusiv-ODER-Funktion ist nurdann erfüllt, wenn beide Funktions-eingänge unterschiedlichen Signalzu-stand führen.

Bild 4.3 Veranschaulichung der binären Verknüpfungsfunktionen

117


(in KOP: Spule, in FUP: einfache Box) führt also den bei ihr stehenden Operandenimmer dem VKE nach.

Speicherfunktion

Eine Speicherfunktion wird mit VKE = „1“ gesteuert und hält den Signalzustandeines Operanden. Es gibt die Setzen-Funktion, bei der der Operand gesetzt wirdund auch bleibt, wenn die Setzen-Funktion wieder mit „0“ bearbeitet wird. Und esgibt die Rücksetzen-Funktion, bei der der Operand zurückgesetzt wird, wenn siemit VKE = „1“ bearbeitet wird. In den grafischen Sprachen können beide Funkti-onen zu einem SR-Speicher (Rücksetzen vorrangig) und zu einem RS-Speicher (Set-zen vorrangig) kombiniert werden. Vorrangig bedeutet, nur Setzen bzw. nurRücksetzen wird ausgeführt, wenn beide Funktionseingänge mit VKE = „1“ gesteu-ert werden.

Flankenauswertung

Zusätzliche Möglichkeiten bieten die Flankenauswertungen, die den Zustands-wechsel eines Signals anzeigen. Sie können so den Übergang von Signalzustand„0“ nach „1“ oder von „1“ nach „0“ (den Moment des Einschaltens oder des Aus-schaltens) erfassen und weiterverknüpfen. Programmtechnisch erfolgt die Flan-kenerkennung durch Vergleich: Ein „Flankenmerker“ (ein statischer Operand)speichert das „alte“ Verknüpfungsergebnis, das mit dem „neuen“ VKE verglichenwird; ist das alte „0“ und das neue „1“, liegt eine steigende Flanke vor (Einschal-ten), im umgekehrten Fall eine fallende Flanke (Ausschalten).

Bild 4.4 Veranschaulichung der Speicherfunktionen „Setzen vorrangig“ und „Rücksetzen vorrangig“

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4.3 Digitalfunktionen

4.3 Digitalfunktionen

Die Digitalfunktionen verarbeiten Variablen mit digitalen Werten, wie z. B. Dreh-zahlen, Stromwerte, Stückzahlen, und erweitern so die Funktionalität der spei-cherprogrammierbaren Steuerung. Die Formate, in denen diese Werte gespei-chert und verarbeitet werden, sind im Wesentlichen die Datentypen INT (einfacherganzzahliger Wert), DINT (erweiterter ganzzahliger Wert) und REAL (gebrochenerWert mit Nachkommastellen).

Vergleichs-funktionen

Die Vergleichsfunktionen vergleichen zwei Digitalvariablen mit den DatentypenINT, DINT oder REAL nach gleich, ungleich, größer, größer-gleich, kleiner undkleiner-gleich. Das Vergleichsergebnis steht als Binärwert (Verknüpfungsergebnis)zur Verfügung und kann mit Binärfunktionen gespeichert oder weiterverknüpftwerden.

ArithmetischeFunktionen

Die arithmetischen Funktionen verknüpfen zwei Werte nach den Grundrechnungs-arten Addieren, Subtrahieren, Multiplizieren und Dividieren. Sie können die arith-metischen Funktionen auf Variablen mit den Datentypen INT, DINT und REAL an-wenden.

MathematischeFunktionen

Zu ihnen gehören die Funktionen Sinus, Cosinus, Tangens, Arcussinus, Arcuscosi-nus und Arcustangens sowie Quadrieren, Radizieren, Exponentieren und Logarith-mieren.

Umwandlungs-funktionen

Die Umwandlungsfunktionen wandeln den Datentyp einer Variablen, beispielswei-se wandeln sie eine gebrochene Zahl durch Auf- oder Abrunden in eine ganze Zahl.

Schiebe-funktionen

Die Werte einzelner Variablen können bitweise nach rechts oder links verschobenwerden. Die hinausgeschobenen Bits gehen entweder verloren oder werden auf deranderen Seite der Variablen wieder übernommen (Rotierfunktionen).

Wortverknüp-fungen

Auch Digitalvariablen mit 8, 16 oder 32 Bits können Bit für Bit nach UND, ODER undExklusiv-ODER miteinander verknüpft werden.

Bild 4.5 Darstellung der Digitalfunktionen grafisch und in AWL

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4.4 Programmfluss-Steuerung

Alle Programmiersprachen stellen Funktionen zur Verfügung, die den Programm-fluss steuern. Die wichtigsten sind die Bausteinaufrufe. Mit ihnen werden Baustei-ne aufgerufen und bearbeitet. Mit Bausteinparametern gestalten Sie die aufgeru-fenen Funktionen parametrierbar, so dass die Bausteine mehrfach mit unter-schiedlichen Werten benutzt werden können. Die Bausteinaufrufe können abhän-gig von Bedingungen durchgeführt werden: in den grafischen Sprachen mit demEingang EN (enable input); in AWL mit einer Sprungfunktion über die Aufrufan-weisung CALL samt Parameterliste. Über den Ausgang ENO (enable output) mel-det der aufgerufene Baustein in den grafischen Sprachen einen Sammelfehler; beiAWL wird an dieser Stelle das Binärergebnis BIE verwendet, das im aufgerufenenBaustein gesetzt und nach dem Aufruf abgefragt werden kann.

Innerhalb eines Bausteins steuern Sie mit Sprungfunktionen den Programmfluss.Die Sprungfunktionen in den grafischen Sprachen sind vom VKE abhängig(Sprung bei „1“ oder Sprung bei „0“); es kann jedoch jedes Statusbit abgefragtund damit quasi in das VKE übertragen werden. Bei AWL gibt es Sprungfunktio-nen, die immer ausgeführt werden, vom VKE abhängig sind oder die Statusbits di-rekt abfragen. Zur Sprungfunktion gehört eine Sprungmarke, mit der der Ein-sprung markiert wird. Das ist die Stelle, an der die Bearbeitung nach dem ausge-führten Sprung fortgesetzt werden soll. In den grafischen Sprachen liegt der Ein-sprung immer am Anfang eines Netzwerks, bei AWL kann er am Anfang jeder An-weisung stehen.

Bild 4.6 Beispiel für Sprungfunktionen und Bausteinaufrufe in KOP und AWL

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4.5 Kontaktplan KOP

4.5 Kontaktplan KOP

KOP-Programmelemente

In der Programmiersprache Kontaktplan (KOP) programmieren Sie die Steue-rungsaufgabe durch Anordnen von grafischen Programmelementen. Das sind imWesentlichen Kontakte, Spulen und Boxen, die Sie in Form eines Stromlaufplansmiteinander verbinden.

Das Programmieren eines Strompfads beginnen Sie an der linken Stromschiene.Sie markieren die Stelle im Strompfad, an der Sie einfügen wollen, und wählen diegewünschten Programmelemente – je nach erworbener Routine oder Vorliebe –mit der entsprechenden Funktionstaste, mit der entsprechenden Schaltfläche ausder Funktionsleiste oder aus dem Programmelemente-Katalog. Einen Strompfadschließen Sie mit einer Spule oder einer Box ab. Sie können auch einen „T-Ab-zweig“ programmieren, der am Ende des Strompfads auf weitere Spulen und Bo-xen, auch mit eigener Vorverknüpfung, führen kann.

Der KOP-Programmeditor baut ein Netzwerk nach dem Prinzip des „Hauptstrom-pfads“ auf: Das ist der oberste Zweig, der direkt an der linken Stromschiene be-ginnt und mit einer Spule oder einer Box abgeschlossen werden muss. In ihm kön-nen alle KOP-Programmelemente platziert werden. In Parallelzweigen gibt es mit-unter Einschränkungen in der Auswahl der zugelassenen Programmelemente.Kein KOP-Programmelement darf durch einen „leeren“ Parallelzweig „kurzge-schlossen“ werden und kein „Strom“ darf von rechts nach links durch ein Pro-grammelement fließen (ein Parallelzweig muss zu dem Zweig geschlossen wer-den, an dem er geöffnet wurde).

Die meisten Programmelemente müssen mit Operandenadressen (Variablen) ver-sehen werden. Am Günstigsten gehen Sie vor, wenn Sie zuerst alle Programmele-mente anordnen und anschließend beschriften. Die Operanden adressieren Sieentweder absolut, z. B. E 1.0, oder symbolisch, z. B. „Handbetrieb“.

Ein „Netzwerk“ nimmt einen einzigen Strompfad auf, d. h. eine mit einer Spuleoder Box abgeschlossene Verknüpfung. Um den nächsten Strompfad einzugeben,erzeugen Sie ein weiteres Netzwerk nach dem aktuell markierten Netzwerk. Siekönnen dem Netzwerk eine Überschrift und einen Netzwerkkommentar gebenund so die Funktion des Netzwerks (des Strompfads) ausführlich beschreiben.

Kontakte

Mit Kontakten fragen Sie die Binäroperanden wie z. B. Eingänge ab. Mit der Anord-nung der Kontakte in Reihe oder parallel verknüpfen Sie die abgefragten Signal-zustände. Es gibt zwei Kontaktarten: Schließerkontakte und Öffnerkontakte. Bei ei-nem Schließerkontakt wird der über dem Kontakt stehende Operand auf Signalzu-stand „1“ abgefragt; der Kontakt „schließt“, wenn der Operand „1“ führt (es fließtStrom beim Aktivieren). Ein Öffnerkontakt fragt den Operanden nach Signalzu-stand „0“ ab; der Kontakt „schließt“, wenn der Operandenstatus „0“ ist (es fließtStrom, wenn der Kontakt nicht aktiviert ist).

121


Die Abfrage durch Kontakte ist nicht auf den Operandenbereich Eingänge be-schränkt. Sie können jeden Binäroperanden und z. B. auch Statusbits abfragen.Mit dem Kontakt NOT negieren Sie das Verknüpfungsergebnis; ist das VKE vordem Kontakt „1“ (fließt „Strom“), wird es durch den Kontakt NOT zu „0“ (nachdem Kontakt fließt dann kein „Strom“ mehr).

Spulen

Mit Spulen steuern Sie Binäroperanden wie z. B. Ausgänge. Einfache Spulen setzenden Binäroperanden, wenn Strom in die Spule fließt (VKE = „1“), und setzen ihnwieder zurück, wenn kein Strom mehr fließt. Es gibt Spulen mit Zusatzbeschriftungwie z. B. Setzen- und Rücksetzenspulen, die eine spezielle Funktionalität aufwei-sen. Über Spulen können Sie auch einzelne Zeit- und Zählfunktionen steuern, Bau-steine ohne Parameter aufrufen, Sprünge im Programm ausführen, usw.

Boxen

Programmelemente mit Digitalfunktionen stellt KOP mit Boxen dar. Es gibt die„Standard-Boxen“ in zwei Ausführungen: ohne EN/ENO-Parameter (wie z. B. Spei-cherfunktionen, Zeit- und Zählfunktionen, Vergleich-Boxen) und mit EN/ENO-Para-meter (wie z. B. MOVE, arithmetische und mathematische Funktionen, Datentyp-wandlung). Rufen Sie Codebausteine wie z. B. Funktionsbausteine auf, stellt derKOP-Programmeditor die Aufrufe ebenfalls als Boxen mit EN/ENO-Parameter dar.

EN/ENO-Parameter

Mit dem Eingang EN (enable input) steuern Sie die Bearbeitung der Box: Die ent-sprechende Funktion wird nur dann ausgeführt, wenn „Strom“ in diesen Eingangfließt. Aus dem Ausgang ENO (enable output) fließt „Strom“, wenn die Box ohne

Bild 4.7 Programmelemente für Kontaktplan KOP

122

4.5 Kontaktplan KOP

Fehler bearbeitet wurde. Sie können Boxen mit EN und ENO in Reihe schalten undso eine nachfolgende Box nur dann bearbeiten lassen, wenn die vorhergehendeBox ordnungsgemäß bearbeitet worden ist, oder einen ganzen „Hauptstrom-zweig“ mit in Reihe geschalteten Boxen mit einem Kontakt einund ausschalten.

Reihen- und Parallelschaltung in KOP

Ein Strompfad kann aus einem einzigen aber auch aus sehr vielen, miteinanderverschalteten Kontakten bestehen. Im Beispiel (Bild 4.8) sehen Sie eine Reihen-schaltung mit dem Schließerkontakt #Hand_ein und dem Öffnerkontakt #Automa-tikbetrieb; es fließt „Strom“ durch den Strompfad, wenn #Hand_ein Signalzustand„1“ führt und #Automatikbetrieb „0“. Parallel dazu gibt es eine zweite Reihenschal-tung aus den Schließerkontakten #Auto_ein und #Automatikbetrieb. Diese Parallel-schaltung von Reihenschaltungen führt auf den Setzen-Eingang der Speicherbox.

Der Rücksetzen-Eingang ist mit zwei parallel angeordneten Kontakten beschaltet.Der Speicher wird zurückgesetzt, wenn das Signal #Motor_aus mit Signalzustand„1“ oder das Signal #Stoerung mit Signalzustand „0“ („nullaktiv“) ansteht.

Innerhalb eines Strompfads können Sie das Verknüpfungsergebnis (den „Strom-fluss“) mit dem Kontakt NOT negieren, d. h. aus Signalzustand „1“ wird „0“ undumgekehrt.

Ein Strompfad muss immer abgeschlossen werden, meistens mit einer Spule. Oh-ne weitere Zusatzbeschriftung entspricht eine Spule einer Zuweisung des Ver-knüpfungsergebnisses an einen Binäroperanden. Es kann auch eine Box einenStrompfad abschließen.

Im Beispiel ist der Ausgang der Speicherbox mit dem Schließerkontakt #Freigabeverknüpft. Danach folgt ein sog. „T-Abzweig“; Sie können damit mehrere Ausgän-

Bild 4.8 Beispiel für Reihen- und Parallelschaltung von Kontakten in der Programmiersprache KOP

123


ge pro Strompfad steuern. Im Beispiel sind es die Spulen #M_Start (für die Motor-steuerung) und #M_laeuft (für die Anzeige).

Digitale Funktionen in KOP

Die digitalen Funktionen werden durch Boxen repräsentiert. Eine Digitalbox kanneinen oder zwei Eingangswerte bearbeiten und das Ergebnis am Ausgang zur Ver-fügung stellen.

Alle Boxen gibt es mit dem Eingang EN, mit dem die Bearbeitung gesteuert wird:Liegt Signalzustand „1“ am Eingang EN (fließt „Strom“ in diesen Eingang), findetdie Bearbeitung der Box statt. Verläuft die Bearbeitung ohne Fehler, liegt am Aus-gang ENO der Signalzustand „1“, andernfalls „0“, wie auch bei Nichtbearbeitungdurch EN = „0“.

ENO und EN können miteinander verschaltet werden, so dass Sie mit dem EN-Ein-gang der ersten Box die Bearbeitung aller nachgeschalteten Boxen steuern kön-nen. Der ENO-Ausgang der letzten Box zeigt dann den Sammelfehler für alle Bo-xen an.

Die Boxen wählen Sie aus dem Programmelemente-Katalog unter der entspre-chenden Rubrik aus; es gibt auch eine „neutrale“ Box, die Sie mit der gewünschtenFunktion beschriften können.

Bild 4.9 Beispiel für digitale Funktionen in der Programmiersprache KOP

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4.6 Kontaktplan KOP für S7-1200

4.6 Kontaktplan KOP für S7-1200

S7-1200 wird mit der Engineering-Software STEP 7 Basic (V10.5) programmiert, dieeinen weiterentwickelten Programmeditor für KOP enthält. Dieser berücksichtigtden gegenüber von S7-300/400 erweiterten Umfang an Funktionen und Datentypenund bietet beim Platzieren der Programmelemente eine höhere Freizügigkeit.

Im Prinzip wird eine CPU 1200 mit Kontaktplan wie eine CPU 300/400 program-miert. Auch bei S7-1200 sind die wesentlichen Programmelemente die Kontakte,Spulen und Boxen (siehe Kapitel 4.5 „Kontaktplan KOP“). Alle Programmelementesind in den Katalogen Anweisungen und Erweiterte Anweisungen aufgelistet, diebeim Programmieren von Bausteinen automatisch im Aufgabenfenster zur Verfü-gung gestellt werden.

Zum Programmieren eines Bausteins öffnen Sie ihn, klicken im Anweisungskata-log auf das gewünschte Programmelement, „ziehen“ es mit gedrückter linkerMaustaste in das Netzwerk des geöffneten Bausteins und lassen es dann los (drag& drop). Der Programmeditor zeigt mit rechteckigen Einfügungsmarken an, anwelchen Stellen Sie das Element platzieren dürfen und mit einer grün gefärbtenMarke, an welcher Stelle das Element eingefügt wird, wenn Sie es loslassen. Siekönnen Programmelemente auch nachträglich an den zugelassenen Stellen einfü-gen, die Programmelemente verschieben, kopieren und löschen (Bild 4.10).

Der Programmeditor zeigt mit drei roten Fragezeichen in spitzen Klammern an,wo er eine Variable erwartet. Ein Doppelklick auf diese Markierung öffnet ein Ein-gabefeld, in das Sie den Variablennamen eingeben können. Hierbei bietet der Pro-grammeditor aus den bereits eingegebenen Variablennamen diejenigen zur Aus-wahl an, die den richtigen Datentyp aufweisen.

Bild 4.10 Beispiel für die Programmierung binärer Funktionen in KOP für S7-1200

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Ein Netzwerk kann bei STEP 7 Basic mehrere Strompfade aufnehmen (Bild 4.11).Fast alle Spulen und Boxen können auch mitten im Strompfad platziert werden. Inder Darstellung können die Netzwerke „eingeklappt“ werden, so dass man nur dieÜberschriften sieht, was die Übersichtlichkeit des Programms erheblich steigert.

Bei den Programmfunktionen, die Digitalwerte verarbeiten,wie z. B. die Rechenfunktionen oder die Vergleichsfunktionen,kann der gewünschte Datentyp nach der Platzierung des Pro-grammelements aus einer Klappliste ausgewählt werden. Beimanchen Programmelementen ist auch die Funktion auf dieseWeise wählbar, so dass eine nachträgliche Änderung sehr kom-fortabel durchgeführt werden kann.

Eine weitere Änderung gegenüber dem Kontaktplan von STEP7 V5 ist die Darstellung einer Vergleichsfunktion. Diese wirdjetzt als „Groß-Kontakt“ angezeigt (Bild 4.11). Die Vergleichs-funktion und der Datentyp können aus Klapplisten ausgewähltwerden; die zu vergleichenden Variablen stehen über und unter dem Kontakt.

Der Katalog „Erweiterte Anweisungen“ enthält unter anderem Funktionen zumBearbeiten von Datum und Uhrzeit (eine Zeitdauer mit einem Zeitpunkt aus Da-tum und Uhrzeit verknüpfen oder zwei Zeitpunkte subtrahieren) und von Zei-chenketten (eine STRING-Variable in eine Zahl konvertieren und umgekehrt, Zei-chenketten zusammenfügen, teilweise löschen oder ersetzen, Zeichenketten ausanderen Zeichenketten herauslösen usw.) sowie Anweisungen zur Programmsteu-erung, zur Alarmbearbeitung und für Kommunikation.

Bild 4.11 Beispiel für die Programmierung digitaler Funktionen in KOP für S7-1200

126

4.7 Funktionsplan FUP


FUP-Programmelemente

In der Programmiersprache Funktionsplan (FUP) programmieren Sie die Steue-rungsaufgabe durch das Verbinden von Boxen. FUP stellt Funktionsboxen zumVerknüpfen von Signalzuständen, einfache Boxen zum Verarbeiten der Verknüp-fungsergebnisse und komplexe Boxen für nichtbinäre Funktionen zur Verfügung.

Das Programmieren einer Verknüpfung beginnen Sie mit dem Auswählen des inder Verknüpfung links liegenden Programmelements – je nach erworbener Routi-ne oder Vorliebe – mit der entsprechenden Funktionstaste, mit entsprechenderMenü-Anwahl oder aus dem Programmelemente-Katalog. Eine binäre Verknüp-fung schließen Sie im einfachsten Fall mit einer Zuweisen-Box ab, die mit demVerknüpfungsergebnis einen Binäroperanden steuert.

Der FUP-Programmeditor baut ein Netzwerk von links nach rechts und von obennach unten auf. Von links führen die Eingänge auf die Funktionen, nach rechts ge-hen die Ausgänge ab. Eine Verknüpfung hat immer eine „Abschlussfunktion“(Ausgabe-Box), im einfachsten Fall eine Zuweisung des Verknüpfungsergebnissesan einen Binäroperanden. Sie können mit Hilfe des „T-Abzweigs“ einer Verknüp-fung weitere „Abschlussfunktionen“ für eine Verknüpfung programmieren(„Mehrfachausgang“). Nach einem T-Abzweig ist mitunter die Auswahl an pro-grammierbaren Elementen eingeschränkt.

Die meisten Programmelemente müssen mit Operandenadressen (Variablen) ver-sehen werden. Am günstigsten gehen Sie vor, wenn Sie zuerst alle Programmele-mente anordnen und anschließend beschriften. Die Operanden adressieren Sieentweder absolut, z. B. E 1.0, oder symbolisch, z. B. „Handbetrieb“.

Ein „Netzwerk“ nimmt eine einzige Verknüpfung auf; eine Verknüpfung besteht auszusammenhängenden, miteinander verbundenen Funktionen. Um die nächste Ver-knüpfung einzugeben, erzeugen Sie ein weiteres Netzwerk nach dem aktuell mar-kierten Netzwerk. Sie können dem Netzwerk eine Überschrift und einen Netzwerk-kommentar geben und so die Funktion des Netzwerks ausführlich beschreiben.

Binäre Funktionen

Mit binären Funktionen fragen Sie die Binäroperanden wie z. B. Eingänge ab undverknüpfen die abgefragten Signalzustände. Hierfür stehen die UND-, die ODER-und die Exklusiv-ODER-Funktion zur Verfügung. Alle Funktionen können auchmehr als zwei Eingänge aufweisen. Wenn Sie die Funktionsboxen untereinanderverschalten, erhalten Sie auch komplexe Verknüpfungen in einem Netzwerk.

Die Abfrage eines Operanden kann durch einem dargestellten Kreis am Funkti-onssymbol negiert werden, so dass Abfrageergebnis „1“ erhalten wird bei Status„0“ des Operanden. Diesen „Negationskreis“ können Sie auch an den Eingang ei-ner Zuweisenbox setzen und so einem Binäroperanden ein negiertes Verknüp-fungsergebnis zuweisen.

Es lassen sich nicht nur Eingänge abfragen, sondern alle Binäroperanden undauch z. B. die Statusbits. So kann beispielsweise ein Rechenergebnis, wie „Ergeb-

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nis = Null“ oder ein Zahlenbereichsüberlauf, mit den binären Funktionen weiter-verknüpft werden oder einen Ausgang steuern.

Einfache Boxen

Mit einfachen Boxen steuern Sie Binäroperanden wie z. B. Ausgänge. Einfache Boxenhaben im Allgemeinen nur einen einzigen Eingang und tragen eventuell eine Zu-satzbeschriftung. Es gibt einfache Boxen, um Binäroperanden anzusteuern, um ei-ne Flanke auszuwerten, um Zeit- und Zähloperanden zu steuern, um Bausteine oh-ne Parameter aufzurufen, um Sprungfunktionen im Programm auszuführen, usw.

Komplexe Boxen

Komplexe Boxen stellen Programmelemente mit nichtbinären Funktionen dar. FUPstellt „Standard-Boxen“ in zwei Ausführungen zur Verfügung: ohne EN/ENO-Para-meter (wie z. B. Speicherfunktionen, Zeit- und Zählfunktionen, Vergleich-Boxen)und mit EN/ENO-Parameter (wie z. B. MOVE, arithmetische und mathematischeFunktionen, Datentypwandlung). Rufen Sie Codebausteine (z. B. Funktionsbau-steine) auf, stellt FUP die Aufrufe ebenfalls als Boxen mit EN/ENO-Parameter dar.

EN/ENO-Parameter

Mit dem Eingang EN (enable input) steuern Sie die Bearbeitung der Box: Die ent-sprechende Funktion wird nur dann ausgeführt, wenn an diesem Eingang dasVerknüpfungsergebnis „1“ ist. Der Ausgang ENO (enable output) führt Signalzu-stand „1“, wenn die Box ohne Fehler bearbeitet wurde. Sie können Boxen mit ENund ENO in Reihe schalten und so eine nachfolgende Box nur dann bearbeiten las-sen, wenn die vorhergehende Box ordnungsgemäß bearbeitet worden ist, oder inReihe geschaltete Boxen mit dem Verknüpfungsergebnis einund ausschalten.

Bild 4.12 Programmelemente für Funktionsplan FUP

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Binäre Verknüpfungen in FUP

Die Verknüpfungen binärer Signalzustände werden in FUP durch die UND-, dieODER- und die Exklusiv-ODER-Funktion realisiert. An die Eingänge dieser Funkti-onen schreiben Sie die Operanden, deren Signalzustand Sie abfragen und ver-knüpfen wollen.

Mit FUP programmieren Sie pro Netzwerk eine binäre Verknüpfung. Sie kann auseiner einzigen aber auch aus sehr vielen, miteinander verschalteten Funktionenbestehen. Im Beispiel ist eine UND-Funktion mit dem direkten Eingang #Hand_einund dem negierten Eingang #Automatikbetrieb auf eine ODER-Funktion geführt,an deren zweitem Eingang eine weitere UND-Funktion angeschlossen ist. Wenn#Automatikbetrieb den Signalzustand „0“ führt, wirkt am Setzen-Eingang derSpeicherbox das Signal #Hand_ein, führt #Automatikbetrieb den Signalzustand„1“, wirkt das Signal #Auto_ein.

Die Negation eines Abfrageergebnisses oder des Verknüpfungsergebnisses pro-grammieren Sie mit dem Negationskreis am Eingang oder Ausgang einer Funktion.

Eine Verknüpfung muss immer abgeschlossen werden, bei binären Verknüpfun-gen meistens mit einer Zuweisung oder einer anderen Speicherfunktion. Mit ei-nem T-Abzweig ist es möglich, eine Verknüpfung mit mehreren Boxen abzuschlie-ßen („Mehrfachausgang“). Jeder Abschluss kann hierbei nach dem T-Abzweig eineeigene Vorverknüpfung haben.

Bild 4.13 Beispiel für binäre Funktionen in der Programmiersprache FUP

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Digitale Funktionen in FUP

Die digitalen Funktionen werden durch Boxen repräsentiert. Eine Digitalbox kanneinen oder zwei Eingangswerte verarbeiten und das Ergebnis am Ausgang zurVerfügung stellen.

Alle Boxen gibt es mit dem Eingang EN, mit dem die Bearbeitung gesteuert wird:Liegt Signalzustand „1“ am Eingang EN, findet die Bearbeitung der Box statt. Ver-läuft die Bearbeitung ohne Fehler, liegt am Ausgang ENO der Signalzustand „1“,andernfalls „0“ wie auch bei Nichtbearbeitung durch EN = „0“.

ENO und EN können miteinander verschaltet werden, so dass Sie mit dem EN-Ein-gang der ersten Box die Bearbeitung aller nachgeschalteten Boxen steuern kön-nen. Der ENO-Ausgang der letzten Box zeigt dann den Sammelfehler für alle Bo-xen an.

Die Boxen wählen Sie aus dem Programmelemente-Katalog unter der entspre-chenden Rubrik aus; es gibt auch eine „neutrale“ Box, die Sie mit der gewünschtenFunktion beschriften können.

Bild 4.14 Beispiel für digitale Funktionen in der Programmiersprache FUP

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4.8 Funktionsplan FUP für S7-1200

4.8 Funktionsplan FUP für S7-1200

S7-1200 wird mit der Engineering-Software STEP 7 Basic (V10.5) programmiert, dieeinen weiterentwickelten Programmeditor für FUP enthält. Dieser berücksichtigtden gegenüber von S7-300/400 erweiterten Umfang an Funktionen und Datentypenund bietet beim Platzieren der Programmelemente eine höhere Freizügigkeit.

Im Prinzip wird eine CPU 1200 mit Funktionsplan wie eine CPU 300/400 program-miert. Auch bei S7-1200 sind die wesentlichen Programmelemente die einfachenBoxen für die Binärfunktionen und die komplexen Boxen für die Digitalfunktionenund Bausteinaufrufe (siehe Kapitel 4.7 „Funktionsplan FUP“). Alle Programmele-mente sind in den Katalogen Anweisungen und Erweiterte Anweisungen aufgelistet,die beim Programmieren von Bausteinen automatisch im Aufgabenfenster zurVerfügung gestellt werden.

Zum Programmieren eines Bausteins öffnen Sie ihn, markieren im Anweisungska-talog das gewünschte Programmelement, „ziehen“ es mit gedrückter linker Maus-taste in das Netzwerk des geöffneten Bausteins und lassen es dann los (drag &drop). Der Programmeditor zeigt mit rechteckigen Einfügungsmarken an, an wel-chen Stellen Sie das Element platzieren dürfen und mit einer grün gefärbten Mar-ke, an welcher Stelle das Element eingefügt wird, wenn Sie es loslassen. Sie kön-nen Programmelemente auch nachträglich an den zugelassenen Stellen einfügen,die Programmelemente verschieben, kopieren und löschen (Bild 4.15).

Der Programmeditor zeigt mit drei roten Fragezeichen in spitzen Klammern an,wo er eine Variable erwartet. Ein Doppelklick auf diese Markierung öffnet ein Ein-gabefeld, in das Sie den Variablennamen eingeben können. Hierbei bietet der Pro-

Bild 4.15 Beispiel für die Programmierung binärer Funktionen in FUP für S7-1200

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grammeditor aus den bereits eingegebenen Variablennamen diejenigen zur Aus-wahl an, die den richtigen Datentyp aufweisen.

Ein Netzwerk kann bei STEP 7 Basic mehrere Verknüpfungen aufnehmen (Bild4.16). Fast alle Boxen können auch mitten in der Verknüpfung platziert werden. Inder Darstellung können die Netzwerke „eingeklappt“ werden, so dass man nur dieÜberschriften sieht, was die Übersichtlichkeit des Programms erheblich steigert.

Bei den Programmfunktionen, die Digitalwerte verarbei-ten, wie z. B. die Rechenfunktionen oder die Vergleichs-funktionen, kann der gewünschte Datentyp nach derPlatzierung des Programmelements aus einer Klapplisteausgewählt werden. Bei manchen Programmelementenist auch die Funktion auf diese Weise wählbar, so dass ei-ne nachträgliche Änderung sehr komfortabel durchge-führt werden kann.

Der Katalog „Erweiterte Anweisungen“ enthält unter anderem Funktionen zumBearbeiten von Datum und Uhrzeit (eine Zeitdauer mit einem Zeitpunkt aus Da-tum und Uhrzeit verknüpfen oder zwei Zeitpunkte subtrahieren) und von Zei-chenketten (eine STRING-Variable in eine Zahl konvertieren und umgekehrt, Zei-chenketten zusammenfügen, teilweise löschen oder ersetzen, Zeichenketten ausanderen Zeichenketten herauslösen usw.) sowie Anweisungen zur Programmsteu-erung, zur Alarmbearbeitung und für Kommunikation.

Bild 4.16 Beispiel für die Programmierung digitaler Funktionen in FUP für S7-1200

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4.9 Anweisungsliste AWL

4.9 Anweisungsliste AWL

Aufbau einer AWL-Anweisung

In der Anweisungsliste (AWL) programmieren Sie die Steuerungsaufgabe durcheine Folge von Anweisungen. Jede Anweisung enthält die Operation; das ist dieVorschrift, was zu tun ist. Je nach Operation kann ein Operand folgen, der be-stimmt, womit es getan wird.

Beispiele: Die Anweisung „U E 1.0“ zeigt durch die Operation „U“, dass eine Abfra-ge nach Signalzustand „1“ durchzuführen ist und das Abfrageergebnis mit dembestehenden VKE nach UND zu verknüpfen ist. Die Operation U soll auf den Ope-randen E 1.0 angewendet werden. Die Anweisung „= Motor_ein“ zeigt durch dieOperation „=“ (Zuweisung), dass das aktuelle Verknüpfungsergebnis einem Ope-randen zugewiesen werden soll, nämlich dem Operanden Motor_ein.

Binäre Verknüpfungen in AWL

Die binären Verknüpfungen werden in AWL durch Abfrageanweisungen gebildet,die die Verknüpfung und die Art der Abfrage enthalten.

Beispiel: Die Operation O bedeutet die Abfrage auf Signalzustand „1“ und die Ver-knüpfung nach ODER; die Operation ON die Abfrage auf Signalzustand „0“ undVerknüpfung nach ODER. Abfrage auf Signalzustand „1“ heißt, der Status des ab-gefragten Operanden wird weiterverknüpft; bei Abfrage auf Signalzustand „0“ istes der negierte Operandenstatus. Ein Verknüpfungsergebnis wird mit den Opera-tionen = (Zuweisung), S (Setzen) oder R (Rücksetzen) einem Operanden zugewie-sen. Mit der nächsten Abfrage beginnt eine neue Verknüpfung. Sie können mehre-re Verknüpfungen pro Netzwerk programmieren und z. B. mit einer Leerzeile „op-tisch“ trennen.

Bild 4.17 Beispiel für binäre Funktionen in der Programmiersprache AWL

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Digitale Funktionen in AWL

Die Bearbeitung digitaler Funktionen geschieht in den sog. Akkumulatoren. Dassind Register in der CPU, die die Werte zwischenspeichern. Mit einer Ladeanwei-sung wird ein Wert in den Akkumulator 1 geladen; eine darauffolgende zweite La-deanweisung lädt einen weiteren Wert in den Akkumulator 1, wobei dessen vorhe-riger Inhalt in den Akkumulator 2 geschoben wird. Nun können beide Werte mit-einander verknüpft werden, beispielsweise addiert. Das Ergebnis legt die CPU imAkkumulator 1 ab, wo es mit einer Transferanweisung in einen Operanden über-tragen werden kann.

Mit je einer Ladeanweisung werden im Beispiel die Operanden #Wert1 und #Wert2in die Akkumulatoren geladen und mit +I addiert. Die Anweisung T #t_INT holtdas Ergebnis aus dem Akkumulator 1 und legt es im Operanden #t_INT ab.

Der Status einer Digitalfunktion kann mit Abfrageanweisungen oder direkt mitSprungfunktionen abgefragt werden, z. B. ein Zahlenbereichsüberlauf mit U OVoder SPO Marke. Es sind auch Abfragen auf z. B. „Ergebnis = Null“ oder „Ergebnis= positiv“ möglich. Eine digitale Funktion wird immer ausgeführt; Sie können dieBearbeitung digitaler Funktionen abhängig von Bedingungen gestalten, indemSie mit einer bedingten Sprungfunktion die digitale Verknüpfung überspringen.

Bild 4.18 Beispiel für digitale Funktionen in der Programmiersprache AWL

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4.10 Structured Control Language SCL

4.10 Structured Control Language SCL

SCL (Structured Control Language) ist eine PASCAL-artige Hochsprache, optimiertfür die Programmierung von speicherprogrammierbaren Steuerungen. SCL ent-spricht der Norm DIN EN 6.1131-3 (IEC 1131-3) und eignet sich insbesondere fürdie Programmierung von komplexen Algorithmen oder für Aufgabenstellungenaus dem Bereich der Datenverarbeitung. S7-SCL ist ein Optionspaket, das denSIMATIC Manager als Basissoftware benötigt.

Zur Bausteinerstellung fügen Sie im Behälter Quellen eine SCL-Quelle ein. EinDoppelklick darauf öffnet den SCL-Programmeditor. Nach der Programmeingabeübersetzen Sie die Quelle und erhalten die übersetzten Bausteine im Behälter Bau-steine. Sie können die SCL-Bausteine genauso behandeln wie mit den Basisspra-chen erstellte Bausteine.

SCL-Anweisungen

SCL-Anweisungen können aus Ausdrücken, Kontrollanweisungen, Funktionenund Bausteinaufrufen bestehen.

In Ausdrücken werden Operanden (Variablen) Werte zugewiesen, die auch ausarithmetischen und logischen Verknüpfungen oder Vergleichen gebildet sein kön-nen.

Tabelle 4.1 Übersicht SCL-Kontrollanweisungen

IF verzweigt abhängig von einem booleschen Ausdruck

IF BedingungTHEN Anweisungen;

[ELSIF Bedingung THEN Anweisungen;]

[ELSE Anweisungen;] END_IF;

CASE verzweigt abhängig von einem INT-Ausdruck

CASE Auswahl OF Konstantenliste : Anweisungen;[ELSE Anweisungen;]

END_CASE;

FOR leitet eine Programmschleife mit einer Laufvariablen ein

FOR Laufvariable := Anfangswert TO Endwert [BY Schrittweite] DO Anweisungen;

END_FOR;

WHILE leitet eine Programmschleife mit einer Durchführungsbedingung ein

WHILE Durchführungsbedingung DO Anweisungen;

END_WHILE;

REPEAT leitet eine Programmschleife mit einer Abbruchbedingung ein

REPEAT Anweisungen;

UNTIL Abbruchbedingung; END_REPEAT;

CONTINUE bricht den aktuellen Schleifendurchlauf ab CONTINUE;

EXIT verlässt die unmittelbar umgebende Programmschleife

EXIT;

GOTO springt zu einer Sprungmarke an einer anderen Programmstelle

GOTO Sprungmarke;

RETURN verlässt den aktuell bearbeiteten Baustein RETURN;

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Der Ausdruck

Ergebnis := Wert1 + Wert2;

weist der Variablen Ergebnis die Summe aus den Variablen Wert1 und Wert2 zu.

Kontrollanweisungen führen Programmverzweigungen durch oder wiederholenProgrammteile mehrfach.

Bild 4.19 Auszug aus dem mit dem Optionspaket S7-SCL gelieferten Beispiel

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4.11 Continous Function Chart CFC

SCL-Funktionen

SCL stellt ähnlich wie die Basissprachen folgende Funktionen zur Verfügung: ma-thematische Funktionen (z. B. Sinus, Potenz zur Basis 10, Logarithmus, Quadrat-wurzel), Schieben und Rotieren, Konvertierungsfunktionen (Datentypwandlung)und die SIMATIC-Zeiten und -Zähler.

In SCL können Sie jeden FC-Baustein mit Funktionswert auch als „echte“ Funktionin einem Ausdruck verwenden. Beispiel: Die Funktion FC 401 mit drei INT-Eingän-gen und einem INT-Funktionswert können sie in einem SCL-Ausdruck wie folgteinsetzen:

zu_gross:= FC401(Ein1:= #Wert1, Ein2:= #Wert2, Ein3:= #Wert3) > 10_000;

Der Funktionswert von FC401 wird mit dem Wert 10 000 verglichen; ist er größer,wird die Variable zu_gross auf TRUE gesetzt, andernfalls auf FALSE.

4.11 Continous Function Chart CFC

Das Optionspaket CFC ist ein grafischer Editor, mit dem Sie Bausteine auf Funkti-onsplanbasis zu einem ablauffähigen Programm verschalten („verdrahten“). CFCbenötigt als Basissoftware den SIMATIC Manager (STEP 7) und das OptionspaketSCL zum Erzeugen eines ablauffähigen Codes.

Wie erstellt man Programme mit dem CFC?

Im einfachsten Fall bilden Bausteine aus einer Bibliothek – evtl. ergänzt um selbst-geschriebene Bausteine – die Ausgangsbasis. Diese Bausteine werden in einen„Plan“ eingefügt und parametriert, d. h. die Schnittstellen werden mit Aktualpara-metern belegt. Es können Globaloperanden sein wie z. B. Ein- und Ausgänge oderdie Parameter anderer Bausteine. Die so verschalteten Bausteine bilden ein Pro-gramm, dessen ablauffähiger Code vom CFC-Editor erzeugt wird. Das Programmkann auch verschiedene Prioritätsklassen (Programmablaufebenen) enthalten.

Pläne sind das Zeichenbrett des CFC

Ein Plan kann aus bis zu 26 Teilplänen bestehen; ein Teilplan setzt sich aus 6 Blät-tern zusammen. Die Blätter sind in der Übersichtsansicht in drei Zeilen und zweiSpalten angeordnet. Links und rechts der Arbeitsfläche stehen die Randleisten, diedie Verbindung zu anderen Blättern bzw. Plänen oder zu globalen Operanden ent-halten.

Ein Plan kann in einen anderen Plan „eingebaut“ werden. Er ist dann als „BlackBox“ mit den projektierten Anschlüssen sichtbar und kann wie jeder andere Plangeöffnet und bearbeitet werden. Auf diese Weise können Sie hierarchisch geglie-derte Strukturen bilden.

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CFC-Pläne editieren

Sie markieren das S7-Programm und legen mit EINFÜGEN → S7-SOFTWARE → PLAN-ORDNER einen Planbehälter Pläne an und erzeugen einen leeren Plan mit EINFÜGEN

→ S7-SOFTWARE → CFC. Ein Doppelklick auf den leeren Plan startet den CFC-Editor.In der Blattansicht sehen Sie bei entsprechender Vergrößerung die Arbeitsflächeund die Randleisten. Ist der Bausteinkatalog nicht zu sehen, wählen Sie ANSICHT →KATALOG.

Der Bausteinkatalog enthält bereits vorhandene (importierte) Bausteine, Basisope-rationen (BOP) wie z. B. UND-Funktionen oder Vergleicher, mitgelieferte undselbst angelegte Baustein-Bibliotheken, nicht platzierte (nicht dargestellte) Bau-steine und vorhandene Pläne. Möchten Sie eigene Bausteine mit dem CFC ver-schalten, legen Sie die Bausteine in einer Bibliothek unter ...\Siemens\Step7\S7libsab. Die Erstellsprache der Bausteine ist beliebig.

Aus dem Katalog ziehen Sie die gewünschten Bausteine auf die Arbeitsfläche (drag& drop). Die Bausteinein- und -ausgänge können Sie nun parametrieren (mit glo-balen Operanden versehen) oder verschalten (mit den Ein- und Ausgängen ande-rer Bausteine verbinden). Nehmen die Verbindungslinien überhand, können Kon-nektoren (nicht als Linie dargestellte Verbindungen) eingesetzt werden. Die Bau-steinein-/ausgänge haben einstellbare Eigenschaften (Attribute), wie z. B. unsicht-bar (werden dann im CFC nicht dargestellt) oder zur Beobachtung an-/abmelden.

Einen Plan können Sie mit Plananschlüssen versehen, wenn Sie ihn in einen ande-ren Plan einbauen oder als Baustein übersetzen wollen.

Bild 4.20 Auszug aus dem mit dem Optionspaket CFC gelieferten Beispiel (Regelung)

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4.12 Ablaufsteuerung S7-GRAPH

Die Ablaufeigenschaften der Bausteine festlegen

Mit den Ablaufeigenschaften eines Bausteins wird die Programmablaufebene fest-gelegt, d. h. der Organisationsbaustein, in dem der Baustein aufgerufen wird.Standardmäßig wird beim Einfügen eines Bausteins die Ablaufeigenschaft des„Vorgängers für Einbauposition“ übernommen. Mit BEARBEITEN → ABLAUFREIHEN-FOLGE ÖFFNEN schalten Sie in die Ablaufsicht um und können den Baustein in diegewünschte Aufrufposition verschieben. Zur besseren Übersicht bilden Sie Ab-laufgruppen und positionieren den Baustein darin.

Aus den CFC-Plänen den ablauffähigen Code erzeugen

Nach der Projektierung werden die Pläne übersetzt. Zuerst erzeugt CFC aus denPlänen eine SCL-Quelle im Behälter Quellen, startet automatisch den SCL-Compi-ler, der dann ablauffähige Bausteine im Behälter Bausteine erzeugt. Normalerwei-se wird aus den Plänen ein komplettes Programm erzeugt. Sie können auch einenBaustein erzeugen, den Sie dann z. B. in einer anderen Programmiersprache auf-rufen. Eine „Rückübersetzung“, d. h. eine Erzeugung von Plänen aus den über-setzten Bausteinen, ist nicht möglich.

Nach dem Übersetzen die CFC-Pläne laden und testen

Im Testmodus des CFC-Editors können Sie die Werte aller Bausteinanschlüsse, diemit elementaren Datenoperanden parametriert sind, beobachten. Vorher müssenSie die entsprechenden Anschlüsse zur Beobachtung anmelden und das Zeitinter-vall einstellen, in dem der Wert aktualisiert werden soll.

4.12 Ablaufsteuerung S7-GRAPH

S7-GRAPH ist eine grafische Programmiermethode für Ablaufsteuerungen. DasOptionspaket entspricht der in der Norm DIN EN 61131-3 (IEC 1131-3) festgeleg-ten Ablaufsprache „Sequential Function Chart“. S7-GRAPH benötigt als Basissoft-ware den SIMATIC Manager (STEP 7).

Was ist eine Ablaufsteuerung?

Bei Ablaufsteuerungen dominiert nicht – wie bei Verknüpfungssteuerungen – diestatische Zuordnung der Eingangssignale zu den Ausgängen, sondern deren zeit-liche Folge. Die nacheinander ausgeführten Steuerungsvorgänge sind in Ablauf-schritte, kurz: Schritte, unterteilt. Ein Schritt enthält ein oder mehrere Aktionen,wie z. B. Motor einoder ausschalten. Nur die Aktionen eines aktiven (bearbeite-ten) Schritts werden ausgeführt. Die Weiterschaltung auf den nächsten Schritt er-folgt mit Transitionen (Weiterschaltbedingungen). Die Weiterschaltung kann pro-zessabhängig, z. B. durch Signale von der gesteuerten Maschine oder Anlage oderzeitabhängig, z. B. durch den Ablauf einer Wartezeit, erfolgen.

Eine Ablaufsteuerung beginnt an einem Initialisierungsschritt; in einer Ablauf-kette können mehrere vorhanden sein. Danach folgen in einer linearen Ablaufket-te abwechselnd Transitionen und Schritte. Zusätzlich zum linearen Verlauf – auf

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einen Schritt folgt ein einziger Schritt – gibt es Verzweigungen: Bei der Alternativ-verzweigung (ODER-Verzweigung) wird immer nur eine der folgenden Teilkettenbearbeitet, bei der Simultanverzweigung (UND-Verzweigung) werden alle folgen-den Teilketten bearbeitet.

Zuerst wird die Struktur der Ablaufkette programmiert

Eine Ablaufkette besteht aus einem Funktionsbaustein FB und einem Datenbau-stein DB. Der Funktionsbaustein steuert die Ablaufkette; der Datenbaustein ist derInstanz-Datenbaustein des Ablaufketten-FB und enthält die Struktur der Kette unddie dazugehörenden Daten.

Sie markieren den Behälter Bausteine und erzeugen mit EINFÜGEN → S7-PROGRAMM

→ FUNKTIONSBAUSTEIN einen FB. Im aufgeblendeten Eigenschaftsfenster stellen Sieals Erstellsprache GRAPH ein. Dann startet ein Doppelklick auf den Baustein dieOptionssoftware S7-GRAPH.

S7-GRAPH fügt in einen leeren Baustein den ersten Schritt und die erste Transiti-on ein. Nun erstellen Sie die Struktur der Ablaufkette. Sie haben zwei Möglichkei-ten: Im Editiermodus EINFÜGEN → DIREKT platzieren Sie ein Ablaufkettensymbol,z. B. ein Schritt-Transitions-Paar, an der markierten Stelle, im Editiermodus EINFÜ-GEN → VORWAHL ziehen Sie mit der Maus das Symbol an die gewünschte Stelle. Ei-ne Ablaufkette kann zyklisch durchlaufen werden (Sie programmieren dann einenSprung an den Anfang der Kette) oder sie endet am programmierten Kettenende.

Bild 4.21 Auszug aus dem mit dem Optionspaket S7-GRAPH gelieferten Beispiel (Bohren)

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4.13 Zustandssteuerung S7-HiGraph

ANSICHT → ÜBERSICHTEN teilt das Fenster. Sie erhalten im standardmäßig linken Teildes Fensters eine textuelle Darstellung (Register „Graphik“) oder eine grafischeDarstellung (Register „Ketten“) der Ablaufketten. Das Register „Variablen“ zeigtdie Schnittstelle des Ablaufketten-Funktionsbausteins, Bausteine aus dem Bau-steinbehälter und aus Bibliotheken sowie Symbole aus der Symboltabelle. Die Be-legung der FB-Schnittstelle nehmen Sie im Detailfenster vor (ANSICHT → DETAILS

und Register „Variablen“).

Schritte und Transitionen programmieren

Sie versehen nun die einzelnen Ablaufschritte mit Aktionen, die Sie rechts nebendem Schritt unter der Schrittbezeichnung einfügen. Sie legen den Operanden fest,der gesteuert werden soll und die Operation. Beispiele: S für Setzen, R für Rückset-zen, N für Non Holding (der Operand ist gesetzt nur solange der Schritt aktiv ist)und D für Delay (der Operand wird erst nach Ablauf einer definierten Zeit gesetztund beim Deaktivieren des Schritts zurückgesetzt).

Die Programmierung der Transitionen können Sie entweder in Kontaktplandar-stellung (KOP) oder in Funktionsplandarstellung (FUP) vornehmen. Als Pro-grammelemente stehen Ihnen die UND- und die ODER-Funktion bzw. die Reihen-und die Parallelschaltung sowie ein Vergleicher zur Verfügung.

Weitere Steuerungsmöglichkeiten sind die Schrittverriegelung („Interlock“, be-einflusst einzelne Aktionen im Schritt) und die Schrittüberwachung („Supervisi-on“, beeinflusst das Weiterschalten auf den nächsten Schritt).

Ablaufkette aufrufen und bearbeiten

S7-GRAPH übersetzt beim Speichern den Ablaufketten-Funktionsbaustein und ge-neriert den dazugehörenden Instanz-Datenbaustein. Sie müssen nun noch dasFB/DB-Paar in einem zyklisch bearbeiteten Baustein, beispielsweise im Organisati-onsbaustein OB 1 aufrufen, damit die Ablaufkette auch bearbeitet wird.


Das Optionspaket S7-HiGraph ist eine grafische Programmiermethode für Zu-standssteuerungen. Es benötigt als Basissoftware den SIMATIC Manager (STEP 7).

Was ist eine Zustandssteuerung?

Mit einer Zustandssteuerung werden die Zustände von Aggregaten und Prozessensowie die möglichen Zustandsübergänge (Transitionen) beschrieben. Sie eignetsich insbesondere für nicht sequentielle, asynchrone Abläufe. Die Gesamtheit derZustände und der Transitionen nennt man einen Zustandsgraph. Mehrere Zu-standsgraphen können zu einer Graphengruppe zusammengefasst werden.

Eine Zustandssteuerung beginnt am Initialzustand. Ist eine von diesem Zustandausgehende Transition erfüllt, wird der dazugehörende Zustand aktiv. Einem Zu-

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stand können mehrere Transitionen zugeordnet sein; sind sie gleichzeitig erfüllt,wird der Zustandsübergang mit Prioritäten gesteuert. Es ist immer genau ein Zu-stand aktiv. Eine „Any-Transition“ führt von allen Zuständen zu einem Zielzu-stand; eine „Return-Transition“ führt aus dem aktuellen Zustand in den vorheri-gen Zustand zurück.

Zuerst wird die Struktur des Zustandsgraphen programmiert

Eine Zustandssteuerung wird über Quellen programmiert. Sie besteht aus einerFunktion FC und einem Datenbaustein DB. Die Funktion FC steuert den Zustands-graph; der Datenbaustein enthält die dazugehörenden Daten.

Sie markieren den Behälter Quellen und erzeugen mit EINFÜGEN → S7-PROGRAMM →ZUSTANDSGRAPH eine Programmquelle für S7-HiGraph. Ein Doppelklick auf dieQuelle startet die Optionssoftware S7-HiGraph. Ein leerer Zustandsgraph enthälteinen Initialzustand und eine Anlauftransition.

Sie platzieren mit EINFÜGEN → ZUSTAND die Zustandssymbole auf der Zeichenflä-che. Anschließend verbinden Sie die Zustände mit Transitionen (EINFÜGEN → TRAN-SITIONEN). Eine Any-Transition weist von einem beliebigen Punkt der Zeichenflächeauf den Zielzustand, eine Return-Transition vom Zustand auf die Zeichenfläche.

Bild 4.22 Auszug aus dem mit dem Optionspaket S7-HiGraph gelieferten Beispiel (Bohrmotor)

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Anweisungen für Zustände und Transitionen programmieren

Mit ANSICHT → VARIABLEN-ÜBERSICHT erhalten Sie ein Fenster zur Deklaration derBausteinparameter und Lokalvariablen des Funktionsbausteins. Möchten Sie denGraphen mehrfach verwenden, benutzen Sie ausschließlich diese Variablen (Ins-tanzbildung von Zustandsgraphen ähnlich wie bei einem Funktionsbaustein).

Die Anweisungen für die Zustände und die Transitionen entsprechen der quellori-entierten Eingabe von AWL-Anweisungen. Sie können beliebige Anweisungen pro-grammieren. Jede Anweisung wird mit einem Strichpunkt abgeschlossen. Die Be-arbeitung der Anweisungen eines Zustands oder einer Transition beginnt immermit VKE = „1“. Die eingegebenen Anweisungen werden auf der Zeichenfläche zu-gehörig zum Zustand oder der Transition angezeigt. Sie können alle Elemente aufder Zeichenfläche beliebig positionieren.

Mit ANSICHT → DETAILS erhalten Sie das Detailfenster, in dem Sie die Registerkarte„Anweisungen“ anwählen. Bei markiertem Zustand erhalten Sie ein zweigeteiltesFenster mit Anweisungstypen und Anweisungen. Anweisungstypen legen die Be-arbeitung im aktiven Zustand fest: Eintrittsaktionen werden beim Aktivieren desZustands ausgeführt, Austrittsaktionen beim Deaktivieren; während des Verwei-lens im aktiven Zustand werden vorgeschaltete zyklische Aktionen vor der Abfrageder Transitionen und zyklische Aktionen nach der Abfrage der Transitionen ausge-führt.

Markieren Sie eine Transition und programmieren Sie im Anweisungsfenster Be-dingungen, die erfüllt sein müssen, bevor ein Zustandswechsel stattfindet und ge-ben Sie Transitionsaktionen ein, die einmalig beim Zustandswechsel ausgeführtwerden.

Zustandsgraphen werden in einer Graphengruppe übersetzt

Zum Übersetzen des Zustandsgraphen legen Sie im Behälter Quellen mit EINFÜGEN

→ S7-PROGRAMM → GRAPHENGRUPPE eine Graphengruppe an. Ein Doppelklick dar-auf zeigt das Graphengruppenfenster, in dem Sie nun mit EINFÜGEN → INSTANZ ei-ne Instanz des Zustandsgraphen einfügen. Mit EXTRAS → GRAPHENGRUPPEN-EINSTEL-LUNGEN bestimmen Sie im Register „Übersetzen“ die Funktion FC und den Daten-baustein DB, der generiert werden soll. DATEI → ÜBERSETZEN generiert dann ausder Graphengruppe die Bausteine. Es können nur Graphengruppen, keine einzel-nen Zustandsgraphen übersetzt werden. Zum Bearbeiten rufen Sie den HiGraph-FC in einem zyklisch bearbeiteten Baustein auf, zum Beispiel im Organisations-baustein OB 1.

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5 Das Anwenderprogramm

Der SIMATIC Controller mit den Ein-/Ausgabebaugruppen kann im Lieferzustandnoch nicht die Maschine oder die Anlage steuern. Hierfür benötigt die CPU einProgramm, das sie Schritt für Schritt abarbeitet, die darin gespeicherten Anwei-sungen ausführt und damit die Steuerungsaufgabe löst. Dieses Programm nenntman „Anwenderprogramm“, da es von Ihnen als Anwender erstellt wird. Die Pro-grammerstellung geschieht mit den Programmiersprachen der Engineering-Soft-ware STEP 7.

Das Anwenderprogramm wird auf verschiedene Art und Weise ausgeführt: Nachdem Einschalten bearbeitet die CPU ein Anlaufprogramm, danach zyklisch (ohnePause immer wiederkehrend) das Hauptprogramm, das durch Alarm- oder Fehler-ereignisse mit zugeordneten Programmen unterbrochen werden kann. Prioritäts-klassen steuern die gegenseitige Unterbrechbarkeit.

Das Anwenderprogramm ist üblicherweise in einzelne Abschnitte eingeteilt, dieeine abgeschlossene technologische oder funktionelle Einheit darstellen. DieseProgrammabschnitte werden Bausteine genannt. Ein Baustein muss aufgerufenwerden, damit er bearbeitet wird. Sie können in einem Baustein wiederum andereBausteine quasi als Unterprogramm aufrufen. Auf diese Weise strukturieren Siedas Anwenderprogramm. Bei geschickter Gliederung stellt die Aufrufreihenfolgeim Hauptprogramm (im Organisationsbaustein OB 1) die technologische oderfunktionelle Struktur der zu steuernden Maschine oder Anlage dar.

Im Anwenderprogramm verknüpfen Sie die Signalzustände bzw. die Werte ver-schiedener Operanden miteinander und speichern die Ergebnisse oder geben siean den Prozess (Maschine, Anlage) aus. Die Speicherbereiche, die Sie hierbei ma-nipulieren, heißen Operandenbereiche, wie z. B. Eingänge und Ausgänge für dieSchnittstelle zum Prozess oder Merker für die interne Datenablage. Man unter-scheidet Globaloperanden, die im gesamten Anwenderprogramm zur Verfügungstehen, und bausteinlokale Variable, die nur im betreffenden Baustein „gültig“sind, wie z. B. die temporären Lokaldaten für das Speichern von dynamischen Zwi-schenergebnissen.

Damit ein Operand gelesen oder geschrieben werden kann, braucht er eine Adres-se. Die absolute Adressierung verwendet den Speicherplatz zur Identifikation (ge-nauer gesagt, die Relativadresse zum Anfangs des betreffenden Operandenbe-reichs). Sie können einer Absolutadresse auch einen Namen zuweisen und dannmit dieser symbolischer Adressierung arbeiten. Einige Programmiersprachen ge-statten auch eine indirekte Adressierung, bei der die Operandenadresse erst zurLaufzeit berechnet wird.

Die Datentypen legen den Wertebereich und die interne Struktur (die Datenablage)der Variablen fest. Es gibt elementare Datentypen, die mit den „normalen“ Anwei-

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5.1 Organisationsbausteine und Prioritätsklassen bei S7-300/400

sungen einer Programmiersprache bearbeitet werden können, und zusammenge-setzte Datentypen, die aus einzelnen Komponenten zusammengestellt sind undeine Einheit darstellen. Anwenderdefinierte Datentypen (UDT) können Sie selbstdefinieren, mit einem Namen versehen und dann im gesamten Programm ver-wenden.

5.1 Organisationsbausteine und Prioritätsklassen bei S7-300/400

Das Gesamtprogramm einer Zentralbaugruppe (CPU) besteht aus dem Betriebs-system und dem Anwenderprogramm.

Das Betriebssystem ist die Gesamtheit aller Anweisungen und Vereinbarungen ge-räteinterner Betriebsfunktionen, z. B. Sicherstellung von Daten bei Ausfall derVersorgungsspannung, Aktivieren der Prioritätsklassen, usw. Das Betriebssystemist fester Bestandteil der CPU und kann von Ihnen nicht verändert werden. Das Be-triebssystem können Sie jedoch beispielsweise bei einem Programm-Update voneiner Memory Card aus neu laden.

Tabelle 5.1 Organisationsbausteine bei SIMATIC S7

Organisationsbaustein Wird aufgerufen Priorität

HauptprogrammOB 1

zyklisch (immer wiederkehrend) durch das Betriebssystem 1

UhrzeitalarmeOB 10 bis OB 17

bei einer bestimmten Uhrzeit oder in periodischen Abständen (z. B. monatlich)

2

VerzögerungsalarmeOB 20 bis OB 23

nach einer einstellbaren Zeit, gesteuert durch das Anwenderprogramm

3 bis 6

WeckalarmeOB 30 bis OB 38

periodisch in einstellbaren Zeitintervallen

(z. B. alle 100 ms)

7 bis 15

ProzessalarmeOB 40 bis OB 47

bei Alarmsignalen von Peripheriebaugruppen 16 bis 23

DPV1-AlarmeOB 55 bis OB 57

bei Status-, Update- und Herstelleralarmen von PROFIBUS-DPV1-Slaves

2

MehrprozessoralarmOB 60

ereignisgesteuert durch das Anwenderprogramm im Mehrprozessorbetrieb

25

TaktsynchronalarmeOB 61 bis OB 64

durch das Global-Control-Kommando eines PROFIBUS-DP-Masters

25

RedundanzfehleralarmeOB 70, OB 72, OB 73

bei Redundanzverlust durch Peripherie, bei CPU- und Kommunikations-Redundanzfehler (H-System)

25, 28

AsynchronfehlerOB 80 bis OB 88

bei Fehlern, die nicht im Zusammenhang mit der Programmbearbeitung stehen (z. B. Stationsausfall)

25, 26, 28im Anlauf: 28

HintergrundbearbeitungOB 90

wenn die Mindestzyklusdauer noch nicht erreicht ist (29)

AnlaufOB 100, OB 101, OB 102

im Anlauf des Automatisierungssystems 27

SynchronfehlerOB 121, OB 122

bei Fehlern im Zusammenhang mit der Programmbearbei-tung (z. B. Peripheriezugriffsfehler)

des verursa-chenden OBs

145


Das Anwenderprogramm ist die Gesamtheit aller von Ihnen programmierten An-weisungen und Vereinbarungen für die Signalverarbeitung, durch die eine zusteuernde Anlage bzw. der zu steuernde Prozess gemäß der Steuerungsaufgabebeeinflusst wird.

Die Schnittstellen zwischen Betriebssystem und Anwenderprogramm sind die Or-ganisationsbausteine. Die Organisationsbausteine sind Teil des Anwenderpro-gramms und werden vom Betriebssystem bei bestimmten Ereignissen aufgerufenund bearbeitet. Die Organisationsbausteine sind in Prioritätsklassen eingeteilt, diebeim Auftreten mehrerer Ereignisse die Reihenfolge der Programmbearbeitung(die gegenseitige Unterbrechbarkeit) festschreiben.

Die Nummern der Organisationsbausteine liegen fest; die Bearbeitungsprioritätkönnen Sie im CPU-spezifisch zugelassenen Rahmen selbst festlegen. Nicht jedeCPU beherrscht die Bearbeitung aller in STEP 7 definierten Ereignisse. Die Tabellezeigt den Maximalumfang; eine bestimmte CPU belegt einen Ausschnitt aus dieserÜbersicht.

5.2 Bearbeitungsarten des Anwenderprogramms

Anlaufprogramm

Nach dem Einschalten der Spannungsversorgung oder durch Betätigen des Be-triebsartenschalters an der Frontseite der Zentralbaugruppe durchläuft die CPUein Anlaufprogramm. Das Anlaufprogramm steht in den OrganisationsbausteinenOB 100 (Warmstart, Neustart), OB 101 (Wiederanlauf) oder OB 102 (Kaltstart) undhat die Priorität 27. Auftretende Asynchronfehler im Anlauf gehören zur Priori-tätsklasse 28. Nach Beenden des Anlauf-Organisationsbausteins beginnt die CPUdie Bearbeitung des Hauptprogramms, gleichbedeutend mit dem Eintritt in denBetriebszustand RUN.

Hauptprogramm, Hintergrundbearbeitung

Das Hauptprogramm steht im Organisationsbaustein OB 1. Der OB 1 hat die nied-rigste Bearbeitungspriorität. Er kann von allen Alarmereignissen und Fehlerereig-nissen unterbrochen werden. Die Bearbeitungspriorität des OB 1 können Sie nichtändern.

Nachdem die CPU die Programmbearbeitung im OB 1 beendet hat, ruft sie ihn so-fort erneut auf, d. h. der OB 1 wird von der CPU zyklisch bearbeitet. Diese zykli-sche Bearbeitung ist die „normale“ Bearbeitung bei speicherprogrammierbarenSteuerungen. Für viele Anwendungen ist es ausreichend, wenn das gesamte An-wenderprogramm nur im OB 1 steht.

Sie können die Bearbeitungszeiten für das Hauptprogramm so einstellen, dassnoch Zeit bleibt für eine Hintergrundbearbeitung. Hierbei ruft die CPU den Orga-nisationsbaustein OB 90 auf, der dann – je nach zur Verfügung stehender Zeit –abwechselnd mit einem vollständigen Zyklus des Hauptprogramms „scheibchen-weise“ bearbeitet wird. Der OB 90 kann, wie auch der OB 1, durch alle Alarmereig-nisse und Fehlerereignisse unterbrochen werden.

146

5.2 Bearbeitungsarten des Anwenderprogramms

Alarmprogramm, Prioritätsklassen

Das Betriebssystem der CPU ist in der Lage, sofort auf ein bestimmtes Signal, ei-nen Alarm, zu reagieren und den zugeordneten Organisationsbaustein aufzuru-fen. In diesen schreiben Sie das Alarmprogramm, das die Reaktion auf den Alarmdarstellt. Hat das gerade bearbeitete Programm eine niedrigere Bearbeitungsprio-rität als der Alarm, wird es an der nächsten Programmanweisung unterbrochen.Die CPU „merkt sich“ alle relevanten Daten, so dass nach der Bearbeitung des

Bild 5.1 Bearbeitungsarten eines SIMATIC S7-Programms

147


Alarmprogramms die Bearbeitung des niederprioren Programms an der unter-brochenen Programmstelle fortsetzt werden kann.

Alarme kommen z. B. von der zu steuernden Anlage (Prozessalarme, DPV1-Alar-me, Taktsynchronalarme), von der CPU (Weckalarme, Uhrzeitalarme) oder werdenim Anwenderprogramm ausgelöst (Verzögerungsalarme, Mehrprozessoralarm).Die Bearbeitungsprioritäten dieser Alarme können Sie bei den meisten CPUs ein-stellen. Sind für einen Alarmtyp mehrere Organisationsbausteine vorhanden,können Sie jedem OB eine eigene Prioritätsklasse zuordnen. Treten zwei Ereignis-se gleichzeitig auf, wird das Ergebnis mit der höheren Priorität zuerst bearbeitet.Mit der Parametrierung der CPU legen Sie fest, welche der angebotenen Prioritäts-klassen Sie verwenden wollen. Sie können auch mehreren Organisationsbaustei-nen die gleiche Priorität zuordnen. Nicht verwendeten Organisationsbausteinengeben Sie die Priorität 0.

Fehlerprogramm

Auf das Auftreten bestimmter Fehler reagiert die CPU ebenfalls mit dem Aufrufenvon Organisationsbausteinen, die dann das Fehlerprogramm enthalten. Man un-terscheidet zwischen Asynchronfehlern und Synchronfehlern. Ein Asynchronfeh-ler ist ein von der Programmbearbeitung unabhängiger Fehler, wie z. B. der Ver-sorgungsspannungsausfall in einem Erweiterungsgerät oder der Alarm beimWechseln einer Baugruppe. Ein Synchronfehler ist ein durch die Programmbear-beitung verursachter Fehler, wie z. B. das Ansprechen eines nicht vorhandenenOperanden oder Fehler beim Datentypwandeln.

5.3 Anlaufprogramm

Die CPU führt einen Anlauf durch

b nach Einschalten der Netzspannung

b nach Umschalten des Betriebsartenschalters von STOP nach RUN oder RUN-P

b nach Anforderung durch eine Kommunikationsfunktion (Anstoß von einem Programmiergerät oder durch Kommunikations-Funktionsbausteine von einer anderen CPU).

Einen Anlauf lösen Sie manuell durch den Betriebsartenschalter oder eineKommunikationsfunktion aus oder automatisch durch Einschalten der Versor-gungsspannung.

Das Anlaufprogramm kann beliebig lang sein; für die Ausführung des Anlaufpro-gramms besteht keine zeitliche Begrenzung. Während der Bearbeitung des An-laufprogramms werden keine Alarme bearbeitet; Fehler werden wie im RUN be-handelt. Die CPU aktualisiert im Anlauf die Zeitfunktionen, die Betriebsstunden-zähler und die Echtzeituhr. Während des Anlaufs sind die Ausgabebaugruppengesperrt, d. h. in Anlauf können keine Ausgangssignale ausgegeben werden.

148

5.3 Anlaufprogramm

Bild 5.2 CPU-Tätigkeiten im Anlauf (S7-400)

149


Kaltstart

Bei einem Kaltstart versetzt die CPU sich selbst und die Baugruppen in den pro-jektierten Grundzustand, löscht alle Daten im Systemspeicher – auch die rema-nenten – und ruft den OB 102 auf. Das aktuelle Programm und die aktuellen Da-ten im Arbeitsspeicher werden gelöscht; das Programm aus dem Ladespeicherwird neu geladen. (Im Gegensatz zum Urlöschen wird ein RAM-Ladespeicher nichtgelöscht.) Nach einem Kaltstart bearbeitet die CPU das Hauptprogramm im OB 1von Anfang an.

Warmstart (Neustart)

Bei einem Warmstart versetzt die CPU sich selbst und die Baugruppen in den pro-jektierten Grundzustand, löscht die nicht remanenten Daten im Systemspeicherund ruft den OB 100 auf. Das aktuelle Programm und die aktuellen Daten im Ar-beitsspeicher bleiben erhalten. Nach einem Warmstart bearbeitet die CPU dasHauptprogramm im OB 1 von Anfang an.

Wiederanlauf

Bei einem STOP oder Spannungsausfall speichert die CPU alle Unterbrechungs-ereignisse und die für das Bearbeiten des Anwenderprogramms wichtigen CPU-in-ternen Register. Bei einem Wiederanlauf kann sie daher an der Programmstelleweitermachen, an der sie in der Bearbeitung unterbrochen wurde. Es kann dasHauptprogramm, aber auch ein Alarm- oder Fehlerprogramm sein. Alle „alten“Unterbrechungsereignisse sind gespeichert und werden abgearbeitet. Der sog.„Restzyklus“, von der Programmstelle, an der die CPU bei einem Wiederanlaufaufsetzt bis zum Ende des Hauptprogramms, zählt noch zum Anlauf. Es werdenkeine neuen Alarme bearbeitet. Die Ausgabebaugruppen sind gesperrt; sie befin-den sich im Grundzustand. Sie können durch Parametrierung der CPU festlegen,nach welcher Unterbrechungsdauer die CPU noch einen Wiederanlauf durchfüh-ren darf (100 ms bis 1 h). Dauert die Unterbrechung länger, ist nur noch ein Kalt-start oder ein Warmstart erlaubt.

5.4 Urlöschen, Remanenz

Urlöschen

Das Urlöschen versetzt die CPU in den „Grundzustand“. Sie lösen das Urlöschen miteinem Programmiergerät nur im Betriebszustand STOP aus oder mit dem Betriebs-artenschalter: Schalter in der Taststellung MRES mindestens 3 s halten, dann los-lassen und nach spätestens 3 s wieder mindestens 3 s in der Stellung MRES halten.

Die CPU löscht das gesamte, im Arbeitsspeicher und im RAM-Ladespeicher stehen-de Anwenderprogramm. Auch der Systemspeicher mit den Operandenbereichenwird gelöscht, unabhängig von der Einstellung zum Remanenzverhalten. Die CPUsetzt die Parameter aller Baugruppen – auch ihre eigenen – auf die Defaulteinstel-lung zurück. Eine Ausnahme bilden die MPI-Parameter. Sie werden nicht verän-

150

5.5 Hauptprogramm

dert, so dass eine urgelöschte CPU am MPI-Bus noch ansprechbar bleibt. Der Dia-gnosepuffer, die Echtzeituhr und die Betriebsstundenzähler werden beim Urlö-schen ebenfalls nicht zurückgesetzt. Ist eine Memory Card mit Flash EPROM odereine Micro Memory Card gesteckt, kopiert die CPU das Anwenderprogramm ausder Memory Card in den Arbeitsspeicher. Befinden sich Konfigurationsdaten aufder Memory Card, werden diese von der CPU übernommen.

Remanenzverhalten

Ein Speicherbereich ist remanent, wenn dessen Inhalt bei einem Warmstart (Neu-start) erhalten bleibt. Remanente Speicherbereiche können Merker, Zeiten, Zählerund bei S7-300 auch Datenbereiche sein. Die Anzahl der remanenten Daten istCPU-spezifisch. Sie bestimmen mit der Parametrierung der CPU über die Register-karte „Remanenz“, welche Bereiche remanent sind.

Die Einstellungen für das Remanenzverhalten befinden sich in den Systemdaten-bausteinen SDB im Ladespeicher, d. h. auf der Memory Card. Bei einer Micro Me-mory Card bleiben die Daten auch ohne Pufferbatterie erhalten. Ist die MemoryCard eine RAM Card, müssen Sie das Automatisierungssystem mit Pufferbatteriebetreiben, um die Remanenzeinstellungen dauerhaft zu speichern.

Verwenden Sie eine Batteriepufferung, bleiben die Signalzustände der als rema-nent parametrierten Merker, Zeiten und Zähler erhalten. Das Anwenderprogrammund die Anwenderdaten werden nicht verändert. Hierbei spielt es keine Rolle, obdie Memory Card ein RAM oder ein Flash EPROM ist. Ist die Memory Card ein FlashEPROM und ist keine Batteriepufferung vorhanden, verhalten sich S7-300 und S7-400 unterschiedlich. Bei S7-300 bleiben die Signalzustände der als remanent ein-gestellten Merker, Zeiten und Zähler erhalten, bei S7-400 nicht. Die Inhalte der alsremanent eingestellten Datenbausteine bleiben bei S7-300 ebenfalls erhalten. Be-achten Sie, dass bei S7-300 die Inhalte der remanenten Datenbereiche in der CPUgespeichert werden und nicht auf der Memory Card.

Die restlichen Datenbausteine bei S7-300 und alle Datenbausteine bei S7-400 wer-den von der Memory Card in den Arbeitsspeicher kopiert, ebenso die Codebaustei-ne. Es bleiben nur die Datenbausteine aus der Memory Card erhalten; die mit derSFC 22 CREAT_DB erzeugten Datenbausteine sind nicht remanent. Diese Daten-bausteine haben nach dem Anlauf den auf der Memory Card stehenden Inhalt,d. h. den Inhalt, mit dem sie programmiert worden sind.

5.5 Hauptprogramm

Das Hauptprogramm ist das zyklisch bearbeitete Anwenderprogramm. Die zykli-sche Programmbearbeitung ist die „normale“ Programmbearbeitung bei spei-cherprogrammierbaren Steuerungen. Die überwiegende Anzahl der Steuerungenarbeitet nur mit dieser Programmbearbeitungsart. Wird eine ereignisgesteuerteProgrammbearbeitung eingesetzt, bildet sie in der Regel nur einen Zusatz zumHauptprogramm.

151


Die CPU bearbeitet das Hauptprogramm nur im Betriebszustand RUN. Der Be-triebsartenschalter an der Frontseite der CPU muss auf RUN oder RUN-P stehen.Ein Kippschalter als Betriebsartenschalter kennt nur die Stellung RUN, ein Schlüs-selschalter zusätzlich RUN-P. In der Stellung RUN können Sie den Schlüsselschal-ter abziehen und damit ein Verändern der Betriebsart und des Anwenderpro-gramms mit einem Programmiergerät verhindern.

Programmgliederung

Das Anwenderprogramm ist in der Regel in einzelne Programmabschnitte – inBausteine – unterteilt. Soll ein Baustein bearbeitet werden, muss er aufgerufensein. Lediglich die Organisationsbausteine werden nicht im Anwenderprogrammaufgerufen, sondern vom Betriebssystem der CPU gestartet.

Mit der Programmgliederung legen Sie fest, bei welchem Ereignis und in welcherReihenfolge die CPU die Bausteine bearbeitet. Dazu programmieren Sie, beispiels-weise für das Hauptprogramm im Organisationsbaustein OB 1, die Aufrufe derBausteine, die eine Grobgliederung des Programm darstellen. In diesen „überge-ordneten“ Bausteinen können Sie nun wiederum andere Bausteine aufrufen undso das Anwenderprogramm detaillierter strukturieren usw.

Bei der Aufteilung der gesamten Automatisierungsaufgabe in kleinere Teilaufga-ben gibt es prinzipiell zwei Wege: Eine technologische Programmgliederung lehntsich stark an den Aufbau der zu steuernden Anlage an und unterteilt nach Anlage,Teilanlage und Komponente. Den einzelnen Programmteilen entsprechen einzel-ne Teile der Anlage oder des zu steuernden Prozesses. Beispiel: Der Anlagenteil„Zuförderband“ kann aus unterschiedlichen Förderelementen, Verschiebewagenund Hubstation bestehen; diese Teilanlagen bestehen wiederum aus einzelnenKomponenten wie Motoren, Ventile, Anzeigeelemente. Eine funktionelle Pro-grammgliederung richtet sich nach der auszuführenden Steuerungsfunktion; dieunterlagerten Bausteine enthalten dann das Programm der Teilfunktionen. Bei-spiel: Die Funktion „Meldungserfassung“ kann aus Meldungsaufbereitung, Mel-dungsspeicherung und Meldungsausgabe bestehen.

Schachtelungstiefe von Bausteinaufrufen

Für jeden aufgerufenen Baustein legt die CPU zur Laufzeit einen Eintrag im Bau-steinstack (B-Stack) an. Mit diesen Angaben ist sie in der Lage, nach dem Beendendes aufgerufenen Bausteins die Bearbeitung im aufrufenden Baustein fortzuset-zen. Ein nachfolgend aufgerufener Baustein überschreibt die Daten des Vorgänge-raufrufs im B-Stack. Wird im aufgerufenen Baustein wiederum ein Baustein „ge-schachtelt“ aufgerufen, legt die CPU ein neues Element im B-Stack an. Die Anzahlder B-Stackelemente ist auf einen CPU-spezifischen Maximalwert begrenzt. Wer-den mehr Bausteine „geschachtelt“ aufgerufen, geht die CPU mit der Fehlermel-dung „Bausteinstack-Überlauf“ in den STOP-Zustand.

152

5.6 Startinformation

5.6 Startinformation

Das Betriebssystem der CPU übergibt jedem Organisationsbaustein eine Startin-formation in den ersten 20 Bytes der temporären Lokaldaten. Die Deklaration derStartinformation können Sie mit eigenen Angaben selbst erstellen oder Sie ver-wenden die Vorlagen aus der Standardbibliothek Standard Library im ProgrammOrganization Blocks.

Tabelle 5.2 zeigt diese Belegung der Startinformation für den OB 1, die defaultmä-ßige symbolische Bezeichnung und die Datentypen. Die Bezeichnung können Siejederzeit ändern und Ihnen genehmere Namen vergeben. Auch wenn Sie die Start-information nicht nutzen, müssen Sie die ersten 20 Bytes der temporären Lokal-daten hierfür reservieren, beispielsweise mit einem Feld aus 20 Bytes.

Aus den Startinformationen des OB 1 erfahren Sie, ob sich die Programmbearbei-tung im ersten Zyklus nach einem Anlauf befindet und um welchen Anlauf es sichgehandelt hat. So können Sie, abhängig von dieser Information, Vorbesetzungenim Anwenderprogramm vornehmen. Mit drei INT-Werten gibt die Startinformati-on Auskunft über die Zykluszeit des letzten abgelaufenen Zyklusses und über dieminimale und maximale Zykluszeit seit dem letzten Einschalten.

Beachten Sie, dass Sie die Startinformation eines Organisationsbausteins nur imOrganisationsbaustein selbst direkt lesen können, da es sich hier um temporäreLokaldaten handelt. Benötigen Sie Werte aus der Startinformation auch in Baustei-nen, die in tieferen Aufrufebenen liegen, rufen Sie an der entsprechenden Stelleim Programm die Systemfunktion SFC 6 RD_SINFO auf. Der Aufruf der SFC 6RD_SINFO ist nicht nur innerhalb des Hauptprogramms an beliebiger Stelle zuge-

Tabelle 5.2 Startinformation für den OB 1

Name Datentyp Beschreibung Belegung

OB1_EV_CLASS BYTE Ereignisklasse B#16#11 = Aufruf Standard-OB

OB1_STRT_INFO BYTE Startinfo B#16#01 = erster Zyklus nach Neustart (Warmstart)

B#16#02 = erster Zyklus nach WiederanlaufB#16#03 = jeder weitere ZyklusB#16#04 = erster Zyklus nach Kaltstart

OB1_PRIORITY BYTE Priorität B#16#01

OB1_OB_NUMBR BYTE OB-Nummer B#16#01

OB1_RESERVED_1 BYTE reserviert -

OB1_RESERVED_2 BYTE reserviert -

OB1_PREV_CYCLE INT vorherige Zykluszeit

Bearbeitungszeit des vorherigen Programmzyklus in ms

OB1_MIN_CYCLE INT minimale

Zykluszeit

minimale Zykluszeit seit dem letzten Anlauf in ms

OB1_MAX_CYCLE INT maximale Zykluszeit

maximale Zykluszeit seit dem letzten Anlauf in ms

OB1_DATE_TIME DT Ereigniseintritt Aufrufzeitpunkt des OBs im aktuellen Zyklus

153


lassen, sondern in jeder Prioritätsklasse, auch im Programm eines Fehler-Organi-sationsbausteins oder im Anlauf. Die Systemfunktion SFC 6 RD_SINFO stellt Ihnendie Startinformation des aktuellen Organisationsbausteins (das ist der OB an derSpitze des Aufrufbaums) und die des zuletzt ausgeführten Anlauf-OBs auch in ei-ner tieferen Aufrufebene zur Verfügung.

5.7 CPU-Funktionen

Echtzeit-Uhr

Die Echtzeituhr stellt das Datum und die Uhrzeit zur Verfügung. Aus der Echtzeit-uhr werden die Uhrzeitalarme und Impulse für die Betriebsstundenzähler abge-leitet. Ist die Pufferbatterie in Ordnung, läuft die Echtzeituhr auch bei ausgeschal-teter Spannungsversorgung weiter. Ohne Pufferung startet bei Netz-Ein die Uhrmit der Uhrzeit, bei der die Spannung zuletzt ausgeschaltet wurde. Ein Urlöschender CPU hat auf die Echtzeituhr keinen Einfluss.

Sie stellen die Uhrzeit entweder mit STEP 7 über die CPU-Parametrierung oder imAnwenderprogramm mit den Systemfunktionen SFC 0 SET_CLK und SFC 100SET_CLKS. SFC 1 READ_CLK liefert das Datum und die Uhrzeit im FormatDATE_AND_TIME.

Sind mehrere CPUs in einem Subnetz miteinander verbunden, können Sie – aus-gehend von einer „Master-Uhr“ – die Uhren der anderen CPUs automatisch syn-chronisieren lassen. Mit dem Aufruf der SFC 48 SNC_RTCB synchronisieren Sie al-le Uhren im Subnetz unabhängig von der automatischen Synchronisation. StellenSie mit SFC 0 SET_CLK oder SFC 100 SET_CLKS eine Master-Uhr, werden automa-tisch alle anderen Uhren im Subnetz auf diesen Wert synchronisiert.

Systemmzeit

Die Systemzeit einer CPU läuft beim Einschalten der CPU an. Die Systemzeit läuft,solange sich die CPU im ANLAUF oder im RUN befindet. Bei STOP oder HALT wirdder aktuelle Wert der Systemzeit „eingefroren“. Bei einen Wiederanlauf läuft dieSystemzeit ab dem gespeicherten Wert weiter; Kaltstart oder Neustart (Warmstart)setzen die Systemzeit zurück. Die Systemzeit liegt im Datenformat TIME vor, wo-bei nur die positiven Werte vorkommen. Bei einem Überlauf beginnt die System-zeit wieder bei 0.

Mit der Systemfunktion SFC 64 TIME_TCK lesen Sie die aktuelle Systemzeit. DieSystemzeit können Sie nutzen, um beispielsweise durch Differenzbildung dieZeitdauer zwischen zwei SFC 64-Aufrufen zu berechnen.

Betriebsstundenzähler

Ein Betriebsstundenzähler in einer CPU zählt die Stunden, während er läuft. Siekönnen den Betriebsstundenzähler z. B. zum Erfassen der Betriebsdauer von an-geschlossenen Geräten nutzen. Im STOP oder HALT der CPU steht auch der Be-triebsstundenzähler; läuft die CPU wieder an, setzt er die Zählung ab dem letzten

154

5.8 Prozessabbilder

Wert fort. Ist die maximale Zeitdauer erreicht, bleibt der Betriebsstundenzählerstehen und meldet Überlauf. Einen Betriebsstundenzähler kann man nur mit ei-nem SFC-Aufruf auf einen neuen Wert oder auf Null stellen. Ein Urlöschen derCPU hat auf einen Betriebsstundenzähler keinen Einfluss.

Mit der Systemfunktion SFC 2 SET_RTM stellen Sie einen Betriebsstundenzählerauf einen neuen Wert. Die SFC 3 CTRL_RTM startet oder stoppt einen Betriebsstun-denzähler. Auch nach einem Neustart (Warmstart) oder Kaltstart müssen Sie mitder SFC 3 einen Betriebsstundenzähler wieder starten. Die SFC 4 READ_RTM liefertden aktuellen Stand eines Betriebsstundenzählers als INT-Wert und den Status„läuft“ oder „ist angehalten“. Die Systemfunktion SFC 101 RTM bearbeitet Be-triebsstundenzähler mit bis zu 231-1 Stunden Laufzeit.

5.8 Prozessabbilder

Baugruppen im Prozessabbild

Das Prozessabbild enthält die Signalzustände eines Teils der Eingabe- und Ausga-be-Baugruppen und gliedert sich dementsprechend in ein Eingangs-Prozessab-bild und ein Ausgangs-Prozessabbild. Das Eingangs-Prozessabbild sprechen Sieüber den Operandenbereich Eingänge E an, das Ausgangs-Prozessabbild über denOperandenbereich Ausgänge A. In der Regel wird über die Eingänge und die Aus-gänge die Maschine oder der Prozess gesteuert.

Das Prozessabbild ist ein Teil des CPU-internen Systemspeichers. Es beginnt bei derPeripherieadresse 0 und endet an einer durch die jeweilige CPU festgelegten Ober-grenze. Bei entsprechend ausgelegten CPUs können Sie diese Grenze einstellen.

Mit der Parametrierung der Baugruppenadressen legen Sie fest, ob die Signalzu-stände einer Baugruppe im Prozessabbild liegen. Die nicht mit Baugruppen beleg-ten Adressen des Prozessabbilds können Sie ähnlich dem Merkerbereich verwen-den. Baugruppen, deren Adressen nicht im Prozessabbild liegen, sprechen Sie mitden Operandenbereichen Peripherie-Eingänge PE und Peripherie-Ausgänge PA an.

Prozessabbild-Aktualisierung

Normalerweise liegen alle Digitalbaugruppen im Adressenbereich des Prozessab-bilds; alle Analogbaugruppen erhalten eine Adresse außerhalb des Prozessab-bilds. Verfügt die CPU über eine freie Adressenzuordnung, können Sie in der Kon-figurationstabelle prinzipiell jede Baugruppe über das Prozessabbild führen oderaußerhalb des Prozessabbilds adressieren.

Nach dem CPU-Anlauf und noch vor der ersten Bearbeitung des OB 1 transferiertdas Betriebssystem die Signalzustände des Ausgangs-Prozessabbilds zu den Aus-gabebaugruppen und übernimmt die Signalzustände der Eingabebaugruppen indas Eingangs-Prozessabbild. Danach wird der OB 1 bearbeitet, in dem normaler-weise die Signalzustände der Eingänge miteinander verknüpft und die Ausgängegesteuert werden. Nach Beenden des OB 1 beginnt ein neuer Zyklus mit der Ak-tualisierung des Prozessabbilds.

155


Tritt bei der automatischen Aktualisierung des Prozessabbilds ein Fehler auf, z. B.weil eine Baugruppe nicht mehr ansprechbar ist, wird der OrganisationsbausteinOB 85 „Programmablauffehler“ aufgerufen. Ist der OB 85 nicht vorhanden, gehtdie CPU in STOP.

Teilprozessabbilder

Bei entsprechend ausgelegten CPUs können Sie das Prozessabbild in bis zu 9 bzw.16 Teilprozessabbilder aufteilen. Die Aufteilung nehmen Sie mit der Hardware-Konfiguration bei der Parametrierung der Signalbaugruppen vor, in dem Sie beider Adressenvergabe festlegen, über welches Teilprozessabbild die Baugruppe ad-ressiert werden soll. Die Aufteilung können Sie getrennt nach Eingangs- und Aus-gangs-Prozessabbild vornehmen.

Alle Baugruppen mit einer Adresse im Prozessabbildbereich, die Sie nicht einemTeilprozessabbild 1 bis 8 bzw. 15 zuordnen, liegen im Teilprozessabbild 0. Es ent-

Bild 5.3 Prozessabbild-Aktualisierung bei Hauptprogramm und Alarmprogrammen

156

5.9 Zykluszeit, Reaktionszeit

spricht dem „Gesamtprozessabbild“ derjenigen CPUs, die eine Aufteilung in Teil-prozessabbilder nicht kennen. Dieses Teilprozessabbild 0 wird im Rahmen derzyklischen Bearbeitung vom Betriebssystem der CPU automatisch aktualisiert.Über die Parametrierung der CPU können Sie diese automatische Aktualisierungauch ausschalten.

Zuordnung zu Alarm-Organisationsbausteinen

Bei entsprechend ausgelegten CPUs können Sie die Teilprozessabbilder auch denOrganisationsbausteinen für Alarme und Asynchronfehler zuordnen. Diese Zu-ordnung nehmen Sie bei der CPU-Parametrierung vor. Sinnvollerweise liegen indiesen Teilprozessabbildern die Adressen derjenigen Baugruppen, die Sie imAlarmprogramm ansprechen. Beim Auftreten eines Unterbrechungsereignisseswerden die zugeordneten Teilprozessabbilder aktualisiert.

Systemfunktionen für Teilprozessabbilder

Die Systemfunktionen SFC 26 UPDAT_PI und SFC 27 UPDAT_PO bzw. SFC 126SYNC_PI und SFC 127 SYNC_PO bei Taktsynchronalarmen aktualisieren bei ihremAufruf das parametrierte Teilprozessabbild der Eingänge bzw. der Ausgänge. Siekönnen die Systemfunktionen an jeder beliebigen Stelle im Programm aufrufenund ein Teilprozessabbild aktualisieren lassen. Mit der Angabe des Teilprozessab-bilds 0 können Sie auch das Prozessabbild des Hauptprogramms aktualisieren,z. B. wenn Sie die automatische Aktualisierung ausgeschaltet haben. Tritt wäh-rend der Aktualisierung ein Fehler auf, wird er über den Rückgabewert der Sys-temfunktion gemeldet.

5.9 Zykluszeit, Reaktionszeit

Zyklusüberwachungszeit

Die Programmbearbeitung im Organisationsbaustein OB 1 wird zeitlich über-wacht; dies geschieht durch die so genannte „Zykluszeitüberwachung“. Standard-mäßig ist die Überwachungszeit auf 150 ms eingestellt. Über die Parametrierungder CPU können Sie diesen Wert zwischen 1 ms und 6 s einstellen. Dauert die Be-arbeitung des Hauptprogramms länger als die eingestellte Zyklusüberwachungs-zeit, ruft die CPU den Organisationsbaustein OB 80 „Zeitfehler“ auf. Ist er nichtvorhanden, wechselt die CPU in den Stoppzustand.

Die Zyklusüberwachungszeit umfasst die gesamte Bearbeitungszeit des OB 1.Hierin eingeschlossen sind auch die Bearbeitungszeiten für höhere Prioritätsklas-sen, die (im aktuellen Zyklus) das Hauptprogramm unterbrechen. Auch Kommu-nikationsprozesse durch das Betriebssystem, z. B. PG-Zugriffe auf die CPU, ver-größern die Laufzeit des Hauptprogramms.

Mindestzyklusdauer, Hintergrundbearbeitung OB 90

Bei entsprechend ausgelegten CPUs können Sie eine Mindestzyklusdauer vorge-ben. Dauert die Bearbeitung des Hauptprogramms einschließlich Unterbrechun-

157


gen nicht so lange wie vorgegeben, wartet die CPU, bis die eingestellte Mindestzy-klusdauer erreicht ist. Erst dann beginnt sie den nächsten Zyklus mit erneutemAufrufen des OB 1. Die Mindestzyklusdauer ist defaultmäßig ausgeschaltet. Siekönnen eine Einstellung zwischen 1 ms und 6 s in der Registerkarte „Zyklus/Takt-merker“ beim Parametrieren der CPU vornehmen.

In der Zeitspanne zwischen dem tatsächlichen Zyklusende und dem Ablauf derMindestzyklusdauer bearbeitet die CPU den Organisationsbaustein OB 90 „Hinter-grundbearbeitung“. Die Bearbeitung des OB 90 erfolgt „scheibchenweise“: Mitdem Aufruf des OB 1 durch das Betriebssystem wird die Bearbeitung im OB 90 un-terbrochen und mit dem Bearbeitungsende des OB 1 an der unterbrochenen Stellefortgesetzt. Die Unterbrechung durch den OB 1 kann nach jeder Anweisung ge-schehen. Je näher die Bearbeitungszeit des OB 1 an der Mindestzyklusdauer liegt,desto weniger Zeit bleibt für die Bearbeitung des OB 90. Eine Überwachung derProgrammbearbeitungszeit im OB 90 findet nicht statt. Die Bearbeitung des OB 90findet nur im Betriebszustand RUN statt. Sie kann durch Alarm- und Fehlerereig-nisse unterbrochen werden, genauso wie die Bearbeitung im OB 1.

Reaktionszeit

Wenn das Anwenderprogramm im OB 1 mit den Signalzuständen der Prozessab-bilder arbeitet, erhält man eine Reaktionszeit, die von der Programmbearbei-tungszeit (der Zykluszeit) abhängt. Die Reaktionszeit liegt zwischen einer undzwei Zykluszeiten, wie das folgende Beispiel erläutert.

Wird beispielsweise ein Endschalter angefahren, ändert er seinen Signalzustandvon „0“ nach „1“. Diese Änderung erfasst die Steuerung bei der darauffolgendenProzessabbildaktualisierung und setzt den zum Endschalter gehörenden Eingangauf „1“. Das Programm wertet diese Änderung aus, indem es z. B. einen Ausgangzurücksetzt, um den entsprechenden Motor auszuschalten. Die Übertragung deszurückgesetzten Ausgangs geschieht am Ende der Programmbearbeitung; erstdann wird das entsprechende Bit auf der Digitalausgabebaugruppe zurückgenom-men.

Im günstigsten Fall erfolgt gleich im Anschluss an die Änderung des Endschalter-signals die Prozessabbildaktualisierung. Dann dauert es nur eine Zykluszeit lang,

Bild 5.4 Mindestzyklusdauer und Hintergrundbearbeitung

158

5.10 Configuration in RUN

bis der entsprechende Ausgang reagiert. Im ungünstigsten Fall ist gerade die Pro-zessabbildaktualisierung abgeschlossen, wenn sich das Endschaltersignal ändert.Dann muss etwa eine Zykluszeit gewartet werden, bis die Steuerung die Änderungbemerkt und den Eingang setzt. Nach einer weiteren Zykluszeit reagiert dann derBaugruppenausgang.

Die Reaktionszeit auf eine Änderung des Eingangssignals kann also zwischen ei-ner und zwei Zykluszeiten betragen. Zur Reaktionszeit hinzu kommen noch dieVerzögerungszeiten für die Eingabebaugruppen, Schaltzeiten von Schützen, u. a.

Die Bearbeitungszeit des Anwenderprogramms enthält bei dieser Betrachtung alleVorgänge in einem Programmzyklus (also auch z. B. Bearbeitung von Alarmen,Bearbeitungen im Betriebssystem wie Aktualisierung der Zeitfunktionen, Steue-rung der MPI-Schnittstelle, Prozessabbildaktualisierung).

Sie können in Einzelfällen eine Verkleinerung der Reaktionszeiten erreichen, in-dem Sie die Peripherie direkt ansprechen oder Programmteile ereignisgesteuertaufrufen.


Configuration in RUN (CiR) bedeutet, Anlagenänderung im laufenden Betrieb.Diese Funktionalität ermöglicht es, den Ausbau der dezentralen Peripherie einerS7-400-Station zu ändern, ohne dass die CPU in STOP geht oder in STOP gesetztwerden muss.

Die Änderungen umfassen das Hinzufügen von kompakten DP-Slaves, ET 200M-Stationen und PA-Mastersystemen zu einem vorhandenen DP-Mastersystem, dasHinzufügen von Baugruppen in ET 200M-Stationen und das Hinzufügen von PA-Slaves (Feldgeräten) zu vorhandenen PA-Mastersystemen. Alle während des lau-fenden Betriebs hinzugefügten Objekte können im laufenden Betrieb auch wieder

Bild 5.5 Reaktionszeiten in einer speicherprogrammierbaren Steuerung

159


entfernt werden. Komponenten mit und ohne CiR-Funktionalität können gemischtaufgebaut werden; Änderungen sind jedoch nur an CiR-fähigen Komponentenmöglich.

Während des Umkonfigurierens wird die Prozessbearbeitung für eine kurze Zeit-spanne ausgesetzt (typisch 1 s, kann parametriert werden). Die Zeit kann kurz ge-halten werden, wenn immer nur wenige Änderungen durchgeführt werden.

Konfigurationsänderungen vorbereiten

Mit der Hardware-Konfiguration projektieren Sie eine S7-400-Station mit mindes-tens einem PROFIBUS-DP-Mastersystem. Fügen Sie nun die DP-Slaves und – fallsvorgesehen – den Platzhalter für einen späteren Anlagenausbau hinzu (CiR-Ob-jekt unter PROFIBUS DP im Hardware-Katalog). In den Eigenschaften dieses Platz-halters stellen Sie den späteren maximalen Ausbau ein. Für jeden zusätzlichen DP-Slave berechnet die Hardware-Konfiguration 244 Eingangs- und 244 Ausgangsby-

Bild 5.6 CiR-Elemente in der Hardware-Konfiguration

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tes. Real werden in der Regel wesentlich weniger Nutzdaten benötigt. Sie könnendie Summe über alle benötigten Eingangs- und Ausgangsbytes ändern, wenn Siedas Kontrollkästen „Erweiterte Einstellungen“ anklicken.

Sie können auch in einer ET200M-Station Platz für spätere Erweiterungen vorse-hen. Fügen Sie – falls Sie später erweitern wollen – einen Platzhalter unmittelbarhinter der letzten projektierten Baugruppe ein (das Objekt CiR-Baugruppe unterder verwendeten Anschaltung IM 153 im Hardware-Katalog). In den Eigenschaftender CiR-Baugruppe stellen Sie die benötigte Anzahl an zusätzlichen Ein- und Aus-gangsbytes ein.

Auf ähnliche Weise können Sie ein an das DP-Mastersystem angeschlossenes PA-Mastersystem erweitern. Auch hier finden Sie einen Platzhalter für die spätere Er-weiterung mit Feldgeräten (CiR-Objekt unter der verwendeten Anschaltung IM 157im Hardware-Katalog).

Bei markiertem CiR-fähigen DP-Mastersystem und BEARBEITEN → MASTERSYSTEM →CIR-FÄHIGKEIT AKTIVIEREN wird am DP-Mastersystem und an jedem unterlagertenCiR-fähigen PA-Mastersystem ein CiR-Objekt erzeugt. In jeder CiR-fähigen ET200M-Station wird eine CiR-Baugruppe eingefügt. Mit BEARBEITEN → MASTERSYSTEM

→ CIR-FÄHIGKEIT DEAKTIVIEREN werden alle CiR-Objekte und CiR-Baugruppen wiedergelöscht.

Konfiguration ändern

Nun können Sie im Rahmen der in den CiR-Elementen vorgegebenen Grenzen dieKonfiguration ändern und im RUN erneut laden. Mögliche Änderungen sind bei-spielsweise das Hinzufügen von kompakten und modularen DP-Slaves zu einembestehenden DP-Mastersystem, das Ändern der Teilprozessabbildzuordnung beivorhandenen DP-Slaves, das Hinzufügen von Baugruppen in einer ET 200M-Stati-on oder das Umparametrieren von Baugruppen in einer ET 200M-Station.

Die Summe aus den projektierten (realen, sofort genutzten) Adressen und den zu-künftig nutzbaren Adressen darf nicht größer als das Mengengerüst des DP-Mas-ters sein (wird beim Konfigurieren geprüft), kann jedoch größer als das Mengen-gerüst der CPU sein (wird erst beim „Umwandeln“ in konkrete Slaves oder Bau-gruppen geprüft).

CiR-Synchronisationszeit

Nach dem Laden der neuen Konfiguration in die CPU werden die neuen Daten ge-prüft und – wenn die Prüfung positiv ausfällt – in die aktuelle Konfiguration über-nommen. Diese Übernahme benötigt eine gewisse Zeit, die so genannte CiR-Syn-chronisationszeit. Während dieser Zeitdauer ist die Prozessbearbeitung ausge-setzt. Alle Prozessabbilder behalten ihren letzten Wert bei. Die SIMATIC-Timerund die CPU-Uhr laufen weiter. Auftretende Alarme werden erst nach Ablauf derCiR-Synchronisationszeit bearbeitet. Die Kommunikation mit einem angeschlosse-nen Programmiergerät ist eingeschränkt; es wird nur das STOP-Kommando entge-gengenommen.

161


5.11 Alarmbearbeitung in der Übersicht

Die Alarmbearbeitung ist eine ereignisgesteuerte Programmbearbeitung. Das Be-triebssystem unterbricht beim Auftreten eines entsprechenden Ereignisses die Be-arbeitung des Hauptprogramms und ruft einen Organisationsbaustein auf, derdem Ereignis zugeordnet ist. In diesen OB schreiben Sie ein Programm, das dieReaktion auf das Ereignis darstellt. Das Programm in einem Alarm-OB kann wiedas Hauptprogramm strukturiert werden. Ist dieses Programm abgearbeitet, fährtdas Betriebssystem mit der Programmbearbeitung an der unterbrochenen Stelleim Hauptprogramm fort.

Eine derartige Unterbrechung kann nach jeder Operation (Anweisung) stattfin-den. Unterbrechungsereignisse können Alarme und Fehler sein. Die Reihenfolgeder Bearbeitung bei quasi gleichzeitigem Auftreten der Unterbrechungsereignisseregelt eine Prioritätssteuerung. Mehrere Unterbrechungsereignisse können zuPrioritätsklassen zusammengefasst werden.

Startinformationen

Das Betriebssystem gibt den Alarm-Organisationsbausteinen eine Startinformati-on mit. Die Startinformation steht in den ersten 20 Bytes der temporären Lokalda-ten des jeweiligen Organisationsbausteins. In jedem Organisationsbaustein müs-sen diese 20 Bytes deklariert werden, auch wenn Sie diese nicht nutzen. Vorlagenfür die Deklaration finden Sie in der Standardbibliothek Standard Library unterdem Programm Organization Blocks. Sie können auch eine andere Variablenstruk-tur mit selbst vergebenen Namen verwenden.

Tabelle 5.3 Startinformationen für Alarm-Organisationsbausteine (Teil 1)

Byte Uhrzeitalarme Verzögerungs-alarme

Weckalarme Prozessalarme

OB 10 bis OB 17 OB 20 bis OB 23 OB 30 bis OB 38 OB 40 bis OB 47

0 Ereignisklasse Ereignisklasse Ereignisklasse Ereignisklasse

1 Startereignis Startereignis Startereignis Startereignis

2 Prioritätsklasse Prioritätsklasse Prioritätsklasse Prioritätsklasse

3 OB-Nummer OB-Nummer OB-Nummer OB-Nummer

4 - - - -

5 - - - Adressenkennung

6 Intervall Auftragskennung Phasenverschiebung in ms

Baugruppenanfangs-adresse

7

8 - abgelaufene Verzöge-rungszeit

- Prozessalarm-information

9

10 - Zeittakt in ms

11

12..19 Ereigniszeitpunkt Ereigniszeitpunkt Ereigniszeitpunkt Ereigniszeitpunkt

162

5.11 Alarmbearbeitung in der Übersicht

Die Anzahl der temporären Lokaldaten pro Organisationsbaustein legen Sie beider CPU-Parametrierung fest. Berücksichtigen Sie hierbei auch die temporärenLokaldaten der Bausteine, die im Organisationsbaustein aufgerufen werden. Ver-wenden Sie einen Organisationsbaustein nicht, stellen Sie 0 als Anzahl ein.

Aktuelle Signalzustände

In einem Alarmprogramm ist es mitunter erforderlich, mit den aktuellen Signal-zuständen der Peripheriebaugruppen zu arbeiten (und nicht mit den Signalzu-ständen der Eingänge, die am Anfang des Hauptprogramms aktualisiert wurden)und die erzielten Signalzustände direkt zur Peripherie zu schreiben (und nicht zuwarten, bis am Ende des Hauptprogramms das Ausgangs-Prozessabbild aktuali-siert wird). Bei entsprechend ausgelegten CPUs können Sie jedem Alarm-Organi-sationsbaustein (jeder Alarm-Prioritätsklasse) ein Eingangs- und ein Ausgangs-Teilprozessabbild zuordnen und so beim Auftreten des Alarms die Prozessabbil-der automatisch aktualisieren lassen.

Aktuelle Alarminformation

Im Alarm-Organisationsbaustein enthalten die Bytes 4 bis 11 der Startinformationdie für den auslösenden Alarm spezifischen Informationen. In vielen Fällen – be-sonders bei DPV1-Alarmen von PROFIBUS-Slaves – liefert die alarmauslösende

Tabelle 5.4 Startinformationen für Alarm-Organisationsbausteine (Teil 2)

Byte DPV1-Alarme Mehrprozessoralarm Taktsynchronalarme

OB 55 bis OB 57 OB 60 OB 61 bis OB 64

0 Ereignisklasse Ereignisklasse Ereignisklasse

1 Startereignis Startereignis Startereignis

2 Prioritätsklasse Prioritätsklasse Prioritätsklasse

3 OB-Nummer OB-Nummer OB-Nummer

4 - - -

5 E/A-Kennung - -

6 Baugruppenanfangsadresse der alarmauslösenden Komponente

Auftragskennung Informationsbits

7 Anzahl der verworfenen OB-Aufrufe

8 Länge des Alarmdatensatzes - ID des taktsynchronen DP-Mastersystems

9 Kennung für den Alarmtyp - -

10 Steckplatznummer der alarm-auslösenden Komponente

- -

11 Specifier (z. B. kommendes/ gehendes Ereignis)

- -

12..19 Ereigniszeitpunkt Ereigniszeitpunkt Ereigniszeitpunkt

163


Komponente zusätzliche Informationen, die Sie dann mit dem Systemfunktions-baustein SFB 54 RALRM – falls in der CPU vorhanden – lesen können.

Dieser SFB liest zusätzliche Alarminformationen von der alarmauslösenden Kom-ponente (Baugruppe oder Modul). Er wird in einem Alarm-OB oder in einem darinaufgerufenen Baustein aufgerufen. Die Bearbeitung des SFB 54 RALRM erfolgtsynchron, d. h. gleich nach dem Aufruf stehen die angeforderten Daten an denAusgangsparametern zur Verfügung.

Der SFB 54 RALRM kann prinzipiell in allen Organisationsbausteinen für alle Er-eignisse aufgerufen werden. Rufen Sie ihn in einem Organisationsbaustein auf,dessen Startereignis kein Alarm aus der Peripherie ist, ist entsprechend wenigerInformation verfügbar.

5.12 Verzögerungsalarme

Mit einem Verzögerungsalarm haben Sie die Möglichkeit, unabhängig von denZeitfunktionen eine Zeitverzögerung zu realisieren. Für die Bearbeitung einesVerzögerungsalarms sind bei STEP 7 die Organisationsbausteine OB 20 bis OB 23vorgesehen, wobei es von der verwendeten CPU abhängt, welche dieser vier Orga-nisationsbausteine tatsächlich zur Verfügung stehen.

Verzögerungsalarme in der CPU projektieren

Die Projektierung in der CPU geschieht mit der Hardware-Konfiguration. Die Re-gisterkarte „Alarme“ zeigt die in der CPU vorhandenen Organisationsbausteine.Hier stellen Sie die Bearbeitungspriorität ein. Für jeden verwendeten Verzöge-rungsalarm-OB bzw. für dessen Prioritätsklasse müssen auf der Registerkarte„Speicher“ mindestens 20 Bytes an temporären Lokaldaten reserviert werden.

Verzögerungsalarme mit Systemfunktionen bearbeiten

Sie starten einen Verzögerungsalarm im Anwenderprogramm mit dem Aufruf derSystemfunktion SFC 32 SRT_DINT. Mit dem Aufruf übergeben Sie auch die Verzö-gerungsdauer und die Nummer des ausgewählten Organisationsbausteins an dasBetriebssystem. Sie stellen die Verzögerungszeit im Raster von 1 ms ein; die Ge-nauigkeit beträgt ebenfalls 1 ms. Der SFC-Aufruf ist gleichzeitig der Startzeit-punkt, ab dem die parametrierte Zeitspanne läuft. Nach dem Ablauf der Verzöge-rungszeit wird der ausgewählte Organisationsbaustein gestartet. Beachten Sie,dass sich die Bearbeitung eines Verzögerungsalarm-Organisationsbausteins hin-auszögern kann, wenn gerade zum Zeitpunkt des OB-Aufrufs ein Organisations-baustein mit einer höheren Priorität in Bearbeitung ist.

Sie können eine laufende Verzögerungszeit mit einem neuen Wert überschreiben,indem Sie die Systemfunktion SFC 32 SRT_DINT erneut aufrufen. Mit dem SFC-Aufruf beginnt dann die neue Verzögerungszeit zu laufen. Einen gestarteten Ver-zögerungsalarm stornieren Sie mit dem Aufruf der Systemfunktion SFC 33CAN_DINT. Dann wird der dazugehörende Organisationsbaustein nicht mehr auf-

164

5.13 Uhrzeitalarme

gerufen. Mit der Systemfunktion SFC 34 QRY_DINT fragen Sie den Status einesVerzögerungsalarms ab. Ein gestarteter Verzögerungsalarm-OB muss auch vor-handen sein, sonst ruft die CPU den Fehler-Organisationsbaustein OB 85 „Pro-grammbearbeitungsfehler“ auf oder geht in den Betriebszustand STOP.

Verzögerungsalarme werden nur im Betriebszustand RUN der CPU ausgeführt.Sie können einen Verzögerungsalarm im Anlaufprogramm mit dem Aufruf derSFC 32 SRT_DINT starten. Nach dem Ablauf der Verzögerungszeit muss sich dieCPU im Betriebszustand RUN befinden. Ist das nicht der Fall, wartet die CPU mitdem Aufruf des Organisationsbausteins bis zum Ende des Anlaufprogramms undruft den Verzögerungsalarm-OB beim Übergang in den Betriebszustand RUN nochvor dem Hauptprogramm auf.

Verzögerungsalarme sperren und verzögern

Mit folgenden Systemfunktionen können Sie die Bearbeitung von Verzögerungsa-larmen beeinflussen: SFC 39 DIS_IRT (Alarme sperren), SFC 40 EN_IRT (gesperrteAlarme freigeben), SFC 41 DIS_AIRT (Alarme verzögern) und SFC 42 EN_AIRT (ver-zögerte Alarme freigeben).

5.13 Uhrzeitalarme

Sie verwenden einen Uhrzeitalarm, wenn Sie ein Programm zu einer bestimmtenUhrzeit einmalig oder periodisch, beispielsweise täglich, bearbeiten lassen wol-len. Für die Bearbeitung eines Uhrzeitalarms sind bei STEP 7 die Organisations-bausteine OB 10 bis OB 17 vorgesehen, wobei es von der verwendeten CPU ab-hängt, welche dieser acht Organisationsbausteine tatsächlich zur Verfügung ste-hen. Voraussetzung für eine ordnungsgemäße Auslösung eines Uhrzeitalarms istdie richtige Einstellung der Echtzeituhr.

Uhrzeitalarme in der CPU projektieren

Die Projektierung in der CPU geschieht mit der Hardware-Konfiguration. Die Re-gisterkarte „Uhrzeitalarme“ enthält die in der CPU verfügbaren Organisations-bausteine. Sie stellen die Bearbeitungspriorität, die Ausführung und den Start-zeitpunkt ein. Mit der Option „aktiv“ wird der Uhrzeitalarm automatisch beimÜbergang in den Betriebszustand RUN gestartet.

Einen Uhrzeitalarm können Sie auf zwei Arten ausführen lassen:

b einmalig; der entsprechende Organisationsbaustein wird dann einmalig zumeingestellten Zeitpunkt aufgerufen oder

b periodisch; der entsprechende Organisationsbaustein wird minütlich, stünd-lich, täglich, wöchentlich, monatlich, am Monatsletzten oder jährlich gestartet.

Für jeden verwendeten Weckalarm-OB bzw. für dessen Prioritätsklasse müssenauf der Registerkarte „Speicher“ mindestens 20 Bytes an temporären Lokaldatenreserviert werden. Ein projektierter Uhrzeitalarm-OB muss auch im Anwender-

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programm vorhanden sein, sonst ruft die CPU den Fehler-OrganisationsbausteinOB 85 „Programmbearbeitungsfehler“ auf oder geht in den Betriebszustand STOP.

Bearbeitung der Uhrzeitalarme mit Systemfunktionen

Um einen Uhrzeitalarm zu starten, müssen Sie zuerst den Startzeitpunkt einstel-len und dann den Uhrzeitalarm aktivieren. Beide Tätigkeiten können Sie getrenntsowohl mit der Hardware-Konfiguration als auch mit Systemfunktionen durchfüh-ren. Mit der Systemfunktion SFC 28 SET_TINT stellen Sie den Startzeitpunkt unddie Periode des Uhrzeitalarms ein; mit der Systemfunktion SFC 30 ACT_TINT star-ten Sie den Uhrzeitalarm.

Mit der Systemfunktion SFC 31 QRY_TINT fragen Sie den Status eines Uhrzeita-larms ab. Einen laufenden Uhrzeitalarm stornieren Sie mit der SystemfunktionSFC 29 CAN_TINT. Möchten Sie einen stornierten Uhrzeitalarm wieder nutzen,müssen Sie erneut mit der SFC 28 SET_TINT den Startzeitpunkt einstellen und mitder SFC 30 ACT_TINT den Uhrzeitalarm aktivieren. Uhrzeitalarme werden nur imBetriebszustand RUN der CPU ausgeführt. Ein im Anlaufprogramm aktivierterUhrzeitalarm wird erst beim Übergang nach RUN gestartet.

Uhrzeitalarme sperren und verzögern

Mit folgenden Systemfunktionen können Sie die Bearbeitung von Uhrzeitalarmenbeeinflussen: SFC 39 DIS_IRT (Alarme sperren), SFC 40 EN_IRT (gesperrte Alarmefreigeben), SFC 41 DIS_AIRT (Alarme verzögern) und SFC 42 EN_AIRT (verzögerteAlarme freigeben).

5.14 Weckalarme

Ein Weckalarm ist ein in periodischen Zeitabständen ausgelöster Alarm, der dieBearbeitung eines Weckalarm-Organisationsbausteins veranlasst. Mit einemWeckalarm haben Sie die Möglichkeit, ein bestimmtes Programm in einem Zeitin-tervall bearbeiten zu lassen, das von der Bearbeitungszeit des zyklischen Pro-gramms unabhängig ist. Für die Bearbeitung der Weckalarme sind bei STEP 7 dieOrganisationsbausteine OB 30 bis OB 38 vorgesehen, wobei es von der verwende-ten CPU abhängt, welche dieser neun Organisationsbausteine tatsächlich zur Ver-fügung stehen.

Weckalarme in der CPU projektieren

Sie definieren einen Weckalarm mit der Hardware-Konfiguration beim Parame-trieren der CPU auf der Registerkarte „Weckalarm“. Ein Weckalarm hat drei Para-meter: das Zeitintervall (Ausführung), die Phasenverschiebung und die Priorität.Die einstellbaren Werte gehen beim Zeitintervall und bei der Phasenverschiebungvon 1 ms bis 1 min im Raster von 1 ms; die Priorität ist je nach CPU von 2 bis 24wählbar bzw. ist 0 (= Weckalarm nicht aktiv). Für jeden verwendeten Weckalarm-

166

5.15 Prozessalarme

OB bzw. für dessen Prioritätsklasse müssen auf der Registerkarte „Speicher“ min-destens 20 Bytes an temporären Lokaldaten reserviert werden.

Phasenverschiebung

Sie können die Phasenverschiebung nutzen, um Weckalarmprogramme, die eingemeinsames Vielfaches im Zeitintervall aufweisen, dennoch zeitversetzt bearbei-ten zu lassen. Sie erreichen dadurch eine höhere Genauigkeit der Bearbeitungspe-riode, da der niederpriore Organisationsbaustein nicht warten muss. Die Zeitin-tervalle und die Phasenverschiebung werden beim Übergang in den Betriebszu-stand RUN gestartet.

Weckalarme sperren und verzögern

Mit folgenden Systemfunktionen können Sie die Bearbeitung von Weckalarmen be-einflussen: SFC 39 DIS_IRT (Alarme sperren), SFC 40 EN_IRT (gesperrte Alarme frei-geben), SFC 41 DIS_AIRT (Alarme verzögern) und SFC 42 EN_AIRT (verzögerte Alar-me freigeben).

5.15 Prozessalarme

Sie verwenden Prozessalarme, um Ereignisse in der gesteuerten Anlage oder Ma-schine sofort im Anwenderprogramm zu erfassen und mit einem entsprechendenProgramm darauf zu reagieren. Für die Bearbeitung eines Prozessalarms sind beiSTEP 7 die Organisationsbausteine OB 40 bis OB 47 vorgesehen, wobei es von derverwendeten CPU abhängt, welche dieser acht Organisationsbausteine tatsächlichzur Verfügung stehen.

Auslösung eines Prozessalarms

Die Auslösung eines Prozessalarms erfolgt auf einer dafür ausgelegten Baugrup-pe. Das kann beispielsweise eine Digitaleingabebaugruppe sein, die ein vom Pro-zess kommendes Signal erfasst, oder eine Funktionsbaugruppe, die durch einen

Bild 5.7 Defaulteinstellung und Phasenverschiebung bei Weckalarmen

OB Zeitintervall Phase Priorität

30 5 s 0 ms 7

31 2 s 0 ms 8

32 1 s 0 ms 9

33 500 ms 0 ms 10

34 200 ms 0 ms 11

35 100 ms 0 ms 12

36 50 ms 0 ms 13

37 20 ms 0 ms 14

38 10 ms 0 ms 15

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Vorgang auf der Baugruppe einen Prozessalarm auslöst. Die Auslösung eines Pro-zessalarms ist zunächst defaultmäßig gesperrt. Sie geben mit der Parametrierungder Baugruppe durch die Hardware-Konfiguration die Bearbeitung eines Prozess-alarms frei (statischer Parameter). Hierbei können Sie wählen, ob der Prozess-alarm bei kommendem Ereignis, bei gehendem Ereignis oder bei beiden ausge-löst werden soll (dynamischer Parameter). Dynamische Parameter können Sie perSFC-Aufruf zur Laufzeit ändern. Bei der Baugruppenparametrierung ordnen Siedem Prozessalarm auch einen Organisationsbaustein zu.

Tritt ein Prozessalarm auf, muss auch der zugeordnete Organisationsbausteinvorhanden sein. Ist das nicht der Fall, trägt die CPU eine Meldung in den Diagno-sepuffer ein und ruft den Asynchronfehler-Organisationsbaustein OB 85 „Pro-grammablauffehler“ auf bzw. geht in den Betriebszustand STOP. Prozessalarmewerden nur im Betriebszustand RUN der CPU ausgelöst. Im Anlauf werden auftre-tende Prozessalarme verworfen.

Alarminformation abfragen

Im Alarm-Organisationsbaustein können Sie abfragen, welche Baugruppe denAlarm ausgelöst hat. In den Bytes 5, 6 und 7 der Startinformation steht die An-fangsadresse dieser Baugruppe. Die Bytes 8 bis 11 enthalten bei Digitaleingabe-baugruppen den Zustand der Eingänge und bei anderen Baugruppen den Alarm-zustand der Baugruppe.

Prozessalarme in der CPU projektieren

Die Projektierung in der CPU geschieht mit der Hardware-Konfiguration. Auf derRegisterkarte „Alarme“ sehen Sie die in der CPU vorhandenen Prozessalarm-Orga-nisationsbausteine. Stellen Sie hier die Bearbeitungspriorität ein. Für jeden ver-wendeten Prozessalarm-OB bzw. für dessen Prioritätsklasse müssen auf der Regis-terkarte „Speicher“ mindestens 20 Bytes an temporären Lokaldaten reserviertwerden.

Prozessalarme sperren und verzögern

Mit folgenden Systemfunktionen können Sie die Bearbeitung von Prozessalarmenbeeinflussen: SFC 39 DIS_IRT (Alarme sperren), SFC 40 EN_IRT (gesperrte Alarmefreigeben), SFC 41 DIS_AIRT (Alarme verzögern) und SFC 42 EN_AIRT (verzögerteAlarme freigeben).

5.16 DPV1-Alarme

Sie verwenden DPV1-Alarme in Verbindung mit PROFIBUS-DPV1-Slaves. Ein ent-sprechend ausgestatteter Slave kann mit einem DPV1-Alarm in der CPU einen derOrganisationsbausteine OB 55 bis OB 57 aufrufen (sofern die CPU diese Organisa-tionsbausteine zur Verfügung stellt).

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5.16 DPV1-Alarme

Auslösung eines DPV1-Alarms

PROFIBUS-DPV1-Slaves können zusätzlich zu den bisher bei SIMATIC S7 bekann-ten Alarmtypen folgende Alarme auslösen:

b Statusalarm, wenn z. B. der DPV1-Slave seinen Betriebszustand wechselt; eswird der Alarm-Organisationsbaustein OB 55 aufgerufen.

b Update-Alarm, wenn z. B. der DPV1-Slave über den PROFIBUS oder direkt neuparametriert wurde; es wird der Alarm-Organisationsbaustein OB 56 aufgeru-fen.

b Herstelleralarm, wenn im DPV1-Slave ein vom Hersteller dafür vorgesehenesEreignis auftritt; es wird der Alarm-Organisationsbaustein OB 57 aufgerufen.Die den Alarm auslösenden Ereignisse sind hierbei vom Hersteller des DPV1-Slaves definiert.

Tritt ein DPV1-Alarm auf, muss auch der zugeordnete Organisationsbaustein vor-handen sein. Ist das nicht der Fall, trägt die CPU eine Meldung in den Diagnose-puffer ein und ruft den Asynchronfehler-Organisationsbaustein OB 85 „Program-mablauffehler“ auf bzw. geht in den Betriebszustand STOP. DPV1-Alarme werdennur im Betriebszustand RUN von der CPU bearbeitet. Im Anlauf auftretende DPV1-Alarme werden in den Diagnosepuffer und in die Baugruppenzustandsdaten ein-getragen.

Alarminformation abfragen

Im Alarm-Organisationsbaustein können Sie abfragen, welcher DP-Slave denAlarm ausgelöst hat. In den Bytes 5, 6 und 7 der Startinformation steht die An-fangsadresse dieser Baugruppe. Die Bytes 8 bis 11 enthalten weitere Informatio-nen wie z. B. den Alarmtyp und die Kennung, ob es ein kommendes oder gehen-des Ereignis ist. Die Alarmzusatzinformationen lesen Sie mit dem Systemfunkti-onsbaustein SFB 54 RALRM.

DPV1-Alarme in der CPU projektieren

Die Projektierung in der CPU geschieht mit der Hardware-Konfiguration. Auf derRegisterkarte „Alarme“ sehen Sie die in der CPU vorhandenen DPV1-Alarm-Orga-nisationsbausteine. Stellen Sie hier die Bearbeitungspriorität ein. Für jeden ver-wendeten DPV1-Alarm-OB bzw. für dessen Prioritätsklasse müssen auf der Regis-terkarte „Speicher“ mindestens 20 Bytes an temporären Lokaldaten reserviertwerden.

DPV1-Alarme sperren und verzögern

Mit folgenden Systemfunktionen können Sie die Bearbeitung von DPV1-Alarmenbeeinflussen: SFC 39 DIS_IRT (Alarme sperren), SFC 40 EN_IRT (gesperrte Alarmefreigeben), SFC 41 DIS_AIRT (Alarme verzögern) und SFC 42 EN_AIRT (verzögerteAlarme freigeben).

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5.17 Mehrprozessoralarm

Mit dem Mehrprozessoralarm haben Sie die Möglichkeit, im Mehrprozessorbe-trieb in allen beteiligten CPUs synchron auf ein Ereignis zu reagieren. Die Auslö-sung des Mehrprozessoralarms übernimmt die Systemfunktion SFC 35 MP_ALM.Für die Bearbeitung des Mehrprozessoralarms steht der Organistionsbaustein OB60 mit der fest eingestellten Priorität 25 zur Verfügung. Mehrprozessorbetrieb istnur bei S7-400-Stationen möglich.

Mehrprozessoralarm in der CPU projektieren

Der Mehrprozessoralarm wird nicht in der Hardware-Konfiguration projektiert; erist in jeder mehrprozessorfähigen CPU vorhanden. Trotzdem muss in der Regis-terkarte „Speicher“ der CPU unter der Prioritätsklasse 25 eine ausreichende An-zahl an Lokaldatenbytes (mindestens 20) reserviert werden.

Auslösung des Mehrprozessoralarms

Der Aufruf der Systemfunktion SFC 35 MP_ALM generiert einen Mehrprozesso-ralarm. Dem Aufruf der Systemfunktion können Sie eine Kennung mitgeben, undkönnen so z. B. im Programm feststellen, in welcher CPU der Alarm ausgelöst wor-den ist. Der Mehrprozessoralarm-OB wird auf allen beteiligten CPUs gleichzeitiggestartet, d. h. auch die CPU, in der die Systemfunktion SFC 35 aufgerufen wordenist, wartet mit dem Aufruf des OB 60 solange, bis alle anderen CPUs ihre Bereit-schaft melden. Der Organisationsbaustein für den Mehrprozessoralarm wird nurim RUN gestartet. Ein Aufruf der Systemfunktion SFC 35 MP_ALM im Anlaufpro-gramm wird mit Rückgabe einer Fehlermeldung abgewiesen.

Mehrprozessoralarm sperren und verzögern

Mit folgenden Systemfunktionen können Sie die Bearbeitung des Mehrprozessor-alarms beeinflussen: SFC 39 DIS_IRT (Alarme sperren), SFC 40 EN_IRT (gesperrteAlarme freigeben), SFC 41 DIS_AIRT (Alarme verzögern) und SFC 42 EN_AIRT (ver-zögerte Alarme freigeben).

Bild 5.8 Bearbeitung des Mehrprozessoralarms

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5.18 Taktsynchronalarme

5.18 Taktsynchronalarme

Von Taktsynchronität spricht man, wenn ein Programm synchron zu einemPROFIBUS-DP-Zyklus bearbeitet wird. In Verbindung mit äquidistanten (gleichlan-gen) Buszyklen erhält man so reproduzierbare Reaktionszeiten zur Peripherie.Das taktsynchron ausgeführte Anwenderprogramm steht in den Organisations-bausteinen OB 61 bis OB 64. Für die taktsynchrone Prozessabbildaktualisierunggibt es die Systemfunktionen SFC 126 SYNC_PI und SFC 127 SYNC_PO.

Taktsynchronität projektieren

Sie projektieren zuerst das DP-Mastersystem und die an der Taktsynchronität be-teiligten Stationen und Baugruppen. In den CPU-Eigenschaften ordnen Sie im Re-gister „Taktsynchronalarme“ dem Organisationsbaustein die Priorität, das DP-Mastersystem und die Teilprozessabbilder zu.

Zum Einschalten der Äquidistanz und der Taktsynchronität markieren Sie den DP-Master und wählen BEARBEITEN → OBJEKTEIGENSCHAFTEN. In den folgenden Dialog-fenstern stellen Sie die Betriebsart „DP-Master“ und eines der Busprofile „DP“ oder„Benutzerdefiniert“ ein. Anschließend wählen Sie das Auswahlkästchen „Äquidis-tanten Buszyklus aktivieren“.

Die vorgeschlagene Äquidistanz-Zeit können Sie ändern, jedoch nicht unter dieangezeigte Mindestzeit. Die Schaltfläche „Details“ zeigt die einzelnen Anteile derÄquidistanz-Zeit. Beachten Sie, dass die Äquidistanz-Zeit umso höher ausfällt, jemehr Programmiergeräte direkt am PROFIBUS-Subnetz angeschlossen sind und jemehr intelligente DP-Slaves das DP-Mastersystem enthält.

Zusätzlich aktivieren Sie die Taktsynchronität in den beteiligten DP-Stationen undBaugruppen bzw. Elektronikmodulen. Bei den Baugruppen und Elektronikmodu-len stellen Sie auch das entsprechende Teilprozessabbild für die taktsynchroneAktualisierung ein, das Sie bei der CPU-Parametrierung angegeben haben.

Prozessabbilder taktsynchron aktualisieren

Für die taktsynchrone und datenkonsistente Aktualisierung der Teilprozessabbilderstehen die Systemfunktionen SFC 126 SYNC_PI (Eingänge aktualisieren) und SFC127 SYNC_PO (Ausgänge aktualisieren) zur Verfügung. Beide SFCs dürfen nur in ei-nem Taktsynchronalarm-OB aufgerufen werden. Direktzugriffe auf diese Teilpro-zessabbilder sind zu meiden.

Bei einem erkannten Fehler werden die Teilprozessabbilder nicht aktualisiert.Ausnahmen:

b Tritt bei der Aktualisierung des Eingangs-Teilprozessabbilds ein Zugriffsfehlerauf, werden die Eingänge fehlerhafter Baugruppen auf Signalzustand „0“ ge-setzt; der OB 85 „Programmablauffehler“ wird nicht aufgerufen.

b Konnten die kompletten Daten nicht konsistent zu den Ausgängen übertragenwerden, erfolgt eine Konsistenzwarnung. Die Daten einzelner Slaves sind je-doch konsistent.

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b Tritt bei der Aktualisierung des Ausgangs-Teilprozessabbilds ein Zugriffsfehlerauf, werden die Daten der fehlerhaften Baugruppen nicht übertragen; im Teil-prozessabbild bleiben sie unverändert. Die Aktualisierung der nicht betroffe-nen Baugruppen wird auf zwei DP-Zyklen verteilt (Konsistenzwarnung).

Bearbeitung der Taktsynchronalarme

Der Taktsynchronalarm wird durch das Global-Control-Kommando (GC) des DP-Mas-ters ausgelöst. Taktsynchronalarme werden nur im Betriebszustand RUN bearbei-tet. Ein Taktsynchronalarm in den Betriebszuständen ANLAUF, STOP oder HALTwird verworfen. In der Startinformation des im RUN erstmalig aufgerufenen Takt-synchron-OBs steht die Anzahl der nicht ausgeführten OB-Aufrufe. Ebenfalls ausder Startinformation erhalten Sie die Meldung „GC-Verletzung“, wenn z. B. dasGlobal-Control-Kommando ausgefallen oder verschoben gesendet worden ist.

Die Reaktionszeit bei Taktsynchronität ist die Summe aus den Zeiten Ti und To so-wie der Äquidistanzzeit (siehe Bild). Ti ist die Zeit, die zum Einlesen der Prozess-werte benötigt wird. Sie enthält die Bearbeitungszeit in den Eingabebaugruppenbzw. Elektronikmodulen und bei modularen DP-Slaves die Übertragungszeit amRückwandbus. Mit dem Ende von Ti stehen die Eingangsinformationen für dieÜbertragung durch das Global-Control-Kommando bereit. Dann beginnt die Äqui-distanz-Zeit. Sie ist die Zeitdauer zwischen zwei Global-Control-Kommandos undumfasst die Übertragung auf dem Subnetz sowie die Bearbeitung des Taktsyn-chronalarm-OBs. Von dessen Bearbeitungsende bis zum nächsten Global-Control-Kommando sollte dann noch Zeit für die Bearbeitung des Hauptprogramms sein.

To ist die Zeit, die zum Ausgeben der Prozesswerte benötigt wird. Sie beginnt mitdem Global-Control-Kommando und setzt sich zusammen aus der Übertragungs-zeit auf dem Subnetz sowie der Bearbeitungszeit in den Ausgabebaugruppen bzw.Elektronikmodulen. Bei modularen DP-Slaves kommt zusätzlich die Übertra-gungszeit am Rückwandbus hinzu.

Bild 5.9 Reaktionszeit bei Taktsynchronität und Äquidistanz

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5.19 Fehlerbehandlung

Taktsynchronalarme sperren und verzögern

Mit folgenden Systemfunktionen können Sie die Bearbeitung von Taktsyn-chronalarmen beeinflussen: SFC 39 DIS_IRT (Alarme sperren), SFC 40 EN_IRT (ge-sperrte Alarme freigeben), SFC 41 DIS_AIRT (Alarme verzögern) und SFC 42EN_AIRT (verzögerte Alarme freigeben).

5.19 Fehlerbehandlung

Die CPU meldet von ihr oder den Baugruppen erkannte Fehler auf verschiedeneArten:

b Fehler bei arithmetischen Operationen (Überlauf, ungültige REAL-Zahl) mitdem Setzen der Statusbits (z. B. Statusbit OV bei Zahlenbereichsüberlauf),

b Fehler bei der Bearbeitung des Anwenderprogramms (Synchronfehler) mit demAufruf der Organisationsbausteine OB 121 und OB 122,

b Fehler im Automatisierungssystem unabhängig von der Programmbearbeitung(Asynchronfehler) mit dem Aufruf der Organisationsbausteine OB 80 bis OB 88.

Das Auftreten eines Fehlers und eventuell die Fehlerursache zeigt die CPU durchFehler-LEDs an der Frontseite an. Bei schwerwiegenden Fehlern, wie z. B. unzuläs-siger Operationscode, geht die CPU direkt in den Betriebszustand STOP.

Im Betriebszustand STOP können Sie mit einem Programmiergerät über die CPU-Auskunftsfunktionen den Baustein-Stack, den Unterbrechungs-Stack und den Lo-kaldaten-Stack auslesen und so Rückschlüsse auf die Fehlerursache ziehen. DieSystemdiagnose kann Fehler auf den Baugruppen erkennen und trägt diese Feh-ler in einen Diagnosepuffer ein. Im Diagnosepuffer stehen auch Informationenüber die Betriebszustandsübergänge der CPU, wie z. B. STOP-Ursachen. Der Inhaltdes Diagnosepuffers bleibt im Betriebszustand STOP, beim Urlöschen und beiSpannungsausfall erhalten; er kann nach Spannungswiederkehr und nach einemCPU-Anlauf mit einem Programmiergerät gelesen werden.

Synchronfehler

Das Betriebssystem der CPU generiert ein Synchronfehlerereignis, wenn in unmit-telbarem Zusammenhang mit der Programmbearbeitung ein Fehler auftritt. Istein Synchronfehler-OB nicht programmiert, wechselt die CPU bei einem Syn-chronfehlerereignis in den Betriebszustand STOP. Es werden zwei Fehlerarten un-terschieden:

b Programmierfehler mit dem Aufruf des OB 121 und

b Zugriffsfehler mit dem Aufruf des OB 122.

Ein Synchronfehler-OB hat die gleiche Priorität wie der Baustein, in dem der Feh-ler verursacht wurde. Deshalb kann im Synchronfehler-OB auf die Register des un-terbrochenen Bausteins zugegriffen werden, und deshalb kann auch das Pro-gramm im Synchronfehler-OB die Register mit geändertem Inhalt an den unter-brochenen Baustein zurückgeben.

173


Beachten Sie, dass beim Aufruf eines Synchronfehler-OBs dessen 20 Bytes Startin-formation zusätzlich im L-Stack der fehlerverursachenden Prioritätsklasse abge-legt werden, ebenso die weiteren temporären Lokaldaten des Synchronfehler-OBsund die aller in diesem OB aufgerufenen Bausteine.

Ersatzwert eintragen

Mit der SFC 44 REPL_VAL haben Sie die Möglichkeit, von einem Synchronfehler-OBaus einen Ersatzwert in den Akkumulator 1 einzutragen. Beispiel: Von einer Ein-gabebaugruppe kann kein Wert mehr gelesen werden; es wird dann der OB 122„Zugriffsfehler“ aufgerufen und mit der SFC 44 REPL_VAL kann ein Ersatzwerteingetragen und mit ihm weitergearbeitet werden.

Asynchronfehler

Asynchronfehler sind Fehler, die unabhängig von der Programmbearbeitung auf-treten können. Tritt ein Asynchronfehler auf, ruft das Betriebssystem einen derfolgenden Organisationsbausteine auf:

b Zeitfehler OB 80Zeitfehler bedeutet z. B. die Überschreitung der Zyklusüberwachungszeit, dieAnforderung eines OBs während er noch in Bearbeitung ist oder ein abgelaufe-ner Uhrzeitalarm durch Vorstellen der Echtzeituhr.

b Stromversorgungsfehler OB 81Wird aufgerufen, wenn im Zentralbaugruppenträger oder in einem Erweite-rungsbaugruppenträger eine Pufferbatterie leer ist, die Pufferung ganz fehltoder die 24 V-Versorgung ausfällt.

b Diagnose-Alarm OB 82Mit einem Diagnosealarm meldet eine entsprechend ausgelegte Baugruppe derCPU das Diagnoseereignis.

b Ziehen/Stecken-Alarm OB 83Das Betriebssystem überwacht im Sekundenabstand die Baugruppenkonfigura-tion. Jedes Ziehen oder Stecken einer Baugruppe in den BetriebszuständenRUN, STOP und ANLAUF führt zu je einem Eintrag in den Diagnosepuffer und indie Systemzustandsliste sowie zum Aufruf des OB 83. Wird eine geeignete Bau-gruppe auf einen projektierten Steckplatz gesteckt, erfolgt eine automatischeParametrierung der Baugruppe durch die CPU mit den auf der CPU vorliegen-den Datensätzen. Erst danach wird der OB 83 aufgerufen, um die gesteckte Bau-gruppe wieder betriebsbereit zu melden.

b CPU-Hardwarefehler OB 84Das Betriebssystem ruft den Organisationsbaustein OB 84 auf, wenn ein Schnitt-stellenfehler (MPI-Netz, PROFIBUS DP) auftritt oder verschwindet.

b Programmablauffehler OB 85Das Betriebssystem ruft den Organisationsbaustein OB 85 auf, wenn ein nichtgeladener Organisationsbaustein aufgerufen werden soll, bei einem Zugriffs-fehler des Betriebssystems auf einen Baustein (z. B. fehlender Instanz-Daten-

174

5.20 Unterbrechungsereignisse hantieren

baustein beim Aufruf eines Systemfunktionsbausteins SFB) und bei einem Peri-pheriezugriffsfehler bei der systemseitigen (automatischen) Aktualisierung desProzessabbilds.

b Baugruppenträgerausfall OB 86Das Betriebssystem ruft den Organisationsbaustein OB 86 auf, wenn es den Aus-fall eines Baugruppenträgers (Spannungsausfall, unterbrochene Leitung, de-fekte Anschaltung) sowie den Ausfall eines Subnetzes oder einer Station der de-zentralen Peripherie erkennt.

b Kommunikationsfehler OB 87Das Betriebssystem ruft den Organisationsbaustein OB 87 auf, wenn ein Kom-munikationsfehler auftritt (z. B. falsche Telegrammkennung oder Telegramm-längenfehler bei der Globaldaten-Kommunikation, Fehler bei der Uhrzeitsyn-chronisation).

b Bearbeitungsabbruch OB 88Das Betriebssystem ruft den Organisationsbaustein OB 88 auf, wenn die Bear-beitung eines Bausteins im Anwenderprogramm abgebrochen wird, z. B. beimÜberschreiten der zulässigen Bausteinschachtelungstiefe.

5.20 Unterbrechungsereignisse hantieren

Das Betriebssystem der CPU lässt es zu, anstehende Unterbrechungsereignisse zuignorieren oder zu einem späteren Zeitpunkt zu bearbeiten. Die Bearbeitung derUnterbrechungsereignisse wird mit Systemfunktionen gesteuert, unterschiedeneinerseits nach Synchronfehlern und andererseits nach Asynchronfehlern undAlarmen.

Synchronfehler maskieren und demaskieren

Wenn ein Synchronfehler auftritt, ruft das Betriebssystem den entsprechendenOrganisationsbaustein auf oder – wenn der OB nicht vorhanden ist – wechselt inden Betriebszustand STOP. Sie können nun bestimmte Synchronfehlerereignissequasi „ausblenden“ (maskieren), so dass sie nicht mehr zum Wechsel nach STOPoder zum Aufruf des Fehler-Organisationsbausteins führen. Tritt ein maskiertesSynchronfehlerereignis auf, hält dies die CPU in einem Ereignisstatusregister fest.

Mit der Systemfunktion SFC 36 MSK_FLT maskieren Sie die Synchronfehlerereig-nisse. Jedem Synchronfehler ist ein Bit in einer Fehlermaske zugeordnet. DiesesMaskieren ist nur in der aktuellen Prioritätsklasse (Programmablaufebene) wirk-sam, in der die SFC aufgerufen wird. Die Ereignisstatusregister lesen Sie mit derSystemfunktion SFC 38 READ_ERR und erkennen einen während der Maskierungaufgetretenen Synchronfehler. Beim „Demaskieren“ mit der Systemfunktion SFC37 DMSK_FLT geben Sie die Bearbeitung wieder frei.

175


Asynchronfehler und Alarme sperren, verzögern und freigeben

Asynchronfehler und Alarme treten im Allgemeinen „unvorhersehbar“ währendder zyklischen Programmbearbeitung auf und können das Hauptprogramm anbeliebiger Stelle unterbrechen, um das Alarm- oder Fehlerprogramm zu bearbei-ten. Auch ein niederpriores Alarmprogramm kann auf diese Weise unterbrochenwerden. Diese Unterbrechung kann sich negativ auswirken, wenn der unterbro-chene Programmabschnitt in einer bestimmten Zeit bearbeitet werden muss, umbeispielsweise eine kurze Reaktionszeit zu erreichen, oder wenn eine Anwei-sungsfolge nicht unterbrochen werden darf, beispielsweise beim Lesen von zu-sammenhängenden Werten von einer Peripheriebaugruppe.

Mit der Systemfunktion SFC 39 DIS_IRT sperren Sie die Bearbeitung von Alarmenund Asynchronfehlern. Nach der Sperre auftretende Ereignisse werden verwor-fen; sie rufen weder den zugeordneten Organisationsbaustein auf noch führen siezum Betriebszustand STOP, wenn der betreffende OB nicht vorhanden ist. Sie kön-nen wählen zwischen der Sperre aller Alarme und Asynchronfehler, zwischen demSperren der Asynchronfehler oder einer Alarmklasse (z. B. nur die Prozessalarme)und dem Sperren eines einzelnen Alarm- oder Asynchronfehler-Organisations-bausteins. Die Bearbeitungssperre ist in allen Prioritätsklassen (Programmablau-febenen) wirksam. Mit der Systemfunktion SFC 40 EN_IRT heben Sie die Sperrewieder auf. Auch nach einem Neustart (Warmstart) und nach einem Kaltstart istdie Bearbeitung aller Alarme und Asynchronfehler wieder freigegeben.

Das Verzögern der Alarme und Asynchronfehler mit der Systemfunktion SFC 41DIS_AIRT unterdrückt deren Bearbeitung. Die Bearbeitung wird nachgeholt, wenndie Verzögerung mit der Systemfunktion SFC 42 EN_AIRT aufgehoben wird. DasVerzögern der Alarm- und Asynchronfehlerbearbeitung kann auch geschachteltwerden; Sie müssen dann die Verzögerung genauso oft freigeben wie sie aktiviertwurde.

5.21 Anwenderbausteine in der Übersicht

Sie können Ihr Programm nach Belieben in einzelne Abschnitte aufteilen. Die ein-zelnen Programmabschnitte sollten in sich abgeschlossene Programmteile sein,die jeweils einen technologischen oder funktionellen Rahmen aufweisen. DieseProgrammteile werden „Bausteine“ genannt. Ein Baustein ist ein durch Funktion,Struktur oder Verwendungszweck abgegrenzter Teil des Anwenderprogramms.Bei umfangreichen und komplexen Programmen ist eine „Strukturierung“ (Auf-teilung) des Programms in einzelne Bausteine empfehlenswert und zum Teil er-forderlich. Zum Bearbeiten werden die Bausteine wie Unterprogramme nachein-ander oder geschachtelt aufgerufen.

Organisationsbausteine OB

Die Organisationsbausteine OB stellen die Schnittstelle zwischen Betriebssystemund Anwenderprogramm dar. Das Betriebssystem der CPU ruft die Organisations-bausteine bei bestimmten Ereignissen auf, z. B. bei Prozess- oder Uhrzeitalarmen.

176

5.22 Struktur eines Bausteins

Das Hauptprogramm steht im Organisationsbaustein OB 1. Die anderen Organisa-tionsbausteine haben entsprechend den Aufrufereignissen festgelegte Nummern.Die gegenseitige Unterbrechbarkeit der Programmbearbeitung ist durch eine Pri-oritätssteuerung geregelt.

Funktionsbausteine FB

Die Funktionsbausteine FB sind parametrierbare Teile des Anwenderprogramms,die einen Teil ihrer bausteinlokalen Daten in einem fest zugeordneten Datenbau-stein statisch speichern können. Jedem FB-Aufruf kann ein anderer Datenbausteinzugeordnet werden. Den fest zugeordneten Datenbaustein nennt man Instanz-Da-tenbaustein, die Kombination aus dem Aufruf eines Funktionsbausteins mit ei-nem Instanz-Datenbaustein eine Aufrufinstanz oder kurz „Instanz“. Funktions-bausteine können ihre Variablen auch im Instanz-Datenbaustein des aufrufendenFunktionsbausteins ablegen; man spricht dann von einer „Lokalinstanz“.

Funktionen FC

Die Funktionen FC dienen zum Programmieren von häufig wiederkehrenden Au-tomatisierungsfunktionen. Sie sind parametrierbar und liefern einen Rückgabe-wert (den Funktionswert) an den aufrufenden Baustein zurück. Der Funktions-wert ist optional; neben dem Funktionswert können Funktionen noch weitere Aus-gangsparameter haben. Funktionen speichern keine Informationen; sie habenkeinen zugeordneten Datenbaustein.

Datenbausteine DB

Die Datenbausteine DB enthalten die Daten des Anwenderprogramms. Durch dieProgrammierung der Datenbausteine bestimmen Sie, in welcher Form die Datenabgelegt werden. Sie können Datenbausteine gegen Überschreiben schützen (nurlesbar) oder Datenbausteine nur im Ladespeicher ablegen. Für die Anwendungder Datenbausteine gibt es zwei Ausprägungen: als Global-Datenbausteine und alsInstanz-Datenbausteine. Ein Global-Datenbaustein ist sozusagen ein „freier“ Da-tenbaustein im Anwenderprogramm; er ist keinem Codebaustein zugeordnet. EinInstanz-Datenbaustein ist einem Funktionsbaustein fest zugeordnet; in ihm ist einTeil der Lokaldaten des Funktionsbausteins gespeichert.


Code- und Datenbausteine sind im Wesentlichen aus drei Teilen aufgebaut:

b dem Bausteinkopf;er enthält die Bausteineigenschaften, wie z. B. Bausteinname

b dem Deklarationsteil;in ihm werden die bausteinlokalen Variablen deklariert, d. h. festgelegt

b dem Programmteil (Codebaustein) bzw. Initialisierungsteil (Datenbaustein);hier steht das Programm mit Kommentaren bzw. die individuelle Vorbelegungder Datenoperanden.

177


Bausteineigenschaften

Zu den Bausteineigenschaften gehören u. a. der Name (Header). Er dient zur Iden-tifikation des Bausteins und ist nicht identisch mit der Symboladresse. Verschie-dene Bausteine können den gleichen Namen haben. Mit der Familie können Sie ei-ner Gruppe von Bausteinen ein gemeinsames Merkmal geben. Unter Autor gebenSie den Ersteller des Bausteins an, unter Version die Bausteinversion.

Aus den Bausteineigenschaften entnehmen Sie auch den Speicherbedarf, den derBaustein im Ladespeicher und im Arbeitsspeicher beansprucht. Die Angaben beiMC7 enthalten die Länge des Programmcodes. Unter Lokaldaten sehen Sie denSpeicherbedarf im Lokaldaten-Stack (L-Stack); hier sind auch die vom Editor ver-wendeten, für Sie im Programm nicht sichtbaren, temporären Lokaldaten enthal-ten.

Die Eigenschaft KNOW HOW Schutz steht für den Bausteinschutz. Das Programmeines derart geschützten Bausteins können Sie nicht einsehen, nicht ausdruckenund nicht verändern. Der Editor zeigt dann bei der Ausgabe nur den Bausteinkopfund die Deklarationstabelle mit den Bausteinparametern an.

DB ist schreibgeschützt in der AS bedeutet, Sie können per Programm aus diesemDatenbaustein nur lesen. Ein mit der Eigenschaft Unlinked versehener Datenbau-stein befindet sich nur im Ladespeicher; er ist nicht „ablaufrelevant“. Datenbau-steine im Ladespeicher können Sie lesen und in Verbindung mit einer Micro Me-

Bild 5.10 Baustein-Eigenschaften

178


mory Card auch beschreiben. Die Eigenschaft Non-Retain legt das Remanenzver-halten von Datenbausteinen fest.

Mit Baustein ist schreibgeschützt wird angezeigt, dass ein Baustein schreibge-schützt abgelegt wurde; er kann zwar beobachtet, nicht jedoch verändert werden.Die Eigenschaft Standard Baustein finden Sie im Bausteinkopf bei von Siemens ge-lieferten Standardbausteinen.

Deklarationstabelle

Die Deklarationstabelle eines Codebausteins enthält die Definition der bausteinlo-kalen Variablen. Das sind die Variablen, die Sie nur in diesem Baustein verwen-den. Jeder Baustein besitzt temporäre Lokaldaten, in denen Zwischenergebnissegespeichert werden. Funktionen FC und Funktionsbausteine FB können über Bau-steinparameter Daten mit dem aufrufenden Baustein austauschen; es gibt Ein-gangs-, Ausgangs- und Durchgangsparameter, die nur gelesen, nur geschriebenbzw. gelesen und geschrieben werden. Funktionsbausteine schließlich speichernim Instanz-Datenbaustein die statischen Lokaldaten.

In der Deklarationstabelle legen Sie für jede Variablenart den Namen und den Da-tentyp der verwendeten Variablen fest. Bausteinparameter und statische Lokalda-ten in Funktionsbausteinen können Sie mit Anfangswerten vorbelegen.

Im Deklarationsteil eines Datenbausteins bestimmen Sie die Datenoperanden, dieSie in diesem Datenbaustein ablegen wollen. Jeder Datenoperand erhält einen Na-men, einen Datentyp, einen Anfangswert und optional einen Kommentar. Sie spa-ren Speicherplatz, wenn Sie BOOL-Variablen zu 8er-Bündeln und BYTE-Variablenpaarweise zusammenfassen. Einem Datenoperanden können Sie bei inkrementel-ler Programmierung in der Datensicht auch einen Aktualwert mitgeben, der beimersten Laden in den Arbeitsspeicher übertragen wird (im Ladespeicher wird derAnfangswert gehalten, im Arbeitsspeicher arbeitet das Programm mit dem Aktual-wert).

Programmteil

Im Programmteil eines Codebausteins stehen die Anweisungen zur Ausführungdurch die CPU. Der Programmeditor zeigt die Anweisungen je nach Programmier-sprache in textueller oder in grafischer Form; im übersetzten Baustein sind nurMC7-Anweisungen enthalten. Die Bausteineigenschaften zeigen Ihnen denSpeicherbedarf im Lade- und im Arbeitsspeicher für diesen Baustein. DenSpeicherbedarf für das gesamte Programm sehen Sie in den Eigenschaften desProgrammbehälters Bausteine.

In einem Datenbaustein steht anstelle des Programms der Initialisierungsteil.Hier geben Sie bei quellorientierter Programmierung die Aktualwerte für die Da-tenoperanden vor. Verwenden Sie die Initialisierung nicht, werden die Anfangs-werte als Aktualwerte übernommen.

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5.23 Bausteinaufruf und Bausteinparameter

Bausteinaufruf

Wenn das Programm eines Bausteins bearbeitet werden soll, muss er aufgerufenwerden. Beim Aufruf kann der Baustein parametriert werden, d. h. es werden demBaustein Werte mitgegeben, mit denen er arbeiten soll.

In den grafischen Programmiersprachen steht eine Box für einen Bausteinaufruf.Über der Box steht in absoluter oder in symbolischer Form die Adresse des aufzu-rufenden Bausteins. Von links führen die (Baustein-)Eingänge auf die Box, rechtsstehen die (Baustein-)Ausgänge. Über die Eingänge erhält der aufgerufene Bau-stein die Werte, mit denen er arbeiten soll. Die Ergebnisse liefert der Bausteinüber die Ausgänge zurück. Bei den textuellen Sprachen stehen die Bausteinpara-meter als Liste nach der eigentlichen Aufrufanweisung.

Sie können nun einen Baustein mehrfach im Programm aufrufen und den Aufrufjedes Mal mit anderen Operanden versorgen. Bei jedem Aufruf wird dann die Bau-steinfunktion mit anderen Werten ausgeführt. Beispiel: Sie schreiben einen Bau-stein zur Steuerung eines Motors mit zwei Drehrichtungen. Die zu steuernde Ma-schine enthält fünf Motoren mit der gleichen Charakteristik, die Sie alle mit demgleichen Baustein steuern können. Sie rufen also für jeden Motor den Motorsteu-erbaustein auf und versorgen ihn mit den für den jeweiligen Motor entsprechen-den Operanden. Obwohl der Motorsteuerbaustein nur ein einziges Mal im Anwen-derspeicher steht, wird seine Funktion in diesem Beispiel fünfmal verwendet.

Zu einem Funktionsbaustein gehört auch ein Instanz-Datenbaustein, in dem derFunktionsbaustein seine Lokaldaten speichert. Bei jedem Aufruf mit anderen Ope-randen geben Sie einen anderen Instanz-Datenbaustein an. Im vorhergehendenBeispiel würde für jeden Motor einen eigener Datenbaustein benötigt werden.„Multiinstanzen“ bieten die Möglichkeit, die Instanzdaten aller untergeordnetenAufrufe im Instanz-Datenbaustein des aufrufenden Funktionsbausteins abzule-gen.

Bausteinparameter

Bausteinparameter stellen die Übergabeschnittstelle zwischen dem aufrufendenund dem aufgerufenen Baustein dar. Mit Bausteinparametern machen Sie die ineinem Baustein stehende Bearbeitungsvorschrift (die Bausteinfunktion) parame-trierbar. Die Bausteinparameter deklarieren Sie im Deklarationsteils des Bau-steins.

Das Programm des Bausteins schreiben Sie mit „normalen“ Anweisungen undFunktionen und setzen anstelle von Globaloperanden die Bausteinparameter ein.Diese Formalparameter stehen als Platzhalter für die später zur Laufzeit eingesetz-ten „tatsächlichen“ Operanden. Sie verwenden Eingangsparameter (DeklarationIN), wenn Sie diese nur abfragen bzw. lesen und Ausgangsparameter (DeklarationOUT), wenn Sie diese nur setzen bzw. schreiben. Werden Bausteinparameter so-

180

5.23 Bausteinaufruf und Bausteinparameter

wohl gelesen als auch geschrieben, müssen sie als Durchgangsparameter(IN_OUT) deklariert werden.

Beim Aufruf des Bausteins versorgen Sie die Bausteinparameter mit den für die-sen Aufruf aktuellen Werten. Bei den grafischen Sprachen stehen vor den Bau-steineingängen die Operanden oder – beim Datentyp BOOL – auch binäre Ver-

Bild 5.11 Bausteinaufruf mit Bausteinparametern

Aufrufender Baustein,

im Beispiel: Organisationsbaustein OB 1Aufgerufender Baustein,

im Beispiel: Funktion FC 10

in der Funktion FC 10:



im Organisationsbaustein OB 1:



A 4.0

E 1.0

E 1.1

Bausteinaufruf mit Parametern



Bearbeitung der Bausteinparameter



FC 10

EN

EIN2

EIN1

ENO

AUS

Beim Aufruf eines Bausteins werden dieBausteinparameter mit Operanden( Aktualparameter ) versorgt,im Beispiel mit den Eingängen E 1.0 und E 1.1und mit dem Ausgang A 4.0.

„ “

Im aufgerufenen Baustein sind anstelle vonOperanden Platzhalter ( )programmiert, die zur Laufzeit durch dieAktualparameter ersetzt werden.

„Formalparameter“

A 4.0E 1.0

E 1.1

#EIN1

#EIN2 #AUS

FC 10

EN

EIN2

EIN1

ENO

AUS&

Darstellung AWL

Darstellung FUP

Darstellung KOP

Programmbearbeitung

CALL FC 10EIN1 := E 1.0EIN2 := E 1.1AUS := A 4.0

U #EIN1

U #EIN2

= #AUS

#Ein1 #Ein2 #Aus

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knüpfungen. Durchgangs- und Ausgangsparameter werden mit Operanden ver-sorgt. Bei den textuellen Sprachen erfolgt die Versorgung mit einer Zuweisungder Aktualparameter zu den Bausteinparametern.

Beim Aufruf von Funktionen FC müssen Sie alle Bausteinparameter versorgen.Beim Aufruf von Funktionsbausteinen FB ist die Versorgung mit Bausteinparame-tern freigestellt. Bausteinparameter, die Sie nicht versorgen, behalten ihren altenWert bei, da die Werte im Instanz-Datenbaustein gespeichert sind.

5.24 Temporäre Lokaldaten

Die temporären Lokaldaten sind bausteinlokale Variablen. Sie nehmen Zwischen-ergebnisse auf, die während der Programmbearbeitung eines Bausteins anfallen.Die Signalzustände bzw. Werte der temporären Lokaldaten stehen nur währendder Bausteinbearbeitung zur Verfügung, nach dem Beenden des Bausteins gehensie verloren.

Die temporären Lokaldaten deklarieren Sie im Deklarationsteil des Codebausteins.Üblicherweise adressieren Sie die temporären Lokaldaten symbolisch; es ist je-doch auch die absolute Adressierung möglich. Ein Bit sprechen Sie mit L y.x an,ein Byte mit LB y, ein Wort mit LW y und ein Doppelwort mit LD y (y = Byteadresse,x = Bitadresse).

L-Stack

Temporäre Lokaldaten liegen im Lokaldaten-Stack (L-Stack) im Systemspeicherder CPU. Das Betriebssystem der Zentralbaugruppe stellt die temporären Lokalda-ten für jeden Codebaustein bei dessen Aufruf zur Verfügung. Die Werte im L-Stacksind beim Aufruf eines Bausteins quasi zufällig. Um die Lokaldaten sinnvoll nut-zen zu können, müssen sie erst beschrieben werden, bevor sie gelesen werden.Nach dem Beenden eines Bausteins wird der L-Stack dem nächsten aufgerufenenBaustein zugewiesen.

Die Größe des gesamten L-Stacks ist CPU-spezifisch. Auch die in einer Prioritäts-klasse, d. h. im Programm eines Organisationsbausteins, zur Verfügung stehendeAnzahl an temporären Lokaldatenbytes ist festgelegt. Diese Anzahl müssen sichdie in dem betreffenden Organisationsbaustein aufgerufenen Bausteine und diein diesen Bausteinen wiederum aufgerufenen Bausteine teilen. Bei einigen CPUskönnen Sie die maximale Anzahl der Lokaldatenbytes pro Prioritätsklasse und diemaximale Größe des L-Stacks parametrieren.

Auch der Programmeditor verwendet – im Anwenderprogramm für Sie nichtsichtbar – temporäre Lokaldaten, um Zwischenergebnisse zu speichern. Die An-zahl aller im Baustein verwendeten Lokaldatenbytes ersehen Sie aus den Baustein-eigenschaften (z. B. im SIMATIC Manager den Baustein markieren und BEARBEITEN

→ OBJEKTEIGENSCHAFTEN wählen). Die gesamte Anzahl an Lokaldaten im Aufrufpfadeines Organisationsbausteins, die durch die CPU(-Parametrierung) begrenzt ist,

182

5.25 Statische Lokaldaten

ersehen Sie aus den Referenzdaten des Anwenderprogramms. Bei markiertem Be-hälter Bausteine wählen Sie EXTRAS → REFERENZDATEN → ANZEIGEN und dann die An-sicht Programmstruktur. In den Filtereinstellungen wählen Sie die Darstellung alsAufrufstruktur, die Ihnen den Aufrufpfad der Bausteine und den Bedarf an tempo-rären Lokaldaten pro Organisationsbaustein als Summenwert zeigt.

Startinformation in den temporären Lokaldaten

Das Betriebssystem der CPU übergibt beim Aufruf eines Organisationsbausteinsin den temporären Lokaldaten eine Startinformation. Diese Startinformation istbei jedem Organisationsbaustein 20 Bytes lang und annähernd identisch aufge-baut. Diese 20 Bytes Startinformation müssen in jeder verwendeten Prioritätsklas-se immer zur Verfügung stehen.

Beachten Sie, dass die Synchronfehler-Organisationsbausteine ebenfalls 20 BytesStartinformation benötigen. Diese 20 Bytes und die temporären Lokaldaten der inihnen aufgerufenen Bausteine müssen Sie bei den anderen Organisationsbaustei-nen hinzuzählen, da ein Synchronfehlerereignis in der gleichen Prioritätsklassebearbeitet wird, in der es auftritt.

5.25 Statische Lokaldaten

Statische Lokaldaten sind bausteinlokale Variablen in Funktionsbausteinen. Sieliegen im Instanz-Datenbaustein, der jedem Aufruf eines Funktionsbausteins zu-geordnet ist. Dies kann bei einer Lokalinstanz („Multiinstanz“) auch der Instanz-Datenbaustein des aufrufenden Funktionsbausteins sein.

Die statischen Lokaldaten behalten ihren Wert solange bei bis er per Programmgeändert wird, genauso wie Datenoperanden in Global-Datenbausteinen. Die An-zahl der statischen Lokaldaten wird vom Datentyp der Variablen und von der CPU-spezifischen Länge eines Datenbausteins begrenzt.

Die statischen Lokaldaten deklarieren Sie im Deklarationsteil des Funktionsbau-steins.

Adressierung der statischen Lokaldaten

Üblicherweise adressieren Sie die statischen Lokaldaten symbolisch. Hierbei brau-chen Sie keine Rücksicht auf den späteren Aufruf als eigenständigen Bausteinoder als Lokalinstanz zu nehmen.

Bei einer absoluten Adressierung ist besondere Sorgfalt angebracht. Die in der De-klarationstabelle ausgewiesene absolute Adresse ist die Relativadresse zum Be-ginn der Instanzdaten. Rufen Sie den Funktionsbaustein mit Datenbaustein auf,entspricht diese Adresse auch der tatsächlichen Operandenadresse.

Rufen Sie jedoch den Funktionsbaustein als Lokalinstanz auf, liegen dessen Ins-tanzdaten „mitten“ in den Instanzdaten des aufrufenden Funktionsbausteins. Zu

183


der Relativadresse müssen Sie nun den Adressoffset im Adressregister AR2 hinzu-zählen, der den Abstand der Lokaldaten zum Datenbausteinanfang angibt (nur inAWL möglich; der Editor berücksichtigt dies automatisch, wenn Sie symbolisch ad-ressieren).

Innerhalb eines Funktionsbausteins ist der Instanz-Datenbaustein über das DI-Register aufgeschlagen. Operanden in diesem Datenbaustein, und das sind diestatischen Lokaldaten genauso wie die Bausteinparameter, tragen deshalb dasOperandenkennzeichen DI. Ein Bit sprechen Sie mit DIX y.x, ein Byte mit DIB y, einWort mit DIW y und ein Doppelwort mit DID y an (mit y = Byteadresse und x = Bit-adresse).

Beachten Sie, dass zur ordnungsgemäßen Programmbearbeitung der Funktions-baustein das DI-Register und das Adressregister AR2 benötigt. Deren Inhalte dür-fen Sie nicht verändern.

Zugriff auf statische Lokaldaten von anderen Bausteinen

Die statischen Lokaldaten liegen in einem Datenbaustein und können deshalbauch von einem anderen Baustein als Global-Datenoperanden angesprochen wer-den. Als Datenbaustein geben Sie den Instanz-Datenbaustein an; danach folgtdurch einen Punkt getrennt der Operandenname. Datenoperanden von Lokalins-tanzen adressieren Sie wie eine Strukturvariable.

Beispiel: Der Funktionsbaustein „Motorsteuerung“ habe eine statische Lokalvaria-ble mit dem Namen Sollwert. Der Funktionsbaustein wird mit dem Instanz-Daten-baustein „Motordaten_1“ aufgerufen. Dann kann von einem anderen Baustein ausdie Lokalvariable mit dem Namen „Motordaten_1“.Sollwert angesprochen werden.

5.26 Multiinstanzen, Lokalinstanzen

Ein Funktionsbaustein legt die Werte der Bausteinparameter und der statischenLokaldaten in einem Instanz-Datenbaustein ab. Zu jedem Aufruf eines Funktions-bausteins gehört auch ein Instanz-Datenbaustein. Es muss jedoch nicht immer eineigener Datenbaustein je Aufruf sein. „Multiinstanzen“ bieten einem aufgerufe-nen Funktionsbaustein die Möglichkeit, seine lokalen Daten in den Instanz-Daten-baustein des aufrufenden Funktionsbausteins zu legen.

Sowohl der aufrufende, „übergeordnete“ Funktionsbaustein als auch der aufgeru-fene Funktionsbaustein müssen die Bausteineigenschaft „multiinstanzfähig“ tra-gen; dies entspricht der Voreinstellung im Programmeditor.

Deklaration einer Lokalinstanz

Zuerst deklarieren Sie in den statischen Lokaldaten des aufrufenden Funktions-bausteins eine Lokalinstanz des aufzurufenden Funktionsbausteins. Der aufzuru-fende Funktionsbaustein muss bereits vorhanden sein, mindestens jedoch dieSchnittstelle. Bei der Programmierung brauchen Sie keine Rücksicht zu nehmen

184

5.26 Multiinstanzen, Lokalinstanzen

auf die spätere Verwendung als Lokalinstanz. Sie können jeden „multiinstanzfähi-gen“ Funktionsbaustein und auch jeden System-Funktionsbaustein SFB als Lokal-instanz deklarieren. Sie tragen in die Variablendeklarationstabelle einen – beliebi-gen – Namen für die Lokalinstanz ein und als Datentyp die absolute oder symboli-sche Adresse des aufzurufenden Funktionsbausteins.

Sie können beliebig viele Funktionsbausteine als Lokalinstanz deklarieren, auchsolche, die wiederum Lokalinstanz „in sich tragen“. Die Schachtelungstiefe für Lo-kalinstanzen hat den Wert 8. Einen Funktionsbaustein können Sie auch – mit je-weils anderem Namen – mehrfach als Lokalinstanz eintragen. Die Begrenzungliegt in der Länge des Datenbausteins: Er muss alle Daten der unterlagerten, auchdie der eingeschachtelten, Lokalinstanzen aufnehmen können.

Aufruf einer Lokalinstanz

Eine Lokalinstanz rufen Sie mit dem Namen auf, den Sie bei der Deklaration ver-geben haben. Einen Datenbaustein geben Sie nicht an, denn die Instanzdaten desAufrufs liegen im Instanz-Datenbaustein des „übergeordneten“ Funktionsbau-

Bild 5.12 Datenablage bei einer Lokalinstanz

185


steins. Die Lokalinstanz besitzt alle Bausteinparameter des aufzurufenden Funkti-onsbausteins; sie werden auch genauso versorgt. Auch beim Aufruf einer Lokalin-stanz müssen Sie nicht alle Bausteinparameter versorgen; die nicht versorgtenBausteinparameter haben beim Aufruf ihren alten Wert.

Direkter Zugriff auf die Daten einer Lokalinstanz

Ähnlich wie bei den statischen Lokaldaten eines Funktionsbausteins, können Sieauf die Daten der Lokalinstanz nicht nur vom aufgerufenen Baustein aus zugrei-fen, sondern auch vom „übergeordneten“ Funktionsbaustein aus und sogar vonjedem beliebigen Baustein des Anwenderprogramms. Denn die Instanzdaten lie-gen in einem Datenbaustein und man kann jeden Datenoperand auch als Global-datenoperand ansprechen.

Im aufgerufenen Funktionsbaustein adressieren Sie die lokalen Daten wie ge-wohnt. Beim Programmieren brauchen Sie – wie bereits erwähnt – keine Rück-sicht auf die spätere Verwendung als Lokalinstanz nehmen. Aus der Sicht des auf-rufenden Funktionsbausteins bilden die Daten der Lokalinstanz eine Strukturva-riable mit dem Namen der Lokalinstanz und den Instanzdatenoperanden als ein-zelne Strukturkomponenten. Von einem anderen Baustein aus adressieren Sie ei-nen Instanzdatenoperanden einer Lokalinstanz als Globaldatenoperanden mit „In-stanz-Datenbausteinname“.Lokalinstanzname.Komponentenname.

Beispiel: Ein Funktionsbaustein „Motorsteuerung“ soll in einem Funktionsbau-stein „Mixer“ als Lokalinstanz mit dem Namen „Motor_2“ aufgerufen werden. Indem Funktionsbaustein „Motorsteuerung“ sei eine Lokalvariable mit demNamen Sollwert. Der Funktionsbaustein „Mixer“ wird mit dem Datenbaustein„MixerDaten_3“ aufgerufen:

CALL "Mixer"."MixerDaten_3" ( ... Bausteinparameter ... );

Die Variable Sollwert kann nun aus einem anderen Baustein wie folgt angespro-chen werden:

L "MixerDaten_3".Motor_2.Sollwert;

Tabelle 5.5 Beispiel für die mehrfache Deklaration einer Lokalinstanz

Adresse Deklaration Name Typ Kommentar

... ... ... ... ...

x.y STAT Motor_1 Motorsteuerung Lokalinstanz des FB „Motorsteuerung“

... STAT Motor_2 Motorsteuerung Lokalinstanz des FB „Motorsteuerung“

... ... ... ... ...

186

5.27 SIMATIC-Zeitfunktionen

5.27 SIMATIC-Zeitfunktionen

Mit den Zeitfunktionen realisieren Sie programmtechnisch zeitliche Abläufe wiez. B. Warte- und Überwachungszeiten, Messungen einer Zeitspanne oder die Bil-dung von Impulsen. Die Zeitfunktionen liegen im Systemspeicher der CPU; dieAnzahl der Zeitfunktionen ist CPU-spezifisch.

Als Verhaltensweisen einer Zeitfunktion stehen zur Verfügung:

b Impulsbildung

b verlängerter Impuls

b Einschaltverzögerung

b speichernde Einschaltverzögerung

b Ausschaltverzögerung.

Sie können eine Zeitfunktion mit Einzelelementen programmieren oder in dengrafischen Sprachen KOP und FUP auch als Box. Die Box einer Zeitfunktion enthältdie zusammenhängende Darstellung aller Zeitoperationen in Form von Funktion-sein- und -ausgängen und hat den weiteren Vorteil, dass Sie nicht auf die korrekteReihenfolge der Einzelelemente achten müssen, um eine einwandfreie Funktionzu erhalten.

Programmieren einer Zeitfunktion

Eine Zeitfunktion wird mit einer Signalflanke gestartet und dann – je nach Zeit-verhalten – abgefragt, ob die Zeit noch läuft oder schon abgelaufen ist. Sie können

Bild 5.13 Darstellung einer Zeitfunktion in den drei Basis-Programmiersprachen

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eine Zeitfunktion mit einzelnen Anweisungen steuern oder in den grafischenSprachen als komplette Box programmieren.

Starten einer Zeitfunktion mit Vorgabe des Zeitwerts

Eine Zeitfunktion startet, das heißt die Zeit läuft an, wenn das Verknüpfungsergeb-nis (VKE) vor dem Starteingang bzw. vor der Starten-Spule/Box wechselt. Zum Star-ten einer Zeitfunktion ist immer ein Signalzustandswechsel erforderlich. Bei einerAusschaltverzögerung muss das VKE von „1“ nach „0“ wechseln (negative Flanke),in allen anderen Fällen startet der Zeitablauf bei einem Wechsel von „0“ nach „1“(positive Flanke). Beim Starten übernimmt die Zeitfunktion den vorgegebenenZeitwert und zählt ihn – abhängig von der Länge der Zeitdauer – im Zeitraster 10ms, 100 ms, 1 s oder 10 s herunter. Bei Zeitwert = 0 ist die Zeit abgelaufen.

Sie können jede Zeitfunktion mit einer der fünf möglichen Verhaltensweisen star-ten. Es ist jedoch nicht sinnvoll, einer Zeitfunktion mehrere Verhaltensweisen zu-zuordnen.

Rücksetzen einer Zeitfunktion

Eine Zeitfunktion wird rückgesetzt, wenn am Rücksetzeingang Signalzustand „1“ansteht. Solange die Zeit rückgesetzt ist, hat der binäre Zeitstatus den Signalzu-stand „0“. Das Rücksetzen der Zeitfunktion setzt den Zeitwert und das Zeitrasterauf Null. Der Rücksetzeingang an der Zeit-Box braucht nicht beschaltet zu werden.

Zeitstatus abfragen

Der Zeitstatus mit dem Datentyp BOOL zeigt das Verhalten der Zeitfunktion an. Jenach Zeitverhalten ist der zeitliche Verlauf unterschiedlich (Bild 5.12). Der Aus-gang für den Zeitstatus braucht an der Zeitbox nicht beschaltet zu werden.

Bild 5.14 Verhaltensweise einer SIMATIC-Zeitfunktion

188

5.28 SIMATIC-Zählfunktionen

Zeitwert abfragen

Die Ausgänge DUAL und DEZ stellen den in der Zeitfunktion vorliegenden Zeit-wert dualcodiert oder BCD-codiert zur Verfügung. Es ist der aktuell zum Zeitpunktder Abfrage vorliegende Wert: bei einer laufenden Zeitfunktion wird der Zeitwertvom gesetzten Wert aus rückwärts gegen Null gezählt. Der Wert wird im angege-benen Operanden gespeichert. Sie brauchen diese Ausgänge an der Zeit-Box nichtzu beschalten.

5.28 SIMATIC-Zählfunktionen

Mit den Zählfunktionen können Sie Zählaufgaben direkt durch den Zentralpro-zessor ausführen lassen. Die Zählfunktionen können sowohl vorwärts als auchrückwärts zählen; der Zählbereich geht über drei Dekaden (000 bis 999). Die Zähl-funktionen liegen im Systemspeicher der CPU; die Anzahl der Zählfunktionen istCPU-spezifisch.

Bild 5.15 Darstellung einer Zählfunktion in den drei Basis-Programmiersprachen

189


Programmieren einer Zählfunktion

Eine Zählfunktion wird auf einen Wert gesetzt und dann – je nach Verwendung –vorwärts und/oder rückwärts gezählt. Sie können eine Zählfunktion mit Einzelele-menten programmieren oder in den grafischen Sprachen KOP und FUP auch alsBox. Die Box einer Zählfunktion enthält die zusammenhängende Darstellung allerZähloperationen in Form von Funktionsein- und -ausgängen und hat den weite-ren Vorteil, dass Sie nicht auf die korrekte Reihenfolge der Einzelelemente achtenmüssen, um eine einwandfreie Funktion zu erhalten.

Neben der Vorwärts-Rückwärts-Zählerbox ZAEHLER gibt es einen reinen Vor-wärtszähler Z_VORW und einen reinen Rückwärtszähler Z_RUECK.

Zähler setzen mit Vorgabe des Zählwerts

Ein Zähler wird gesetzt, wenn das VKE vor dem Setzeingang bzw. vor der Zähler-setzen-Spule/Box von „0“ nach „1“ wechselt. Zum Setzen eines Zählers ist immereine positive Flanke erforderlich. „Zähler setzen“ heißt, die Zählfunktion wird aufden durch den Zählwert vorgegebenen Anfangswert gesetzt. Der Wertebereichgeht von 0 bis 999.

Zähler rücksetzen

Eine Zählfunktion wird rückgesetzt, wenn am Rücksetzeingang bzw. an der Rück-setzen-Spule/Box Signalzustand „1“ ansteht. Solange Signalzustand „1“ ansteht,hat die Zählfunktion den Zählerstatus „1“. Das Rücksetzen der Zählfunktion setztden Zählwert auf „Null“. Der Rücksetzeingang der Zähler-Box braucht nicht be-schaltet zu werden.

Zählen

Die Zählfrequenz der Zählfunktionen richtet sich nach der Bearbeitungszeit IhresProgramms! Um zählen zu können, muss die CPU einen Signalzustandswechseldes Eingangsimpulses erkennen, d. h. ein Eingangsimpuls (oder eine Pause) mussmindestens einen Programmzyklus lang anstehen. Je größer die Programmbear-beitungszeit ist, desto niedriger ist also die Zählfrequenz.

Eine Zählfunktion wird vorwärts gezählt, wenn das VKE vor dem Vorwärtszählein-gang bzw. vor der Vorwärtszählen-Spule/Box von „0“ nach „1“ wechselt. Zum Vor-wärtszählen ist immer eine positive Flanke erforderlich. Jede positive Flanke beimVorwärtszählen erhöht den Zählwert um eine Einheit, bis er die obere Grenze 999erreicht. Jede weitere positive Flanke zum Vorwärtszählen zeigt dann keine Wir-kung mehr. Ein Übertrag findet nicht statt.

Eine Zählfunktion wird rückwärts gezählt, wenn das VKE vor dem Rückwärtszäh-leingang bzw. vor der Rückwärtszählen-Spule/Box von „0“ nach „1“ wechselt. Jedepositive Flanke beim Rückwärtszählen verringert den Zählwert um eine Einheit,bis er die untere Grenze 0 erreicht. Jede weitere positive Flanke zum Rückwärts-zählen zeigt dann keine Wirkung mehr. Ein Zählen mit negativem Zählwert findetnicht statt.

190

5.29 Globale Operandenbereiche

Die drei verschiedenen Zählerboxen ZAEHLER, Z_VORW und Z_RUECK unterschei-den sich nur in der Art und der Anzahl der Zähleingänge. Während ZAEHLER dieEingänge für beide Zählrichtungen besitzt, haben Z_VORW nur den Vorwärtszäh-leingang und Z_RUECK nur den Rückwärtszähleingang.

Zählerstatus abfragen

Der Zählerstatus mit dem Datentyp BOOL zeigt mit Signalzustand „1“ an, dass deraktuelle Zählwert ungleich Null, und mit Signalzustand „0“, dass der Zählwertgleich Null ist. Der Ausgang für den Zählerstatus braucht an der Zähler-Box nichtbeschaltet zu werden.

Zählwert abfragen

Die Ausgänge DUAL und DEZ stellen den in der Zählfunktion vorliegenden Zähl-wert dualcodiert oder BCD-codiert zur Verfügung. Es ist der aktuell zum Zeitpunktder Abfrage vorliegende Zählwert. Der Wert wird im angegebenen Operanden ge-speichert. Sie brauchen diese Ausgänge an der Zähler-Box nicht zu beschalten.

5.29 Globale Operandenbereiche

Peripherie-Eingänge PE

Sie verwenden den Operandenbereich Peripherie-Eingänge PE, wenn Sie Wertevom Nutzdatenbereich der Eingabebaugruppen lesen. Ein Teil des Operandenbe-reichs PE führt auf das Prozessabbild. Dieser Teil fängt immer bei der Peripherie-adresse 0 an; die Länge des Bereichs ist CPU-spezifisch. Mit dem direkten Lesenvon der Peripherie können Sie Baugruppen ansprechen, deren Schnittstelle nichtauf das Eingangs-Prozessabbild führt, wie z. B. Analogeingabe-Baugruppen. Auchdie Signalzustände von Baugruppen, die auf das Eingangs-Prozessabbild führen,können direkt gelesen werden. Es wird dann der augenblickliche Signalzustandder Eingabebits abgefragt.

Peripherie-Ausgänge PA

Sie verwenden den Operandenbereich Peripherie-Ausgänge PA, wenn Sie Wertezum Nutzdatenbereich der Ausgabebaugruppen schreiben. Ein Teil des Operan-denbereichs PA führt auf das Prozessabbild. Dieser Teil fängt immer bei der Peri-pherieadresse 0 an; die Länge des Bereichs ist CPU-spezifisch. Mit dem direktenSchreiben zur Peripherie können Sie Baugruppen ansprechen, deren Schnittstellenicht auf das Ausgangs-Prozessabbild führt, wie z. B. Analogausgabe-Baugrup-pen. Auch die Signalzustände von Baugruppen, die vom Ausgangs-Prozessabbildgesteuert werden, können direkt beeinflusst werden. Es ändert sich dann sofortder Signalzustand der Baugruppenbits und – parallel dazu – auch der Signalzu-stand der entsprechenden Ausgänge.

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Eingänge E

Der Operandenbereich Eingänge ist identisch mit dem Prozessabbild der Eingän-ge. Vor jedem Beginn der Programmbearbeitung überträgt die CPU die Signalzu-stände der Eingabebaugruppen in das Prozessabbild und damit zu den Eingän-gen. Während der Programmbearbeitung bleibt der Signalzustand eines Eingangsunverändert (Datenkonsistenz für einen Programmdurchlauf).

Ausgänge A

Der Operandenbereich Ausgänge ist identisch mit dem Prozessabbild der Ausgän-ge. Nach jedem Abschluss der Programmbearbeitung überträgt die CPU die Sig-nalzustände der Ausgänge zu den Ausgabebaugruppen. Eine Änderung des Aus-gangssignalzustands während der Programmbearbeitung bleibt für den entspre-chenden Baugruppenausgang ohne Wirkung; erst der Signalzustand am Ende desProgrammzyklus wird übertragen.

Merker M

Die Merker sind sozusagen die „Hilfsschütze“ der Steuerung. Sie dienen vorwie-gend zum Speichern von binären Signalzuständen. Sie können wie Ausgänge be-handelt werden, führen jedoch nicht „nach außen“. Merker werden verwendet,wenn Zwischenergebnisse über Bausteingrenzen hinweg Gültigkeit haben und inmehreren Bausteinen bearbeitet werden. Einen Teil der Merker können Sie beimParametrieren der CPU „remanent“ einstellen, d. h. dieser Teil behält dann seinenSignalzustand auch im spannungslosen Zustand bei.

5.30 Globaldatenoperanden

Für die Ablage von Anwenderdaten gibt es die „Datenbausteine“. Sie können Da-tenbausteine in zwei Ausprägungen verwenden: als Global-Datenbausteine, diekeinem Codebaustein zugeordnet sind, und als Instanz-Datenbausteine, die einemFunktionsbaustein fest zugeordnet sind. Operanden in Instanz-Datenbausteinensind die „statischen Lokaldaten“.

Datenbaustein aufschlagen

Jede S7-CPU hat zwei Datenbausteinregister, das DB- und das DI-Register. In die-sen Registern stehen die Nummern der gerade aktuellen Datenbausteine; das sinddie Datenbausteine, mit deren Operanden gerade gearbeitet wird. Vor dem Zugriffauf einen Datenbaustein-Operanden muss der Datenbaustein aufgeschlagen wer-den, in dem der Operand liegt. Wenn Sie den komplettadressierten Zugriff auf Da-tenoperanden verwenden (mit Angabe des Datenbausteins), brauchen Sie sich umdas Aufschlagen der Datenbausteine und um die Belegung der Datenbausteinre-gister nicht zu kümmern. Der Editor generiert aus Ihren Angaben die benötigtenAnweisungen.

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5.31 Absolute und symbolische Adressierung

Beim teiladressierten Zugriff schlagen Sie zuerst den Datenbaustein auf und grei-fen dann auf den Datenoperanden zu. Sie können einen Datenbaustein sowohlüber das DB-Register als auch über das DI-Register aufschlagen (oder über beide).Einen Datenoperanden in einem Datenbaustein, den Sie über das DB-Register auf-geschlagen haben, sprechen Sie mit dem Operandenkennzeichen DB an. Liegt derDatenoperand in einem über das DI-Register aufgeschlagenen Datenbaustein, lau-tet das Operandenkennzeichen DI.

Beachten Sie bei der Teiladressierung, dass ein Funktionsbaustein im DI-Register„seinen“ Instanz-Datenbaustein erwartet. Sie dürfen also in einem Funkionsbau-stein das DI-Register nicht verändern. Weiterhin kann der Programmeditor, für Sieim Anwenderprogramm nicht sichtbar, auch die Belegung des DB-Registers verän-dern, z. B. beim Zugriff auf einen Bausteinparameter mit zusammengesetztemDatentyp.

Weitere Funktionen für Datenbausteine

In der Programmiersprache AWL gibt es weitere Anweisungen in Verbindung mitDatenbausteinen:

b Datenbausteinregister tauschen;tauscht die Inhalte des DB- und des DI-Registers

b Datenbausteinnummer lesen;liest die Nummer des über das DB- bzw. DI-Register aufgeschlagenen Datenbausteins

b Datenbausteinlänge lesen;liest die Länge eines über das DB- bzw. DI-Registers aufgeschlagenen Datenbausteins in Anzahl Bytes.

In allen Sprachen können Sie Systemfunktionen verwenden, die einen Datenbau-stein erzeugen (im Arbeitsspeicher mit der SFC 22 CREAT_DB, im Ladespeichermit der SFC 82 CREA_DBL) und einen Datenbaustein aus dem Arbeitsspeicher lö-schen (SFC 23 DEL_DB). Mit dem Aufruf der Systemfunktion SFC 24 TEST_DB er-kennen Sie, ob ein bestimmter Datenbaustein im Anwenderspeicher vorhandenist, wie lang er ist (Anzahl Bytes) und ob er schreibgeschützt ist.


Beim Ansprechen von Operanden/Variablen können Sie wählen zwischen einer ab-soluten Adressierung und einer symbolischen Adressierung. Die absolute Adressie-rung verwendet numerische Adressen beginnend bei Null für jeden Operanden-bereich. Die symbolische Adressierung verwendet alphanumerische Namen, dieSie selbst in der Symboltabelle für die globalen Operanden oder im Deklarations-teil für bausteinlokale Operanden festlegen.

193


Operanden absolut adressieren

Die Absolutadresse eines Eingangs oder Ausgangs ermitteln Sie aus der Baugrup-penanfangsadresse, z. B. aus der Konfigurationstabelle, und dem Anschluss desSignals an der Baugruppe. Hierbei wird unterschieden zwischen Binärsignalenund Analogsignalen.

Binärsignale enthalten als Information ein Bit. Es sind einerseits Eingangssignalevon Endschaltern, Tastern usw., die auf Digitaleingabebaugruppen führen und an-dererseits Ausgangssignale, die über Digitalausgabebaugruppen Leuchten, Schüt-ze usw. steuern.

Analogsignale enthalten als Information 16 Bits. Ein Analogsignal entspricht ei-nem „Kanal“, das als Wort (2 Bytes) in der Steuerung abgebildet wird. Analogein-gangssignale, wie z. B. Spannungen von Widerstandsthermometern, werden aufAnalogeingabebaugruppen geführt, digitalisiert und der Steuerung als 16 Bitsbreite Information angeboten. Umgekehrt kann eine 16 Bits breite Informationüber eine Analogausgabebaugruppe, wo sie in einen Analogwert, z. B. in einenStromwert, umgewandelt wird, ein Anzeigeinstrument steuern.

Tabelle 5.6 Absolute Adressierung der Operandenbereiche

Operandenbereich Kennzeichen Bit Byte Wort Doppelwort

Peripherie-Eingänge PE - PEB y PEW y PED y

Peripherie-Ausgänge PA - PAB y PAW y PAD y

Eingänge E E y.x EB y EW y ED y

Ausgänge A A y.x AB y.x AW y.x AD y.x

Merker M M y.x MB y MW y MD y

temporäre Lokaldaten

L L y.x LB y LW y LD y

Globaldaten DB DBX y.x oder

DB z.DBX y.x

DBB y oder

DB z.DBB y

DBW yoder

DB z.DBW y

DBD yoder

DB z.DBD y

statische Lokaldaten DI DIX y.x DIB y DIW y DID y

Zeitfunktion T T n (für binäre und digitale Operationen)

Zählfunktion Z Z n (für binäre und digitale Operationen)

z = Datenbausteinnummer, y = Byteadresse, x = Bitadresse, n = Nummer der Funktion

Beispiele:E 1.0 Eingangsbit Nr. 0 im Byte Nr. 1A 16.4 Ausgangsbit Nr. 4 im Byte Nr. 16EB 2 Eingangsbyte Nr. 2AB 18 Ausgangsbyte Nr. 18EW 4 Eingangswort Nr. 4, enthält die Bytes 4 und 5AW 20 Ausgangswort Nr. 20, enthält die Bytes 20

und 21AD 24 Ausgangsdoppelwort Nr. 24, enthält die Bytes

24, 25, 26 und 27

Bild 5.16 Bit- und Bytebelegung in Wörtern und Doppelwörtern

194


Die Informationsbreite eines Signals entspricht auch der Informationsbreite desOperanden, in dem das Signal abgelegt und verarbeitet wird. Die Informations-breite und die Interpretation der Information (z. B. Stellenwert) ergeben zusam-men den Datentyp des Operanden bzw. der Variablen. Binärsignale werden in Vari-ablen mit dem Datentyp BOOL abgelegt, Analogsignale z. B. in Variablen mit demDatentyp INT.

Für die Adressierung der Operanden ist nur die Informationsbreite ausschlagge-bend. Hierbei gibt es bei STEP 7 vier Breiten, die absolut adressiert werden können:

b 1 Bit Datentyp BOOL

b 8 Bit Datentyp BYTE oder ein anderer Datentyp mit 8 Bits

b 16 Bit Datentyp WORD oder ein anderer Datentyp mit 16 Bits

b 32 Bit Datentyp DWORD oder ein anderer Datentyp mit 32 Bits.

Operanden mit Datentyp BOOL werden mit einem Operandenkennzeichen, einerBytenummer und – getrennt durch einen Punkt – einer Bitnummer adressiert. DieNummerierung der Bytes beginnt für jeden Operandenbereich bei Null. Die Num-merierung der Bits geht von 0 bis 7. Operanden mit Datentyp BYTE haben als Ab-solutadresse das Operandenkennzeichen und die Nummer des Bytes, in dem derWert liegt. Das Operandenkennzeichen ist durch ein B ergänzt. Operanden mit Da-tentyp WORD bestehen aus zwei Bytes (ein Wort). Sie haben als Absolutadresse dasOperandenkennzeichen und die Nummer des niedrigeren Bytes, in dem der Wertliegt. Das Operandenkennzeichen ist durch ein W ergänzt. Operanden mit Daten-typ DWORD bestehen aus vier Bytes (ein Doppelwort). Sie haben als Absolutadres-se das Operandenkennzeichen und die Nummer des niedrigsten Bytes, in dem derWert liegt. Das Operandenkennzeichen ist durch ein D ergänzt.

Datenoperanden absolut adressieren

Die Daten des Anwenderprogramms sind in Datenbausteinen abgelegt. Bei um-fangreichen Programmen können das sehr viele Datenbausteine sein. Um einenbestimmten Operanden in einem Datenbaustein zu adressieren, muss auch derDatenbaustein spezifiziert werden, in dem der Datenoperand liegt. Denn in jedemDatenbaustein beginnt die Adressierung der Datenoperanden bei Byte 0, das Da-tenbyte 0 ist also in jedem Datenbaustein vorhanden. Wenn Sie nun das Byte 0 ei-nes Datenbausteins ansprechen wollen, müssen Sie auch den Datenbaustein ange-ben, in dem dieses Byte liegt. Dies können Sie auf zwei Arten durchführen: Kom-plettadressierung und Teiladressierung.

Bei der Komplettadressierung ist der Datenbaustein Bestandteil der Datenadresse.Zuerst wird der Datenbaustein angegeben und dann, durch einen Punkt getrennt,der Datenoperand:

DB 10.DBX 2.0 Datenbit 2.0 im Datenbaustein DB 10DB 11.DBB 14 Datenbyte 14 im Datenbaustein DB 11DB 20.DBW 20 Datenwort 20 im Datenbaustein DB 20DB 22.DBD 10 Datendoppelwort 10 im Datenbaustein DB 22.

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Bei der Teiladressierung müssen Sie zuerst den gewünschten Datenbaustein an-wählen („aufschlagen“) und können dann auf einzelne Datenoperanden zugrei-fen. Da hier der „direkte“ Zusammenhang zwischen Datenbaustein und Datenope-rand verloren geht, ist nur eine absolute Adressierung möglich.

Symbolische Adressierung

Die symbolische Adressierung verwendet anstelle der Absolutadresse einen Na-men (ein Symbol). Den Namen legen Sie fest. Er beginnt mit einem Buchstabenund kann bis zu 24 Zeichen lang sein. Bei der Eingabe eines Symbols wird dieGroß- und Kleinschreibung nicht unterschieden. Bei der Ausgabe setzt der Editordie Schreibweise ein, die bei der Deklaration des Symbols festgelegt wurde. DerName bzw. das Symbol muss einer absoluten Adresse – einem Operanden – zuge-ordnet werden. Hierbei wird unterschieden zwischen Symbolen für Globaloperan-den und Symbolen für bausteinlokale Operanden.

Die globalen Symbole deklarieren Sie in der Symboltabelle. Globale Symbole kön-nen Sie im gesamten Programm verwenden; sie müssen programmweit eindeutigsein. In der Symboltabelle können Sie Peripherie-Ein- und -Ausgänge, Eingänge,Ausgänge, Merker, Zeit- und Zählfunktionen, Code- und Datenbausteine sowie an-wenderdefinierte Datentypen und Variablentabellen mit Namen belegen. Ein glo-bales Symbol kann auch Leerzeichen, Sonderzeichen und länderspezifische Zei-chen (z. B. Umlaute) enthalten. Ausgenommen sind die Zeichen 00hex, FFhex und dasAnführungszeichen. Wenn Sie Symbole mit Sonderzeichen verwenden, müssen Siedie Symbole im Programm in Anführungszeichen setzen. Im übersetzten Bausteinzeigt der Programmeditor globale Symbole immer in Anführungszeichen an.

Bausteinlokale Symbole, das sind die Namen für die Lokaldaten, werden im Dekla-rationsteil des entsprechenden Bausteins festgelegt. Es sind nur Buchstaben, Zif-fern und der Unterstrich erlaubt (keine Umlaute!). Lokale Symbole sind innerhalbeines Bausteins gültig. Das gleiche Symbol (der gleiche Variablenname) kann ineinem anderen Baustein in anderer Bedeutung verwendet werden. Der Pro-grammeditor zeigt lokale Symbole mit einem vorangestellten Nummernzeichen(#) an. Lokale Symbole sind nur in der Datenhaltung des Programmiergeräts vor-rätig (im Offline-Behälter Bausteine). Fehlt bei der Rückübersetzung diese Infor-mation, setzt der Programmeditor eine Ersatzsymbolik ein.

Verwenden Sie bei inkrementeller Programmeingabe symbolische Namen, müs-sen diese bereits einer absoluten Adresse zugeordnet sein. Sie haben auch dieMöglichkeit, während der Programmeingabe symbolische Namen in der Symbol-tabelle nachzutragen. Verwenden Sie zur Programmeingabe eine Quelltextdatei,ist die komplette Zuordnung der symbolischen Bezeichnungen zur Absolutadres-se erst bei der Übersetzung zur Verfügung zu stellen.

Datenoperanden symbolisch adressieren

Bei symbolischer Adressierung vergeben Sie innerhalb eines Datenbausteins Na-men für die Datenoperanden. Sie können gleiche Namen für verschiedene Daten-operanden in verschiedenen Datenbausteinen verwenden (die Datenoperanden

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5.32 Indirekte Adressierung

selbst sind bausteinlokale Variable). In der Symboltabelle weisen Sie dem Daten-baustein dann einen Namen zu, der ihn von den anderen Datenbausteinen unter-scheidet. Beispiele für symbolische Adressierung:

„Motor1“.Istwert Variable Istwert im Datenbaustein „Motor1“„Motor2“.Istwert Variable Istwert im Datenbaustein „Motor2“

5.32 Indirekte Adressierung

Die indirekte Adressierung bei AWL verwendet anstelle der Operandenadresse Va-riablen, deren Werte zur Laufzeit berechnet werden. Diese Variablen können imSystemspeicher der CPU liegen, dann spricht man von speicherindirekter Adres-sierung. Bei der registerindirekten Adressierung werden die Adressregister ver-wendet.

Bei den indirekt adressierbaren Operanden gibt es zwei Kategorien:

b Operanden, die einen elementaren Datentyp haben können, können sowohl spei-cher- als auch registerindirekt adressiert werden. Die Adresse belegt ein Doppel-wort. Diese Operanden sind: Peripherie-Ein- und Ausgänge, Ein- und Ausgänge,Merker, Global- und Instanz-Datenoperanden, temporäre Lokaldaten.

b Operanden, die einen Parametertyp aufweisen, können nur speicherindirekt ad-ressiert werden. Die Adresse belegt ein Wort. Diese Operanden sind: Zeit- undZählfunktionen, Code- und Datenbausteine.

Speicher- und registerindirekte Adressierung

Die speicherindirekte Adressierung verwendet Wörter oder Doppelwörter aus denOperandenbereichen Merker, Global- und Instanzdaten und temporäre Lokalda-ten, um die Adresse zu speichern. Bei den indirekt adressierten Operanden stehtanstelle der Adresse der Adressenspeicher in eckigen Klammern. Den Adressen-speicher können Sie mit einem Zeiger oder einer Zahl laden und dessen Wert zurLaufzeit ändern.

Tabelle 5.7 Speicherindirekte und registerindirekte Adressierung

Speicherindirekte Adressierung mit Zeiger Speicherindirekte Adressierung mit Nummer

L P#30.0; //Adressenspeicher (MD 100)T MD 100; //mit einem Zeiger laden... L MW [MD 100]; //digital adressieren... = M [MD 100]; //binär adressieren

L 133; //AdressenspeicherT MW 104; //mit einer Nummer laden... SI T [MW 104]; //Zeit starten... AUF DB [MW 104]; //DB aufschlagen

Registerindirekte bereichsinterne Adressierung Registerindirekte bereichsübergreifende Adressierung

LAR1 P#30.0; //Adressregister AR1 laden... L MW [AR1,P#4.0]; //digital adressieren... = M [AR1,P#2.1]; //binär adressieren

LAR1 P#M30.0; //Adressregister AR1 laden... L W [AR1,P#4.0]; //digital adressieren... = [AR1, P#2.1]; //binär adressieren

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Die registerindirekte Adressierung verwendet die beiden Adressregister AR1 undAR2, um die Adressen zu speichern. Bei den indirekt adressierten Operandensteht anstelle der Adresse das Adressregister in eckigen Klammern, ergänzt um ei-nen konstanten Offset. Die tatsächliche Adresse ist die Summe aus dem Inhalt desAdressregisters und dem Offset. Enthält das Adressregister nur die Byte- und dieBitadresse, spricht man von registerindirekter bereichsinterner Adressierung – derOperandenbereich wird hier bei der Operation angegeben. Bei der registerindi-rekten bereichsübergreifenden Adressierung ist der Operandenbereich Bestandteildes Adressregisters und kann ebenfalls manipuliert werden.

5.33 Datentypen in der Übersicht

Datentypen legen die Eigenschaften von Daten fest, im Wesentlichen die Darstel-lung des Inhalts einer Variablen und die zulässigen Bereiche. STEP 7 stellt vordefi-nierte Datentypen zur Verfügung, die Sie auch zu selbst definierten Datentypenzusammenstellen können (Tabelle 5.8). Die Datentypen sind global verfügbar; siekönnen in jedem Baustein verwendet werden.

5.34 Elementare Datentypen

Variablen mit elementaren Datentypen können mit konstanten Werten vorbelegtwerden. Für viele Datentypen gibt es zwei Konstantendarstellungen, die Sie beidegleichermaßen verwenden können (z. B. TIME# oder T#). Die Tabelle enthält füreinen Datentyp in der oberen Zeile den Minimalwert und in der unteren Zeile denMaximalwert.

BOOL, BYTE, WORD, DWORD, CHAR

Eine Variable mit Datentyp BOOL stellt einen Bitwert dar; Variablen mit den Daten-typen BYTE, WORD und DWORD sind Bitfolgen aus 8, 16 bzw. 32 Bits. Die einzelnenBits werden nicht bewertet. BCD-Zahlen geben Sie als BYTE, WORD oder DWORDmit dem Datentyp 16# (hexadezimal) ein und verwenden nur die Ziffern 0 bis 9.Eine Variable mit Datentyp CHAR (Zeichen) stellt ein einziges im ASCII-Format ab-gelegtes Zeichen dar.

INT, DINT und REAL

Variablen mit den Datentypen INT und DINT stellen ganze Zahlen dar, die alsGanzzahl (16- bzw. 32-Bit-Festpunktzahl) gespeichert werden. Die Signalzuständeder Bits 0 bis 14 bzw. 30 stehen für den Stellenwert der Zahl; der Signalzustandvon Bit 15 bzw. 31 stellt das Vorzeichen dar. Signalzustand „0“ heißt, die Zahl istpositiv. Signalzustand „1“ steht für eine negative Zahl. Die Darstellung einer nega-tiven Zahl erfolgt im Zweierkomplement.

Eine Variable mit Datentyp REAL stellt eine gebrochene Zahl dar, die als 32-Bit-Gleitpunktzahl abgelegt wird. Für REAL-Zahlen ist eine Dezimal- und eine Expo-nentialdarstellung möglich. Der Exponent wird zur Basis 10 angegeben; die Um-

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rechnung in die interne Darstellung einer Gleitpunktzahl übernimmt STEP 7. DerWertebereich geht von ±3,402 823 × 10+38 bis ±1,175 494 × 10-38 und ±0.

S5TIME

Der Datentyp S5TIME belegt ein 16-Bit-Wort mit 1 + 3 Dekaden. Die Zeitdauer wirdin Stunden, Minuten, Sekunden und Millisekunden angegeben. Die Wandlung indie interne Darstellung übernimmt STEP 7. Die interne Darstellung erfolgt alsBCD-Zahl von 000 bis 999. Das Zeitraster kann folgende Werte annehmen: 10 ms

Tabelle 5.8 Aufteilung der Datentypen

Elementare Datentypen

Zusammengesetzte Datentypen

Anwenderdefinierte Datentypen

Parameter-Datentypen

BOOLBinärwert (1 Bit)

BYTEBytewert (8 Bits)

CHARZeichen (ASCII)

WORDWortwert (16 Bits)

INTIntegerwert (16-Bit-Festpunkt)

DATEDatum (16-Bit-Darstellung)

DWORDDoppelwortwert (32 Bits)

DINTDouble-Integer-Wert(32-Bit-Festpunkt)

REALRealwert(32-Bit-Gleitpunkt)

S5TIMES5-Zeitdarstellung(1 + 3 Dekaden)

TIMEZeitdauer(32-Bit-Darstellung)

TIME_OF_DAYTageszeit(32-Bit-Darstellung)

DTDatum und Uhrzeit(64-Bit-Darstellung)

STRINGZeichenkette(Anzahl Zeichen + 2 = Anzahl Bytes)

ARRAYFeldvariable(Komponenten mit glei-chem Datentyp, Länge variabel)

STRUCTStrukturvariable(Komponenten mit ver-schiedenen Datentypen, Länge variabel)

UDTanwenderdefinierter Datentyp (entspricht einer Struk-turvariablen)

Global-DatenbausteineZusammenstellung von Anwenderdaten, auch aus einem UDT ableitbar

InstanzenInstanz-Datenbau-steine, Datenstruktur abgeleitet aus den Bau-steinparametern und den statischen Lokalda-ten eines Funktionsbau-steins

TIMERSIMATIC-Zeitfunktion

COUNTERSIMATIC-Zählfunktion

BLOCK_DBDatenbaustein

BLOCK_SDBSystemdatenbaustein

BLOCK_FCFunktion FC

BLOCK_FBFunktionsbaustein FB

POINTER48-Bit-Zeiger oder Varia-ble mit elementarem Datentyp

ANY80-Bit-Zeiger oder belie-bige Variable oder Datenbereich

Datentypen, die maximal ein Doppelwort (32 Bits) aufweisen

Datentypen, die größer als ein Doppelwort sein können (DT, STRING) oder die aus mehreren Kompo-nenten bestehen

Strukturen oder Daten-bereiche, die mit einem Namen versehen werden können

Bausteinparameter

können auf absolut und symbolisch adressierte Operanden abgebildet werden

können nur auf symbolisch adressierte Variablen abgebildet werden

können nur auf Baustein-parameter abgebildet werden (nur symbolische Adressierung)

in allen Operandenberei-chen zugelassen

zugelassen in Datenbausteinen (als Globaldaten und Instanzdaten), als temporäre Lokaldaten und als Bausteinparameter

in Verbindung mit Bausteinparametern zugelassen

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(0000), 100 ms (0001), 1 s (0010) und 10 s (0011). Die Zeitdauer ist das Produktaus Zeitraster und Zeitwert.

Tabelle 5.9 Übersicht elementare Datentypen

Datentyp (Breite) Beschreibung Beispiele zur Konstanten-Schreibweise

BOOL (1 Bit) Bit FALSETRUE

BYTE (8 Bits) 8-Bit-Hexazahl B#16#00 oder 16#00B#16#FF oder 16#FF

CHAR (8 Bits) ein Zeichen (ASCII) abdruckbares Zeichen, z. B. ’A’

WORD (16 Bits) 16-Bit-Hexazahl W#16#0000 oder 16#0000W#16#FFFF oder 16#FFFF

16-Bit-Binärzahl 2#0000_0000_0000_00002#1111_1111_1111_1111

Zählwert, 3 Dekaden BCD

C#000C#999

2 × 8-Bit-Dezimalzahlen ohne Vorzeichen

B#(0,0)B#(255,255)

DWORD (32 Bits) 32-Bit-Hexazahl DW#16#0000_0000 oder 16#0000_0000DW#16#FFFF_FFFF oder 16#FFFF_FFFF

32-Bit-Binärzahl 2#0000_0000_..._0000_00002#1111_1111_..._1111_1111

4 × 8-Bit-Dezimalzahlen ohne Vorzeichen

B#(0,0,0,0)B#(255,255,255,255)

INT (16 Bits) Festpunktzahl –32 768+32 767

DINT (32 Bits) Festpunktzahl L#–2 147 483 648L#+2 147 483 647(„L#“ kann entfallen, wenn die Zahl außerhalb des INT-Zahlenbereichs liegt)

REAL (32 Bits) Gleitpunktzahl(Wertebereich siehe Text)

Exponentialdarstellung:+1.234567E+02

Dezimaldarstellung:123.4567

S5TIME (16 Bits) Zeitwert im SIMATIC-Format

S5T#0msS5TIME#2h46m30s

TIME (32 Bits) Zeitwert im IEC-Format

T#–24d20h31m23s647msTIME#24d20h31m23s647ms

T#–24.855134dTIME#24.855134d

DATE (16 Bits) Datum D#1990-01-01DATE#2168-12-31

TIME_OF_DAY (32 Bits) Tageszeit TOD#00:00:00TIME_OF_DAY#23:59:59.999

200


Bild 5.17 Aufbau von Variablen mit elementaren Datentypen

201


DATE

Eine Variable mit Datentyp DATE (Datum) wird in einem Wort als vorzeichenloseFestpunktzahl abgelegt. Der Inhalt der Variablen entspricht der Anzahl der Tageseit 01.01.1990. Die Darstellung enthält das Jahr, den Monat und den Tag, jeweilsgetrennt durch einen Bindestrich.

TIME

Eine Variable mit Datentyp TIME (Zeitdauer) belegt ein Doppelwort. Die Darstel-lung enthält die Angaben für Tage (d), Stunden (h), Minuten (m), Sekunden (s)und Millisekunden (ms), wobei einzelne Angaben weggelassen werden können.Der Inhalt der Variablen wird als Millisekunden (ms) interpretiert und als 32-Bit-Festpunktzahl mit Vorzeichen abgelegt.

TIME_OF_DAY

Eine Variable mit Datentyp TIME_OF_DAY (Tageszeit) belegt ein Doppelwort. Esenthält die Anzahl der Millisekunden seit Tagesbeginn (0:00 Uhr) als vorzeichen-lose Festpunktzahl. Die Darstellung enthält die Angaben für Stunden, Minutenund Sekunden, jeweils getrennt durch einen Doppelpunkt. Die Angaben der Milli-sekunden, im Anschluss an die Sekunden durch einen Punkt getrennt, kann ent-fallen.

5.35 Zusammengesetzte Datentypen

STEP 7 stellt vier zusammengesetzte Datentypen zur Verfügung:

b DATE_AND_TIME Datum und Uhrzeit

b STRING ASCII-codierte Zeichenkette

b ARRAY Feld mit Komponenten gleicher Art

b STRUCT Struktur mit Komponenten unterschiedlicher Art.

DATE_AND_TIME bzw. DT

Der Datentyp DATE_AND_TIME (Datum und Uhrzeit) repräsentiert einen Zeitpunktim Bereich von DT#1990-01-01-00:00:00.000 bis DT#2168-12-31-23:59:59.999. DerDatentyp besteht aus 16 BCD-codierten Zahlen und ist 8 Bytes lang. Im letztenByte ist der Wochentag verschlüsselt (1 = Sonntag bis 7 = Samstag). Die allgemeineDarstellung lautet:DATE_AND_TIME#Jahr-Monat-Tag-Stunden:Minuten:Sekunden.Millisekunden.

STRING

Der Datentyp STRING repräsentiert eine Zeichenkette, bestehend aus bis zu 254Zeichen. Die maximale Anzahl der zugelassenen Zeichen geben Sie im Anschluss

202

5.35 Zusammengesetzte Datentypen

an das Schlüsselwort STRING in eckigen Klammern vor. Diese Angabe kann auchweggelassen werden; dann setzt der Editor die maximale Anzahl von 254 Bytesein. Die (aktuelle) Länge der Zeichenkette ist definiert zwischen STRING[0] undSTRING[254].

Eine Variable mit dem Datentyp STRING belegt im Speicher zwei Bytes mehr alsdie deklarierte Maximallänge. Die Vorbelegung erfolgt mit ASCII-codierten Zei-chen in einfachen Anführungszeichen. Ist der Vorbelegungswert kürzer als diedeklarierte Maximallänge, werden die restlichen Zeichenplätze nicht belegt. Beider Weiterverarbeitung einer Variablen mit dem Datentyp STRING werden nur dieaktuell belegten Zeichenplätze berücksichtigt.

ARRAY

Der Datentyp ARRAY stellt ein Feld aus einer festen Anzahl von Komponenten glei-chen Datentyps dar. Nach dem Datentyp ARRAY geben Sie in eckigen Klammernden Bereich der Feldindizes vor. Der links stehende Anfangswert muss kleineroder gleich dem rechts stehenden Endwert sein. Beide Indizes sind INT-Zahlen imBereich von –32 768 bis +32 767. Der Index ist eine Konstante und kann zur Lauf-zeit nicht verändert werden. Ein Feld kann bis zu 6 Dimensionen aufweisen, derenGrenzen durch je ein Komma getrennt angegeben werden. Beispiel für ein zweidi-mensionales Feld mit 32 × 16 REAL-Elementen:

ARRAY [1..32, 1..16] OF REAL

Für die einzelnen Feldkomponenten ist jeder Datentyp außer ARRAY erlaubt; eskann auch ein anwenderdefinierter Datentyp sein. Eine komplette Feldvariablewird in einem Global-Datenbaustein oder als bausteinlokale Variable definiert. Siekann auch an einen Bausteinparameter gleichen Typs angelegt werden und kannso z. B. mit der SFC 20 BLKMOV in eine andere Variable kopiert werden. Die Feld-komponenten werden einzeln wie Variablen gleichen Datentyps gehandhabt.

STRUCT

Der Datentyp STRUCT repräsentiert eine Datenstruktur aus einer festen Anzahlvon Komponenten, die jeweils einen unterschiedlichen Datentyp aufweisen kön-nen. Nach dem Schlüsselwort STRUCT geben Sie die Namen und den Datentyp dereinzelnen Strukturkomponenten an. Es können alle Datentypen verwendet wer-den, auch weitere Strukturen. Es ist eine Schachtelung von bis zu 6 Strukturen zu-gelassen. Das Schlüsselwort END_STRUCT schließt die Deklaration einer Struktur-variablen ab.

Eine komplette Strukturvariable wird in einem Global-Datenbaustein oder als bau-steinlokale Variable definiert. Sie kann auch an einen Bausteinparameter gleichenTyps angelegt werden, wenn die Struktur, die Namen und der Datentyp aller Kom-ponenten übereinstimmen und kann so z. B. mit der SFC 20 BLKMOV in eine ande-re Variable kopiert werden. Die Strukturkomponenten werden einzeln wie Variab-len gleichen Datentyps gehandhabt.

203


Beispiel für die Deklaration in einer Programmquelle:

MotorDaten1 : STRUCTEinschalten : BOOL := FALSE;Ausschalten : BOOL := TRUE;SollDrehzahl : INT := 5000;IstDrehzahl : INT;Bezeichnung : STRING[10] := '=MD01-M003';

END_STRUCT

Die Variable MotorDaten1 besteht aus zwei BOOL-Komponenten, zwei INT-Kompo-nenten und einer STRING-Komponente. Eine einzelne Komponente wird mit Varia-blenname.Komponentenname angesprochen, z. B. MotorDaten1.Einschalten.

Deklaration bei inkrementeller Programmeingabe

Zusammengesetzte Datentypen werden bei inkrementeller Programmierung wiedie elementaren Datentypen deklariert. Beim Datentyp STRING wird die maximaleLänge in eckigen Klammern angegeben. Beim Datentyp ARRAY steht in den ecki-gen Klammern der Bereich (die Komponentenanzahl) des Felds. Nach der Deklara-tion einer Variablen mit dem Datentyp STRUCT werden in einem eigenen Fensterdie Strukturkomponenten eingegeben.

5.36 Parametertypen

Die Parametertypen sind Datentypen für Bausteinparameter. Sie werden verwen-det, um die Zeit- und Zählfunktionen, Bausteine und Zeiger auf Globaloperandenan den aufgerufenen Baustein zu übergeben.

TIMER

TIMER ist der Datentyp für eine SIMATIC-Zeitfunktion. Die Zeitfunktionen liegenim Systemspeicher der CPU. Sie tragen das Operandenkennzeichen T bzw. werdenmit dem Symbolnamen angesprochen, den Sie in der Symboltabelle festlegen.TIMER wird auch in der Symboltabelle als Datentyp für eine SIMATIC-Zeitfunktionverwendet.

Bild 5.18 Beispiele für die Deklaration von zusammengesetzten Datentypen

204

5.37 Anwenderdefinierter Datentyp UDT

COUNTER

COUNTER ist der Datentyp für eine SIMATIC-Zählfunktion. Die Zählfunktionen lie-gen im Systemspeicher der CPU. Sie tragen das Operandenkennzeichen Z bzw.werden mit dem Symbolnamen angesprochen, den Sie in der Symboltabelle festle-gen. COUNTER wird auch in der Symboltabelle als Datentyp für eine SIMATIC-Zählfunktion verwendet.

BLOCK_FB, BLOCK_FC

An mit den Datentypen BLOCK_FB bzw. BLOCK_FC deklarierte Bausteinparameterkönnen Sie als Aktualparameter einen Funktionsbaustein (FB) oder eine Funktion(FC) anlegen. Diese Bausteine dürfen selbst keine Bausteinparameter besitzen.

BLOCK_DB

An einen Bausteinparameter mit dem Datentyp BLOCK_DB können Sie einen Da-tenbaustein als Aktualparameter anlegen. Im aufgerufenen Baustein können Siedann auf die Datenoperanden dieses Datenbausteins mit absoluter Adressierungzugreifen.

POINTER

An einen Bausteinparameter mit dem Datentyp POINTER können Sie einen Ope-randen wie beispielsweise M 200.0 bzw. sein Symbol oder einen Zeiger in derForm

P#[Datenbaustein.]Operand Byteadresse[.Bitadresse]

anlegen. Es sind nur Operanden bzw. Variablen mit elementaren Datentypen er-laubt.

ANY

An einen Bausteinparameter mit dem Datentyp ANY können Sie einen Operandenwie beispielsweise M 200.0 bzw. sein Symbol oder einen Zeiger in der Form

P#[Datenbaustein.]Operand Byteadresse[.Bitadresse] Datentyp Anzahl

anlegen. Es sind alle Operanden bzw. Variablen erlaubt, auch z. B. Feld- undStrukturvariablen. Mit dem Datentyp ANY kann auch eine Variable in den tempo-rären Lokaldaten deklariert werden und dann einen ANY-Zeiger aufnehmen. Die-ser Zeiger kann zur Laufzeit manipuliert werden, beispielsweise als variable Ad-resse einer Datenquelle beim Kopieren.

5.37 Anwenderdefinierter Datentyp UDT

Ein anwenderdefinierter Datentyp (UDT, User Data Type) ist eine Zusammenfas-sung von Komponenten mit beliebigem Datentyp. Sie können einen anwenderde-finierten Datentyp einsetzen, wenn sich eine Datenstruktur häufig in Ihrem Pro-gramm befindet oder Sie einer Datenstruktur einen Namen geben wollen. UDTs

205


sind global gültig; d. h. sie können, einmal deklariert, in allen Bausteinen verwen-det werden. UDTs können symbolisch adressiert werden; die Zuweisung zur Abso-lutadresse nehmen Sie in der Symboltabelle vor. Der Datentyp eines UDT in derSymboltabelle ist mit der Absolutadresse identisch.

Ein anwenderdefinierter Datentyp wird ähnlich wie ein Datenbaustein program-miert und im Offline-Bausteinbehälter gespeichert. Sie können ihn inkrementelloder quellorientiert programmieren. Bei der inkrementellen Programmierungmarkieren oder öffnen Sie den Offline-Bausteinbehälter und fügen einen UDT ein.Öffnen Sie den UDT und geben Sie der Reihe nach die Komponenten mit Namenund Datentyp an, die der UDT enthalten soll. Die Anfangswerte, die Sie im UDTprogrammieren, werden bei der Deklaration auf die Variablen übertragen. In ei-ner Programmquelle leiten Sie die Deklaration mit TYPE ein, dem die Adressebzw. der Name der UDT folgt, und schließen sie mit END_TYPE ab. Dazwischenprogrammieren Sie die Komponenten wie beim Datentyp STRUCT.

Wenn Sie einer Variablen die im UDT definierte Datenstruktur geben wollen, wei-sen Sie ihr bei der Deklaration den UDT wie einen „normalen“ Datentyp zu. DerUDT kann hierbei absolut adressiert (UDT 0 bis UDT 65 535) oder symbolisch ad-ressiert sein. Sie können auch einen UDT für einen ganzen Datenbaustein defi-nierten. Bei der Programmierung des Datenbausteins weisen sie dem Bausteindann diesen UDT als Datenstruktur zu.

Inkrementelle Programmierung:

Quellorientierte Programmierung:

TYPE UDT 101Kopf : STRUCT //Strukturvariable

Kennung : WORD := W#16#F200; //Nummer : INT := 0; //Uhrzeit : TIME_OF_DAY := TOD#0:0:0.0; //

END_STRUCT;Messwert : ARRAY [1..8] OF INT := 8(0); //Feld mit 8 INT-WertenCheck : DINT := L#0; //DINT-Variable

END_TYPE

Bild 5.19 Beispiel für die Deklaration eines anwenderdefinierten Datentyps UDT

206

5.38 Programmbearbeitung bei S7-1200


Bausteine strukturieren das Anwenderprogramm

Die Struktur des Anwenderprogramms ist bei den Controllern S7-1200 ähnlichwie bei S7-300/400. Die Organisationsbausteine (OB) sind die Schnittstellen zwi-schen Betriebssystem und Anwenderprogramm. Funktionsbausteine (FB) enthal-ten Programm mit Datenspeicherung im zugeordneten Datenbaustein, Funkti-onen (FC) enthalten Programm ohne Datenspeicherung und in Datenbausteinen(DB) sind die Datenvariablen des Anwenderprogramms abgelegt.

Eine CPU 1200 hat vom System vorgegebene Organisationsbausteine mit festerNummer und vom Anwender definierte Organisationsbausteine mit frei wählba-rer Nummer ab 200. Beim Auftreten eines Ereignisses startet das Betriebssystemden zugeordneten Organisationsbaustein (Tabelle 5.10). Wenn der Controller ein-geschaltet wird, ruft das Betriebssystem einmalig den OB 100 auf. Sind weitere(Anwender-)Organisationsbausteine vom Typ „Startup“ vorhanden, werden sieeinmalig in der Reihenfolge ihrer Nummer bearbeitet.

Das Hauptprogramm steht im OB 1, der immer wiederkehrend aufgerufen und be-arbeitet wird. Sind weitere Anwender-OB vom Typ „Program cycle“ vorhanden,werden sie nach der Bearbeitung des OB 1 in der Reihenfolge ihrer Nummer bear-beitet. Danach beginnt mit dem Aufruf des OB 1 die erneute Bearbeitung desHauptprogramms.

Beim Auftreten eines Programmbearbeitungsfehlers wird als Systemreaktion derOB 80 aufgerufen. Alternativ kann die Reaktion auf einen Programmbearbei-tungsfehler im Anwenderprogramm programmiert werden. Ein Diagnosealarmruft den OB 82 auf. Ergänzend zum OB 80 und OB 82 können keine weiteren An-wender-Organisationsbausteine programmiert werden.

Tabelle 5.10 Organisationsbausteine bei S7-1200

Ereignis OB-Nr. Bemerkung

AnlaufStartup

100 + ≥200 Der OB 100 wird einmalig im Anlauf aufgerufen, weitere Anwender-OB sind möglich.

HauptprogrammProgram cycle

1 + ≥200 Der OB 1 wird zyklisch aufgerufen, weitere Anwender-OB sind möglich.

ZeitfehlerTime error interrupt

80 Der OB 80 wird bei einem Zeitfehler (Programmbearbeitungs-fehler) aufgerufen; keine weiteren OB möglich.

DiagnosealarmDiagnostic error interrupt

82 Der OB 82 wird bei einem Diagnosealarm aufgerufen; keine weiteren OB möglich.

ProzessalarmHardware interrupt

≥200 Soll bei einem Prozessalarm ein Programm bearbeitet werden, muss ihm ein Anwender-OB zugewiesen werden.

WeckalarmCyclic interrupt

≥200 Soll bei einem Weckalarm ein Programm bearbeitet werden, muss ihm ein Anwender-OB zugewiesen werden.

VerzögerungsalarmTime delay interrupt

≥200 Soll bei einem Verzögerungsalarm ein Programm bearbeitet werden, muss ihm ein Anwender-OB zugewiesen werden.

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Ist beim Auftreten eines Ereignisses der zugeordnete Organisationsbaustein nichtvorhanden, wird der OB 80 aufgerufen. Ist er nicht vorhanden, geht die CPU stan-dardmäßig in STOP. Als einziger Organisationsbaustein muss der OB 1 immer vor-handen sein.

Prozessalarme, Weckalarme und Verzögerungsalarme müssen aktiviert werden.Quellen für Prozessalarme sind die Digitaleingabekanäle auf der CPU-Baugruppeund auf dem Signal Board und Ereignisse der integrierten schnellen Zähler (HSC,high speed counter): Ein Alarm kann generiert werden, wenn der aktuelle Zähler-wert gleich dem Vorgabewert (Referenzwert) ist, wenn ein Richtungswechsel statt-gefunden hat und bei einem externen Rücksetzen. Sie aktivieren einen Prozess-alarm bei der Konfiguration der CPU-Baugruppe und weisen ihn beim Anlegen ei-nes Organisationsbausteins von Typ „Hardware interrupt“ zu. Die Zuordnung unddas Lösen zwischen Prozessalarmen und Organisationsbausteinen von Typ „Hard-ware interrupt“ kann auch per Programm zur Laufzeit erfolgen.

Einen Weckalarm aktivieren Sie beim Anlegen eines Organisationsbausteins vomTyp „Cyclic interrrupt“. Hierbei definieren Sie auch das Zeitintervall und die Pha-senverschiebung. Einen Verzögerungsalarm starten Sie mit der Programmfunkti-on SRT_DINT und parametrieren sie mit einem Organisationsbaustein vom Typ„Time delay interrupt“.

Die Starten von Alarm- und Fehler-Organisationsbausteinen kann für einen be-stimmten Programmteil unterbunden (verzögert) werden, so dass dieser Pro-grammteil ohne Unterbrechung durch höher priore Bearbeitungsebenen bearbei-tet wird.

Beim Aufruf der Organisationsbausteine OB 80 (Zeitfehler), OB 82 (Diagnose-alarm), OB 100 (Anlauf) und der weiteren Anlauf-Organisationsbausteine gibt dasBetriebssystem eine Startinformation als „Eingangsparameter“ mit. Diese Startin-formation kann im Anwenderprogramm abgefragt und verarbeitet werden.

Bausteinschachtelung

Die Schachtelungstiefe für Bausteinaufrufe beträgt in einem Organisationsbau-stein des Anlauf und des Hauptprogramms 16, d. h. es können bis zu 16 weitereBausteinebenen verwendet werden. Bei unterbrechungsgesteuerten Organisati-onsbausteinen beträgt der Wert der Schachtelungstiefe 4.

Programmfunktionen (Anweisungen), die Daten speichern, und Bausteine ausden globalen Bibliotheken können innerhalb eines Funktionsbausteins als Lokal-instanz aufgerufen werden. Sie nutzen dabei den Instanzdatenbaustein des aufru-fenden Funktionsbausteins als Datenablage (Multiinstanz). Vom Anwender erstell-te Funktionsbausteine werden als Einzelinstanz mit eigenem Instanzdatenbau-stein aufgerufen (mit STEP 7 Basic V10.5).

Fehlerbehandlung

Eine CPU 1200 reagiert auf einen Programmbearbeitungsfehler, z. B. wenn ein an-geforderter Organisationsbaustein nicht vorhanden ist, standardmäßig mit einem

208


Eintrag in den Diagnosepuffer und geht anschließend in STOP. Mit den Anweisun-gen GetError und GetErrorID kann in einem Baustein eine anwenderspezifische Re-aktion programmiert werden. Tritt ein Programmbearbeitungsfehler in einemBaustein auf, in dem diese Anweisungen programmiert sind, führt das Betriebs-system keine Standard-Fehlerreaktion durch.

Wenn die Bearbeitungszeit des Hauptprogramms die Zyklusüberwachungszeitüberschreitet, wird der OB 80 aufgerufen. Wird die Zyklusüberwachungszeit in-nerhalb eines Programmzyklus ein zweites Mal überschritten, geht die CPU inSTOP. Mit der Anweisung RE_TRIGR kann die Zyklusüberwachungszeit neu gestar-tet werden.

Variablen und Adressierung

Die Operandenbereiche einer CPU 1200 sind die Peripherie-Eingänge und die Pe-ripherie-Ausgänge (die „Klemmen“ an den Baugruppen), die Eingänge und dieAusgänge (das Prozessabbild) und die Merker. Werden Eingänge, Ausgänge undMerker absolut adressiert, schreibt man bei STEP 7 Basic ein Prozentzeichen vorden Operanden: %E1.0, %AW8 oder %MD20. Eine Adresse im OperandenbereichPeripherie ist direkt einer Adresse im Prozessabbild zugeordnet. Will man die Pe-ripherie direkt ansprechen, ergänzt man die Ein- oder Ausgangsadresse mit „:P“,also beispielsweise %E1.0:P oder %AW8:P.

Eingänge, Ausgänge und Merker können auch symbolisch adressiert werden. DieZuordnung zur Absolutadresse geschieht in der PLC-Variablentabelle. Die symbo-lische Adressierung der Peripheriebereiche geschieht wie bei der Absolutadressie-rung: man ergänzt den Namen mit „:P“, beispielsweise „Motor einschalten“:P.

Die temporären Lokaldaten in Codebausteinen werden nur symbolisch adressiert,ebenso wie die statischen Lokaldaten in Funktionsbausteinen. Bei den Datenbau-steinen gibt es zwei Varianten: Datenvariablen, deren Datenbaustein das Baustein-attribut „nur symbolisch adressierbar“ trägt, können nur symbolisch adressiertwerden, beispielsweise „Motor 2“.„Motor starten“. Ist das Attribut nicht aktiviert, istauch eine Absolutadressierung möglich, beispielsweise %DB2.DBX1.0. Das trifftdann auch für Datenvariablen in Instanzdatenbausteinen zu, wenn man sie wieGlobaldaten adressiert.

Remanenz

Das Bausteinattribut „nur symbolisch adressierbar“ wird beim Anlegen eines Bau-steins aktiviert. Instanzdatenbausteine übernehmen das Attribut vom zugeordne-ten Funktionsbaustein. Die Aktivierung des Attributs „nur symbolisch adressier-bar“ wirkt sich auch auf die Remanenz der Datenvariablen – und damit auch aufdie Bausteinparameter und die statischen Lokaldaten in einem Funktionsbaustein– aus: bei aktiviertem Attribut können einzelne Variable remanent eingestellt wer-den, bei nicht aktiviertem Attribut nur der gesamte Datenbaustein bzw. Instanzda-tenbaustein.

Die Merker können in der PLC-Variablentabelle beginnend vom Merkerbyte MB0bis zum eingegebenen Merkerbyte remanent eingestellt werden.

209


Datentypen

Die Datentypen bei einer CPU 1200 sind ähnlich wie bei einer CPU 300/400 (Tabel-le 5.11), ergänzt um die „kurze“ Festpunktzahl SINT und die vorzeichenlosen Fest-punktzahlen. An Zeit- und Zählfunktionen stehen bei S7-1200 die IEC-Zeiten undIEC-Zähler zur Verfügung, so dass es keine Datentypen für SIMATIC-Zeiten und-Zähler gibt. Der Datentyp DTL umfasst das Datum und die Uhrzeit mit einer Ge-nauigkeit von Nanosekunden, wobei eine CPU 1200 und ein Basic Panel die Mikro-und Nanosekunden ignorieren.

Wenn in einem Baustein das Attribut „nur symbolisch adressierbar“ aktiviert ist,kann bei einer CPU 1200 auch der Datentyp LREAL (64-Bit-Gleitpunktzahl) wie einelementarer Datentyp bei Datenvariablen eingesetzt werden. Einschränkungengibt es bei einigen Programmfunktionen, die auf Standardbausteinen basieren:hier kann der Datentyp LREAL (noch) nicht an einem Bausteinparameter verwen-det werden.

Variablen mit den Datentypen ARRAY und STRUCT bestehen aus mehreren Kom-ponenten, die einen elementaren Datentyp aufweisen. Eine Komponente einer AR-RAY-Variablen wird mit Variablenname[n] adressiert, wobei n eine feste Zahl imDeklarationsbereich ist. Eine Komponente einer STRUCT-Variable wird mit Variab-lenname.Komponentenname adressiert. Bei den Datentypen ARRAY und STRUCT istkeine Schachtelung möglich.

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Tabelle 5.11 Datentypen bei CPU 1200

Datentyp Bezeichnung Breite Wertebereich, Beispiele

BOOL Bit, Binärwert 1 Bit 0, 1, FALSE, TRUE

BYTE Byte 8 Bits #1600 … #16FF

WORD Wort 16 Bits #160000 … #16FFFF

DWORD Doppelwort 32 Bits #16000_00000 … #16FFFF_FFFF

SINT Festpunktzahl mit Vorzeichenshort integer

8 Bits –128 … +127

INT Festpunktzahl mit Vorzeicheninteger

16 Bits –32 768 … +32 767

DINT Festpunktzahl mit Vorzeichendouble integer

32 Bits –2 147 483 648 … +2 147 483 647

USINT Festpunktzahl ohne Vorzeichenunsigned short integer

8 Bits 0 … 255

UINT Festpunktzahl ohne Vorzeichenunsigned integer

16 Bits 0 … 65 535

USINT Festpunktzahl ohne Vorzeichenunsigned double integer

32 Bits 0 … 4 294 967 295

REAL Gleitpunktzahlreal

32 Bits –3,402 823e+38 …–1,175 495e–38

±0

+1,175 495e–38 …+3,402 823e+38

LREAL Gleitpunktzahllong real

64 Bits –1,797 693 134 862 3158e+308 …–2,225 073 858 507 2014e–308

±0

+2,225 073 858 507 2014e–308 …+1,797 693 134 862 3158e+308

TIME Zeitdauer mit Vorzeichen 32 Bits T#–24d20h31m23s648ms …T#+24d20h31m23s647ms

DTL Datum und Uhrzeit 12 Bytes DTL#1970-01-01-00:00:00.0 …DTL#2554-12-31-23:59:59:999 999 999

CHAR Zeichen mit ASCII-Codierung 8 Bits ASCII-Zeichen, z. B. ’A’, ’a’, ’1’

STRING Zeichenkette 2+n Bytes maximal 254 Zeichen

z. B. ’Hans Berger’

ARRAY Variable mit einer festen Anzahl an Komponenten mit gleichem Datentyp

n Bytes Feldindex:–32 768 … +32 767z. B. ARRAY [1..32] OF REAL

STRUCT Variable mit einer festen Anzahl an Komponenten mit unterschied-lichem Datentyp

n Bytes z. B. VarName STRUCTKomp1 BOOLKomp2 INTKomp3 TIME

211

6 Kommunikation

Die Kommunikation – der Datenaustausch zwischen programmierbaren Baugrup-pen – ist integrierter Bestandteil bei SIMATIC. Fast alle Kommunikationsfunktio-nen laufen über das Betriebssystem. Schon ohne zusätzliche Hardware, mit nur ei-nem Verbindungskabel zwischen zwei CPU-Baugruppen, können Sie Daten aus-tauschen (lassen). CP-Baugruppen erschließen leistungsfähige Netzverbindungenund die Möglichkeit, auch zu Fremdsystemen zu koppeln.

SIMATIC NET ist der Oberbegriff für die Kommunikation in der SIMATIC. Er stehtfür den Informationsaustausch zwischen Automatisierungsgeräten untereinanderund zu Bedien- und Beobachtungsgeräten. Hierbei gibt es – je nach Leistungsan-forderung – verschiedene Kommunikationswege.

Zum Datenaustausch werden „kommunikationsfähige Baugruppen“ (CPU- oderCP-Baugruppen) benötigt, die miteinander vernetzt sind. Das Netz ist die hard-waremäßige Verbindung zwischen den Kommunikationsteilnehmern. Der Daten-austausch wird über eine Verbindung nach einem bestimmten Ablaufschema(Kommunikationsdienst) ausgeführt. Mit Kommunikationsfunktionen steuert dasAnwenderprogramm den Datenaustausch.

Netz, Subnetz

Ein Netz ist der Verbund von mehreren Geräten zum Zwecke der Kommunikation.Es besteht aus einem oder mehreren miteinander verknüpften Subnetzen gleicheroder unterschiedlicher Art.

In einem Subnetz sind alle Kommunikationsteilnehmer zusammengefasst, diedurch eine Hardware-Verbindung mit einheitlichen physikalischen Eigenschaftenund Übertragungsparametern, wie z. B. der Übertragungsrate, miteinander ver-bunden sind und über ein gemeinsames Übertragungsverfahren Daten austau-schen. Die Subnetze bei SIMATIC unterscheiden sich in ihrer Leistungsfähigkeit:MPI (kostengünstige Vernetzung für kleine Datenmengen), PROFIBUS (schnellerDatenaustausch kleiner und mittlerer Datenmengen), Industrial Ethernet (schnel-ler Austausch großer Datenmengen) und Punkt-zu-Punkt (serielle Kopplung mitbesonderen Protokollen).

Kommunikationsdienst

Ein Kommunikationsdienst legt fest, wie die Daten zwischen den Kommunikations-teilnehmern ausgetauscht werden und wie diese Daten zu behandeln sind. Er ba-siert auf einem Protokoll, das unter anderem das Koordinierungsverfahren zwi-schen den Kommunikationsteilnehmern beschreibt. Die bei SIMATIC am häufigs-ten verwendeten Dienste sind: PG- und OP-Kommunikation, S7-Basiskommunikati-

212

6 Kommunikation

on, S7-Kommunikation, Globaldaten-Kommunikation, PtP-Kommunikation, Stan-dard-Kommunikation (z. B. IT-Kommunikation).

Verbindung

Eine Verbindung definiert die Kommunikationsbeziehungen zwischen zwei Kom-munikationsteilnehmern. Sie ist die logische Zuordnung zweier Teilnehmer zurAusführung eines bestimmten Kommunikationsdienstes und beinhaltet auch spe-zielle Eigenschaften, wie z. B. die Art der Verbindung (dynamisch, statisch) undwie sie zustande kommt. SIMATIC kennt die Verbindungstypen S7-Verbindung,S7-Verbindung hochverfügbar, Punkt-zu-Punkt-Verbindung, FMS- und FDL-Ver-bindung, ISO-Transport-, ISO-on-TCP- und TCP-Verbindung, UDP-Verbindung undE-Mail-Verbindung.

Kommunikationsfunktionen

Die Kommunikationsfunktionen sind die Schnittstellen im Anwenderprogrammzum Kommunikationsdienst. Für SIMATIC S7-interne Kommunikation sind die

Bild 6.1 Vernetzungsmöglichkeiten bei SIMATIC S7-300/400

213

6 Kommunikation

Kommunikationsfunktionen im Betriebssystem der CPU integriert und werdenüber Systembausteine aufgerufen. Für die Kommunikation zu Fremdgeräten überKommunikationsprozessoren stehen ladbare Bausteine zur Verfügung.

6.1 Subnetze bei SIMATIC

MPI – die kostengünstige Vernetzung mit geringen Datenmengen

Jede Zentralbaugruppe bei SIMATIC S7 hat eine „mehrpunktfähige Schnittstelle“(MPI, Multi Point Interface). Sie ermöglicht den Aufbau eines Subnetzes, in demZentralbaugruppen, Bedien- und Beobachtungsgeräte und Programmiergeräteuntereinander Daten austauschen können. Der Datenaustausch wird über ein Sie-mens-eigenes Protokoll abgewickelt.

MPI verwendet als Übertragungsmedium entweder eine geschirmte Zweidrahtlei-tung oder einen Lichtwellenleiter aus Glas bzw. Kunststoff. Die Leitungslänge ineinem Bussegment beträgt bei nicht potenzialgetrennten Schnittstellen bis zu 50m, bei potenzialgetrennten Schnittstellen bis zu 1000 m. Sie lässt sich erhöhendurch dazwischen geschaltete RS485-Repeater (bis zu 1100 m) bzw. Optical LinkModuls (bis > 100 km). Die Übertragungsrate beträgt in der Regel 187,5 kBit/s.

Die maximale Teilnehmeranzahl ist 32. Jeder Teilnehmer erhält für eine bestimm-te Zeit Zugriff auf den Bus und darf Datentelegramme senden. Nach dieser Zeitgibt er die Zugriffsberechtigung an den nächsten Teilnehmer weiter (Zugriffsver-fahren „Token Passing“).

Über ein MPI-Subnetz können Sie mit der Globaldaten-Kommunikation, mit derstationsexternen S7-Basiskommunikation oder der S7-Kommunikation Daten zwi-schen CPUs austauschen. Es werden keine zusätzlichen Baugruppen benötigt.

PROFIBUS – schneller Datenaustausch bis zu mittleren Datenmengen

PROFIBUS steht für „Process Field Bus“ und ist ein herstellerunabhängiger Stan-dard nach EN 50170 Volume 2 für die Vernetzung von Feldgeräten.

Als Übertragungsmedium wird eine geschirmte Zweidrahtleitung oder ein Licht-wellenleiter aus Glas bzw. Kunststoff verwendet. Die Leitungslänge in einem Bus-segment ist von der Übertragungsrate abhängig; sie beträgt 100 m bei der größtenÜbertragungsrate (12 MBit/s) und 1000 m bei der kleinsten (9,6 kBit/s). Die Netz-ausdehnung kann mit Repeatern bzw. Optical Link Moduls vergrößert werden.

Die maximale Teilnehmeranzahl ist 127; es wird zwischen aktiven und passivenTeilnehmern unterschieden. Ein aktiver Teilnehmer erhält für eine bestimmte ZeitZugriff auf den Bus und darf Datentelegramme senden. Nach dieser Zeit gibt erdie Zugriffsberechtigung an den nächsten aktiven Teilnehmer weiter (Zugriffsver-fahren „Token Passing“). Sind einem aktiven Teilnehmer (Master) passive Teilneh-mer (Slaves) zugeordnet, so führt der Master, während er die Zugriffsberechti-gung hat, den Datenaustausch mit den ihm zugeordneten Slaves durch. Ein passi-ver Teilnehmer erhält keine Zugriffberechtigung.

214

6.1 Subnetze bei SIMATIC

Über ein PROFIBUS-Subnetz realisieren Sie die Ankopplung der dezentralen Peri-pherie; der dazugehörende Kommunikationsdienst PROFIBUS DP ist implizit ent-halten. In vielen S7-CPUs ist ein DP-Master integriert. Steckbare DP-Master sindz. B. die IM 467 oder der CP 342-5. Über dieses Subnetz können Sie zusätzlich sta-tionsinterne S7-Basiskommunikation oder S7-Kommunikation betreiben.

Mit entsprechenden CP-Baugruppen übertragen Sie Daten mit PROFIBUS FMS undPROFIBUS FDL. Als Schnittstelle zum Anwenderprogramm gibt es ladbare Baustei-ne (FMS-Schnittstelle bzw. SEND/RECEIVE-Schnittstelle).

Industrial Ethernet – schneller Datenaustausch für große Datenmengen

Industrial Ethernet ist das Subnetz für den Verbund von Rechnern und Automati-sierungsgeräten mit Einsatzschwerpunkt im industriellen Bereich, definiert durchden internationalen Standard IEEE 802.3.

Die physikalische Verbindung ist elektrisch eine zweifach geschirmte Koaxiallei-tung oder eine „Industrial Twisted Pair“-Verkabelung und optisch ein Glas-Licht-wellenleiter. Bei elektrischer Vernetzung beträgt die Ausdehnung 1,5 km, bei opti-scher Vernetzung 4,5 km. Die Übertragungsrate beträgt 10 MBit/s bzw. 100 MBit/s(Fast Ethernet).

Es können bis zu 1024 Teilnehmer pro Segment vernetzt werden. Jeder Teilneh-mer prüft vor einem Netzzugriff, ob gerade ein anderer Teilnehmer Daten sendet.Ist das der Fall, wird eine zufallsabhängige Zeit gewartet, bevor ein neuer Netzzu-griff versucht wird (Zugriffsverfahren CSMA/CD). Alle Teilnehmer sind gleichbe-rechtigt.

Über Industrial Ethernet können Sie mit der S7-Kommunikation Daten austau-schen und die S7-Funktionen nutzen. Sie benötigen für Industrial Ethernet ent-sprechende CP-Baugruppen und können dann auch ISO-Transport-, ISO-on-TCP-,TCP-, UDP- und E-Mail-Verbindungen aufbauen. Mit PROFINET als offenem Stan-dard der PROFIBUS Nutzerorganisation kann auch dezentrale Peripherie am Indu-strial Ethernet betrieben werden (PROFINET IO).

Punkt-zu-Punkt-Kopplung – serielle Kopplung mit besonderen Protokollen

Eine Punkt-zu-Punkt-Kopplung (PTP, point to point) ermöglicht den Datenaus-tausch über eine serielle Verbindung. Eine Punkt-zu-Punkt-Kopplung wird imSIMATIC Manager als Subnetz behandelt und ähnlich projektiert.

Das Übertragungsmedium ist ein elektrisches Kabel mit schnittstellenabhängigerBelegung. Als Schnittstellen stehen RS 232C (V.24), 20 mA (TTY) und RS 422/485zur Verfügung. Die Übertragungsrate liegt im Bereich von 300 Bit/s bis maximal19,2 kBit/s bei 20 mA-Schnittstelle bzw. 76,8 kBit/s bei RS 232C und RS 422/485. DieLeitungslänge ist abhängig von der Schnittstellenphysik und der Übertragungsra-te; sie beträgt 10 m bei RS 232C, 1000 m bei 20 mA-Schnittstelle mit 9,6 kBit/s und1200 m bei RS 422/485 mit 19,2 kBit/s.

215

6 Kommunikation

Als Protokolle bzw. Prozeduren stehen 3964 (R), RK 512, Druckertreiber und einASCII-Treiber zur Verfügung, der das Definieren einer eigenen Prozedur ermög-licht. Für spezielle Fälle gibt es ladbare Sondertreiber.

AS-Interface – kostengünstige robuste Vernetzung auf unterster Ebene

Das AS-Interface (Aktor-/Sensor-Interface) vernetzt entsprechend ausgelegte binä-re Sensoren und Aktoren nach der AS-Interface-Spezifikation IEC TG 178. ImSIMATIC Manager taucht das AS-Interface nicht als Subnetz auf; lediglich der AS-Interface-Master wird mit der Hardware-Konfiguration oder mit der Netzkonfigu-ration projektiert.

Das Übertragungsmedium ist eine ungeschirmte Zweidrahtleitung, die die Akto-ren und Sensoren sowohl mit Daten als auch mit Spannung versorgt (Netzteil er-forderlich). Die Netzausdehnung kann mit einem Repeater bis zu 300 m betragen.Die Übertragungsrate ist auf 167 kBit/s festgelegt.

Ein AS-Interface-Master steuert bis zu 62 AS-Interface-Slaves durch zyklisches Ab-fragen und gewährleistet so eine definierte Reaktionszeit.

6.2 Kommunikationsdienste

Der Datenaustausch über die Subnetze wird – je nach gewählter Verbindung – vonverschiedenen Kommunikationsdiensten gesteuert. Neben der Kommunikationmit Feldgeräten (PROFIBUS DP/PA, PROFINET IO) stehen abhängig von der einge-setzten CPU- oder CP-Baugruppe folgende Dienste zur Verfügung:

Die PG-Kommunikation wird verwendet, um zwischen einer Engineering Stationund einer SIMATIC-Station Daten auszutauschen. Sie wird beispielsweise von ei-nem Programmiergerät im Online-Betrieb genutzt, um die Funktionen „Variablenbeobachten“ oder „Diagnosepuffer lesen“ auszuführen oder um Anwenderpro-gramme zu laden. Die PG-Kommunikation kann über die Subnetze MPI, PROFIBUSund Industrial Ethernet ausgeführt werden. Mit Hilfe von S7-Routing kann die PG-Kommunikation auch Subnetz-übergreifend genutzt werden.

Die OP-Kommunikation wird verwendet, um zwischen einer HMI-Station und ei-ner SIMATIC-Station Daten auszutauschen. Sie wird beispielsweise von einemHMI-Gerät zum Bedienen und Beobachten genutzt oder um Variablen zu lesenund zu schreiben. Die OP-Kommunikation kann über die Subnetze MPI, PROFIBUSund Industrial Ethernet ausgeführt werden.

Die S7-Basiskommunikation ist ein ereignisgesteuerter Dienst zum Austauschkleinerer Datenmengen zwischen einer CPU und einer Baugruppe in der gleichenSIMATIC-Station („stationsintern“) oder zwischen einer CPU und einer Baugruppein einer anderen SIMATIC-Station („stationsextern“). Die stationsinterne S7-Basis-kommunikation wird über PROFIBUS, die stationsexterne über MPI ausgeführt.

Die S7-Kommunikation ist ein ereignisgesteuerter Dienst zum Austausch größe-rer Datenmengen zwischen CPU-Baugruppen mit Steuer- und Überwachungs-

216

6.2 Kommunikationsdienste

Tabelle 6.1 Beziehung zwischen Subnetzen, kommunikationsfähigen Baugruppen und Kommunikationsdiensten

Subnetz MPI

Baugruppen Kommunikationsdienst Projektierung, Schnittstelle

alle CPUs Globaldaten-Kommunikation GD-Tabelle

stationsexterne S7-Basiskomm. SFC-Aufrufe

S7-Kommunikation Verbindungstabelle, SFB-Aufrufe

Subnetz PROFIBUS


CPUs mit DP-Schnittstelle

PROFIBUS DP (DP-Master oder DP-Slave)

Hardware-Konfiguration, Ein-/Ausgänge, SFC-/SFB-Aufrufe

stationsinterne S7-Basiskomm. SFC-Aufrufe

IM 467 PROFIBUS DP (Master) Hardware-Konfiguration, Ein-/Ausgänge, SFC-/SFB-Aufrufe


CP 342-5

CP 443-5 Extended

CP 342-5: PROFIBUS DP-V0CP 433-5 Ext.: PROFIBUS DP-V1

PROFIBUS DP (Master oder Slave)

Hardware-Konfiguration, Ein-/Ausgänge, SFC-/SFB-Aufrufe



S5-kompatible Kommunikation NCM, SEND/RECEIVE

CP 343-5

CP 443-5 Basic




PROFIBUS FMS NCM, FMS-Schnittstelle

Subnetz Industrial Ethernet


CPUs mit PN-Schnittstelle

PROFINET IO (IO-Controller) Hardware-Konfiguration, Ein-/Ausgänge, SFC-/SFB-Aufrufe

IE-Kommunikation FB-Aufrufe

CP 343-1 Lean

CP 343-1

CP 443-1



CP 343-1 IT

CP 443-1 Advanced

CP 443-1 IT



IT-Kommunikation (HTTP, FTP, E-Mail) NCM, SEND/RECEIVE

CP343-1 PN S7-Kommunikation Verbindungstabelle, SFB-Aufrufe


Subnetz PTP (Punkt-zu-Punkt)


CP 340

CP 441-1

ASCII-Protokoll, 3964 (R),Druckertreiber

eigenes Projektierungstoolladbare Bausteine, bei CP 441: SFB

CP 341

CP 441-2

ASCII-Protokoll, 3964 (R),RK 512, Sondertreiber

eigenes Projektierungstoolladbare Bausteine, bei CP 441: SFB

CPU 313C-2 PtPCPU 314C-2 PtP

ASCII-Protokoll, 3964 (R),RK 512 (bei CPU 314C)

CPU-Projektierung,SFB-Aufrufe

NCM ist die Projektierungssoftware für die CP-Baugruppen; NCM gibt es für PROFIBUS und für Industrial Ethernet.

217

6 Kommunikation

funktionen. Die S7-Kommunikation kann über die Subnetze MPI, PROFIBUS undIndustrial Ethernet ausgeführt werden.

Die Globaldaten-Kommunikation ermöglicht den Austausch von kleinen Daten-mengen zwischen mehreren CPUs ohne zusätzlichen Programmieraufwand imAnwenderprogramm. Die Übertragung kann zyklisch oder ereignisgesteuert er-folgen. Die Globaldaten-Kommunikation ist nur über den MPI-Bus bzw. den K-Busmöglich.

Die PtP-Kommunikation (Punkt-zu-Punkt-Kopplung) überträgt Daten über eineserielle Schnittstelle, z. B. zwischen einer SIMATIC-Station und einem Drucker. DerDatenaustausch ist mit verschiedenen Übertragungsprozeduren möglich.

Die S5-kompatible Kommunikation ist ein ereignisgesteuerter Dienst zur Daten-übertragung zwischen SIMATIC-Stationen und zu Fremd-Stationen. Die S5-kom-patible Kommunikation kann bei Industrial Ethernet über die Verbindungen TCP,ISO-on-TCP, ISO-Transport und UDP erfolgen, bei PROFIBUS über FDL.

Die Standard-Kommunikation arbeitet mit genormten und standardisierten Pro-tokollen für die Datenübertragung, die herstellerunabhängig sind. PROFIBUS FMS(Fieldbus Message Specification) bietet Dienste für die programmgesteuerte, gerä-teneutrale Übertragung von strukturierten Variablen (FMS-Variablen) nach EN50170 Volume 2. Mit einem IT-Kommunikationsprozessor erhält eine SIMATIC-Station Anschluss an die IT-Kommunikation beispielsweise mit HTTP (Hyper TextTransfer Protocol) für den Zugriff mit Web-Browsern oder FTP (File Transfer Pro-tocol) zum programmgesteuerten Datenaustausch.

6.3 Netz projektieren

Die Grundlage der Kommunikation bei SIMATIC ist die Vernetzung der Stationen.Die erforderlichen Objekte sind die Subnetze und die kommunikationsfähigenBaugruppen in den Stationen. Neue Subnetze und Stationen können Sie mit demSIMATIC Manager innerhalb der Projekthierarchie anlegen. Die kommunikations-fähigen Baugruppen (CPU- und CP-Baugruppen) fügen Sie dann mit der Hard-ware-Konfiguration ein; gleichzeitig ordnen Sie die Kommunikationsschnittstel-len dieser Baugruppen einem Subnetz zu. Die Kommunikationsbeziehungen zwi-schen diesen Baugruppen – die Verbindungen – legen Sie dann mit der Netzpro-jektierung in der Verbindungstabelle fest.

Die Netzprojektierung gestattet die grafische Darstellung und Dokumentation derprojektierten Netze und deren Teilnehmer. Auch in der Netzprojektierung könnenSie alle erforderlichen Subnetze und Stationen anlegen; dann ordnen Sie die Stati-onen den Subnetzen zu und parametrieren die Teilnehmereigenschaften der kom-munikationsfähigen Baugruppen. Um über die Netzprojektierung die Kommuni-kationsbeziehungen in einem Projekt festzulegen, gehen Sie wie folgt vor:

b Öffnen des standardmäßig im Projektbehälter angelegten MPI-Subnetzes (wenn es nicht mehr vorhanden ist, einfach mit EINFÜGEN → SUBNETZ ein neues Subnetz anlegen).

218

6.3 Netz projektieren

b Mit der Netzkonfiguration nun die benötigten Stationen und – bei Bedarf – weitere Subnetze anlegen.

b Die Stationen öffnen und mit den kommunikationsfähigen Baugruppen versehen.

b Die Baugruppen mit den entsprechenden Subnetzen verbinden.

b Bei Bedarf die Netzparameter anpassen.

b Bei Bedarf in der Verbindungstabelle die Kommunikationsverbindungenfestlegen.

Bevor Sie die Kommunikationsparameter zu einem Zielsystem laden können,müssen Sie die Netzprojektierung übersetzen. Die übersetzten Daten sind dannim Objekt Systemdaten im Behälter Bausteine abgelegt. Sie können von der Netz-projektierung aus die einzelnen Stationen mit den Kommunikationsparameternversehen oder aus dem SIMATIC Manager heraus alle Konfigurationsdaten zu denStationen übertragen.

Netzfenster

Die Voraussetzung zum Starten der Netzprojektierung ist, dass Sie ein Projekt an-gelegt haben. Zusammen mit dem Projekt legt der SIMATIC Manager automatischein MPI-Subnetz an. Ein Doppelklick auf dieses oder ein beliebiges anderes Sub-netz startet die Netzprojektierung. Sie gelangen auch in die Netzprojektierung,wenn Sie das Objekt Verbindungen im Behälter CPU öffnen. Das Fenster für dieNetzkonfiguration zeigt im oberen Teil alle bisher im Projekt angelegten Subnetzeund Stationen (Teilnehmer) mit den projektierten Anschlüssen. Im unteren Teil-fenster wird die Verbindungstabelle angezeigt, wenn im oberen Teilfenster eine„verbindungsfähige“ Baugruppe, z. B. eine S7-400-CPU, markiert ist.

Ein zweites Fenster zeigt den Netzobjekt-Katalog mit einer Auswahl der verfügba-ren SIMATIC-Stationen, Subnetze und DP-Stationen. Den Katalog können Sie mitANSICHT → KATALOG einund ausblenden und Sie können ihn am rechten Rand desNetzfenster „andocken“ (Doppelklick auf die Titelleiste).

Auswahl und Anordnung der Komponenten

Sie beginnen die Netzkonfiguration mit der Auswahl eines Subnetzes, das Sie imKatalog mit der Maus markieren, festhalten und in das Netzfenster ziehen. DasSubnetz wird als waagerechte Linie in Fenster dargestellt. Mit den gewünschtenStationen verfahren Sie gleichermaßen, zunächst noch ohne Anschluss an einSubnetz. Nicht erlaubte Positionen werden beim Ziehen in das Netzfenster durchein Verbotszeichen am Mauszeiger angezeigt.

Die Stationen sind noch „leer“. Ein Doppelklick auf eine Station öffnet die Hard-ware-Konfiguration, so dass Sie die Station konfigurieren können, mindestens je-doch die Baugruppe(n) mit Netzanschluss. Station speichern, zurück zur Netzkon-figuration. Die Schnittstelle einer kommunikationsfähigen Baugruppe wird in derNetzkonfiguration als kleines Kästchen unter der Baugruppenansicht dargestellt.

219

6 Kommunikation

Auf dieses Kästchen klicken, festhalten und zum entsprechenden Subnetz ziehen.Der Anschluss an das Subnetz wird als senkrechte Linie dargestellt.

Auch ein DP-Mastersystem mit allen DP-Slaves wird in der Netzprojektierung gra-fisch dargestellt und kann editiert werden. Die Anzeige von DP-Slaves können Sieein- und ausschalten. Bei umfangreicher Vernetzung oder mehreren Mastersyste-men ist es mitunter hilfreich, ein bestimmtes Mastersystem mit allen DP-Slaveshervorzuheben.

6.4 Verbindungen projektieren

Verbindungen beschreiben die Kommunikationsbeziehungen zwischen zwei Ge-räten. Verbindungen müssen projektiert werden, wenn

b eine S7-Kommunikation zwischen zwei SIMATIC S7-Geräten aufzubauen ist („Kommunikation über projektierte Verbindungen“) oder

b der Kommunikationspartner keine SIMATIC-Station ist.

Bild 6.2 Beispiel für eine Netzprojektierung mit Netzfenster, Verbindungstabelle und Netzobjekt-Katalog

220

6.4 Verbindungen projektieren

Verbindungstabelle

Die Kommunikationsverbindungen werden in der Verbindungstabelle projektiert.Zum Projektieren der Verbindungen markieren Sie in der Netzkonfiguration eineS7-400-CPU. Sie erhalten im unteren Teil des Netzfensters die Verbindungstabelle.Mit EINFÜGEN → VERBINDUNG oder mit einem Doppelklick auf eine leere Zeile tra-gen Sie eine neue Kommunikationsverbindung ein.

Für jede „aktive“ CPU erstellen Sie eine Verbindungstabelle. Beachten Sie, dass Siefür eine S7-300-CPU keine Verbindungstabelle erstellen können; S7-300-CPUskönnen nur „passive“ Partner in einer S7-Verbindung sein. Im Fenster „Neue Ver-bindung“ wählen Sie in den Dialogfeldern „Station“ und „Baugruppe“ den Verbin-dungspartner aus; die Station und die Baugruppe müssen bereits vorhanden sein.In diesem Fenster bestimmen Sie auch den Typ der Verbindung. Möchten Sie wei-tere Verbindungseigenschaften einstellen, aktivieren Sie das Kontrollkästchen „Ei-genschaftendialog aufblenden“.

Einseitige und zweiseitige Verbindungen

Die Anzahl der möglichen Verbindungen ist CPU-spezifisch. STEP 7 legt für jedeVerbindung und für jeden Partner eine Verbindungs-ID fest. Sie benötigen dieseAngabe, wenn Sie die Kommunikationsbausteine in Ihrem Programm einsetzen.

Bei einer einseitigen Verbindung kann die Kommunikation nur von einem Partneraus angestoßen werden. Beispiel: S7-Kommunikation zwischen einer S7-400- undS7-300-CPU. Obwohl die S7-Kommunikationsfunktionen in S7-300 nicht vorhan-den sind, können von einer S7-400-CPU mit SFB 14 GET und SFB 15 PUT Datenausgetauscht werden. In der S7-300-CPU läuft dann kein Anwenderprogramm zudieser Kommunikation, sondern der Datenaustausch wird vom Betriebssystem ab-gewickelt. Eine einseitige Verbindung wird in der Verbindungstabelle der „akti-ven“ CPU projektiert. STEP 7 vergibt dann nur eine Lokale ID. Sie laden diese Ver-bindung auch nur in die lokale Station.

Bei einer zweiseitigen Verbindung können beide Partner aktiv die Kommunikationaufnehmen; z. B. zwei S7-400-CPUs mit den Kommunikationsfunktionen SFB 8BSEND und SFB 9 BRCV. Eine zweiseitige Verbindung projektieren Sie nur einmalfür einen der beiden Partner. STEP 7 vergibt dann eine Lokale ID (für die aktuellgeöffnete Station) und eine Partner ID und erzeugt die Verbindungsdaten für bei-de Stationen. Sie müssen beide Verbindungstabellen laden, in jeden Partner seineeigene.

Je nach Subnetz und Übertragungsprotokoll wählen Sie einen Verbindungstyp,beispielsweise S7-Verbindung (Standard zwischen S7-Geräten), PtP-Verbindung(Punkt-zu-Punkt-Verbindung) oder ISO-on-TCP-Verbindung (TCP/IP-Standard zurFremdgerätekopplung).

Projektübergreifende Verbindungen

Für den Datenaustausch zwischen zwei S7-Baugruppen, die unterschiedlichenSIMATIC-Projekten angehören, projektieren Sie in der Verbindungstabelle als Ver-

221

6 Kommunikation

bindungspartner „unspezifiziert“ (jeweils in der lokalen Station in beiden Projek-ten). Achten Sie darauf, dass die Daten der Verbindung in beiden Projekten über-einstimmen (STEP 7 führt hier keine Prüfung durch). Nach dem Sichern undÜbersetzen laden Sie dann die Verbindungsdaten jeweils in die lokale Station.

Liegen die Verbindungspartner in verschiedenen Projekten eines Multiprojekts,wählen Sie „In unbekanntem Projekt“ als Verbindungspartner und geben im Ei-genschaftsfenster einen eindeutigen Verbindungsnamen (Referenz) an.

Verbindung zu Nicht-S7-Stationen

Innerhalb eines Projekts können Sie auch andere als S7-Stationen als Verbindungs-partner angeben. Voraussetzung für die Verbindungsprojektierung ist, dass dieNicht-S7-Station als Objekt im Projektbehälter vorhanden ist und Sie die Nicht-S7-Station in den Stationseigenschaften mit dem entsprechenden Subnetz verbundenhaben (z. B. in der Netzprojektierung die Station markieren, BEARBEITEN → OB-JEKTEIGENSCHAFTEN und auf der Registerkarte „Schnittstellen“ die Station mit demgewünschten Subnetz verbinden).

Bild 6.3 Kommunikationsverbindungen projektieren

222

6.5 Dezentrale Peripherie mit PROFIBUS DP projektieren

6.5 Dezentrale Peripherie mit PROFIBUS DP projektieren

Die dezentrale Peripherie mit PROFIBUS DP projektieren Sie im Wesentlichen wiedie zentral angeordneten Baugruppen. Anstatt Baugruppen in einem Baugrup-penträger anzuordnen, ordnen Sie hier DP-Stationen (PROFIBUS-Teilnehmer) ei-nem DP-Mastersystem zu. Für die notwendigen Tätigkeiten wird folgende Reihen-folge empfohlen:

1 Mit dem SIMATIC Manager legen Sie ein neues Projekt an oder öffnen ein vor-handenes.

2 Mit dem SIMATIC Manager legen Sie im Projekt ein PROFIBUS-Subnetz an undstellen gegebenenfalls das Busprofil ein.

3 Mit dem SIMATIC Manager legen Sie im Projekt die Masterstation an, die denDP-Master aufnehmen soll, z. B. eine S7-400-Station. Wenn Ihre Anlage intelli-gente DP-Slaves enthält, legen Sie jetzt auch die entsprechenden Slavestatio-nen, z. B. S7-300-Stationen, an. Mit dem Öffnen der Masterstation starten Siedie Hardware-Konfiguration.

4 Mit der Hardware-Konfiguration platzieren Sie einen DP-Master in der Master-station. Das kann z. B. eine CPU mit integrierter DP-Schnittstelle sein. Der DP-Schnittstelle weisen Sie das vorher angelegte PROFIBUS-Subnetz zu und erhal-ten ein DP-Mastersystem. Die restlichen Baugruppen können Sie auch späterkonfigurieren. Station speichern und übersetzen.

5 Wenn Sie eine S7-Station für einen intelligenten DP-Slave angelegt haben, öff-nen Sie diese in der Hardware-Konfiguration und „stecken“ Sie die Baugruppemit der gewünschten DP-Schnittstelle, z. B. eine S7-300-CPU mit integrierterDP-Schnittstelle oder ein ET 200X-Basismodul BM 147/CPU. Stellen Sie gegebe-nenfalls die DP-Schnittstelle als „DP-Slave“ ein, weisen Sie der DP-Schnittstelledas vorher angelegte PROFIBUS-Subnetz zu und projektieren Sie die Nutzdaten-schnittstelle aus der Sicht des DP-Slaves (Übergabespeicher). Die restlichenBaugruppen können Sie auch später konfigurieren. Station speichern undübersetzen.

Verfahren Sie mit weiteren Stationen, die für intelligente DP-Slaves vorgesehensind, in gleicher Art und Weise.

6 Öffnen Sie die Masterstation mit dem DP-Mastersystem und ziehen Sie nun mitder Maus aus dem Hardware-Katalog die PROFIBUS-Teilnehmer (kompakte undmodulare DP-Slaves) auf das DP-Mastersystem. Teilnehmeradresse vergeben,eventuell die Baugruppenanfangsadresse und die Diagnoseadresse einstellen.

7 Wenn Sie intelligente DP-Slaves angelegt haben, ziehen Sie das entsprechendeStellvertretersymbol (im Hardware-Katalog unter „PROFIBUS-DP“ und „bereitsprojektierte Stationen“) mit der Maus auf das DP-Mastersystem.

Öffnen Sie das Symbol und weisen Sie nun einen bereits projektierten intelli-genten DP-Slave zu („Koppeln“), vergeben Sie eine Teilnehmeradresse und pro-jektieren Sie die Nutzdatenschnittstelle aus der Sicht des DP-Masters bzw. ausder Sicht der zentralen Master-CPU. Verfahren Sie mit jedem intelligenten DP-Slave in gleicher Art und Weise.

223

6 Kommunikation

8 Alle Stationen speichern und übersetzen. Das DP-Mastersystem ist jetzt projek-tiert. Sie können die Konfiguration nun mit zentralen Baugruppen oder weiterenDP-Slaves ergänzen oder die noch fehlenden Baugruppenparameter nachtragen.

Bild 6.4 Darstellung eines DP-Mastersystems in der Hardware-Konfiguration

Bild 6.5 Darstellung eines DP-Mastersystems in der Netzprojektierung

224

6.6 Adressen im DP-Mastersystem

6.6 Adressen im DP-Mastersystem

Ein DP-Mastersystem mit dem DP-Master und allen DP-Slaves ist in die Adressen-struktur der zentralen CPU integriert, denn die DP-Slaves werden von der zentra-len CPU aus wie zentral angeordnete Baugruppen angesprochen. Folgende Adres-sen gibt es in einem DP-Mastersystem:

b Teilnehmeradresse: Jeder Teilnehmer am PROFIBUS-Subnetz hat eine im Subnetz eindeutige Adres-se, die Teilnehmeradresse (Stationsnummer), die ihn von den anderen Teilneh-mern am Subnetz unterscheidet.

b Geografische Adresse: Die geografische Adresse eines DP-Slaves entspricht der Steckplatzadresse einerzentral angeordneten Baugruppe. Sie setzt sich zusammen aus der DP-Master-system-ID (wird beim Projektieren festgelegt) und der Teilnehmeradresse amPROFIBUS (entspricht der Racknummer). Bei modular aufgebauten DP-Slaveskommt die Steckplatznummer hinzu, bei Baugruppen mit Submodulen zusätz-lich der Submodulsteckplatz.

b Logische Adresse, Baugruppenanfangsadresse: Unter der logischen Adresse erreichen Sie die Nutzdaten eines DP-Slaves. Diekleinste logische Adresse entspricht der Baugruppenanfangsadresse einer zent-ralen Baugruppe. Die Nutzdatenbytes eines DP-Slaves stehen im Übergabebe-reich des DP-Masters am P-Bus der CPU zur Verfügung und können, wie jede an-dere zentral angeordnete Baugruppe auch, mit Laden und Transferieren in denSpeicherbereich der CPU übertragen werden. Beträgt die Datenkonsistenz 3oder größer als 4 Bytes müssen Systemfunktionen SFC verwendet werden.

b Diagnoseadresse:Baugruppen, wie z. B. ein DP-Master oder eine redundierbare Stromversor-gung, die keine Nutzdaten jedoch Diagnosedaten aufweisen, werden über eineDiagnoseadresse angesprochen. Die Diagnoseadresse belegt ein Byte im Adress-raum der Peripherie-Eingänge.

Bild 6.6 Adressen in einer SIMATIC-S7-Station mit DP-Mastersystem

225

6 Kommunikation

Übergabespeicher bei intelligenten DP-Slaves

Bei kompakten und modularen DP-Slaves liegen die Adressen der Ein- und Ausgän-ge im Peripheriebereich der zentralen CPU (im Folgenden „Master-CPU“ genannt).Bei intelligenten Slaves hat die Master-CPU keinen direkten Zugriff auf die Ein-/Aus-gabebaugruppen des DP-Slaves. Jeder intelligente DP-Slave hat deshalb einen Über-gabespeicher, der sich in mehrere Teilbereiche mit unterschiedlicher Länge undDatenkonsistenz aufteilen lässt. Aus der Sicht der Master-CPU erscheint so der in-telligente DP-Slave je nach Aufteilung wie ein kompakter bzw. modularer DP-Slave.

Die Adressen des Übergabespeichers legen Sie bei der Projektierung fest: die Ad-ressen aus der Sicht der Slave-CPU bei der Projektierung des intelligenten DP-Sla-ves und die Adressen aus der Sicht der Master-CPU beim Einfügen des intelligen-ten DP-Slaves in das DP-Mastersystem. Aus der Sicht des DP-Masters (genauer: ausder Sicht der zentralen Master-CPU) dürfen sich die Adressen des Übergabespei-chers nicht mit den Adressen anderer Baugruppen in der (zentralen) S7-Stationüberschneiden. Aus der Sicht der Slave-CPU dürfen sich die Adressen des Überga-bespeichers nicht mit denen der im intelligenten DP-Slaves angeordneten Bau-gruppen überlappen.

Die Adressbereiche des Übergabespeichers verhalten sich bezüglich Nutzdatenzu-griff und Datenkonsistenz wie einzelne Baugruppen, d. h. die niedrigste Adresseeines Adressbereichs ist die „Baugruppenanfangsadresse“.

Bild 6.7 Übergabespeicher bei intelligenten DP-Slaves

226

6.7 Spezielle DP-Funktionen

6.7 Spezielle DP-Funktionen

DP-Slaves synchronisieren mit SYNC und FREEZE

Der DP-Master liest die Eingangsdaten von den DP-Slaves zeitlich nacheinanderund erhält Signalzustände, die in dieser Reihenfolge aktuell sind. Mit dem Kom-mando FREEZE können Sie zusammengehörende Eingangsdaten, die über mehre-re DP-Slaves verteilt sind, gleichzeitig einlesen. FREEZE veranlasst die zu einerGruppe zusammengefassten DP-Slaves, die aktuellen Eingangssignalzuständegleichzeitig (synchron) „einzufrieren“, um sie anschließend zyklisch vom Masterabholen zu lassen. Diese Eingangssignale behalten ihren Wert solange bei, bis miteinem erneuten FREEZE-Kommando die DP-Slaves die nun aktuellen Eingangssig-nale einlesen und festhalten oder bis das Kommando UNFREEZE ausgegeben wird,das die Wirkung von FREEZE aufhebt.

Bei den Ausgangssignalen ist es ähnlich: Der DP-Master schreibt die Ausgangsda-ten zu den DP-Slaves zeitlich nacheinander und in dieser Reihenfolge werden dieSignale ausgegeben. Mit dem Kommando SYNC können Sie zusammengehörendeAusgangsdaten, die über mehrere DP-Slaves verteilt sind, gleichzeitig an den Pro-zess ausgeben. SYNC veranlasst die zu einer Gruppe zusammengefassten DP-Sla-ves, die Ausgangssignalzustände gleichzeitig (synchron) auszugeben und unver-ändert zu halten. Nun können die neuen Signalzustände vom DP-Master nachein-ander zu den DP-Slaves geschrieben werden. Nach abgeschlossener Übertragunggeben Sie erneut das Kommando SYNC und veranlassen damit die synchrone Aus-gabe der neuen Ausgangssignale. Die DP-Slaves halten die Ausgangssignalzustän-de solange, bis Sie mit einem SYNC-Kommando die dann aktuellen Werte ausge-ben oder mit einem UNSYNC-Kommando die Wirkung von SYNC wieder aufheben.

Bild 6.8 Projektierung von SYNC- und FREEZE-Gruppen

227

6 Kommunikation

Mit dem Aufruf der Systemfunktion SFC 11 DPSYC_FR stoßen Sie im Anwender-programm die Ausgabe eines SYNC- oder FREEZE-Kommandos an. Der DP-Mastersendet daraufhin das entsprechende Kommando gleichzeitig an alle DP-Slaves.

Voraussetzung für den Einsatz von SYNC und FREEZE ist, dass der DP-Master unddie beteiligten DP-Slaves eine entsprechende Funktionalität aufweisen und dassSie die SYNC-/FREEZE-Gruppen mit der Hardware-Konfiguration projektiert haben.

Pro DP-Mastersystem können Sie bis zu acht SYNC-/FREEZE-Gruppen bilden, dieentweder SYNC, FREEZE oder beide Kommandos ausführen sollen. Die SYNC-/FREEZE-Gruppen projektieren Sie im Anschluss an die Konfiguration des DP-Mas-tersystems, wenn alle DP-Slaves im DP-Mastersystem vorhanden sind. MarkierenSie das DP-Mastersystem (die schwarz-weiß-unterbrochene Schiene) und wählenSie BEARBEITEN → OBJEKTEIGENSCHAFTEN. Im aufgeblendeten Fenster klicken Sie zu-erst auf die Schaltfläche „Eigenschaften“ und legen die auszuführenden Komman-dos in den Gruppen fest. Anschließend ordnen Sie die DP-Slaves den einzelnenGruppen zu.

Gleichlange Ausgabeintervalle durch Äquidistanz

Im Normalfall steuert der DP-Master die ihm zugeordneten DP-Slaves zyklisch oh-ne Pause. Bedingt durch S7-Kommunikation, wenn beispielsweise das Program-miergerät Steuerungsfunktionen über das PROFIBUS-Subnetz ausführt, könnendie zeitlichen Abstände variieren. Sollen Ausgänge über die dezentrale Peripheriein immer gleichen zeitlichen Abständen gesteuert werden, kann man bei entspre-chend ausgelegtem DP-Master äquidistante (gleichlange) Buszyklen einstellen.Hierbei muss der DP-Master der einzige Klasse 1-Master am PROFIBUS sein.

Äquidistante Buszyklen projektieren Sie, wenn alle DP-Slaves im DP-Mastersystemvorhanden sind. Markieren Sie im SIMATIC Manager das PROFIBUS-Subnetz, wäh-len Sie BEARBEITEN → OBJEKTEIGENSCHAFTEN und füllen Sie die folgenden aufgeblen-deten Dialogfenster aus. STEP 7 berechnet das voraussichtliche Äquidistanzinter-vall nach von Ihnen vorgegebenen Berechnungsgrundlagen. Äquidistanzverhal-ten ist bei den Busprofilen „DP“ und „Benutzerdefiniert“ möglich und Vorausset-zung zur Taktsynchronität (siehe „Taktsynchronalarme“).

Mit direktem Datenaustausch (Querverkehr) am PROFIBUS „mithören“

In einem DP-Mastersystem steuert ein DP-Master ausschließlich die ihm zugeord-neten DP-Slaves. Bei entsprechend ausgelegten Stationen kann nun ein andererTeilnehmer – Master oder Slave, Empfänger genannt – am PROFIBUS-Subnetz„mithören“, welche Eingangsdaten ein DP-Slave – Sender genannt – seinem DP-Master sendet. Dieser direkte Datenaustausch wird auch „Querverkehr“ genannt.

Den direkten Datenaustausch projektieren Sie, wenn alle Stationen am PROFIBUS-Subnetz angeschlossen sind. Markieren Sie in der Empfänger-Station die DP-Schnittstelle und wählen Sie BEARBEITEN → OBJEKTEIGENSCHAFTEN. Die Registerkarte„Konfiguration“ enthält die Übergabeschnittstelle zwischen DP-Master und DP-Slave. Klicken Sie auf die Schaltfläche „neu“ und stellen Sie im aufgeblendetenKonfigurationsfenster den Mode DX (direkter Datenaustausch) ein. Im gleichenFenster legen Sie auch die Parameter für den DP-Partner (Sender) fest.

228

6.8 Dezentrale Peripherie mit PROFINET IO projektieren

6.8 Dezentrale Peripherie mit PROFINET IO projektieren

Die dezentrale Peripherie mit PROFINET IO projektieren Sie im Wesentlichen wiedie zentral angeordneten Baugruppen. Anstatt Baugruppen in einem Baugrup-penträger anzuordnen, ordnen Sie hier IO-Devices (Feldgeräte) einem PROFINET-IO-System zu. Für die notwendigen Tätigkeiten wird folgende Reihenfolge emp-fohlen:

1 Mit dem SIMATIC Manager legen Sie ein neues Projekt an oder öffnen ein vor-handenes.

2 Mit dem SIMATIC Manager legen Sie im Projekt ein Industrial-Ethernet-Subnetzan und stellen gegebenenfalls die Eigenschaften ein.

3 Mit dem SIMATIC Manager legen Sie im Projekt die Masterstation an, die denIO-Controller aufnehmen soll, z. B. eine S7-300-Station mit CPU 317-2 PN/DP.Mit dem Öffnen der Masterstation starten Sie die Hardware-Konfiguration.

4 Mit der Hardware-Konfiguration platzieren Sie einen IO-Controller in der Mas-terstation. Das kann z. B. eine CPU mit integrierter PN-Schnittstelle sein. DerPN-Schnittstelle weisen Sie das vorher angelegte Ethernet-Subnetz zu und er-halten ein PROFINET-IO-System.

5 Ziehen Sie nun mit der Maus aus dem Hardware-Katalog die IO-Devices auf dasPROFINET-IO-System. Vergeben Sie eine Teilnehmeradresse und stellen Sieeventuell die Baugruppenanfangsadresse und die Diagnoseadresse ein.

6 Station speichern und übersetzen. Das PROFINET-IO-System ist jetzt projektiert.Sie können die Konfiguration nun mit zentralen Baugruppen oder weiteren IO-Devices ergänzen oder die noch fehlenden Baugruppenparameter nachtragen.

Bild 6.9 Darstellung eines PROFINET-IO-Systems in der Hardware-Konfiguration

229

6 Kommunikation

6.9 Adressen im PROFINET-IO-System

Ein PROFINET-IO-System mit dem IO-Controller und allen IO-Devices ist in die Ad-ressenstruktur der zentralen CPU integriert, denn die IO-Devices werden von derzentralen CPU aus wie zentral angeordnete Baugruppen angesprochen. FolgendeAdressen gibt es in einem PROFINET-IO-System:

b IP-AdresseJeder Teilnehmer am Industrial-Ethernet-Subnetz mit TCP/IP-Protokoll benötigteine eindeutige IP-Adresse, die für den IO-Controller einmalig vergeben wirdund aus der sich dann die IP-Adressen für die IO-Devices ableiten. Die vier Bytelange Adresse besteht aus der Subnetz-Adresse und der Teilnehmeradresse, de-ren jeweiliger Anteil die Subnetzmaske festlegt.

b Teilnehmeradresse: Die Teilnehmeradresse ist Teil der IP-Adresse und im PROFINET-IO-System ein-deutig.

b Gerätename, GerätenummerDem IO-Controller und jedem IO-Device geben Sie einen Gerätenamen. Ergän-zend zum Gerätenamen erhält jedes IO-Device eine Gerätenummer (Stations-nummer), die Sie ändern können und mit der Sie das IO-Device vom Anwender-programm aus ansprechen.

b Geografische Adresse: Die geografische Adresse eines IO-Devices entspricht der Steckplatzadresse ei-ner zentral angeordneten Baugruppe. Sie setzt sich zusammen aus der Nummerdes PROFINET-IO-Systems, der Stationsnummer und der Steckplatznummer.

b Logische Adresse, Baugruppenanfangsadresse: Unter der logischen Adresse erreichen Sie die Nutzdaten eines IO-Devices. Diekleinste logische Adresse entspricht der Baugruppenanfangsadresse einer zent-ralen Baugruppe.

b Diagnoseadresse:Module ohne Nutzdaten, die Diagnosedaten senden können, werden über eineDiagnoseadresse angesprochen. Die Diagnoseadresse belegt ein Byte im Adress-raum der Peripherie-Eingänge.

Bild 6.10 Adressen in einem PROFINET-IO-Device

230

6.10 Globaldaten-Kommunikation

6.10 Globaldaten-Kommunikation

Die Globaldaten-Kommunikation (GD-Kommunikation) ist ein im Betriebssystemder CPUs integrierter Kommunikationsdienst, der über den MPI-Bus geringe, zei-tunkritische Datenmengen austauscht. Die übertragbaren Globaldaten umfassenEin- und Ausgänge (Prozessabbilder), Merker und Daten in Datenbausteinen sowieZeit- und Zählwerte als zu sendende Daten. Die zyklische GD-Kommunikation be-nötigt kein Anwenderprogramm; für ereignisgesteuerte GD-Kommunikation beiS7-400 stehen Systemfunktionen zur Verfügung. Voraussetzung ist, dass die CPUsüber die MPI-Schnittstelle untereinander vernetzt oder dass sie, wie im S7-400-Baugruppenträger, über den K-Bus verbunden sind. Alle CPUs müssen im glei-chen STEP-7-Projekt vorhanden sein.

GD-Kreise

Das Senden und Empfangen erfolgt asynchron zwischen Sender und Empfängerjeweils am Zykluskontrollpunkt, d. h. nach der zyklischen Programmbearbeitung,bevor ein neuer Programmzyklus beginnt (wie beispielsweise auch die Prozessab-bildaktualisierung). Der Datenaustausch erfolgt in Form von Datenpaketen. DieCPUs, die ein gemeinsames Datenpaket austauschen, bilden einen GD-Kreis. In ei-nem GD-Kreis können maximal 15 CPUs miteinander Daten austauschen. EineCPU kann auch mehreren GD-Kreisen angehören.

Untersetzungsfaktoren

Das Senden und Empfangen von Globaldaten wird von sog. Untersetzungsfakto-ren gesteuert, da die GD-Kommunikation einen spürbaren Anteil der Bearbei-

Bild 6.11 Beispiel für GD-Kreise

231

6 Kommunikation

tungszeit im CPU-Betriebssystem benötigt und Übertragungszeit auf dem MPI-Bus beansprucht. Sie geben an, nach wie vielen (Anwenderprogramm-)Zyklen dieCPU die Daten sendet bzw. empfängt. Mit Untersetzungsfaktor 0 schalten Sie beiS7-400-CPUs den zyklischen Datenaustausch aus, wenn Sie nur ereignisgesteuertmit SFCs senden oder empfangen wollen.

Globaldatentabelle

Sie haben ein Projekt angelegt, ein MPI-Subnetz ist vorhanden und Sie haben dieS7-Stationen konfiguriert. In den Stationen muss mindestens eine CPU vorhandensein, die mit MPI verbunden ist.

Die GD-Kommunikation projektieren Sie durch das Ausfüllen einer Tabelle. Beimarkiertem Symbol für das MPI-Subnetz im SIMATIC Manager oder in der Netz-projektierung erhalten Sie mit EXTRAS ( GLOBALDATEN DEFINIEREN eine leere Glo-baldatentabelle. Eine Globaldatentabelle kann bis zu 15 CPU-Spalten enthalten.

In jede Zeile tragen Sie unter der entsprechenden CPU die Operanden ein, derenWerte übertragen werden sollen. Eine Zeile kann mehrere Empfänger enthalten,jedoch nur einen Sender. Ein Datenpaket kann nicht nur einzelne Operanden, son-dern auch einen Operandenbereich enthalten. Beispielsweise steht MB 0:15 fürden Bereich vom Merkerbyte MB 0 bis zu MB 15 und DB20.DBW 14:8 für den Daten-bereich, der im Datenbaustein DB 20 liegt, ab Datenwort DBW 14 beginnt und 8Datenwörter umfasst.

Nach dem Ausfüllen wählen Sie den Menüpunkt GD-TABELLE ( ÜBERSETZEN. Nachdem ersten Übersetzen können Sie die Untersetzungsfaktoren und gegebenenfallsOperanden für den Übertragungsstatus angeben. Dann übersetzen Sie die GD-Ta-belle noch einmal.

Bild 6.12 Prinzipdarstellung der zyklischen und ereignisgesteuerten Globaldaten-Kommunikation

SIMATIC S7-StationSIMATIC S7-Station

SubnetzMPI

Ereignisgesteuert: Übertragung mitSFC-Aufruf im Anwenderprogramm

Ereignisgesteuert: Übertragung mitSFC-Aufruf im Anwenderprogramm

Zyklisch: Das Betriebssystem überträgtdie Daten ohne Anwenderprogramm

Zyklisch: Das Betriebssystem überträgtdie Daten ohne Anwenderprogramm

GlobaldatentabelleGlobaldatentabelle

Anwenderprogramm in der CPUAnwenderprogramm in der CPU

CPUCPU

Betriebs-system

Betriebs-system

Res-sour-cen

Res-sour-cen

SFC60/61

SFC60/61

DatenDaten

DatenDaten

232

6.11 S7-Basiskommunikation

Systemfunktionen für die Globaldatenkommunikation

Bei S7-400 können Sie die GD-Kommunikation auch von Ihrem Programm aussteuern. Zusätzlich oder alternativ zur zyklischen Übertragung der Globaldatenkönnen Sie mit der Systemfunktion SFC 60 GD_SND ein GD-Paket senden und mitder SFC 61 GD_RCV ein GD-Paket empfangen. Voraussetzung für den Einsatz dieserSFCs ist eine projektierte Globaldatentabelle. Die SFCs müssen nicht paarweise auf-gerufen werden; es ist auch ein „gemischter“ Betrieb möglich. Beispielsweise kön-nen Sie mit dem SFC 60 GD_SND GD-Pakete ereignisgesteuert senden, diese dannaber zyklisch empfangen.

6.11 S7-Basiskommunikation

Die S7-Basiskommunikation tauscht Daten zwischen programmierbaren SIMATIC-Baugruppen aus. Die hierfür erforderlichen Kommunikationsfunktionen sind Sys-temfunktionen SFC im Betriebssystem der CPU. Der Aufwand im Anwenderpro-gramm beschränkt sich auf den Aufruf dieser SFCs. Die S7-Basiskommunikationgibt es in zwei Ausführungen: stationsextern und stationsintern.

Die Kommunikations-SFCs bauen die Kommunikationsverbindungen bei Bedarfzur Laufzeit selbst auf; sie werden nicht in der Verbindungstabelle projektiert(„Kommunikation über nichtprojektierte Verbindungen“). Ist die Datenübertra-gung beendet, kann per Parametrierung bestimmt werden, ob die Verbindungwieder abgebaut und so die Verbindungsressource freigegeben werden soll oderob die Verbindung für weitere Übertragungen stehen bleibt. Die Verbindung kannauch mit der hierfür vorgesehenen Kommunikations-SFC zwangsweise abgebro-chen werden. Zu einem bestimmten Zeitpunkt existiert immer nur eine Verbin-dung zu einem Kommunikationspartner.

Bild 6.13 Prinzipdarstellung der S7-Basiskommunikation


SubnetzMPI bzw. PROFINET

Zweiseitige Verbindung: Übertragungmit SFC-Aufruf im Anwenderprogramm

Zweiseitige Verbindung: Übertragungmit SFC-Aufruf im Anwenderprogramm

Anwenderprogramm in der CPUAnwenderprogramm in der CPU CPUCPU

Betriebs-system

Betriebs-system

Res-sour-cen

Res-sour-cen

SFC65/66

SFC65/66

SFC67/6872/73

DatenDaten

DatenDaten

Einseitige Verbindung:In der liefernden Station holt oderschreibt das Betriebssystem die Daten.

Einseitige Verbindung:In der anfordernden Station geschiehtdie Übertragung mit SFC-Aufruf imAnwenderprogramm

233

6 Kommunikation

Kann eine Verbindung temporär nicht aufgebaut werden, z. B. wegen fehlenderVerbindungsressourcen, kann später der Verbindungsaufbau erneut versuchtwerden. Die Kommunikationspartner bei der S7-Basiskommunikation sind nichtstatisch festgelegt. Ist ein Auftrag beendet, kann durch Umparametrierung ein an-derer Kommunikationspartner gewählt werden. Dadurch ist die Anzahl der Kom-munikationspartner durch die verfügbare Anzahl an Verbindungsressourcennicht begrenzt.

Als Nutzdaten werden bei der S7-Basiskommunikation maximal 76 Bytes übertra-gen. Das Betriebssystem der CPU stellt unabhängig von der Übertragungsrich-tung die Nutzdaten in Blöcken zusammen, die in sich datenkonsistent sind. DieLänge der konsistent übertragenen Daten ist eine CPU-spezifische Größe. Tau-schen zwei CPUs über die einseitige Verbindung Daten aus, ist für die Datenkon-sistenz der übertragenen Daten die Blockgröße der „passiven“ CPU maßgebend.Bei der stationsexternen SEND/RECEIVE-Verbindung werden alle Daten konsistentübertragen.

Stationsexterne S7-Basiskommunikation

Mit der stationsexternen S7-Basiskommunikation können Sie zwischen SIMATIC-Stationen Daten austauschen. Die Stationen müssen über ein MPI-Subnetz mitein-ander verbunden sein, entweder über ein MPI-Kabel oder – bei S7-400 – über denRückwandbus zwischen den CPUs beim Mehrprozessorbetrieb.

Es kann ein vorhandenes MPI-Subnetz verwendet werden. Beispielsweise ist eineereignisgesteuerte Datenübertragung mit der stationsexternen S7-Basiskommu-nikation parallel zur zyklischen Globaldaten-Kommunikation möglich.

Die stationsexterne S7-Basiskommunikation besteht aus folgenden Systemfunkti-onen:

b SFC 65 X_SEND Daten sendenZweiseitige Verbindung: Im Partnergerät ist der Aufruf der SFC 66 X_RCV erforderlich.

b SFC 66 X_RCV Daten empfangenZweiseitige Verbindung: Im Partnergerät ist der Aufruf der SFC 65 X_SEND erforderlich.

b SFC 67 X_GET Daten lesenEinseitige Verbindung: Liest eine Variable aus dem Partner-gerät ohne Anwenderprogramm im Partnergerät.

b SFC 68 X_PUT Daten schreibenEinseitige Verbindung: Schreibt eine Variable in das Partner-gerät ohne Anwenderprogramm im Partnergerät.

b SFC 69 X_ABORT Verbindung abbrechenBricht eine selbst aufgebaute Verbindung ab.

234

6.12 S7-Kommunikation

Stationsinterne S7-Basiskommunikation

Mit der stationsinternen S7-Basiskommunikation können Sie innerhalb einerSIMATIC-Station Daten zwischen programmierbaren Baugruppen austauschen.Der Datenaustausch läuft über PROFIBUS.

Es kann ein vorhandenes PROFIBUS-Subnetz verwendet werden. Beispiel: Eine sta-tionsinterne S7-Basiskommunikation kann parallel zum zyklischen Datenaus-tausch über PROFIBUS DP zwischen der Master-CPU und der Slave-CPU stattfin-den, bei der ereignisgesteuert Daten übertragen werden.

Die stationsinterne S7-Basiskommunikation besteht aus folgenden Systemfunkti-onen:

b SFC 72 I_GET Daten lesenEinseitige Verbindung: Liest eine Variable aus dem Partner-gerät ohne Anwenderprogramm im Partnergerät.

b SFC 73 I_PUT Daten schreibenEinseitige Verbindung: Schreibt eine Variable in das Partner-gerät ohne Anwenderprogramm im Partnergerät.

b SFC 74 I_ABORT Verbindung abbrechenBricht eine selbst aufgebaute Verbindung ab.

6.12 S7-Kommunikation

Die S7-Kommunikation überträgt größere Datenmengen zwischen SIMATIC-S7-Stationen. Die Stationen sind über ein Subnetz miteinander verbunden; es kannein MPI-, ein PROFIBUS- oder ein Ethernet-Subnetz sein. Die Kommunikationsver-bindungen sind statisch; sie werden in der Verbindungstabelle projektiert („Kom-munikation über projektierte Verbindungen“).

Die Kommunikationsfunktionen sind bei S7-400 Systemfunktionsbausteine SFB,die im Betriebssystem der S7-400-CPUs integriert sind. Jeder SFB benötigt – genauwie ein Funktionsbaustein FB – einen Instanz-Datenbaustein, um seine internenDaten abzulegen. Der zu einem SFB gehörende Instanz-Datenbaustein befindetsich im Anwenderspeicher.

Wenn Sie die S7-Kommunikation nutzen wollen, kopieren Sie die Schnittstellenbe-schreibung der SFBs aus der Standardbibliothek Standard Library unter SystemFunction Blocks in den Behälter Bausteine, generieren für jeden Aufruf einen Ins-tanz-Datenbaustein und rufen Sie den SFB mit dem dazugehörenden Instanz-Da-tenbaustein auf. Bei inkrementeller Eingabe können Sie den SFB auch aus demProgrammelemente-Katalog auswählen und den Instanz-Datenbaustein automa-tisch generieren lassen. Sie können einen SFB auch als Lokalinstanz in einemFunktionsbaustein aufrufen, dann legt der SFB seine Daten im Instanz-Datenbau-stein des aufrufenden Funktionsbausteins ab.

235

6 Kommunikation

Bei S7-300 ist die S7-Kommunikation mit ladbaren Funktionsbausteinen FB reali-siert. Sie finden diese Kommunikationsbausteine in der Standardbibliothek Stan-dard Library unter Communication Blocks.

S7-Kommunikation projektieren

Voraussetzung für die Kommunikation über Systemfunktionsbausteine ist eineprojektierte Verbindungstabelle, in der die Kommunikationsverbindungen defi-niert werden.

Eine Kommunikationsverbindung ist durch eine Verbindungs-ID für jeden Kom-munikationspartner spezifiziert. Die Verbindungs-ID vergibt STEP 7 beim Editie-ren der Verbindungstabelle. Die „Lokale ID“ verwenden Sie für die Parametrie-rung der SFBs in der Baugruppe, von der aus die Verbindung betrachtet wird, die„Partner ID“ für die Parametrierung der SFBs in der Partner-Baugruppe.

Es ist möglich, für unterschiedliche Sende-/Empfangsaufträge die selbe logischeVerbindung zu benutzen. Zur Unterscheidung müssen Sie zusätzlich zur Verbin-dungs-ID eine Auftrags-ID angeben, um die Zusammengehörigkeit des Sende-und Empfangsbausteins festzulegen.

Einseitiger und zweiseitiger Datenaustausch

Bei einem einseitigen Datenaustausch steht der Aufruf des Kommunikations-SFBsnur in der lokalen CPU. In der Partner-CPU erledigt das Betriebssystem die not-wendigen Kommunikationsfunktionen, ein Sende- oder Empfangs(anwender)pro-gramm ist nicht erforderlich. Die Partner-CPU kann die erforderlichen Kommuni-

Bild 6.14 Prinzipdarstellung der S7-Kommunikation


SubnetzMPI, PROFIBUS, Industrial Ethernet

Zweiseitige Verbindung: Übertragung mitFB-/SFB-Aufruf im Anwenderprogramm

Zweiseitige Verbindung: Übertragung mitFB-/SFB-Aufruf im Anwenderprogramm

Anwenderprogramm in der CPUAnwenderprogramm in der CPU

CPUCPU

Betriebs-system

Betriebs-system

Res-sour-cen

Res-sour-cen

FBSFB8/9

12/13

FBSFB8/9

12/13

FBSFB

14/15

DatenDaten

DatenDaten

Einseitige Verbindung:In der liefernden Station holt oderschreibt das Betriebssystem die Daten.

Einseitige Verbindung:In der anfordernden Station geschiehtdie Übertragung mit FB-/SFB-Aufruf imAnwenderprogramm

VerbindungstabelleVerbindungstabelle

236

6.13 IE-Kommunikation

kationsdienste sowohl im Betriebszustand RUN als auch im STOP erbringen. DieGröße der konsistent übertragenen Datenblöcke ist abhängig von der verwendete(Server-)CPU. Zum einseitigen Datenaustausch gehören auch die Steuer- undÜberwachungsfunktionen.

Für den zweiseitigen Datenaustausch benötigen Sie einen SEND- und einenRECEIVE-Baustein, jeweils an den Enden einer Verbindung. Beide Bausteine tragendie Verbindungs-IDs, die in der Verbindungstabelle in der gleichen Zeile stehen.Sie können über eine Verbindung auch mehrere „Baustein-Pärchen“ einsetzen, diesich dann durch die Auftrags-ID unterscheiden.


Mit der „Offenen Kommunikation über Industrial Ethernet“ (kurz: IE-Kommunika-tion) übertragen Sie Daten zwischen zwei am Ethernet-Subnetz angeschlossenenGeräten. Die Kommunikation kann über die Protokolle TCP native gemäß RFC 793,ISO-on-TCP gemäß RFC 1006 oder UDP gemäß RFC 768 realisiert werden.

Die Kommunikationsfunktionen sind ladbare Funktionsbausteine (FB), die in derBibliothek Standard Library unter Communication Blocks in STEP 7 enthalten sind.Mit enthalten sind anwenderdefinierte Datentypen (UDT) mit der Struktur derVerbindungsdaten und der Adresse des Kommunikationspartners.

Tabelle 6.2 Systemfunktionen für die S7-Kommunikation

Zweiseitiger Datenaustausch Einseitiger Datenaustausch

SFB 8 USENDFB 8 USEND

unkoordiniertes Senden eines Datenpakets

SFB 14 GETFB 14 GET

Daten bis zu einer CPU-spe-zifischen Maximallänge lesen

SFB 9 URCVFB 9 URCV

unkoordiniertes Empfangen eines Datenpakets

SFB 12 BSENDFB 12 BSEND

Senden eines Datenblocks mit bis zu 64 kByte Länge

SFB 15 PUTFB 15 PUT

Daten bis zu einer CPU-spezifischen Maximallänge schreiben

SFB 13 BRCVFB 13 BRCV

Empfangen eines Datenblocks mit bis zu 64 kByte Länge

Überwachungsfunktionen Druckdaten übertragen

SFB 22 STATUS Status des Partnergeräts abfragen

SFB 16 PRINT Daten zu einem Drucker übertragen

SFB 23 USTATUS Status des Partnergeräts empfangen Steuerfunktionen

SFC 62 CONTROL Zustand einer SFB-Instanz abfragen

SFB 19 START Im Partnergerät einen Neustart durchführen

FC 62 C_CNTRL Zustand einer Verbindung abfragen

SFB 20 STOP Das Partnergerät in den STOP-Zustand schalten

SFC 87 C_DIAG Verbindungszustand ermitteln SFB 21 RESUME Im Partnergerät einen Wiederanlauf durchführen

237

6 Kommunikation

Verbindung aufund abbauen

Bevor mit der IE-Kommunikation Daten übertragen werden können, muss bei denProtokollen TCP native und ISO-on-TCP eine Verbindung zum Kommunikations-partner aufgebaut werden („verbindungsorientierte Protokolle“) oder beim Proto-koll UDP eine Verbindung zur Kommunikationsschicht des CPU-Betriebssystemshergestellt werden („verbindungsloses Protokoll“). Die Adressierung des Partnersgeschieht dann beim Aufruf des entsprechenden Funktionsbausteins.

Die Projektierung der Verbindung geschieht über einen Datenbereich (und nichtüber die Verbindungstabelle mit der Netzprojektierung). Die notwendigen Daten-strukturen sind in dem anwenderdefinierten Datentyp UDT 65 TCON_PAR hinter-legt, den die Funktionsbausteine zum Auf- und Abbau der Verbindung benutzen.

Der Aufbau der Verbindung zum Partner bzw. das Einrichten des Kommunikationszu-gangspunktes übernimmt der Funktionsbaustein FB 65 TCON, den Sie in beiden Part-nergeräten im Hauptprogramm aufrufen. Über eine aufgebaute Verbindung kön-nen parallel in beiden Richtungen Daten übertragen werden. Auf einer physikali-schen Leitung können mehrere Verbindungen bestehen. Der Funktionsbaustein FB 66TDIS_CON baut die Verbindung wieder ab und gibt so die verwendeten Ressourcenwieder frei.

Daten mit der IE-Kommunikation senden

Das Senden der Daten geschieht bei den Protokollen TCP native oder ISO-on-TCPmit dem Funktionsbaustein FB 63 TSEND und beim Protokoll UDP mit dem Funkti-onsbaustein FB 67 TUSEND.

Bild 6.15 Prinzigdarstellung der IE-Kommunikation


SubnetzIndustrial Ethernet

Verbindung aufund abbauenVerbindung aufund abbauen

Datenübertragung mit demProtokoll UDP

Datenübertragung mit demProtokoll UDP

Datenübertragung mit den ProtokollenTCP native und ISO-on-TCP

Datenübertragung mit den ProtokollenTCP native und ISO-on-TCP

Anwenderprogramm in der CPUAnwenderprogramm in der CPU CPU/CPCPU/CP

Betriebs-system

Betriebs-system

Res-sour-cen

Res-sour-cen

FB65/66

FB65/66

FB63/64

FB63/64

UDT65

UDT65

DatenDaten

Daten DatenUDT66

UDT66

FB67/68

FB67/68

238


Der Sendebaustein wird im Hauptprogramm aufgerufen und über die Bausteinpa-rameter gesteuert. Die Bearbeitung kann unter Umständen mehrere Programmzy-klen dauern. Beim Aufruf des Sendebausteins geben Sie an, welche Kommunikati-onsverbindung und welches Sendefach mit den zu sendenden Daten verwendetwerden sollen.

Die Auftragsbearbeitung wird mit den Bausteinparametern REQ, BUSY, DONE undERROR gesteuert. Im Ausgangszustand führen diese Parameter Signalzustand „0“.Sie starten die Datenübertragung mit steigender Flanke am Parameter REQ. BeimErstaufruf werden die Daten aus dem Sendefach geholt und gesendet.

Solange der Auftrag läuft, führt BUSY den Signalzustand „1“. Der Auftrag wurdeerfolgreich abgeschlossen, wenn BUSY = „0“, DONE = „1“ und ERROR = „0“ führen.Bei einem fehlerhaft ausgeführten Auftrag führen BUSY = „0“, DONE = „0“ undERROR = „1“.

BUSY, DONE und ERROR werden wieder auf „0“ gesetzt, wenn REQ auf „0“ zurück-genommen wird. Die Daten im Sendebereich dürfen dann wieder verändert wer-den, wenn entweder DONE oder ERROR Signalzustand „1“ führen.

Daten mit der IE-Kommunikation empfangen

Das Empfangen der Daten geschieht bei den Protokollen TCP native oder ISO-on-TCP mit dem Funktionsbaustein FB 64 TRCV und beim Protokoll UDP mit FB 68TURCV.

Der Empfangsbaustein wird im Hauptprogramm aufgerufen und über die Bau-steinparameter gesteuert. Die Bearbeitung kann unter Umständen mehrere Pro-grammzyklen dauern. Beim Aufruf des Empfangsbausteins geben Sie an, welcheKommunikationsverbindung und welches Empfangsfach für die zu empfangen-den Daten verwendet werden sollen.

Tabelle 6.3 Funktionsbausteine und Datenstruktur-Vorlagen für die IE-Kommunikation

Verbindungsauf- und -abbau

FB 65 TCON Verbindung aufbauen

FB 66 TDISCON Verbindung abbauen

UDT 65 TCON_PAR Struktur der Verbindungsdaten

Protokolle TCP native und ISO-on-TCP

FB 63 TSEND Daten senden mit logischer Verbindung

FB 64 TRCV Daten empfangen mit logischer Verbindung

Protokoll UDP

FB 67 TUSEND Daten senden mit UDP

FB 68 TURCV Daten empfangen mit UDP

UDT 66 TADD_PAR Datenstruktur für die Partneradresse

239

6 Kommunikation

Die Auftragsbearbeitung wird mit den Bausteinparametern EN_R, NDR, BUSY undERROR gesteuert. Im Ausgangszustand führen diese Parameter Signalzustand „0“.Es werden nur dann Daten empfangen, wenn der Parameter EN_R Signalzustand„1“ führt.

Solange der Auftrag läuft, führt BUSY den Signalzustand „1“. Der Auftrag wurdeerfolgreich abgeschlossen, wenn BUSY = „0“, NDR = „1“ und ERROR = „0“ führen.Bei einem fehlerhaft ausgeführten Auftrag führen BUSY = „0“, NDR = „0“ undERROR = „1“.

BUSY, NDR und ERROR werden wieder auf „0“ gesetzt, wenn EN_R auf „0“ zurück-genommen wird. Die Daten im Empfangsfach sind dann konsistent und könnenweiterverarbeitet werden, wenn NDR Signalzustand „1“ führt.

6.14 PtP-Kommunikation bei S7-300C

Mit der Punkt-zu-Punkt-Kommunikation (PtP, point to point) übertragen Sie Datenüber eine serielle Schnittstelle zu einem Kommunikationspartner, z. B. einemDrucker oder einer SIMATIC-S5-Station. Bei einigen S7-300-Kompakt-CPUs ist be-reits eine RS 422/485-Schnittstelle (X.27) integriert.

Die Kommunikationsverbindungen werden mit der Hardware-Konfiguration beimParametrieren der CPU in den Schnittstelleneigenschaften angegeben. Als Über-tragungsprotokolle stehen der ASCII-Modus, die Prozedur 3964(R) und die Rech-nerkopplung RK512 zur Verfügung.

Die Kommunikationsfunktionen sind Systemfunktionsbausteine SFB, die im Be-triebssystem der S7-300C-CPU integriert sind. Die Instanz-Datenbausteine für die-se SFBs liegen im Anwenderspeicher. Die SFBs führen keine Parameterprüfungdurch. Bei falscher Parametrierung kann es vorkommen, dass die CPU in STOPgeht. Verwenden Sie das Übertragungsprotokoll der Rechnerkopplung, kommt einSynchronisations-Datenbaustein hinzu (einmal für alle Rechnerkopplungs-SFBsim Anwenderspeicher).

PtP-Kommunikation projektieren

Mit der Hardware-Konfiguration stellen Sie im Eigenschaftsfenster der Punkt-zu-Punkt-Schnittstelle das Übertragungsprotokoll ein:

b ASCII-ModusDie Daten werden als ASCII-Zeichen übertragen. Beim Senden erfolgt keineQuittierung. Einstellung der Signalbelegung und der Übertragungsparameter,wie z. B. Baudrate, Parität, Endezeichen.

b Prozedur 3964(R)Die Daten werden zum Kommunikationspartner gesendet und von diesem beiordnungsgemäßem Empfang positiv quittiert. Es wird der Datenempfang quit-tiert. Einstellung der Signalbelegung und der Übertragungsparameter, wie z. B.Baudrate, Parität, Blockcheck.

240

6.14 PtP-Kommunikation bei S7-300C

b Rechnerkopplung RK512Die Datenübertragung kann durch so genannte Koppelmerker koordiniert wer-den. Der Datenempfang und das Abholen der Daten werden quittiert. Einstel-lung der Signalbelegung und der Übertragungsparameter, wie z. B. Baudrate,Parität, Blockcheck.

Bei den Übertragungsprotokollen 3964(R) und RK512 müssen die Kommunikati-onspartner unterschiedliche Priorität haben, um die Reihenfolge bei gleichzeiti-gem Sendewunsch festzulegen.

ASCII-Treiber und Prozedurm 3964(R)

Über die Punkt-zu-Punkt-Verbindung können Sie unter der Verwendung desASCII-Treibers oder der Prozedur 3964(R) Daten senden und empfangen. Die hier-für benötigten Systemfunktionsbausteine sind der SFB 60 SEND_PTP (Daten sen-den mit ASCII-Treiber oder Prozedur 3964(R)), der SFB 61 RCV_PTP (Daten emp-fangen mit ASCII-Treiber oder Prozedur 3964(R)) und der SFB 62 RES_RCVB (Emp-fangspuffer löschen bei ASCII-Treiber oder Prozedur 3964(R)).

Rechnerkopplung RK 512

Über die Punkt-zu-Punkt-Verbindung können Sie unter der Verwendung der Rech-nerkopplung RK512 Daten senden und empfangen. Die hierfür benötigten Sys-temfunktionsbausteine sind der SFB 63 SEND_RK (Daten senden mit der Rechner-kopplung RK512), der SFB 64 FETCH_RK (Daten holen mit der RechnerkopplungRK512) und der SFB 65 SERVE_RK (Daten empfangen und bereitstellen mit derRechnerkopplung RK512).

Die Systemfunktionsbausteine der Rechnerkopplung arbeiten zusätzlich zum Ins-tanz-Datenbaustein mit einem Synchronisations-Datenbaustein zusammen, der die

Bild 6.16 Punkt-zu-Punkt-Kommunikation bei S7-300C

Empfänger-Station bzw. Server-StationSender-Station bzw. Client-Station

SubnetzPtP

RK512:Ein SFB-Aufruf im Anwenderprogrammsteuert die Übertragung. Zusätzlich istein Synchronisations-DB erforderlich

RK512:Ein SFB-Aufruf im Anwenderprogrammsteuert die Übertragung. Zusätzlich istein Synchronisations-DB erforderlich

Anwenderprogramm in der CPUAnwenderprogramm in der CPU CPUCPU

Betriebs-system

Betriebs-system

Res-sour-cen

Res-sour-cen

SFB60

SFB61

SFB63/64

SFB65

DatenDaten

DatenSync-DB

Sync-DB

Daten

ASCII-Treiber oder 3964R:Ein SFB-Aufruf im Anwenderprogrammsteuert die Übertragung.

ASCII-Treiber oder 3964R:Ein SFB-Aufruf im Anwenderprogrammsteuert die Übertragung.

241

6 Kommunikation

Aktivitäten aller Rechnerkopplungsinstanzen synchronisiert und steuert. Der Da-tenbaustein ist einmal im Anwenderspeicher vorhanden. Sie richten ihn als Glo-bal-Datenbaustein mit einer Mindestlänge von 240 Bytes ein.

Die Datenübertragung über die Rechnerkopplung kann mit Koppelmerkern koor-diniert werden. Ein Koppelmerker ist ein Bit aus dem Operandenbereich MerkerM. Für je einen Übertragungsauftrag verwenden Sie einen Koppelmerker. Von derlokalen CPU können Daten nur dann gesendet oder geholt werden, wenn der Kop-pelmerker in der Partner-CPU den Signalzustand „0“ hat. Nach erfolgter Daten-übertragung wird der Koppelmerker auf „1“ gesetzt. Nach der Bearbeitung der Da-ten setzen Sie per Programm den Koppelmerker wieder zurück und geben da-durch die Bearbeitung des nächsten Übertragungsauftrags frei.

Tabelle 6.4 Systemfunktionsbausteine SFB für die PtP-Kommunikation

SFB 60 SEND_PTP Daten senden mit ASCII-Treiber oder Prozedur 3964(R)

SFB 61 RCV_PTP Daten empfangen mit ASCII-Treiber oder Prozedur 3964(R)

SFB 62 RES_RCVB Empfangspuffer löschen bei ASCII-Treiber oder Prozedur 3964(R)

SFB 63 SEND_RK Daten senden mit der Rechnerkopplung RK512

SFB 64 FETCH_RK Daten empfangen mit der Rechnerkopplung RK512

SFB 65 SERVE_RK Daten empfangen und bereitstellen mit der Rechnerkopplung RK512

242

7 Bedienen und Beobachten

Geräte und Werkzeuge im Überblick

Das Führen einer Maschine oder einer Anlage bedeutet, den Produktionsablauf zubeobachten und gegebenenfalls einzugreifen. SIMATIC HMI (human machine in-terface, Mensch-Maschine-Schnittstelle) stellt die benötigten Geräte und Werkzeu-ge zur Verfügung. Ein umfangreiches Gerätespektrum erfüllt jede Anforderungfür maschinennahes Bedienen und Beobachten mit Push Button Panels (PP), Ope-rator Panels (OP), Touch Panels (TP) und Multi Panels (MP). Auch der Operator-Teilder SIMATIC C7-Stationen zählt zu den HMI-Geräten.

SIMATIC HMI ist vollständig auf SIMATIC S7 abgestimmt. Die Bedien- und Beob-achtungsgeräte werden mit dem Softwarepaket WinCC flexible projektiert undkönnen über MPI oder PROFIBUS mit der CPU im Controller Daten austauschen.Hierbei übernimmt das Betriebssystem der CPU einen Großteil der Kommunikati-onsaufgaben. Für höchste Anforderungen an Visualisierung und Bedienung vonMaschinen, Anlagen und Prozessen steht mit WinCC ein Projektierungssystem fürStandard-PC und Panel PC zur Verfügung.

Dieses Kapitel beschreibt eine Auswahl an verfügbaren HMI-Geräten.

BIld 7.1 Übersicht über die HMI-Geräte und die Projektierungsoftware

Panel PC

WinCC flexibleWinCCProAgent

SIMATIC Panel70er Serie

Push ButtonPanel


Mobile Panel

Multi Panel270er und370er Serie


SIMATIC PP7S SIMATIC PP17S

SIMATIC PANELS

SIMATIC PANELS

SIMATIC MOBILE PANELS

SIMATIC PANELS

S SIMATIC PANEL

TOU

CH

SIMATIC PANELS

S SIMATIC PANELTOU

CH

S SIMATIC MULTI PANEL

SIMATIC MULTI PANELS

TO

UC

H

SIMATIC PANEL PCSIMATIC PANEL PC

S

SIMATIC PANEL PCS

TO

UC

H

243


7.1 Push Button Panels PP7 und PP17

Die Push Button Panels PP7 und PP17 sind vorgefertigte Bedienfelder für einfacheMaschinenbedienung. Sie enthalten, je nach Ausführung in unterschiedlichen An-zahlen, beschriftbare Kurzhubtasten mit eingebauten Zweifarben-Flächen-LED.Der Anschluss an die Steuerung erfolgt über eine serielle Schnittstelle, entwederMPI für den direkten Anschluss an die Programmiergeräte-Schnittstelle der CPUoder DP für den Anschluss an PROFIBUS DP an beliebige DP-Master.

Für den Einbau ist lediglich ein rechteckiger Ausschnitt notwendig. Die Schutzartbeträgt IP 65 für die Frontseite und IP 20 für die Rückseite. Für Erweiterungen ste-hen Digitalein- und -ausgänge zur Verfügung, um z. B. zusätzliche 22,5 mm Stan-dardelemente wie Taster und Lampen in den perforierten Ausschnitten der Stan-dard-Ausführung nachzurüsten. Die Push Button Panels sind sofort ohne Parame-trierung einsetzbar; sie sind ab Werk auf die MPI-Adresse 10 und für die Tastenund Anzeigen ab Merkerbyte MB 100 eingestellt. Die Schnittstellenparameter kön-nen ohne Werkzeug auf einem rückseitigen Display verändert werden. Die Projek-tierung erfolgt mit ProTool.

Verschiedene Funktionen sind bereits ab Lieferung enthalten, wie z. B. integrier-ter Lampen- und Tastentest oder Blinkfrequenzen 0,5 Hz und 2 Hz. Diese PushButton Panels werden auch in kundenspezifischen Ausführungen geliefert, mitAnzahl und Anordnung der Anzeige- und Bedienelemente und Beschriftung nachKundenwunsch.

Werden Push Button Panels als DP-Slave eingesetzt, geschieht die Parametrierungmit der Hardware-Konfiguration in STEP 7 wie bei einer ET200-Station. Alle Para-meter liegen auf einem leicht auswechselbaren Speichermodul. Für Diagnosezwe-cke werden alle Betriebszustände am rückseitigen Display angezeigt.

Push Button Panel PP7: 8 Kurzhubtasten, 8 LEDs, zusätzlich 4 Digitaleingänge, 3perforierte Ausschnitte für 22,5 mm Standard-Zusatzelemente wie z. B. Lampen,Taster, usw.

BIld 7.2 Ansicht der Push Button Panels PP7 und PP17-II

244

7.2 SIMATIC Panel – 70er Serie

Push Button Panel PP17-I: 16 Kurzhubtasten, 16 LEDs, zusätzlich 16 Digitalein-gänge und 16 Digitalausgänge, 12 perforierte Ausschnitte für 22,5 mm Standard-Zusatzelemente wie z. B. Lampen, Taster, usw.

Push Button Panel PP17-II: 32 Kurzhubtasten, 32 LEDs, zusätzlich 16 Digitalein-gänge und 16 Digitalausgänge.


Die SIMATIC Panel der 70er-Serie umfassen die Operator Panels OP 73, OP 77Aund OP 77B, die die zeilenorientierten Operator Panels OP 3 und OP 7 ablösen.

Die frontseitige Schutzart IP 65 erlaubt den Einsatz der Operator Panels im ma-schinennahen Bereich. Die Bedienung und Überwachung von aktuellen Störun-gen, Betriebszuständen und Prozesswerten geschieht über ein LED-hinterleuchte-tes LC-Display und mit einer gegenüber verschiedenen Ölen, Fetten und den übli-chen Reinigungsmitteln unempfindlichen Folientastatur. Die Einbaumaße ent-sprechen OP 3 (OP 73) bzw. OP 7 (OP 77A/B).

Die Panels der 70er Serie werden mit WinCC flexible projektiert. Es sind 32 Spra-chen inklusive asiatischer und kyrillischer Zeichensätze verfügbar. Bis zu 5 Spra-chen sind online umschaltbar; es können sprachabhängige Texte und Grafiken re-alisiert werden. Das Meldesystem mit Bitmeldungen kann bis zu 500 (OP 73) bzw.1000 Meldungen (OP 77) verwalten. Sie können bis zu 500 Prozessbilder mit Text-und Grafikobjekten, Feldern und Variablen projektieren. OP 77B besitzt eine Re-zeptverwaltung mit bis zu 100 Rezepturen. Ein Zugriffsschutz mit Passwörternund Passwortlevel verhindert unberechtigte Bedienungen.

Die Panels der 70er-Serie können an S7-200 (PPI-Schnittstelle) oder S7-300/400(MPI-Schnittstelle) angeschlossen werden. Auch ein Betreiben am PROFIBUS DPmit 1,5 MBit/s bzw. 12 MBit/s (OP 77B) ist möglich.

Das Operator Panel OP 73 hat 8 Systemtasten und 4 frei projektierbare Funkti-onstasten. Die Anzeige ist ein vollgrafisches, monochromes 3" STN LC-Display miteiner Auflösung von 160 × 48 Pixeln. Zum Aufnehmen der Projektierungsdaten istein 256 kByte großer Flash-Speicher integriert.

BIld 7.3Ansicht der Operator Panels – 70er Serie

Operator Panel OP 73

Operator Panels

70er Serie

Operator Panel OP 77A/B

SIMATIC PANELS

SIMATIC PANELS

245


Das Operator Panel OP 77A hat 23 Systemtasten, 8 frei projektier- und beschrift-bare Funktionstasten, davon 4 mit LED. Die Anzeige ist ein vollgrafisches, mono-chromes 4,5" STN LC-Display mit einer Auflösung von 160 × 64 Pixeln. 256 kByteFlash-Speicher für Projektierungsdaten sind im Gerät integriert.

Das Operator Panel OP 77B ist wie das OP 77A ausgeführt, hat jedoch einen grö-ßeren Anwenderspeicher von 1000 kByte für Projektierungsdaten. Als zusätzlicheSchnittstellen sind eine USB-Schnittstelle und ein SD-/Multi Media Card Steckplatzvorhanden.

7.3 Mobile Panel

Die Mobile Panel sind ein mobiles Bediengerät für die direkte Anlagen- und Ma-schinenbedienung von jeder Anschlussbox aus. Durch Umstecken im laufendenBetrieb bzw. durch Funkübertragung (Mobile Panel 277(F) IWLAN) können sieüberall dort mit hingenommen werden, wo ein direkter Sichtkontakt auf dasWerkstück oder den Prozess erforderlich ist. Abhängig vom gewählten Anschluss-punkt ist es möglich, Bedienaktionen oder Berechtigungen freizugeben oder zusperren.

Die Schaltflächen und die übrigen Anzeige- und Bedienelemente, wie z. B. LEDoder Funktionstasten, können als zusätzliche E/A-Peripherie projektiert werden.Zum Beispiel kann bei Betätigung eines Bedienelements über das Bussystem in derzentralen Steuerung direkt ein Eingangsbit gesetzt werden oder es kann eine LEDim Panel als Ausgang gesteuert werden. Weitere Bedienelemente sind – je nachAusführungsvariante – zwei 3-stufige Zustimmtaster, optional ein zwangsweiseverrastender STOP-Taster sowie ein Handrad und ein Schlüsselschalter. Zustimm-taster und STOP-Taster sind den Sicherheitsvorschriften entsprechend zweikreisigausgeführt und genügen den Anforderungen der Sicherheitskategorie 3 nach EN

BIld 7.4 Ansicht der Mobile Panels

246


954-1. Die Bedienelemente des Mobile Panels 277F IWLAN sind unter Nutzung vonPROFIsafe fehlersicher ausgeführt. Der STOP-Taster kann über die Anschlussboxenin den Not-Halt-Kreis der Machine oder Anlage eingebunden werden. Er ergänzt,aber ersetzt nicht die fest an der Anlage installierte Not-Halt-Einrichtung nach EN418. Beim Abziehen des Mobile Panels verhindern die Anschlussboxen „Plus“ ei-nen Not-Halt durch automatisches Schließen des Not-Halt-Kreises.

Die Projektierung erfolgt mit WinCC flexible. Die Mobile Panel gibt es in den An-schlussvarianten für MPI/PROFIBUS DP mit einer Übertragungsgeschwindigkeit vonmax. 12 MBit/s und für PROFINET IO mit 10/100 MBit/s.

Beim Mobile Panel 177 erfolgt die Bedienung über ein vollgrafisches 5,7"-STN-Display mit Touchscreen. Die Auflösung beträgt 320 × 240 Pixel bei 256 Farben.Zusätzliche Bedienmöglichkeiten bieten die 14 programmierbaren, frei beschrift-baren Funktionstasten, wovon 8 mit grüner LED ausgerüstet sind.

Beim Mobile Panel 277 erfolgt die Bedienung über ein vollgrafisches 7,5"-TFT-Display mit Touchscreen. Die Auflösung beträgt 640 × 480 Pixel bei 65 536 Farben.Zusätzliche sind 18 programmierbaren, frei beschriftbaren Funktionstasten mitLED vorhanden.


Bei den Panels der 170er Serie erlaubt die frontseitige Schutzart IP 65 den Einsatzim maschinennahen Bereich. Die Bedienung und Überwachung von aktuellen Stö-rungen, Betriebszuständen und Prozesswerten geschieht über ein vollgrafischesSTN Liquid Crystal Display (LCD) und mit einer gegenüber verschiedenen Ölen,Fetten und den üblichen Reinigungsmitteln unempfindlichen Folientastatur. DasTP 177B PN/DP INOX ist auch mit einer Edelstahlfront (DIN EN 1672-2) lieferbar.Die Schutzart auf der Einbauseite ist IP 20. Das 5,7"-Display hat eine Auflösung von320 × 240 Pixeln und ist je nach Panel mit 256 Farben bzw. 4 Blaustufen erhältlich.

Das Betriebssystem ist Windows CE. Die Panels der 170er-Serie werden mit WinCCflexible projektiert. 32 offline projektierbare Sprachen – einschließlich asiatischerund kyrillischer Sprachen – erleichert den weltweiten Einsatz der Geräte, bis zu 5Sprachen sind während des Betriebs online umschaltbar.

Eine Benutzerverwaltung gestattet je nach betrieblichen Erfordernissen die Au-thentifizierung über Benutzerkennung und Passwort mit Vergabe benutzerspezi-fischer Rechte.

Tabelle 7.1 Schnittstellen und einige Projektierungsdaten zu den 170er-Panels

Schnittstellen Anwender-speicher

Meldun-gen

Prozess-bilder

Rezep-turen

Varia-ble

TP 177A RS422, RS485 (1,5 MBit/s) 512 kByte 1000 250 5 500

TP 177B, OP 177B

RS232 (optional), RS422, RS485 (12 MBit/s), USB, Ethernet (bei PN/DP)

2048 kByte 2000 500 100 1000

247


Die Touch Panels TP 177A und TP 177B erlauben eine neue Art der Maschinen-und Anlagenführung: die Bedienung direkt über den Bildschirm. Ein berührungs-empfindlicher Bildschirm ersetzt die Tastatur; überall dort, wo Sie im Bild eineSchaltfläche projektiert haben, kann der Bediener durch Berührung Aktionen an-stoßen. Beim TP 177B sind Maus und Tastatur über eine USB-Schnittstelle an-schließbar.

Beim Operator Panel OP 177B ist das Display als Touchscreen mit projektierba-ren Systemtasten ausgelegt. Zusätzlich gibt es 32 Funktionstasten, davon 26 mitLED, die frei projektier- und beschriftbar sind. Externe Maus und Tastatur sindüber eine USB-Schnittstelle anschließbar.


Bei den Panels der 270er-Serie erlaubt die frontseitige Schutzart IP 65 den Einsatzim maschinennahen Bereich. Die Bedienung und Überwachung von aktuellen Stö-rungen, Betriebszuständen und Prozesswerten geschieht über ein TFT LiquidCrystal Display (LCD) und mit einer gegenüber verschiedenen Ölen, Fetten undden üblichen Reinigungsmitteln unempfindlichen Folientastatur. Die Schutzartauf der Einbauseite ist IP 20. Das 5,7"-Display hat 256 Farben bei einer Auflösungvon 320 × 240 Pixeln.

Das Betriebssystem ist Windows CE. Die Panels der 270er-Serie werden mit WinCCflexible projektiert. Die Anwenderspeichergröße beträgt 4 MByte. Es können biszu 2000 bzw. 4000 Meldungen, 300 Rezepturen und 500 Prozessbilder projektiertwerden. Maximal 2048 Variablen sind verfügbar.

32 offline projektierbare Sprachen – einschließlich asiatischer und kyrillischerSprachen – erleichert den weltweiten Einsatz der Geräte, bis zu 16 Sprachen sindwährend des Betriebs online umschaltbar.

Eine Benutzerverwaltung gestattet je nach betrieblichen Erfordernissen die Au-thentifizierung über Benutzerkennung und Passwort mit Vergabe benutzerspezi-fischer Rechte.

BIld 7.5 Ansicht Touch Panel TP 177A/B und Operator Panel OP 177B

SIMATIC Panels 170er Serie

Touch Panel TP 177A/B

S SIMATIC PANELTOU

CH

Operator Panel OP 177B

SIMATIC PANELS

TOUCH

248

7.6 Multi Panels – 270er und 370er-Serie

Als Schnittstellen sind RS422, RS485 (MPI, PROFIBUS DP mit bis zu 12 MBit/s), USB(für den Anschluss einer externen Maus oder Tastatur) und Ethernet (RJ45) vor-handen.

In Verbindung mit der Prozessfehlerdiagnose ProAgent können in der Anlage auf-tretende Fehler schneller identifiziert und so die Stillstandszeiten minimiert wer-den. ProAgent zeigt beim Auftreten einer Prozessstörung Informationen zu Feh-lerort und Fehlerursache an – auch mit Unterstützung von vorgefertigten Stan-dardbildern.

Beim Touch Panel TP 277B 6" erfolgt die Bedienung direkt über den Bildschirm.Ein berührungsempfindlicher Bildschirm ersetzt die Tastatur; überall dort, wo Sieim Bild eine Schaltfläche projektiert haben, kann der Bediener durch BerührungAktionen anstoßen.

Beim Operator Panel OP 277B 6" erfolgt die Bedienerführung über eine Folienta-statur. Die Anzahl der Systemtasten beträgt 36 und die Anzahl der frei projektier-und beschriftbaren Funktionstasten 24, davon 18 mit LED.

7.6 Multi Panels – 270er und 370er-Serie

Die multifunktionalen Plattformen kombinieren die Robustheit eines maschinen-nahen Bedien- und Beobachtungsgeräts mit der Flexibilität eines PCs. Die MultiPanels weisen die Schutzart IP 65 an der Frontseite auf, haben keine Festplattenund Lüfter, können also in rauer Industrieumgebung eingesetzt werden. KurzeHochlaufzeiten ermöglichen eine schnelle Einsatzbereitschaft nach dem Einschal-ten. Die Multi Panels gibt es in je zwei Ausführungen: mit Touchscreen und mit Fo-lientastatur.

An Schnittstellen sind on-board vorhanden: RS422, RS485 (MPI, PROFIBUS DP bismax. 12 MBit/s), USB und Ethernet (RJ45), beim MP 370 auch TTY. Ein Steckplatzfür eine SD/MultiMedia Card ist ebenfalls vorhanden.

BIld 7.6 Ansicht der SIMATIC Panels 270er Serie

SIMATIC Panels 270er Serie

Touch Panel TP 277A/B

Operator Panel OP 277B

SIMATIC PANELS

S SIMATIC PANELTOU

CH

249


Das Betriebssystem der Multi Panels ist Windows CE. Sie werden mit WinCC flexib-le projektiert. Von der Optionssoftware WinAC MP 2007 Software SPS stehen fürMP 277 und MP 377 optimierte Varianten zur Verfügung.

Die Multi Panel MP 277 Touch haben ein vollgrafisches 7,5" bzw. 10,4" TFT-Dis-play mit einer Farbtiefe von 64k Farben und einer Auflösung von 640 × 480 Pixeln.Die Multi Panel MP 277 Tasten haben zusätzlich 38 Systemtasten, 26 bzw. 36projektierbare und frei beschriftbare Funktionstasten, davon 18 bzw. 28 mit LED.Der für Anwenderdaten und Optionen nutzbare Speicher beträgt 6 MByte.

Die Multi Panel MP 377 Touch haben ein vollgrafisches 12,1" / 15,1" / 19" TFT-Dis-play mit einer Farbtiefe von 64k Farben und einer Auflösung von 800 × 600 / 1024× 768 / 1280 × 1024 Pixeln. Das Multi Panel MP 377 Tasten hat ein vollgrafisches12,1" TFT-Display mit einer Farbtiefe von 64k Farben und einer Auflösung von 800× 600 Pixeln. Zusätzlich sind 38 Systemtasten, 36 projektierbare und frei be-schriftbare Funktionstasten mit LED. Der für Anwenderdaten und Optionen nutz-bare Speicher beträgt 12 MByte.

7.7 SIMATIC Panel PC

Die SIMATIC Panel PC werden sowohl in der Fertigungsindustrie als auch in derProzessindustrie eingesetzt. Sie sind für den Einbau in Schaltschränken oderSchalttafeln bestimmt. Die Schutzart im eingebauten Zustand beträgt frontseitigIP 65. Die Panel PC weisen eine hohe EMV-Verträglichkeit, Schwingungs- undSchockbelastung auf und sind für 24 h Dauerbetrieb ausgelegt. Rechnereinheitund Bedieneinheit lassen sich bei einigen Gerätetypen auch räumlich getrennt be-

BIld 7.7 Ansicht der Multi Panels MP277 10" Touch und MP377 12" Tasten

S SIMATIC MULTI PANEL

Multi Panel MP 377 12” Tasten

Multi Panels

Multi PanelMP 277 10” Touch

SIMATIC MULTI PANELS

TO

UC

H

250

7.7 SIMATIC Panel PC

treiben. Ein optionales Direkttastenmodul ermöglicht die direkte Prozessbedie-nung über PROFIBUS DP unabhängig vom Betriebssystem.

Ein SIMATIC Panel PC erfüllt die Voraussetzungen zur Totally Integrated Automati-on und bildet die ideale Plattform für PC-based Automation, sei es als ControllerSIMATIC WinAC (Software PLC oder Slot PLC), als maschinennahe Prozessvisuali-sierung mit WinCC flexible oder für komplexe HMI-Lösungen mit WinCC.

Die Panel PC setzen sich aus einer Bedieneinheit und einer Rechnereinheit zusam-men. Die Bedieneinheiten gibt es mit Touchscreen (12,1" mit 800 × 600, 15,1" mit1024 × 768 und 19,1" mit 1280 × 1024 Pixeln Auflösung) und in der Ausführungmit 36 Funktionstasten (12,1" mit 800 × 600 und 15,1" mit 1024 × 768 Pixeln Auflö-sung). Die Panel PC sind entweder ohne Betriebssystem oder mit Windows2000/XP Professional bestellbar.

Tabelle 7.2 Ausgewählte Angaben zu den Rechnereinheiten der Panel PC (ohne Optionen)

Typ Panel PC 477 embedded Panel PC 577 Panel PC 677

Prozessor Intel Celeron 650 MHzIntel Pentium 3 933 MHz

Intel Celeron 2,0 GHzIntel Pentium 4 2,4 GHz

Intel Celeron M 1,5 GHzIntel Celeron M 2,0 GHz

Speicher-Grundausbau 512 MByte 256 MByte 256 MByte

Massenspeicher Compakt Flash Drive mit 512 MByte oder 1 GByte

Festplatte ≥ 40 GByte Festplatte ≥ 40 GByte

Schnittstellen 2 × 10/100 Ethernet2 × USB 2.0 rückseitig1 × USB 2.0 frontseitigopt. MPI/PROFIBUS DP

1 × GBit Ethernet4 × USB 2.0 rückseitig1 × USB 2.0 frontseitig

2 × 10/100 Ethernet4 × USB 2.0MPI/PROFIBUS DP

freie Steckplätze 3 × PC 104+ 3 × PCI 2 × PCI, 1 × CF-Card

BIld 7.8 Ansicht der Panel PCs 477 122" Touch und 677 15" Tasten

SIMATIC PANEL PC

Panel PC 677 15” Tasten

SPanel PC

Panel PC 477 12” Touch

SIMATIC PANEL PCS

TO

UC

H

251


7.8 Kopplung mit SIMATIC-S7-Stationen

HMI-Stationen werden – auch abhängig von der Ausführung der HMI-Station –über folgende Systemkopplungen mit den SIMATIC-Stationen verbunden:

b S7-200 über PPI (über PROFIBUS/MPI mit Einschränkungen)

b S7-1200 über Ethernet (Basic Panels mit PROFINET-Schnittstelle)

b S7-300/400 über MPI

b S7-300/400 über PROFIBUS als „MPI-Teilnehmer“.

Bei der Projektierung wählen Sie die SIMATIC-Station, an der die HMI-Station be-trieben wird, bestimmen die Kopplungsart und stellen die Teilnehmeradresse ein.

PPI-Kopplung

Die PPI-Kopplung zu S7-200 ist zwar im Prinzip eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung,jedoch können auch mehrere S7-200-Stationen an eine HMI-Station angeschlos-sen sein. Aus der Sicht der S7-200-Station ist es eine reine Punkt-zu-Punkt-Verbin-dung. Auch wenn mehrere HMI-Stationen und/oder Programmiergeräte an eineS7-200-Station angeschlossen sind, ist zu einem bestimmten Zeitpunkt immer nureine Verbindung aktiv.

MPI-Kopplung

In einem MPI-Subnetz können bis zu 32 Teilnehmer verbunden sein. Mit wie vie-len Teilnehmern eine S7-CPU verbunden sein kann, legen die „Verbindungsres-sourcen“ fest. Beispielsweise kann eine CPU 314 vier (statische) Verbindungenund eine CPU 414 bis zu 32 Verbindungen aufbauen. Bei den S7-300-CPUs sindzwei Verbindungen fest vergeben und können nicht anderweitig verwendet wer-den: eine Verbindung für ein Programmiergerät und eine Verbindung für eineHMI-Station. Über die freien Verbindungen können weitere HMI-Stationen betrie-ben werden.

Eine HMI-Station hat defaultmäßig die MPI-Adresse 1, ein Programmiergerät 0und eine S7-CPU die Adresse 2. Somit können eine HMI-Station und ein Program-miergerät ohne Adressenänderung an einer S7-CPU betrieben werden.

PROFIBUS-Kopplung

Mit der Projektierungssoftware legen Sie die Teilnehmeradresse der HMI-Stationfest. Geben Sie als Kommunikationspartner den Teilnehmer an, an dem das HMI-Gerät angeschlossen ist bzw. mit dem es direkt die Daten austauscht. Das HMI-Ge-rät wird als aktiver Teilnehmer konfiguriert. Werden DP-Direkttasten verwendet,muss das HMI-Gerät zusätzlich als DP-Slave konfiguriert sein (im SIMATIC Mana-ger mit der Hardware-Konfiguration zu finden im Hardware-Katalog unterPROFIBUS-DP → BEREITS PROJEKTIERTE STATIONEN → SIMATIC OP).

S7-Funktionen

Der Datenaustausch zwischen HMI-Station und S7-Station läuft über S7-Funkti-onen, ein SIMATIC-spezifischer Kommunikationsdienst. Die HMI-Station ist der

252

7.9 SIMATIC HMI projektieren

Client (fordert die Daten an), die S7-Station ist der Server (liefert die Daten). Einespezielle Kommunikationsfunktion im Anwenderprogramm ist nicht erforderlich,das Betriebssystem wickelt die Kommunikation über S7-Funktionen komplettselbst ab.

7.9 SIMATIC HMI projektieren

Die Produktfamilien SIMATIC WinCC flexible und SIMATIC WinCC bieten die Pro-jektierungs- und Visualisierungswerkzeuge für SIMATIC HMI, ergänzt um das Op-tionspaket ProAgent für Standard-Diagnosebilder.

SIMATIC WinCC flexible deckt die Anwendung in abgestufter Leistungsfähigkeitim maschinennahen Bereich des Anlagen- und Maschinenbaus ab. Mit der Engi-neering-Software WinCC flexible ES projektieren Sie die HMI-Anwendung, die Vi-sualisierungs-Software WinCC flexible RT ist die Runtime-Software auf dem Be-dien- und Beobachtungsgerät.

Mit SIMATIC WinCC lösen Sie anspruchsvolle visualisierungs- und leittechnischeAufgaben für PC-basierte HMI-Systeme, Standard-PC oder Panel PC. WinCC be-steht aus einem Configuration System (CS) und einem Runtime System (RT). DieBasissoftware kann durch WinCC Optionen und WinCC Add-ons erweitert werden.

SIMATIC ProAgent stellt in Verbindung mit den Engineering-Tools Standard-Diag-nosebilder zur Prozessfehlerdiagnose in Maschinen und Anlagen zur Verfügung.

BIld 7.9 Engineering- und Runtime-Software für SIMATIC HMI-Geräte

SIMATIC Manager undEngineering-Tools

Projektierungs-Tools Runtime-Software Geräte

Datenhaltung

SIMATIC-Station

S7-Projekt

ProAgent

WinCC flexibleES

WinCC flexibleRT

WinCC WinCC

KOPFUPAWL

S7-GRAPH

S7-PDIAG

S7-HiGraph

HMI-Station

PC-basierteSysteme

BuB-Projekt

Standard-Diagnose-

Bilder

Anwender-programm

undKonfigurations-

daten

Projektieren vonDiagnosebildern

Projektieren

ProjektierenVisualisierenund Bedienen

Bedienen undBeobachten

Bilder undMeldungen

S7-300S7-400

TextdisplayOperator Panel

Touch PanelMulti Panel

SIMATIC C7

Panel PCStandard-PC

Erstellen desAnwender-programms

253


7.10 WinCC flexible, die innovative Engineering-Software

SIMATIC WinCC flexible ist die innovative Engineering-Software für alle Bedien-und Beobachtungsgeräte, vom kleinsten Micro Panel bis hin zu PC-basierten HMI-Geräten. Sie erlaubt die durchgängige Projektierung sowohl für maschinennaheAnwendungen als auch für prozessnahe Lösungen im Anlagenbau. WinCC flexibleist ablauffähig unter Windows 2000/XP Professional.

Mit WinCC flexible können Sie HMI-Projekte anlegen und bearbeiten, entweder alsStand-alone-Version oder in STEP 7 integriert. Letzteres hat den Vorteil, dass Sieim HMI-Projekt die im SIMATIC-Projekt vorhandenen Daten wie z. B. Symbollistenverwenden können und die Projekte zusammen archivieren können.

WinCC flexible hat die Projektierungssoftware ProTool abgelöst. Die Übernahmevon ProTool-Projektierungsdaten (V6) ist durch eine einfache Konvertierung mög-lich.

Engineering-Software WinCC flexible ES

Die Engineering-Software WinCC flexible ES gibt es in verschiedenen Ausführun-gen, abgestuft nach Leistungsfähigkeit und angepasst an die zu projektierendenHMI-Geräte. Die jeweils leistungsfähigeren Produkte umfassen auch die Funkti-onen der leistungsschwächeren (siehe Bild). Bis auf WinCC flexible Micro lassensich die Werkzeuge mit einem Powerpack auf die nächsthöhere Stufe hochrüsten.

Die Projektierungsdaten werden geräteunabhängig für verschiedene Zielsystemeohne Konvertierung übernommen. Die Projektierungsoberfläche passt sich hier-bei automatisch an die funktionalen Möglichkeiten des aktuell projektierten Ge-räts an.

WinCC flexible unterstützt bei der Projektierung bis zu 32 Sprachen durch um-schaltbare Sichten. Eine Textbibliothek gestattet das automatische Übersetzen aufder Basis von systemseitigen und benutzerspezifischen Wörterbüchern. Die

BIld 7.10 WinCC flexible: Engineering-Software mit abgestufter Leistungsfähigkeit

Panel PC und Standard PCmit WinCC flexible RT

SIMATIC Panels und Multi Panelse270er und 370er Seri

WinCC flexible Advanced

WinCC flexible Standard

SIMATIC Panels und Mobile Panels70er und 170er Serie

SIMATIC Micro Panels70er und 170er micro Serie

WinCC flexible Compact

WinCC flexible Micro

254

7.10 WinCC flexible, die innovative Engineering-Software

sprachabhängigen Texte und Grafiken verwaltet WinCC flexible zentral in einer Bi-bliothek. Zum Editieren und Übersetzen können Texte exportiert und importiertwerden.

WinCC flexible ES Optionen

WinCC flexible ES ist optional erweiterbar um Funktionen zur Versionsverwaltungund Änderungsprotokollierung (WinCC flexible /ChangeControl) sowie um eineProzessdiagnose auf der Basis von S7-PDIAG, S7-GRAPH und S7-HiGraph (WinCCflexible /ProAgent).

Visualisierungssoftware WinCC flexible RT

Die Visualisierungssoftware WinCC flexible RT ist eine PC-basierte Bedien- und Be-obachtungslösung für Einplatzsysteme im maschinennahen Bereich. Sie ist aufSIMATIC Panel PCs und Standard-PCs einsetzbar. Es sind Runtime-Lizenzen fürSoftwarepakete mit 128, 512 und 2048 PowerTags (Variablen mit Prozessverbin-dung zur Steuerung) erhältlich. Zur Projektierung wird WinCC flexible Advancedbenötigt.

WinCC flexible RT umfasst die zentralen HMI-Komponenten für das Visualisieren,Melden und Protokollieren. Das Visualisieren erfolgt über eine windowskonformeBedienoberfläche und kann bedarfsgerecht durch Optionspakete erweitert wer-den:

b Mit WinCC flexible /Archives werden Prozesswerte und Meldungen manuell, pro-zess- oder zeitgesteuert archiviert. Archivierte Prozesswerte können zurückge-lesen und als Basis für eine konfigurierbare Trendanzeige verwendet werden.

b WinCC flexible /Recipes erzeugt und verwaltet Maschinenparameter und Produk-tionsdaten auf der Basis von Datensätzen und regelt den Austausch mit dem Au-tomatisierungsgerät. Die Datensätze können auch als CSV-Datei, z. B. für Micro-soft Excel, importiert und exportiert werden.

b WinCC flexible /Audit ermöglicht die Aufzeichnung von Bedienhandlungen in ei-nem Audit Trail. Es können die aufzuzeichnenden Bedienaktionen ausgewähltwerden mit der Festlegung, für welche davon zur Laufzeit eine elektronischeUnterschrift bzw. ein Kommentar erforderlich ist.

b Mit WinCC flexible /Sm@rtServices werden Fernwartung und Serviceeinsätzeüber das Internet durchgeführt. Ein integrierter Web-Server stellt Standard-HT-ML-Seiten bereit, mit denen unter anderem auf Rezepturdatensätze mit Pass-wortschutz zugegriffen werden kann oder Projektierungsdaten zur Steuerunggeladen werden können. Ereignisse in der Steuerung können den Versand einerE-Mail an das Wartungspersonal auslösen.

b WinCC flexible /Sm@rtAccess enthält Funktionen zur Kommunikation zwischenverschiedenen SIMATIC HMI-Systemen. Damit wird das Bedienen und Beobach-ten räumlich ausgedehnter Maschinen mit mehreren Bedienstationen von ei-nem zentralen Operator aus erleichtert.

255


b WinCC flexible /OPC-Server enthält Funktionen zur Kommunikation mit Applika-tionen verschiedener Hersteller auf der Basis von OPC (OLE for process control).Bei WinCC flexible RT wird OPC auf der Basis von DCOM eingesetzt; für die Mul-tipaneles MP 277 und MP 377 gibt es OPC auf der Basis von XML.

b WinCC flexible /ProAgent bietet ein standardisiertes Diagnosekonzept für ver-schiedene SIMATIC-Komponenten, ohne dass zusätzlicher Projektierungsauf-wand für die Diagnosefunktionalität entsteht. Dadurch wird auch die Steuerungbezüglich Speicherbelegung und Programmlaufzeit entlastet.

7.11 Visualisieren und Bedienen mit SIMATIC WinCC

SIMATIC WinCC – Windows Control Center – ist ein PC-basiertes Softwarepaket fürdas Visualisieren und Bedienen von Maschinensteuerungen und Anlagenprozes-sen in allen Branchen – vom einfachen Einplatzsystem bis hin zu verteilten Mehr-platzsystemen mit redundanten Servern und standortübergreifenden Lösungenmit Web-Clients. WinCC ist ablauffähig unter Windows XP Professional, Windows2003 Server (R2) und Windows 2000 Professional.

SIMATIC WinCC bildet die Basissoftware für das Visualisieren und Bedienen undkann durch WinCC Optionen und WinCC Add-ons erweitert werden. In der Grund-ausstattung besteht WinCC aus einem Configuration System (CS) mit verschiede-nen WinCC-Editoren und einem Runtime System (RT).

Mit dem Configuration System projektieren Sie Bilder zum Bedienen und Beob-achten der Maschine oder Anlage, verwalten anlagenweit alle anfallenden Datenund dokumentieren diese in Berichten. Das Runtime System gestattet das Führender Maschine oder Anlage mit der projektierten Bedienoberfläche, archiviert dieanfallenden Daten und Ereignisse mit Zeitstempel in einer SQL-Datenbank undkommuniziert mit den projektierten Automatisierungssystemen.

WinCC-Editoren

Der WinCC Explorer ist die oberste Ebene innerhalb des WinCC-Systems. Von hierstarten Sie die Editoren, mit denen die verschiedenen spezialisierten Aufgabenvon WinCC bearbeitet werden.

Der User Administrator vergibt Benutzungsrechte für die Runtime-Module der ein-zelnen Editoren. Bei jeder Anmeldung wird geprüft, welche Benutzungsrechte derBediener besitzt und abhängig davon die entsprechenden Projektbereiche freige-geben.

Mit dem Graphics Designer erstellen Sie die Prozessbilder. Er bietet komfortableund einfache Benutzeroberflächen mit Werkzeug- und Grafikpaletten und unter-stützt rationelle Projektierung durch eine integrierte Objekt- und Symbolbiblio-thek. Offene Schnittstellen gestatten Grafikimport und Einbindung von selbst ent-wickelten Grafikobjekten; die OLE 2.0-Schnittstelle wird unterstützt. Ein Assistenthilft Ihnen, dynamisches Verhalten der Bildobjekte zu projektieren.

256

7.11 Visualisieren und Bedienen mit SIMATIC WinCC

Global Scripts ist der Oberbegriff für C-Funktionen und Aktionen. Projektfunktio-nen und Aktionen sind nur in dem Projekt bekannt, in dem sie erzeugt wurden;Standardfunktionen und interne Funktionen können projektübergreifend ver-wendet werden. Beispiel: Dynamisierung von Prozesswertarchiven, Anwenderar-chiven und Verdichtungsarchiven.

Tag Logging beinhaltet Funktionen zur Übernahme von Daten aus ablaufendenProzessen und ihrer Aufbereitung zur Darstellung und Archivierung. Aus diesenDaten können wesentliche betriebswirtschaftliche und technische Kriterien desBetriebszustands einer Anlage gewonnen werden.

Alarm Logging beinhaltet Funktionen zur Übernahme von Ereignissen, Meldun-gen und Alarmen aus Prozessen, zu deren Aufbereitung, Darstellung, Quittierungund Archivierung. Alarm Logging soll Sie in die Lage versetzen, umfassende In-formation über Stör- und Betriebszustände zu erhalten, rechtzeitig kritische Situ-ationen zu erkennen, Stillstandszeiten zu reduzieren oder ganz zu vermeiden unddie Produktqualität zu erhöhen.

Der Report Designer ist das zentrale Protokollsystem in WinCC für Anwenderbe-richte oder Projektdokumentation. Er erstellt und druckt Berichte zeit- und ereig-nisgesteuert von Meldungen, Bedienungen, Archivinhalten und aktuellen oder ar-chivierten Daten in frei wählbaren Layouts. Während der Ausgabe werden die pro-jektierten Platzhalter dynamisch durch die entsprechenden Daten ersetzt.

Projektieren mit WinCC im Überblick

Mit dem WinCC Explorer legen Sie ein Einplatz- oder Mehrplatzprojekt an, projek-tieren die Verbindung zum Automatisierungssystem und legen die benötigten Va-riablen an. Mit dem WinCC Graphics Designer projektieren Sie die Bilder mit stati-schen Texten und Grafiken, fügen dynamische Bildelemente ein und verbinden siemit Variablen. Anschließend werden die bedienbaren Bildelemente eingefügt undmit Aktionen verknüpft.

Je nach Anwendung und Funktionsumfang richten Sie z. B. mit dem Tag LoggingArchive für Prozessdaten ein und projektieren die Anzeige der Prozessdatenver-läufe. Mit dem Alarm Logging erstellen Sie das Meldesystem mit Meldeblöcken,Meldeklassen, Meldetexten und Grenzwertüberwachungen, legen die Archivie-rung der Meldungen fest und konfigurieren das Meldefenster. Soll die Bedienungmit Schutzfunktionen versehen werden, legen Sie mit dem User Administrator Be-nutzer und Benutzergruppen an und weisen ihnen entsprechende Rechte zu. Beimehrsprachigen Bedienungen übersetzen Sie Melde-, Bild- und Archivtexte undaktivieren die Sprachumschaltung. Schließlich legen Sie die Runtime-Eigenschaf-ten fest, bestimmen das Startbild und aktivieren das Projekt.

WinCC Optionen und WinCC Add-ons

WinCC Optionen werden vom WinCC-Hersteller entwickelt, vermarktet und be-treut. WinCC Optionen sind z. B. WinCC /Server (erlaubt den Client/Server-Betriebmit bis zu 12 WinCC-Servern und 32 Clients), WinCC /Redundancy (erhöht die Sys-

257


temverfügbarkeit), WinCC /ProAgent (gezielte Prozessfehlerdiagnose), WinCC/Dat@Monitor (Anzeige und Auswertung aktueller Prozesszustände und archivier-ter Daten mit internetfähigen Standardwerkzeugen), WinCC /User Archives (er-möglicht die Ablage frei strukturierbarer Datensätze wie z. B. Betriebsparametereiner Maschine in der WinCC-Datenbank, Anzeige als Tabelle oder Formular, Da-tenimport und -export) oder WinCC /Audit (erlaubt die Verfolgung und Aufzeich-nung von Änderungen: Was wurde am Projekt geändert? Wer hat wann welche Be-dienungen vorgenommen?).

WinCC Add-ons werden in Eigeninitiative des jeweiligen Anbieters entwickelt undin der Hauptsache von ihm vermarktet. Sie können vielseitige Aufgaben lösen, wiez. B. Instandhaltungs- und Energiemanagement oder Kommunikation zu Fremd-steuerungen. WinCC Add-ons sind erhältlich als Kommunikationskanal-DLL zuWinCC, ActiveX-Control, Grafikobjekt oder eigenständiges Softwarepaket. Es gibtsie in zwei Ausführungen: WinCC Premium Add-ons werden im Siemens-Test-Cen-ter auf ihre Verträglichkeit mit dem WinCC-Basissystem überprüft und in ersterInstanz von der Siemens-Hotline betreut; WinCC 3rd Party Add-ons durchlaufenkeine Qualitätsprüfungen seitens des Siemens-Test-Centers und werden aus-schließlich vom jeweiligen Add-on-Hersteller betreut.

7.12 Prozessdiagnose im Anwenderprogramm mit S7-PDIAG

Das Optionspaket S7-PDIAG ermöglicht die Projektierung der Prozessdiagnose imAnwenderprogramm einer SIMATIC-S7-Station (ab CPU 314) in den Programmier-sprachen KOP, FUP und AWL. Die Prozessdiagnose überwacht den Betrieb einergesteuerten Maschine oder Anlage, erkennt und meldet fehlerhafte Zustände, gibtHinweise zur Fehlerbehebung und trägt somit zur Reduzierung von Stillstands-zeiten bei.

In Verbindung mit der HMI-Projektierungssoftware und dem speziell auf die Pro-zessdiagnose abgestimmten Optionspaket SIMATIC ProAgent kann ein leistungs-fähiges System zur Anzeige, Diagnose und Behebung von Prozessfehlern auf dengrafischen Operator Panels erstellt werden.

Überwachungsarten von PDIAG

Um Fehler zu erkennen, überwacht PDIAG den Prozess auf verschiedene Weise.

Mit allgemeinen Überwachungen werden Verknüpfungen von Operanden über-wacht.

Die Operandenüberwachung erfasst bei einzelnen Operanden einen Signalpegeloder eine Signalflanke, kombinierbar mit einer Verzögerungszeit.

Die Bewegungsüberwachung prüft, ob physikalische Bewegungen im Prozess rich-tig und schnell genug durchgeführt werden. Folgende Bewegungsüberwachun-gen sind vordefiniert:

258

7.12 Prozessdiagnose im Anwenderprogramm mit S7-PDIAG

b Aktionsüberwachung (wird nach einem Anstoß die angesteuerte Endlage in ei-ner bestimmten Zeit erreicht?),

b Anlaufüberwachung (wird nach einem Anstoß die aktuelle Endlage innerhalbeiner bestimmten Zeit verlassen?),

b Reaktionsüberwachung (wird eine Endlage nach Durchfahren eines Lagemer-kers nach einer bestimmten Zeit erreicht oder wird eine erreichte Endlage nichtlänger als eine bestimmte Zeit verlassen?) und

b Verriegelungsüberwachung (ist nach einem Anstoß und nach Ablauf einer be-stimmten Zeit die Verriegelungsbedingung erfüllt?).

Strukturierung nach Einheiten

Zu jedem diagnosefähigen Baustein in Anwenderprogramm existiert eine Einheit.Eine Einheit besteht aus technologisch zusammengehörenden Teilen und ermög-licht eine schnelle Lokalisation des Prozessfehlers. Es können einzelne Fehlerdefi-nitionen, Bewegungen oder Untereinheiten zu einer Einheit zusammengefasstwerden.

Bewegungen sind überwachte Abläufe im Prozess, die zwei Richtungen mit zweioder mehr stabilen Endlagen aufweisen und durch einen Anstoß jeweils in eineRichtung gesteuert werden. Mit einer Fehlerdefinition spezifizieren Sie den Fehler-fall, der zu einer Meldung führt. Das kann z. B. der Signalpegel eines Operandenin Verbindung mit einer Verzögerungszeit sein oder eine selbst definierte Über-wachungslogik mit PDIAG-eigenen Sprachelementen.

Die bereits projektierten Einheiten zeigt PDIAG in der Einheitenübersicht. Im Be-hälter Bausteine liegen die diagnosefähigen Bausteine mit den Untereinheiten undFehlerdefinitionen.

BIld 7.11 Einheitenübersicht des mit dem Optionspaket S7-PDIAG gelieferten Beispiels

259


Projektieren mit PDIAG

Eine Überwachung legen Sie entweder mit dem Programmeditor oder mit PDIAGdirekt an.

Positionieren Sie im Programmeditor die Schreibmarke auf den Operanden, fürden Sie eine Überwachung anlegen wollen, in Verbindung mit einer Zuweisungs-anweisung bzw. einer Spule oder einer Box und wählen Sie BEARBEITEN → SPEZIELLE

OBJEKTEIGENSCHAFTEN → ÜBERWACHUNG. Im Fenster „Prozessüberwachungen“ wäh-len Sie die gewünschte Überwachungsart.

Der am Anfang markierte Operand ist der „Diagnose-Einstiegsoperand“. Von ihmausgehend kann eine Kriterienanalyse stattfinden. Dabei werden alle Signalzu-stände angezeigt, die zu der Meldung geführt haben. Die Kriterienanalyse führtdas Anzeigegerät ohne zusätzliches Anwenderprogramm durch. Sie können eineÜberwachung auch direkt in PDIAG projektieren (im SIMATIC Manager PDIAGstarten mit EXTRAS → PROZESSDIAGNOSE PROJEKTIEREN), erhalten dann jedoch keineKriterienanalyse. Dieses Vorgehen ist z. B. für Eingänge geeignet, für die es im An-wenderprogramm keine Zuweisung gibt.

Für eine Bewegungsüberwachung ist ein spezielles Programm erforderlich. Einauf das Standard-Diagnosebild von ProAgent abgestimmtes Programm in Kontakt-plandarstellung wird im Beispiel (Funktionsbaustein FB 100) mit PDIAG ausgelie-fert. Sie können dieses Programm als Vorlage für eigene Überwachungsprogram-me verwenden.

Nachdem Sie alle Überwachungen projektiert haben, selektieren Sie im SIMATICManger die entsprechenden Bausteine und wählen EXTRAS → PROZESSDIAGNOSE PRO-JEKTIEREN. Im aufgeblendeten PDIAG-Fenster mit der Einheitenübersicht bestimmenSie nun mit EXTRAS → EINSTELLUNGEN auf der Registerkarte Vorgaben die Bausteinefür die Fehlererkennung und Erstwert/Statuserfassung. Anschließend starten Siedie Übersetzung mit PROZESSDIAGNOSE → ÜBERSETZEN. Damit die Überwachungenwirksam werden, müssen Sie die Bausteine mit den Überwachungen in einem zyk-lisch bearbeiteten Baustein, z. B. im Organisationsbaustein OB1, aufrufen.

7.13 Prozessfehlerdiagnose mit SIMATIC ProAgent

Das Optionspaket SIMATIC ProAgent gestattet die Diagnose aufgetretener Prozess-fehler. Im Störungsfall werden Informationen zu Fehlerort und Fehlerursache an-gezeigt, was die Fehlerbehebung wirkungsvoll unterstützt. Die standardisierte Be-nutzeroberfläche bietet eine einheitliche Bedienung an allen unterstützten Opera-tor Panels, Touch Panels, Multi Panels und PC-based HMI-Geräten an Maschinenund Anlagen. ProAgent ist auf die Anforderungen der STEP-7-Engineering Tools inVerbindung mit SIMATIC S7-300/400 und WinAC abgestimmt.

Verschiedene Ausführungen der Prozessfehlerdiagnose (ProAgent, WinCC flexible/ProAgent und WinCC /ProAgent) ergänzen die HMI-Engineering-Werkzeuge. Da-mit existiert ein einziges standardisiertes Diagnosekonzept für das Bedienen undBeobachten von Maschinen und Anlagen. Mit ProAgent wird die SIMATIC-Station

260

7.14 Basic Panels

bezüglich Speicherkapazität und Programmbearbeitungszeit durch das HMI-Gerätentlastet (z. B. durch Kriterienanalyse im HMI-Gerät, Speichern der Strukturinfor-mationen, Operandenkommentare usw.). Zur Laufzeit werden die Standard-Diag-nosebilder kontextsensitiv mit den prozessabhängigen Daten ergänzt, d. h. pas-send zur angezeigten Meldung oder angewählten technologischen Einheit.

Einstieg in die Diagnose: Meldebild mit aufgetretenen Störungen

Die Meldesicht zeigt alle anstehenden Prozessmeldungen an. Eventuell kann be-reits anhand einer Störmeldung direkt auf die Fehlerursache geschlossen werden.Zur engeren Fehlerlokalisierung kann von der Meldesicht aus durch Selektion ei-ner Meldung in die anderen Diagnosebilder verzweigt werden.

Überblick verschaffen mit dem Übersichtsbild

In der Einheitenübersicht werden alle technologischen Anlagen- bzw. Maschinen-einheiten und deren Untereinheiten mit den aktuellen Betriebszuständen tabella-risch dargestellt. Eine gestörte Einheit ist sofort erkennbar und kann vom Bedie-ner im Rahmen der Projektierung beeinflusst werden.

Gestörte Schrittketten analysieren und steuern im Schrittbild

In Verbindung mit S7-GRAPH unterstützt die Schrittkettenbediensicht die Analyseund Bedienung einer gestörten Ablaufsteuerung. Es kann z. B. die selektierteSchrittkette initialisiert oder deaktiviert werden oder ein Ablaufschritt kann akti-viert oder deaktiviert werden.

Anlagenbedienung und Störungsbehebung mit dem Bewegungsbild

Im Bild der Bewegungssicht können Sie manuell per Tastendruck – mit Funktions-tasten oder Direkttasten – gezielte Bewegungen einzelner technologischer Einhei-ten auslösen, beispielsweise die gestörte Einheit in eine Endlage fahren.

Kriterienanalyse mit dem Diagnosedetailbild

Unter Kriterienanalyse versteht man die Rückverfolgung eines Fehlers bis zur Pro-grammstelle. Je nach Programmierung wird der Programmcode in Anweisungslis-te (AWL) oder in Kontaktplan (KOP) angezeigt. Sie erkennen, welche Signale zurStörmeldung führten.

7.14 Basic Panels

Die Basic Panels sind Bedien- und Beobachtungsgeräte im unteren Leistungsbe-reich. Die Basic Panels mit PROFINET-Anschluss sind besonders geeignet, um inVerbindung mit einer CPU 1200 eine kleine Maschine oder eine einfache Anlagezu steuern. Die Basic Panels sind mit einem berührungsempfindlichen Bildschirmund mit Funktionstasten ausgerüstet. Die Anzahl der Funktionstasten hängt vonder Gerätevariante ab (Tabelle 7.3). Im eingebauten Zustand wird frontseitig die

261


Schutzart IP 65 erreicht, auf der Rückseite IP 20. Die Versorgungsspannung derBasic Panels beträgt DC 24 V. Alle Geräte besitzen eine ungepufferte Echtzeituhr.

Trotz der auf Basis-Anwendungen zugeschnittenen Funktionalität bieten die BasicPanels standardmäßig zahlreiche HMI-Funktionen: Das Meldesystem kann ausmax. 200 Bitmeldungen und 15 Analogmeldungen bestehen. Der Meldetext kannbis zu 80 Zeichen lang sein und bis zu 8 Variablen enthalten. Der Meldepuffernimmt 256 Meldungen auf. Die Anzahl der verfügbaren Variablen beträgt 128(KTP 400/600) bzw. 256 (KTP 1000/TP 1500).

Bis zu 50 Prozessbilder können projektiert werden, wobei jedes Bild 30 Felder, 30Variablen und 30 komplexe Objekte, wie z. B. Balken, enthalten kann. Es könnenbis zu 5 Rezepturen verwendet werden. Von den 32 projektierbaren Sprachen sind5 online umschaltbar. Zum Schutz gegen unberechtigtes Bedienen können 32 Be-rechtigungen auf bis zu 50 Benutzer in 50 Benutzergruppen vergeben werden. DieEngineering-Software für die Basic Panels ist WinCC flexible 2008 Compact oderWinCC Basic für die PROFINET-basierten Geräte. WinCC Basic ist Bestandteil vonSTEP 7 Basic für S7-1200.

Tabelle 7.3 Ausgewählte Technische Daten der Basic Panels mit PN-Anschluss

KTP 400 BasicMono PN

KTP 600 BasicMono PN

KTP 600 BasicColor PN

KTP 1000 BasicColor PN

TP 1500 BasicColor PN

Display-Bereich 3,8" 5,7" 5,7" 10,4" 15"

Auflösung, Pixel 320 × 240 320 × 240 320 × 240 640 × 480 1024 × 768

Farben 4 Graustufen 4 Graustufen 256 Farben 256 Farben 256 Farben

Touchscreen ja ja ja ja ja

Funktionstasten 4 6 6 8 nein

Anwenderspeicher 512 kbyte 512 kbyte 512 kbyte 1024 kbyte 1024 kbyte

BIld 7.12 Ansicht der Basic Panels KTP 400 Basic Mono PN und KTP 1000 Basic Color PN

SIMATIC Basic Panels

KTP 1000Basic Color PN

S SIMATIC PANELTOU

CH

S

TOU

CH

SIMATIC PANEL

KTP 400 Basic Mono PN

262

Stichwortverzeichnis

AAblaufsteuerung S7-GRAPH

139Adressierung

absolut 194indirekt 197symbolisch 196

AlarmbearbeitungDPV1-Alarme 168Mehrprozessoralarm 170Prozessalarme 167Taktsynchronalarme 171Übersicht 162Uhrzeitalarme 165Verzögerungsalarme 164Weckalarme 166

Alarmbearbeitung sperren und freigeben 175

Analogbaugruppen 39Anlaufprogramm 148Anweisungsliste AWL

Aufbau einer Anweisung 133

Einführung 114Anwenderbausteine

Übersicht 176Anwenderdefinierter

Datentyp 205Anwenderprogramm

Bearbeitungsarten 146bei S7-1200 207Einführung 144erstellen 77laden 96Schutz 96Startinformation 153

Anwenderspeicher 44Äquidistanzverhalten 228Arbeitsspeicher 44AS-Interface 216Asynchronfehler 174Ausgänge 192AWL siehe Anweisungsliste

BBasic Panels 261Baugruppen

adressieren 76anordnen 75parametrieren 75

BausteineAufruf 180Codebaustein program-mieren 81

Datenbaustein program-mieren 85

Eigenschaften 178Multiinstanzen 184online ändern 97Parameter 180Struktur 177übertragen 97

Bedienen und Beobachten 243

Belegungslisten 93Betriebsarten einer CPU 43Betriebsstundenzähler

154Bibliothek 68Binärfunktionen 116

CConfiguration in RUN 159Continous Function Chart

CFC 137CP-Baugruppen 42CPU-Baugruppen

Betriebsarten 43Speicher 44

CPU-Informationen 98

DDatenhaltung bei STEP 7

61Datenoperanden 192Datentypen

elementare 198Parametertypen 204Übersicht 198UDT 205zusammengesetzte 202

Dezentrale Peripheriemit PROFIBUS DP 50mit PROFINET IO 51

projektieren mit PROFIBUS DP 223

projektieren mit PROFINET IO 229

Übersicht 49Diagnosealarm 95Diagnosepuffer 94Digitalbaugruppen 38Digitalfunktionen 119Direkter Datenaustausch

bei DP 228Distributed Safety 34DOCPRO 109DP-Master 50DP-Mastersystem

Adressen 225Einführung 50

DPV1-Alarme 168

EEchtzeit-Uhr 154Eingänge 192Einzelschrittmodus 104ET200 52

FF/FH Systems 35Fehlersichere Steuerun-

gen 34FM-Baugruppen 41FREEZE 227Funktionsplan FUP

Einführung 114für S7-1200 131Programmelemente 127

GGlobaldaten-Kommunika-

tion 231Globaldatenoperanden

192Globaloperanden 191

HHardware-Katalog 74Hardware-Konfiguration

72

263


Hauptprogramm 151Hintergrundbearbeitung

157Hochverfügbare Steue-

rung 32

IIE-Kommunikation 237Industrial Ethernet 215IO-Controller 51

KKommunikation

Einführung 212Globaldaten-Kommunika-tion 231

IE-Kommunikation 237PROFIBUS DP 223PROFINET IO 229PtP-Kommunikation 240S7-Basiskommunikation 233

S7-Kommunikation 235Kommunikationsdienste

216Konfigurationstabelle 74Kontaktplan KOP

Einführung 114für S7-1200 125Programmelemente 121

LLadespeicher 44Lokalinstanzen 184

MMehrprozessoralarm 170Mehrprozessorbetrieb 31Memory Card 44Merker 192Mindestzyklusdauer 157Mobile Panel 177 246MPI 214Multi Panels 249Multiinstanzen 184Multiprojekt 72

NNetzprojektierung 218Netzwerkvorlagen 84

OOperanden

Ausgänge 192Datenoperanden 192

Eingänge 192Merker 192Peripherie-Ausgänge 191Peripherie-Eingänge 191Zählfunktionen 189Zeitfunktionen 187

Operandenvorrang 92Operator Panel OP 73micro

26Optionspakete

CFC 137DOCPRO 109HiGraph 141ProAgent 260S7-GRAPH 139S7-PDIAG 258S7-PLCSIM 104S7-SCL 135TeleService 111

Organisationsbausteine 145

PPanel PC 250Parametertypen 204PDIAG 258Peripherie-Ausgänge 191Peripherie-Ausgänge frei-

schalten 102Peripherie-Eingänge 191PLCSIM 104Prioritätsklassen 145ProAgent 260PROFIBUS 214PROFINET IO

Netzübergang zu PROFIBUS DP 51

PROFINET IO-SystemAdressen 230Einführung 51

Programmeditor 79Programmeingabe

absolut/symbolisch 83inkrementell 81quellorientiert 87

Programmelemente-Kata-log 84

Programmflussfunktio-nen 120

Programmiergeräte 55Programmiersprachen

113Programmstatus 102Programmtest 98Projekt

archivieren 71

bearbeiten 70Struktur 68verwalten 71

Prozessabbilder 155Prozessalarme 167PtP-Kommunikation 240Punkt-zu-Punkt-Kopplung

215Push Button Panels 244

QQuerverkehr bei DP 228Querverweise 92

RReaktionszeit 158Redundante Systeme 32Referenzdaten 92Regelungen 107Remanenzverhalten 151

SS7-Basiskommunikation

233S7-Kommunikation 235SCL siehe Structured Con-

trol LanguageSIMATIC C7 36SIMATIC DP (ET 200) 52SIMATIC Embedded Auto-

mation 47SIMATIC HMI projektieren

253SIMATIC Manager 65SIMATIC Panel

170er Serie 247270er Serie 248370er Serie 24870er Serie 245Basic Panel 261PC 250

SIMATIC PC-based Control 46

SIMATIC Programmier-geräte 55

SIMATIC S5-BaugruppenAnschluss von 31

SIMATIC S7-1200 26SIMATIC S7-200 25SIMATIC S7-300 27SIMATIC S7-400 29SIMATIC S7-400FH 35SIMATIC S7-400H 32SIMATIC Safety Integrated

34SIMATIC WinAC 46

264


SIMATIC WinCC 256SIMATIC WinCC flexible

254SIPLUS 37Slot PLC 46SM-Baugruppen 38-39Software PLC 46Software-Redundanz 32Station

Komponenten 23konfigurieren 72

Statische Lokaldaten 183STEP 7 57, 63STEP 7 Basic 58STEP 7 Lite 57STEP 7 Micro/WIN 58STEP 7 Professional 57Structured Control Lan-

guage SCL 135Subnetz

Ethernet 215MPI 214PROFIBUS 214PTP 215

Symboleditor 78

Symboltabelle 78SYNC 227Synchronfehler 173Systemdiagnose 93Systemspeicher 45Systemzeit 154

TTaktsynchronalarme 171Technologische Funktionen

28Teilprozessabbilder 156TeleService 111Temporäre Lokaldaten 182Textdisplay TD 100C 25Textdisplay TD 200/200C

25Touch Panel TP 177micro

25

UUDT (Datentyp) 205Uhrzeitalarme 165Umverdrahten 91Urlöschen 150

V

Variablen beobachten und steuern 101

Variablen forcen 102

Variablentabelle 100

Verbindungen projektie-ren 220

Verbindungstabelle 221

Verzögerungsalarme 164

W

Weckalarme 166

WinAC 46

WinCC 256

WinCC flexible 254

Z

Zählfunktionen 189

Zeitfunktionen 187

Zustandssteuerung HiGraph 141

Zyklusüberwachungszeit 157

265

266

Abkürzungsverzeichnis

AI Analog Input, Analogeingabe

AO Analog Output, Analogausgabe

AS Automatisierungssystem

ASI Aktor-Sensor-Interface

AWL Anweisungsliste

BIE Binärergebnis

CFC Continous Function Chart

CP Communication Processor, Kommunikationsprozessor

CPU Central Processor Unit, Zentralbaugruppe

DB Data Block, Datenbaustein

DI Digital Input, Digitaleingabe

DO Digital Output, Digitalausgabe

DP Dezentrale Peripherie

DS Datensatz

EPROM Erasable Programmable Read Only Memory, löschbarer Festwertspeicher

FB Function Block, Funktionsbaustein

FC Function Call, Funktion

FEPROM Flash Erasable Programmable Read Only Memory, elektrisch löschbarer Festwertspeicher

FM Function Module, Funktionsbaugruppe

FUP Funktionsplan

IM Interface Module, Anschaltungsbaugruppe

KOP Kontaktplan

LED Light-Emitting Diode, Leuchtdiode

MC Memory Card, Speicherkarte

MCR Master Control Relay, Hauptsteuerrelais

MMC Micro Memory Card

MP Multi Panel, Bedien- und Beobachtungsgerät

MPI Multi Point Interface, mehrpunktfähige Schnittstelle

OB Organization Block, Organisationsbaustein

OP Operator Panel, Bedien- und Beobachtungsgerät

PG Programmiergerät

PP Push Button Panel, Bedienfeld

PPI Point to Point Interface, Punkt-zu-Punkt-Schnittstelle

PS Power Supply, Stromversorgung

RAM Random Access Memory, Schreib-/Lesespeicher

SCL Structured Control Language

SDB System Data Block, Systemdatenbaustein

SFB System Function Block, Systemfunktionsbaustein

SFC System Function Call, Systemfunktion

SM Signal Module, Signalbaugruppe

SPS speicherprogrammierbare Steuerung

SZL Systemzustandsliste

TD Textdisplay

TP Touch Panel, Bedien- und Beobachtungsgerät

UDT User Data Typ, anwenderdefinierter Datentyp

VAT Variablentabelle

VKE Verknüpfungsergebnis


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Automatisieren mit STEP 7 in KOP und FUPSpeicherprogrammierbare Steuerungen SIMATIC S7-300/400


Raimond Pigan, Mark Metter

Automatisieren mit PROFINETIndustrielle Kommunikation auf Basis von Industrial Ethernet


Norbert Bartneck, Volker Klaas, Holger Schönherr (Hrsg.)

Prozesse optimieren mit RFID und Auto-IDGrundlagen, Problemlösungen und Anwendungsbeispiele

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Berger - Automatisieren mit SIMATIC (A4) - Werbeseiten.indd 268Berger - Automatisieren mit SIMATIC (A4) - Werbeseiten.indd 268 16.11.09 11:2116.11.09 11:21

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