www.DemeGabor.wordpress.com
SIMATIC STEP 7 v5.3
(Siemens S7-300 programozása)
SIMATIC STEP 7 v5.3
(Siemens S7-300 programozása)1. Program indítása:
2. Projekt létrehozása:
Varázslóval
File ’New projekt’ Wizard
Közönséges létrehozással
File New…
Amit meg kell adni:
A projekt nevét
(ezt a könyvtárat kapja a projekt neve is: c\Progam Files\siemens\Step7\s7prj\Teszt)
Típusát (projekt, könyvtár, multi projekt)
A projekt könyvtár elérését, ha nem az alapértelmezettet használjuk Projektablak: (fa struktúrájú)
Projekt (tervezet) objektum
Állomás objektum
Programozható készülék objektum
S7/M7 Program objektum
Forrás mappa objektum
Programmodul objektum
3. PLC vagy más hardver hozzáadása az állomáshoz:
Insert new object SIMATIC 300 Station
Ez a PLC még nem tartalmaz hardver-elemeket, mint pl. CPU, I/O modulok. Ezeket nekünk kell kézzel beállítani.
4. PLC hardver-konfigurációja:
Ha duplán kattintunk a Hardware elemre, elindul a HW config alkalmazás, amivel összeállítható és módosítható a hardver konfiguráció.
Itt az a feladat, hogy elemekből összeállítsuk azt a PLC konfigurációt, amivel dolgozni fogunk majd.
A hardver elemeket a "catalog"-ból lehet kiválasztani. A katalógust a ikonnal lehet előhívni, vagy a View menü Catalog pontjával (esetleg Ctrl-K).
4.1. Először egy rack-et kell leraknunk, mert az alkotó elemeket csak ebbe tudjuk
belerakosgatni. S7-300 esetén: SIMATIC 300 RACK-300 Rail.
4.2. Keletkezik egy táblázat, ami 11 sorból áll. Ide húzgálhatjuk be a PLC konfiguráció
elemeit.
Szükség lesz az alábbi egységekre:
1. Tápegységre, amit a PS-300 (power supply) alatt találunk. 2. Kell egy CPU egység, amelyek a CPU-300 könyvtárban vannak.
3. Néhány kimenet és bemenet. A digitális ki és bemeneti modulok az SM-300 (Signal Module) szekcióban vannak.
4. Társpanel hozzáadása, mint például érintőképernyő (SIMATIC PC STATION HMI) 5. Mentsük a beállításokat (File Save)
6. Töltsük át a PLC-re a hardver beállításokat!
FIGYELEM! Csak olyan hardware konfigurációt alkalmazzunk, amely a valóságnak megfelel (vagy nagyon közeli hozzá), különben a HW Config PLC-re való áttöltésekor problémákba ütközhetünk!
A megfelelő hardverelemek kiválasztásához vegyük figyelembe a rendelési számot (order number)!
Ha nincs a felsorolt listában a saját hardverünk, akkor azt le is tölthetjük és telepíthetjük!
A hardverek tulajdonságait (pl. címet) módosíthatjuk saját kívánságainknak megfelelően.
Összeköttetés PLC és PC között MPI-USB porton keresztül
A Siemens S7 (300/400) PLC-k fejlett kommunikációs képességekkel rendelkeznek. Mindegyik rendelkezik beépített MPI csatlakozóval (MultiPort Interface) ami RS485 alapú. A vezeték árnyékolt csavart érpárú.
Más CPU típusokon van beépített Profibus illesztő is, vagy azzal egy bővítő segítségével utólag bővíthető. Az MPI porton keresztül programozhatjuk, diagnosztizálhatjuk, különféle megjelenítő eszközöket (OP, PC) kapcsolhatunk rá.
Az MPI port-ra több eszközt is ráköthetünk, maximum 32-t. Összeköthetjük pl. egy automatizálási rendszer PLC vezérlőit egymással. Egy ilyen kapcsolat több előnnyel is jár:
Lehetővé válik, hogy a busz bármelyik csatlakozópontján a buszra csatlakozva bármelyik PLC-t programozzuk, monitorozzuk, karbantartsuk, mentést készítsünk
A buszra további eszközként egy HMI-t (megjelenítőt) rákötve a HMI-n a buszra kapcsolt PLC-k bármelyikéről megjeleníthető információ
A buszon keresztül a PLC-k egymás közötti adatcseréje is lehetséges.
Az MPI busz
Az MPI és a profibusz kábelezésekor figyelembe kell venni néhány alapszabályt. A busz sorban, eszközről eszközre fut (sín topológia). Minden eszköznek van egy címe, ami azonosítja. Egy buszon természetesen nem lehet két azonos című eszköz. MPI esetén a címtartomány 0-31, az alapértelmezett adatsebesség pedig 187.5 kbps. Ez a sebesség 1000m-es kábelhosszt enged meg leágazás nélkül. A buszt le kell zárni mindkét végén, vagyis az első és az utolsó eszköznél. A Siemens speciális csatlakozói tartalmaznak lezárást, amit egy kapcsolóval lehet aktiválni.
Az összeköttetés megvalósítása:
1. A HW konfigban a CPU-ra dupla klikk.
2. Az alapbeállításokban a tulajdonságok kiválasztása. 3. A port kiválasztása, annak paramétereinek beállítása.
VAGY
1. A HW konfiguráció után lépjünk vissza az összeköttetés beállításhoz (Options Configure Network)
Program írásához instrukciók és javaslatok
A PLC programja blokkokból épül fel, amelyek logikailag külön részre oszthatóak. A program strukturális felépítése és áttekinthetősége javul, amennyiben a programkód funkcionálisan elkülönülő részeit külön blokkokba írjuk.
FC (Function)
A felhasználói programot és függvényeket megvalósító program, rutinokat tartalmaz. FB (Function Block)
Általában a felhasználói program részfeladatait ellátó olyan függvényeket tartalmaz, amelyekhez kizárólagos hozzáférésű adatterület is tartozik.
OB (Organization Block)
"Szervező" program blokk. Speciális program blokkok. melyek funkciója gyárilag szigorúan meghatározott.
DB (Data Block)
Adatokat tárolhatunk benne. Például beállításokat, mérési eredményeket, stb. Szerkezetük tetszőleges, azokat mi határozzuk meg. Két féle adatblokkot
különböztetünk meg a hozzáférést tekintve (általános [shared]: minden programblokk által elérhető, kizárólagos [instance]: a funkció blokkok használják).
A blokkokat számokkal és nevekkel (Symbolic name) különbözteti meg egymástól a rendszer. Egy blokkra a számával és a nevével is hivatkozhatunk.
Hívási szerkezet a felhasználói programban
A felhasználói program futtatásához ezeket a programmodulokat hívni kell. Ezt egy STEP7-es művelettel, a modulhívással lehet végrehajtani. A modulhívások sorrendjét és egymásba foglalását hívási szerkezetnek, hívási hierarchiának nevezzük. A megengedett egymásba foglalási mélység CPU-függő. A következő ábra példát mutat a hívási sorrendre és egymásba foglalási mélységre egy feldolgozási ciklusban.
Szabályok a programmodulok elkészítésének sorrendjéhez:
A programmodulokat (blokkokat) sorrendben fentről lefele kell elkészíteni.
Minden modulnak, amit hívni akarunk, már készen kell lenni, különben hibajelzést kap. Ez azt jelenti, hogy egy a fenti szerkezet szerinti vízszintes sorban először a jobboldalon lévő programmodulnak kell elkészülni, és így tovább balra haladva.
Az S7 program a következő kész objektumokat tartalmazza:
forrásmappa (forráskódban lévő szöveges vagy grafikus programot tartalmazhatja)
program modulok mappa
szimbólumtáblázat
Organization Block (OB):
Az operációs rendszer által meghívott speciális programblokkok, amelyeknek előre meghatározott funkciójuk van. Fontos szerepet kapnak a rendszer-közeli teendők elvégzésében, mint például a programhiba kezelés, kommunikációs hibák kezelése, megszakítások, stb).
A program blokkok tartalmaznak lokális változókat! Alapesetben ez a terület egyszer sem lehet üres, mivel az OB-ra jellemző funkciók vannak letárolva, amelyek gyárilag előre definiált változók a TEMP területen (20 bájt indítási információ). Ezeket az operációs rendszer adja át az adott OB indításakor. Ezeket soha ne töröljük, mert a blokk futásképtelen lesz! Saját lokális változóinkat csak utánuk vehetjük fel!
Programblokkok fajtái Megszakítás-fajta Szervező modul Leírás Priori tás Szabad ciklus OB1 Fő ciklus. Az OB1-et a PLC operációs rendszere
minden PLC programciklusban meghívja. 1 Időpont
megszakítás
OB10 - OB17
Előre meghatározott időpontban egyszer végrehajtódó megszakítás, vagy az adott időpontban minden alkalommal (percenként, óránként, naponta, hetente, stb.) 2 Késleltetett megszakítás OB20 - OB23
Időre késleltetett megszakítás
A program egy részének (blokk(ok)) késleltetett végrehajtását tesz lehetővé. Az OB-t a rendszer meghívja az SFC32 rendszerhívással beállított (SRT_DINT) idő elteltével.
3 - 6 Ciklikus megszakítás OB30 - OB38
A HW konfigban, a CPU tulajdonságainál beállítható időközönként rendszeresen végrehajtódó program blokk.
7 - 15
Külső megszakítások OB40 - OB47 Hardver megszakítások
Jelfeldolgozó modulok (SM), kommunikációs modulok (CP) és funkció modulok (FM) állíthatók be hardver megszakítás kérésére egy bizonyos esemény bekövetkezésekor (pl. amikor egy digitális bemenet 0-ból 1-re vált). Ilyen megszakítás hatására hívja meg a rendszer ezeket a blokkokat.
16 - 23 DPV1 megszakítások DB55 - DB57
Profibusz DPV1 slave eszközök kérhetnek ilyen megszakításokat.
OB55: Működési megszakítás
Ilyen megszakítást DPV1 eszközök generálnak a működési állapotuk megváltozásakor. Pl. futás módból STOP módba váltáskor.
OB56: Módosítási megszakítás
Az eszköz újrakonfigurálásakor keletkező megszakítás. OB57: Gyártó specifikus megszakítás
Eszközfüggő. Az adott DPV1 slave leírásából kell kinyerni a megfelelő infókat ezzel kapcsolatban
2 Több-processzoros megszakítás OB60 Multicomputing
Párhuzamos feldolgozással kapcsolatos megszakítás, több CPU-t tartalmazó rendszerekben
25 Szinkronizáció megszakítás OB61 - OB64
(Synchronous cycle interrupt)
Állandó reakció idő biztosítása Profibus DP eszközök számára
Redundancia hiba
OB70 OB72
OB70: I/O Redundancia hiba OB72: CPU Redundancia hiba
!!! Csak H sorozatú dupla rendszereknél!!!
25 28
Aszinkron hiba
OB80
Futási hiba (Time Error)
A rendszer akkor hívja meg ezt a blokkot, amikor a ciklus idő meghaladja a maximumot, vagy a "time of day" megszakítás kimarad a rendszer óra előre állítása következtében, vagy a késleltetés túl nagy a priority class feldolgozásakor
25 OB81
Tápellátás hiba (Power Supply Error)
A blokkot a rendszer meghívja tápegység hibánál, a memóriát tápláló elem lemerülésénél. A blokk a hiba keletkezésekor és megszűnésekor is meghívásra kerül egyszer.
OB82
Diagnosztikai megszakítás (Diagnostic Interrupt)
A blokk lefut, amikor diagnosztikai megszakítás következik be. A diagnosztikai megszakítást a bővítő modulok kérhetnek, amelyik erre alkalmas (HW config-ban állítható be)
OB83
Kártya ki-be (Insert/Remove Module Interrupt)
Bővítő modul leválását és visszacsatlakozását jelző megszakítás
OB84 CPU készülékhiba (CPU Hardware Fault) Hardver hibát jelző megszakítás
OB85
Programfutási hiba (Program Sequence Error)
A rendszer meghívja, ha egy megszakítást bekonfiguráltunk, de nem töltöttük fel a hozzá tartozó OB-t és a megszakítás bekövetkezik, vagy rendszerfunkció blokk instance adatblokkjához való hozzáférésnél hiba keletkezik, vagy hiba keletkezik a "process image table" frissítésekor
OB86
Decentrális hiba (Rack Failure)
Hiányzó vagy meghibásodott interfész modul, külső DP periféria tápegység hiba DP slave hiba az L2DP buszon OB87
Kommunikációs hiba (Communication Error)
Ha kommunikációs funkcióblokkokkal kezdeményezett adatcsere közben hiba keletkezik
Háttér ciklus OB90
(Background cycle)
Amikor a CPU hardver konfigjában minimum ciklus időt állítunk be, akkor az oprendszer meghívja ezt a blokkot a holt időben
Felfutás (Startup) OB100 - OB102 Restart
Újrainduláskor egyszer lefut 27
Szinkronhiba
OB121
Programozási hiba (Programming error)
Lefut, ha a megcímzett időzítő nem létezik, vagy a program olyan blokkot hív meg, amelyik nem létezik (nincs betöltve).
OB122
Periféria hozzáférési hiba (I/O Access Error)
Lefut, ha egy utasítás olyan modult próbál írni vagy olvasni amelyik nem létezik
Függvények (FC):
Általában a PLC-s rendszer feladatait ellátó főprogramot, vagy annak funkcionálisan egybe tartozó részét végző programrészeket tartalmaznak, amiket az OB-kből vagy másik FC blokkból hívunk meg.
Az FC blokkoknak paramétereket is át lehet adni. Ez lehetővé teszi, hogy olyan feladatokat, függvényeket írjunk FC-kben, amivel a programunk még strukturáltabbá válik. Az FC-t többféle programozási nyelven is elkészíthetjük (STL, LAD, FBD, SCL, stb). Mindig válasszuk azt a programozási nyelvet, amelyikkel az adott feladatot a leghatékonyabban tudjuk leprogramozni.
Egy FC-n belül az S7-ben rendelkezésre álló globális címterületeket tetszőlegesen címezhetjük. I (bemenetek), Q (kimenetek), M (merkerek), T (időtagok), C (számlálók), DB (adatblokkok), PI (periféria bemenetek), PQ (periféria kimenetek).
Minden FC blokknak van egy saját, lokális címterülete is (lokális változó terület, L) ahol olyan változókat deklarálhatunk, amelyekhez csak az FC blokkon belül léteznek. Amikor a CPU befejezi a blokk végrehajtását (kilép a blokkból) ezek a változók tartalmukkal együtt megsemmisülnek!
A lokális változó területet a programszerkesztőben deklarálhatjuk, ahol az FC blokk programját írjuk (LAD/FBD/STL editor).
A lokális változók öt csoportra vannak osztva funkciójuk szerint: IN: bemeneti változók
OUT : kimeneti változók
IN_OUT: be és kimeneti változók
TEMP: átmeneti változók részeredmények számára
RETURN: a RET_VAL visszatérési érték/hibakód, az IEC1131-3 szabvány előírása szerint A lokális változókat a blokkon belül ugyanúgy kezelhetjük, és ugyanúgy hivatkozhatunk rájuk, mint a közönséges globális címterületekre.
A változóra hivatkozhatunk a nevével, ekkor mindenképpen kettős keresztet kell elé tenni (pl. #BE_kapcsolo). A címmel való hivatkozás viszont bonyolultabbá és nehezebbé teszi a program írását, ezért azt kerüljük! Ugyanis abszolút hivatkozásoknál, ha új változót szúrunk be egy meglévő lokális változó elé, akkor annak a címe is megváltozik, mivel a beszúrás miatt a címek eltolódnak. Ennek következtében a hivatkozott címen már nem az a változó lesz elérhető, amit mi korábban deklaráltunk.
A lokális területre vonatkozó abszolút hivatkozás: L x.y - x. byte y bitje
LB n - n. byte LW n - n. című word
LD n - n. című double word Példa:
Az elágazási pont logikai állapotának átmeneti eltárolásához a rendszer használ egy lokális változót, amelyet STL nézetben láthatunk. Természetesen nem veszi igénybe az általunk használt változókat, de ha mi szeretnénk használni, hibaüzenetet küld. Erre figyeljünk!
Soha ne olvassuk vagy használjuk fel egy lokális változó tartalmát mielőtt annak a blokkon belül értéket adnánk!
Function Block (FB):
Abban térnek el az FC blokkoktól, hogy az FB-khez adattároló is tartozik, egy DB (adat blokk) formájában. Minden FB hívásakor kötelezően meg kell adni a hozzá tartozó adatblokk számát (vagy nevét) is. Az FB-hez tartozó blokkot "instance" blokknak nevezi a Siemens.
Az FB-hez tartozó instance DB-ben az FB paraméterei és belső, lokális változói tárolódnak el. Ezért az FB-ben már nem vész el a lokális változók tartalma amikor a blokk végrehajtása befejeződik, ahogy az FC-nél.
A következő híváskor az FB-beli belső változók őrzik a tartalmukat. A következő ciklusban mindent ugyanúgy találunk, ahogy az előző ciklusban hagytuk. Kivételt képeznek ez alól a TEMP csoporthoz rendelt változók, amik tartalma továbbra is elvész.
Az instance DB belső szerkezete (felépítése) a fentiek miatt természetesen kötött és hozzáférése elvileg kizárólagos (bár meg lehet kerülni ha nagyon kell). Ez azt jelenti, hogy egy FB-hez rendelt DB (vagyis instance DB) tartalmához csak az a Funkció Blokk férhet hozzá, amelyikhez tartozik, "kívülről" más blokkból a DB tartalma nem érhető el.
Létrehozásának 2 féle módja van I. Automatizált:
1. Új funkcióblokk létrehozása (Insert New Object Function Block)
2. A program megírása megfelelő változók használatával 3. Mentés
4. A FB meghívása, beillesztése egy FC-ba vagy OB-ba 5. A DB nevének megadása
6. Létrehozása megerősítése a „Yes” utasítással
4. pont 5. pont 6. pont Az FB változói: A DB változói:
II. Manuális:
1. Új adatblokk létrehozása (Insert New Object Data Block)
2. Adjuk meg a DB nevét, típusát [instance DB], és a Funkció Blokkot is!
A változók elérése
Ezekre a változókra ugyanúgy a nevükkel lehet hivatkozni, mint egy FC-ben. Szimbolikus címzésnél mindegy hogy a változó bemeneti, kimeneti, paraméter STAT vagy TEMP csoportba tartozó változó.
(Az FB TEMP változóit az FC blokknál megismert módon címezhetjük közvetlenül: L x.y, LB n, LW n, LD n)
Ha azonban közvetlenül, abszolút módon akarjuk címezni ezeket a változókat, már más a helyzet mint az FC-ben.
Azok eléréséhez, amelyek lényegében az instance DB-ben vannak eltárolva (IN, OUT, IN_OUT, STAT) az adatblokk megfelelő címére kell hivatkozni. De nem mint DB, hanem mint DI.
Az instance DB-re külön címzésmód van: DIX x.y x című byte y. bitje
DIB n n című byte DIW n című word DID n című doubleword Példa:
Szimbolikus elérésre Abszolút címzés
L #Be L DIW 0
T #Ki T DIW 2
L #STAT1 L DIW 4
Network (program, programrészlet) sablon
Készítés lépései:1. Készítsük el a sablonnak szánt programrészletet (ez lehet több network is). Azokhoz a hivatkozásokhoz, amelyeken változtatni kell majd a beillesztés (későbbi felhasználás) során, adjuk nekik a %01, %02 … %99 helyettesítő karaktereket.
2. Jelöljük ki a felhasználni kívánt Network-öket! 3. Edit Create Network Template...
4. Írjunk megjegyzést, magyarázatot a sablonhoz.
5. A wildcard változóknak is adjunk megjegyzést, hogy a későbbi felhasználásakor pontosan tudjuk azonosítani a ki, és bemeneteket és markereket, stb.
6. OK.
7. Mentsük a sablont a Sources kategóriában. Ajánlott saját könyvtár készítése!
4-6. lépés
8. lépés Felhasználás lépései:
1. Az Overviews ablakban keressük ki a megfelelő könyvtárat és sablont, majd húzzuk a programba.
2. Most kell megadni, hogy milyen változók, ki- és bemenetek, stb. szerepeljenek a helyettesítő karakterek helyén.
3. OK. Ha adtunk meg hibás váltózót, akkor azt kiemeli pirossal! Javítsuk!
Többnyelvű program készítése
Lehetőségünk van egy kész projekt nyelvezetének a lecserélésére. Így a Step 7 segítségével többnyelvű fejlesztők is dolgozhatnak egy-egy projekten.
Az alábbi szövegfajták esetében lehetséges a fordítás: Blokk megjegyzések, címek
Network megjegyzések, címek
Line (STL utasításoknál) megjegyzések
Interface (lokális változók /var/, adat blokk, saját adattábla /UDT/) megjegyzések Szimbolikus tábla megjegyzések
A fordítás menete:
1) Kiviteli (Export) állomány készítése /*.csv = Microsoft Excel kiterjesztés/
2) A kiviteli állományok megnyitása és a megjegyzések lefordítása
3) A lefordított állományok beimportálása (Import)
(Options Manage Multilingual Texts Import…)
4) Nyelv kiválasztása
5) A nyelvi beállítások megfelelő módosítása
(Options Manage Multilingual Texts Settings for Comment Management…)
6) A nyelvi beállítások újraszervezése
Nyelvi változatok
Magyar elnevezés Angol Német
Fájl File Datei
Új New Neu
Varázsló Wizard Assistent
Megnyitás Oppen Öffnen
Bezárás Close Schließen
Kilépés Exit Beenden
Mentés Save Speichern
Mentés másként Save As Speichern unter
Szerkesztés Edit Bearbeiten
Másolás Copy Kopieren
Kivágás Cut Ausschnieden
Beillesztés Paste Einfüngen
Törlés Delete Löschen
Kijelölés Select Markieren
Átnevezés Rename Umbenennen
Tulajdonságok Properties / Attributes Eingenschaften / Attribute
Beszúrás Insert Einfüngen
PLC PLC Zielsystem
Letöltés Download Laden
Feltöltés Upload Laden in …
Nézet View Ansicht
Kapcsolat nélküli Offline Offline
Kapcsolattal Online Online
Frissítés Update Aktualisieren
Opciók Options Extras
Beállítások Customize Eingestellungen
Képernyő nyelve Display language Sprache für Anzeigegeräte Referencia adat Reference Data Referenzdaten
Hálózat konfigurálás Configure Network Nezt konfigurieren
Állomás Station Station
Általános beállítás General Allgemein
Magyarázat Comment Kommentar
Nyomon követés Debug Test
Képernyő Monitor Beobachten
Források Sources Sources
Blokkok Blocks Blocks
Jelek, szimbólumok Symbols Symbols
Telepítés Install Installieren
OK / Igen OK / Yes OK / Ja
Mégse Cancel Abbrechen
Vége Finish Fertigstellen
Lásd bővebben Preview Vorschau
Bit logika Bit logic Bitverknüpfung
Összehasonlító Comparator Vergleicher
Konvertáló Converter Umwandler
Számláló Counter Zähler
DB hívás DB call DB-Aufruf
Ugrás Jumps Sprünge
Egész funkció Integer function Festpunkt-Fkt. Lebegőpontos funkció Floating-point fct. Gleitpunkt-Fkt.
Mozgatás Move Verschieben
Programvezérlés Program control Proggramsteuerung Áthelyezés/Forgatás Shift/Rotate Schieben/Rotieren
Jelzőbit Status bit Statusbits
Időzítő Timers Zeiten
Szó logika Word logic Wortverknüpfung
Blokkok Blocks Bausteine
Összetett példák Multiple instances Multiinstanzen
Könyvtár Libraries Bibliotheken
Típus Type Typ
Méret Size Größe
Szerző Author Autor
Létrehozás ideje Last interface change letzte Schnittstellen- Utolsó módosítás Last modified Änderungsdatum
Státusz / Állapot Status Status
Jel / Szimbólum Symbol Symbol
Cím Adress Adresse
Adat típus Data type Datentyp
