3. Bausteintypen für SIMATIC S7-300
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Industry Sector, IA&DT SCE Lehrunterlage für die durchgängige Automatisierungslösung Totally Integrated Automation (TIA) TIA Portal Modul 030-010 Bausteinarten bei SIMATIC S7-300 SCE Lehrunterlage TIA Portal Modul 030-010, Edition 03/2013 SCE_DE _030-010_R1209_Bausteinarten bei SIMATIC S7-300 Seite 1 von 38 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen © Siemens AG 2013. All Rights Reserved Industry Sector, IA&DT Passende SCE Trainer Pakete zu diesen Unterlagen SIMATIC Steuerungen SIMATIC S7-300 mit CPU 314C-2PN/DP Bestellnr: 6ES7314-6EH04-4AB3 SIMATIC S7-300 mit CPU 314C-2PN/DP (upgrade) Bestellnr: 6ES7314-6EH04-4AB4 SIMATIC S7-300 mit CPU 315F-2PN/DP Bestellnr: ES7315-2FH14-4AB1 SIMATIC ET 200S mit CPU IM151-8 F PN/DP Bestellnr: 6ES7151-8FB00-4AB1 SIMATIC STEP 7 Software for Training SIMATIC STEP 7 Professional V11 - Einzel-Lizenz Bestellnr: 6ES7822-1CC01-4YA5 SIMATIC STEP 7 Professional V11 - 12er Klassenraumlizenz Bestellnr: 6ES7822-1AA01-4YA5 SIMATIC STEP 7 Professional V11 - 12er Upgrade Lizenz Bestellnr: 6ES7822-1AA01-4YE5 SIMATIC STEP 7 Professional V11 - 20er Studenten-Lizenz Bestellnr: 6ES7822-1AC01-4YA5 Bitte beachten Sie, dass diese Trainer Pakete ggf. durch Nachfolge-Pakete ersetzt werden. Eine Übersicht über die aktuell verfügbaren SCE Pakete finden Sie unter: siemens.de/sce/tp Fortbildungen Für regionale Siemens SCE Fortbildungen kontaktieren Sie ihren regionalen SCE Kontaktpartner siemens.de/sce/contact Weitere Informationen rund um SCE siemens.de/sce Verwendungshinweis Lehrunterlage für die durchgängige Automatisierungslösung Totally Integrated Automation (T I A) wurde für das Programm „Siemens Automation Cooperates with Education (SCE)“ speziell zu Ausbildungszwecken für öffentliche Bildungs- und F&E-Einrichtungen erstellt. Die Siemens AG übernimmt bezüglich des Inhalts keine Gewähr. Diese Unterlage darf nur für die Erstausbildung an Siemens Produkten/Systemen verwendet werden. D.h. sie kann ganz oder teilweise kopiert und an die Auszubildenden zur Nutzung im Rahmen deren Ausbildung aushändigt werden. Weitergabe sowie Vervielfältigung dieser Unterlage und Mitteilung ihres Inhalts ist innerhalb öffentlicher Aus- und Weiterbildungsstätten die Zwecke der Ausbildung gestattet. Ausnahmen bedürfen der schriftlichen Genehmigung durch die Siemens AG Ansprechpartner: Herr Roland Scheuerer [email protected]. Zuwiderhandlungen verpflichten zu Schadensersatz. Alle Rechte auch der Übersetzung sind vorbehalten, insbesondere für den Fall der Patentierung oder GM-Eintragung. Der Einsatz für Industriekunden-Kurse ist explizit nicht erlaubt. Einer kommerziellen Nutzung der Unterlagen stimmen wir nicht zu. Wir danken der Fa. Michael Dziallas Engineering und allen beteiligten Personen für die Unterstützung bei der Erstellung der Unterlage. SCE Lehrunterlage TIA Portal Modul 030-010, Edition 03/2013 SCE_DE _030-010_R1209_Bausteinarten bei SIMATIC S7-300 Seite 2 von 38 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen © Siemens AG 2013. All Rights Reserved Industry Sector, IA&DT SEITE: 1. 2. 2.1 Vorwort ....................................................................................................................................................... 4 Hinweise zur Programmierung für SIMATIC S7-300 .................................................................................. 6 Automatisierungssystem SIMATIC S7-300 ................................................................................................ 6 2.2 Programmiersoftware STEP 7 Professional V11 (TIA Portal V11)............................................................. 6 3.1 Bausteintypen für SIMATIC S7-300............................................................................................................ 7 Lineare Programmierung ............................................................................................................................ 7 3.2 Strukturierte Programmierung .................................................................................................................... 8 3.2 Anwenderbausteine für SIMATIC S7-300................................................................................................... 9 3. 4. 5. 3.2.1 Organisationsbausteine ................................................................................................................... 10 3.2.2 Funktionen ....................................................................................................................................... 11 3.2.3 Funktionsbausteine .......................................................................................................................... 11 3.2.4 Datenbausteine ................................................................................................................................ 12 Beispielaufgabe Funktionsbaustein zur Bandsteuerung........................................................................... 13 Programmierung der Bandsteuerung für SIMATIC S7-300 ...................................................................... 14 SCE Lehrunterlage TIA Portal Modul 030-010, Edition 03/2013 SCE_DE _030-010_R1209_Bausteinarten bei SIMATIC S7-300 Seite 3 von 38 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen © Siemens AG 2013. All Rights Reserved Industry Sector, IA&DT 1. Vorwort Das Modul SCE_DE_030-010 ist inhaltlich der Lehreinheit ‚Weiterführende Funktionen zur SPSProgrammierung’ zugeordnet und erklärt die verschiedenen Bausteine die bei der Programmierung der SIMATIC S7 verwendet werden können. Grundlagen SPSProgrammierung Module 10, Module 20 Anlagensimulation SIMIT Module 150 Weiterführende Fkt. zur SPS-Programmierung Module 30 Weitere Programmiersprachen Module 40 Sicherheitstechnik Module 80 PROFIBUS Module 60 PROFINET Module 70 Sensortechnik Module 110 AS-Interface Module 50 Prozessvisualisierung (HMI) Module 90 Antriebstechnik Module 100 Lernziel: Der Leser soll in diesem Modul die verschiedenen Bausteine zur Programmierung für SIMATIC S7 mit dem Programmierwerkzeug TIA Portal kennen lernen. Das Modul erklärt die verschiedenen Bausteinarten und zeigt in den folgenden Schritten die Vorgehensweise zur Erstellung eines Programms in einem Funktionsbaustein. Funktionsbaustein erstellen Interne Variablen definieren Programmieren mit internen Variablen im Funktionsbaustein Aufruf und Parametrierung des Funktionsbausteins im OB1 Voraussetzungen: Für die erfolgreiche Bearbeitung dieses Moduls wird folgendes Wissen vorausgesetzt: Kenntnisse in der Handhabung von Windows Grundlagen der SPS- Programmierung mit dem TIA Portal (z.B. Modul SCE_DE_020010_R1110_Startup Programmierung SIMATIC S7-300) SCE Lehrunterlage TIA Portal Modul 030-010, Edition 03/2013 SCE_DE _030-010_R1209_Bausteinarten bei SIMATIC S7-300 Seite 4 von 38 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen © Siemens AG 2013. All Rights Reserved Industry Sector, IA&DT Benötigte Hardware und Software 1 PC Pentium 4, 1.7 GHz 1 (XP) – 2 (Vista) GB RAM, freier Plattenspeicher ca. 2 GB Betriebssystem Windows XP Professional SP3 / Windows 7 Professional / Windows 7 Enterprise / Windows 7 Ultimate / Windows 2003 Server R2 / Windows Server 2008 Premium SP1, Business SP1, Ultimate SP1 2 Software STEP 7 Professional V11 (Totally Integrated Automation (TIA) Portal V11) 3 Ethernet- Verbindung zwischen PC und CPU 315F-2 PN/DP 4 SPS SIMATIC S7-300, z.B. CPU 315F-2PN/DP mit 16DI/16DO Signalmodul. Die Eingänge müssen auf ein Schaltfeld herausgeführt sein. 2 STEP 7 Professional V11 (TIA-Portal) 1 PC 3 Ethernet- Verbindung 4 S7-300 mit CPU 315F 2 PN/DP SCE Lehrunterlage TIA Portal Modul 030-010, Edition 03/2013 SCE_DE _030-010_R1209_Bausteinarten bei SIMATIC S7-300 Seite 5 von 38 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen © Siemens AG 2013. All Rights Reserved Industry Sector, IA&DT 2. Hinweise zur Programmierung für SIMATIC S7-300 2.1 Automatisierungssystem SIMATIC S7-300 Das Automatisierungssystem SIMATIC S7-300 ist ein modulares Kleinsteuerungssystem für den unteren und mittleren Leistungsbereich. Es gibt ein umfassendes Baugruppenspektrum zur optimalen Anpassung an die Automatisierungsaufgabe. Die S7-Steuerung besteht aus einer Stromversorgung, einer CPU und Ein- bzw. Ausgangsbaugruppen für digitale und analoge Signale besitzt. Gegebenenfalls kommen noch Kommunikationsprozessoren und Funktionsmodule für spezielle Aufgaben wie z.B. Schrittmotoransteuerung zum Einsatz. Die Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) überwacht und steuert mit dem S7-Programm eine Maschine oder einen Prozess. Die E/A-Baugruppen werden dabei im S7-Programm über die Eingangsadressen (%E) abgefragt und Ausgangsadressen (%A) angesprochen. Programmiert wird das System mit der Software STEP 7. 2.2 Programmiersoftware STEP 7 Professional V11 (TIA Portal V11) Die Software STEP 7 Professional V11 (TIA Portal V11) ist das Programmierwerkzeug für die Automatisierungssysteme - SIMATIC S7-1200 - SIMATIC S7-300 - SIMATIC S7-400 - SIMATIC WinAC Mit STEP 7 Professional V11 können die folgenden Funktionen für die Automatisierung einer Anlage genutzt werden: - Konfigurierung und Parametrierung der Hardware - Festlegung der Kommunikation - Programmierung - Test, Inbetriebnahme und Service mit den Betriebs-/Diagnosefunktionen - Dokumentation - Erstellung von Visualisierungen für SIMATIC Basic Panels mit dem integrierten WinCC Basic. - Mit weiteren WinCC-Paketen können auch Visualisierungslösungen für PCs und andere Panels erstellt werden Alle Funktionen werden durch eine ausführliche Online Hilfe unterstützt. SCE Lehrunterlage TIA Portal Modul 030-010, Edition 03/2013 SCE_DE _030-010_R1209_Bausteinarten bei SIMATIC S7-300 Seite 6 von 38 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen © Siemens AG 2013. All Rights Reserved Industry Sector, IA&DT 3. Bausteintypen für SIMATIC S7-300 Das Programm wird für die SIMATIC S7-300 in so genannten Bausteinen geschrieben. Standardmäßig ist bereits der Organisationsbaustein Main[OB1] vorhanden. Dieser stellt die Schnittstelle zum Betriebssystem der CPU dar und wird automatisch von diesem aufgerufen und zyklisch bearbeitet. Bei umfangreichen Steuerungsaufgaben unterteilt man das Programm in kleine, überschaubare und nach Funktionen geordnete Programmbausteine. Diese Bausteine werden dann von Organisationsbausteinen aus aufgerufen. Am Bausteinende wird wieder zurück in den aufrufenden Organisationsbaustein gesprungen. Und zwar genau in die Zeile hinter dem Aufruf. 3.1 Lineare Programmierung Bei der linearen Programmierung werden die Anweisungen in einem Baustein abgelegt und in der Reihenfolge bearbeitet, in der sie im Programmspeicher hinterlegt sind. Wenn das Programmende (Bausteinende) erreicht ist beginnt die Programmbearbeitung wieder von vorne. Man spricht von zyklischer Bearbeitung. Die Zeit, die ein Gerät für eine einmalige Bearbeitung aller Anweisungen benötigt, wird Zykluszeit genannt. Die lineare Programmbearbeitung wird nur für einfache, nicht zu umfangreiche Steuerungen verwendet und kann in einem einzigen OB realisiert werden. , OB1 1. Anweisung 2. Anweisung 3. Anweisung Bausteinende SCE Lehrunterlage TIA Portal Modul 030-010, Edition 03/2013 SCE_DE _030-010_R1209_Bausteinarten bei SIMATIC S7-300 Seite 7 von 38 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen © Siemens AG 2013. All Rights Reserved Industry Sector, IA&DT 3.2 Strukturierte Programmierung Das Programm unterteilt man bei umfangreichen Steuerungsaufgaben in kleine, überschaubare und nach Funktionen geordnete Programmbausteine. Das hat den Vorteil Programmteile einzeln testen zu können und sie bei Funktionieren zu einer Gesamtfunktion zusammenzuführen. Die Programmbausteine müssen von dem übergeordneten Baustein aufgerufen werden. Ist Bausteinende (BE) erkannt worden, wird das Programm in dem aufrufenden Baustein hinter dem Aufruf weiterbearbeitet. SCE Lehrunterlage TIA Portal Modul 030-010, Edition 03/2013 SCE_DE _030-010_R1209_Bausteinarten bei SIMATIC S7-300 Seite 8 von 38 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen © Siemens AG 2013. All Rights Reserved Industry Sector, IA&DT 3.2 Anwenderbausteine für SIMATIC S7-300 Für die strukturierte Programmierung stehen folgende Anwenderbausteine zur Verfügung: OB (Organisationsbaustein): ein OB wird vom Betriebssystem zyklisch aufgerufen und bildet somit die Schnittstelle zwischen Anwenderprogramm und Betriebssystem. In diesem OB wird dem Steuerwerk des AG über Bausteinaufrufbefehle mitgeteilt, welche Programmbausteine es bearbeiten soll. FB (Funktionsbaustein): der FB benötigt zu jedem Aufruf(Instanz) über einen zugeordneten Speicherbereich. Wenn ein FB aufgerufen wird kann ihm z.B. ein Datenbaustein (DB) als Instanz- DB zugeordnet werden. Auf die Daten in diesem Instanz-DB wird nun über die Variablen des FB zugegriffen. Einem FB müssen verschiedene Speicherbereiche zugeordnet werden wenn er mehrmals aufgerufen wird. In einem Funktionsbaustein können auch wieder weitere FBs und FCs aufgerufen werden. FC (Funktion): eine FC besitzt keinen zugeordneten Speicherbereich. Die lokalen Daten einer Funktion sind nach der Bearbeitung der Funktion verloren. In einer Funktion können auch wieder weitere FBs und FCs aufgerufen werden. DB (Datenbaustein): DBs werden verwendet um Speicherplatz für Datenvariablen bereitzustellen. Es gibt zwei Arten von Datenbausteinen. Globale DBs, wo alle OBs, FBs und FCs die gespeicherten Daten lesen oder selbst Daten in den DB schreiben können und Instanz- DBs, die einem bestimmten FB zugeordnet sind Hinweis: Wenn bei der Programmierung von FCs und FBs nur interne Variablen verwendet wurden, so können diese in Form von Standardbausteinen mehrfach verwendet werden. Damit können diese beliebig oft aufgerufen werden, wobei den FBs bei jedem Aufruf ein Speicherbereich, eine so genannte Instanz (z.B. ein DB) zugewiesen werden muss. SCE Lehrunterlage TIA Portal Modul 030-010, Edition 03/2013 SCE_DE _030-010_R1209_Bausteinarten bei SIMATIC S7-300 Seite 9 von 38 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen © Siemens AG 2013. All Rights Reserved Industry Sector, IA&DT 3.2.1 Organisationsbausteine Organisationsbausteine (OBs) bilden die Schnittstelle zwischen dem Betriebssystem und dem Anwenderprogramm. Sie werden vom Betriebssystem aufgerufen und steuern folgende Vorgänge: Anlaufverhalten des Automatisierungssystems Zyklische Programmbearbeitung Alarmgesteuerte Programmbearbeitung Behandlung von Fehlern Sie können die Organisationsbausteine frei programmieren und so das Verhalten der CPU bestimmen. Sie haben verschiedene Möglichkeiten, um Organisationsbausteine in Ihrem Programm zu verwenden: Anlauf- OB, Zyklus-OB, Zeitfehler-OB und Diagnose-OB: Diese Organisationsbausteine können Sie einfach in Ihr Projekt einfügen und programmieren. Sie müssen diese Organisationsbausteine weder parametrieren noch aufrufen. Prozessalarm-OB und Weckalarm-OB: Diese Organisationsbausteine müssen Sie nach dem Einfügen in Ihr Programm noch parametrieren. Prozessalarm-OBs können zusätzlich zur Laufzeit mithilfe der Anweisung ATTACH einem Ereignis zugeordnet oder mit DETACH wieder getrennt werden. Verzögerungsalarm-OB: Den Verzögerungsalarm-OB können Sie in Ihr Projekt einfügen und programmieren. Zusätzlich müssen Sie ihn im Anwenderprogramm über die Anweisung SRT_DINT aufrufen. Parametrierung ist nicht erforderlich. Startinformation Beim Start einiger Organisationsbausteine gibt das Betriebssystem Informationen aus, die im Anwenderprogramm ausgewertet werden können. Vor allem bei der Fehlerdiagnose kann das sehr hilfreich sein. Ob und welche Informationen ausgegeben werden, finden Sie in den Beschreibungen der Organisationsbausteine. SCE Lehrunterlage TIA Portal Modul 030-010, Edition 03/2013 SCE_DE _030-010_R1209_Bausteinarten bei SIMATIC S7-300 Seite 10 von 38 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen © Siemens AG 2013. All Rights Reserved Industry Sector, IA&DT 3.2.2 Funktionen Eine Funktion enthält ein Programm, das immer dann ausgeführt wird, wenn die Funktion von einem anderen Codebaustein aufgerufen wird. Funktionen (FCs) sind Codebausteine ohne Gedächtnis. Die Daten der temporären Variablen gehen nach der Bearbeitung der Funktion verloren. Um Daten dauerhaft zu speichern, können den Funktionen globale Datenbausteine dienen. Funktionen können z. B. zu folgenden Zwecken eingesetzt werden: Funktionswerte an den aufrufenden Baustein zurückgeben, z. B. bei mathematischen Funktionen Technologische Funktionen ausführen, z. B. Einzelsteuerungen mit Binärverknüpfungen Eine Funktion kann auch mehrmals an verschiedenen Stellen innerhalb eines Programms aufgerufen werden. Sie erleichtern so die Programmierung häufig wiederkehrender, komplexer Funktionen. 3.2.3 Funktionsbausteine Funktionsbausteine enthalten Unterprogramme, die jederzeit ausgeführt werden, wenn ein Funktionsbaustein von einem anderen Codebaustein aufgerufen wird. Funktionsbausteine sind Codebausteine, die ihre Werte dauerhaft in Instanz-Datenbausteinen ablegen, so dass sie auch nach der Bausteinbearbeitung zur Verfügung stehen. Sie legen ihre Ein-, Aus- und Durchgangsparameter dauerhaft in Instanz-Datenbausteinen ab. Dadurch stehen sie auch nach der Bausteinbearbeitung noch zur Verfügung. Deshalb werden sie auch als Bausteine mit "Gedächtnis" bezeichnet. Funktionsbausteine werden bei Aufgaben verwendet die mit Funktionen nicht realisierbar sind: Immer dann wenn in den Bausteinen Zeiten und Zähler benötigt werden (Siehe Modul M3) Immer wenn eine Information in dem Programm gespeichert werden muss. Zum Beispiel eine Vorwahl der Betriebsart mit einem Taster. Ein Funktionsbaustein kann auch mehrmals an verschiedenen Stellen innerhalb eines Programms aufgerufen werden. Sie erleichtern so die Programmierung häufig wiederkehrender, komplexer Funktionen. Instanzen von Funktionsbausteinen Ein Aufruf eines Funktionsbausteins wird als Instanz bezeichnet. Jeder Instanz eines Funktionsbausteins wird ein Speicherbereich zugeordnet, der die Daten enthält, mit denen der Funktionsbaustein arbeitet. Dieser Speicher wird von Datenbausteinen zur Verfügung gestellt, die automatisch von der Software erstellt werden. Es ist auch möglich den Speicher für mehrere Instanzen in einem Datenbaustein als Multiinstanz zur Verfügung zu stellen. SCE Lehrunterlage TIA Portal Modul 030-010, Edition 03/2013 SCE_DE _030-010_R1209_Bausteinarten bei SIMATIC S7-300 Seite 11 von 38 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen © Siemens AG 2013. All Rights Reserved Industry Sector, IA&DT 3.2.4 Datenbausteine Datenbausteine enthalten im Gegensatz zu Codebausteinen keine Anweisungen, sondern dienen der Speicherung von Anwenderdaten. In den Datenbausteinen stehen also variable Daten, mit denen das Anwenderprogramm arbeitet. Globale Datenbausteine nehmen Daten auf, die von allen anderen Bausteinen aus verwendet werden können. Die maximale Größe von Datenbausteinen variiert abhängig von der CPU. Die Struktur globaler Datenbausteine können Sie beliebig festlegen. Anwendungsbeispiele sind: Speicherung der Informationen zu einem Lagersystem. „Welches Produkt liegt wo!“ Speicherung von Rezepturen zu bestimmten Produkten. Jeder Funktionsbaustein, jede Funktion oder jeder Organisationsbaustein kann die Daten aus einem globalen Datenbaustein lesen oder selbst Daten in einen globalen Datenbaustein schreiben. Diese Daten bleiben im Datenbaustein auch erhalten, wenn der Datenbaustein verlassen wird. Der Aufruf eines Funktionsbausteins wird als Instanz bezeichnet. Jedem Aufruf eines Funktionsbausteins mit Parameterübergabe wird ein Instanz-Datenbaustein zugeordnet, der als Datenspeicher dient. In ihm werden die Aktualparameter und die statischen Daten des Funktionsbausteins abgelegt. Die maximale Größe von Instanz-Datenbausteinen variiert abhängig von der CPU. Die im Funktionsbaustein deklarierten Variablen bestimmen die Struktur des Instanz-Datenbausteins. Ein globaler Datenbaustein und ein Instanz-Datenbaustein können gleichzeitig geöffnet sein. SCE Lehrunterlage TIA Portal Modul 030-010, Edition 03/2013 SCE_DE _030-010_R1209_Bausteinarten bei SIMATIC S7-300 Seite 12 von 38 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen © Siemens AG 2013. All Rights Reserved Industry Sector, IA&DT 4. Beispielaufgabe Funktionsbaustein zur Bandsteuerung Wenn Bausteine erstellt werden sollen die quasi als „Black-Box“ in beliebigen Programmen funktionieren, so müssen diese unter Verwendung von Variablen programmiert werden. Dabei gilt die Regel, dass in diesen Bausteinen keine absolut adressierten Ein-/Ausgänge, Merker, etc. verwendet werden dürfen. Innerhalb des Bausteins kommen lediglich Variablen und Konstanten zum Einsatz. In dem folgenden Beispiel soll ein Funktionsbaustein mit Variablendeklaration erstellt werden der eine betriebsartenabhängige Bandansteuerung enthält. Dabei soll mit dem Taster 'S1' die Betriebsart ‚Manuell’ und mit dem Taster 'S2' die Betriebsart ‚Automatik’ angewählt werden können. In der Betriebsart ‚Manuell’ wird der Motor solange eingeschaltet solange wie der Taster ‚S3’ betätigt ist wobei der Taster ‚S4’ nicht betätigt sein darf. In der Betriebsart ‚Automatik’ soll mit dem Taster 'S3' der Bandmotor eingeschaltet und mit dem Taster 'S4' (Öffner) der Bandmotor ausgeschaltet werden können. Zuordnungsliste: Adresse Symbol Kommentar %E 0.0 %E 0.1 %E 0.2 %E 0.3 %A 0.2 S1 S2 S3 S4 M01 Taster Betriebsart Manuell S1 (Schließer) Taster Betriebsart Automatik S2 (Schließer) Ein-Taster S3 (Schliesser) Aus-Taster S4 (Öffner) Bandmotor M01 Hinweis: Der Aus- Taster S4 ist hier als Öffner ausgeführt um Drahtbruchsicherheit zu gewährleisten. Das bedeutet, dass die Anlage bei Drahtbruch an diesem Taster automatisch anhält. Ansonsten könnte man diese bei Drahtbruch nicht mehr anhalten. In der Steuerungstechnik müssen deshalb sämtliche Stopp-Taster, Aus-Taster bzw. Schalter immer als Öffner ausgeführt werden. SCE Lehrunterlage TIA Portal Modul 030-010, Edition 03/2013 SCE_DE _030-010_R1209_Bausteinarten bei SIMATIC S7-300 Seite 13 von 38 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen © Siemens AG 2013. All Rights Reserved Industry Sector, IA&DT 5. Programmierung der Bandsteuerung für SIMATIC S7-300 Die Projektverwaltung und Programmierung erfolgt mit der Software ‚Totally Integrated Automation Portal’. Hier werden unter einer einheitlichen Oberfläche die Komponenten wie Steuerung, Visualisierung und Vernetzung der Automatisierungslösung angelegt, parametriert und programmiert. Für die Fehlerdiagnose stehen Online- Werkzeuge zur Verfügung. In den folgenden Schritten kann für SIMATIC S7-300 ein Projekt angelegt und die Lösung zu der Aufgabenstellung programmiert werden: 1. Das zentrale Werkzeug ist das ‚Totally Integrated Automation Portal’, das hier mit einem Doppelklick aufgerufen wird. ( TIA Portal V11) SCE Lehrunterlage TIA Portal Modul 030-010, Edition 03/2013 SCE_DE _030-010_R1209_Bausteinarten bei SIMATIC S7-300 Seite 14 von 38 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen © Siemens AG 2013. All Rights Reserved Industry Sector, IA&DT 2. Programme für SIMATIC S7-300 werden in Projekten verwaltet. Ein solches Projekt wird nun in der Portalansicht angelegt ( Neues Projekt erstellen FB_Band Erstellen) SCE Lehrunterlage TIA Portal Modul 030-010, Edition 03/2013 SCE_DE _030-010_R1209_Bausteinarten bei SIMATIC S7-300 Seite 15 von 38 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen © Siemens AG 2013. All Rights Reserved Industry Sector, IA&DT 3. Nun werden ‚Erste Schritte’ zur Projektierung vorgeschlagen. Wir wollen zuerst ‚ein Gerät konfigurieren’. ( Erste Schritte ein Gerät konfigurieren) SCE Lehrunterlage TIA Portal Modul 030-010, Edition 03/2013 SCE_DE _030-010_R1209_Bausteinarten bei SIMATIC S7-300 Seite 16 von 38 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen © Siemens AG 2013. All Rights Reserved Industry Sector, IA&DT 4. Anschließend werden wir ein ‚neues Gerät hinzufügen’ mit dem ‚Gerätename Steuerung_Band’. Aus dem Katalog wählen wir hierzu die ‚CPU 315F-2 PN/DP’ mit der passenden Bestellnummer. ( neues Gerät hinzufügen Steuerung Band CPU 315F-2 PN/DP 6ES7 ……. Hinzufügen) SCE Lehrunterlage TIA Portal Modul 030-010, Edition 03/2013 SCE_DE _030-010_R1209_Bausteinarten bei SIMATIC S7-300 Seite 17 von 38 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen © Siemens AG 2013. All Rights Reserved Industry Sector, IA&DT 5. Nun wechselt die Software automatisch zur Projektansicht mit der geöffneten Hardwarekonfiguration. Hier können nun weitere Module aus dem Hardware-Katalog (rechts!) hinzugefügt und in der ‚Geräteübersicht’ die Adressen der Ein-/ Ausgänge eingestellt werden. Hier haben wird eine E/A-Baugruppe mit 16 Eingängen (Adressen %E0.0 - %E1.7) und 16 Ausgängen (Adressen %A0.0 - %A1.7). ( Geräteübersicht DI/DO DI16/DO16 x 24V/0,5A 6ES7 323-1BL00-0AA0 E-Adresse: 0…1 A-Adresse: 0…1) SCE Lehrunterlage TIA Portal Modul 030-010, Edition 03/2013 SCE_DE _030-010_R1209_Bausteinarten bei SIMATIC S7-300 Seite 18 von 38 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen © Siemens AG 2013. All Rights Reserved Industry Sector, IA&DT 6. Damit die Software später auf die richtige CPU zugreift muss deren IP-Adresse und die Subnetzmaske eingestellt werden. ( Eigenschaften Allgemein PROFINETSchnittstelle[X2] Ethernet-Adressen IP-Protokoll IP-Adresse: 192.168.0.1 Subnetzmaske: 255.255.255.0) (siehe auch: Modul SCE_DE_030-010 zu Einstellung der Programmierschnittstelle.) SCE Lehrunterlage TIA Portal Modul 030-010, Edition 03/2013 SCE_DE _030-010_R1209_Bausteinarten bei SIMATIC S7-300 Seite 19 von 38 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen © Siemens AG 2013. All Rights Reserved Industry Sector, IA&DT 7. Da bei moderner Programmierung nicht mit absoluten Adressen, sondern mit Variablen programmiert wird, müssen hier die globalen PLC-Variablen festgelegt werden. Diese globalen PLC-Variablen sind beschreibende Namen mit Kommentar für jene Eingänge und Ausgänge, die im Programm Verwendung finden. Später kann bei der Programmierung über diesen Namen auf die globalen PLC-Variablen zugegriffen werden. Diese globalen Variablen sind im gesamten Programm in allen Bausteinen verwendbar. Wählen Sie hierzu in der Projektnavigation die ‚Steuerung Band[CPU 315F-2 PN/DP]’ und die ‚PLC-Variablen’. Öffnen Sie die Tabelle ‚PLC-Variablen’ mit einem Doppelklick und tragen dort wie unten gezeigt die Namen für die Ein- und Ausgänge ein. ( Steuerung Band[CPU 315F-2 PN/DP] PLC-Variablen PLC-Variablen) SCE Lehrunterlage TIA Portal Modul 030-010, Edition 03/2013 SCE_DE _030-010_R1209_Bausteinarten bei SIMATIC S7-300 Seite 20 von 38 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen © Siemens AG 2013. All Rights Reserved Industry Sector, IA&DT 8. Um den Funktionsbaustein FB1 zu erstellen wählen Sie in der Projektnavigation die ‚Steuerung Band[CPU 315F-2 PN/DP]’ und die ‚Programmbausteine’. Daraufhin führen Sie einen Doppelklick auf ‚Neuen Baustein hinzufügen’ aus. ( Steuerung Band [CPU 315F-2 PN/DP] Programmbausteine Neuen Baustein hinzufügen) SCE Lehrunterlage TIA Portal Modul 030-010, Edition 03/2013 SCE_DE _030-010_R1209_Bausteinarten bei SIMATIC S7-300 Seite 21 von 38 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen © Siemens AG 2013. All Rights Reserved Industry Sector, IA&DT 9. Wählen Sie in der Auswahl ‚Funktionsbaustein(FB)’ und vergeben den Namen ‚Band’. Als Programmiersprache wird Funktionsplan ‚FUP’ vorgegeben. Die Nummerierung erfolgt automatisch. Da dieser FB1 später sowieso über den symbolischen Namen aufgerufen wird, spielt die Nummer keine so große Rolle mehr. Übernehmen Sie die Eingaben mit ‚OK’. ( Funktionsbaustein (FB1) Band FUP OK) SCE Lehrunterlage TIA Portal Modul 030-010, Edition 03/2013 SCE_DE _030-010_R1209_Bausteinarten bei SIMATIC S7-300 Seite 22 von 38 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen © Siemens AG 2013. All Rights Reserved Industry Sector, IA&DT 10. Der Baustein ‚Band[FB1]’ wird automatisch geöffnet. Bevor das Programm geschrieben werden kann muss die Schnittstelle des Bausteins deklariert werden. Bei der Deklaration der Schnittstelle werden die, nur in diesem Baustein bekannten, lokalen Variablen festgelegt. Die Variablen unterteilen sich in zwei Gruppen: Bausteinparameter, die die Schnittstelle des Bausteins für den Aufruf im Programm bilden. Typ Bezeichnung Funktion Eingangsparameter Input Parameter, deren Werte der Baustein liest. Funktionen, Funktionsbausteinen und einigen Arten von Organisationsbausteinen Ausgangsparameter Output Parameter, deren Werte der Baustein schreibt. Funktionen und Funktionsbausteinen Parameter, deren Wert der Baustein beim Aufruf liest und nach der Bearbeitung wieder in denselben Parameter schreibt. Funktionen und Funktionsbausteinen Durchgangsparameter InOut Verfügbar in Lokaldaten, die zum Speichern von Zwischenergebnissen dienen. Typ Bezeichnung Funktion Verfügbar in Temporäre Lokaldaten Temp Variablen, die zum Speichern von temporären Funktionen, Funktionsbausteinen und Zwischenergebnissen dienen. Organisationsbausteinen Temporäre Daten bleiben nur für einen Zyklus erhalten. Statische Lokaldaten Variablen, die zum Speichern von statischen Zwischenergebnissen im Instanz-Datenbaustein dienen. Statische Daten bleiben so lange Funktionsbausteinen erhalten, bis sie neu geschrieben werden, auch über mehrere Zyklen hinweg. Static SCE Lehrunterlage TIA Portal Modul 030-010, Edition 03/2013 SCE_DE _030-010_R1209_Bausteinarten bei SIMATIC S7-300 Seite 23 von 38 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen © Siemens AG 2013. All Rights Reserved Industry Sector, IA&DT 11. Bei der Deklaration der lokalen Variablen werden in unserem Beispiel folgende Variablen benötigt. Input: man auto ein aus Hier wird der Taster für Anwahl Betriebsart Manuell eingelesen (Schliesser) Hier wird der Taster für Anwahl Betriebsart Automatik eingelesen (Schliesser) Hier wird der EIN-Taster eingelesen (Schliesser) Hier wird der AUS-Taster eingelesen (Öffner) Output: motor Hier wird ein Zustand zum Ausgang Bandmotor geschrieben Static (gibt es nur in Funktionsbausteinen FB): automan Hier wird die vorgewählte Betriebsart gespeichert motorauto Hier wird gespeichert, wenn der Bandmotor in Betriebsart Automatik gestartet wurde Dabei sind sämtliche Variablen vom Typ ‚Bool’ , das heißt binäre Variablen die nur den Zustand ‚0’ (false) oder ‚1’ (true) haben können. Wichtig ist in diesem Beispiel, dass der Zustand in den beiden Variablen ‚automan’ und ‚motorauto’ über längere Zeit gespeichert werden muss. Deshalb muss hier der Variablentyp ‚Static’ verwendet werden. Diesen Variablentyp gibt es wiederum nur in einem Funktionsbaustein FB. Sämtliche lokalen Variablen sollten zum besseren Verständnis auch mit einem ausreichenden Kommentar versehen werden. SCE Lehrunterlage TIA Portal Modul 030-010, Edition 03/2013 SCE_DE _030-010_R1209_Bausteinarten bei SIMATIC S7-300 Seite 24 von 38 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen © Siemens AG 2013. All Rights Reserved Industry Sector, IA&DT 12. Nachdem die lokalen Variablen deklariert wurden kann nun unter Verwendung der Variablennamen das Programm eingegeben werden. (Variablen werden dabei durch das Symbol ‚#’ gekennzeichnet.) Dies könnte für das Beispiel in FUP folgendermaßen aussehen. SCE Lehrunterlage TIA Portal Modul 030-010, Edition 03/2013 SCE_DE _030-010_R1209_Bausteinarten bei SIMATIC S7-300 Seite 25 von 38 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen © Siemens AG 2013. All Rights Reserved Industry Sector, IA&DT 13. Nachfolgend werden die ‚Eigenschaften’ des zyklisch bearbeiteten Bausteins ‚Main[OB1]’ gewählt. Eigenschaften der Bausteine können verändert werden. ( Main[OB1] Eigenschaften) SCE Lehrunterlage TIA Portal Modul 030-010, Edition 03/2013 SCE_DE _030-010_R1209_Bausteinarten bei SIMATIC S7-300 Seite 26 von 38 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen © Siemens AG 2013. All Rights Reserved Industry Sector, IA&DT 14. Wählen Sie in den Eigenschaften die Programmier-‚Sprache’ Funktionsplan ‚FUP’. ( FUP OK) SCE Lehrunterlage TIA Portal Modul 030-010, Edition 03/2013 SCE_DE _030-010_R1209_Bausteinarten bei SIMATIC S7-300 Seite 27 von 38 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen © Siemens AG 2013. All Rights Reserved Industry Sector, IA&DT 15. Der Baustein „Band“ muss nun aus dem Programmbaustein Main[OB1] aufgerufen werden. Ansonsten würde der Baustein gar nicht bearbeitet werden. Öffnen Sie mit einem Doppelklick auf ‚Main[OB1]’ diesen Baustein. ( Main[OB1] ) SCE Lehrunterlage TIA Portal Modul 030-010, Edition 03/2013 SCE_DE _030-010_R1209_Bausteinarten bei SIMATIC S7-300 Seite 28 von 38 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen © Siemens AG 2013. All Rights Reserved Industry Sector, IA&DT 16. Der Baustein „Band[FB1]“ kann jetzt einfach per Drag&Drop in Netzwerk 1 des Bausteins Main[OB1] gezogen werden. Vergessen Sie nicht auch im Baustein Main[OB1] die Netzwerke zu dokumentieren. ( Band[FB1]) SCE Lehrunterlage TIA Portal Modul 030-010, Edition 03/2013 SCE_DE _030-010_R1209_Bausteinarten bei SIMATIC S7-300 Seite 29 von 38 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen © Siemens AG 2013. All Rights Reserved Industry Sector, IA&DT 17. Da wir es hier mit einem Funktionsbaustein zu tun haben, muss diesem ein Speicher zur Verfügung gestellt werden. Als Speicher stehen in SIMATIC S7-300 Datenbausteine zur Verfügung. Ein solcher zugeordneter Datenbaustein wird als Instanz- Datenbaustein bezeichnet. Dieser soll hier ‚automatisch’ festgelegt und erstellt werden. ( Automatisch OK) Hinweis: Weitere Beispiele zum Umgang und Erstellen von Instanzen finden Sie im Modul SCE_DE_030-020. SCE Lehrunterlage TIA Portal Modul 030-010, Edition 03/2013 SCE_DE _030-010_R1209_Bausteinarten bei SIMATIC S7-300 Seite 30 von 38 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen © Siemens AG 2013. All Rights Reserved Industry Sector, IA&DT 18. Im OB1 werden nun die Input- Variablen sowie die Output- Variable mit den hier gezeigten PLCVariablen verschaltet. Durch einen Mausklick auf wird das Projekt gespeichert. ( „S1“ „S2“ „S3“ „S4“ „M01“ SCE Lehrunterlage TIA Portal Modul 030-010, Edition 03/2013 SCE_DE _030-010_R1209_Bausteinarten bei SIMATIC S7-300 Seite 31 von 38 ) Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen © Siemens AG 2013. All Rights Reserved Industry Sector, IA&DT 19. Um Ihr gesamtes Programm in die CPU zu laden, markieren Sie zuerst den Ordner ‚Steuerung Band’ und klicken dann auf das Symbol SCE Lehrunterlage TIA Portal Modul 030-010, Edition 03/2013 SCE_DE _030-010_R1209_Bausteinarten bei SIMATIC S7-300 Seite 32 von 38 Laden in Gerät . ( Steuerung Band ) Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen © Siemens AG 2013. All Rights Reserved Industry Sector, IA&DT 20. In dem folgenden Dialog wählen Sie nun ‚PN/IE’ als Typ der PG/PC-Schnittstelle und danach eine passende Netzwerkkarte als PG/PC-Schnittstelle aus. Nach dem ‚Aktualisieren’ der Erreichbaren Teilnehmer sollten Sie Ihre ‚CPU 315F-2 PN/DP’ mit der Adresse 192.168.0.1 sehen und als Zielgerät auswählen können. Klicken Sie jetzt auf ‚Laden’. ( Typ der PG/PCSchnittstelle: PN/IE PG/PC-Schnittstelle: …… Aktualisieren CPU 315F-2 PN/DP Laden) Hinweis: Details zur Einstellung der PG/PC-Schnittstelle finden Sie im Modul SCE_DE_020-010. SCE Lehrunterlage TIA Portal Modul 030-010, Edition 03/2013 SCE_DE _030-010_R1209_Bausteinarten bei SIMATIC S7-300 Seite 33 von 38 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen © Siemens AG 2013. All Rights Reserved Industry Sector, IA&DT 21. Klicken Sie dann nochmals auf ‚Laden’. Während des Ladevorgangs wird der Status in einem Fenster angezeigt. ( Laden) SCE Lehrunterlage TIA Portal Modul 030-010, Edition 03/2013 SCE_DE _030-010_R1209_Bausteinarten bei SIMATIC S7-300 Seite 34 von 38 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen © Siemens AG 2013. All Rights Reserved Industry Sector, IA&DT 22. Das erfolgreiche Laden wird nun in einem Fenster angezeigt. Um die CPU 315F-2 PN/DP wieder in den Betriebszustand RUN zu versetzen klicken Sie nun mit der Maus auf ‚Alle starten‘ und ‚Fertigstellen’. ( Alle starten Fertigstellen) SCE Lehrunterlage TIA Portal Modul 030-010, Edition 03/2013 SCE_DE _030-010_R1209_Bausteinarten bei SIMATIC S7-300 Seite 35 von 38 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen © Siemens AG 2013. All Rights Reserved Industry Sector, IA&DT 23. Durch einen Mausklick auf das Symbol Beobachten ein/aus können Sie beim Testen des Programms den Zustand der Ein- und Ausgangsvariablen am Baustein „Band“ aber auch den Programmablauf im Baustein „Band“ beobachten. ( Band[FB1] SCE Lehrunterlage TIA Portal Modul 030-010, Edition 03/2013 SCE_DE _030-010_R1209_Bausteinarten bei SIMATIC S7-300 Seite 36 von 38 ) Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen © Siemens AG 2013. All Rights Reserved Industry Sector, IA&DT 24. Da unser Baustein „Band“ nach den Regeln für Standardbausteine (Keine Verwendung von globalen Variablen innerhalb des Bausteins!!!!!) erstellt wurde kann dieser nun beliebig oft verwendet und aufgerufen werden. Hier ist eine erweiterte PLC- Variablentabelle gezeigt, mit den Ein- / Ausgängen für zwei Bänder. SCE Lehrunterlage TIA Portal Modul 030-010, Edition 03/2013 SCE_DE _030-010_R1209_Bausteinarten bei SIMATIC S7-300 Seite 37 von 38 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen © Siemens AG 2013. All Rights Reserved Industry Sector, IA&DT 25. Nun kann der Baustein „Band“ im OB1 auch zweimal aufgerufen werden mit jeweils unterschiedlicher Beschaltung. Dabei wird für jeden Aufruf ein anderer Instanz-Datenbaustein festgelegt. SCE Lehrunterlage TIA Portal Modul 030-010, Edition 03/2013 SCE_DE _030-010_R1209_Bausteinarten bei SIMATIC S7-300 Seite 38 von 38 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen © Siemens AG 2013. All Rights Reserved
