Allgemeines - Berufskolleg Uerdingen

Projektzeitraum:
05.11.2001 bis 21.12.2001
Erstellt von:
Kannen von, Marcel
Warschau, Jens
Klasse:
FEV 01
Berufskolleg Uerdingen (BKU)
Gruppe 3
Ausführungsort:
Krupp Thyssen Nirosta GmbH (KTN)
Gladbacher Str. 578
47805 Krefeld
Betreuung BKU:
Herr Kleemann
Herr Bauer
Betreuung KTN:
Herr Lotz
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Dokumentation
Testsystem DBFE
17. Dezember 2001
Inhalt
1
Allgemeines ..........................................................................................5
2
2.1
2.2
2.3
2.4
Beschreibung der Anlage (DBFE) .......................................................6
Aufgabenstellung....................................................................................6
Kokillenaufbau........................................................................................7
Anlagenaufbau .......................................................................................7
Bedienung des Systems.........................................................................8
3
3.1
3.2
3.2.1
3.2.2
3.2.3
3.2.4
3.2.5
3.2.6
3.2.7
3.2.8
3.3
3.3.1
3.3.2
3.3.3
3.4
3.4.1
3.4.2
3.4.3
3.4.4
Speicherprogrammierbare Steuerungen..........................................11
Einführung in die SPS Siemens S7-300...............................................11
Hardware S7-300 .................................................................................12
Profilschiene („Rack“) ...........................................................................12
CPU 316-2............................................................................................12
Kommunikationsbaugruppen................................................................13
Digitale Eingabe Baugruppe.................................................................13
Digitale Ausgabe Baugruppe................................................................14
Analoge Eingabe Baugruppe ...............................................................14
Netzteil (Power supply).........................................................................15
Multi Point Interface (MPI-) Schnittstelle ..............................................15
Software STEP 7 Version 5.1...............................................................16
Einführung in die Software STEP 7 V. 5.1 ...........................................16
Einbinden der Hardware (Hardware Manager).....................................16
Programmieren in STEP 7 ...................................................................20
Programmbeschreibung des Testsystems DBFE.................................23
Analogwertverarbeitung........................................................................24
Zeitsteuerung .......................................................................................26
Not - Aus ..............................................................................................28
Kommunikation zwischen SPS S7 und WIN CC ..................................28
4
Software WIN CC Version 5.0 ............................................................30
Einführung in die Software WIN CC V. 5.0..........................................30
WIN CC Editoren..................................................................................30
Alarm Logging ......................................................................................30
Cross Reference ..................................................................................30
User Administrator................................................................................30
Redundancy .........................................................................................30
Text Library ..........................................................................................31
User Archive .........................................................................................31
Report Designer ...................................................................................31
Timesynchronization ............................................................................31
Global Script.........................................................................................31
Picture Tree Manager...........................................................................32
Tag Logging .........................................................................................32
Lifebeat Monitoring...............................................................................32
Graphics Designer................................................................................32
Base Data.............................................................................................32
Storage.................................................................................................32
SFC - Bausteine ...................................................................................33
4.1
4.2
4.2.1
4.2.2
4.2.3
4.2.4
4.2.5
4.2.6
4.2.7
4.2.8
4.2.9
4.2.10
4.2.11
4.2.12
4.2.13
4.2.14
4.2.15
4.2.16
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Dokumentation
Testsystem DBFE
17. Dezember 2001
5
5.1
5.1.1
5.1.2
5.1.3
5.1.4
5.2
5.3
5.4
5.4.1
5.4.2
5.5
Erstellen des Testsystems DBFE in WIN CC ...................................34
Erstellen der grafischen Oberfläche .....................................................35
Arbeiten mit dem Graphics Designer....................................................36
Änderung der Objekteigenschaften ......................................................36
Verknüpfung der Objektereignisse .......................................................38
Arbeiten mit dem Picture Tree Manager...............................................40
Anlegen von Prozesswertarchiven .......................................................41
Erstellen der Grafik der Temperaturwerte ............................................42
Erstellen des Prüfprotokolls..................................................................44
Layout des Prüfprotokolls.....................................................................44
Erstellen des Prüfprotokolls mit dem Report Designer.........................46
Einbinden eines Prozessalarms ...........................................................47
6
Not-Aus-Schaltung .............................................................................48
7
Erfahrungsbericht ..............................................................................49
8
Schlusswort ........................................................................................51
9
Quellenangaben .................................................................................52
10
Anhänge ..............................................................................................53
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1
Dokumentation
Testsystem DBFE
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Allgemeines
Im Rahmen der Weiterbildung zum staatlich geprüften Techniker, sieht der
Lehrplan eine siebenwöchige Projektphase vor.
Wir sind innerhalb dieser Vorgabe bei dem Unternehmen Krupp-ThyssenNirosta GmbH (KTN) vorstellig geworden, mit der Anfrage auf ein geeignetes
Projekt.
Das
Unternehmen
KTN
war
bereit
uns
Modernisierungsmaßnah-men im Stahlwerk das Projekt
im
Zuge
von
„Testsystem für die Durchbruchfrüherkennung (DBFE)“
durchführen zu lassen.
Die Kosten für die Ausführung der Aufgabe, die Arbeitsplätze und
betreuende Ansprechpartner wurden von KTN zur Verfügung gestellt.
Gefordert wurde, dass wir nach dem KTN Standard arbeiten und die
Aufgabe mit dem gestellten Material erfüllen.
Am 05.11.2001 begann die Projektphase und endete am 21.12.2001 mit der
Übergabe der Dokumentation bei KTN und in der Schule.
Der Termin für die Präsentation und das Kolloquium wird durch die KTN Personalabteilung und dem Berufskolleg Uerdingen abgestimmt. Geplant ist
der 11 Januar 2002.
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2
Dokumentation
Testsystem DBFE
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Beschreibung der Anlage (DBFE)
Die Durchbruchfrüherkennung der Stranggießanlage hat die Aufgabe den
Ab-kühlprozess während des Gießens zu überwachen und bei auftretenden
Feh-lern, Alarm zu geben bzw. automatisch die Gießgeschwindigkeit zu
beeinflus-sen.
2.1
Aufgabenstellung
Mit dem Testsystem für die Durchbruchfrüherkennung (DBFE) soll die Funktionsfähigkeit der in die Kupferplatten der Kokille eingeschweißten Thermoelemente überprüft werden.
Bild 1 Kokille
Mit dem ausgedruckten Prüfprotokoll werden fehlerhafte Thermoelemente
an-gezeigt, die bei der nächsten Überholung der Kupferplatten ausgetauscht
werden müssen. Weiterhin wird die Funktion der Verkabelung (Steckerprüfung) überprüft.
Bild 2 Steckeranschlüsse an der Kokille
Bei den Thermoelementen handelt es sich um Cu-CuNi Elemente vom Typ
U.
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2.2
Dokumentation
Testsystem DBFE
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Kokillenaufbau
Die Kokillen, sind mit 36 Thermoelementen, eingeschweißt in vier Kupferplatten, ausgerüstet. Unterteilt in jeweils zwei Schmalseiten (linke und rechte
Schmalseite) und zwei Längsseiten (Fest- und Losseite). Die 36 Thermoelemente teilen sich in zwei Reihen pro Kupferplatte auf. Bei den Schmalseiten
befinden sich in der ersten Reihe, aus konstruktiven Gründen, keine
Thermo-elemente und in der zweiten Reihe je zwei Thermoelemente. In den
Längs-seiten befinden sich in jeder Reihe acht Thermoelemente.
Bild 3 Skizze einer Kokille (Anordnung „Gießrichtung“)
Das Testsystem für die DBFE wird in der Kokillen- und Segmentwerkstatt installiert.
2.3
Anlagenaufbau
Die Anlage besteht aus einer Workstation (PC, Monitor, Tastatur, Maus und
Drucker), einer Speicherprogrammierbaren Steuerung (siehe Kapitel 3.1)
und einem Schaltschrank, der die SPS beinhaltet.
Bild 4 Workstation
Bild 5 Schaltschrank mit SPS
Die Anlage wurde nach den gültigen VDE-Vorschriften (VDE 0100, Anlagen
bis 1KV) aufgebaut.
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Die SPS und der PC sind über einen MPI-Bus (siehe Kapitel 3.2.8) verbunden. Die Kokille wird mit vier Steckern (X1 bis X4) mit der SPS verbunden.
Jedem Stecker ist eine Längsseite oder Schmalseite zugeordnet.
Die grafische Darstellung erfolgt über den PC mit der Bedien- und Beobachtungssoftware WIN CC (siehe Kapitel 4).
Es gibt vier verschiedene Bedienoberflächen:
2.4
•
Testsystem DBFE, Eingabe spezifischer Kokillendaten
•
Anlagenübersicht, Bedienungen und Freigaben für Steckerprüfung und
Brennersteuerung (der Brenner wird z. Z. extern angesteuert)
•
Erste Reihe der Thermoelemente mit Temperaturanzeige jedes Elementes
•
Zweite Reihe der Thermoelemente mit Temperaturanzeige jedes Elementes
Bedienung des Systems
Das Starten der Anlage erfolgt über die Oberfläche Übersicht von WIN CC
oder dem Bedienelement am Schaltschrank (Ein-Taster S2). Die Bedienung
vom Schaltschrank schaltet nur den Brenner, nicht aber die Steckerprüfung.
Die Bedienung am Schaltschrank ist nur optional (Fahrweise ohne Leitsystem, Notlösung).
Bild 6 Frontansicht Schaltschrank
Am Schaltschrank befinden sich außerdem zwei gelbe (H1 und H2), eine
grü-ne Meldeleuchte (H3) und ein Not-Aus-Schalter (S1).
Die Meldeleuchten H1 und H2 zeigen die Betriebsspannungen von 230 V
und 24 V an. H3 meldet, durch Blinken, den eingeschalteten Betriebszustand
des Brenners.
Über den Not-Aus-Schalter wird die Anlage bei Störungen und Gefahr abgeschaltet. Eine Meldung erfolgt am Schaltschrank, indem H2 nicht mehr
leuch-tet.
Vor dem Starten der Anlage, muss die Eingabemaske der WIN CC Oberfläche vom Anlagennutzer mit kokillen- und prüferspezifischen Daten ausge-
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füllt werden. Erst wenn Prüfer, Kokillennummer und die Nummern der
Schmal- und Längsseiten eingegeben worden sind, wird es möglich die Anlage über die Ein-Taster auf der Bedienoberfläche einzuschalten.
Bild 7 Eingabeoberfläche
Das Ausschalten der Anlage ist jederzeit aus Sicherheitsgründen (VDE
0100) möglich.
Wird die Steckerprüfung eingeschaltet, erkennt man an der Änderung der
Farbe der vier Meldeleuchten (X1 bis X4), dass die Stecker ordnungsgemäß
mit der Kokille verbunden sind.
Bild 8 Steuerungsoberfläche
Bei Betätigung des Ein-Tasters, wird die Anlage eingeschaltet und der
Brenner läuft für eine voreingestellte Zeit. Die Zeit ist auf acht Stunden
eingestellt. Die Änderung der Zeiteinstellung ist in der SPS (siehe Kapitel 3.4.2) realisierbar.
Nach acht Stunden erfolgt die automatische Abschaltung des Brenners. Ein
Prüfprotokoll, tabellarische Form, wird erstellt und ausgedruckt. Die Tabelle
zeigt die Temperaturwerte der einzelnen Thermoelemente. Die Temperaturwerte werden in einem viertelstündlichen Rhythmus aufgenommen und in
das Protokoll eingebunden.
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Testsystem DBFE
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Wird die Anlage vor der Zeit manuell ausgeschaltet, wird ebenfalls ein Protokoll erstellt. Es zeigt dann allerdings nur die Temperaturwerte bis zum Abschaltzeitpunkt an.
Anhand des Prüfprotokolls kann man feststellen, welche Thermoelemente
de-fekt sind und somit ausgewechselt werden müssen.
Bild 9 Reihe 1
Bild 10 Reihe 2
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Speicherprogrammierbare Steuerungen
Für den Betrieb von Maschinen, Vorrichtungen und Prozessen in nahezu allen Fertigungsbereichen benötigt man neben der Energiezufuhr auch Steuerungselemente. In jeder beliebigen Anlage oder Maschine muss der
Betriebs-ablauf eingeleitet, beeinflusst, überwacht und beendet werden
können.
In der Vergangenheit wurde eine Programmlogik durch Verdrahtung von
Schützen und Relais realisiert.
Beim heutigen Stand der Technik werden Speicherprogrammierbare Steuerungen zur Lösung von Automatisierungsaufgaben eingesetzt. Die im Programmspeicher eines Automatisierungssystems abgelegte Logik ist von Geräteaufbau und Verdrahtung unabhängig und kann jederzeit mit Hilfe eines
Programmiergerätes (PG) geändert werden.
3.1
Einführung in die SPS Siemens S7-300
Die SPS S7 ist der Nachfolger der SPS S5 der Firma Siemens. Die S7 bietet
verschiedene Prozessoren (CPUs), die sich nach Leistung und Verarbeitungsmöglichkeiten unterscheiden.
Die speziellen Eigenschaften der S7–Familie sind:
•
Modulares Kleinsteuersystem für den unteren Leistungsbereich
•
Abgestuftes CPU-Spektrum
•
Umfangreiches Baugruppenspektrum
•
Bis zu 32 Baugruppen
•
Rückwandbus in den Baugruppen integriert
•
Zentraler PG-Anschluss mit Zugang zu allen Baugruppen
•
Kann mit der mehrpunktfähigen Schnittstelle (MPI), PROFIBUS oder
Industrial Ethernet vernetzt werden
•
Keine Steckplatzregel
•
Konfiguration und Einstellen der Parameter mit Hilfe des Werkzeuges
„HW - Konfiguration“
Für das Projekt Testsystem für die Durchbruchfrüherkennung ist die
CPU 316-2 (siehe Kapitel 3.2.2) aus der S7-300 Reihe gewählt worden.
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3.2
Hardware S7-300
3.2.1
Profilschiene („Rack“)
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Bei der Profilschiene handelt es sich um eine Einbauschiene, auf der die Baugruppen der SPS S7-300 aufgebaut werden.
Bild 11
Die Profilschiene gibt es in verschiedenen vorgefertigten Längen. Für das
Testsystem DBFE wurden zwei Profilschienen mit einer Länge von je
580 mm benutzt. Für die Profilschienen gibt es eine Steckplatzregel, die sowohl hardware- als auch softwaremäßig gilt. Die Regel lautet:
Baugruppenträger 0:
•
Steckplatz 1:
Nur Stromversorgung oder leer
•
Steckplatz 2:
Nur Zentralbaugruppe
•
Steckplatz 3:
Anschaltungsbaugruppe oder leer
•
Steckplatz 4:
bis 11 Signal-, Funktionsbaugruppen oder Kommunikationsprozessoren
Baugruppenträger 1 bis 3:
3.2.2
•
Steckplatz 1: Nur Stromversorgungsbaugruppe oder leer
•
Steckplatz 2: leer
•
Steckplatz 3: Anschaltungsbaugruppe
•
Steckplatz 4: bis 11 Signal-, Funktionsbaugruppen oder Kommunikationsprozessoren (in Abhängigkeit von der verwendeten
Anschaltungsbaugruppe) oder leer
CPU 316-2
In der 300 Reihe ist die CPU 316-2 ist die erste, die Analogwerte verarbeiten kann. Sie kann bis zu fünf Analogeingangsbaugruppen verwalten. Insgesamt ist es möglich
32 Baugruppen zu verarbeiten. Der Anhang „–2“ besagt,
dass die CPU 2 Schnittstellen besitzt
Bild 12
Der Mikroprozessor erreicht eine Bearbeitungszeit von 300 ns je Binäranweisung.
128 KByte Arbeitsspeicher für ablaufrelevante Programmteile bieten Anwenderprogrammen ausreichend Platz. Eine wartungsfreie Datensicherung ist
ebenfalls möglich, da die CPU 316-2 auch ohne Batterie remanente Daten
halten (NVRAM) kann. Zudem ist das Speichern mit einer Memory Card
(FEPROM bis 4 MB) möglich.
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Testsystem DBFE
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Zugriffsrechte auf Anwenderdaten können mit dem abziehbaren Schlüsselschalter beschränkt werden. Zusätzlich zum Schlüsselschalter schützt ein
Passwortkonzept das Anwenderprogramm vor unberechtigtem Zugriff.
Ein Diagnose-Puffer speichert die letzten 100 Fehler- und Unterbrechungsereignisse. Die Diagnosemeldungen der CPU können mit Datum und Uhrzeit
versehen werden.
Über verschiedene Einstellungen in der "HW - Konfiguration" können Anlaufund Zyklusverhalten, Remanenzbereiche (Merker, Zähler, Zeiten u. Datenbausteine) sowie Taktmerker eingestellt werden. Einstellungen sind auch für
Weck- und Uhrzeitalarme vorgesehen.
Status- und Fehleranzeigen werden zudem mit Leuchtdioden auf der CPU visuell dargestellt. Dazu gehören z. B. Hardware-, Programmier-, Zeit-, Peripherie-, Batterie- oder Busfehler und Betriebszustände wie RUN, STOP, Anlauf an.
Die technischen Daten befinden sich im Anhang.
3.2.3
Kommunikationsbaugruppen
Die Anschaltungen der Kommunikationsbaugruppen
ermög-lichen
einen
mehrzeiligen
Aufbau
des
Automatisierungs-systems SIMATIC S7-300 (ab CPU 314).
Das heißt, die SPS kann auf mehreren Profilschienen
(sogenannten „Racks“) aufgebaut werden. Zur Verfügung
stehen die Bau-gruppen IM 360, IM 361 und IM 365.
Bild 13
Bei der IM 360 handelt es sich um ein Zentralgerät (ZG) und bei der IM 361
um ein Erweiterungsgerät (EG). Bei Nutzung der IM 360 und 361 können ein
Zentralgerät und max. drei Erweiterungsgeräte genutzt werden.
Bei der IM 365 nur ein ZG und ein EG.
Alle technischen Daten der Kommunikationsbaugruppen befinden sich im
An-hang.
3.2.4
Digitale Eingabe Baugruppe
Bei der Digitalen-Eingabe-Baugruppe handelt es sich um
ei-ne SM 321 DI 32 DC 24V Karte. Diese stellt digitale Eingänge für die SPS S7-300 zur Verfügung. Es werden digitale Signale von 24 V Gleichstrom über Taster oder Lichtschranken übermittelt und an der Digitalen-Eingabe-Baugruppe verarbeitet.
Bild 14
Bei der verwendeten Gruppe stehen vier mal acht Eingänge zur Verfügung.
Die Adressen sind mit E 52.0 bis E 55.7 fest von der Baugruppe
vorgegeben.
Benötigt werden beim Testsystem DBFE sieben Eingänge (E 52.0 bis
E 52.7), um die Signale der Taster oder des Not-Aus-Schalters der
SPS S7-300 zuzuführen.
Die technischen Daten befinden sich im Anhang.
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3.2.5
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Digitale Ausgabe Baugruppe
Bei der Digitalen-Ausgabe-Baugruppe handelt es sich um
eine SM 322 DO 32 DC 24 V/0,5 A Karte. Diese stellt digitale Ausgänge für die SPS S7-300 zur Verfügung. Es
wer-den Signale von 24V Gleichstrom (DC) ausgegeben,
um Meldeleuchten oder Relais anzusteuern. Der maximale
Strom, der dabei fließen kann, beträgt 0,5 A.
Bild 15
Bei der verwendeten Baugruppe stehen vier mal acht Ausgänge zur Verfügung. Die Adressen sind mit A 56.0 bis A 59.7 von der Baugruppe vorgegeben.
Beim Testsystem DBFE sind sechs Ausgänge beschaltet. Die Ausgänge
wer-den benötigt um das Relais, die Meldeleuchten und die Steckerprüfung
anzu-steuern.
Die technischen Daten können den Anhang entnommen werden.
3.2.6
Analoge Eingabe Baugruppe
Bei der Analog-Eingabe-Baugruppe handelt es sich um
eine SM 331 AI 2 x 12 Bit Karte, die Analogwerte
verarbeiten kann.
Bild 16
Die Baugruppe kann Spannungen (von +-80 mV bis +-10 V), Ströme
(+- 20 mA
oder
4
bis
20
mA),
Thermoelemente
und
Widerstandsthermometer (z. B. PT 100) verarbeiten.
Eine Einstellung des gewünschten Messbereichs erfolgt über Messbereichsmodule. Diese Module befinden sich an der linken Baugruppenseite.
In Abhängigkeit der Moduleinstellung ist ein Messbereichsmodul für ein (z. B.
PT 100, vier Leitungen) bzw. zwei Eingänge (z. B. Thermoelement, zwei Leitungen) zuständig. Somit hat eine Baugruppe je nach Einstellung zwischen
vier und acht Eingänge.
Die möglichen Einstellungen sind:
• A: 80 / 250 / 500 / 1000 mV / Pt 100
• B: 2,5 / 5 / 1-5 / 10 V
• C: WIRE CURRENT
• D: WIRE CURRENT
Für das Projekt Testsystem DBFE ist die Einstellung A gewählt worden. Die
Feineinstellung erfolgt über die Software im Hardwaremanager
(Kapitel 3.3.2).
Die Analogeingänge haben eine Auflösung von 13 Bit + Vorzeichen. Dieses
bedeutet man kann die Daten nur als ein "Word" (2 Byte = 16 Bit) einlesen
(Kapitel 3.2.6).
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Die fünf Analog-Eingabe-Baugruppen werden im Projekt DBFE für das Einlesen der Thermoelemente benötigt. Sie übernehmen außerdem die
Aufgabe eines Analog-Digital-Wandlers (AD - Wandler).
Die technischen Daten der Baugruppe befinden sich im Anhang.
3.2.7
Netzteil (Power supply)
Die SIMATIC S7-300 benötigt eine Versorgungsspannung
von 24 V DC. Diese wird durch die PS 307 10 Ampere gewährleistet. Die Laststromversorgung PS 307 10 A wandelt
die Netzspannung von 120/230 V AC in die Betriebsspannung von 24 V DC um.
Bild 17
Sie ermöglicht den Einsatz der Netzspannung für die SIMATIC S7-300 sowie
der Sensoren und Aktoren.
Auf der Frontseite der Baugruppe befindet sich die Anzeige für die
Ausgangs-spannung. Eine Leuchtdiode zeigt die Ausgangsspannung 24 V
DC an. Ein mit Schutzkappe versehener Schalter ermöglicht die Auswahl der
Netzein-gangsspannung (120 V oder 230 V AC). Ein weiterer Schalter (Einund Aus-schalter) ermöglicht eine Abschaltung der Ausgangsspannung 24 V
DC. Hinzu kommen die Anschlussklemmen, die durch eine Abdeckung
(Fronttür) verdeckt sind.
Weitere technische Daten befinden sich im Anhang.
3.2.8
Multi Point Interface (MPI-) Schnittstelle
Bei der Multi Point Interface (MPI) -Schnittstelle handelt es sich um eine
Schnittstelle nach der Physik der RS 485.
Bild 18 Belegung MPI
Die RS 485 ist eine serielle Schnittstelle, die im halbduplex Betrieb arbeitet.
Sie gibt es in einer 9- oder 25-Poligen Ausführung. Hier wird die 9-Polige
Ausführung verwendet. Die MPI-Schnittstelle kann Daten mit einer
Geschwin-digkeit von 19,2 KBd, 187,5 KBd oder 1,5 MBd übertragen.
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Für das Testsystem DBFE ist eine Übertragungsgeschwindigkeit von
19,2 KBd gewählt worden.
3.3
Software STEP 7 Version 5.1
3.3.1
Einführung in die Software STEP 7 V. 5.1
Nachdem im Kapitel 3.2 die Hardware der S7-300 beschrieben wurde, wird
nun die Software STEP 7 Version 5.1 behandelt.
Für das Projekt Testsystem DBFE wurde die Software PCS 7 verwendet,
aber nur der Softwareteil STEP 7 genutzt.
STEP 7 ist die Basisprogrammier- und Projektiersoftware für die
SIMATIC S 7. Sie setzt sich aus einer Reihe von Applikationen zusammen,
mit denen man Teillösungen komfortabel realisieren kann, wie z. B.:
•
Konfigurieren und Parametrieren der Hardware
•
Erstellen und Testen der Anwenderprogramme
•
Konfigurieren von Netzwerken und Verbindungen
Der grafische Zugang zu all diesen Applikationen erfolgt über den SIMATIC
Manager. Er fasst alle Daten und Einstellungen, die für eine Automatisierungslösung nötig sind, zu einem Projekt zusammen. Innerhalb dieses Projekts werden die Daten thematisch strukturiert und als Objekte dargestellt.
Vergleichbar zur Verzeichnisstruktur mit Ordnern und Dateien, wie sie vom
Windows Explorer her bekannt sind, gliedert sich ein STEP 7-Projekt in Ordner und Objekte. Als Ordner werden solche Objekte bezeichnet, die
ihrerseits wieder Ordner und Objekte enthalten können.
Die unterschiedlichen Typen von Objekten sind im SIMATIC Manager direkt
mit der Applikation verknüpft, die zu ihrer Bearbeitung benötigt wird.
3.3.2
Einbinden der Hardware (Hardware Manager)
Zum Einbinden der Hardware, muss die vorhandene Hardware in STEP 7
konfiguriert werden. Unter "Konfigurieren" versteht man das Anordnen von
Baugruppenträgern, Baugruppen, dezentraler Peripheriegeräte und Schnittstellenmodulen in einem Stationsfenster. Baugruppenträger werden durch eine Konfigurationstabelle repräsentiert, die wie der "reale" Baugruppenträger
eine festgelegte Anzahl von steckbaren Baugruppen zulässt.
In der Konfigurationstabelle ordnet STEP 7 jeder Baugruppe automatisch eine Adresse zu. Die Adressänderung von Baugruppen einer Station ist ab
SIMATIC 400-Stationen möglich.
Die Vorgehensweise zum Konfigurieren und Parametrieren der Hardware
wird nun an dem Beispiel des Projektes Testsystems DBFE erläutert.
Es wird im SIMATIC Manager ein Projekt neu angelegt. In unserem Fall
lautet der Name DBFE316.
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Bild 19 SIMATIC Manager
Um einen Aufbau zu konfigurieren und parametrieren, muss eine Station im
Projekt eingefügt werden. Zur Auswahl stehen mehrere SIMATIC Stationen.
Da die CPU 316-2 zur 300 Reihe gehört wird die Station SIMATIC 300 eingefügt. Eine Station kann nur direkt unterhalb eines Projekts erzeugt werden.
Das Einfügen erfolgt in drei Schritten:
1. Markieren des Projektes im linken Teil des Projektfensters
2. Wählen des Menübefehls Einfügen > Station > SIMATIC 300-Station
3. Die Station wird mit einer voreingestellten Bezeichnung erzeugt. Man
kann den Namen der Station durch eine andere, aussagekräftigere
Bezeichnung ersetzen.
Nun erfolgt die Anordnung des zentralen Baugruppenträgers mit den folgenden Schritten:
1. Wahl des passenden zentralen Baugruppenträgers (”Rack”) aus dem Fenster ”Hardware Katalog”. Bei SIMATIC 300 die Profilschiene.
2. Per „Drag & Drop“ wird die Profilschiene in das Stationsfenster eingefügt.
Der Baugruppenträger erscheint in Form einer kleinen Konfigurationstabelle
im oberen Teil des Stationsfensters. Im unteren Teil erscheint die Detailsicht
des Baugruppenträgers mit zusätzlichen Angaben wie z. B. Bestellnummer,
MPI-Adresse, E- und A-Adressen.
Alternativ zu den Schritten 1. und 2. kann man auf den Baugruppenträger im
Fenster ”Hardware Katalog” doppelklicken.
Nun erfolgt die Anordnung der verschiedenen Baugruppen. Dabei ist darauf
zu achten, dass jeder Baugruppe ein vorgegebener Platz zugewiesen wird.
So haben das Netzteil den Steckplatz 1, die CPU Steckplatz 2 und die Kommunikationsbaugruppen den Steckplatz 3 (s. Steckplatzregel).
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Die Vorgehensweise wird in den nächsten Schritten erläutert:
1. Wahl einer Baugruppe aus dem Fenster ”Hardware Katalog”.
2. Ziehen Sie die Baugruppe per „Drag & Drop“ in die entsprechende Zeile
des Baugruppenträgers (Konfigurationstabelle). STEP 7 prüft, ob Steckplatzregeln verletzt werden (eine S7-300-CPU darf z. B. nur auf
Steckplatz 2 gesteckt werden).
Die Schritte 1 und 2 werden solange wiederholt bis der Baugruppenträger
mit den gewünschten Baugruppen vollständig bestückt ist.
Alternativ kann man auch die entsprechende Zeile oder mehrere Zeilen in
der Konfigurationstabelle markieren und im Fenster "Hardware Katalog" auf
die gewünschte Baugruppe doppelklicken. Wenn mehrere Zeilen markiert
sind, werden alle markierten Zeilen mit der Baugruppe auf einmal bestückt.
Bild 20 Hardware Manager
Diese Schritte erfolgen mit dem Netzteil, der CPU, den Kommunikationsbaugruppen, den Analog-Eingabe-Baugruppen und den Digitalbaugruppen. Nun
wird die Hardware Konfiguration in die SIMATIC 300 Station geladen.
Bei vorhandenem Aufbau der Hardware ist es möglich die Station in das PG
zu laden. Grau hinterlegt erscheinen die vorhandenen Baugruppen. Allerdings müssen dann anschließend die Treiber geladen werden.
Nun erfolgt die Festlegung der Eigenschaften von Baugruppen und Schnittstellen. Dieses sind im folgenden Adressen und Parameter.
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Jede Komponente (Baugruppe, Schnittstelle oder Schnittstellenmodul) hat
voreingestellte Eigenschaften. Diese sind z. B. voreingestellte Messarten
und Messbereiche bei Analogeingabebaugruppen.
Um die Einstellungen zu ändern, schließen sich folgende drei Schritte an:
1. Doppelklicken in der Konfigurationstabelle auf die zu parametrierende
Komponente (z. B. Baugruppe oder Schnittstellenmodul) oder markieren
der Zeile, und wählen des Menübefehls Bearbeiten > Objekteigenschaften.
2. Die gewünschte Komponente mit der rechten Maustaste anwählen und
Auswahl des Befehls Objekteigenschaften aus dem Pop Up - Menü.
3. Festlegung der Eigenschaften mit Hilfe der angezeigten Registerdialoge.
Im Projekt DBFE316 müssen die Objekteigenschaften der Analog-EingabeBaugruppen eingestellt werden. Dazu werden nach den drei Schritten die
Ob-jekteigenschaften aufgerufen. Im Fenster "Eingänge" werden die
Einstellungen auf U für Spannung gestellt und der Messbereich auf +- 80
mV. Die nicht benötigten Eingänge werden deaktiviert.
Bild 21 Einstellung der Analog-Eingabe-Baugruppen
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Bild 22 Einstellung Analog-Eingabe-Baugruppe
Bei der CPU 316-2 wird im Fenster Zyklus/Taktmerker das Taktmerkerbyte 0
aktiviert. Somit ist bei späterem Programmieren jedem Bit des Merkerbytes 0
eine Periodendauer / Frequenz zugeordnet
Bit
Perioden
Dauer (s)
Frequenz
(Hz)
7
6
5
4
3
2
1
0
2
1,6
1
0,8
0,5
0,4
0,2
0,1
0,5
0,625
1
1,25
2
2,5
5
10
Tabelle 1 Interner Takt
Die MPI-Schnittstelle wird in der CPU 316-2 im Eigenschaftsfenster aktiviert.
Nun ist die Hardware des Projektes Testsystem DBFE mit dem Hardware
Manager konfiguriert.
3.3.3
Programmieren in STEP 7
Nachdem ein S 7 Programm Ordner eingefügt worden ist, kann man mit der
Programmierung begonnen werden. In diesem Ordner befinden sich die
Sym-boltabelle, der Quellordner und der Bausteinordner.
In der Symboltabelle kann man Eingänge, Ausgänge oder Merker mit symbolischen Namen versehen. Außerdem ist die Anlage einer
Kurzbeschreibung möglich.
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Der Quell-Ordner dient zur Ablage von Text oder grafischen Quellen z. B.
AWL-, SCL- oder GRAPH - Quellen.
Der Bausteinordner dient zur Ablage von Codebausteinen, Datenbausteinen,
Systemdaten und Variablentabellen (zum Beobachten und Steuern von Variablen).
Bild 23 SIMATIC Manager S7-Programm
Benötigt werden im Projekt DBFE nur der Bausteinordner und die Symboltabelle.
Die Codebausteine befinden sich im Bausteinordner. In den Codebausteinen
befinden sich die verschiedenen Teile des Anwenderprogramms. Im Gegensatz dazu enthält der Datenbaustein, wie es der Name schon sagt, nur
Daten.
Es gibt folgende Codebausteine:
•
Organisationsbaustein (OB)
•
Funktionsbaustein (FB)
•
Funktion (FC)
•
Systembaustein (SFB)
•
Systemfunktionen (SFC)
Organisationsbausteine (OB´s) bilden die Schnittstelle zwischen dem Betriebssystem der CPU und dem Anwenderprogramm. Der OB enthält oder
or-ganisiert durch den Aufruf anderer Bausteine das zyklische Programm.
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OB´s können nicht von anderen Bausteinen aufgerufen werden, da dies ausschließlich dem Betriebssystem vorbehalten ist. Organisationsbausteine werden entsprechend der ihnen zugewiesenen Priorität (1 = niedrigste,
29 = höchste) bearbeitet. Dieses hat den Vorteil, dass OB´s mit einer geringen Priorität von höherwertigeren OB´s unterbrochen werden können. Dadurch lassen sich Alarme und Fehlerbearbeitung durch OB´s realisieren. Dafür stehen spezielle Organisationsbausteine zur Verfügung.
OB Nummern
OB 1
OB 10
OB 20
OB 35
OB 40
OB 82
OB Typ
Zyklisches Programm
Uhrzeitalarm
Verzögerungsalarm
Weckalarm
Prozessalarm
Fehlerbearbeitung
Priorität
1
2
3
12
16
26/28
Tabelle 2 Operationsbausteine
Für häufig wiederkehrende Funktionen in größeren Anlagen werden universell einsetzbare, parametrierbare Bausteine (Funktionsbausteine und
Funktionen) erstellt. Diese besitzen formale Eingangs- und Ausgangsparameter (Formaloperanden) die bei Aufruf des Bausteins mit Aktualparametern beschaltet werden. Die Anpassung der Bausteinfunktionalität an
die Hardware erfolgt durch die Parametrierung beim Bausteinaufruf. Das
Innenleben des Bausteins bleibt unverändert. Bei FB´s besteht die Möglichkeit lokale DB´s (Instanz Datenbausteine) anzuknüpfen. Diese DB´s werden dann nur von dem dazugehörigen FB aufgerufen und beschrieben.
Neben den Programmbausteinen beinhalten Anwenderprogramme auch Daten, in denen Informationen über Prozesszustände, Signale usw. abgelegt
werden, die dann von Anweisungen verarbeitet werden. Hierfür stehen nun
die Datenbausteine zur Verfügung. Man unterscheidet zwischen Globalen
und Instanz Datenbausteinen. Globale DB´s werden über den Programm
Edi-tor oder gemäss eines vorher angelegten anwenderdefinierten Datentyp
er-stellt. Instanz Bausteine werden beim Aufruf eines FB´s erzeugt.
Mit Hilfe dieser Bausteintypen wurde das Programm für die Anlage Testsystem DBFE geschrieben.
Nachdem ein FB oder FC unter dem S7 Programm, Bausteinordner
eingefügt ist, besteht die Möglichkeit die Programmierart frei zu wählen. Es
stehen drei Arten der Programmierung zur Verfügung. Das Schreiben des
Programms als Anweisungsliste (AWL), im Funktionsplan (FUP) oder im
Kontaktplan (KOP). Eine Änderung der Programmierart ist jederzeit
realisierbar.
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Nun schließt sich die Programmierung an.
Bild 23 Programmierung in FUP
Die einfachste Art zu programmieren ist in FUP. Es steht einem die
Bibliothek zur Verfügung, in der die Bausteine mit einem kurzen Kommentar
angezeigt werden. Über „Drag & Drop“ lassen sich die gewünschten
Bausteine in die Netzwerke einfügen.
Wenn ein Baustein, z. B. ein Funktionsbaustein, geöffnet ist, kann man ihn
programmieren. Am Anfang befindet sich eine Variablen Deklarationstabelle.
Hier kann man benötigte Variablen deklarieren. Diese Variablen sind dann
nur im FB oder FC aufrufbar und nutzbar (lokale Variablen).
Der Baustein ist in Netzwerke unterteilt, in denen sich die einzelnen Programmabläufe befinden. Die Netzwerke werden hintereinander verarbeitet.
Zudem gehört zu jedem Netzwerk eine Kommentarzeile.
3.4
Programmbeschreibung des Testsystems DBFE
Das SPS-Programm DBFE316 besteht aus einem OB, 6 FC´s und 4 DB´s.
Der OB 1 (Hauptprogramm) ruft die einzelnen FC´s auf. Die Programmelemente sind in den einzelnen FC´s untergebracht. Die sechs FC´s haben
jeweils einen symbolischen Namen, der ihre Funktion im Programm beschreibt.
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Bild 25 SPS Programm
Eine Besonderheit ist der FC 105 (SCALE). Da er ein von Siemens erstellter
FC ist, wurde er mit einem sogenannten KNOW HOW Schutz versehen. Man
kann ihn nicht öffnen und das Programm ändern. Er wird automatisch mit der
Funktion „SCALE“ (FC 3) im Programm eingebaut.
Die Datenbausteine dienen zur Kommunikation von Daten und Werten mit
WIN CC (Kapitel 5.1.3).
3.4.1
Analogwertverarbeitung
Im FC 2 (Messwerterfassung) werden die einzelnen Werte der Thermoelemente mit dem Befehl PEW (Prozesseingangswort, Größe 2 Byte) eingelesen. Dieser Befehl liest den Wert an dem entsprechenden Eingang in
Form einer BCD-Zahl (binär-codierte Darstellung) ein. Da die eingelesenen
Werte negativ sind, werden sie mit einer Konstanten von –1 multipliziert.
Bild 26 Analogwertverarbeitung
Dies ist nötig, da der Skalierbaustein im FC 3 (Temperaturberechnung) nur
positive Werte verarbeiten kann. Das Ergebnis der Multiplikation wird in einem Merkerwort (MW) zwischengespeichert. Das Beispiel am Bild steht repräsentativ für alle der 36 analogen Eingänge.
Im FC 3 (Temperaturberechnung) befindet sich der Skalierbaustein. Die
Funktion Werte skalieren (SCALE) wandelt einen ganzzahligen Wert (IN) in
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einen Realzahlenwert um, der in physikalischen Einheiten zwischen einem
unteren und einem oberen Grenzwert (LO_LIM und HI_LIM) skaliert wird
Bild 27 Skalierbaustein
Am Eingang EN muss ein High-Signal anliegen damit der Baustein seine
Funktion ausführen kann. Am Eingang IN wird der zu skalierende Wert eingelesen (Analogwert 3.4.1). Der obere und untere Grenzwert (Limes) liegt an
den Eingängen HI_LIM bzw. LO_LIM.
Der untere Grenzwert ist 0, da 0 gleichzeitig der kleinste einstellbare Wert
ist. Der Baustein kann keine negativen Werte verarbeiten. Aufgrund der
Einstellungen der Analog Eingabe Karte (AD-Wandler) ist der obere Grenzwert 2000 gewählt. Die Zahl 2000 ergibt sich aus der Umrechnung der eingestellten Eingangsspannung (+80 mV). Würde das Thermoelement eine
Spannung von +80 mV herausgeben, entspricht das einem Temperaturwert
von 2000 °C.
RET_VAL gibt den Wert „W#16#0000“ aus, wenn die Operation fehlerfrei
ausgeführt wird. Wird ein anderer Wert ausgegeben, liegt der ganzzahlige
Eingabewert nicht in dem angegebenen Bereich für den jeweiligen Typ
(BIPOLAR oder UNIPOLAR). Dann wird der Ausgang (OUT) an den
nächsten Wert, LO_LIM oder HI_LIM, gebunden und ein Fehler
ausgegeben. Der Signalzustand von ENO wird auf "0" und RET_VAL wird
auf „W#16#0008“ gesetzt.
EN0, der Freigabeausgang hat den Signalzustand "1", wenn die Funktion
feh-lerfrei ausgeführt wird.
Am Ausgang OUT wird der Wert als Real-Zahl (Gleitkommazahl) ausgeben
und für eine weitere Verarbeitung in einen "Merkerdoppelword" (hier MD 88).
Dies erfolgt mit allen 36 abgespeicherten analog Werten.
Die Ansteuerung des Bausteins erfolgt im Netzwerk 2, FC 3
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Bild 28 EIN-/AUS-Schaltung
3.4.2
Zeitsteuerung
Da sich der Brenner nach einer gewissen Zeit selbstständig abschalten soll,
die gewünschte Zeit von acht Stunden in der SPS aber nicht realisiert
werden kann (max. Zeit 2h 45min), ist eine Zeitsteuerung im FC 5
(Brennersteue-rung) programmiert. Die Zeitsteuerung besteht aus drei
Rückwärtszählern, die miteinander verschaltet sind.
Bild 29 Zeitsteuerung 1 Minute
Der Zähler Z1 zählt den eingestellten Wert von 60 (Eingang ZW) rückwärts.
Der Zählwert von 60 wird gesetzt, wenn ein Impuls von E 52.1 (Taster Brenner EIN) und DB2.DBX0.4 (Freigabe) oder DB2.DBX0.0 (Brenner EIN
WIN CC) oder der abfallenden Flanke des Ausgangs Q (Merker 1.5) erfolgt.
Bei einer positiven Flanke des Merkers (Taktgeber 1 s) wird der Zählwert um
eins verringert. Wurde der Zähler einmal durchlaufen, so fällt das Signal an
Ausgang Q auf Null. Der Zähler zählt so lange, bis ein Signal am Eingang R
(Rücksetzen) erfolgt. Das Signal Rücksetzen erfolgt über die abfallende
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Flanke von Ausgang A 56.0 (Relais) oder E 52.2 (Taster Brenner AUS) oder
DB2.DBX0.1 (Brenner AUS WIN CC) oder M 1.0 (Merker Not-Aus).
Durch diese Verschaltung ist der Zähler Z1 auf eine Minute eingestellt.
Bild 30
Zeitsteuerung 1 Stunde
Der Zähler Z2 zählt den eingestellten Wert von 60 rückwärts. Der Zählwert
von 60 wird wie bei Zähler Z1 gesetzt, außer das die negative Flanke von
Zähler Z2 am Ausgang Q ihn setzt.
Bei einer positiven Flanke des Merkers M 1.5 (Ausgang Q Z1) wird der Zählwert um eins verringert. Ist der Zählwert Null, so ändert sich das Signal an
Ausgang Q von eins auf Null. Dadurch setzt der Zähler Z2 den Zählwert wieder auf 60.
Das Rücksetzen des Zählers erfolgt wie bei Zähler Z1.
Durch die Verschaltung mit dem Ausgang des Zählers Z1 und einem Zählwert von 60 ergibt sich eine Durchlaufzeit des Zählers Z2 von einer Stunde.
Bild 31 Zeitsteuerung 8 Stunden
Im dritten Netzwerk der Zeitsteuerung werden die Stunden eingestellt. Durch
Verschaltung mit dem Ausgang des vorangegangenen Netzwerks und einem
eingestellten Zählwert von 8 ist gewährleistet, dass der Ausgang Q dieses
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Netzwerks erst nach 8 Stunden von 1 auf 0 fällt. Im Bild ist ein Zählwert von
2 eingestellt, der für Testläufe benötigt wurde.
3.4.3
Not - Aus
Der FC 1 (Not Aus) schaltet alle Ausgänge der Baugruppen auf Null und
setzt alle Zähler und Timer zurück, in dem der Merker M 1.0 durch das
Not.Aus-Schaltgerät (E 52.0) nicht gesetzt wird.
Der Not-Aus Merker M 1.0 ist in allen Schaltungen eingebunden.
3.4.4
Kommunikation zwischen SPS S7 und WIN CC
Um den Austausch von Daten oder Steuersignale zwischen SPS S7 und
WIN CC zu realisieren, benötigt man Datenbausteine. Die Datenbausteine
werden beim ersten Aufruf als globale Datenbausteine im Programm Editor
definiert.
Bild 32 Eigenschaften Datenbaustein
Nun werden in den speziellen Objekteigenschaften im Menüpunkt Bedienen
und Beobachten angewählt. In dem sich öffnenden Fenster wird ein Haken
bei Bedienen und Beobachten gesetzt. Der Datenbaustein kann nun mit
WIN CC kommunizieren.
Im DB werden nun die Speicherplätze mit einem symbolischen Namen
versehen und die Größe des Speicherplatzes eingestellt.
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Bild 33 Datenbaustein
Ein Datenbaustein muss in einem Netzwerk eines FC aufgerufen werden.
Erst dann lässt sich der DB beschreiben oder auslesen.
Bild 34 Aufruf DB
Im folgenden Bild ist die Übergabe des Signals Drucken zu erkennen.
Bild 35 Zeitgatter T1
Bei negativer Flanke des Ausgangs A 56.0 wird auf dem ausschaltverzögerten Baustein T1 ein Impuls gegeben.
Bild 36 Übergabe an WIN CC mittels DB
Dieses Zeitglied T1 bewirkt, dass am DB2.DBX0.2 (Drucken) für zwei
Sekunden ein High-Signal ansteht.
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4
Software WIN CC Version 5.0
4.1
Einführung in die Software WIN CC V. 5.0
Die Software WIN CC (WINDOWS CONTROL
CENTER) von Siemens dient zur Lösung von visualisierungs- und leittechnischen Aufgaben in
der Produktions- und Prozessautomatisierung.
Es bietet industriegerechte Funktionsmodule zur
Grafikdarstellung, zum Mel-den, Archivieren und
Protokollieren.
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Bild 37 Startfenster
Das Programm beinhaltet verschiedene Editoren mit deren Hilfe ein komplettes Projekt verwaltet und bearbeitet werden kann. In der Version 5.0 stehen folgende Editoren zur Verfügung.
4.2
WIN CC Editoren
4.2.1
Alarm Logging
Das Alarm Logging bietet die Erfassung und Archivierung von Ereignissen
mit Anzeige- und Bedienmöglichkeiten. Die Meldeblöcke, die Meldeklassen,
die Meldeart, die Meldungsanzeige und die Protokollierung können frei
gewählt werden. Das System Wizard und die Projektierungsdialoge dienen
als Unter-stützung zur Projektierung. Zur Anzeige von Meldungen im
Runtime wird das Alarm Control eingesetzt. Dieses ist in der Objektpalette
des Graphics Desig-ner enthalten ist.
4.2.2
Cross Reference
Cross Reference dient dazu, alle Verwendungsstellen von Objekten wie z. B.
Variablen, Bildern, oder Funktionen zu lokalisieren und anzuzeigen. Mit der
Funktion "Umverdrahten" können Variablennamen geändert werden, ohne
dass in der Projektierung Inkonsistenzen auftreten.
4.2.3
User Administrator
Der User Administrator dient zur Vergabe und Kontrolle von Zugriffsrechten
der Benutzer auf die einzelnen Editoren des Konfigurations- und des
Runtimesystems. Dazu werden bei der Einrichtung der Benutzer Zugriffsrechte auf WIN CC - Funktionen vergeben und dem jeweiligen Benutzer einzeln zugewiesen. Es können bis zu 999 unterschiedliche Berechtigungen
ver-geben werden. Die Vergabe von Benutzerrechten kann zur
Systemlaufzeit er-folgen.
4.2.4
Redundancy
WIN CC - Redundancy bietet die Möglichkeit, zwei gekoppelte Server - PCs
parallel zu betreiben, um sich gegenseitig zu überwachen. Bei Ausfall eines
der beiden Server-Rechner übernimmt der zweite Server die Kontrolle über
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das gesamte System. Nach der Rückkehr des ausgefallenen Servers werden
die Inhalte aller Meldungs- und Prozesswertarchive zum wiedergekehrten
Server kopiert.
4.2.5
Text Library
In der Text Library ist Textverarbeitung möglich, die im Runtime-System von
den verschiedenen Modulen verwendet werden können. Im Textlexikon werden zu projektierten Texten die fremdsprachigen Ausgabetexte definiert und
diese dann in der gewählten Runtime - Sprache ausgegeben.
4.2.6
User Archive
User Archive ist ein Datenbanksystem, dass der Anwender selbst projektieren kann. Daten aus technischen Prozessen können damit kontinuierlich
auf einem Server abgespeichert und im Runtime online dargestellt werden.
Außerdem können in den User Archive Rezepturen und Sollwertvorgaben für
die angebundenen Steuerungen vorgehalten und bei Bedarf an die Steuerungen übergeben werden.
4.2.7
Report Designer
Der Report Designer ist ein integriertes Protokollsystem für die zeit- oder ereignisgesteuerte Dokumentation von Meldungen, Bedienungen, Archivinhalten und aktuellen oder archivierten Daten als Anwenderberichte oder
Projekt-dokumentationen in frei wählbaren Layouts. Er bietet eine
komfortable Benut-zeroberfläche mit Werkzeug- und Grafikpaletten und
unterstützt unterschied-liche Berichtsarten. Standardmäßig stehen
verschiedene Systemlayouts und -druckaufträge zur Verfügung.
4.2.8
Timesynchronization
Die Uhrzeitsynchronisation ist eine Funktion für Anlagen mit SINEC L2/L2R
Bussystem. Dabei übernimmt eine WIN CC - Operator Station als aktiver
Uhrzeitmaster die Synchronisation aller übrigen Operator Stationen und
Automatisierungssystemen am Anlagenbus mit der aktuellen Uhrzeit. Das ermöglicht anlagenweit ein zeitfolgerichtiges Zuordnen von Meldungen.
4.2.9
Global Script
Global Script ist der Oberbegriff für C-Funktionen und Aktionen, die je nach
Typ, projektweit oder auch projektübergreifend verwendet werden können.
Skripte werden eingesetzt, um Aktionen zu Objekten zu projektieren. Sie
wer-den mittels einem systeminternen C-Interpreter bearbeitet. Global Script
Ak-tionen werden zur Laufzeit in der Prozessführung verwendet. Sie werden
durch einen Trigger zur Ausführung gebracht.
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4.2.10 Picture Tree Manager
Der Picture Tree Manager dient der Verwaltung einer Hierarchie von Anlagen, Teilanlagen und Bildern des Graphics Designers und stellt die folgenden Funktionen zur Verfügung:
• Erstellen und Verändern einer Hierarchie eines Projektes
• Unterstützung bei der Definition von Anlagen und Teilanlagen
Er unterstützt die Zuordnung von Bildern zu diesen Anlagen und stellt zwischen den im Graphics Designer erstellten Bildern eine Ordnung her.
4.2.11 Tag Logging
Das "Tag Logging" wird zur Übernahme von Daten aus laufenden Prozessen
und ihrer Aufbereitung zur Darstellung und Archivierung verwendet. Die Datenformate der Archive und die Erfassungs- und Archivierungszeiten sind frei
einstellbar. Die Darstellung der Prozesswerte erfolgt über das WIN CC
Online Trend- und Table Control, die die Daten in Kurven- oder Tabellenform
dar-stellen.
4.2.12 Lifebeat Monitoring
Das Lifebeat Monitoring (Lebenszeichenüberwachung) übernimmt die
perma-nente Überwachung der einzelnen Systeme (Operator Station und
Automati-sierungssystem) und visualisiert die Ergebnisse in Form von
Bildschirmaus-gaben im Runtime System. Außerdem führt es automatisch
das Auslösen der Hupenbaugruppe durch und generiert die
Leittechnikmeldungen.
4.2.13 Graphics Designer
Der Graphics Designer ist ein vektororientiertes Zeichenprogramm zur Erstellung von Prozessbildern. Mit zahlreichen Grafikobjekten, die in einer Objekt- und Stilpalette enthalten sind, lassen sich auch aufwendige Prozessbilder erstellen. Einzelne Grafikobjekte können über eine Aktionsprogrammierung dynamisiert werden. Wizards bieten eine Unterstützung, indem sie
häufig benutzte Dynamiken automatisch generieren und Objekten zuweisen.
In einer Bibliothek können eigene Grafikobjekte hinterlegt werden.
4.2.14 Base Data
Base Data dient zur Konfiguration der Win CC Grunddaten durch Wizards.
4.2.15 Storage
Die Storage-Funktionen unterstützen das automatische Auslagern von Daten
von der Festplatte auf Langzeitdatenträger sowie das Löschen von Daten
auf der Festplatte.
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4.2.16 SFC - Bausteine
SFC (Sequential Function Chart) ist eine Ablaufsteuerung (Steuerung mit
zwangsläufig schrittweisem Ablauf), die zur kontrollflussorientierten Steuerung von Prozessen eingesetzt wird.
Relevant für das Projekt Testsystem DBFE sind folgende Editoren: Graphics
Designer, Tag Logging, Report Designer, Global Script und der Picture Tree
Manager
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5
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Erstellen des Testsystems DBFE in WIN CC
Um ein Projekt mit WIN CC V. 5.0 zu erstellen wird nach dem Starten der
Software die Oberfläche des Programms mit 2 Projektfenstern sichtbar. Im
linken Projektfenster werden unterhalb des Projekts alle dazugehörigen
Kom-ponenten aufgeführt. Ein Projekt besteht aus den folgenden
Komponenten: Rechner, Variablenhaushalt, Datentypen und Editor
Bild 38 Oberfläche WIN CC
Im rechten Projektfenster werden alle zum Projekt gehörigen Dateien der
ein-zelnen Editoren (z. B. erstellte Oberflächen im Graphics Designer,
Report De-signer oder Druckaufträge im Report Designer) aufgelistet.
Durch Klicken des Buttons „NEU“ in der Symbolleiste oder in der Menüleiste
wird ein neues Projekt angelegt.
Bild 39 Neues Projekt
Ein Fenster erscheint, in dem die Art des Projekts (Einzelplatz-, Mehrplatzoder Multi-Client-Projekt) angegeben werden muss. In unserem Fall handelt
es sich um ein Einzelplatzprojekt.
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Bild 40 Auswahl
Ebenfalls ist es möglich ein bereits bestehendes Projekt zu öffnen.
Ein weiteres Fenster erscheint, in dem der Name des Projektes, der Projektpfad und das Laufwerk angegeben wird.
Bild 41 Projektpfad
Ist dieses geschehen, wurde ein neues Projekt erzeugt.
5.1
Erstellen der grafischen Oberfläche
Mit dem Graphics Designer wurden fünf verschiedene Oberflächen erstellt.
Bei der ersten Oberfläche handelt es sich um eine Eingabemaske in die der
Bediener kokillen- und prüferspezifische Daten eingeben muss. Die zweite
Oberfläche beinhaltet, neben einer Skizze der Thermoelemente der Kokille,
die Steckerprüfung, die Brennersteuerung und die Freigabe zum Bedienen
der Anlage vom Schaltschrank aus. Außerdem ist eine Legende erstellt worden.
In der dritten und vierten Oberfläche werden die von der SPS berechneten
Temperaturwerte visualisiert. Schließlich wurde noch eine weitere
Oberfläche entwickelt. Hierbei handelt es sich lediglich um eine vergrößerte
Form der Le-gende aus der zweiten Oberfläche. Sie dient ausschließlich
dem Zweck der besseren Lesbarkeit und erfüllt sonst keine weitere Funktion.
Die fünf erstellten Oberflächen befinden sich im Anhang 13.
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5.1.1
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Arbeiten mit dem Graphics Designer
Um eine grafische Oberfläche zu erzeugen, muss der Editor Graphics
Designer geöffnet werden. Sichtbar wird ein Dateifenster, in dem die Objekte
des Designers bearbeitet werden können. Über die Menüleiste können unter
Ansicht, verschiedene Symbolleisten (z. B. Objekte, Farben, Ebenen usw.),
sowie der Dynamic Wizard an- oder abgeschaltet werden.
Bild 42 Übersicht
Der Dynamic Wizard bietet die Möglichkeit ein Objekt über C-Aktionen zu
dynamisieren. Bei der Ausführung des Wizards werden vorgefertigte C-Aktionen und Triggerereignisse festgelegt und in den Objekteigenschaften hinterlegt.
Aus der Objektpalette wird ein gewünschtes Objekt gewählt und auf der Arbeitsfläche abgelegt. Durch einen Linksklick wird das Objekt umrahmt. Mittels der Anfasspunkte ist eine Größenänderung möglich.
Durch einen Rechtsklick wird ein Kontextmenü für das selektierte Objekt eingeblendet. Verschiedene Funktionen (Ausschneiden, Kopieren, Duplizieren,
Einfügen, Löschen, Anwenderobjekt, Gruppe, Konfigurationsdialog und Eigenschaften) können angewählt werden.
Im Projekt DBFE wurden so die einzelnen Oberflächen mittels der zur Verfügung stehenden Objekte aus der Objektpalette erstellt. Es wurden Buttons
zur Steuerung, Textfelder, Eingabe- und Ausgabefelder sowie Zeichnungen
(z. B. Skizze der Kokille) eingefügt.
Somit standen die Oberflächen, aber die Objekteigenschaften bzw. –
ereignis-se mussten noch hinterlegt werden, um die Steuerung und
Anzeigen zu er-möglichen.
5.1.2
Änderung der Objekteigenschaften
In dem Fenster "Objekteigenschaften" werden die Eigenschaften eines
selek-tierten Objekts, einer Objektgruppe oder die Voreinstellungen eines
Objekt-typs angezeigt. Diese Eigenschaften können verändert oder kopiert
werden. Weiterhin können hier Objekte durch Einstellung der
entsprechenden Attri-bute dynamisiert und mit Aktionen verbunden werden.
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Für das Projekt Testsystem DBFE wurden folgende Objekte dynamisiert. In
der ersten Oberfläche die E/A-Felder, in die kokillen- und prüferspezifische
Daten eingegeben werden.
Bild 43 Eingabe
Diese Felder sind mit internen Variablen verbunden, in die der Wert des Feldes geschrieben wird. Diese Variablen wurden im Control Center unter Variablenhaushalt, interne Variablen angelegt. Es handelt sich um sechs Variablen vom Typ String 16 Bit, Vorzeichenlos.
In der zweiten Oberfläche sind die E/A-Felder, die EIN/AUS Buttons, die Meldeleuchten der Steckerprüfung und Brennersteuerung sowie die Legende
dy-namisiert. Der Button Steckerprüfung EIN wurde so hinterlegt, dass er bei
Betätigung (Anklicken) einen Farbwechsel von grau auf gelb vollzieht.
Bild 44 Eigenschaften
Alle Objekte der Legende wurden über die Funktion Gruppieren zu einer
Gruppe zusammengefasst. In der dritten und vierten Oberfläche sind die
E/A-Felder, die die Temperatur anzeigen, dynamisiert.
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Bild 45 Reihe 1
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Bild 46 Reihe 2
Diese Felder sind mit externen Variablen verbunden, die ebenfalls im
Projekt-fenster des Control Centers erstellt wurden. Dadurch wird der
Temperatur-wert der einzelnen Thermoelemente in den Ausgabefeldern
sichtbar gemacht.
Mittels der MPI-Schnittstelle
WIN CC 5.0 und SPS S7.
erfolgt
eine
Kommunikation
zwischen
Im Kontextmenü Eigenschaften ist es möglich die Objekteigenschaften
einzu-stellen. So werden die Objekteigenschaften geändert:
1. Ein Objekt mit der Maus anklicken
2. Mit der rechten Maustaste wird das Kontextmenü geöffnet
3. Unter "Eigenschaften" werden die Objekteigenschaften angezeigt.
4. In der Registerkarte "Eigenschaften" das entsprechende Attribut wählen
um die Objekteigenschaft zu ändern.
Mit der Maus lassen sich folgende Objekteigenschaften direkt ändern:
• Objektgröße
• Position des Objekts
• Anfangs-/Endwinkel
5.1.3
Verknüpfung der Objektereignisse
Jedes Objekt, das in einem Bild vorhanden ist, kann mit Aktionen verbunden
werden. Mit folgenden Ereignissen kann z. B. eine Aktion ausgelöst werden:
• Mausereignis, wenn sich der Zeiger auf dem Objekt befindet
• Drücken oder Loslassen der linken oder rechten Maustaste
• Tastaturereignis
• Farbwechsel
Von diesen Ereignissen stehen unter Objektereignissen noch viele zur Verfügung.
Falls ein Ereignis projektiert ist, werden das Thema im Themenbaum der Registerkarte "Ereignis" und das Objekt in der Objektliste durch den Schriftstil
"Fett" besonders hervorgehoben.
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Beim Button Brenner EIN ist das Ereignis Maus „Mausklick“ gewählt worden.
Das Ereignis wird beim drücken der Maustaste ausgelöst, aber nur dann,
wenn sich der Mauszeiger beim Drücken über dem Objekt befindet. Beim
Loslassen wird die Aktion abgebrochen. Damit wird der Variablen
„Brenner_Ein“ kurzzeitig eine 1 (Impuls) gegeben, welcher dann in der SPS
verarbeitet wird.
Beim Button Freigabe EIN ist ebenfalls das Ereignis Maus „Mausklick“ gewählt. Hier wird aber der Variablen Freigabe beim Klick mit der linken Maustaste eine permanente 1 zugewiesen. Mit dem Button Freigabe AUS wird die
1 wieder auf 0 gesetzt. Dieser wurde mit Hilfe der Direktverbindung realisiert.
Da der EIN Button nicht betätigt werden soll bevor die Eingabemaske ausgefüllt ist, sind die Buttons mit dem Ereignis Bedienfreigabe versehen. Erst
wenn in den Eingabefeldern ein Text steht, werden sie zum betätigen freigegeben. Dieses ist über die Direktverbindung mit den Eingabefeldern realisiert.
Die Gruppe Legende in der zweiten Oberfläche ist mit dem Ereignis "links
drücken" projektiert.
Bild 47 Ereignisse
Durch Klick mit der linken Maustaste auf die Gruppe wird die fünfte Oberfläche aufgerufen. Dieses Ereignis wurde mit Hilfe des Dynamic Wizard erstellt.
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5.1.4
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Arbeiten mit dem Picture Tree Manager
Mit Hilfe des Picture Tree Managers wurden die erstellten Oberflächen des
Graphics Designers in die vorgegebene Oberfläche von Siemens (KTN Standard) eingefügt.
Bild 48 Standard-Oberfläche
Die Bilder werden in Container eingefügt und je nach Lage eines Containers
werden die Grafiken in den 16 Schaltflächen am oberen Bildrand eingefügt.
Durch Anklicken einer Schaltfläche wird die entsprechende Grafik aufgerufen
und in die vorgegebene Oberfläche integriert.
Ein Umschalten zwischen den einzelnen Oberflächen ist im Run Time durch
Anklicken der gewünschten Schaltfläche möglich. Die Schaltflächen sind mit
dem Namen der Oberfläche beschriftet.
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5.2
Dokumentation
Testsystem DBFE
17. Dezember 2001
Anlegen von Prozesswertarchiven
Unter "Archivnamen" den Namen des Archivs eintragen, und mit der linken
Maustaste den Archivtyp selektieren. Im Projekt Testsystem DBFE ist es ein
Prozesswertarchiv.
Bild 49 Prozesswertarchive
Mit "Weiter" zum nächsten Dialogfenster blättern. Dort den Archivvariablen
die Datenmanager-Variablen zuweisen.
Bild 50 Variablenzuweisung
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Testsystem DBFE
17. Dezember 2001
Die Parameter werden mit den unter "Voreinstellungen" festgelegten Werten
voreingestellt. Die archivspezifischen Einträge sind über die Archiveigenschaften direkt einstellbar. Die Eigenschaften der erzeugten Variablen sind
ebenfalls direkt über die Variableneigenschaften veränderbar.
Im Projekt Testsystem DBFE wurden zwei Prozesswertarchive, mit den Namen Prozesswertarchiv und Drucker_Daten angelegt. Beim ersten Archiv
werden die Variablen alle 250 ms aktualisiert und erfasst.
Beim Archiv Drucker_Daten hingegen erfolgt eine Aktualisierung jede Sekunde, eine Übernahme der Werte viertelstündlich.
Die Oberflächen in der die aktuelle Temperatur angezeigt wird, greift auf das
Archiv Prozesswert zu. Somit ist gewährleistet, dass immer die aktuelle Temperatur angezeigt wird. Das Archiv Drucker_Daten dient dazu, die vom System erfassten Werte dem Drucker zur Verfügung zu stellen.
5.3
Erstellen der Grafik der Temperaturwerte
Im Runtime ist es durch einen Klick auf den Button „Kurvengruppen anzeigen und entfernen“ möglich, Kurvengruppen anzuzeigen, zu erstellen und zu
entfernen. Mit Hilfe dieser Funktion war es möglich sechs verschiedene Kurvengruppen zu erstellen.
Bild 51 Kurvengruppen
Durch Klick auf den Button „Neu“ erscheint ein Fenster, in dem der Name
der Gruppe angegeben werden muss.
Bild 52 Neue Kurvengruppe
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Testsystem DBFE
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Durch Klicken auf „Anlegen“ wird eine Gruppe mit dem gewählten Namen erzeugt. Durch ein weiteres anklicken der soeben erstellten Kurvengruppe wird
ein Fenster geöffnet in dem die Anzahl der Kurven eingeben werden kann.
Hier ist es außerdem möglich die einzelnen Kurven zu parametrieren (Skalierung der Achsen, Beschriftung der Achsen usw.) Darüber hinaus werden die
entsprechenden Kurven mit den einzelnen Variablen im Prozesswertarchiv
verbunden.
Bild 53 Kurvenanzahl angeben
Im Projekt Testsystem DBFE handelt es sich um je eine Gruppe pro
Kokillen-seite/Reihe. Diese Gruppen werden nach Betätigen des Buttons
„Anzeigen“ als Kurven auf dem Bildschirm sichtbar. Im Dialogfeld bei der
Anlage einer neuen Kurvengruppe ist es unter anderem möglich die Achsen
zu parametrie-ren, die Beschriftung der Achsen zu ändern. Ein sehr wichtiger
Bestandteil dieses Dialoges ist die Variablenanbindung. Hier wurde auf das
Prozesswert-archiv „Prozesswertarchiv“ zugegriffen. Nun ist es möglich sich
die Tempera-turwerte in Form von Kurven darzustellen.
Bild 54 Online-Kurve
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Testsystem DBFE
17. Dezember 2001
Mittels des Buttons „Hardcopy“ ist jederzeit ein Ausdruck der Kurven zu erstellen.
5.4
Erstellen des Prüfprotokolls
Nach Beendigung der Messung wird ein Prüfprotokoll erstellt. Dieses enthält
die Temperaturwerte der Messung des gesamten Zeitraumes (acht Stunden)
in einem 15 minütigem Erfassungszyklus. Der Ausdruck erfolgt in tabellarischer Form.
Bild 55 Druckbefehl
Da es sich bei dem Projekt Testsystem DBFE nicht um einen zyklischen
Druckauftrag handelt, musste eine Aktion im Global Script erstellt werden,
die nach Beendigung eines Durchlaufs des Programms, einen Druckauftrag
star-tet.
5.4.1
Layout des Prüfprotokolls
Um ein Layout für einen Druckauftrag zu erstellen wird im Editor Report Designer der Unterpunkt Seiten-Layout angewählt.
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Testsystem DBFE
17. Dezember 2001
Bild 56 Seitenlayout
Eine vom Graphics Designer bekannte Oberfläche zum Bearbeiten der Objekte erscheint.
Bild 57 Layout des Ausdrucks
Eine Bearbeitung erfolgt wie im Graphics Designer. Per Drag & Drop können
Objekte auf der Arbeitsoberfläche abgelegt werden. Unser System beinhaltet
dynamische
Tabellen,
die
die
Werte
des
Prozesswertarchivs
"Drucker_Daten" übernimmt.
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Testsystem DBFE
17. Dezember 2001
Durch Anbindung dieses Archivs in einer dynamischen Tabelle im Report
Designer werden bei Ausdruck des Protokolls, die Temperaturwerte der Kokille jede Viertelstunde eingetragen.
Darüber hinaus wurde eine Kopfzeile erstellt in der das Datum, der Name
der Anlage und die prüfer- und kokillenspezifischen Daten vom System
automa-tisch eingetragen werden.
5.4.2
Erstellen des Prüfprotokolls mit dem Report Designer
Das Einbinden eines Druckauftrages an das System erfolgt im Report Designer unter Druckauftrag.
Bild 58 Druckauftrag
1. Im rechten Fenster mit der rechten Maustaste klicken. Ein Dialog erscheint.
2. Neuer Druckauftrag anwählen und ein neuer Druckauftrag wurde erstellt
3. Diesen anwählen und dort den Namen des gewünschten Layouts angeben.
Wie oben bereits angesprochen, wurde mit dem Editor Global Script ein Programm in der Sprache C entwickelt.
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Testsystem DBFE
17. Dezember 2001
Das Programm sieht wie folgt aus:
#include "apdefap.h"
int gscAction( void )
{
BOOL druck;
druck = GetTagBit("Drucken_Start");
if (druck == 1)
{
RPTJobPrint("Druckauftrag001");
RPTJobPrint("Druckauftrag002");
RPTJobPrint("Druckauftrag003");
RPTJobPrint("Druckauftrag004");
RPTJobPrint("Druckauftrag005");
}
return 0;
}
Hierbei handelt es sich um ein Unterprogramm int gscAction( void ), dass als
Endlosschleife im Hintergrund bei Runtime stets aktiv ist.
Intern wurde eine Variable des Datentyps BOOL (Binäre Variable) mit dem
Namen druck angelegt.
Die Funktion GetTagBit ermittelt den Wert der Prozessvariablen
Drucken_Start (externe Variable). Die Variable Drucken_Start wird von der
SPS zur Verfügung gestellt. Dieser wird der internen Variablen druck zugewiesen.
Mit Hilfe einer if-Schleife wird die Variable druck ständig auf den Zustand
True (1) abgefragt, if (druck == 1). Erst wenn der Zustand 1 erreicht ist, werden die fünf folgenden Druckaufträge in der Schleife bearbeitet und ausgeführt. Dieses erfolgt mit der Funktion RPTJobPrint. Ist der Zustand der Variablen druck False (0), so wird die Schleife nicht bearbeitet.
Der Befehl return 0 ruft das Hauptprogramm wieder auf, gibt aber keinen
Rückgabewert.
5.5
Einbinden eines Prozessalarms
Mit Hilfe des Alarm Loggings ist es möglich einen Alarm auf den Oberflächen
zu visualisieren.
Es war geplant, bei Betätigung des Not-Aus-Schalters eine Meldung auf den
Bildschirm zu realisieren. Da aber die CPU bei Betätigung des Not-AusSchalters in STOP-Zustand schaltet, ist auch keine Kommunikation mit
WIN CC möglich. Dadurch ist die Eingebaute Alarmmeldung nicht realisierbar.
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17. Dezember 2001
Not-Aus-Schaltung
Nach VDE darf der Not-Aus-Schalter nicht alleine nur in dem SPS Programm
(siehe Kapitel 3.4) realisiert werden. Es muss sichergestellt werden, das alle
Eingänge und Ausgänge der SPS spannungslos sind, sobald der Not-AusSchalter betätigt wurde.
Zudem muss nach VDE und DIN EN 954-1 das Verkleben der Kontakte verhindert werden, wenn man mit einem Schütz die Eingangs- und AusgangsBaugruppen abschaltet.
Ein automatischer Anlauf nach Entriegelung des Not-Aus-Schalters muss
ver-hindert werden. Das Not-Aus-Schaltgerät vom Typ PNOZ X2.1 der Firma
Pilz erfüllt diese Auflagen.
Um diese Vorgaben zu erfüllen wurde das Not-Aus-Schaltgerät (K1) in die
Schaltung eingebaut. K1 wird über den Not-Aus-Schalter (S1, Öffner) mit
24 V DC versorgt. Wird der Not-Aus-Schalter betätigt, fällt die Spannung ab
und K1 ist spannungslos. Die zwei Hilfskontakte (Schliesser 13/14 u. 23/24)
gehen in ihre Grundstellung.
Über den Schließer 13/14 werden die Analog–Eingabe-Baugruppen,
Digitale–Eingabe-Baugruppe
und
Digitale–Ausgabe-Baugruppe
mit
Spannung ver-sorgt. Der Schließer 23/24 liegt auf einem Eingang der
Digitalen–Eingabe-Baugruppe und stoppt bzw. setzt alle Zähler und S/RGlieder im SPS Pro-gramm zurück.
Ein Resettaster (S4), der im Schaltschrank eingebaut ist, schaltet das NotAus-Schaltgerät nach Abfall wieder ein. Damit wird ein automatischer Anlauf
der Anlage verhindert.
Die Verdrahtung des Not-Schalt-Gerätes finden sich im Anhang 5 Schaltpläne.
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Testsystem DBFE
17. Dezember 2001
Erfahrungsbericht
Am 05.11.2001 begann die Projektphase bei dem Unternehmen Krupp
Thyssen Nirosta (KTN) in Krefeld.
Nach Vorstellung der Ansprechpartner im Unternehmen und Besichtigung
der Örtlichkeiten am ersten Tag, wurde unsere Aufgabenstellung an die
aktuellen Verhältnisse angepasst. Der im Pflichtenheft beschriebene
Messaufbau mit drei Reihen je Kokille wurde geändert auf zwei Reihen.
Begründet wurde es damit, dass die neuen Kokillen nur mit zwei Reihen
ausgerüstet werden. Die dritte Reihe wird nur bei speziellen Kokillen genutzt,
die zu Messungen ein-gesetzt werden.
Nach Änderung im Pflichtenheft folgte die Einarbeitungsphase, die für die erste Woche angesetzt war.
Am Ende der ersten Woche haben wir feststellen müssen, dass wir keine
Zeit für Materialbeschaffung eingeplant hatten. Wir haben die SPS S7-300
am er-sten Tag erhalten, uns aber keine Gedanken über den Schaltschrank,
Lei-tungen und sonstiges Material gemacht. So wurde am Ende der ersten
Wo-che noch eine Materialplanung und Bestellliste von uns angefertigt.
Die Lieferzeit des Materials beim Unternehmen KTN beträgt ca. zwei Wochen. Somit traten keine Konflikte mit der von uns erstellten Zeitplanung auf.
Kleinere Materialien (Klemmen, Brückenmaterial o.ä.) konnten aus dem Lagerschrank entnommen werden.
Wir mussten feststellen, dass der uns zur Verfügung gestellte PC, zur Erstellung des SPS – Programms und der WIN CC Oberflächen, nicht ausreichte.
So erhielten wir in der ersten Woche noch ein Programmiergerät (PG). Dieses stand uns bis zum Ende der Projektphase zur Verfügung. So war es
möglich, dass wir beide unabhängig voneinander die jeweilige Software
bear-beiten konnten.
Das Erstellen der Oberflächen und der Verknüpfungen in WIN CC verlief ohne größere Probleme.
Bei der SPS S7 waren nicht die richtigen Treiber für die Analog-EingabeBau-gruppe vorhanden. Um die neuesten Treiber zu erhalten, musste das
STEP 7 Programm durch die Software PCS 7 ersetzt werden. In der
Software PCS 7 ist das Programm STEP 7 enthalten. Da PCS 7 nur auf
Rechnern mit dem Be-triebssystem NT läuft, musste das PG neu
eingerichtet werden.
Die erforderlichen Änderungen wurden gemeinsam mit Mitarbeiten von KTN
ausgeführt.
Darüber hinaus traten beim Programmieren des SPS Programms keine
Schwierigkeiten auf, so dass wir am Ende der dritten Woche immer noch in
unserem Zeitplan waren.
Da wir nun die Verbindung und Kommunikation zwischen SPS und WIN CC
testen mussten, haben wir uns in der dritten Woche entschieden, die Zeitplanung umzustellen. Die für die fünfte Woche geplanten Arbeiten (Montage
der Anlage) wurde von uns vorverlegt.
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Für Montag, den 26.11.2001, war der neue Termin der Montage der Anlage
geplant.
Ein erster Testlauf der Anlage sollte am Freitag den 30.11.2001 stattfinden,
wurde aber auf Montag den 03.12.2001 verschoben, da keine Kokille vorrätig
war.
Am Montag, den 03.12.2001, traten beim Testlauf verschiedene Probleme
auf. Wir haben festgestellt, dass die Thermoelemente eine negativ
Spannung liefern. Somit musste das bereits entwickelte SPS Programm
geändert wer-den.
Beim zweiten Testlauf trat ein Materialfehler am Schlüsselschalter der CPU
auf. Die notwendige Zeit zur Beschaffung einer Reserve CPU (zwei Tage)
wurde mit dem Beginn der Dokumentation überbrückt.
Beim dritten Testlauf am 06.12.2001 lief die Anlage, bis auf das noch nicht
erstellte Prüfprotokoll, einwandfrei. Nun sollte in den nächsten Tagen das
Prüfprotokoll erstellt werden.
Hier traten die größten Schwierigkeiten auf. Nach einer Unterweisung eines
Siemens Mitarbeiters, ist es uns schließlich gelungen den Ausdruck des Protokolls zu erzeugen. Somit stand das System. In der Folgezeit wurden nur
noch systemoptimierende Arbeiten durchgeführt. Am Montag, den 17.12.01,
waren wir mit der uns aufgetragenen Aufgabe des Testsystems DBFE fertig.
In den restlichen Tagen musste die Dokumentation erstellt werden. Diese
vier Tage waren dafür eigentlich nicht ausreichend.
Durch das Projekt Testsystem DBFE wurden uns einige Bereiche der
Automatisierungstechnik näher gebracht. Wir haben folgende Lehren aus
dem Projekt gezogen:
• Ausreichende Zeit für die Beschaffung von Material vorzusehen
• Mehr Zeit für Fehlersuche einzuplanen
• Mehr Zeit zum Dokumentieren einplanen
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Testsystem DBFE
17. Dezember 2001
Schlusswort
Am Montag, den 17.12.2001, war der letzte Testlauf, der die vollständige
Funktion der Anlage sicherstellte. Am 21.12.2001 konnten wir dann die fertige Dokumentation am Berufskolleg und bei KTN abgeben.
Wir bedanken uns bei dem Unternehmen KTN, für die Möglichkeit eine Projektarbeit in Ihrem Hause durchzuführen zu können.
Unser Dank gilt allen Mitarbeitern der Elektro- und Segmentwerkstatt, insbesondere Herrn Lotz, Herrn Wölfl, Herrn Baske, Herrn Endiger, Herrn
Engelmann und Herrn Heimbucher. Sie standen uns jederzeit mit Rat und
Tat zur Verfügung.
Außerdem den Lehrern des Berufskollegs Uerdingen, die bei auftretenden
Problemen zur Beratung herangezogen werden konnten.
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Testsystem DBFE
Quellenangaben
• Online Hilfe S7
• SPS S7 Kurs „SPS Techniker“
• Siemens Ordner S7 V.5.0
• Online Hilfe WIN CC V.5.0
• Online Hilfe WIN CC V.4.02
• Siemens Ordner WIN CC V.4.02
• Siemens Produktkatalog 1999
• VDE Vorschriften 0100
• Langenscheidts Fachwörterbuch Technik und
angewandte Wissenschaften
Deutsch/Englisch
Verlag Alexandre Hatier, Berlin/Paris
ISBN 3-86117-043-4
• Wörterbuch Mikroelektronik und Mikrorechnertechnik
VDI Verlag
ISBN 3-18-401109-7
• Pons Collins
Deutsch/Englisch und Englisch/Deutsch
Ernst Klett Verlag
ISBN 3-12-517151-2
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17. Dezember 2001
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Dokumentation
Testsystem DBFE
17. Dezember 2001
Anhänge
Anhang 1
Pflichtenheft
Anhang 2
Wochenberichte
Anhang 3
Description TEST BreakOut Prediction System
(TESTBOPS)
Anhang 4
Schaltschrankbelegungsplan DBFE
Anhang 5
Schaltpläne DBFE
Anhang 6
Klemmenplan DBFE
Anhang 7
Steckerbelegungsplan DBFE
Anhang 8
Temperaturtabelle Cu-CuNi Typ U
Anhang 9
Materiallisten
Anhang 10 Softwareliste
Anhang 11 Technische Daten der Baugruppen der S7-300
Anhang 12 SPS S7-300 Programm DBFE
Anhang 13 Layouts der Oberflächen
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