SCE Lehrunterlage für die durchgängige

Transcrição

Industry Sector, IA&DT
SCE Lehrunterlage
für die durchgängige Automatisierungslösung
Totally Integrated Automation (TIA)
Siemens Automation Cooperates with Education
TIA Portal Modul 020-011
Startup Programmierung mit SIMATIC S7-1500
SCE Lehrunterlage
TIA Portal Modul 020-011, Edition 04/2014
Seite 1 von 79
SCE_DE _020-011_R1404_Startup Programmierung mit SIMATIC S7-1500
Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen
Frei verwendbar / © Siemens AG 2014. All Rights Reserved
Passende SCE Trainer Pakete zu diesen Lehrunterlagen
SIMATIC Steuerungen

SIMATIC S7-1500F mit CPU 1516F-3 PN/DP
Bestellnr.: 6ES7516-3FN00-4AB1
SIMATIC STEP 7 Software for Training

SIMATIC STEP 7 Professional V13 - Einzel-Lizenz
Bestellnr.: 6ES7822-1AA03-4YA5

SIMATIC STEP 7 Professional V13 - 12er Klassenraumlizenz
Bestellnr.: 6ES7822-1BA03-4YA5

SIMATIC STEP 7 Professional V13 - 12er Upgrade-Lizenz
Bestellnr.: 6ES7822-1AA03-4YE5

SIMATIC STEP 7 Professional V13 - 20er Studenten-Lizenz
Bestellnr.: 6ES7822-1AC03-4YA5
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
Ergänzende Informationen für S7-1500
Insbesondere Getting started, Videos, Tutorials, Handbücher und Programmierleitfaden.
siemens.de/sce/S7-1500
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
Die SCE Lehrunterlage für die durchgängige Automatisierungslösung Totally Integrated Automation (TIA) 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 den 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 Lehrunterlage.
SCE Lehrunterlage
Seite 2 von 79
SEITE:
1.
2.
Vorwort ............................................................................................................................................................. 4
Hinweise zur Programmierung für SIMATIC S7-1500...................................................................................... 6
2.1 Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500 .............................................................................................. 6
2.2
3.
4.
5.
Programmiersoftware STEP 7 Professional V13 (TIA Portal V13) ............................................................. 7
Installation der Software STEP 7 Professional V13 (TIA Portal V13) .............................................................. 8
Über TCP/IP mit der CPU verbinden und rücksetzen auf Werkseinstellung ................................................... 9
Was ist eine SPS und wofür werden SPSen verwendet? .............................................................................. 17
5.1 Was bedeutet der Begriff SPS?................................................................................................................ 17
5.2
Wie steuert die SPS den Prozess? .......................................................................................................... 17
5.3
Woher bekommt die SPS Informationen über Prozesszustände? ........................................................... 18
5.4
Wo liegt der Unterschied zwischen Öffnern und Schließern? .................................................................. 18
5.5
Wie spricht SIMATIC S7-1500 einzelne Ein-/Ausgangssignale an? ........................................................ 19
5.6
Wie wird in der SPS das Programm bearbeitet? ...................................................................................... 20
5.7
Wie sehen logische Verknüpfungen im SPS-Programm aus? ................................................................. 21
5.7.1
UND-Verknüpfung............................................................................................................................ 21
5.7.2
ODER-Verknüpfung ......................................................................................................................... 23
5.7.3
Negation ........................................................................................................................................... 24
5.8 Wie wird das SPS-Programm erstellt? Wie kommt es in den Speicher der SPS? .................................. 25
6.
Aufbau und Bedienung der SIMATIC S7-1500 .............................................................................................. 26
6.1 Baugruppenspektrum ............................................................................................................................... 26
6.1.1
Beispielkonfiguration ........................................................................................................................ 29
6.2 Bedien- und Anzeigeelemente der CPU 1516-3 PN/DP........................................................................... 30
6.2.1
Frontansicht der CPU 1516-3 PN/DP mit integriertem Display........................................................ 30
6.2.2
Status- und Fehleranzeigen ............................................................................................................. 30
6.2.3
Bedien- und Anschlusselemente der CPU 1516-3 PN/DP hinter der Frontklappe .......................... 31
6.2.4
SIMATIC Memory Card .................................................................................................................... 32
6.2.5
Betriebsartenschalter ....................................................................................................................... 32
6.2.6
Display der CPU............................................................................................................................... 33
6.3 Speicherbereiche der CPU 1516-3 PN/DP und der SIMATIC Memory Card ........................................... 35
7.
8.
Beispielaufgabe Pressensteuerung ................................................................................................................ 37
Programmierung der Presse mit SIMATIC S7-1500 ...................................................................................... 38
8.1. Portalansicht ............................................................................................................................................. 38
8.2. Projektansicht ........................................................................................................................................... 39
SCE Lehrunterlage
Seite 3 von 79
1.
Vorwort
Das Modul SCE_DE_020-011 ist inhaltlich der Lehreinheit ‚Grundlagen der SPS- Programmierung’
zugeordnet und stellt einen Schnelleinstieg in die Programmierung von SIMATIC S7-1500 mit dem TIA
Portal dar.
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
Prozessvisualisierung
(HMI) Module 90
AS-Interface
Module 50
Antriebstechnik
Module 100
Lernziel:
Der Leser soll in diesem Modul das Programmieren einer Speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS)
SIMATIC S7-1500 mit dem Programmierwerkzeug TIA Portal erlernen. Das Modul vermittelt die
Grundlagen und zeigt in den folgenden Schritten die Vorgehensweise anhand eines ausführlichen
Beispiels.




Installation der Software und Einstellen der Programmierschnittstelle
Erläuterung was eine SPS ist und wie diese arbeitet
Aufbau und Bedienung der SPS SIMATIC S7-1500
Erstellen, Laden und Testen eines Beispielprogramms
Voraussetzungen:
Für die erfolgreiche Bearbeitung dieses Moduls wird folgendes Wissen vorausgesetzt:

Kenntnisse in der Handhabung von Windows
SCE Lehrunterlage
Seite 4 von 79
Benötigte Hardware und Software
1
PC Intel® Celeron® Dual Core 2,2 GHz, 1.7 GHz 4 GB RAM, freier Plattenspeicher ca. 5 GB
Betriebssysteme: Windows 7 (32/64Bit) Professional SP1/ Enterprise SP1 / Ultimate SP1, Windows
8.1 (64Bit) Professional / Enterprise, Windows Server 2008 (64Bit) R2 StdE SP1 (Vollinstallation),
Windows Server 2012 (64Bit) R2 StdE (Vollinstallation)
2
Software STEP 7 Professional V13 (Totally Integrated Automation (TIA Portal V13)
3
Ethernet-Verbindung zwischen PC und CPU 1516-3 PN/DP
4
SPS SIMATIC S7-1500, z.B. CPU 1516-3 PN/DP mit Signalmodulen für digitale Eingänge (DI) und
digitale Ausgänge (DO). Die Eingänge müssen auf ein Schaltfeld herausgeführt sein.
2 STEP 7 Professional V13
(TIA Portal)
1 PC
3 Ethernet- Verbindung
4 S7-1500 mit
CPU 1516-3 PN/DP
SCE Lehrunterlage
Seite 5 von 79
2.
Hinweise zur Programmierung für SIMATIC S7-1500
2.1
Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500
Das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500 ist ein modulares Steuerungssystem für den mittleren
und oberen Leistungsbereich. Es gibt ein umfassendes Baugruppenspektrum zur optimalen Anpassung
an die Automatisierungsaufgabe.
SIMATIC S7-1500 ist die Weiterentwicklung der SIMATIC S7-300 und S7-400 Automatisierungssysteme
mit den folgenden neuen Leistungsmerkmalen:
● Erhöhte Systemperformance
● Integrierte Motion Control Funktionalität
● PROFINET IO IRT
● Integriertes Display für maschinennahe Bedienung und Diagnose
● STEP 7 Sprachinnovationen unter Beibehaltung bewährter Funktionen
Die S7-1500- Steuerung besteht aus einer Stromversorgung ①, einer CPU mit integriertem Display ②
und Ein- bzw. Ausgangsbaugruppen für digitale und analoge Signale ③. Montiert werden die
Baugruppen auf eine Profilschiene mit integriertem Hutschienenprofil ④. Gegebenenfalls kommen noch
Kommunikationsprozessoren und Funktionsmodule für spezielle Aufgaben wie z.B.
Schrittmotoransteuerung zum Einsatz.
②
①
④
③
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 Professional V13.
SCE Lehrunterlage
Seite 6 von 79
2.2
Programmiersoftware STEP 7 Professional V13 (TIA Portal V13)
Die Software STEP 7 Professional V13 (TIA Portal V13) ist das Programmierwerkzeug für die
Automatisierungssysteme:
-
SIMATIC S7-1500
-
SIMATIC S7-1200
-
SIMATIC S7-300
-
SIMATIC S7-400
-
SIMATIC WinAC
Mit STEP 7 Professional V13 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
Seite 7 von 79
3.
Installation der Software STEP 7 Professional V13 (TIA Portal V13)
STEP 7 Professional wird auf DVD ausgeliefert.
Um nun STEP 7 Professional zu installieren, gehen Sie bitte folgendermaßen vor:
1.
Legen Sie die DVD von STEP 7 Professional in das DVD-Laufwerk ein.
2.
Das Setup-Programm wird nun automatisch gestartet. Falls nicht, starten Sie es, indem Sie auf die
Datei ‚ START.exe’ doppelklicken.
3.
Das Setup-Programm führt Sie durch die gesamte Installation von STEP 7 Professional
4.
Für die Nutzung von STEP 7 Professional ist auf Ihrem Rechner ein License Key erforderlich.
Diesen License Key können Sie im Verlauf der Installation von einem mitgelieferten USB- Stick auf ihren
Rechner übertragen. Im Nachhinein ist es mit der Software ‚ Automation License Manager’ mögliche
diesen License Key wieder auf andere Datenträger zu verschieben. Dieser License Key kann sich auch
auf einem anderen Rechner befinden und über ein Netzwerk abgefragt werden.
Hinweis:
Der ausgelieferte License Key ‚STEP 7 Professional Combo‘ beinhaltet eine gleichzeitige
Freischaltung der Software STEP 7 V5.5.
SCE Lehrunterlage
Seite 8 von 79
4.
Über TCP/IP mit der CPU verbinden und rücksetzen auf Werkseinstellung
Um vom PC, dem PG oder einem Laptop aus eine SIMATIC S7-1500 programmieren zu können, wird
eine TCP/IP- Verbindung oder optional eine PROFIBUS-Verbindung benötigt.
Damit PC und SIMATIC S7-1500 über TCP/IP miteinander kommunizieren können ist es wichtig, dass
die IP-Adressen bei beiden Geräten zusammenpassen.
Zuerst soll hier gezeigt werden wie die IP-Adresse eines Rechners mit Betriebssystem Windows 7
eingestellt werden kann.
1.
Lokalisieren Sie das Netzwerksymbol unten in der Taskleiste ‘
auf ‘Netzwerk- und Freigabecenter öffnen’. (
SCE Lehrunterlage
Seite 9 von 79
’ und klicken Sie anschließend
 Netzwerk- und Freigabecenter öffnen )
2.
In dem geöffneten Fenster des Netzwerk- und Freigabecenters, klicken Sie auf ‘Adaptereinstellungen ändern’. (  Adaptereinstellungen ändern)
3.
Wählen Sie die gewünschte ‘LAN-Verbindung’ aus mit der Sie sich mit der Steuerung verbinden
möchten und klicken dann auf ‘Eigenschaften’. ( LAN- Verbindung  Eigenschaften)
SCE Lehrunterlage
Seite 10 von 79
4.
Wählen Sie nun die ‚Eigenschaften’ zum ‚Internetprotokoll Version 4 (TCP/IPv4)’
(  Internetprotokoll Version 4 (TCP/IP)  Eigenschaften)
5.
Nun können Sie die ‚IP-Adresse’ und die ‚Subnetzmaske’ einstellen und mit ‚OK’ übernehmen.
(  Folgende IP-Adresse verwenden  IP-Adresse: 192.168.0.99  Subnetzmaske 255.255.255.0
 OK  Schließen)
SCE Lehrunterlage
Seite 11 von 79
Hinweise zur Vernetzung am Ethernet (weitere Informationen im Anhang V der Lehrunterlage):
MAC- Adresse:
Die MAC-Adresse besteht aus einem festen und einem variablen Teil. Der feste Teil ("Basis-MACAdresse") kennzeichnet den Hersteller (Siemens, 3COM, ...). Der variable Teil der MAC-Adresse
unterscheidet die verschiedenen Ethernet-Teilnehmer und sollte weltweit eindeutig vergeben werden.
Auf jeder Baugruppe ist eine werksseitig vorgegebene MAC-Adresse aufgedruckt.
Wertebereich für IP-Adresse:
Die IP-Adresse besteht aus 4 Dezimalzahlen aus dem Wertebereich 0 bis 255, die durch einen Punkt
voneinander getrennt sind; z.B. 141.80.0.16
Wertebereich für Subnetzmaske:
Diese Maske wird verwendet, um erkennen zu können, ob ein Teilnehmer bzw. dessen IP-Adresse zum
lokalen Subnetz gehört oder nur über einen Router erreichbar ist.
Die Subnetzmaske besteht aus 4 Dezimalzahlen aus dem Wertebereich 0 bis 255, die durch einen
Punkt voneinander getrennt sind; z.B. 255.255.0.0
Die 4 Dezimalzahlen der Subnetzmaske müssen in ihrer binären Darstellung von links eine Folge von
lückenlosen Werten "1" und von rechts eine Folge von lückenlosen Werten "0" enthalten.
Die Werte "1" bestimmen den Bereich der IP-Adresse für die Netznummer. Die Werte "0" bestimmen
den Bereich der IP-Adresse für die Teilnehmeradresse.
Beispiel:
richtige Werte:
falscher Wert:
255.255.0.0 Dezimal
255.255.128.0 Dezimal
255.254.0.0 Dezimal
255.255.1.0 Dezimal
= 1111 1111.1111 1111.0000 0000.0000 0000 Binär
= 1111 1111.1111 1111.1000 0000.0000 0000 Binär
= 1111 1111.1111 1110.0000 0000.0000.0000 Binär
= 1111 1111.1111 1111.0000 0001.0000 0000 Binär
Wertebereich für Adresse des Netzübergangs (Router):
Die Adresse besteht aus 4 Dezimalzahlen aus dem Wertebereich 0 bis 255, die durch einen Punkt
voneinander getrennt sind; z.B. 141.80.0.1.
Zusammenhang IP-Adressen, Adresse des Routers und Subnetzmaske:
Die IP-Adresse und die Adresse des Netzübergangs dürfen nur an den Stellen unterschiedlich sein, an
denen in der Subnetzmaske "0" steht.
Beispiel:
Sie haben eingegeben: für Subnetzmaske 255.255.255.0; für IP-Adresse 141.30.0.5 und für die Adresse
des Routers 141.30.128.1.
Die IP-Adresse und die Adresse des Netzübergangs dürfen nur in der 4. Dezimalzahl einen
unterschiedlichen Wert haben. Im Beispiel ist aber die 3. Stelle schon unterschiedlich.
Im Beispiel müssen Sie also alternativ ändern:
- die Subnetzmaske auf: 255.255.0.0 oder
- die IP-Adresse auf: 141.30.128.5 oder
- die Adresse des Netzübergangs auf: 141.30.0.1
SCE Lehrunterlage
Seite 12 von 79
Die IP-Adresse von SIMATIC S7-1500 wird folgendermaßen eingestellt.
6.
Wählen Sie hierzu das ‚Totally Integrated Automation Portal’, das hier mit einem Doppelklick
aufgerufen wird. (  TIA Portal V13)
7.
Wählen Sie den Punkt ‚Online&Diagnose’ aus und öffnen danach die ‚Projektansicht’.
( Online&Diagnose  Projektansicht)
SCE Lehrunterlage
Seite 13 von 79
8.
In der Projektnavigation wählen Sie unter ‚Online-Zugängen’, die Netzwerkkarte die bereits vorher
eingestellt wurde. Wenn Sie hier auf ‚Erreichbare Teilnehmer aktualisieren’ klicken, sehen Sie
die IP-Adresse (falls bereits eingestellt) oder die MAC- Adresse (falls IP-Adresse noch nicht
vergeben) der angeschlossenen SIMATIC S7-1500. Wählen Sie hier ‚Online&Diagnose’.
(  Online-Zugänge  … Network Connection  Erreichbare Teilnehmer aktualisieren  …
 Online&Diagnose )
SCE Lehrunterlage
Seite 14 von 79
9.
Unter ‚Funktionen’ finden Sie den Punkt ‚IP-Adresse zuweisen’. Geben Sie hier ‚IP-Adresse’ und
‚Subnetz-Maske’ ein. Klicken Sie jetzt auf ‚IP-Adresse zuweisen’ und Ihrer SIMATIC S7-1500
wird diese neue Adresse zugewiesen. (  Funktionen  IP-Adresse zuweisen  IP-Adresse:
192.168.0.1  Subnetz-Maske: 255.255.255.0  IP-Adresse zuweisen)
Hinweis:
Die IP-Adresse der SIMATIC S7-1500 kann ebenfalls über das Display an der CPU eingestellt werden.
SCE Lehrunterlage
Seite 15 von 79
10. Sollten Sie Probleme mit der Übernahme der IP-Adresse haben, oder möchten Sie die
Steuerung zurücksetzen, so wählen Sie ‚Funktionen’ ‚Rücksetzen auf Werkseinstellungen’.
und klicken jetzt auf ‚Rücksetzen’. (  Funktionen  Rücksetzen auf Werkseinstellungen 
Rücksetzen)
11. Bestätigen Sie die Frage ob Sie wirklich Rücksetzen auf Werkseinstellung durchführen möchten mit
‚OK’ und stoppen Sie falls nötig die CPU. (  OK Ja)
Hinweis:
Ein Rücksetzen auf Werkseinstellung ist ebenfalls über das Display oder über den
Betriebsartenschalter möglich.
SCE Lehrunterlage
Seite 16 von 79
5.
Was ist eine SPS und wofür werden SPSen verwendet?
5.1
Was bedeutet der Begriff SPS?
SPS ist die Abkürzung für Speicherprogrammierbare Steuerung. Dies beschreibt ein Gerät das einen
Prozess ( z.B. eine Druckmaschine zum Drucken von Zeitungen, eine Abfüllanlage zum Abfüllen von
Zement, eine Presse zum Pressen von Kunststoffformteilen, etc ... ) steuert.
Dies geschieht entsprechend den Anweisungen eines Programms das in einem Speicher des Gerätes
steht.
Programm geladen im
Speicher der SPS......
.... steuert die
Maschine
Speicher
SPS
Programm mit
Anweisungen
Maschine
5.2
Wie steuert die SPS den Prozess?
Die SPS steuert den Prozess, indem so genannte Aktoren von den als Ausgängen bezeichneten
Anschlüssen der SPS mit einer Steuerspannung von z.B. 24V beschaltet werden. Dadurch können
Motoren ein- und ausgeschaltet, Ventile aus- und eingefahren oder Lampen ein- und ausgeschaltet
werden.
M
Lampe leuchtet
24V
Die Ausgänge der SPS steuern die Aktoren
durch Schalten der Steuerspannung!
Ausgänge
SPS
0V
Lampe leuchtet nicht
M
SCE Lehrunterlage
Seite 17 von 79
5.3
Woher bekommt die SPS Informationen über Prozesszustände?
Informationen über den Prozess erhält die SPS von den so genannten Signalgebern, die auf die
Eingänge der SPS verdrahtet sind. Diese Signalgeber können z.B. Sensoren sein, die erkennen ob ein
Werkstück an einer bestimmten Position liegt oder auch einfache Schalter oder Taster, die offen oder
geschlossen sein können. Dabei wird noch zwischen Öffnern NC, die unbetätigt geschlossen, und
Schließern NO, die unbetätigt offen sind, unterschieden.
24V
Schalter geschlossen
24V
Die Eingänge der SPS erfassen die
Informationen über Zustände im Prozess!
Eingänge
SPS
0V
Schalter offen
24V
5.4
Wo liegt der Unterschied zwischen Öffnern und Schließern?
Bei den Signalgebern wird zwischen Öffnern NC und Schließern NO unterschieden.
Der hier gezeigte Schalter ist ein Schließer, d.h. er ist genau dann geschlossen wenn er betätigt wurde.
Schließer
unbetätigt
Schließer
offen
Schließer
betätigt
Schließer
geschlossen
Der hier gezeigte Schalter ist ein Öffner, d.h. er ist genau dann geschlossen wenn er nicht betätigt
wurde.
Öffner
unbetätigt
SCE Lehrunterlage
Öffner
geschlossen
Seite 18 von 79
Öffner
betätigt
Öffner
offen
5.5
Wie spricht SIMATIC S7-1500 einzelne Ein-/Ausgangssignale an?
Die Angabe eines bestimmten Ein- oder Ausgangs innerhalb des Programms bezeichnet man als
Adressierung.
Die Ein- und Ausgänge der SPSen sind zumeist in 8er-Gruppen auf Digitaleingabe- bzw. Digitalausgabebaugruppen zusammengefasst. Diese 8er- Einheit bezeichnet man als Byte. Jede solche Gruppe
erhält eine Nummer als so genannte Byteadresse.
Um nun einen einzelnen Ein- oder Ausgang innerhalb eines Bytes anzusprechen wird jedes Byte in acht
einzelne Bits zerlegt. Diese werden von Bit 0 bis Bit 7 durchnummeriert. So erhält man die Bitadresse.
Die hier dargestellte SPS hat nun ein Signalmodul mit den Eingangsbytes 0 bis 3 sowie den Ausgangsbytes 0 bis 3.
32 Digitaleingänge
32 Digitalausgänge
Byte 0
Bit 0 bis 7
Byte 1
Bit 0 bis 7
Byte 2
Bit 0 bis 7
Byte 3
Bit 0 bis 7
Byte 0
Bit 0 bis 7
Byte 1
Bit 0 bis 7
Byte 2
Bit 0 bis 7
Byte 3
Bit 0 bis 7
Um nun z.B. den fünften digitalen Eingang anzusprechen gibt man die folgende Adresse an:
%E
0.4
%E kennzeichnet hier den Adresstyp als Eingang, 0 die Byteadresse und 4 die Bitadresse.
Byteadresse und Bitadresse sind immer durch einen Punkt getrennt.
Hinweis:
Für die Bitadresse steht hier beim fünften Eingang eine 4, weil bei 0 begonnen wird zu
zählen.
Um nun z.B. den zehnten Ausgang anzusprechen gibt man die folgende Adresse an:
%A
1.1
%A kennzeichnet hier den Adresstyp als Ausgang, 1 die Byteadresse und 1 die Bitadresse.
Byteadresse und Bitadresse sind immer durch einen Punkt getrennt.
Hinweis:
Für die Bitadresse steht hier beim zehnten Ausgang eine 1, weil bei 0 begonnen wird
zu zählen.
SCE Lehrunterlage
Seite 19 von 79
5.6
Wie wird in der SPS das Programm bearbeitet?
Die Programmbearbeitung in einer SPS geschieht zyklisch mit folgendem Ablauf:
1.
2.
3.
4.
Im ersten Schritt wird der Status aus dem Prozessabbild der Ausgänge (PAA) an die Ausgänge
übertragen und diese ein- bzw. ausgeschaltet.
Danach fragt der Prozessor, der praktisch das Gehirn der SPS darstellt, ab ob die einzelnen
Eingänge Spannung führen oder nicht. Dieser Status der Eingänge wird in dem Prozessabbild der
Eingänge (PAE) gespeichert. Dabei wird für die Spannung führenden Eingänge die Information 1
oder „High“, für die keine Spannung führenden die Information 0 oder „Low“ hinterlegt.
Dieser Prozessor arbeitet das im Programmspeicher hinterlegte Programm ab. Dies besteht aus
einer Liste von logischen Verknüpfungen und Anweisungen, die nacheinander abgearbeitet werden.
Dabei wird für die benötigte Eingangsinformation auf das bereits vorher eingelesene PAE
zugegriffen wird und die Verknüpfungsergebnisse in ein so genanntes Prozessabbild der Ausgänge
(PAA) geschrieben. Auch auf andere Speicherbereiche z.B. für Lokaldaten der Unterprogramme,
Datenbausteine und Merker wird während der Programmbearbeitung gegebenenfalls vom
Prozessor zugegriffen.
Abschließend werden noch interne Aufgaben des Betriebssystems wie Selbsttest und
Kommunikation ausgeführt. Danach geht es weiter mit Punkt 1.
1. Status aus dem PAA an die
Ausgänge übertragen.
2. Status der Eingänge im PAE
speichern.
3. Abarbeiten des
Programms Anweisung
für Anweisung mit
Zugriff auf PAE und
PAA
Programm der SPS im
Programmspeicher
PAE
1. Anweisung
2. Anweisung
3. Anweisung
4. Anweisung
...
Lokaldaten
Merker
Datenbausteine
letzte Anweisung
PAA
4. Interne Aufgaben des Betriebssystems
ausführen. (Kommunikation, Selbsttest etc…)
Hinweis:
Die Zeit die der Prozessor für diesen Ablauf benötigt nennt man Zykluszeit. Diese ist wiederum abhängig
von Anzahl und Art der Anweisungen und der Prozessorleistung.
SCE Lehrunterlage
Seite 20 von 79
5.7
Wie sehen logische Verknüpfungen im SPS-Programm aus?
Logische Verknüpfungen werden dazu verwendet um Bedingungen für das Schalten eines Ausgangs
festlegen zu können.
Im SPS-Programm können diese in den Programmiersprachen Kontaktplan (KOP) oder-, Funktionsplan
(FUP) erstellt werden.
Der Anschaulichkeit halber wollen wir uns hier auf FUP beschränken.
Es gibt eine Vielzahl verschiedener logischer Verknüpfungen die in SPS-Programmen zur Anwendung
kommen können.
UND- sowie ODER- Verknüpfung und die NEGATION eines Eingangs werden jedoch am häufigsten
verwendet und sollen deshalb hier kurz anhand von Beispielen erläutert werden.
Hinweis: Informationen zu weiteren logischen Verknüpfungen können sehr schnell und übersichtlich
aus der Online-Hilfe bezogen werden.
5.7.1 UND-Verknüpfung
Beispiel einer UND-Verknüpfung:
Eine Lampe soll leuchten, wenn gleichzeitig zwei Schalter als Schließer betätigt sind.
Schaltplan:
S1
S2
24V
P1
M
Erläuterung:
Die Lampe leuchtet genau, wenn beide Schalter betätigt sind. Wenn also die Schalter S1 und S2
betätigt sind leuchtet die Lampe P1.
SCE Lehrunterlage
Seite 21 von 79
Beschaltung der SPS:
Um diese Logik in einem SPS-Programm umzusetzen, müssen natürlich beide Schalter an Eingängen
der SPS angeschlossen werden. Hier ist S1 an den Eingang %E 0.0 und S2 an den Eingang %E 0.1
verdrahtet.
Außerdem muss die Lampe P1an einem Ausgang z.B. %A 0.0 angeschlossen sein.
24V
Schalter S1
%E 0.0
Eingänge
24V
%E 0.1
SPS
Schalter S2
M
Lampe P1 soll
leuchten, wenn die
Schalter S1 und S2
betätigt sind.
Ausgänge
%A 0.0
UND-Verknüpfung im FUP:
Im Funktionsplan FUP wird die UND- Verknüpfung durch bildliche Darstellung programmiert und sieht
folgendermaßen aus:
Eingänge der UNDVerknüpfung.
Hier können auch
mehr als 2
Eingänge stehen!
%E 0.0
Ausgang, dem die
Zuweisung
zugeordnet wird!
&
%E 0.1
Bildliche Darstellung
der logischen UNDVerknüpfung!
SCE Lehrunterlage
Seite 22 von 79
%A 0.0
=
Zuweisung des
Ergebnisses der
logischen
Verknüpfung!
5.7.2 ODER-Verknüpfung
Beispiel einer ODER-Verknüpfung:
Eine Lampe soll leuchten, wenn einer oder beide von zwei Schaltern als Schließer betätigt sind.
Schaltplan:
S1
24V
S2
24V
P1
M
Erläuterung:
Die Lampe leuchtet genau, wenn einer oder beide Schalter betätigt sind. Wenn also der Schalter S1
oder S2 betätigt wird leuchtet die Lampe P1.
Beschaltung der SPS:
Um diese Logik in einem SPS-Programm umzusetzen, müssen natürlich beide Schalter an Eingängen
der SPS angeschlossen werden. Hier ist S1 an den Eingang %E 0.0 und S2 an den Eingang %E 0.1
verdrahtet.
Außerdem muss die Lampe P1 an einem Ausgang z.B. %A 0.0 angeschlossen sein.
24V
Schalter S1
%E 0.0
Eingänge
24V
%E 0.1
SPS
Schalter S2
M
Ausgänge
%A 0.0
SCE Lehrunterlage
Seite 23 von 79
Lampe P1 soll
leuchten, wenn
Schalter S1 oder
S2 betätigt sind.
ODER-Verknüpfung im FUP:
Im Funktionsplan FUP wird die ODER-Verknüpfung durch bildliche Darstellung programmiert und sieht
folgendermaßen aus:
Eingänge der ODERVerknüpfung.
Hier können auch
mehr als 2 Eingänge
stehen!
%E 0.0
Ausgang, dem die
Zuweisung
zugeordnet wird!
%A 0.0
>
%E 0.1
=
Zuweisung des
Ergebnisses der
logischen
Verknüpfung!
der logischen ODERVerknüpfung!
5.7.3 Negation
In logischen Verknüpfungen wird es öfters benötigt abzufragen ob ein Schließer NICHT betätigt oder
ob ein Öffner betätigt wurde und somit keine Spannung an dem entsprechenden Eingang anliegt.
Dies geschieht durch Programmierung einer Negation am Eingang der UND- bzw. ODERVerknüpfung.
Im Funktionsplan FUP wird die Negation eines Eingangs an einer UND- Verknüpfung durch die folgende
bildliche Darstellung programmiert:
Eingang der UNDVerknüpfung, der
negiert werden soll!
%E 0.0
%E 0.1
der Negation!
&
%A 0.0
=
Der Ausgang %A 0.0 hat hier also genau dann Spannung anliegen, wenn %E 0.0 nicht beschaltet
und %E 0.1 beschaltet ist.
SCE Lehrunterlage
Seite 24 von 79
5.8
Wie wird das SPS-Programm erstellt? Wie kommt es in den Speicher der SPS?
Das SPS-Programm wird mit dem TIA Portal auf einem PC erstellt und dort zwischengespeichert.
Nachdem der PC mit der TCP/IP-Schnittstelle der SPS verbunden wurde, kann das Programm mit einer
Lade-Funktion in den Speicher der SPS geladen werden.
Für die weitere Abarbeitung des Programms in der SPS ist der PC nun nicht mehr notwendig.
1. SPS-Programm
mit TIA Portal auf
PC erstellen.
PC mit STEP 7
3. Programm von
PC in Speicher der
SPS laden.
2. PC mit TCP/IPSchnittstelle der
SPS verbinden.
SPS S7-1500
Hinweis: Der genaue Ablauf wird Schritt für Schritt in den folgenden Kapiteln beschrieben.
SCE Lehrunterlage
Seite 25 von 79
6.
Aufbau und Bedienung der SIMATIC S7-1500
6.1
Baugruppenspektrum
SIMATIC S7-1500 ist ein modulares Automatisierungssystem und bietet das folgende
Baugruppenspektrum:
Zentralbaugruppen CPU mit integriertem Display
Die CPUs haben unterschiedliche Leistungsfähigkeit und führen das Anwenderprogramm aus.
Außerdem werden die weiteren Baugruppen über den Rückwandbus mit der integrierten
Systemstromversorgung versorgt.
Weitere Eigenschaften und Funktionen der CPU:
• Kommunikation über Ethernet
• Kommunikation über PROFIBUS/PROFINET
• HMI-Kommunikation zu Bedien- und Beobachtungsgeräten
• Webserver
• Integrierte Technologiefunktionen (z.B.: PID-Regler, Motion Control, etc…)
• Systemdiagnose
• Integrierte Sicherheit (z.B.: Know-how-Schutz, Kopierschutz, Zugriffsschutz, Integritätsschutz)
SCE Lehrunterlage
Seite 26 von 79
Systemstromversorgungsmodule PS (Eingangsnennspannungen 24V DC bis 230V AC/DC)
mit Anschluss zum Rückwandbus versorgen die projektierten Module mit der internen
Versorgungsspannung
Laststromversorgungsmodule PM (Eingangsnennspannungen 120/230V AC )
besitzen keinen Anschluss zum Rückwandbus des Automatisierungssystems S7-1500. Mit der
Laststromversorgung werden Systemstromversorgung der CPU, Ein- und Ausgabestromkreise der
Peripheriemodule und die Sensorik und Aktorik mit DC 24V versorgt.
Peripheriemodule
für Digitaleingabe (DI) / Digitalausgabe (DQ) / Analogeingabe (AI) / Analogausgabe (AQ)
-
SCE Lehrunterlage
Seite 27 von 79
Technologiemodule TM
Als Inkrementalgeber und Impulsgeber mit/ohne Richtungspegel
Kommunikationsmodule CM
für serielle Kommunikation RS232 / RS422 / RS 485 , PROFIBUS und PROFINET
SIMATIC Memory Card
bis maximal 2GByte zum Speichern der Programmdaten und einfacheren Austausch der CPUs im
Wartungsfall
SCE Lehrunterlage
Seite 28 von 79
6.1.1 Beispielkonfiguration
Folgende Konfiguration eines Automatisierungssystems S7-1500 wird für das Programmbeispiel in
dieser Unterlage verwendet.
①
②
③
④
⑤
⑥
① Laststromversorgungsmodul PM mit Eingang 120/230V AC, 50Hz / 60Hz, 190W
und Ausgang 24V DC / 8A
② Zentralbaugruppe CPU 1516-3 PN/DP mit integrierten PROFIBUS und PROFINET-Schnittstellen
③ Peripheriemodul 32x Digitaleingabe DI 32x24VDC HF
④ Peripheriemodul 32x Digitalausgabe DQ 32x24VDC/0.5A ST
⑤ Peripheriemodul 8x Analogeingabe AI 8xU/I/RTD/TC ST
⑥ Peripheriemodul 4x Analogausgabe AQ 4xU/I ST
SCE Lehrunterlage
Seite 29 von 79
6.2
Bedien- und Anzeigeelemente der CPU 1516-3 PN/DP
Das folgende Bild zeigt die Bedien- und Anzeige-Elemente einer CPU 1516-3 PN/DP
Anordnung und Anzahl der Elemente weichen bei anderen CPUs von diesem Bild ab.
6.2.1 Frontansicht der CPU 1516-3 PN/DP mit integriertem Display
6.2.2 Status- und Fehleranzeigen
Die CPU ist mit folgenden LED-Anzeigen ausgestattet:
SCE Lehrunterlage
Seite 30 von 79
6.2.3 Bedien- und Anschlusselemente der CPU 1516-3 PN/DP hinter der Frontklappe
Hinweis:
Die Frontklappe mit dem Display kann im laufenden Betrieb gezogen und gesteckt werden.
SCE Lehrunterlage
Seite 31 von 79
6.2.4 SIMATIC Memory Card
Als Speichermodul für die CPUs wird eine SIMATIC Micro Memory Card verwendet. Diese ist eine mit
dem Windows Filesystem kompatible, vorformatierte Speicherkarte. Sie ist mit unterschiedlichen
Speichergrößen erhältlich und für folgende Zwecke verwendbar:
● Transportabler Datenträger
● Programmkarte
● Firmware-Update-Karte
Für den Betrieb der CPU muss die MMC gesteckt sein, da die CPUs keinen integrierten Ladespeicher
besitzen. Zum Schreiben/Lesen der SIMATIC Memory Card mit dem PG/PC ist ein handelsüblicher SDKartenleser notwendig. Damit können z. B. Dateien mit dem Windows Explorer direkt auf die SIMATIC
Memory Card kopiert werden.
Hinweis:
Es wird empfohlen die SIMATIC Memory Card nur im Zustand NETZ-AUS der CPU zu ziehen oder zu
stecken.
6.2.5 Betriebsartenschalter
Über den Betriebsartenschalter können Sie die aktuelle Betriebsart der CPU einstellen. Der
Betriebsartenschalter ist als Kippschalter mit 3 Schaltstellungen ausgeführt.
Mit der Schaltfläche auf dem CPU- Bedienpanel der Software STEP 7 Professional V13 können Sie
unter Online&Diagnose den Betriebszustand (STOP bzw. RUN) ebenfalls umschalten.
Außerdem enthält das Bedienpanel eine Schaltfläche MRES zum Urlöschen und zeigt die Status-LEDs
der CPU an.
SCE Lehrunterlage
Seite 32 von 79
6.2.6 Display der CPU
Die S7-1500 CPU hat eine Frontklappe mit einem Display und Bedientasten. Auf dem
Display können in verschiedenen Menüs Kontroll- oder Statusinformationen angezeigt und
zahlreiche Einstellungen vorgenommen werden. Mit den Bedientasten navigieren Sie durch
die Menüs.
Das Display der CPU bietet folgende Funktionen:
● Es können 6 unterschiedliche Anzeigesprachen gewählt werden.
● Diagnosemeldungen werden im Klartext dargestellt.
● Die Schnittstellen-Einstellungen können vor Ort geändert werden.
● Eine Passwortvergabe für die Displaybedienung ist über das TIA Portal möglich
Ansicht des Displays einer CPU 1516-3 PN/DP:
SCE Lehrunterlage
Seite 33 von 79
Verfügbare Untermenüs des Displays:
Bedientasten des Displays
● Vier Pfeil-Tasten: "nach oben", "nach unten", "nach links", "nach rechts"
● Eine ESC-Taste
● Eine OK-Taste
Funktionen der Tasten "OK" und "ESC"
● Bei Menüpunkten, in denen eine Eingabe gemacht werden kann:
– OK → gültiger Zugang zum Menüpunkt, Bestätigen der Eingabe und Verlassen des
Editiermodus
– ESC → Herstellen des ursprünglichen Inhalts (d. h. Änderungen werden nicht gespeichert)
und Verlassen des Editiermodus
● Bei Menüpunkten, in denen keine Eingabe gemacht werden kann:
– OK → zum nächsten Untermenüpunkt
– ESC → zurück zum vorherigen Menüpunkt
SCE Lehrunterlage
Seite 34 von 79
6.3
Speicherbereiche der CPU 1516-3 PN/DP und der SIMATIC Memory Card
Das folgende Bild zeigt die Speicherbereiche der CPU und den Ladespeicher auf der
SIMATIC Memory Card.
Neben dem Ladespeicher können mit dem Windows Explorer noch weitere Daten auf die SIMATIC
Memory Card geladen werden. Dies sind z. B. Rezepturen, Data Logs, Sicherungen von Projekten,
zusätzliche Dokumentation zum Programm.
Ladespeicher
Der Ladespeicher ist ein nichtflüchtiger Speicher für Codebausteine, Datenbausteine,
Technologieobjekte und für die Hardware-Konfiguration. Beim Laden dieser Objekte in die CPU werden
sie zunächst im Ladespeicher abgelegt. Dieser Speicher befindet sich auf der SIMATIC Memory Card.
Arbeitsspeicher
Der Arbeitsspeicher ist ein flüchtiger Speicher, der die Code- und Datenbausteine enthält. Der
Arbeitsspeicher ist in die CPU integriert und nicht erweiterbar. Der Arbeitsspeicher ist bei den S7-1500
CPUs in zwei Bereiche aufgeteilt:
● Code-Arbeitsspeicher:
Der Code-Arbeitsspeicher enthält ablaufrelevante Teile des Programmcodes.
● Daten-Arbeitsspeicher:
Der Daten-Arbeitsspeicher enthält die ablaufrelevanten Teile der Datenbausteine und
Technologieobjekte.
Bei den Betriebszustandsübergängen NETZEIN nach Anlauf und bei STOP nach Anlauf werden
Variablen von globalen Datenbausteinen, Instanz-Datenbausteinen und Technologieobjekten mit ihren
Startwerten initialisiert, remanente Variablen erhalten ihre im Remanenzspeicher gesicherten
Aktualwerte.
SCE Lehrunterlage
Seite 35 von 79
Remanenzspeicher
Der Remanenzspeicher ist ein nichtflüchtiger Speicher zur Sicherung bestimmter Daten bei
Spannungsausfall. Im Remanenzspeicher werden die als remanent definierten Variablen und
Operandenbereiche gesichert. Diese Daten bleiben über eine Abschaltung oder einen Spannungsausfall
hinweg erhalten.
Alle anderen Programmvariablen werden bei den Betriebszustandsübergängen NETZ-EIN nach Anlauf
und bei STOP nach Anlauf auf ihre Startwerte gesetzt.
Der Inhalt des Remanenzspeichers wird durch folgende Aktionen gelöscht:
● Urlöschen
● Rücksetzen auf Werkseinstellungen
Hinweis:
Im Remanenzspeicher werden auch bestimmte Variablen von Technologieobjekten gespeichert. Diese
werden beim Urlöschen nicht gelöscht.
SCE Lehrunterlage
Seite 36 von 79
7.
Beispielaufgabe Pressensteuerung
Für unser erstes Programm soll eine Pressensteuerung programmiert werden.
Eine Presse mit Schutzeinrichtung soll nur mit einem START-Taster S3 ausgelöst werden, wenn das
Schutzgitter geschlossen ist und der NOT-AUS-Taster (Öffner) nicht betätigt ist. Der Zustand
Schutzgitter geschlossen wird mit einem Sensor B1 überwacht.
Ist dies der Fall wird ein 5/2 Wegeventil M0 für den Pressenzylinder angesteuert damit eine
Kunststofffigur gepresst werden kann.
Die Presse soll wieder hochfahren, wenn der Start-Taster S3 losgelassen wird, der NOT-AUS-Taster
(Öffner) betätigt wird oder der Sensor Schutzgitter B1 nicht mehr anspricht.
Zuordnungsliste:
Adresse
Symbol
Kommentar
%E 0.0
%E 0.3
%E 0.4
%A 0.0
NOT-AUS
S3
B1
M0
Rückmeldung NOT-AUS (NC)
Start-Taster (NO)
Sensor Schutzgitter geschlossen (NO)
Zylinder A ausfahren
SCE Lehrunterlage
Seite 37 von 79
8.
Programmierung der Presse mit SIMATIC S7-1500
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 komfortable Online-Werkzeuge zur Verfügung.
Die Software ‚Totally Integrated Automation Portal’ besitzt zweierlei Ansichten die Portalansicht und
die Projektansicht.
8.1.
Portalansicht
Die Portalansicht bietet eine aufgabenorientierte Sicht der Werkzeuge zur Bearbeitung des Projektes.
Hier können Sie schnell entscheiden, was Sie tun möchten und das Werkzeug für die jeweilige Aufgabe
aufrufen. Falls erforderlich, wird für die ausgewählte Aufgabe automatisch zur Projektansicht
gewechselt. Vor allem der Einstieg und die ersten Schritte sollen hier erleichtert werden.
Hinweis:
Links unten kann von der Portalansicht zur Projektansicht gesprungen werden!
SCE Lehrunterlage
Seite 38 von 79
8.2.
Projektansicht
Die Projektansicht ist eine strukturierte Sicht auf alle Bestandteile des Projekts. Dabei gibt es
standardmäßig oben die Menüleiste mit den Funktionsleisten, links die Projektnavigation mit sämtlichen
Bestandteilen eines Projektes und rechts die so genannten ‚Task-Cards’ mit z.B. Anweisungen und
Bibliotheken.
Wird in der Projektnavigation ein Element (zum Beispiel der Organisationsbaustein OB1) ausgewählt so
wird dieser in der Mitte angezeigt und kann dort bearbeitet werden.
Hinweis: Links unten kann von der Projektansicht zur Portalansicht gesprungen werden!
SCE Lehrunterlage
Seite 39 von 79
In den folgenden Schritten kann für SIMATIC S7-1500 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 V13)
2.
Programme für SIMATIC S7-1500 werden in Projekten verwaltet. Ein solches Projekt wird nun in
der Portalansicht angelegt (  Neues Projekt erstellen  startup_S7-1500  Erstellen)
SCE Lehrunterlage
Seite 40 von 79
3.
Nun werden ‚Erste Schritte’ zur Projektierung vorgeschlagen. Wir wollen zuerst ‚ein Gerät
konfigurieren’. (  Erste Schritte  Ein Gerät konfigurieren)
SCE Lehrunterlage
Seite 41 von 79
Option 1: Hardwarekonfiguration offline erstellen
Die komplette Hardwarekonfiguration zu jeder Steuerung wird in dem TIA Portal-Projekt hinterlegt. Diese
ist wichtig bei der Fehlersuche und ist Teil einer vollständigen Anlagendokumentation.
In der ersten Variante erstellen wir diese Konfiguration ohne mit der Steuerung verbunden zu sein. Die
Informationen zu den eingesetzten Baugruppen erhalten wir aus den dort aufgedruckten Daten oder
einer vorliegenden Bestellliste.
4.
Nachfolgend werden wir ein ‚neues Gerät hinzufügen’ mit dem ‚Gerätename: Steuerung
Presse’. Aus dem Katalog wählen wir hierzu die ‚CPU 1516-3 PN/DP’ mit der passenden
Bestellnummer. (  neues Gerät hinzufügen  Steuerung Presse  Controller  SIMATIC
S7-1500  CPU  CPU 1516-3 PN/DP  6ES7 516-3AN00-0AB0  V1.5  Hinzufügen)
SCE Lehrunterlage
Seite 42 von 79
5.
Nun wechselt die Software automatisch zur Projektansicht mit der geöffneten
Hardwarekonfiguration in der Gerätesicht. Hier können nun weitere Module aus dem HardwareKatalog (rechts!) hinzugefügt werden. Wir wählen zuerst das Powermodul PM190W 120/230VAC
und ziehen dieses auf den Steckplatz 0 (  Hardware-Katalog  PM  PM190W 120/230VAC 
6EP1333-4BA00)
SCE Lehrunterlage
Seite 43 von 79
6.
Als zweite Komponente wählen wir das Signalmodul DI 32x24VDC HF mit 32 digitalen Eingängen
und ziehen dieses auf den Steckplatz 2. (  Hardware-Katalog  DI  DI 32x24VDC HF  6ES7
521-1BL00-0AB0) In der ‚Geräteübersicht’ können die Adressen der Eingänge eingestellt werden.
Hier haben die Eingänge des Signalmoduls die Adressen %E0.0 - %E3.7. (  Geräteübersicht 
DI 32x24VDC HF  0…3)
SCE Lehrunterlage
Seite 44 von 79
7.
Anschließend ziehen wir das Signalmodul DQ 32x24VDC/0.5A ST mit 32 digitalen Ausgängen auf
den Steckplatz 3. (  Hardware-Katalog  DQ  DQ 32x24VDC/0.5A ST  6ES7 522-1BL000AB0) In der ‚Geräteübersicht’ können die Adressen der Ausgänge eingestellt werden. Hier haben
die Ausgänge des Signalmoduls die Adressen %A0.0 - %A3.7. (  Geräteübersicht  DQ
32x24VDC/0.5A ST  0…3)
SCE Lehrunterlage
Seite 45 von 79
8.
Jetzt ziehen wir das Signalmodul AI 8xU/I/RTD/TC ST mit 8 analogen Eingangskanälen auf den
Steckplatz 4. (  Hardware-Katalog  AI  AI 8xU/I/RTD/TC ST  6ES7 531-7KF00-0AB0) In
der ‚Geräteübersicht’ können die Adressen der Analogkanäle eingestellt werden. Hier haben die
Eingänge des Signalmoduls die Adressen %EW4 - %EW18. (  Geräteübersicht  AI
8xU/I/RTD/TC ST  4…19)
SCE Lehrunterlage
Seite 46 von 79
9.
Als letztes ziehen wir das Signalmodul AQ 4xU/I ST mit 4 analogen Ausgangskanälen auf den
Steckplatz 5. (  Hardware-Katalog  AQ  AQ 4xU/I ST  6ES7 532-5HD00-0AB0) In der
‚Geräteübersicht’ können die Adressen der Analogkanäle eingestellt werden. Hier haben die
Ausgänge des Signalmoduls die Adressen %AW4 - %AW10. (  Geräteübersicht  AQ 4xU/I ST
 4…11)
SCE Lehrunterlage
Seite 47 von 79
Option 2: Hardwarekonfiguration online ermitteln
Die komplette Hardwarekonfiguration zu jeder Steuerung wird in dem TIA Portal-Projekt hinterlegt. Diese
ist wichtig bei der Fehlersuche und ist Teil einer vollständigen Anlagendokumentation. In der zweiten
Variante erstellen wir die Konfiguration indem wir uns mit der Steuerung verbinden und diese online vom
TIA Portal ermitteln lassen.
10. Zuerst werden wir ein ‚neues Gerät hinzufügen’ mit dem ‚Gerätename: Steuerung Presse’. Aus
dem Katalog wählen wir hierzu eine ‚Nicht spezifizierte CPU 1500’ mit der allgemeinen
Bestellnummer ‚6ES7 5XX-XXXXX-XXXX’. (  neues Gerät hinzufügen  Steuerung Presse 
Controller  SIMATIC S7-1500  CPU  Nicht spezifizierte CPU 1500  6ES7 5XX-XXXX-XXXX
 V1.5  Hinzufügen)
SCE Lehrunterlage
Seite 48 von 79
11. Nun wechselt die Software automatisch zur Projektansicht mit der geöffneten
Hardwarekonfiguration in der Gerätesicht. Hier schlägt das TIA Portal vor die Konfiguration des
angeschlossenen Gerätes ‚ermitteln‘ zu lassen. (  ermitteln)
SCE Lehrunterlage
Seite 49 von 79
12. In dem folgenden Dialog wählen Sie nun ‚PN/IE’ als Typ der PG/PC-Schnittstelle und darauffolgend
die bereits vorher eingestellte Netzwerkkarte als PG/PC-Schnittstelle. Nach dem ‚Aktualisieren’
der erreichbaren Teilnehmer sollten Sie Ihre ‚CPU 1516-3 PN/DP’ mit der Adresse 192.168.0.1
sehen und als Zielgerät auswählen können. Klicken Sie weiter auf ‚Erkennen’. (  Typ der
PG/PC-Schnittstelle: PN/IE  PG/PC-Schnittstelle: ……  Aktualisieren  CPU 1516-3 PN/DP 
Erkennen)
SCE Lehrunterlage
Seite 50 von 79
13. Nun werden alle Baugruppen in der Hardwarekonfiguration in der Gerätesicht angezeigt. Lediglich
das Powermodul PM190W 120/230VAC hat keine Verbindung zum Rückwandbus und muss
deshalb noch manuelle aus dem Hardwarekatalog auf den Steckplatz 0 gezogen werden. ( 
Hardware-Katalog  PM  PM190W 120/230VAC  6EP1333-4BA00)
SCE Lehrunterlage
Seite 51 von 79
14. In der ‚Geräteübersicht’ können jetzt noch die Adressen der Digital- und Analogkanäle
entsprechend eingestellt werden. Hier haben die Eingänge des digitalen Signalmoduls die
Adressen %E0.0 - %E3.7, die Ausgänge des digitalen Signalmoduls die Adressen %A0.0 - %A3.7.
Die analogen Eingänge haben die Adressen %EW4 - %EW18 und die analogen Ausgänge die
Adressen %QW4 - %QW10 (  Geräteübersicht  0… 3  0… 3  4… 19  4…11)
SCE Lehrunterlage
Seite 52 von 79
15. Damit die Software später auf die richtige CPU zugreift muss deren IP-Adresse und die
Subnetzmaske eingestellt werden.
( Steuerung Presse  Eigenschaften  Allgemein  PROFINET- Schnittstelle [X1]  EthernetAdressen  IP-Adresse im Projekt einstellen  IP-Adresse: 192.168.0.1  Subnetzmaske:
255.255.255.0)
(siehe auch: Einstellung der Programmierschnittstelle.)
Hinweis:
In diesem Beispiel verbinden wir uns mit der PROFINET-Schnittstelle [X1], egal mit welchem der 2
Ports.
SCE Lehrunterlage
Seite 53 von 79
16. 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 Presse [CPU 1516-3 PN/DP]’ und die ‚PLCVariablen’. Öffnen Sie die ‚Standard-Variablentabelle’ mit einem Doppelklick und tragen dort wie
unten gezeigt die Namen für die Ein- und Ausgänge ein. (  Steuerung Presse[CPU 1516-3 PN/DP]’ 
PLC-Variablen Standard-Variablentabelle)
SCE Lehrunterlage
Seite 54 von 79
17. Der Programmablauf wird 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.
Von diesem Organisationsbaustein aus können wiederum zur strukturierten Programmierung
weitere Bausteine wie z.B. die Funktion Programm Presse [FC1] aufgerufen werden.
Dies dient dazu um eine Gesamtaufgabe in Teilaufgabe zu zerlegen. Diese sind so einfacher zu
lösen und in ihrer Funktionalität zu testen.
Programmstruktur des Beispiels:
Organisationsbaustein
Main [OB1]
Zyklisch vom
Betriebssystem
aufgerufener Baustein.
Hier steht der Aufruf
der Funktion
Programm Presse
[FC1]
Funktion Programm
Presse [FC1]
Beinhaltet in diesem
Beispiel das
eigentliche Programm
für die Pressensteuerung. Wird von
Main [OB1]
aufgerufen.
SCE Lehrunterlage
Seite 55 von 79
18. Um die Funktion Programm Presse [FC1] zu erstellen wählen Sie in der Projektnavigation die
‚Steuerung Presse[CPU 1516-3 PN/DP]’ und die ‚Programmbausteine’. Danach führen Sie
einen Doppelklick auf ‚Neuen Baustein hinzufügen’ aus.
(  Steuerung Presse[CPU 1516-3 PN/DP]’  Programmbausteine  Neuen Baustein
hinzufügen)
SCE Lehrunterlage
Seite 56 von 79
19. Wählen Sie in der Auswahl ‚Funktion (FC)’ und vergeben den Namen ‚Programm Presse’. Als
Programmiersprache wird Funktionsplan ‚FUP’ vorgegeben. Die Nummerierung erfolgt
automatisch. Da dieser FC1 später sowieso über den symbolischen Namen aufgerufen wird, spielt
die Nummer keine so große Rolle mehr. Übernehmen Sie die Eingaben mit ‚OK’.
(  Funktion (FC)  Programm Presse  FUP  OK)
SCE Lehrunterlage
Seite 57 von 79
20. Der Baustein ‚Programm Presse[FC1]’ 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
Verfügbar in
Eingangsparameter
Input
Parameter, deren Werte der
Baustein liest.
Funktionen, Funktionsbausteinen und
einigen Arten von
Organisationsbausteinen
Ausgangsparameter
Output /
Return
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
 Lokaldaten, die zum Speichern von Zwischenergebnissen dienen.
Typ
Bezeichnung Funktion
Verfügbar in
Temporäre Lokaldaten Temp
Variablen, die zum Speichern
von temporären
Zwischenergebnissen dienen.
Temporäre Daten bleiben nur für
einen Zyklus erhalten.
Statische Lokaldaten
Static
Funktionsbausteinen
Variablen, die zum Speichern
von statischen
Zwischenergebnissen im
Instanz-Datenbaustein dienen.
Statische Daten bleiben so lange
erhalten, bis sie neu
geschrieben werden, auch über
mehrere Zyklen hinweg.
Konstante
Constant
Konstanten mit deklariertem
symbolischem Namen, die
innerhalb des Bausteins
verwendet werden.
SCE Lehrunterlage
Seite 58 von 79
21. Bei der Deklaration der lokalen Variablen werden in unserem Beispiel folgende Variablen benötigt.
Input:
not_aus
start
sensor_schutzgitter
Hier wird die NOT-AUS-Überwachung eingelesen
Hier wird der Starttaster eingelesen
Hier wird der Zustand des Schutzgittersensors eingelesen
Output:
zylinder_presse
Hier wird ein Zustand zum Ausgang Pressenzylinder geschrieben
Dabei sind sämtliche Variablen vom Typ ‚Bool’ , das heißt binäre Variablen die nur den Zustand ‚0’
(false) oder ‚1’ (true) haben können.
Sämtliche lokalen Variablen sollten zum besseren Verständnis auch mit einem ausreichenden
Kommentar versehen werden.
Hinweis:
Um eine Verwechslung mit den PLC-Variablen zu vermeiden, werden die lokalen Variablen hier klein
geschrieben.
SCE Lehrunterlage
Seite 59 von 79
22. Nachdem die lokalen Variablen deklariert wurden kann nun mit der Programmierung begonnen
werden. Die Programmierung erfolgt der besseren Übersicht wegen in Netzwerken. Ein neues
Netzwerk kann durch einen Mausklick auf das Symbol
‚Netzwerk einfügen’ eingefügt
werden. Jedes Netzwerk sollte ebenso wie der Baustein selbst zumindest in der Titelzeile
dokumentiert werden. Wird ein längerer Text für die Beschreibung benötigt so kann auch das
‚Kommentar’-feld verwendet werden.
Bei der Erstellung unserer Lösung benötigen wir nun ein ‚&’ für eine UND- Verknüpfung. Dieses Finden
Sie unter ‚Anweisungen’ in dem Ordner ‚Bitverknüpfungen’. Wenn Sie mit der Maus auf ein Objekt
wie z.B. das
zeigen erhalten Sie eine Detailinfo zu diesem Objekt.
( Anweisungen  Bitverknüpfungen 
SCE Lehrunterlage
)
Seite 60 von 79
23. Um die Online-Hilfe zu diesem Objekt in einem Fenster angezeigt zu bekommen klicken Sie auf
den blau hinterlegte Text in der Kurzbeschreibung zum Symbol
. ( &UND-Verknüpfung)
Hinweis:
Informieren Sie Sich an dieser Stelle in der Online-Hilfe ausgiebig zu Funktion und Beschaltung der
UND-Verknüpfung).
SCE Lehrunterlage
Seite 61 von 79
24. Nun ziehen Sie das
SCE Lehrunterlage
mit der Maus unter den Kommentar im Netzwerk 1. ( 
Seite 62 von 79
)
25. Als nächstes markieren wir rechts den Ausgang des UND-Bausteins
Zuweisung in den Favoriten. ( 
SCE Lehrunterlage
rechter Ausgang  Favoriten 
Seite 63 von 79
und doppelklicken auf die
Zuweisung)
26. Einen weiteren Eingang an dem UND-Baustein kann man entweder per Drag&Drop aus den
Favoriten
einfügen. ( 
oder durch einen Mausklick auf das Symbol ‚
‘ unten links am UND-Baustein
)
SCE Lehrunterlage
Seite 64 von 79
27. Nun werden die lokalen Variablen eingetragen. Dabei genügt es den ersten Buchstaben der lokalen
Variablen in die Felder an den Befehlen einzutragen. Anschließend kann aus einer Liste die
gewünschte Variable ausgewählt werden. Lokale Variablen sind immer durch das Symbol ‚#’ vor
dem Namen gekennzeichnet. (  #zylinder_presse ).
SCE Lehrunterlage
Seite 65 von 79
28. Die anderen lokalen Variablen ziehen wir einfach aus der Schnittstelle auf den entsprechenden
Eingang. (  #not_aus  #start  #sensor_schutzgitter)
SCE Lehrunterlage
Seite 66 von 79
29. Soll ein Eingang invertiert werden, so ziehen Sie einfach das Symbol
Negation aus den
‚Favoriten’ auf den Eingang. Hier muss die Abfrage der lokalen Variablen #not_aus invertiert
werden. (  Favoriten 
SCE Lehrunterlage
)
Seite 67 von 79
30. Nun werden die ‚Eigenschaften’ des zyklisch bearbeiteten Bausteins ‚Main[OB1]’ ausgewählt.
(  Eigenschaften  Main[OB1])
SCE Lehrunterlage
Seite 68 von 79
31. Wählen Sie in den Eigenschaften die Programmier-‚Sprache’ Funktionsplan ‚FUP’. (  FUP 
OK)
SCE Lehrunterlage
Seite 69 von 79
32. Wie bereits vorher erwähnt muss der Baustein „Programm Presse“ 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
Seite 70 von 79
33. Der Baustein „Programm Presse“ kann 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. (  Programm Presse [FC1])
SCE Lehrunterlage
Seite 71 von 79
34. Die Schnittstellenparameter des Bausteins „Programm Presse“ müssen nun mit globalen PLCVariablen beschaltet werden. Dabei genügt es die Standard-Variablentabelle anzuwählen. Jetzt
kann aus der Detailansicht der gewünschte Operand auf den Anschluss des Bausteins gezogen
werden. (  „NOT-AUS“  „S3“  „B1“  „M0“)
SCE Lehrunterlage
Seite 72 von 79
35. Die Abfrage der PLC-Variable „NOT-AUS“ erfolgt negiert. Mit der Schaltfläche
wird das Projekt gespeichert.
(“NOT-AUS“ 
SCE Lehrunterlage

)
Seite 73 von 79
36. Um Ihr gesamtes Programm in die CPU zu laden, markieren Sie zuerst den Ordner ‚Steuerung
Presse’ und klicken jetzt auf das Symbol
SCE Lehrunterlage
Seite 74 von 79
Laden in Gerät. ( Steuerung Presse 
)
37. In dem folgenden Dialog wählen Sie nun ‚PN/IE’ als Typ der PG/PC-Schnittstelle, darauffolgend die
bereits vorher eingestellte Netzwerkkarte als PG/PC-Schnittstelle und ‚X1‘ als Verbindung der CPU
mit dem Subnetz aus. Nach ‚Suche Starten’ der erreichbaren Teilnehmer sollten Sie Ihre ‚CPU
1516-3 PN/DP’ mit der Adresse 192.168.0.1 sehen und als Zielgerät auswählen können. Klicken
Sie weiter auf ‚Laden’. (  Typ der PG/PC-Schnittstelle: PN/IE  PG/PC-Schnittstelle: …… 
Verbindung zum Subnetz: Direkt an Steckplatz ‚1 X1‘  Suche starten  CPU 1516-3 PN/DP 
Laden)
SCE Lehrunterlage
Seite 75 von 79
38. Nun wird die Konfiguration automatisch übersetzt und vor dem Laden nochmals eine Übersicht zur
Überprüfung der durchzuführenden Schritte angezeigt. Starten Sie diese mit ‚Laden’. (  Laden)
SCE Lehrunterlage
Seite 76 von 79
39. Das erfolgreiche Laden wird in einem Fenster angezeigt. Klicken Sie nun mit der Maus noch auf
‚Alle starten’ und danach auf ‚Fertigstellen’ um die CPU wieder in den Zustand Run zu versetzen.
(Alle starten  Fertigstellen)
SCE Lehrunterlage
Seite 77 von 79
40. Durch einen Mausklick auf das Symbol
Beobachten ein/aus können Sie beim Testen des
Programms den Zustand der Ein- und Ausgangsvariablen am Baustein „Programm Presse“
beobachten. ( 
SCE Lehrunterlage
)
Seite 78 von 79
Durch einen rechten Mausklick kann die Funktion „Programm Presse“ geöffnet und beobachtet werden.
SCE Lehrunterlage
Seite 79 von 79

SCE Lehrunterlage für die durchgängige

Transcrição

Documentos relacionados

SIMATIC Field PG M4

SIMATIC S7-1500 plus TIA Portal

SPS-Programmierer/-in SIMATIC S7

Field_PG M_dt.fh11

matisierung GmbH C#, SQL, SIMATIC WinCC Analysing Software

Thermotransfer-Etiketten / thermal transfer labels

Servicetechniker/-in Installation/Inbetriebnahme

AfroPort - das deutschsprachige Afrikaportal für Kunst, Kultur und

B10141Zs ba 1/01 Schenk

TIA – Schlaganfall noch ohne Folgen