Praktikum für Automatisierungstechnik

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1 Praktikum für Automatisierungstechnik Realisierung einer Automatisierungsaufgabe mit einer SPS Institut für Verkehrssicherheit und Automatisierungstechnik Skript zum Versuch 2 Betreuer: Dipl.-Ing. Rasmus Rüdiger Braunschweig, Juni 2018

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3 Inhalt ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS...III SYMBOLVERZEICHNIS... V 1 BESCHREIBUNG DER SPEICHERPROGRAMMIERBAREN STEUERUNG S HARDWAREEIGENSCHAFTEN PROGRAMMERSTELLUNG Strukturierte Programmierung Operationen Bausteine Anwenderprogramm Bausteinprogrammierung Aufruf PROGRAMMBEARBEITUNG Übersicht Programmorganisation Bearbeitung des Anwenderprogramms Zykluszeit Unterbrechungsstellen Prozessabbild der Ein- und Ausgänge KURZ-BEDIENUNGSANLEITUNG AUFGABENSTELLUNG ANLAGEN...14 ABBILDUNGSVERZEICHNIS...15 TABELLENVERZEICHNIS...17 I

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5 Abkürzungsverzeichnis AKKU AWL DB EPROM FB FC FUP Instanz-DB KOP OB PAA PAE SFB SFC SPS VKE Akkumulator Anweisungsliste Datenbaustein Erasable Programmable Read Only Memory Funktionsbaustein Funktion Funktionsplan Instanz-Datenbaustein Kontaktplan Organisationsbaustein Prozessabbild der Ausgänge Prozessabbild der Eingänge Systemfunktionsbaustein Systemfunktion speichprogrammierbare Steuerung Verknüpfungsergebnis III

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7 Symbolverzeichnis A CALL E O ON R S SPB U UN Operandenkennzeichen für einen Ausgang einer SPS Aufruf eines Bausteins (Operator zur SPS-Programmierung) Operandenkennzeichen für einen Eingang einer SPS Oder (Operator zur SPS-Programmierung) Oder nicht (Operator zur SPS-Programmierung) Rücksetze (Operator zur SPS-Programmierung) Setze (Operator zur SPS-Programmierung) Sprungbefehl es wird die Anwenderprogrammbearbeitung am <Sprungziel> fortgesetzt, wenn das vorangegangene VKE logisch wahr bzw. gleich 1 ist (Operator zur SPS-Programmierung). Und (Operator zur SPS-Programmierung) Und nicht (Operator zur SPS-Programmierung) V

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9 1 Beschreibung der speicherprogrammierbaren Steuerung S7-400 Die speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) bzw. das speicherprogrammierbare Automatisierungsgerät S7-400 von Siemens ist für Automatisierungsaufgaben geeignet, die in der tieferen Vergangenheit mit Schützen, Relais oder einfachen elektronischen Systemen in verbindungsprogrammierter Technik gelöst wurden. Der Funktionsumfang des Gerätes ermöglicht die Realisierung von seriellen Steuerungen mit Zeit- und Zählfunktionen. Durch eine variable Ausbaumöglichkeit lässt sich das Gerät an die jeweilige Aufgabenstellung anpassen. Bei der S7-400 von Siemens handelt es sich um ein speicherprogrammierbares Automatisierungsgerät, bei dem ein Anwenderprogramm mit Hilfe eines Programmiergerätes in ein EPROM- oder RAM-Modul gebracht wird. Die Programmdarstellung kann nach verschiedenen Prinzipien erfolgen: Anweisungsliste (AWL): Abfolge von Befehlen aus einem vorgegebenen Befehlssatz zur Beschreibung einer Problemlösung (Die Sprache bei SPSen, die einer "Assemblersprache" sehr ähnlich ist.). Logikplan oder Funktionsplan (FUP): Graphische Darstellung einer Problemlösung mit Hilfe von Symbolen (Gattern, Flipflops, u. Ä.), wobei sich auf der linken Seite der graphischen Darstellung die Eingänge und auf der rechten Seite die Ausgänge befinden. Kontaktplan (KOP): Graphische Darstellung mit Symbolen des Stromlaufplanes. Aus diesen drei Darstellungsformen bzw. Programmiersprachen entsprechend Tabelle 1-1 können die Anwender frei wählen. 1

10 2 Hardwareeigenschaften Tabelle 1-1: Auswahl aus den Darstellungsformen bzw. Programmiersprachen von STEP 7 Das Konzept dieser Steuerung lehnt sich sehr stark an die hardwareorientierte Digitaltechnik an, bei der die Verschaltung der diskreten Gattermodule in ein SPS-Programm übertragen wird. Wichtig: Das problemorientierte Anwenderprogramm wird zyklisch abgearbeitet, d. h., die Steuerung beginnt nach dem Erreichen des letzten Befehls wieder am Programmanfang. Hierbei bleibt zu berücksichtigen, dass die im Programm verwendeten Ein-/Ausgabebefehle erst am Ende eines Zyklus tatsächlich ausgeführt werden und alle Ein- und Ausgangsinformationen zunächst zwischengespeichert werden. Daraus ergibt sich, dass die Reaktionszeit der Steuerung stark vom erstellten Anwenderprogramm abhängt. Eine Funktionsüberwachung der Maschine sorgt dafür, dass bei einer Störung oder Fehlbedienung der Prozessor der Steuerung in den Stop-Zustand gebracht wird. Die an der Frontplatte angezeigte Fehlermeldung muss anschließend durch den Benutzer quittiert werden. 2 Hardwareeigenschaften Die SIMATIC S7-400 besteht aus mehreren Baugruppen, die jeweils (außer der Spannungsversorgung) auf einen internen Bus zugreifen. Dieser Bus wird als Peripheriebus bezeichnet. Der Aufbau des im Labor verwendeten Automatisierungssystems besteht aus den folgenden Komponenten, wobei im vorliegenden System die folgenden Baugruppen 2-4 doppelt ausgeführt sind, da es sich um ein spezielles hochverfügbares System handelt: 1. Drei Profilschienen: Sie dienen zur Aufnahme der einzelnen Komponenten. 2. Spannungsversorgung PS 405 : Diese liefert 24 V Gleichspannung zur Versorgung von CPU und Peripheriegruppen mit Strom. 2

11 3.1 Strukturierte Programmierung 3. CPU 414-4H: Diese dient zur Bearbeitung des Programms und besteht jeweils aus einer Recheneinheit und einer Speichereinheit. Neben dem integrierten Arbeitsspeicher besitzt sie eine Aufnahme für Speicherkarten, auf welchen das eigentliche Anwenderprogramm gespeichert wird. Weiterhin sind in dieser Gruppe die MPI-Schnittstelle (zur Kommunikation mit einem Programmiergerät oder anderen SPS-Einheiten) und die Profibusschnittelle (zur Kommunikation mit dezentralen SPS Einheiten) vorhanden. 4. Kommunikationsprozessoren CP : Sie verbinden den Programmier-PC mit den CPUs. 5. Interfacemodule IM : Sie gehören zur dezentralen Peripherie und verbinden über PROFIBUS-DP die Peripherie mit den beiden CPUs. 6. Vier Signalbaugruppen mit digitalen Ausgängen: Sie sind jeweils mit 10 Ausgängen ausgestattet. 7. Eine Signalbaugruppe mit 24 digitalen Eingängen. 8. Zwei Signalbaugruppen mit je 6 analogen Eingängen. 9. Zwei Signalbaugruppen mit je 8 analogen Ausgängen. Vor Inbetriebnahme muss das Speicher-Modul mit dem entsprechenden Anwenderprogramm beschrieben werden. Hierzu dient ein Programmiergerät im Fall dieses Praktikums ist dieses Gerät ein handelsüblicher PC mit der Siemens Software STEP 7. 3 Programmerstellung In diesem Kapitel werden grundsätzliche Informationen zur Erstellung von SPS-Programmen unter STEP 7 gegeben. 3.1 Strukturierte Programmierung Das Gesamtprogramm eines Prozessors besteht aus den folgenden Komponenten: Systemprogramm: Es enthält die Gesamtheit aller Anweisungen und Vereinbarungen zur Realisierung geräteinterner Betriebsfunktionen (z. B. Sicherstellen von Daten bei Ausfall der Versorgungsspannung, Veranlassen von Anwenderreaktionen bei Unterbrechungen usw.). Es ist in sogenannten Erasable Programmable Read Only Memorys (EPROM) hinterlegt und damit ein fester Bestandteil des Prozessors. Anwender haben keine Zugriffsmöglichkeit auf das Systemprogramm. Anwenderprogramm: Es enthält die Gesamtheit aller vom Anwender programmierten Anweisungen und 3

12 3 Programmerstellung Vereinbarungen für die Signalverarbeitung, durch die eine zu steuernde Anlage (Prozess) gemäß der Steuerungsaufgabe beeinflusst wird. Das Anwenderprogramm ist in Bausteine unterteilbar. Das gesamte Anwenderprogramm kann in einzelne, in sich abgeschlossene Programmabschnitte bzw. Bausteine aufgeteilt werden. Die Gliederung eines Anwenderprogramms verdeutlicht somit auf den ersten Blick die wesentlichen Programmstrukturen oder hebt programmtechnisch zusammenhängende Anlagenteile hervor. Dieses Verfahren des "strukturierten Programmierens" bietet folgende Vorteile: einfache und übersichtliche Programmierung auch großer Programme, Möglichkeit zum einheitlichen Aufbau von Programmteilen, einfache Programmorganisation, leichte Änderungsmöglichkeiten, einfacher, abschnittsweiser Programmtest, einfache Inbetriebnahme. Was ist ein Baustein? Ein Baustein ist ein durch Funktion, Struktur oder Verwendungszweck abgegrenzter Teil des Anwenderprogramms. Man unterscheidet: Codebausteine, die Anweisungen zur Signalverarbeitung enthalten (Organisationsbausteine, Systemfunktionsbausteine, Funktionsbausteine, Funktionen), Datenbausteine. 3.2 Operationen Mit der Programmiersoftware STEP 7 werden alle Anwenderprogramme für die Automatisierungsgeräte des Systems SIMATIC S7 erstellt. Diese Anwenderprogramme enthalten die gesamte Problemlösung zur Steuerung eines Prozesses. Eine Anweisung stellt eine kleinste Komponente eines Anwenderprogrammes dar. Eine solche Anweisung gliedert sich wie folgt: 1) Operationsteil (Was ist zu tun?) 2) Operandenteil (Womit ist es zu tun?) a. Operandenkennzeichen (Eingang, Ausgang,...) 4

13 3.2 Operationen b. Parameter. Abbildung 3-1: Aufbau einer Anweisung entsprechend STEP 7 Die Operationen entsprechend STEP 7 lassen sich in verschiedene Gruppen einteilen: Zu den binären Funktionen zählen die binären Verknüpfungsoperationen, die Speicheroperationen und die Zeit- und Zähloperationen. Zu den digitalen Funktionen zählen die Lade- und Transferoperationen, die Vergleichs- und die arithmetischen Operationen. Zu den organisatorischen Funktionen gehören die Sprungoperationen, Stop- und Bausteinende-Operationen, Anweisungen zum Erzeugen oder Aufrufen eines Datenbausteins etc. Der Operationsumfang von STEP 7 ermöglicht folglich binäre Werte miteinander zu verknüpfen, Werte zu laden, zu speichern und zu transferieren, Werte miteinander zu vergleichen und arithmetisch zu bearbeiten, Zeit- und Zählwerte vorzugeben, Zahlendarstellungen umzuwandeln, das Anwenderprogramm zu strukturieren, die Programmbearbeitung zu beeinflussen etc. Wie jeder Prozessor arbeitet auch die CPU 414-4H mit internen Zwischenspeichern. Diese werden als Akkumulatoren (AKKU) bezeichnet und haben eine Größe von 32 Bit. Die CPU 414-4H hat Zugriff auf 4 AKKUen. Ein überwiegender Teil der STEP 7-Operationen nutzt als Quelle für die Operanden und als Ziel für die Ergebnisse AKKU 1 und AKKU 2. So werden z. B. bei einer Multiplikation die Faktoren in die AKKUen geladen und diese beiden verknüpft, d. h., es wird multipliziert. Das Ergeb- 5

14 3 Programmerstellung nis wird in AKKU 1 abgelegt. Bei Vergleichsoperationen z. B. <, U 3.2, ON 4.13 liest die CPU aus der Ergebnisanzeige. Dabei handelt es sich um ein 8 Bit langes Zwischenregister, das Befehle zur Verarbeitung der in den AKKUen abgelegten Informationen bereitstellt. Die Ergebnisanzeige enthält neben anderen auch das Verknüpfungsergebnis-Bit (VKE-Bit). Das VKE ist das Ergebnis einer bitbreiten Verknüpfung. Ist bei einer Schaltung die Bedingung für den Stromfluss erfüllt, so ist das VKE = 1. Ist sie nicht erfüllt, ist das VKE = Bausteine Abbildung 3-2: Bedingung zum Stromfluss in einer Schaltung Es gibt verschiedene Arten von Bausteinen, die innerhalb eines S7-Anwenderprogramms verwendet werden können: Organisationsbausteine (OB) OBe sind die Schnittstelle zwischen dem Systemprogramm und dem Anwenderprogramm. Sie können in verschiedene Gruppen unterteilt werden: o OB 1: Bei SPSen herrscht typischerweise die zyklische Programmbearbeitung vor, d. h., das Betriebssystem läuft in einer Programmschleife bzw. einem Zyklus und ruft dabei in jeder Schleife einmal den OB 1 im Hauptprogramm auf. Das Anwenderprogramm im OB 1 wird folglich zyklisch bearbeitet. o OB 10 bis OB 59: Die zyklische Programmbearbeitung kann durch bestimmte Startereignisse sogenannte Alarme unterbrochen werden. Tritt ein solches Startereignis ein, wird der gerade bearbeitete Baustein an einer Befehlsgrenze unterbrochen und ein anderer OB abgearbeitet, der dem Startereignis zugeordnet ist. Danach wird die Bear- 6

15 3.3 Bausteine beitung des zyklischen Programms an der Unterbrechungsstelle wieder fortgesetzt. Abbildung 3-3: Programmablauf einer speicherprogrammierbaren Steuerung o In der Folge besteht die Möglichkeit, Teile des Anwenderprogramms, die nicht zyklisch bearbeitet werden müssen, nur bei Bedarf zu bearbeiten. Das Anwenderprogramm kann in Teilprogramme zerlegt und auf verschiedene OBe aufgeteilt werden. Falls mit dem Anwenderprogramm auf ein relativ selten vorkommendes wichtiges Signal reagiert werden soll (z. B. Grenzwertgeber zur Füllstandsmessung eines Tanks meldet Füllstand erreicht ), kann das im Fall einer Signalausgabe zu bearbeitende Teilprogramm in einem ereignisgesteuert zu bearbeitenden OB stehen. o OB : Fehler, z. B. Hardwarefehler, Stromversorgungsfehler etc. Systemfunktionsbausteine (SFB) und Systemfunktionen (SFC): SFBe und SFCen sind in die S7-CPU integriert und ermöglichen den Zugang zu einigen wichtigen Systemfunktionen. Funktionsbausteine (FB): FBe gehören zu den Bausteinen, die vom Anwendenden selbst programmiert werden. Ein FB enthält ein Programm, das immer dann ausgeführt wird, wenn der FB von einem anderen Codebaustein aufgerufen wird. FBe erleichtern das Programmieren häufig wiederkehrender, komplexer Funktionalitäten. Ein FB ist ein Baustein mit Gedächtnisfähigkeit. Er verfügt über einen zugeordneten Datenbaustein als Speicher einem sogenannten Instanz-Datenbaustein (Instanz-DB). Die Parameter, die an den FB übergeben werden, sowie die statischen Variablen werden im Instanz-DB gespeichert. Die temporären Variablen werden im Lokaldaten-Stack gespeichert. Funktionen (FC): FCen gehören zu den Bausteinen, die von den Anwendern selbst programmiert werden. Eine FC ist ein Codebaustein ohne Gedächtnisfähigkeit. Temporäre Variablen 7

16 3 Programmerstellung der FC werden im Lokaldaten-Stack gespeichert. Diese Daten gehen nach der Bearbeitung der FC verloren. FCen können zum Speichern von Daten globale Datenbausteine nutzen. Instanz-Datenbausteine (Instanz-DB): Instanz-DBe werden bei Aufruf eines FB/SFB dem Baustein zugeordnet. Datenbausteine (DB): DBe sind Datenbereiche zur Speicherung von Anwenderdaten. Zusätzlich zu den Daten, die jeweils einem FB zugeordnet sind, können globale Daten definiert und von beliebigen Bausteinen genutzt werden. In DBen stehen die festen oder veränderbaren Daten, mit denen das Anwenderprogramm arbeitet. Diese Bausteinart enthält keine Anweisungen entsprechend STEP 7! 3.4 Anwenderprogramm In diesem Abschnitt werden wesentliche Informationen zur Programmierung und zum Aufruf von Bausteinen dargestellt Bausteinprogrammierung Die OBe, FBe und FCen können wahlweise in den Darstellungsarten bzw. Programmiersprachen AWL, FUP und KOP programmiert werden. Zur Programmierung wird folgendermaßen vorgegangen: Zuerst wird der Baustein angelegt. Dazu wird im S7-Manager im aktuellen Projekt über SIMA- TIC H-Station -> CPU 414-4H das S7-Programm markiert und in der Menüleiste über Einfügen -> S7 - Baustein ausgewählt. Dort kann der entsprechende Bausteintyp angelegt werden. In das erscheinende Fenster muss der Name (z. B. FC1) eingegeben und mit OK bestätigt werden. Durch einen Doppelklick auf den neu erstellten Baustein wird dieser in STEP 7 geöffnet und das Anwenderprogramm kann eingegeben werden. Wichtig: Bei der Programmierung von OBen, FBen und FCen dürfen nur die Grundoperationen von STEP 7- verwendet werden. Außerdem sollte ein Baustein in STEP 7 immer ein abgeschlossenes Programm enthalten. Logische Verknüpfungen müssen daher innerhalb eines Bausteines abgeschlossen sein Aufruf Bausteine werden durch mit dem Operator CALL aufgerufen. Dabei ist der Wert des vorgehenden VKEses unerheblich. Beispiel: CALL FC 1 Der Baustein FC 1 wird aufgerufen. 8

17 4.1 Übersicht Um den Aufruf von in Abhängigkeit eines VKEses auszuführen, kann ein Sprungbefehl SPB verwendet werden. SPB <sprungziel> verzweigt zum <sprungziel>, wenn das vorangegangene VKE logisch wahr bzw. gleich 1 ist. Beispiel: Um zu erreichen, dass die Funktion FC1 nur dann aufgerufen wird, wenn der Eingang E1.0 angeschaltet ist, muss folgender Code erstellt werden: UN E 1.0 SPB ZIEL CALL FC1 ZIEL: 4 Programmbearbeitung In diesem Kapitel werden verschiedene Aspekte beschrieben, die bei der Bearbeitung von SPS- Programmen relevant sind. 4.1 Übersicht Das Anwenderprogramm in STEP 7 kann auf verschiedene Art und Weise bearbeitet werden. Normalerweise herrscht die zyklische Programmbearbeitung vor. Dabei wird der OB 1 zyklisch durchlaufen und das dort verwaltete Anwenderprogramm von Anfang an über verschiedene Bausteinaufrufe hinweg durchgehend bearbeitet Programmorganisation Mit der Programmorganisation wird festgelegt, ob und in welcher Reihenfolge die erstellten Bausteine bearbeitet werden sollen. Dazu werden in den OB 1 bedingte oder unbedingte Aufrufe der gewünschten Bausteine programmiert. Im Programm der einzelnen Bausteine können weitere Bausteine in beliebiger Kombination nacheinander oder ineinander verschachtelt aufgerufen werden. Das Anwenderprogramm sollte zweckmäßigerweise so organisiert sein, dass es die wesentlichen Programmstrukturen oder programmtechnisch zusammenhängenden Anlagenteile hervorhebt Bearbeitung des Anwenderprogramms Am Ende eines Anlaufs ruft das Systemprogramm automatisch den OB 1 auf. Der Prozessor beginnt dort mit der ersten Anweisung des Anwenderprogramms und bearbeitet der Reihe nach alle Anweisungen des Anwenderprogramms. Ist er am Ende des Programms angelangt, beginnt er mit dem nächsten Zyklus wieder am Programmanfang. In jedem Zyklus führt das Systemprogramm bestimmte Tätigkeiten aus: 9

18 4 Programmbearbeitung Es startet die Zykluszeit. Es aktualisiert das Prozessabbild der Eingänge. Es aktualisiert die Eingangskoppelmerker. Es ruft die Anwenderschnittstelle auf. Es aktualisiert das Prozessabbild der Ausgänge. Es aktualisiert die Ausgangskoppelmerker. 4.2 Zykluszeit Das Systemprogramm überwacht die Zeit, die der Prozessor zur Bearbeitung des Anwenderprogramms benötigt. Zu Beginn der Programmbearbeitung wird die zu überwachende Zykluszeit vom Systemprogramm gestartet. Standardmäßig ist sie auf den maximal zulässigen Wert von 150 ms eingestellt. Anwender haben die Möglichkeit, die Zykluszeit selbst einzustellen bzw. sie während der zyklischen Programmbearbeitung neu zu starten. Die Gesamtzykluszeit setzt sich zusammen aus der Laufzeit des Anwenderprogramms und der Laufzeit für den zyklischen Teil des Systemprogramms wie in Abbildung 4-1 dargestellt. Die Laufzeit des Anwenderprogramms wiederum ergibt sich aus der Summe der Laufzeiten aller aufgerufenen Bausteine bei einem Programmdurchlauf vom Aufruf des OB 1 bzw. FB 0 bis zu seinem Bearbeitungsende. Wenn ein bestimmter Baustein n-mal aufgerufen wird, muss seine Laufzeit n-mal bei der Summenbildung berücksichtigt werden. 4.3 Unterbrechungsstellen Die zyklische Programmbearbeitung kann unterbrochen werden durch eine prozessalarmgesteuerte Programmbearbeitung, eine zeitgesteuerte Programmbearbeitung. Sie kann unterbrochen bzw. vollständig abgebrochen werden beim Auftreten eines Geräte- oder Programmfehlers, durch Bedienung (PG-Funktion, Stop-Schalter). 10

19 4.4 Prozessabbild der Ein- und Ausgänge Abbildung 4-1: Zyklische Programmbearbeitung 4.4 Prozessabbild der Ein- und Ausgänge Vor Beginn der Programmbearbeitung in STEP 7 werden die Signalzustände der Eingabe-Peripheriebaugruppen gelesen und ins Prozessabbild der Eingänge (PAE) im Systemdatenspeicher des Prozessors übertragen. Aus dem PAE errechnet das Anwenderprogramm in STEP 7 das Prozessabbild der Ausgänge (PAA). Nach Bearbeitung des Programms in STEP 7 werden die Signalzustände des PAA zu den Ausgabe-Peripheriebaugruppen übertragen. Das Prozessabbild ist somit ein Speicherbereich, dessen Inhalt nur einmal pro Zyklus von der Peripherie eingelesen bzw. an die Peripherie ausgegeben wird. Wichtig: Ein Prozessabbild existiert nur für Ein- und Ausgabebytes der Peripherie. 11

20 5 Kurz-Bedienungsanleitung 5 Kurz-Bedienungsanleitung In diesem Kapitel wird anhand eines Beispielprogramms erklärt, wie ein Programm erstellt, in die CPU übertragen und ausgeführt wird. Das Beispielprogramm soll nach Druck auf den Taster an Eingang E40.0 die Leuchtdiode an Ausgang A8.0 schalten. Wird der Sensor an Eingang E40.1 betätigt, soll die LED erlöschen. Hochfahren des PCs und starten der Software SIMATIC Manager. Diese findet sich unter START > SIMATIC > SIMATIC Manager. 1. Erstellen eines neuen Projektes a. Es startet automatisch ein Assistent für ein neues Projekt. Dieser wird abgebrochen. Es wird stattdessen ein neues Projekt über Datei > Neu erstellt und dort ein aussagekräftiger Projektname vergeben. b. Über Einfügen H-Station kann eine hochverfügbare SPS eingefügt werden. Über einen Doppelklick auf Hardware ist der Hardware-Manager zu erreichen. Hier können die Hardwareeinstellungen vorgenommen werden. 2. Hardwareeinstellungen a. Nachdem das Projekt erfolgreich angelegt wurde, muss die aktuelle Hardwarekonfiguration des S7 Systems eingestellt werden. Dies wird im Labor praktisch am Rechner durch den Betreuer näher erläutert. 3. Programmierung a. Der automatisch erzeugte OB1 wird nun mithilfe von AWL programmiert. Dazu wird über den Projektexplorer der OB1 mit einem Doppelklick geöffnet siehe Abbildung 5-1. Abbildung 5-1: OB1 im Projektexplorer des SIMATIC Managers b. Im AWL-Fenster wird unter Netzwerk 1 der folgende Quelltext eingegeben: UN A 8.0 U E

21 4.4 Prozessabbild der Ein- und Ausgänge S A 8.0 U A 8.0 U E 40.1 R A 8.0 Das Resultat sollte dann ähnlich wie die folgende Abbildung 5-2 aussehen: : Abbildung 5-2: AWL-Code in der Software KOP/AWL/FUP c. Nun muss das Programm in den Speicher der CPU geladen werden. Dazu ist es erforderlich, diese einzuschalten. Ist dies geschehen, wird das Programm mit Zielsystem > Laden übertragen. Es ist zu empfehlen, vorher die CPUs mit einem rechten Maustastenklick auf die CPU über Betriebszustand zu stoppen. Die auftretende Frage, ob OB1 überschrieben werden soll, muss mit Ja übernommen werden. Danach ist die CPU wieder über Betriebszustand über einen Warmstart zu starten (Sollte der Wählschalter an der CPU auf Stop stehen, ist dieser vorher auf RUN zu stellen). 4. Damit ist das Beispielprogramm erstellt. Über den Menüpunkt Zielsystem > Variable beobachten ist es möglich, sich während der Laufzeit die einzelnen VKEse und Zustände der verwendeten Ein- und Ausgänge anzeigen lassen. Dadurch lassen sich Fehler schneller finden. 13

22 6 Aufgabenstellung 6 Aufgabenstellung Mit der oben vorgestellten Steuerung soll der Ablauf der Ampelzyklen programmiert werden. Es existiert ein Ampelmodell mit einer Straßeneinmündung einschließlich Fußgängerüberwegen. Hierbei können optional verschiedene Betriebsarten programmiert werden wie Handbetrieb, Blinkbetrieb und Automatikbetrieb. Bei diesem Praktikumsversuch sollen die Betriebsarten des Automatikbetriebes und dessen notwendige Übergänge programmiert werden. Dazu ist es notwendig, sich zu Beginn zu überlegen, welche Möglichkeiten der Darstellungsform zur Programmentwicklung sich anbieten und in welcher geeigneten Form sich das Problem modularisieren lässt. Als Grundlage dient hierzu der Versuch "Rechnergestützter Entwurf eines Automatisierungssystems". Die Ergebnisse aus diesem Versuch können hier weiterverwendet werden. Teile dieses Umdruckes sind mit der Genehmigung der SIEMENS AG aus dem Handbuch zum Automatisierungsgerät S7-300 (CPU 313C), Ausgabe 03, übernommen. 7 Anlagen Programmierbeispiele für Verknüpfungs-, Speicher- und Zeitfunktionen 14

23 Abbildungsverzeichnis Abbildung 3-1: Aufbau einer Anweisung entsprechend STEP Abbildung 3-2: Bedingung zum Stromfluss in einer Schaltung... 6 Abbildung 3-3: Programmablauf einer speicherprogrammierbaren Steuerung... 7 Abbildung 4-1: Zyklische Programmbearbeitung Abbildung 5-1: OB1 im Projektexplorer des SIMATIC Managers Abbildung 5-2: AWL-Code in der Software KOP/AWL/FUP

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25 Tabellenverzeichnis Tabelle 1-1: Auswahl aus den Darstellungsformen bzw. Programmiersprachen von STEP

26 Tabellenverzeichnis Institut für Verkehrssicherheit und Automatisierungstechnik Hermann-Blenk-Straße 42 D Braunschweig Telefon +49 (0) Telefax +49 (0)