SPS-FACHKRAFT Aufbaukurs I

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1 SPS-FACHKRAFT Aufbaukurs I

2 Inhalt Inhaltsverzeichnis: Erweiterte Ablaufsteuerung 4 Grundformen der Ablaufkette 5 Linearer Ablauf 5 Ablauf mit ODER-Verzweigung 6 Ablauf mit UND-Verzweigung 7 Überwachung der Ablaufkette 8 Verhalten der Ablaufkette nach Stoppzustand oder Netzausfall 8 Fragen zur Wiederholung 9 Struktur des Anwenderprogramms 11 Zyklische Bearbeitung des Anwenderprogramms 12 Schachtelungstiefe der Bausteine 13 Verknüpfungsergebnis bei den Operationen UC, CALL, CC, BE, BEB, BEA 13 Programmieren nach dem Flussdiagramm 15 Sprungbefehl 16 Datenbausteine 21 Erstellung von DB's 21 Datentypen bei Step 7 Elementare Datentypen bei Step Datentypen in Datenbausteinen 23 Felder und Strukturen in Datenbausteinen 23 Feld 23 Struktur 24 Aufruf von Datenbausteinen 25 Zugriff auf DB s Fehler! Textmarke nicht definiert. Symbolischer Zugriff Fehler! Textmarke nicht definiert. Parametrierbare Bausteine 26 Aufbau der Variablendeklarationstabelle 26 Lokaldatenstack 27 Instanz- Datenbausteine 29 Multiinstanz Modell 31 Symbolische Programmierung 32 Symbolische Programmierung 32 Erstellen der Symbolik 32 Fragen zur Wiederholung 33 AKKU-Operationen 36 Laden und Transferieren 36 Ladefunktion 37 Laden von Bytes 37 Laden von Wörtern und Doppelwörtern 37 Beeinflussung des Akkumulators 2 37 Zahlen- u. Wertedarstellung 38 Datenbreite 38 Zahlenformate 38 Transferfunktionen 39 Transferieren von Bytes 39 Transferieren von Wörtern und Doppelwörtern 39 Vergleicher in S7 40 Rechenoperationen 41 Fragen zur Wiederholung 42 Erweiterte Zeit- und Zählfunktionen 43 S5-Zeitfunktionen 43 Aufbau des S5-Zeitwortes 43 Seite 2

3 Inhalt Format für die Zeitwertvorgabe 44 IEC Timer 45 SFB 3 (Verlängerter Impuls [ohne nachtasten]) 45 SFB 4 (Einschaltverzögerung) 46 SFB 5 (Ausschaltverzögerung) 47 Zählfunktionen 48 Aufbau des Zählwortes 48 IEC Counter 49 SFB 0 (Vorwärtszähler) 49 SFB 1 (Rückwärtszähler) 50 SFB 2 (Vor- Rückwärtszähler) 51 Fragen zur Wiederholung 52 Fehlersuche in S7 53 Übersicht 53 Anzeigen von CPU-Meldungen 54 Programmierschnittstelle einstellen 55 Programm und Einstellungen aus dem AG sichern 55 Referenzdaten 56 Querverweisliste 56 Belegung der E/A/M/T/Z 59 Programmstruktur 60 Diagnosepuffer 61 Arten von Fehlern 62 Baustein-Stack 63 Unterbrechungs-Stack 63 Lokaldaten-Stack 64 Variable beobachten / steuern 65 Triggerpunkte festlegen 66 Triggerbedingungen für Baustein beobachten 67 Organisationsbausteine 68 Übersicht der Organisationsbausteine 68 Unterbrechung des zyklischen Programms 69 Prioritäten der OB s 69 Funktionsbeschreibung der OB s in Step7 70 Uhrzeitalarme 70 Weckalarme 71 Verzögerungsalarme 72 Prozessalarme 73 Diagnosealarm, Asynchrone Fehler 74 Synchrone Fehler 75 Umverdrahten 76 Umverdrahten mit dem SIMATIC-Manager 76 Umverdrahten über führende Symbolik 77 Quellen 78 Umverdrahten über Quellen 79 Baustein über Quellen schützen 79 Stichwortverzeichnis 80 Seite 3

4 Erweiterte Ablauf- Steuerung Kapitel 1 1. Erweiterte Ablaufsteuerung Darstellung von Schritten in Ablaufsteuerungen (nach EN 60848:2002): Anfangsschritt (Initialschritt) Transition (Übergang) Aktionsblock Schritt (Zustand) Aktionsblock: Im Aktionsblock wird der Ausgang, der im Schritt aktiviert wird, eingetragen. Es gibt folgende Möglichkeiten, wie die Aktion ausgeführt wird: Aktion nicht gespeichert ausgeführt Aktion gespeichert ausgeführt gesetzt (:=1) Aktion gespeichert ausgeführt rückgesetzt (:=0) Aktion mit Bedingung ausgeführt Jeder mögliche Zustand einer Steuerung wird durch einen Schritt im Funktionsablaufplan dargestellt. Ein Schritt wird grafisch durch einen Block dargestellt und enthält den Schrittnamen in Form eines Bezeichners. Ein Schritt kann entweder aktiv (mit Aktion) oder inaktiv (Beharrungszustand) sein. Zwischen den Schritten befindet sich immer ein Übergang (Transition). Dieser ist dafür verantwortlich, wann der aktive Zustand von einem Schritt auf den darauffolgenden wechselt. Die Darstellung bei mehreren Übergangsbedingungen erfolgt mit boolschen Variablen. (UND, ODER, NICHT) Seite 4

5 Erweiterte Ablauf- Steuerung Kapitel Grundformen der Ablaufkette Bei der Ablaufsteuerung unterscheidet man: a) einen linearen Ablauf: Eine Ablaufkette besteht aus einer Folge von Schritten und Transitionen. Dieser Wechsel wird als Folge wiederholt. Es wird eine Kettenschleife gebildet, um wieder zum Anfang zurückzukehren. Durch eine Pfeildarstellung (siehe Beispiel) kann die zurückführende Wirkungslinie vermieden werden. Zum erstmaligen Aktivieren des Initialschrittes kann z.b. ein Richtimpuls verwendet werden (siehe Beispiel): UN FO // nicht remanenter Hilfsmerker = IO // Richtimpuls S FO // Hilfsmerker wird gesetzt Diese Anweisungsfolge erzeugt einen einmaligen Richtimpuls beim Einschalten der Steuerung und kann zum Setzen des Initialschrittes sowie zum Rücksetzen der anderen Schrittspeicher verwendet werden. Seite 5

6 Erweiterte Ablauf- Steuerung Kapitel 1 b) einen Ablauf mit Alternativ-Verzweigung (1 aus n, ODER-Verzweigung): Bei einer Ablaufkette mit Alternativ-Verzweigung wird nur einer von mehreren Kettensträngen der Ablaufkette durchlaufen, daher 1 aus n. Zu Beginn der Verzweigung darf nur eine der Transitionsbedingungen wahr sein (Verriegelung), oder es muss eine Priorität vorgegeben werden. Die Transitionen werden von links nach rechts bearbeitet. Zum Ende der Verzweigung muss jeder Strang eine eigene Transition besitzen die zum Verlassen des jeweiligen Kettenstranges führt. Die Darstellung von Anfang und Ende der Alternativ-Verzweigung erfolgt durch waagerrechte Einfachlinien. Seite 6

7 Erweiterte Ablauf- Steuerung Kapitel 1 c) einen Ablauf mit Simultan-Verzweigung (UND-Verzweigung): In einer Schrittkette mit Simultan-Verzweigung müssen alle Zweige durchlaufen werden. Die Aktivierung der einzelnen Kettenstränge erfolgt gleichzeitig mit einer gemeinsamen vor gelagerten Transitionsbedingung. Die weitere Bearbeitung der Stränge erfolgt dann aber unabhängig voneinander. Bei der Zusammenführung der Kettenstränge darf nur eine gemeinsame Transitionsbedingung vorhanden sein. Die Darstellung von Anfang und Ende der Simultan-Verzweigung erfolgt durch waagerechte Doppellinien. Seite 7

8 Erweiterte Ablauf- Steuerung Kapitel Überwachung der Ablaufkette Die zeitliche Überwachung einer Ablaufkette, egal ob ODER, UND oder linear verknüpft, sollte immer stattfinden. Die zeitliche Überwachung erfolgt, indem der Zeitaufwand eines Steuerungsablaufs berechnet oder messtechnisch erfasst wird. Diese ermittelte maximale Zeit wird mit dem 1. Schritt der Ablaufkette speichernd gestartet und mit dem letzten Schritt zurückgesetzt. Ist die Zeit vor dem letzten Schritt abgelaufen, so erfolgt ein Unterprogramm (z.b. Alarmierung). In der Praxis ist es auch üblich, einzelne Schritte bzw. mehrere aufeinanderfolgend Schritte zeitlich zu überwachen Verhalten der Ablaufkette nach Stoppzustand oder Netzausfall Das Verhalten der Ablaufkette nach Stopp oder Netzausfall ist von der Steuerungsaufgabe und den Sicherheitsvorschriften abhängig zu programmieren. Auf keinen Fall darf nach Netzwiederkehr ein Anlauf selbsttätig starten. Seite 8

9 Erweiterte Ablauf- Steuerung Kapitel Fragen zur Wiederholung 1. Zeitgeführte Ablaufsteuerungen sind gekennzeichnet durch: a) b) c) d) e) eine zeitlich begrenzte Funktionsfähigkeit; uhrzeitabhängiges Ein- und Ausschalten; zeitunabhängiges Weiterschalten der Ablaufschritte; zeitabhängiges Weiterschalten der Ablaufschritte; sehr kurze Schaltzeiten der Stellglieder. 2. Bei einer Ablaufsteuerung werden die Ablaufschritte: a) b) c) d) e) zeitlich nacheinander in strenger Reihenfolge durchlaufen; willkürlich durchlaufen; unabhängig von den Weiterschaltbedingungen durchlaufen; in einer vom Programmierer festgelegten Reihenfolge durchlaufen; in einer nach EN 60848:2002 festgelegten Reihenfolge durchlaufen. 3. Für die Darstellung der Ablaufschritte einer Ablaufsteuerung werden genormte Symbole verwendet. Wie sind die nicht gekennzeichneten Eingänge eines Schrittes miteinander verknüpft? a) b) c) d) e) ODER-verknüpft; NAND-verknüpft; EXOR-verknüpft; UND-verknüpft; NOR-verknüpft. Seite 9

10 Erweiterte Ablauf- Steuerung Kapitel 1 4. Zeichnen Sie die Feinstruktur (FUP) für den Schritt 10 der Schrittkette! Grobstruktur Funktionsplan / Logikplan 5. Wie wird diese Aktion ausgeführt? (EN 60848:2002) a) b) c) d) e) gespeichert und zeitlich begrenzt; gespeichert und verzögert; gespeichert; nicht gespeichert; nicht gespeichert und verzögert. 6. Ablaufsteuerungen werden zeitlich überwacht: a) b) c) d) e) um die Zeit eines Programmdurchlaufes zu bestimmen; um nach einer bestimmten Zeit den nachfolgenden Schritt zu aktivieren; um Fehler im Ablauf zu erkennen und zu melden; damit nach Netzausfall die Schrittkette neu gestartet werden kann; damit die Schritte in der richtigen Reihenfolge durchlaufen werden. 7. Welcher Unterschied besteht bei Ablaufsteuerungen zwischen einer zeitgeführten Ablaufsteuerung und einer prozessgeführten Ablaufsteuerung? Seite 10

11 Struktur des Anwenderprogramms Kapitel 2 2. Struktur des Anwenderprogramms Damit umfangreichere Steuerungsaufgaben mit möglichst geringem Zeitaufwand bearbeitet werden können, muss die Gesamtaufgabe bereits bei der Aufgabenklärung in überschaubare Teilaufgaben zerlegt werden. Für die Art der im Einzelfall gewählten Aufteilung sind technologische und funktionelle Gesichtspunkte maßgebend. Die auf diese Weise entstehende Gliederung der Steuerungsaufgabe soll auch in der Struktur des Anwenderprogramms erkennbar sein. Man spricht in diesem Zusammenhang von einer strukturierten Programmierung. Sie erleichtert die Programmerstellung, die Inbetriebsetzung und eine eventuelle Fehlersuche. Bausteinübersicht Funktion (FC): FC`s enthalten Programmroutinen für häufig verwendete Funktionen. Der Aufruf erfolgt durch OB`s oder übergeordnete FC`s oder FB`s. Funktionsbausteine (FB): FBs sind Bausteine mit Gedächtnis, die Sie selbst programmieren. Der Aufruf erfolgt durch OB`s oder übergeordnete FC`s oder FB`s. Systemfunktionsbausteine (SFB) SFB`s und SFC`s sind in die S7-CPU integriert und machen Ihnen einige wichtige Systemfunktionen zugänglich. Organisationsbausteine (OB): Für übergeordnete Organisation der Programmbearbeitung. Der Aufruf erfolgt durch das Systemprogramm. Instanz-Datenbausteine Datenbausteine (DB): Instanz-DB`s werden bei Aufruf eines FB/SFB dem Baustein (als Instanz-DB) zugeordnet. Beim Übersetzen werden sie automatisch generiert. DB`s sind Datenbereiche zur Speicherung von Anwenderdaten. Zusätzlich zu den Daten, die jeweils einem Funktionsbaustein zugeordnet sind, können globale Datenbausteine definiert und von beliebigen Bausteinen genutzt werden. FC`s und FB`s enthalten die verschiedenen nach technologischen Gesichtspunkten gegliederten Teilprogramme; sie bilden den Kern des Anwenderprogramms. OB`s dienen der Organisation der Programmbearbeitung. Alle Organisationsbausteine haben spezielle Aufgaben, mit denen der Anwender das Betriebsverhalten des Automatisierungsgeräts vielseitig beeinflussen kann. Datenbausteine DB sind vom Anwender bei der Programmerstellung im Anwenderspeicher reservierte Bereiche, in denen feste oder veränderbare Daten, wie z.b. Zahlenwerte, abgelegt werden. Sie enthalten im Gegensatz zu allen anderen Bausteinarten keine Steuerungsanweisungen. Seite 11

12 Struktur des Anwenderprogramms Kapitel Zyklische Bearbeitung des Anwenderprogramms Das Anwenderprogramm besteht aus dem eigentlichen Steuerungsprogramm, in dem der Programmablauf festgelegt ist, den Prozessdaten und Texten. Die zyklische Bearbeitung des Steuerungsprogramms wird vom Organisationsbaustein OB 1 gesteuert. In ihm stehen der Reihe nach die Aufrufe der einzelnen Teilprogramme. Die Aufrufe können unbedingt (UC, CALL) oder bedingt (CC) sein. Die unbedingten Aufrufe werden immer ausgeführt, die bedingten Aufrufe nur dann, wenn die Anweisung CC mit Verknüpfungsergebnis VKE = 1" bearbeitet wird. Der Organisationsbaustein OB 1 kann im Anwenderprogramm nicht aufgerufen werden, wohl aber am Anfang jedes Bearbeitungszyklus vom Betriebssystem. In jedem Baustein können weitere Bausteine gleicher oder anderer Art aufgerufen werden. Mit jedem Aufruf entfernt sich die Programmbearbeitung immer weiter vom OB 1. Die Programmbearbeitung kehrt wieder in Richtung zum OB 1 zurück, wenn ein Baustein mit seiner letzten Anweisung vollständig bearbeitet worden ist. Mit der Operation BEB = bedingtes Bausteinende kann die Bearbeitung eines Bausteins unter bestimmten Bedingungen auch vorzeitig verlassen werden. Mit der Anweisung BE oder BEA kann der Baustein vorzeitig verlassen werden. Die Datenbausteine enthalten nur Daten und Texte und keine Steuerungsanweisungen. Auf den Inhalt der Datenbausteine greift das Steuerungsprogramm meist mit Hilfe von Lade- und Transferoperationen zu. Anwenderprogramm zyklisch bearbeitetes Steuerungsprogramm Daten, Texte OB1 Organisation der Programmbearbeitung UC FC 100 FC 100 Bearbeitungs- Einheit 1 Call FC70 Call FB126, DB126 FC 70 Ablaufkette FB 126 Einzelsteuerung DB 126 Instanz DB DB 10 Prozessdaten FC 120 Transport UC FC 120 Call FB 126, DB126 UC FC 125 FC 125 Überwachung Call FC 52 FC 52 Gebertest Seite 12

13 Struktur des Anwenderprogramms Kapitel Schachtelungstiefe der Bausteine Beim Eingeben und Übertragen der Bausteine des Anwenderprogramms in das Automatisierungsgerät werden die einzelnen Bausteine der Reihe nach lückenlos im Anwenderspeicher angeordnet. Die Lage eines Bausteins im Speicher ist durch seine Baustein-Anfangsadresse festgelegt. Damit der Prozessor bei einem Bausteinaufruf UC... /CC... /CALL... den Anfang des betreffenden Bausteins im Speicher findet, trägt das Betriebssystem die Anhangsadressen aller Bausteine in eine Bausteinadressenliste ein. Damit der Prozessor den Rückweg zum OB 1 findet, speichert er bei jedem Aufruf eines neuen Bausteins die Rücksprungadresse und die Anfangsadresse des an dieser Stelle gültigen Datenbausteins in einem Kellerspeicher ab. Die Rücksprungadresse ist die Adresse der Speicherzelle des Anwenderspeichers, in der sich die hinter einem Bausteinaufruf folgende Anweisung befindet. Der Kellerspeicher, auch Bausteinstack (B-STACK) genannt, hat nur eine begrenzte Anzahl von Speicherzellen, so dass hintereinander nicht beliebig viele Bausteine aufgerufen werden dürfen. Die Anzahl der einschließlich des Organisationsbausteins nacheinander aufgerufenen Bausteine wird Schachtelungstiefe" genannt. Die Schachtelungstiefe ist CPU-abhängig und darf nicht überschritten werden. Bitte beachten! Beim Überschreiten der zulässigen Gesamt-Schachtelungstiefe schaltet das Automatisierungsgerät in den Stoppzustand Verknüpfungsergebnis bei den Operationen UC, CALL, CC, BE, BEB, BEA In Einzelfällen muss bei der Programmerstellung das Verhalten des Verknüpfungsergebnisses (VKE) beim Übergang der Programmbearbeitung von einem zum anderen Baustein berücksichtigt werden: CALL bzw. UC FC1 = Unbedingter Bausteinaufruf U E 0.3 CC FC 1 = Bedingter Bausteinaufruf VKE bleibt 1 Ja VKE = 1 Nein Sprung zum aufgerufenen Baustein FC 1 wird ausgeführt Kein Sprung: VKE wird 1 Das Verknüpfungsergebnis bleibt bis zur nächstfolgenden Abfrageoperation erhalten. Seite 13

14 Struktur des Anwenderprogramms Kapitel 2 BE bzw. BEA = unbedingtes Bausteinende U E 0.3 BEB = bedingtes Bausteinende VKE bleibt 1 Ja VKE = 1 Nein Rücksprung zum aufrufenden Baustein Kein Sprung: VKE wird 1 Das Verknüpfungsergebnis bleibt bis zur nächstfolgenden Abfrageoperation erhalten. Die unbedingten Operationen CALL bzw. UC (Bausteinaufruf), BE (Bausteinende), bzw. BEA (Bausteinende absolut) werden bei der Programmbearbeitung immer ausgeführt. Das Verknüpfungsergebnis wird beim Übergang von einem zum anderen Baustein unverändert mitgenommen. Es bleibt nach einem Bausteinwechsel so lange erhalten, bis die nächste Abfrageoperation (U..., 0..., UN..., ON...) bearbeitet wird. Die bedingten Operationen CC (bedingter Sprung) und BEB (bedingtes Bausteinende) werden vom Prozessor nur dann ausgeführt, wenn bei ihrer Bearbeitung das Verknüpfungsergebnis (VKE) 1" ist. Sie sind also abhängig vom Ergebnis der direkt vor ihnen bearbeiteten Abfrageoperationen. Das Verknüpfungsergebnis bleibt beim entsprechenden Bausteinwechsel unverändert (VKE = 1"). Werden dagegen die beiden Operationen mit VKE = 0" bearbeitet, so findet ein Bausteinwechsel nicht statt. Die Programmbearbeitung wird in demselben Baustein fortgesetzt. In diesem Fall muss beachtet werden, dass das Verknüpfungsergebnis von 0" nach 1" wechselt; die auf die Operation CC, bzw. BEB folgende Operation wird demnach auch mit VKE = 1" bearbeitet. In beiden Fällen bleibt aber auch hier das Verknüpfungsergebnis 1" nur bis zur nächstfolgenden Bearbeitung einer Abfrageoperation erhalten. Seite 14

15 Struktur des Anwenderprogramms Kapitel Programmieren nach dem Flussdiagramm Flussdiagramm ist eine Möglichkeit zur Darstellung der Programmstruktur eines Steuerungsprogramms. Besonders bei Ablaufsteuerungen sind Flussdiagramme oft zweckmäßiger als Funktionsplandarstellungen. An dieser Stelle sollen einige der wichtigsten genormten Symbole vorgestellt werden. Grenzstelle z. B. für Start und Stopp Eingabe- / Ausgabe-Symbol Operationen für arithmetische Berechnungen und Datentransfer Verzweigung für Entscheidungen Unterprogramme Verbindungs- / Übergangsstelle Flusslinie zur Verbindung der Symbole Zusammenführung Seite 15

16 Struktur des Anwenderprogramms Kapitel Sprungbefehl Sollen Programmteile übersprungen werden, um dadurch eine Verkürzung des Zyklus zu erreichen (z.b. bei Zählvorgängen), oder bei der Programmierung nach dem Flussdiagramm, bietet der Sprungbefehl erhebliche Vorteile. Beim bedingten Sprung" (SPB) wird der Sprung nur dann ausgeführt, wenn die Bedingung zur Durchführung des Sprungs erfüllt ist, d.h. wenn das Verknüpfungsergebnis logisch 1" ist (VKE = 1). Damit wird eine Programmverzweigung realisiert. E nein ja Programm 1 Programm 2 Beispiel: Ist E 0.4 = 1, so wird Programm 2 abgearbeitet. Ist dagegen E 0.4 = 0, so wird Programm 1 abgearbeitet Hier wird das Beispiel einmal anders dargestellt: E nein ja Programm 1 SPA Programm 2 Es wird deutlich, dass, wenn die Sprungbedingung erfüllt ist, E 0.4 = 1", ein Sprung durchgeführt wird, d.h. Programm P1 wird übersprungen. Dieser Sprung heißt deshalb Bedingter Sprung" (SPB). Ist dagegen die Sprungbedingung nicht erfüllt, so wird das Programm P1 abgearbeitet und anschließend, ohne dass eine Bedingung erfüllt sein muss, Programm P2 übersprungen. Diesen Sprungbefehl nennt man daher auch unbedingten Sprung" (SPA). In Step 7 gibt es 17 verschiedene Sprünge in Bausteinen. Hier sollen nur die gebräuchlichsten genannt werden. Seite 16

17 Struktur des Anwenderprogramms Kapitel 2 AWL KOP / FUP SPA SPB Springe absolut zu Marke Springe bedingt zu Marke X000 SPBN Springe bedingt zu Marke X000, wenn die Bedingung nicht erfüllt ist. Regeln für Marken: Es kann nur zu Marken in einem Baustein gesprungen werden. Es kann über mehrere Netzwerke gesprungen werden. Eine Marke endet bei ihrer Platzierung immer mit einem Doppelpunkt. Beispiel: M001: NOP 0 Eine Marke kann nicht auf einer leeren Zeile stehen. Lösungsvorschlag 1: U E 0.4 // Sprungbedingung SPB M001 // Sprungadresse, zu der ein bedingter Sprung // erfolgen soll // Programm 1 O E 0.0 // Ein O A 4.0 // Ausgang 4.0 U E 0.1 // Aus = A 4.0 // Ausgang 4.0 O E 0.2 // Ein O A 4.1 // Ausgang 4.1 U E 0.3 // Aus = A 4.1 // Ausgang 4.1 SPA M002 // Programm 2 M001: O E 0.2 // Ein O A 4.2 // Ausgang 4.2 U E 0.1 // Aus = A 4.2 // Ausgang 4.2 M002: NOP 0 // Erklärung: U E 0.4 Programm 2 gewählt // UN E 0.4 Programm 1 gewählt // Nach Abarbeitung des Programm 1 wird das // Programm 2 übersprungen. Seite 17

18 Struktur des Anwenderprogramms Kapitel 2 Allerdings ist nun noch zu bedenken, dass beispielsweise die Sprungbedingung nicht erfüllt ist und somit Programm P1 abgearbeitet wurde, also die Ausgänge A 4.0 und A 4.1 eingeschaltet sind. Während nun das weitere Programm durchlaufen wird, kann sich jedoch die Sprungbedingung ändern, so dass im nächsten Zyklus der Sprung durchgeführt, d.h. Programm P2 abgearbeitet und Programm P1 übersprungen wird. Das hat zur Folge, dass die Bedingungen für die Ein- und Ausschaltung von A 4.0 und A 4.1 überhaupt nicht mehr abgefragt werden, folglich im beschriebenen Fall beide Ausgänge eingeschaltet bleiben, obwohl die Bedingung dafür nicht mehr gegeben ist. Dies muss verhindert werden! Aus diesem Grund werden vor Beginn des Programms P2 zuerst A 4.0 und A 4.1 ausgeschaltet. Da dieser Vorgang aber auch in umgekehrter Reihenfolge ablaufen kann, muss ebenso vor dem Programm P1 eine Abschaltung der im Programm P2 eventuell eingeschalteten Ausgänge erfolgen (im vorliegenden Beispiel A 4.2). Während vor dem Programm P2 die Ausgänge bei Verknüpfungsergebnis 1" (VKE 1") ausgeschaltet wurden, erfolgt dies vor dem Programm P1 bei VKE = 0", weshalb eine Negierung erforderlich ist. Das bedeutet grundsätzlich: Bei VKE = 1": Einschalten mit =... Ausschalten mit = N... Bei VKE = 0": Einsschalten mit = N... Ausschalten mit =... Die Anweisung Daraus ergibt sich: = N... kann von vielen Geräten nicht erfüllt werden. AWL KOP / FUP U E 0.1 // Bedingung NOT // Negierung des VKE = A 4.0 // Zuweisung Soweit muss im Beispiel die Ausschaltung von Ausgang A 4.2 mit der Zuweisung = A 4.2 erfolgen. Natürlich kann die Bedingung für die Ausführung des Sprungs so lauten, dass ein Operand nicht eingeschaltet oder die Einschaltbedingung nicht erfüllt ist. Seite 18

19 Struktur des Anwenderprogramms Kapitel 2 Lösungsvorschlag 2: U E 0.4 // Sprungbedingung SPB M010 // Sprungadresse, zu der bedingt gesprungen // werden soll NOT // Ausschalten der in Programm 2 eventuell // eingeschalteten Operanden // VKE = 1 = A 4.2 // Ausgang 4.2 // Programm 1 O E 0.0 // Ein O A 4.0 // Ausgang 4.0 U E 0.1 // Aus = A 4.0 // Ausgang 4.0 O E 0.2 // Ein O A 4.1 // Ausgang 4.1 U E 0.3 // Aus = A 4.1 // Ausgang 4.1 SPA M020 // Absoluter Sprung M010: NOT // Ausschalten der in Programm 1 eventuell // eingeschalteten Operanden VKE = 1 = A 4.0 // Ausgang 4.0 = A 4.1 // Ausgang 4.1 // Programm 2 O E 0.2 // Ein O A 4.2 // Ausgang 4.2 U E 0.1 // Aus = A 4.2 // Ausgang 4.2 M020: BE Seite 19

20 Struktur des Anwenderprogramms Kapitel 2 Flussdiagramm für ein Beispiel: E ja A 4.0 = Aus -0- A 4.1 = Ein -1- nein A 4.0 = Ein -1- A 4.1 = Aus -0- E ja A 4.0 = Aus -0- A 4.1 = Ein -1- nein SPA A 4.0 = Ein -1- A 4.1 = Aus -0- Lösungsvorschlag 3: UN E 0.0 // Sprungbedingung SPB M001 // Sprungadresse zu der bedingt gesprungen // werden soll = A 4.1 // Ausgang 4.1 NOT // Negiert das VKE = A 4.0 // Ausgang 4.0 SPA M002 // Absoluter Sprung M001: = A 4.0 // Ausgang 4.0 UN A 4.0 // Ausgang 4.0 = A 4.1 // Ausgang 4.1 M002: BE Seite 20

21 Struktur des Anwenderprogramms Kapitel Datenbausteine Datenbausteine sind Bausteine, die von den Codebausteinen des Anwenderprogramms zum Speichern von Werten verwendet werden. Im Gegensatz zu temp. Daten werden die Daten im Datenbaustein nicht überschrieben, wenn die Bearbeitung des Codebausteins beendet bzw. der DB geschlossen wird. Datenbausteine dienen zur Aufnahme von Anwenderdaten. Datenbausteine belegen, wie auch die Codebausteine, Platz im Anwenderspeicher. In den Datenbausteinen stehen variable Daten (z.b. Zahlenwerte), mit denen das Anwenderprogramm arbeitet. Das Anwenderprogramm kann auf die Daten eines Datenbausteins über Bit-, Byte-, Wort- oder Doppelwortoperationen zugreifen. Der Zugriff kann symbolisch oder absolut erfolgen. Datenbausteine können, abhängig von ihrem Inhalt, vom Anwender unterschiedlich eingesetzt werden. Die Anzahl der Datenbausteine ist abhängig von der verwendeten CPU. Die max. Bausteinlänge beträgt 8 Kbyte bei der S7-300 und 64 Kbyte bei der S Man unterscheidet:. Globale Datenbausteine: Sie enthalten Informationen, auf die von allen Codebausteinen des Anwenderprogramms zugegriffen werden kann. Instanz-Datenbausteine: Sie sind immer einem FB zugeordnet. Die Daten dieses DB's sollten nur vom zugehörigen FB bearbeitet werden. Multiinstanz-Datenbausteine: Sie sind immer einem FB zugeordnet und werden in der Regel von einer Aufrufhierarchie weiterer FB's benutzt Erstellung von DB's Globale DB's werden entweder über den DB-Editor oder gemäß eines vorher angelegten anwender-definierten Datentyp" (UDT) erstellt. Instanz- bzw. Multiinstanz- DB's werden immer mit Bezug zu einem FB erstellt. Der DB-Editor wird durch einen Doppelklick" auf einen DB im SIMATIC-Manager gestartet. Für Datenbausteine lassen sich über den Eigenschaftsdialog zusätzlich vereinbaren: Unlinked DB: Datenbausteine, die mit dem Attribut Nur im Ladespeicher ablegen" versehen wurden, werden beim Übertragen lediglich im Lade- und nicht im Arbeitsspeicher abgelegt. Werden die Vorgabedaten dieser Unlinked Datenbausteine" im Arbeitsspeicher benötigt, so kann der Inhalt des DB's mit dem SFC 20 (Blocktransfer) in einen freien Hauptspeicherbereich (z.b. DB) übertragen werden. Schreibgeschützt: Datenbausteine können gegen Überschreiben aus dem Anwenderprogramm geschützt werden. Seite 21

22 Struktur des Anwenderprogramms Kapitel Datentypen bei Step 7 Elementare Datentypen (bis zu 32 Bit) Bit-Datentypen (z.b. BOOL, BYTE, WORD, DWORD, CHAR) Arithmetische Datentypen (z.b. INT, DINT, REAL) Zeittypen (z.b. S5TIME, TIME, DATE, TIME_OF_DAY) Zusammengesetzte Datentypen (größer als 32 Bit) Zeittyp (DATE_AND_TIME) Feld (ARRAY) Struktur (STRUCT) Zeichenkette (STRING) Anwenderdefinierte Datentypen (größer als 32 Bit) Datentyp UDT (User Defined Type) Elementare Datentypen bei Step 7 Schlüsselwort Breite (in Bits) Beispiel einer Konstanten dieses Typs BOOL 1 1 oder 0 BYTE 8 B#16#A9 WORD 16 W#16#12AF DWORD 32 DW#16#ADAC1EF5 CHAR 8 w S5TIME 16 S5T#5s_200ms INT DINT REAL oder 34.5E-12 TIME 32 T#2D_3H_2M_37S_15MS DATE 16 D# TIME_OF_DAY 32 TOD#12:22:38.13 Seite 22

23 Struktur des Anwenderprogramms Kapitel Datentypen in Datenbausteinen Datentypenlegen die Eigenschaften von Daten fest, d.h. die Darstellung des Inhalts eines oder mehrerer zusammengehörender Operanden und die zulässigen Wertebereiche. Außerdem werden über den Datentyp auch die möglichen Operationen festgelegt. Bild: Datentypen in Datenbausteinen Datentypen bei STEP 7 Elementare Datentypen (bis zu 64Bit) Bit-Datentypen (BOOL, BYTE, WORD, DWORD, CHAR) Arithmetische Datentypen (INT, DINT, REAL) Zeittypen (S5TIME, TIME, DATE, TIME_OF_DAY) Zusammengesetzte Datentypen Zeittyp (DATE_AND_TIME) Feld (ARRAY[...] OF...) Struktur (STRUCT... END_STRUCT) STRING (Zeichenketten) Definition eigener Datentypen Anwenderdefinierter Datentyp UDT (User Defined Datatype) Felder und Strukturen in Datenbausteinen Feld Im folgenden Bild ist das Feld Messpunkte" mit 6 Elementen vom Datentyp Integer dargestellt. In diesem Feld sollen später verschiedene Messwerte abgespeichert werden. Bei der Deklaration eines Feldes wird das Schlüsselwort ARRAY [n..m] verwendet. In der eckigen Klammer werden das erste und das letzte Element angegeben. Anstelle von 1..6 kann z.b. genauso 0..5 definiert werden, das beeinflusst nur den Zugriff auf die Elemente. Bild: Feld Seite 23

24 Struktur des Anwenderprogramms Kapitel Struktur Im folgenden Bild ist ein Beispiel für eine Struktur mit dem Namen Motordaten dargestellt. Die Struktur besteht aus mehreren Elementen mit unterschiedlichen Datentypen. Als Schlüsselwort für eine Struktur wird STRUCT verwendet. Das Ende der Struktur wird mit END_STRUCT gekennzeichnet. Bild: Struktur Um nicht zu viel Speicherplatz zu verschwenden, sollten möglichst gleiche Datentypen zu einem Block zusammengefasst werden. Daten eingeben: In der Tabelle werden die einzelnen Datenelemente eingetragen. Die Spalten haben folgende Bedeutung: Name - symbolischer Name für das Element Typ - Datentyp (Auswahl über rechte Maustaste) Startwert - dient zum Vorbesetzen eines Elementes. Kein Eintrag bedeutet eine Vorbesetzung mit dem Wert Null. Kommentar - zur Dokumentation des Datenelementes (muss nicht ausgefüllt werden). Erreichbar/ - Einstellung für Zugriffe von HMI-Geräten Sichtbar HMI Remanenz - Einstellung für remanente Bereiche Seite 24

25 Struktur des Anwenderprogramms Kapitel Aufruf von Datenbausteinen Bild: Aufruf von Datenbausteinen Zugriff auf die Datenelemente (symbolisch) Im oberen Bild sind die Anweisungen dargestellt, mit denen lesend (Laden) und schreibend (Transferieren) auf den DB zugegriffen werden kann. Seite 25

26 Struktur des Anwenderprogramms Kapitel Parametrierbare Bausteine Parametrierbare Bausteine haben den Vorteil, dass man den selben Baustein mehrmals verwenden kann. Dies spart bei großen Programmen Speicherplatz in der CPU. Um Bausteine parametrieren zu können, muss zuerst eine Schnittstelle geschaffen werden. Diese Schnittstelle nennt man Deklarationstabelle. Die Deklarationstabelle von parametrierbaren Bausteinen beinhaltet die Parametereinträge (IN, OUT, IN_OUT) mit Name, Typ und evtl. Kommentar. Diese Formalparameter (Formaloperanden) werden beim Programmieren des Bausteins verwendet. Beim Aufruf eines parametrierbaren Bausteins werden ihm vom aufrufenden Baustein Daten übergeben: seinen Formalparametern werden Aktualparameter (Aktualoperanden) zugeordnet. Es kann z.b. der Baustein FC4 beliebig oft aufgerufen werden. Bei jedem Aufruf wird ihm mitgeteilt von welcher Adresse der zu wandelnde Wert gelesen und wohin der gewandelte Wert geschrieben werden soll. Der FC4 führt bei jedem Aufruf die gleiche Formatwandlung mit immer neuen Formalparametern durch Aufbau der Variablendeklarationstabelle Diese Tabelle dient zur Deklaration lokaler Bausteindaten (Variablen). Die möglichen Typen werden in der Folge erklärt. Formal-Parameter Eingangsparameter (Input): Ausgangsparameter (Output): Durchgangsparameter (InOut): Daten: Statische Daten (Static): Temporäre Daten (Temp): Konstanten (Constant): übergeben Daten an den aufgerufenen Baustein. übergeben Ergebnisse an den aufrufenden Baustein. übergeben Daten an den aufgerufenen Baustein und nach deren Bearbeitung an den aufrufenden Baustein zurück. sind Lokaldaten eines Funktionsbausteins, die im Instanz- DB gespeichert werden und deshalb bis zur nächsten Bearbeitung des Funktionsbausteins erhalten bleiben. sind Lokaldaten eines Bausteins, die während der Bearbeitung des Bausteins im Lokaldaten- Stack (L-Stack) abgelegt werden und nach der Bearbeitung nicht mehr verfügbar sind. konstante Werte, die für Abfragen im Baustein zur Verfügung stehen Seite 26

27 Struktur des Anwenderprogramms Kapitel Lokaldatenstack Bevor eine Funktion aufgerufen wird, reserviert das System dynamisch Speicher auf dem L-Stack für die im Deklarationsteil vereinbarten Variablen. Nach dem Verlassen der Funktion wird der Speicher automatisch freigegeben. Je nach CPUsteht ein fester oder veränderbarer Speicherbereich für den L-Stack (Lokaldatenspeicher) zur Verfügung, wird die maximale Größe dieses Speichers überschritten, geht die CPU in Stop. Vorteil: Die Verwaltung der Variablen wird vom Betriebssystem durchgeführt und muss nicht vom Anwender organisiert werden. Bild: Ein typisches Beispiel für die Belegung des L-Stack Ablage der temporären Variablen im L-Stack OB 1: Titel Netzwerk 1: Titel FC 1 : Titel 1 Netzwerk 1: Titel 2 FC 2 : Titel Netzwerk 1: Titel EN FC 1 EN FC 2 10 ein1 33 IN1 20 ein2 ENO 4 44 IN2 ENO 3 Netzwerk 2 : Titel LD für OB1 LD für OB1 LD für OB Achtung: Da die temporären Daten im L-Stack dynamisch verwaltet werden, können sie nicht zur Speicherung von Daten für den nächsten Zyklus z.b. als Flanken- oder Impulsmerker bei Wischern" verwendet werden! Seite 27

28 Struktur des Anwenderprogramms Kapitel 2 Im folgenden Bild sieht man ein Beispiel einer Deklarationstabelle eines Funktionsbausteins. Bild: Deklarationsteil eines FB Name: symbolischer Name, der nur innerhalb der Bausteingrenzen gültig ist. Typ: alle Datentypen sind zulässig (BOOL, INT, WORD, ARRAY,...) Anfangswert: Kommentar: Anlaufwert der Variablen. Lässt der Anwender das Feld bei der Deklaration frei, wird automatisch der Default-Wert eingetragen. optionales Feld für den Variablen beschreibenden Kommentar. Seite 28

29 Struktur des Anwenderprogramms Kapitel Instanz-Datenbausteine Instanz- Datenbausteine können zwar ebenso erzeugt werden wie normale" Datenbausteine, dies ist aber nicht sinnvoll. Beim Aufruf von parametrierbaren Funktionsbausteinen werden vom SIMATIC-Manager die Instanz-Datenbausteine automatisch erzeugt (nach Rückfrage). Bild: Deklarationstabelle und zugehöriger Instanz-Datenbaustein Instanz-Datenbausteine Deklarationsteil des Funktionsbausteins Instanzdatenbaustein Struktur Wenn ein DB erzeugt und einem FB zugeordnet wird, erstellt STEP 7 die Datenstruktur des Datenbausteins entsprechend der Datenstruktur der lokalen Deklarationstabelle des Funktionsbausteins. Nach dem Sichern des DB wird der Datenbaustein erstellt und kann anschließend als Instanz-DB verwendet werden. Seite 29

30 Struktur des Anwenderprogramms Kapitel 2 Register Die CPU besitzt zwei Datenbausteinregister, die Register DB und DI. Somit können zwei Datenbausteine gleichzeitig geöffnet sein. Beim Aufruf eines Datenbausteins in einem bereits belegten Register, wird der vorherige Datenbaustein automatisch geschlossen. Jeder Datenbaustein kann in jedem Register verwendet werden (Instanz- DB's werden automatisch im DI-Register geöffnet). Zugriff auf einen Datenbaustein im DB-Register: DB-Register DI-Register AUF DB 1 (DB-Register1) (DB-Register2) L DBW 0 oder L DB1.DBW 0 DB1 Zugriff auf einen Datenbaustein im DI-Register: DB-Register DI-Register AUF DI 4 (DB-Register1) (DB-Register2) L DIW 10 DB4 Seite 30

31 Struktur des Anwenderprogramms Kapitel Multiinstanz Modell In dem bisher üblichen Instanzenmodell musste für einen Funktionsbaustein, der mehrmals im Programm aufgerufen wurde, für jeden Aufruf ein anderer DB erzeugt werden. Im Multi-Instanz-Modell ist es nun möglich, für mehrere Aufrufe einen einzigen DB zu verwenden. Dazu ist noch ein zusätzlicher FB notwendig, der diese Instanzen verwaltet. Dieser FB wird einmal aufgerufen, der DB wird nur ein einziges Mal erzeugt. Vorteile des Multiinstanz-Modells: Für mehrere Instanzen wird nur ein DB benötigt. Beim Anlegen der privaten" Datenbereiche für die jeweiligen Instanzen ist keine zusätzliche Verwaltungsarbeit notwendig Das Multiinstanz-Modell ermöglicht einen objektorientierten Programmierstil". Maximale Schachtelungstiefe von 8. Voraussetzungen an die FB s: Hinweis: Auf Prozesssignale darf innerhalb des FB's nicht direkt (E, A) zugegriffen werden. Zugriff auf Prozesssignale bzw. Kommunikation mit anderen Prozesseinheiten darf nur über FB- Parameter erfolgen Prozesszustände darf sich der FB nur in seinen statischen Variablen merken, nicht in globalen DB's oder Merkern" Auf Instanzdaten kann auch von Außen" zugegriffen werden z.b. im OB1: L Pressenstrasse".Presse_2.Stempel.<VarName> Bild: Multi-Instanzmodell Das Multi-Instanzmodell Das Instanz-Modell Das Multi-Instanz-Modell OB 1 Call FB10, DB10 DB10 FB10 FB 100, DB10 stat Regler_1 FB10 stat Regler_2 FB10 stat Regler_3 FB10 DB10 DB11 Call Regler_1 Call FB10, DB11 FB10 Call Regler_2 Call FB10, DB12 DB12 FB10 Call Regler_3 Seite 31

32 Struktur des Anwenderprogramms Kapitel Symbolische Programmierung Bei der absoluten Adressierung wird direkt die Adresse (z.b. des Eingangs E 0.0) angegeben. In diesem Fall ist keine Symbolliste erforderlich, das Programm ist aber schlechter lesbar. Um bei größeren Anlagen die Übersichtlichkeit zu erhöhen, ist es ratsam symbolisch zu adressieren. Bei der symbolischen Adressierung werden Symbole (z.b. MOTOR_EIN) anstelle der absoluten Adressen verwendet. Die Symbole für Eingänge, Ausgänge, Zeiten, Zähler, Merker und Bausteine sind in der Symbolliste hinterlegt. Es gibt in Step 7 zwei Arten von Symbolik: 1. Die globale Symbolik (z.b.: Hand ) 2. Die lokale Symbolik (z.b.: #Hand) Wobei von der Software immer zuerst in der lokalen Symbolik und danach in der globalen Symbolik ein Symbol gesucht wird Erstellen der Symbolik Die globale Symbolik wird mit dem Symbolikeditor (Symbolikdatei) erstellt. Die lokale Symbolik wird mit dem jeweiligen Programmeditor erstellt. Ein Symbol darf in der S7 maximal 24 Zeichen haben. Ein Symbolkommentar darf maximal 80 Zeichen haben. Bild : Symbolische Programmierung Symbolische Adressierung - Übersicht Wofür gibt es Symbole? Wo werden sie abgelegt? Womit werden sie erstellt? Globale Daten: Symbolliste Symbol-Editor - Eingänge - Ausgänge - Merker, Zeiten, Zähler - Periphere-E/A Bausteinlokale Daten: Deklarations -Teil des Programm-Editor - Bausteinparameter Bausteins - lokale / temporäre Daten Sprungmarken Anweisungs -Teil des Programm-Editor Bausteins Bausteinnamen: Symbolliste Symbol-Editor - OB - FB - FC - DB - VAT - UDT Datenbausteinkomponenten Symbolik-Teil des DB Programm-Editor Seite 32

33 Struktur des Anwenderprogramms Kapitel Fragen zur Wiederholung 1. In welchem Baustein wird im Normalfall die Struktur der Programmbearbeitung festgelegt? a) b) c) d) e) Funktion; Organisationsbaustein; Datenbaustein; Funktionsbaustein; Systemdatenbaustein 2. Für häufig wiederkehrende Programmteile braucht man das Programm nur einmal in einem bestimmten Baustein abzulegen. Dieser Baustein kann beliebig oft aufgerufen werden. Um welchen Baustein handelt es sich? a) b) c) d) e) Organisationsbaustein; Funktion; Funktionsbaustein; Datenbaustein; Bibliotheksbaustein; 3. Welcher Baustein wird in der SPS ohne Bausteinaufruf immer zyklisch abgearbeitet? a) b) c) d) e) DB1; SDB1; OB35; FB10; OB1; 4. Im FC1 steht folgende Anweisung: Call FC1. Was ist die Folge? a) b) c) d) e) Alle Ausgänge der SPS werden aktiviert; Diese Anweisung nimmt das Programmiergerät nicht an; Es läuft immer das Programm im FC1; Diese Anweisung wird bei zyklischer Bearbeitung übersprungen. Keine Folgen; Die SPS geht in Stopp-Zustand; Seite 33

34 Struktur des Anwenderprogramms Kapitel 2 5. Welche Bedeutung hat folgende Anweisung? UC FC10 a) absoluter Bausteinaufruf des FC10; b) beenden der Bearbeitung des FC 10; c) keine Bedeutung; d) bedingter Bausteinaufruf des FC 10; e) der FC 10 wird nur ein einziges Mal bearbeitet; 6. Die Kurzbezeichnung für einen unbedingten Bausteinaufruf heißt: a) b) c) d) e) SPA; Call; CC; UC; AUF; 7. Für welche Programmteile eines SPS-Programms eignet sich nachstehendes Symbol in einem Flussdiagramm? 8. Skizzieren Sie eine Programmverzweigung in einem Flussdiagramm! 9. Welcher Zusammenhang besteht bei Funktionsbausteinen zwischen Formal- und Aktualoperanden? 10. Wozu dient die Symbolikdatei? Seite 34

35 Struktur des Anwenderprogramms Kapitel Beschreiben Sie den Aufbau und Zweck von Datenbausteinen! 12. Wie werden Informationen in einem Datenbaustein abgelegt, bzw in einem Datenbaustein abgelegte Informationen einem Steuerungsprogramm zur Verfügung gestellt? 13. Was verstehen Sie unter strukturierter Programmierung? 14. Was bezeichnet man auch als Schnittstelle eines Bausteins? 15. Welcher Unterschied besteht zwischen den Anweisungen BE, BEB und BEA? 16. Wie verhält sich das VKE bei der Anweisung SPB M001? a) ist die Bedingung erfüllt, erfolgt ein Sprung und das VKE wird 0 ; b) ist die Bedingung nicht erfüllt, erfolgt kein Sprung und das VKE wird 1 ; c) ist die Bedingung erfüllt, erfolgt kein Sprung und das VKE wird 1 ; d) e) ist die Bedingung erfüllt, erfolgt ein Sprung, die folgende Bedingung ist eine Erstabfrage es erfolgt immer ein Sprung, die folgende Bedingung ist eine Erstabfrage; Seite 35

36 AKKU- Operationen Kapitel 3 3. AKKU-Operationen Laden und Transferieren von Byte, Wort, Doppelwort Die Lade- und Transferoperationen ermöglichen den Informationsaustausch zwischen den verschiedenen Operandenbereichen. Es sind unbedingte Operationen, die unabhängig vom Verknüpfungsergebnis ausgeführt werden. Byte Wort Doppelwort Beispiele MB 100 MW 100 MD 100 Quelle MB 100 MB 101 MB 100 MB 101 MB102 MB103 AKKU 1 Laden in AKKU 1: L MB 100 L MW 100 L MD Transferieren aus AKKU 1: Ziel T AB 4 T AW 4 T AD 4 AB 4 AB 5 AB 4 AB 5 AB 6 AB 7, Mit der Operation Laden wird ein Byte, Wort oder ein Doppelwort in einem Register, dem Akkumulator 1 (abgekürzt AKKU 1), zwischengespeichert. Der AKKU hat eine Länge von 32 Bit. Werden ein Byte oder ein Wort in einen AKKU mit größerer Länge geladen, so wird die Information immer rechtsbündig im AKKU abgelegt; die links stehenden, nicht benutzten Bitstellen werden in den Zustand 0" gesetzt. Bsp.: Wird ein bytebreiter Operand geladen, steht die Information rechtsbündig in Akkumulator 1. Es werden also die Bits 0 bis 7 belegt; die restlichen Bits im Akkumulator (8 bis 31) werden zurückgesetzt. Die im AKKU stehende Information wird mit der Operation Transferieren" in ein Byte, Wort oder Doppelwort eines als Ziel angegebenen Operandenbereichs übertragen. Beim Transferieren wird der Inhalt des Akkumulators nicht verändert, so dass mehrere Transferoperationen mit demselben AKKU- Inhalt nacheinander ausgeführt werden können. Seite 36

37 AKKU- Operationen Kapitel Ladefunktion Mit der Operation Laden" werden Informationen aus dem Operandenbereich EINGÄNGE AUSGÄNGE MERKER ZEITEN ZÄHLER DATEN aus einem aufgerufenen Datenbaustein LOKALDATEN PERIPHERIE (nur Eingänge) KONSTANTEN in verschiedenen Darstellungen in den Akkumulator 1 geladen Laden von Bytes Beispiele: Ladebefehle: L EB 0 Laden der Eingänge 0.0 bis 0.7 (Prozessabbild) L AB 4 Laden der Ausgänge 4.0 bis 4.7 (Prozessabbild) L MB 10 Laden der Merker 10.0 bis Laden von Wörtern und Doppelwörtern Bei den byteweise adressierten Operanden EINGÄNGE AUSGÄNGE MERKER DATEN wird beim Laden von Wörtern die Nummer des jeweils niedrigeren Bytes angegeben. Der Informationsgehalt dieses Bytes und der Informationsgehalt der nächst höheren Bytes werden in den Akkumulator 1 geladen Beeinflussung des Akkumulators 2 Mit dem 1. Ladebefehl wird der Informationsgehalt in den Akkumulator 1 geladen. Mit dem 2. Ladebefehl wird der Informationsgehalt von Akkumulator 1 in Akkumulator 2 geladen, und der neue Informationsgehalt in AKKU 1. Wichtig: Der vorherige Inhalt von Akkumulator 2 geht dabei verloren. Akkumulator Akkumulator < A > < B > L EW 0 EW 0 < A > L MW 4 MW 4 EW 0 Seite 37

38 AKKU- Operationen Kapitel Zahlen- u. Wertedarstellung: Die Datenbreite beträgt in S7 max.1 Doppelwort. Integerzahlen (Ganzzahlen) und Realzahlen (Gleitpunkt- oder Kommazahlen) werden ohne Formatkennung geschrieben. Bei allen anderen Konstanten müssen Datenbreite und Zahlenformat festgelegt werden. Datenbreite: Zahlenformate: Integer: B# Byte L B#16#FF W# Wort L W#16#AFFE DW# Doppelwort L DW#16#AFF4CAFE L# 32-bit-Integerzahl (Long Integer) L L# # Binärzahlen L 2# # Hexadezimalzahlen (Sedezimal) L W#16#A9FA C# Zähler (Counter) im BCD-Code (wie bei S5) L C#5 S5T# Zeit (S5Timer) im BCD-Code (wie bei S5) L S5T#5s B# 2 x 8 Bit Integerzahl L B# (100,12) Der Datentyp INT ist eine Ganzzahl (16 Bit). Das Vorzeichen (Bit Nr. 15) zeigt an, ob es sich um eine positive oder um eine negative Zahl ( 0" = positiv, 1" = negativ) handelt. Der Bereich einer Ganzzahl (16 Bit) liegt zwischen und Eine negative Ganzzahl wird als Zweierkomplement (siehe auch Zweierkomplement) der positiven Ganzzahl dargestellt. Beim Auswerten des Bitmusters einer negativen Zahl werden die Nullstellen bewertet, zu dem Ergebnis 1 hinzuaddiert und ein Minuszeichen davor gesetzt. Double Integer: Die 32-bit-Ganzzahlen mit Vorzeichen werden auch Double Integer oder Long Integer genannt. Sie umfassen den Bereich L# bis L# REAL: Eine Realzahl (auch Gleitpunktzahl genannt) ist eine positive oder negative Zahl im Bereich bis Beispiele: +10,339 oder +1,0339E oder -2,34567E5. In der Exponentialdarstellung wird der Exponent der Basis 10 angegeben. Im Speicher belegt die Realzahl zwei Wörter, wobei das höchstwertige Bit das Vorzeichen der Zahl angibt. Die übrigen Bits stellen die Mantisse und den Exponenten der Basis 2 dar. Char: Es können auch alphanumerische Zeichen eingegeben werden. z.b.: L 'AA' (16 Bit) L 'OTTO' (32 Bit) Seite 38

39 AKKU- Operationen Kapitel Transferfunktionen Mit der Operation Transferieren" werden Informationen aus dem Akkumulator 1 zu den Operandenbereichen EINGÄNGE AUSGÄNGE MERKER DATEN aus einem aufgerufenen Datenbaustein LOKALDATEN PERIPHERIE (nur Ausgänge) übertragen. Die Transferfunktion wird immer, also unabhängig von einem Verknüpfungsergebnis, durchgeführt. Die Signalzustände werden beim Transferieren unverändert aus dem Akkumulator 1 geholt und zu einem mindestens bytebreiten Operanden transferiert. Dabei wird die Information rechtsbündig aus dem Akkumulator 1 (von Bit 0 bis 7) geholt. Der Inhalt des Akkumulators ändert sich beim Transferieren nicht, er bleibt also gleich, so dass er mehrfach nacheinander transferiert werden kann Transferieren von Bytes Beispiele: T EB 0 transferiere zu den Eingängen 0.0 bis 0.7 (Prozessabbild) T AB 4 transferiere zu den Ausgängen 4.0 bis 4.8 (Prozessabbild) T MB 10 transferiere zu den Merkern 10.0 bis Transferieren von Wörtern und Doppelwörtern Bei den byteweise adressierten Operanden EINGÄNGE; AUSGÄNGE, MERKER; DATEN wird beim Transferieren von Wörtern und Doppelwörtern die Nummer des jeweils niedrigeren Bytes angegeben. Der Informationsgehalt des Akkumulators 1 wird zu diesem Byte und zu den nächsten Bytes transferiert. Doppelwort Akkumulator 1 Byte 1 Byte 2 Byte 3 Byte AB 0 AB 1 AB 2 AB 3 Beispiel: Mit der Anweisung T AW 2" werden der Inhalt von Bit 0 bis 7 des Akkumulators 1 zum 3. Byte und der Inhalt von Bit 8 bis 15 des Akkumulators 1 zum 2. Byte der Ausgänge transferiert. Transferbefehle: T EW 0 transferiere zu den Eingängen 0.0 bis 0.7 und 1.0 bis 1.7 T AW 4 transferiere zu den Ausgängen 4.0 bis 4.7 und 5.0 bis 5.7 T MW 10 transferiere zu den Merkern 10.0 bis 10.7 und 11.0 bis 11.7 Seite 39

40 AKKU- Operationen Kapitel Vergleicher in S7 Mit den Vergleichsanweisungen können folgende Paare von numerischen Werten verglichen werden: I D R Ganze Zahlen vergleichen (auf Basis 16-bit- Festpunktzahl) Ganze Zahlen vergleichen (auf Basis 32-bit- Festpunktzahl) Gleitpunktzahlen vergleichen (auf 32-Bbit- Realzahlenbasis = IEEE Gleitkommazahlen). Ergibt der Vergleich die Aussage wahr", so ist das VKE der Operation 1", ansonsten 0". Verglichen werden AKKU 2 und AKKU 1 (1. geladener Wert mit 2. geladenem Wert) entsprechend der gewählten Vergleichsart: == AKKU 2 ist gleich AKKU 1 <> AKKU 2 ist ungleich AKKU 1 > AKKU 2 ist größer als AKKU 1 < AKKU 2 ist kleiner als AKKU 1 >= AKKU 2 ist größer gleich AKKU 1 <= AKKU 2 ist kleiner gleich AKKU 1 Programmierbeispiel: AWL KOP / FUP L L#65789 L MD 20 >=D = A 8.0 Seite 40

41 AKKU- Operationen Kapitel Rechenoperationen Bei Rechenoperationen wird immer der Inhalt von AKKU 2 mit dem Inhalt von AKKU 1 verknüpft. Das Ergebnis wird in AKKU 1 abgelegt (AKKU 2 bleibt bei CPU s mit 2 AKKU s unbeeinflusst). + addiert eine Ganzzahl zum Inhalt von AKKU 1 und schreibt das Ergebnis in AKKU * / I addiert, subtrahiert, multipliziert oder dividiert den Inhalt von AKKU 2 mit bzw. durch den Inhalt von AKKU 1 und schreibt das Ergebnis in AKKU 1 (als Ganzzahl 1 Wort breit) + - * / D wie oben, nur werden diese Operationen mit Ganzzahlen in Doppelwortbreite ausgeführt + - * / R Wie oben, nur werden diese Operationen mit Realzahl (Kommazahl) in Doppelwortbreite ausgeführt Programmierbeispiel: AWL KOP / FUP L e+001 L MD 20 *R T MD 24 Seite 41

42 AKKU- Operationen Kapitel Fragen zur Wiederholung 1. Wie viele Zahlenwerte lassen sich maximal mit einem Byte darstellen? a) 255; b) 512; c) 256; d) 1024; e) Welche Folge hat nachstehende Anweisung? U E 0.0 L MW 20 a) b) c) d) e) das Merkerwort 20 wird linksbündig in den AKKU 1 gelegt; das Merkerwort 20 wird linksbündig in den AKKU 2 gelegt; das Merkerwort 20 wird rechtsbündig in den AKKU 1 gelegt, wenn das VKE 1 ist; das Merkerwort 20 wird rechtsbündig in den AKKU 1 gelegt, unabhängig vom VKE; das Merkerwort 20 wird rechtsbündig in den AKKU 2 gelegt, unabhängig vom VKE; 3. Welche Folge hat nachstehende Anweisung? L EW 0 T AB 8 a) b) c) d) e) der Wert des EB 0 wird ins AB 8 und vom EB 1 ins AB 9 transferiert; der Wert des EB 1 wird ins AB 8 transferiert; der Wert des EB 0 wird ins AB 8 transferiert; der Wert des EB 0 wird ins AB 9 und vom EB 1 ins AB 8 transferiert; der Wert des EW 0 wird ins AW 8 und vom EW 1 ins AW 9 transferiert; Seite 42

43 Erweiterte Zeit- und Zählfunktionen Kapitel 4 4. Erweiterte Zeit- und Zählfunktionen S5-Zeitfunktionen Es gibt mehrere Möglichkeiten einem S5 Timer in S7 einen Zeitwert vorzugeben: 1. feste Zeitwerte über Zeitkonstanten (Bsp.: S5T#110ms, S5T#36s, S5T#5m4s200ms, S5T#2h4m2s). 2. vom Anlagenbediener zu verändernde Zeitwerte über Zifferneinsteller. 3. Prozess- oder Rezeptabhängige Zeitwerte über Merker- oder Datenwörter Aufbau des S5-Zeitwortes Zeitglieder haben einen eigenen reservierten Speicherbereich in der CPU. Dieser Speicherbereich reserviert ein 16-bit-Wort für jeden Zeitoperanden. Die Bits 0 bis 11 des Timerworts enthalten den Zeitwert BCD-codiert. Das Aktualisieren der Zeit vermindert den Zeitwert um jeweils eine Einheit in einem Intervall, das von der Zeitbasis festgelegt wurde. Die Bits 12 und 13 des Timerworts enthalten die Zeitbasis binär codiert: 0 = 10 ms 1 = 100 ms 2 = 1 s 3 = 10 s. Die Zeitbasis definiert das Intervall, in dem der Zeitwert um eine Einheit vermindert wird. Bei der Zeitvorgabe über eine Konstante (S5T#...) wird die Zeitbasis vom System automatisch vergeben, bei der Zeitvorgabe über Zifferneinsteller oder eine Datenschnittstelle, muss der Anwender auch die Zeitbasis vorgeben. Zeitbasis: 0,01s 0,1 s 1 s 10 s Zeitwert: Seite 43

44 Erweiterte Zeit- und Zählfunktionen Kapitel Format für die Zeitwertvorgabe X X Zeitbasis Zeitwert (BCD-codiert) : So steht der Zeitwert im Systemdatenspeicher X X X X Zeitbasis Zeitwert (Dualzahl) So sieht der Akkuinhalt nach dem Befehl Lade Timer (z.b. L T1) aus: : X X X X X X Zeitwert (Dualzahl) So sieht der Akkuinhalt nach dem Befehl Lade codiert Timer (z.b. LC T1) aus: X X Zeitbasis Zeitwert (BCD-codiert) Seite 44

45 Erweiterte Zeit- und Zählfunktionen Kapitel IEC Timer (Zeiten) In der S7 werden IEC Timer mit Systemfunktionsbausteinen (SFB's) verwirklicht. In der Folge sollen die möglichen Bausteine vorgestellt werden. Es sind Zeiten im IEC-Format Time von 1ms bis 24d 29h 31m 23s 647ms möglich SFB 3 (Verlängerter Impuls [ohne nachtasten]) Der SFB 3 TP" erzeugt einen Impuls der Länge PT. Die Zeit läuft nur in den Betriebszuständen ANLAUF und RUN. Eine steigende Flanke am Eingang IN bewirkt den Start des Impulses. Der Ausgang Q bleibt für die Zeitdauer PT gesetzt, unabhängig vom weiteren Verlauf des Eingangssignals (d. h. auch dann, wenn der Eingang IN erneut von 0 auf 1 wechselt, bevor die Zeit PT abgelaufen ist). Der Ausgang ET liefert die Zeit, während der Ausgang Q bereits gesetzt ist. Er kann maximal den Wert des Eingangs PT annehmen. Er wird zurückgesetzt, wenn der Eingang IN nach 0 wechselt, jedoch frühestens nach Ablauf der Zeit PT. Der SFB 3 TP" entspricht der Norm IEC Das Betriebssystem setzt die Instanzen des SFB 3 TP" bei Kaltstart zurück. Falls Instanzen dieses SFB nach Neustart (Warmstart initialisiert sein sollen, müssen Sie im OB 100 die zu initialisierenden Instanzen mit PT = 0 ms aufrufen. Falls Instanzen dieses SFB innerhalb eines anderen Bausteins enthalten sind, erreichen Sie das Rücksetzen dieser Instanzen z. B. durch Initialisierung des übergeordneten Bausteins. Parameter Deklaration Datentyp Speicherbereich Beschreibung IN INPUT BOOL E, A, M, D, L, Konst. Starteingang PT INPUT TIME E, A, M, D, L, Konst. Die Zeitdauer des Impulses. PT muss positiv sein Q OUTPUT BOOL E, A, M, D, L Status der Zeit ET OUTPUT TIME E, A, M, D, L abgelaufene Zeit Seite 45

46 Erweiterte Zeit- und Zählfunktionen Kapitel SFB 4 (Einschaltverzögerung) Der SFB 4 TON" verzögert eine steigende Flanke um die Zeit PT. Die Zeit läuft nur in den Betriebszuständen ANLAUF und RUN. Eine steigende Flanke am Eingang IN hat nach Ablauf der Zeitdauer PT eine steigende Flanke am Ausgang Q zur Folge. Q bleibt dann so lange gesetzt, bis der Eingang IN nach 0 wechselt. Falls der Eingang IN nach 0 wechselt, bevor die Zeit PT abgelaufen ist, bleibt der Ausgang Q auf 0. Der Ausgang ET liefert die Zeit, die seit der letzten steigenden Flanke am Eingang IN vergangen ist, jedoch höchstens bis zum Wert des Eingangs PT. ET wird zurückgesetzt, wenn der Eingang IN nach 0 wechselt. Der SFB 4 TON" entspricht der Norm IEC Das Betriebssystem setzt die Instanzen des SFB 4 TON" bei Kaltstart zurück. Falls Instanzen dieses SFB nach Neustart (Warmstart initialisiert sein sollen, müssen Sie im OB 100 die zu initialisierenden Instanzen mit PT = 0 ms aufrufen. Falls Instanzen dieses SFB innerhalb eines anderen Bausteins enthalten sind, erreichen Sie das Rücksetzen dieser Instanzen z.b. durch Initialisierung des übergeordneten Bausteins. Parameter Deklaration Datentyp Speicherbereich Beschreibung IN INPUT BOOL E, A, M, D, L, Konst. Starteingang PT INPUT TIME E, A, M, D, L, Konst. Zeitdauer, um die, die steigende Flanke am Eingang IN verzögert wird. PT muss positiv sein. Q OUTPUT BOOL E, A, M, D, L Status der Zeit ET OUTPUT TIME E, A, M, D, L abgelaufene Zeit Seite 46

47 Erweiterte Zeit- und Zählfunktionen Kapitel SFB 5 (Ausschaltverzögerung) Der SFB 5 TOF" verzögert eine fallende Flanke um die Zeit PT. Die Zeit läuft nur in den Betriebszuständen ANLAUF und RUN. Eine steigende Flanke am Eingang IN bewirkt eine steigende Flanke am Ausgang Q. Eine fallende Flanke am Eingang IN hat nach Ablauf der Zeitdauer PT eine fallende Flanke am Ausgang Q zur Folge. Falls der Eingang IN wieder nach 1 wechselt, bevor die Zeit PT abgelaufen ist, bleibt der Ausgang Q auf 1 (nachtriggerbar). Der Ausgang ET liefert die Zeit, die seit der letzten fallenden Flanke am Eingang IN vergangen ist, jedoch höchstens bis zum Wert des Eingangs PT. ET wird zurückgesetzt, wenn der Eingang IN nach 1 wechselt. Der SFB 5 TOF" entspricht der Norm IEC Das Betriebssystem setzt die Instanzen des SFB 5 TOF" bei Kaltstart zurück. Falls Instanzen dieses SFB nach Neustart (Warmstart) initialisiert sein sollen, müssen Sie im OB 100 die zu initialisierenden Instanzen mit PT = 0 ms aufrufen. Falls Instanzen dieses SFB innerhalb eines anderen Bausteins enthalten sind, erreichen Sie das Rücksetzen dieser Instanzen z. B. durch Initialisierung des übergeordneten Bausteins. Parameter Deklaration Datentyp Speicherbereich Beschreibung IN INPUT BOOL E, A, M, D, L, Konst. Starteingang PT INPUT TIME E, A, M, D, L, Konst. Zeitdauer, um die, die fallende Flanke am Eingang IN verzögert wird. PT muss positiv sein. Q OUTPUT BOOL E, A, M, D, L Status der Zeit ET OUTPUT TIME E, A, M, D, L abgelaufene Zeit Seite 47

48 Erweiterte Zeit- und Zählfunktionen Kapitel Zählfunktionen Es gibt mehrere Möglichkeiten einem S5 Zähler in S7 einen Zählwert vorzugeben: 1. feste Zählwerte über Zählkonstanten (z.b..: L C#5 ) 2. vom Anlagenbediener zu verändernde Zählwerte über Zifferneinsteller. 3. prozess- oder rezeptabhängige Zählwerte über Merker- oder Datenwörter Aufbau des Zählwortes Zähler haben einen eigenen reservierten Speicherbereich in der CPU. Dieser Speicherbereich reserviert ein 16-bit-Wort für jeden Zähloperanden. Die Bits 0 bis 11 des Timerwortsenthalten den Zeitwert BCD-codiert. Zählwert: So steht der Zählwert im Systemdatenspeicher: X X X X X X Zählwert (Dualzahl) So sieht der Akkuinhalt nach dem Befehl Lade Zähler (z.b. L Z1) aus: X X X X X X Zählwert (Dualzahl) So sieht der Akkuinhalt nach dem Befehl Lade codiert Zähler (z.b. LC Z1) aus: X X X X Zählwert (BCD-codiert) Seite 48

49 Erweiterte Zeit- und Zählfunktionen Kapitel IEC Counter (Zähler) In der S7 werden IEC-Counter mittels Systemfunktionsbausteinen (SFB's) verwirklicht. In der Folge sollen die möglichen Bausteine vorgestellt werden SFB 0 (Vorwärtszähler) Mit dem SFB 0 CTU" können Sie vorwärts zählen. Der Zähler wird bei einer steigenden Flanke am Eingang CU (gegenüber dem letzten SFB-Aufruf) um 1 erhöht. Erreicht der Zählwert die obere Grenze , wird er nicht mehr erhöht. Jede weitere steigende Flanke am Eingang CU bleibt dann ohne Wirkung. Der Pegel 1 am Eingang R bewirkt das Rücksetzen des Zählers auf den Wert 0 unabhängig davon, welcher Wert am Eingang CU anliegt. Am Ausgang Q wird angezeigt, ob der aktuelle Zählwert größer oder gleich dem Vorbesetzwert PV ist. Der SFB 0 CTU" entspricht der Norm IEC Das Betriebssystemsetzt die Instanzen des SFB 0 CTU" bei Kaltstart zurück. Falls Instanzen dieses SFB nach Neustart (Warmstart) initialisiert sein sollen, müssen Sie im OB 100 die zu initialisierenden Instanzen mit R = 1 ms aufrufen. Falls Instanzen dieses SFB innerhalb eines anderen Bausteins enthalten sind, erreichen Sie das Rücksetzen dieser Instanzen z.b. durch Initialisierung des übergeordneten Bausteins. Parameter Deklaration Datentyp Speicherbereich Beschreibung CU INPUT BOOL E, A, M, D, L, Konst. Zähleingang R INPUT BOOL E, A, M, D, L, Konst. Rücksetzeingang. R dominiert gegenüber CU PV INPUT INT E, A, M, D, L, Konst. Vorbesetzwert. Zur Wirkung von PV siehe Parameter Q Q OUTPUT BOOL E, A, M, D, L Status des Zählers: Q hat den Wert 1, falls CV >= PV ; sonst 0 CV OUTPUT INT E, A, M, D, L aktueller Zählwert (mögliche Werte: 0 bis ) Seite 49

50 Erweiterte Zeit- und Zählfunktionen Kapitel SFB 1 (Rückwärtszähler) Mit dem SFB 1 CTD" können Sie rückwärts zählen. Der Zähler wird bei einer steigenden Flanke am Eingang CD (gegenüber dem letzten SFB-Aufruf) um 1 erniedrigt. Erreicht der Zählwert die untere Grenze , so wird er nicht mehr erniedrigt. Jede weitere steigende Flanke am Eingang CD bleibt dann ohne Wirkung. Der Pegel 1 am Eingang LOAD bewirkt, dass der Zähler auf den Vorbesetzwert PV voreingestellt wird. Dies geschieht unabhängig davon, welcher Wert am Eingang CD anliegt. Am Ausgang Q wird angezeigt, ob der aktuelle Zählwert kleiner oder gleich Null ist. Der SFB 1 CTD" entspricht der Norm IEC Das Betriebssystem setzt die Instanzen des SFB 1 CTD" bei Kaltstart zurück. Falls Instanzen dieses SFB nach Neustart (Warmstart) initialisiert sein sollen, müssen Sie im OB 100 die zu initialisierenden Instanzen mit LOAD = 1 und PV = gewünschter Anfangswert für CV aufrufen. Falls Instanzen dieses SFB innerhalb eines anderen Bausteins enthalten sind, erreichen Sie das Rücksetzen dieser Instanzen z.b. durch Initialisierung des übergeordneten Bausteins. Parameter Deklaration Datentyp Speicherbereich Beschreibung CD INPUT BOOL E, A, M, D, L, Konst. Zähleingang LOAD INPUT BOOL E, A, M, D, L, Konst. Ladeeingang. LOAD dominiert gegenüber CD PV INPUT INT E, A, M, D, L, Konst. Vorbesetzwert. Der Zähler wird auf PV voreingestellt, wenn am Eingang LOAD 1 -Pegel anliegt. Q OUTPUT BOOL E, A, M, D, L Status des Zählers: Q hat den Wert 1, falls CV <= 0 ; sonst 0 CV OUTPUT INT E, A, M, D, L aktueller Zählwert (mögliche Werte: bis ) Seite 50

51 Erweiterte Zeit- und Zählfunktionen Kapitel SFB 2 (Vor- /Rückwärtszähler) Mit dem SFB 2 CTUD" können Sie vorwärts und rückwärts zählen. Der Zähler wird bei einer steigenden Flanke (gegenüber dem letzten SFB-Aufruf) am Eingang CU um 1 erhöht CD um 1 erniedrigt. Erreicht der Zählwert die untere Grenze , so wird er nicht mehr erniedrigt die obere Grenze , so wird er nicht mehr erhöht. Falls in einem Zyklus sowohl am Eingang CU als auch am Eingang CD eine steigende Flanke vorliegt, behält der Zähler seinen aktuellen Wert. Dieses Verhalten weicht von der Norm IEC ab. Dort dominiert beim gleichzeitigen Anliegen der Signale CU und CD der CU - Eingang. Dieser Änderungsvorschlag wurde bei der IEC eingereicht. Der Pegel 1 am Eingang LOAD bewirkt, dass der Zähler auf den Vorbesetzwert PV voreingestellt wird. Dies geschieht unabhängig davon, welche Werte an den Eingängen CU und CD anliegen. Der Pegel 1 am Eingang R bewirkt das Rücksetzen des Zählers auf den Wert 0 unabhängig davon, welche Werte an den Eingängen CU, CD und LOAD anliegen. Am Ausgang QU wird angezeigt, ob der aktuelle Zählwert größer oder gleich dem Vorbesetzwert PV ist; am Ausgang QD wird angezeigt, ob er kleiner oder gleich Null ist. Das Betriebssystem setzt die Instanzen des SFB 2 CTUD" bei Kaltstart zurück. Falls Instanzen dieses SFB nach Neustart (Warmstart) initialisiert sein sollen, müssen Sie im OB 100 die zu initialisierenden Instanzen mit PT = 0 ms aufrufen. bei Verwendung als Vorwärtszähler mit R = 1 bei Verwendung als Rückwärtszähler mit R = 0 und LOAD = 1 und PV = gewünschter Anfangswert für CV Parameter Deklaration Datentyp Speicherbereich Beschreibung CU INPUT BOOL E, A, M, D, L, Konst. Vorwärtszähleingang. CD INPUT BOOL E, A, M, D, L, Konst. Rückwärtszähleingang R INPUT BOOL E, A, M, D, L, Konst. Rücksetzeingang. R dominiert gegenüber LOAD LOAD INPUT BOOL E, A, M, D, L, Konst. Ladeeingang. LOAD dominiert gegenüber CU und CD PV INPUT INT E, A, M, D, L, Konst. Vorbesetzwert. Der Zähler wird auf PV voreingestellt, wenn am Eingang LOAD 1-Pegel anliegt. QU OUTPUT BOOL E, A, M, D, L Status des Vorwärtszählers: QU hat den Wert 1, falls CV >= PV ; sonst 0 QD OUTPUT BOOL E, A, M, D, L Status des Rückwärtszählers: QD hat den Wert 1, falls CV <= 0; sonst 0 CV OUTPUT INT E, A, M, D, L aktueller Zählwert (mögliche Werte: bis ) Falls Instanzen dieses SFB innerhalb eines anderen Bausteins enthalten sind, erreichen Sie das Rücksetzen dieser Instanzen z. B. durch Initialisierung des übergeordneten Bausteins. Seite 51

52 Erweiterte Zeit- und Zählfunktionen Kapitel Fragen zur Wiederholung 1. Welche Funktionsarten werden bei Zeitgliedern unterschieden? 2. Welche Flankenauswertung wird bei welchen Zeitgliedern angewendet? 3. Welche Möglichkeiten der Zeitwertvorgabe kennen Sie? 4. Welche Möglichkeit der Zählerstandsabfrage kennen Sie? 5. Wie wird die Zeitkonstante in Step 7 dargestellt? 6. Ein S5-Timer hat eine Zeitwertvorgabe von 3 ½ Minuten, die im MW 50 abgelegt ist. Wie sieht der Aufbau des Merkerwortes im Datenformat HEX aus? Erklären Sie die Bedeutung der Bits Nr. 13 und 14! Seite 52

53 Fehlersuche in Step 7 Kapitel 5 5. Fehlersuche in S Übersicht Die Fehlersuche ist wichtig bei der Inbetriebnahme von Anlagen oder Maschinen bzw. bei Störungen und Stillstand dieser. Je nachdem, ob auftretende Fehler von der SPS erkannt werden oder nicht, kann man diese in zwei Gruppen unterteilen: - Fehler, die vom Betriebssystem (bei SIEMENS oft als BESY bezeichnet) der CPU erkannt werden und die normalerweise zum Stopp-Zustand führen - Funktionelle Fehler im Programm wobei eine gewünschte Funktion überhaupt nicht oder nicht korrekt ausgeführt wird. Die Suche nach diesen Fehlern ist meist viel schwieriger, da sie oft erst nach einer gewissen Zeit und bei äußerst seltenen Anlagenzuständen auftreten oder auch durch Fehlfunktionen von Sensoren, die an der Prozesssteuerung beteiligt sind, zur Auswirkung kommen. Übersicht über Step 7-Testwerkzeuge Fehler CPU in Stop: (z.b. Zugriff auf einen nicht vorhandenen Baustein; Diagnosealarm einer Signalbaugruppe) Testwerkzeuge: Baugruppenzustand Diagnosepuffer U-Sack B-Stack L-Stack Hardwarediagnose CPU in Run: (z.b. Prozessfehler wie Drahtbruch; Programmierfehler wie Doppelzuweisung) Testwerkzeuge: PA frei schalten (Ausgänge steuern) Variablen beobachten / steuern Bausteine beobachten (Bausteinstatus) Referenzdaten Querverweisliste Belegung E/A/M/T/Z Programmstruktur Es ist weiterhin möglich unabhängig von der Fehlerursache einzusetzen: Forcen Haltepunkte setzen Seite 53

54 Fehlersuche in Step 7 Kapitel Anzeigen von CPU-Meldungen. Eine Möglichkeit bei auftretenden Fehlern, sofort eine Meldung an einem Programmier-, Bedien-, oder Beobachtungsgerät anzuzeigen, ist die Funktion CPU-Meldungen. Wenn eine angeschlossene CPU durch einen Fehler in Stopp geht, wird umgehend ein Meldefenster am PG oder OP eingeblendet (Bild links unten). Es lassen sich auch Anwendermeldungen mit Systemfunktionen ausgeben. In der Liste sind alle CPUs aufgeführt, für welche im SIMATIC-Manager CPU-Meldungen aufgerufen wurde. 1. In der ersten Spalte wird angezeigt, wenn eine Verbindung durch den externen Partner abgebrochen wurde. 2. In der Spalte W werden Systemdiagnose- bzw. Anwendermeldungen aktiviert / deaktiviert. 3. In der Spalte A wird das Melden von Alarmen aktiviert / deaktiviert. Die Applikation überprüft, ob die jeweilige Baugruppe überhaupt Alarm-Meldungen unterstützt und meldet dies gegebenenfalls. 4. In der Spalte Baugruppe ist der Name der Baugruppe bzw. der Pfad des Programms eingetragen. Unter Ansicht kann eingestellt werden, eine eingehende Meldung im Bildschirmvordergrund angezeigt werden soll, im Hintergrund belassen und nur bei Bedarf angezeigt werden soll (Meldung wird archiviert) oder ignoriert wird (nicht angezeigt und nicht archiviert). In den Einstellungen kann die Archivgröße ( Meldungen) angepasst und geleert werden. Seite 54

55 Fehlersuche in Step 7 Kapitel Programmierschnittstelle einstellen 1 2 Bei Problemen mit der Kommunikation bzw. wenn eine neue Schnittstelle in Betrieb genommen werden soll, wechseln Sie als erstes im SIMATIC-Manager in das Untermenü PG/PC- Schnittstelle einstellen. In diesem Menü können Sie dann auswählen, ob eine neue Schnittstelle installiert werden soll z.b. eine PC-Card, oder Sie können die vorhandenen Einstellungen überprüfen bzw. auch ändern Programm und Einstellungen aus dem AG sichern Nachdem das PG mit dem AG verbunden wurde, kann in der SIMATIC-Software unter SIMATIC-Manager Zielsystem Station laden in PG das im AG vorhandene Programm sowie die Systemdaten ausgelesen werden. Im SIMATIC-Projekt erscheint eine neue Hardware-Station mit den aktuellen Hardware-Einstellungen und dem unter der CPU gespeichertem Programm. Bei unbekannten Stationen sollte vor jeder Arbeit am AG auf diesem Weg eine Sicherheitskopie der Steuerung angelegt werden. Seite 55

56 Fehlersuche in Step 7 Kapitel Referenzdaten Die Anzeige der Referenzdaten wird im SIMATIC-Manager (bei offline geöffnetem Behälter Bausteine") über die Menüpunkte Extras Referenzdaten Anzeigen oder Filtern und Anzeigen angestoßen. Die Referenzdaten werden gefiltert angezeigt (unabhängig davon, ob im Menü Extras der Punkt Anzeigen oder Filtern und Anzeigen gewählt wurde. Je enger der Filter definiert ist, desto größer ist die Geschwindigkeit bei der Anzeige der Referenzdaten. Nach Programmänderungen sollten alle Bausteine geschlossen werden und über den SIMATIC-Manager die Referenzdaten neu generiert werden Die Querverweisliste Die Querverweisliste wird im Fenster Referenzdaten anzeigen" über die Menüpunkte Ansicht Querverweise oder durch einen Mausklick auf das entsprechende Symbol geöffnet. Seite 56

57 Fehlersuche in Step 7 Kapitel 5 Die Querverweisliste ist eine einem Anwenderprogramm zugeordnete Liste der verwendeten Operanden: Eingänge; Ausgänge; Merker, Zähler; Zeiten Die Querverweisliste ist tabellarisch aufgebaut. Ein Querverweislisteneintrag belegt eine Zeile über folgende Spalten: Spalte Operand Symbol Baustein Art Verwendungsstelle Inhalt / Bedeutung absolute Adresse des Operanden Name des Operanden Bausteins, in dem der Operand verwendet wird lesender (Read) oder schreibender (Write) Zugriff Ort an dem der Operand verwendet wird rechte Maustaste Wenn ein Operand in der Querverweisliste markiert ist, kann über die Menüpunkte Ansicht Querverweise für Operand ein neues Fenster geöffnet werden, das nur die Querverweise für den markierten Operanden enthält. Seite 57

58 Fehlersuche in Step 7 Kapitel 5 Der Filterbereich legt den anzuzeigenden Adressbereich fest. Es können auch mehrere Teilbereiche angegeben werden. Die Filterbereich-Einträge 0;2 und 0-8 bedeuten, dass die Eingangsbytes 0 und 2 sowie die Ausgangsbytes von 0 bis 8 angezeigt werden sollen. Die einzuhaltende Schreibweise ist oben angegeben. Sollen die vorgenommenen Einstellungen für den nächsten Start der Applikation Referenzdaten anzeigen übernommen werden, muss das Kontrollkästchen Als Standardvorgabe speichern aktiviert sein. Seite 58

59 Fehlersuche in Step 7 Kapitel Belegung der E/A/M/T/Z Der Belegungsplan der Eingänge / Ausgänge / Merker wird über die Menüpunkte Ansicht Belegung oder durch einen Mausklick auf das entsprechende Symbol aufgerufen. Dieser Belegungsplan liefert eine Übersicht, welches Bit in welchem Byte der Speicherbereiche Eingang (E), Ausgang (A), und Merker (M) verwendet wird. Merker 0.7 separat verwendet Wortzugriff MW 0 Jede Zeile beinhaltet ein Byte des Speicherbereichs, in dem die acht Bits je nach Zugriff gekennzeichnet werden. Zusätzlich wird noch angegeben, ob der Zugriff durch einen Byte-, Wort- oder Doppelwort-Zugriff erfolgt. Im rechten Teil des Fensters werden die Timer und Zähler je nach Verwendung gelistet. Auch in diesem Fenster kann durch Filterbedingungen die Anzeige begrenzt werden. Seite 59

60 Fehlersuche in Step 7 Kapitel Programmstruktur Die Programmstruktur beschreibt die Aufrufhierarchie der Bausteine innerhalb eines S7- Anwenderprogramms. Entsprechend den Einstellungen des Filters erfolgt die Darstellung in Programmpfaden in einer Baumstruktur oder als "paarweise Aufrufbeziehung" (es wird jeweils der aufrufende und aufgerufene Baustein dargestellt). Folgende Symbole sind nur bei Darstellung in Baumstruktur möglich: Rekursionen innerhalb der Aufrufhierarchie < [ nnn ] In der Spalte (im Pfad) wird der maximale Speicherbedarf der Lokaldaten (in Byte) angegeben In der letzten Spalte wird Speicherbedarf der Lokaldaten (in Byte) je Baustein angegeben Unbedingt aufgerufener Baustein (z.b.: CALL FB10)? Bedingt aufgerufener Baustein (z.b.: CC FB10) Nicht aufgerufene Bausteine werden am unteren Ende der Baumstruktur angezeigt und mit einem schwarzen Kreuz markiert. Datenbaustein Über die Menüpunkte Ansicht Nicht verwendete Operanden oder durch einen Mausklick auf das entsprechende Symbol wird eine Liste der Operanden aufgeblendet, die in der Symboltabelle definiert sind aber innerhalb des S7-Anwenderprogramms nicht verwendet werden. Über die Menüpunkte Ansicht Operanden ohne Symbol oder durch einen Mausklick auf das entsprechende Symbol wird eine Liste der Operanden aufgeblendet, die im S7- Anwenderprogramm verwendet wurden, in der Symboltabelle aber nicht definiert sind. Eine Zeile besteht aus dem Operanden und der Angabe, wie oft er verwendet wurde. Über Filtern" werden Detailinformationen für die Anzeige der nichtverwendeten Symbole vorgenommen. Seite 60

61 Fehlersuche in Step 7 Kapitel Diagnosepuffer Möglichkeiten der Fehlerdiagnose: Störungsbehandlung Fehlerdiagnose Meldungen Fehler OBs Diagnosepuffer Speicher Zykluszeit Asynchron Synchron Zeitsystem Kommunikation Leistungsdaten Stacks OB121 OB122 OB80 OB87 Mit Diagnose werden die integrierten Erkennungs- und Aufzeichnungsfunktionen der CPU bezeichnet. Der Bereich, in dem die Fehlerinformationen aufgezeichnet werden, heißt Diagnosepuffer. Die Größe des Puffers ist von der CPU abhängig (z.b. CPU 314 = 100 Meldungen). Der Diagnosepuffer ist ein als Ringpuffer organisierter, Speicherbereich in der CPU, der auch durch Urlöschen nicht gelöscht werden kann. Er beinhaltet alle Diagnoseereignisse in der Reihenfolge, in der sie aufgetreten sind. Am Programmiergerät können alle Ereignisse im Klartext und in der Reihenfolge ihres Auftretens angezeigt werden. Wenn ein Fehler oder ein Ereignis, beispielsweise ein Betriebsartenwechsel eintritt, geschieht folgendes: Im Diagnosepuffer wird eine mit Datum und Uhrzeit versehene Meldung eingetragen. Die zuletzt eingegangene Meldung wird am Anfang des Puffers gespeichert. Wenn der Speicher voll ist, werden frühere Einträge gelöscht. Der Puffer zeichnet die Beschreibung des Diagnoseereignisses auf. Gegebenenfalls aktiviert das Ereignis einen zugehörigen Fehler-OB (Organisationsbaustein). Seite 61

62 Fehlersuche in Step 7 Kapitel 5 Mit Hilfe der CPU-Diagnose können folgende Arten von Fehlern diagnostiziert werden: Systemfehler in der CPU Fehler einer Baugruppe Programmfehler in der CPU. Zu dem selektierten Ereignis werden in dem Feld Details zum Ereignis" noch einige Zusatzinformationen geliefert: Bezeichnung des Ereignisses und Ereignisnummer, Zusatzinformationen, abhängig vom Ereignis, wie z.b. die Adresse des Befehls, der das Ereignis verursacht hat, usw. Über die Schaltfläche Hilfe zum Ereignis" wird die Hilfe zu dem in der Liste selektierten Ereignis geöffnet. Über die Schaltfläche Baustein öffnen" kann der referenzierte Baustein in der CPU geöffnet werden. (Online!) Für die Anzeige der Stack-Informationen muss die CPU in den STOP- Zustand gewechselt haben: wegen eines Programmfehlers wegen eines STOP- Befehls bei Erreichen eines Haltepunktes (S7-400). Seite 62

63 Fehlersuche in Step 7 Kapitel 5 Der Baustein-Stack (B-Stack) ist eine graphische Darstellung der Aufrufhierarchie, d.h. der Reihenfolge und Schachtelung der aufgerufenen Bausteine bis zur Unterbrechungsstelle. Unterbrechungsstelle Der B-Stack enthält ebenso alle Interrupts durch Alarm-OBs und Fehler-OBs sowie die offenen DB s. Im zuletzt angezeigten Baustein ist die unmittelbare Ursache des Betriebszustands STOP zu finden. Mit der Schaltfläche Baustein öffnen" kann der in der B-Stack-Liste angewählte Baustein online geöffnet und bearbeitet werden. Der Cursor steht nach der fehlerhaften Anweisung (am Anfang der nächsten Anweisung) bei AWL bzw. bei KOP / FUP wird das Netzwerk mit der fehlerhaften Anweisung geöffnet. Der Unterbrechungs-Stack (U-Stack) bezieht sich immer auf eine Bearbeitungsebene. Vor dem Aufruf des U-Stack muss im B-Stack der betreffende Organisationsbaustein angewählt sein. In der U-Stack-Maske werden die Inhalte aller relevanten Register zum Zeitpunkt der Unterbrechung dargestellt: Akkumulatoren Das Zahlenformat für die Darstellung der AKKU- Inhalte kann in dem Listenfeld Anzeigeformat" ausgewählt werden. Adressregister Das Zahlenformat für die Darstellung der Adressregister-Inhalte kann in dem Listenfeld Anzeigeformat" ausgewählt werden. Statuswort Die Bits 0 bis 8 des Statuswortes werden dargestellt. Sie sind mit Abkürzungen gemäß ihrer Bedeutung gekennzeichnet. Seite 63

64 Fehlersuche in Step 7 Kapitel Das Feld Unterbrechungsstelle" liefert Hinweise zu: Unterbrochener Baustein, mit der Option diesen direkt zu öffnen (der Cursor steht dann direkt vor der fehlerhaften Anweisung), Prioritätsklasse des OB, dessen Bearbeitungsebene unterbrochen wurde, aufgeschlagene Datenbausteine mit der Angabe von Nummer und Größe. Der Lokaldaten-Stack (L-Stack) enthält die aktuellen Werte aller Lokaldaten der zum Zeitpunkt der Unterbrechung noch nicht beendeten Bausteine. Die Bausteine, die im Moment des Wechsels in den Betriebszustand STOP noch nicht beendet waren, sind im Baustein-Stack (B-Stack) aufgelistet. Seite 64

65 Fehlersuche in Step 7 Kapitel Variable beobachten / steuern: Die Testfunktion Variable beobachten und steuern kann vom SIMATIC-Manager oder vom KOP/FUP/AWL-Editor aus gestartet werden und dient zum Beobachten und / oder Steuern von Variablen in frei wählbarem Format. Variablentabelle: rechte Maustaste Die Variablentabelle (VAT) kann gleichzeitig mit dem Status-Baustein aufgeblendet werden. Sie kann auch permanent (parallel zu Status beobachten) auf dem Bildschirm postiert werden. Die anzuzeigenden Variablen werden unter Operand eingetragen. Unter Anzeigeformat kann das jeweils zur Verfügung stehende Format der Variablen eingetragen werden. Manchmal ist es sinnvoll den gleiche Operanden / Operandenbereich in mehreren Darstellungen gleichzeitig anzuzeigen. Dazu wird dieser mehrfach eingetragen und bei jedem Eintrag ein anderes Anzeigeformat gewählt. Hinweis: Zur Überprüfung der Ein- und Ausgangsverdrahtung unabhängig vom Anwenderprogramm kann das Werkzeug Variable beobachten steuern auch direkt aus dem Werkzeug HW-Konfig aufgerufen werden. Seite 65

66 Fehlersuche in Step 7 Kapitel 5 Triggerpunkte festlegen: PAE Trigger einstellen Beobachten / Steuern entsprechend der Triggerbedingung Status- / Steuerwerte aktualisieren einmaliges beobachten / steuern Zyklische Programmbearbeitung PAA Mit dem Festlegen der Triggerpunkte wird das Verhalten bestimmt, wann die Werte der Variablen auf dem Bildschirm aktualisiert werden. Praktischer Weise sollten deshalb z.b. Eingänge zum Zyklusbeginn und Ausgänge zum Zyklusende getriggert werden. Durch das Festlegen der Triggerpunkte für Steuern kann zu Testzwecken z.b. das Signal eines angeschlossenen Ein-/Ausgangs überschrieben werden. Soll ein Ein- oder Ausgang permanent gesteuert werden, muss dies hier eingestellt werden, da sonst das Steuern nur einmalig (für einen Zyklus) ausgeführt wird. Hinweis: Die Funktion permanent Steuern lässt sich aus Sicherheitsgründen jederzeit mit der ESC-Taste der PG-Tastatur wieder beenden. Seite 66

67 Fehlersuche in Step 7 Kapitel Triggerbedingungen für Baustein beobachten Um parametrierbare Bausteine (FCs, FBs), die im Anwenderprogramm mehrfach aufgerufen werden, beobachten zu können, muss der zu beobachtende Aufruf ausgewählt werden. Eine Möglichkeit ist, im aufrufenden Baustein den entsprechenden Aufruf mit der rechten Maustaste auszuwählen. Seite 67

68 Fehlersuche in Step 7 Kapitel Organisationsbausteine Organisationsbausteine (OB s) bilden die Schnittstelle zwischen dem Betriebssystem der CPU und dem Anwenderprogramm. Der OB1 enthält oder organisiert (durch den Aufruf anderer Bausteine) das zyklische Programm. Organisationsbausteine können nicht von anderen Bausteinen aufgerufen werden. Sie werden vom Betriebssystem aufgerufen, um auf bestimmte Ereignisse zu reagieren, wie z.b.: Anlauf der CPU bestimmte Uhrzeit konstante Zeitintervalle Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer Auftreten von Fehlern Auftreten von Prozessalarmen Organisationsbausteine werden entsprechend der ihnen zugeordneten Priorität bearbeitet (1 = niedrigste und 29 = höchste Priorität). Wenn ein anderer OB vom Betriebssystem aufgerufen wird, unterbricht er die zyklische Programmbearbeitung, da der OB 1 die niedrigste Priorität hat. Jeder andere OB kann also das Hauptprogramm unterbrechen und sein eigenes Programm bearbeiten; anschließend wird die Bearbeitung es OB 1 an der Unterbrechungsstelle fortgesetzt. Wenn ein OB mit höherer Priorität als der momentan ausgeführte aufgerufen wird, erfolgt die Unterbrechung nach der gerade bearbeiteten Anweisung. Das Betriebssystem speichert dann den kompletten Register-Stack für den unterbrochenen Baustein. Diese Register-Information wird wiederhergestellt, wenn das Betriebssystem die Bearbeitung des zuvor unterbrochenen Bausteins fortsetzt. Übersicht der Organisationsbausteine Periodische Programmunterbrechung Anlauf OB 100 OB 101 OB 102 Zyklische Programmbearbeitung OB 1 Ereignisgesteuerte Programmunterbrechung OB (Uhrzeitalarme) OB (Weckalarme) OB (Verzögerungsalarme) OB (Prozessalarme) OB (Asynchronfehler) OB 121, 122 (Synchronfehler) "Alarm-OBs" "Fehler-OBs" Seite 68

69 Fehlersuche in Step 7 Kapitel 5 Unterbrechung des zyklischen Programms: Bsp.: OB 82 (Priorität 26) Fehlerbehandlung. Bearbeitung bei Drahtbruch am Analogeingang PEW 304 Bsp.: OB 10 (Priorität 2) Uhrzeitalarm. Bearbeitung jede Minute ab 9: 00 Bsp.: OB 20 (Priorität 3) Verzögerungsalarm. Bearbeitung wird 5 sec nach der Teile-Erkennung gestartet. OB1 wird endlos ausgeführt bis zu einer Unterbrechung durch einen anderen OB Prioritäten der OB s: OB-Nr. OB 1 OB 10 OB 20 OB 35 OB 40 OB 82 OB-Typ Zyklisches Programm Uhrzeitalarm Verzögerungsalarm Weckalarm Prozessalarm Fehler-Bearbeitung Priorität / 28 Seite 69

70 Fehlersuche in Step 7 Kapitel Funktionsbeschreibung der OB s in Step Uhrzeitalarme Uhrzeitalarme werden verwendet, um ein bestimmtes Programm, das im OB 10 aufgerufen wird, zu einem bestimmten Zeitpunkt einmalig oder ab diesem Zeitpunkt periodisch (minütlich, stündlich, täglich, wöchentlich, monatlich, jährlich) zu bearbeiten. Uhrzeitalarme werden mit dem Werkzeug HW-Konfig projektiert. Über die Menüpunkte CPU Objekteigenschaften Register Uhrzeitalarme wird eingestellt, wann und wie die OB s (OB 10 bis 17) aktiviert werden sollen. Ist das Kontrollkästchen Aktiv aktiviert, wird der zugehörige OB bei jedem Neustart der CPU automatisch gestartet. Außerdem können die Uhrzeitalarme auch mit Systemfunktionen gesteuert werden. SFC 28 SET_TINT Startdatum, Uhrzeit und Periode einstellen SFC 29 CAN_TINT Uhrzeit löschen SFC 30 ACT_TINT Uhrzeit aktivieren SFC 31 QRY_TINT Uhrzeitalarm abfragen Seite 70

71 Fehlersuche in Step 7 Kapitel Weckalarme Mit einem Weckalarm lässt sich ein Baustein in festen Zeitabständen bearbeiten. Die S7-300 bietet als Weckalarm-OB den OB 35 an. Die Default-Vorgabe für sein Aufrufintervall beträgt 100ms, der einstellbare Bereich von 1ms bis 1 Minute. Bei der Aktivierung einer zeitgesteuerten Unterbrechung wird das Intervall in Bezug auf eine Startzeit" festgelegt. Diese Startzeit beginnt bei jedem CPU-Betriebsartenwechsel von STOP nach RUN. Es muss darauf geachtet werden, dass das festgelegte Intervall größer ist, als die zur Ausführung benötigte Zeit. Das Betriebssystem ruft den OB 35 zu der angegebenen Zeit auf; wenn der OB 35 zu diesem Zeitpunkt noch aktiv ist, ruft das Betriebssystem den OB 80 (Weckalarm-Fehler) auf. Weckalarme können zur Laufzeit nicht mit Systemfunktionen gesteuert werden. Einstellung von Weckalarmen: Seite 71

72 Fehlersuche in Step 7 Kapitel Verzögerungsalarme Die Bearbeitung des Programms eines Verzögerungsalarm-OB s (OB 20) wird nach Eintreten eines bestimmten Ereignisses zeitverzögert gestartet. Der OB 20 kann nur durch einen Aufruf der Systemfunktion SFC 32 (SRT_DINT) aktiviert werden. Sie übernimmt auch die Einstellung der Verzögerungszeit. SFC 32 SRT_DINT OB_NR = Nummer des mit Zeitverzögerung zu bearbeitenden OB s. DTIME = Verzögerungszeit ( ms) SIGN = anwenderspezifisches Kennzeichen für den Start des Verzögerungsalarm- OB s RET_VAL = Fehlercode, falls bei der Bearbeitung des Verzögerungsalarm-OB s ein Fehler aufgetreten ist (Bedeutung der Fehler-Nummern, siehe Online- Hilfe). Außer der SFC 32 stehen zur Behandlung von Verzögerungsalarmen auch noch die folgenden SFC s zur Verfügung: SFC 33 (CAN_DINT) = Verzögerungsalarm löschen und SFC 34 (QRY_DINT) = Verzögerungsalarm abfragen. Seite 72

73 Fehlersuche in Step 7 Kapitel Prozessalarme Die Bearbeitung des Programms eines Prozessalarm-OB s (OB 40) wird sofort nach Eintreten eines bestimmten Ereignisses gestartet. Prozessalarme können von verschiedenen baugruppenspezifischen Signalen ausgelöst werden: Bei parametrierbaren Signalbaugruppen (DI, DO, AI, AO) wird mit dem Werkzeug HW- Konfig" festgelegt, welches Signal den Prozessalarm auslösen soll. Bei CP- und FM-Baugruppen wird das Alarmverhalten mit Hilfe der Konfigurationssoftware der entsprechenden Baugruppe festgelegt. Einstellung von Prozessalarmen HW-Konfig Analogeingabebaugruppe Eigenschaften der Analogbaugruppe Eigenschaften der CPU (10V) (+8.2V) (+1.5V) 0 Seite 73

74 Fehlersuche in Step 7 Kapitel Diagnosealarm, Asynchrone Fehler Asynchronfehler sind Fehler in der Funktionalität der SPS. Sie treten asynchron zur Programmbearbeitung auf und können nicht einer bestimmten Programmstelle zugeordnet werden (z.b. ein Diagnosealarm von einer Baugruppe). Wenn im RUN-Zustand ein Fehler erkannt wird und ein entsprechender Fehler-OB programmiert war, so wird dieser aufgerufen und sein Programm abgearbeitet. Dieses Programm enthält z.b.: - Einschalten einer Warnleuchte / Sirene - Datensicherungsanweisungen und einen abschließenden STOPP-Befehl - Programm zur Registrierung der Häufigkeit mit welcher der Fehler auftritt, ohne die CPU in den STOP- Zustand zu versetzen. Wenn der dem Fehler zugeordnete Fehler-OB nicht vorhanden ist, geht die CPU automatisch in den STOPP-Zustand über. Diagnosealarm, Asynchronfehleralarm HW-Konfig Analogeingabebaugruppe Eigenschaften der Analogbaugruppe Eigenschaften der CPU Drahtbruch (10V) 0 Seite 74

75 Fehlersuche in Step 7 Kapitel 5 Übersicht der Asynchronen Fehler OB s: Fehlerart Beispiel OB Priorität Zeitfehler Überschreiten der max. Zykluszeit OB80 26 Stromversorgungsfehler Ausfall der Pufferbatterie OB81 Diagnosealarm Drahtbruch am Eingang einer diagnosefähigen Baugruppe OB82 Ziehen- / Stecken- Alarm Ziehen einer Signalbaugruppe bei S7-400 im laufenden Betrieb OB83 CPU-Hardware-Fehler Fehlerhafter Signalpegel an der MPI-Schnittstelle OB84 Programmablauf-Fehler Fehler bei der Prozessabbild-Aktualisierung (Baugruppe defekt) OB85 Baugruppenträgerausfall Ausfall der Stromversorgung im dezentralen Baugruppenträger OB86 Kommunikations-Fehler Falsche Telegrammerkennung OB87 26 / Synchrone Fehler Diese Fehler lassen sich einer bestimmten Stelle im Programm zuordnen, wenn der Fehler während der Ausführung einer bestimmten Anweisung auftrat. Die von synchronen Fehlern aufgerufenen Fehler-OB s werden als Teil des Programms bearbeitet, und zwar mit der gleichen Priorität wie der Baustein, der bei Erkennung des Fehlers gerade ausgeführt wurde. Übersicht der Synchronen Fehler OB s: Fehlerart Beispiele Fehler- OB Priorität Programmierfehler Zugriffsfehlerfehler im Programm wird ein Baustein aufgerufen, der in der CPU nicht vorhanden ist im Programm wird eine defekte oder nicht vorhandene Baugruppe angesprochen (z.b. Direktzugriff auf nicht vorhandene Peripherie-Baugruppe) OB 121 OB 122 entsprechend dem OB, der durch den Fehler unterbrochen wurde Seite 75

76 Fehlersuche in Step 7 Kapitel Umverdrahten Anwendungsfälle: An einer Baugruppe wird ein defekter Kanal festgestellt. Wenn an derselben Baugruppe noch nicht alle Kanäle belegt sind, kann der entsprechende Geber bzw. das Stellglied auf den freien Kanal umgeklemmt werden. Ein weiterer Fall das Programm soll an einen anderen Prozess angepasst werden, bei dem die Geber bzw. Stellgeräte auf andere Adressen verdrahtet sind. In jedem Fall muss das Programm durch Umverdrahten (Einsetzen der neuen Adressen im Programm) an die neuen Gegebenheiten angepasst werden Umverdrahten mit dem SIMATIC-Manager Beim Umverdrahten mit dem SIMATIC-Manager muss bei den Objekteigenschaften des Bausteinbehälters Operandenvorrang: Absolutwert eingestellt sein. Es können nur bestimmte Bausteine (durch Markieren dieser) oder alle Bausteine (durch Markieren des Baustein-Behälters) umverdrahtet werden. Gestartet wird die Funktion im SIMATIC-Manager Extras Umverdrahten. Tragen Sie in der Maske die alten und die neuen Operanden ein und aktivieren Sie bei Bedarf Alle Zugriffe innerhalb der angegebenen Operanden (z.b. bei ganzen Bytes). Seite 76

77 Fehlersuche in Step 7 Kapitel Umverdrahten über führende Symbolik Vorraussetzung für diese Funktion ist eine vorhandene Symboltabelle. Beim Umverdrahten über führende Symbolik muss bei den Objekteigenschaften des Bausteinbehälters Operandenvorrang: Symbol eingestellt sein. Achtung: Das Anpassen der Absolut-Adressen in der Symboltabelle darf erst vorgenommen werden, nachdem in den Objekteigenschaften des Baustein-Behälters als Operandenvorrang Symbol eingestellt worden ist! Vorher vorgenommene Änderungen werden als solche nicht anerkannt! Nachdem die Absolut-Adressen in der Symboltabelle angepasst worden sind, kann das Umverdrahten mit dem KOP/FUP/AWL-Editor durch Öffnen der Bausteine vorgenommen werden. Nach dem Quittieren der Meldung Mindestens eine Symbolzuordnung geändert werden die veränderten Adressen vom Editor automatisch eingefügt. Das Umverdrahten wird nur in Bausteinen durchgeführt, die explizit mit dem Editor geöffnet werden! Außerdem ist das Umverdrahten eines Bausteins nur dann wirksam, wenn dieser anschließend gespeichert wird. Vorgehensweise für das Umverdrahten: Seite 77

78 Fehlersuche in Step 7 Kapitel Quellen Über Quellen können auch einzelne Bausteine kopiert bzw. gesichert werden. Als Quellen generierte Bausteine können außerdem mit jedem Texteditor wie z.b. Notepad bearbeitet werden. Die Funktion Quelle generieren finden Sie im KOP/FUP/AWL-Editor unter Datei Quelle generieren. Es sollte dabei kein Baustein mehr geöffnet sein, da der letzte gespeicherte Zustand des Bausteins generiert wird. Umgekehrt können Sie im SIMATIC-Manager unter Bearbeiten Übersetzen, bzw. im KOP/FUP/AWL-Editor unter Datei Übersetzen die Quellen wieder in das Programm einbinden. Seite 78

79 Fehlersuche in Step 7 Kapitel Umverdrahten über Quellen Eine weitere Funktion, die Sie über Quellen verwenden können, ist die Möglichkeit des Umverdrahtens. Generieren Sie dazu von den umzuverdrahtenden Bausteinen eine Quelle. Achten Sie dabei darauf, dass Sie beim Generieren symbolisch anwählen (eine Symbolik muss selbstverständlich vorhanden sein). Ändern Sie anschließend in der Symbolik die entsprechenden Einträge (Eingänge, Ausgänge usw.) und übersetzen Sie die Quelle zurück Baustein über Quellen schützen Eine weitere Funktion, die Sie über Quellen verwenden können, ist der Know-How-Schutz von Bausteinen. Sie können damit Programme in Bausteinen vor unauthorisierten Zugriffen und Einblicken schützen. Generieren Sie dazu von dem zu schützenden Baustein eine Quelle. Fügen Sie danach im Bausteinkopf die Zeile Know_How_Protect ein. Nachdem Sie die Quelle wieder übersetzen, lässt sich der Baustein nur noch über die Originalquelle durch Löschen bzw. Auskommentieren der Zeile Know_How_Protect und anschließendem zurück Übersetzen wieder öffnen. Seite 79