SINAMICS S: Positionieren eines S120 mit S7-1x00 (TIA-Portal) über PROFINET mit HMI. SINAMICS S120, TIA-Portal. Applikationsbeschreibung 08/2014

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1 Applikationsbeschreibung 08/2014 SINAMICS S: Positionieren eines S120 mit S7-1x00 (TIA-Portal) über PROFINET mit HMI SINAMICS S120, TIA-Portal

2 Gewährleistung und Haftung Gewährleistung und Haftung Hinweis Die Applikationsbeispiele sind unverbindlich und erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit hinsichtlich Konfiguration und Ausstattung sowie jeglicher Eventualitäten. Die Applikationsbeispiele stellen keine kundenspezifischen Lösungen dar, sondern sollen lediglich Hilfestellung bieten bei typischen Aufgabenstellungen. Sie sind für den sachgemäßen Betrieb der beschriebenen Produkte selbst verantwortlich. Diese Applikationsbeispiele entheben Sie nicht der Verpflichtung zu sicherem Umgang bei Anwendung, Installation, Betrieb und Wartung. Durch Nutzung dieser Applikationsbeispiele erkennen Sie an, dass wir über die beschriebene Haftungsregelung hinaus nicht für etwaige Schäden haftbar gemacht werden können. Wir behalten uns das Recht vor, Änderungen an diesen Applikationsbeispielen jederzeit ohne Ankündigung durchzuführen. Bei Abweichungen zwischen den Vorschlägen in diesem Applikationsbeispiel und anderen Siemens Publikationen, wie z.b. Katalogen, hat der Inhalt der anderen Dokumentation Vorrang. Für die in diesem Dokument enthaltenen Informationen übernehmen wir keine Gewähr. Unsere Haftung, gleich aus welchem Rechtsgrund, für durch die Verwendung der in diesem Applikationsbeispiel beschriebenen Beispiele, Hinweise, Programme, Projektierungs- und Leistungsdaten usw. verursachte Schäden ist ausgeschlossen, soweit nicht z.b. nach dem Produkthaftungsgesetz in Fällen des Vorsatzes, der groben Fahrlässigkeit, wegen der Verletzung des Lebens, des Körpers oder der Gesundheit, wegen einer Übernahme der Garantie für die Beschaffenheit einer Sache, wegen des arglistigen Verschweigens eines Mangels oder wegen Verletzung wesentlicher Vertragspflichten zwingend gehaftet wird. Der Schadensersatz wegen Verletzung wesentlicher Vertragspflichten ist jedoch auf den vertragstypischen, vorhersehbaren Schaden begrenzt, soweit nicht Vorsatz oder grobe Fahrlässigkeit vorliegt oder wegen der Verletzung des Lebens, des Körpers oder der Gesundheit zwingend gehaftet wird. Eine Änderung der Beweislast zu Ihrem Nachteil ist hiermit nicht verbunden. Weitergabe oder Vervielfältigung dieser Applikationsbeispiele oder Auszüge daraus sind nicht gestattet, soweit nicht ausdrücklich von Siemens Industry Sector zugestanden. Securityhinweise Siemens bietet Produkte und Lösungen mit Industrial Security-Funktionen an, die den sicheren Betrieb von Anlagen, Lösungen, Maschinen, Geräten und/oder Netzwerken unterstützen. Sie sind wichtige Komponenten in einem ganzheitlichen Industrial Security-Konzept. Die Produkte und Lösungen von Siemens werden unter diesem Gesichtspunkt ständig weiterentwickelt. Siemens empfiehlt, sich unbedingt regelmäßig über Produkt-Updates zu informieren. Für den sicheren Betrieb von Produkten und Lösungen von Siemens ist es erforderlich, geeignete Schutzmaßnahmen (z. B. Zellenschutzkonzept) zu ergreifen und jede Komponente in ein ganzheitliches Industrial Security-Konzept zu integrieren, das dem aktuellen Stand der Technik entspricht. Dabei sind auch eingesetzte Produkte von anderen Herstellern zu berücksichtigen. Weitergehende Informationen über Industrial Security finden Sie unter Um stets über Produkt-Updates informiert zu sein, melden Sie sich für unseren produktspezifischen Newsletter an. Weitere Informationen hierzu finden Sie unter Beitrags-ID: , V1.0, 08/2014 2

3 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Gewährleistung und Haftung Aufgabe Lösung Übersicht Beschreibung der Kernfunktionalität Hard- und Software-Komponenten Gültigkeit Verwendete Komponenten Grundlagen Zyklische Kommunikation Azyklische Kommunikation Datensatz Grundlagen Einfachpositionierer (EPOS) Grundlagen SINA_POS und SINA_PARA Funktionsweise Gesamtübersicht Funktionalität HMI Anbindung Programmdetails zum Datenaustausch SIMATIC PLC <-> HMI Projektierungserläuterungen Funktionalität des Bausteins FBHmiSinaPos Funktionalität HMI <----> SINA_PARA (FB286) Konfiguration und Projektierung Konfiguration der SIMATIC S7-Steuerung Konfiguration der Kommunikation Konfiguration des SINAMICS mit der Technologie EPOS Installation und Inbetriebnahme Bedienung der Applikation Übersicht Szenario A - Zyklische Kommunikation Szenario B - Azyklische Kommunikation Szenario C - Absolutwertgeberjustage Literaturhinweise Ansprechpartner Historie Beitrags-ID: , V1.0, 08/2014 3

4 1 Aufgabe 2.1 Übersicht 1 Aufgabe Überblick über die Automatisierungsaufgabe Folgendes Bild gibt einen Überblick über die Automatisierungsaufgabe. Abbildung 1-1 Beschreibung der Automatisierungsaufgabe Ziel der Applikation ist das Aufzeigen einer denkbaren Anwendung der Funktionsbausteine SINA_POS(FB284) und SINA_PARA(FB286) zur Einbindung der Technologie Einfachpositionierer (EPOS). Dies geschieht in Verbindung mit einer S7-1x00 im Umfeld des TIA Portals. Zur Bedienung der Applikation wird ein entsprechend vorbereitetes HMI benutzt. Beitrags-ID: , V1.0, 08/2014 4

5 2 Lösung 2.1 Übersicht 2 Lösung 2.1 Übersicht Schema Die folgende Abbildung zeigt schematisch die wichtigsten Komponenten der Lösung: Abbildung 2-1 Vorteile Die hier vorgestellte Lösung bietet Ihnen folgende Vorteile: Sequentielle Ansteuerung von bis zu 32 (*1)(*2) EPOS-Achsen Einsparung von n-1 (n=achsanzahl) notwendigen Instanzdatenbausteinen Azyklisches Schreiben / Lesen von bis zu 16 beliebigen Parametern HMI Darstellung der neuen Bausteine FB284 / FB286 HMI Demonstration einer Absolutwertgeberjustage (1) Die Begrenzung auf 32 kann je nach Bedarf im Funktionsbaustein der Applikation angepasst werden (2) Die Menge an EPOS Achsen ist ebenso abhängig von Seiten der Hardware der verwendeten S7-CPU in den Punkten verfügbarer E/A Bereich und Anzahl anschließbarer I/O Devices (z.b. Antriebe, ET200, ). Beitrags-ID: , V1.0, 08/2014 5

6 2 Lösung 2.1 Übersicht Abgrenzung Diese Applikation enthält keine Beschreibung: Einer grundlegenden Antriebsinbetriebnahme Der Konfiguration des EPOS Grundlegende Kenntnisse über diese Themen werden voraus gesetzt. Vorausgesetzte Kenntnisse Grundlegende Kenntnisse über STARTER / Step7 V12/13 werden voraus gesetzt. Beitrags-ID: , V1.0, 08/2014 6

7 2 Lösung 2.2 Beschreibung der Kernfunktionalität 2.2 Beschreibung der Kernfunktionalität Grundlage der Applikation bilden die neuen Funktionsbaustein SINA_POS(FB284 und SINA_PARA(FB286). Die Applikation bietet die Möglichkeit per HMI die vom Baustein SINA_POS bereitgestellte Anbindung aktiv zu bedienen und eine beliebige Anzahl von EPOS Achsen sequentiell anzusteuern. Ebenso bietet die Applikation die Möglichkeit die azyklische Kommunikation mittels SINA_PARA graphisch zu bedienen. Wandelt man den Zugriff des HMI ab und verwendete stattdessen ein PLC Programm, dann besteht die Möglichkeit die Funktionalität der Applikation im Kontext einer eigenen Applikation weiter zu entwickeln. Des Weiteren besteht die Möglichkeit die Anzahl der parallel zu bearbeitenden Achsen zu erweitern, in dem der Funktionsbaustein sowie der Applikationsdatenbaustein x-fach erneut benutzt wird. Hinweis Besteht in der Applikation keine Möglichkeit EPOS Achsen sequentiell anzusteuern, kann das Gerüst bestehend aus FB und Applikations-DB auch weggelassen werden und die Kommunikation direkt mit FB284 durchgeführt werden. Übersicht und Beschreibung der Oberfläche Abbildung 2-2 Zyklische Kommunikation mit FB284 Beitrags-ID: , V1.0, 08/2014 7

8 2 Lösung 2.2 Beschreibung der Kernfunktionalität Ablauf der Kernfunktionalität Abbildung 2-3 Ablaufplan Startbild Zyklisch Azyklisch Eingabe/ Ausgabe Achsdaten Gesp. Daten Eingabe Parameterdaten Achswechsel Ja Unterprogramm Verzweigung Nein Anzeige Start Operation Lesen Anzeige Schreiben Stop Tabelle 2-1 Aktion 1. HMI startet mit dem Startbild 2. Auswahl für zyklische oder azyklische Kommunikation 3. Zyklisch: Einstellung für die Achsen treffen und Achse verfahren Azyklisch: Schreiben oder Lesen von beliebigen Parametern Hinweis Wechsel zwischen azyklischer Kommunikation und zyklischer Kommunikation per Button jederzeit möglich Bei der Nutzung der Default- Einstellung werden die Achsdaten nicht remanent gespeichert Beitrags-ID: , V1.0, 08/2014 8

9 2 Lösung 2.3 Hard- und Software-Komponenten 2.3 Hard- und Software-Komponenten Gültigkeit Diese Applikation ist gültig für STEP 7 ab V12SP1 S ab FW 2.x S ab FW Verwendete Komponenten Die Applikation wurde mit den nachfolgenden Komponenten erstellt: Hardware-Komponenten Tabelle 2-2 Komponente Anz. Bestellnummer Hinweis S DC/DC/DC S PN/DP SINAMICS S120 V4.6 KTP1000 Basic Color Software-Komponenten Tabelle ES7214-1AG40-0XB0 V ES7516-3AN00-0AB0 V SL3040-1LA01-0AA0 CU310-2 PN 1 6AV6647-0AF11-3AX0 Komponente Anz. Bestellnummer Hinweis Step7- V12SP1 WINCC V12SP1 STARTER ES7822-1AA02-0YA5 1 6AV2102-0AA02-0AA5 1 WW/view/de/ Beitrags-ID: , V1.0, 08/2014 9

10 2 Lösung 2.3 Hard- und Software-Komponenten Größe der verwendeten Bausteine Beispiel einer S DC/DC/DC V2.2 Tabelle 2-4 Baustein Größe im Arbeitsspeicher FBHmiSinaPos 5789B 37853B Inst_DB_FBHmiSinaPos 788B 5855B Sina_POS 7157B 84200B Sina_POS_DB 118B 11938B Sina_PARA 20799B B Sina_PARA_DB 674B 8259B DBApplicationData 92B 3356B Größe im Ladespeicher Hinweis Beispieldateien und Projekte Die folgende Liste enthält alle Dateien und Projekte, die in diesem Beispiel verwendet werden. Tabelle 2-5 Komponente _S120_at_S7-1500_EPOS_v10.zip _S120_at_S7-1200_EPOS_v10.zip _S120_at_S7-1x00_EPOS_DOKU_v10.pdf Hinweis Diese gepackte Datei enthält ein STEP 7 V12 SP1 Projekt mit Anbindung des SINAMICS S120 über PROFINET. Diese gepackte Datei enthält ein STEP 7 V12 SP1 Projekt mit Anbindung des SINAMICS S120 über PROFINET. Dieses Dokument Beitrags-ID: , V1.0, 08/

11 3 Grundlagen 3.1 Zyklische Kommunikation 3 Grundlagen 3.1 Zyklische Kommunikation Hinweis Die Prozessdaten werden zyklisch, d.h. in jedem Busumlauf übertragen. Je nach verwendetem Bussystem ist eine taktsynchrone oder nicht taktsynchrone Datenübertragung möglich. Prinzipiell handelt sich es bei der zyklischen Kommunikation um eine zeitkritische Anwendung. Die SIMATIC S7 Steuerung sendet die Steuerworte und Sollwerte an den SINAMICS und empfängt von ihm die Statusworte und Istwerte. Der Telegrammaufbau wird hinsichtlich der Verwendung im SINAMICS Antrieb mittels vordefinierter Standardtelegramme nach PROFIdrive Profil bzw. herstellerspezifischen Telegrammen eingestellt. Je nach Telegrammtyp werden eine unterschiedliche Anzahl an Soll- oder Istwerte bzw. erweiterte Steuer- bzw. Statuswörter übertragen. Die Telegrammlänge sowie die Verknüpfungen im SINAMICS Antrieb sind bei laufender Maschine fixiert und nicht änderbar. Auf SIMATIC S7 Steuerungsseite werden die Prozessdaten als Peripherieeingangs- bzw. Ausgangsworte zur Verfügung gestellt. Im SINAMICS Antrieb wird durch die Parametrierung festgelegt, welche Bits des Steuerwortes verwendet werden und welche Daten an die SIMATIC S7 Steuerung gesendet werden. Für den Datenaustausch stehen den SIMATIC Steuerungen verschiedenste Standardfunktionen / Funktionsbausteine zur Verfügung. Eine ausführliche Beschreibung der zyklischen Kommunikation ist im Handbuch Funktionshandbuch, (FH1), 01/2012, 6SL3097-4AB00-0AP2 des SINAMICS S120 im Kapitel 10 hinterlegt. (/3/) Beitrags-ID: , V1.0, 08/

12 3 Grundlagen 3.2 Azyklische Kommunikation Datensatz Azyklische Kommunikation Datensatz 47 Abbildung 3-1 Es ist möglich, den Parameterbereich bei Bedarf azyklisch zu übertragen, ohne eine permanente Kommunikationslast zu erzeugen. Die azyklische Übertragung dauert deutlich länger als die zyklische Übertragung der Prozessdaten, aber es können hierbei größere Datenmengen übertragen werden. In der SIMATIC Steuerung werden Schreib- und Leseaufträge über die Standardfunktionsbausteine SFB52/53 angestoßen. Ein Leseauftrag beginnt grundsätzlich mit einem Schreibauftrag, welcher dem angesprochenen Teilnehmer die zu lesenden Werte mitteilt. Danach wird der eigentliche Leseauftrag durchgeführt. Auf der SINAMICS Antriebsseite ist keine besondere Aktion notwendig. Entscheidend für eine funktionierende azyklische Kommunikation ist die Erstellung eines Auftragprofils entsprechend des verwendeten Datensatzes. Ebenso muss die Antwort von Schreib- als auch von Leseaufträgen vom Benutzer in entsprechende Datenbausteinstrukturen überführt und ausgewertet werden. Bei gleichbleibenden Schreib- und Leseaufträgen kann die Struktur im Vorfeld festgelegt werden. Handelt es sich jedoch um unterschiedliche Aufträge mit unterschiedlichen Inhalten ist dies nur in einer allgemeinen Struktur abbildbar und muss seitens des Anwenders gesondert ausgewertet werden. Hinweis Eine ausführliche Beschreibung der zyklischen Kommunikation ist im Handbuch Funktionshandbuch, (FH1), 01/2012, 6SL3097-4AB00-0AP2 des SINAMICS S120 im Kapitel 10 hinterlegt. (/3/) Weitere Infos bezüglich Datensatz 47 sind im PROFIdrive Manual Ausgabe 2006 zu finden. Beitrags-ID: , V1.0, 08/

13 3 Grundlagen 3.3 Grundlagen Einfachpositionierer (EPOS) 3.3 Grundlagen Einfachpositionierer (EPOS) Der Einfachpositionierer (EPOS) ist ein sehr umfassendes und leistungsstarkes Funktionsmodul zum lagegeregelten Verfahren des elektrischen Antriebs. Er dient zum absoluten und relativem Positionieren von Linear- und Rundachsen (Modulo) mit Motorgeber (indirektes Messsystem) oder Maschinengeber (direktes Messsystem). Er kann in verschiedenen Antrieben der SINAMICS S/G Umrichterreihe als Funktionsmodul aktiviert werden. Weiterhin beinhaltet die Parametriersoftware STARTER bzw. Startdrive für die Funktionalität EPOS komfortable Konfigurations-, Inbetriebnahme- und Diagnosefunktionen. Bei Aktivierung des Einfachpositionierers wird ebenso der Lageregler aktiviert. Dies wird über den Antriebsassistenten automatisch durchgeführt. Des Weiteren werden hierbei die notwendigen "internen Verschaltungen" (BICO -Technik) automatisch vorgenommen, welche zwischen den EPOS und Lageregler notwendig sind (z.b. Sollwerte vom EPOS zur Lageregelung, Achszykluskorrektur, usw.). Die Lageregelung besteht im Wesentlichen aus den Teilen: Lageistwertaufbereitung (inklusive unterlagerter Messtasterauswertung und Referenzmarkensuche) Lageregler (inklusive Begrenzungen, Adaption, Vorsteuerberechnung) Überwachungen (Stillstands-, Positionier- und dynamische Schleppabstands- Überwachung, Nockensignale) Zusätzlich können mit dem Einfachpositionierer folgende Funktionen ausgeführt werden: Mechanik: Umkehrlosekompensation Modulokorrektur Lageverfolgung/Begrenzungen Geschwindigkeits-/Beschleunigungs-/Verzögerungs- Begrenzungen Software-Endschalter (Verfahrbereichsbegrenzung mittels Lagesollwertbewertung) Stopp-Nocken (Verfahrbereichsbegrenzung mittels Hardware-Endschalter- Auswertung) Positionier-/Stillstandsüberwachung Schleppabstandsüberwachung Zwei Nockenschaltsignale Hinweis Ausführliche Beschreibungen finden Sie im Funktionshandbuch Einfachpositionierer Funktionshandbuch, 01/2013, FW V4.6, A5E A AA Beitrags-ID: , V1.0, 08/

14 3 Grundlagen 3.4 Grundlagen SINA_POS und SINA_PARA 3.4 Grundlagen SINA_POS und SINA_PARA Bezüglich der Bedienung des SINA_POS und SINA_PARA existiert eine ausführliche Dokumentation (SINAMICS_Bausteine_TIAP_V12SP1_V13.pdf ) unter folgendem Link im Siemens Industry Online Support: Beitrags-ID: , V1.0, 08/

15 4 Funktionsweise 4.1 Gesamtübersicht 4 Funktionsweise 4.1 Gesamtübersicht Abbildung 4-1 Inst_DB_FBHmiSinaPos Main OB1 FBHmiSinaPos Sina_POS Inst_DB_Sina_POS DP_RD_DAT DP_WR_DAT DBApplicationData Sina_PARA RD_REC WR_REC Inst_DB_Sina_PARA Der Applikationsfunktionsbaustein FBHmiSinaPos wird in einem zyklischen OB z.b. dem OB1 aufgerufen. Die Eingaben des Benutzers per HMI sowie die Anzeige der verschiedenen Achszustände werden über den Applikationsdatenbaustein DBApplicationData gesammelt und mit dem Applikations-FB ausgetauscht. Das mitgelieferte HMI bildet dabei die Schnittstellen beider Bausteine graphisch ab. Mittels der integrierten Funktionsbausteine SINA_POS (FB284) und SINA_PARA (FB286) werden die zyklischen und azyklischen Daten mit dem SINAMICS Antrieb ausgetauscht. Beitrags-ID: , V1.0, 08/

16 4 Funktionsweise 4.2 Funktionalität HMI Anbindung 4.2 Funktionalität HMI Anbindung Abbildung 4-2 Inst_DB_FBHmiSinaPos Main OB1 FBHmiSinaPos Sina_POS Inst_DB_Sina_POS DP_RD_DAT DP_WR_DAT DBApplicationData Sina_PARA RD_REC WR_REC Inst_DB_Sina_PARA Programmdetails zum Datenaustausch SIMATIC PLC <-> HMI Der Datenaustausch zwischen der Applikation und dem HMI erfolgt zum einen auf Basis eines anwenderdefinierten Datenbausteins. Dieser Baustein - DBApplicationData übernimmt: 1. die Benutzereingaben vom HMI hinsichtlich SINA_POS und Bedienereingaben SINA_PARA, 2. stellt die Istwerte sowie die aktuelle Achssteuersignale auf dem HMI dar, 3. und übernimmt zusätzliche Steuerbefehle Abbildung 4-3 Gesamtübersicht DBApplicationData Beitrags-ID: , V1.0, 08/

17 4 Funktionsweise 4.2 Funktionalität HMI Anbindung Zum anderen werden die Parameterdaten für die Azyklische Kommunikation direkt in die Struktur des Instanzdatenbausteins des SINA_PARA übertragen. Abbildung 4-4 Zur Erstellung des Datenbausteins existieren 3 anwenderdefinierte Datentypen: FBHmiSinaPosInputType Tabelle 4-1 Signal Typ Default Eingang/Ausgang SINA_POS ModEPOS Int 0 E Off1 Bool false E Rejecttraversingtask Bool false E Intermediatestop Bool false E Positive Bool false E Negative Bool false E Jog1 Bool false E Jog2 Bool false E Flyingreference Bool false E Acknowledgefault Bool false E Execute Bool false E MDIposition DInt 0 E MDIvelocity DInt 0 E Velocityoverride Int 0 E Acceleration Int 0 E Deceleration Int 0 E LaddrSP Word 16#0 E LaddrAV Word 16#0 E SINA_PARA Sinaparastart Bool false E Sinaparareadwrite Bool false E Sinaparanumberparameter Int 0 E SinaParaLaddr Word 16#0 E Sinaparaaxisnumber Byte 16#0 E Sinaparaerror Bool false A SinaparaerrorID DWord 16#0 A Sinaparabusy Bool false A Sinaparadone Bool false A SinaparadiagID Word 16#0 A Beitrags-ID: , V1.0, 08/

18 4 Funktionsweise 4.2 Funktionalität HMI Anbindung FBHmiSinaPosViewType Tabelle 4-2 Signal Typ Default SINA_POS FBHmiSinaPosSetpointsAct FBHmiSinaPosSetpointType ModEPOSAct INT o ErrorAct Bool false ErrorIDAct Word 16#0 DiagIDAct Word 16#0 BusyAct Bool false DoneAct Bool false AxisInOperationAct Bool false AxisErrorAct Bool false AxisWarningAct Bool false AxisPositionOkAct Bool false AxisReferencedAct Bool false VelocityAct DInt 0 PositionAct DInt 0 PowerInhibitAct Bool false EPOSStatusWord1Act Word 16#0 EPOSStatuswordAct Word 16#0 WarningAct Int 0 FaultAct Int 0 FBHmiSinaPosSetpointType Tabelle 4-3 OFF1Act Bool false RejectTraversingTaskAct Bool false IntermediateStopAct Bool false PositiveAct Bool false NegativeAct Bool false Jog1Act Bool false Jog2Act Bool false FlyingReferenceAct Bool false AcknowledgeFaultAct Bool false ExecuteAct Bool false MdiPositionAct DInt 0 MdiVelocityAct DInt 0 VelocityOverrideAct Int 0 AccelerationAct Int 0 DecelerationAct Int 0 LaddrSPAct WORD 0 LaddrAVAct WORD 0 Beitrags-ID: , V1.0, 08/

19 4 Funktionsweise 4.2 Funktionalität HMI Anbindung Aufgrund der notwendigen Datenhaltung für die verschiedenen EPOS Achsen im Funktionsbaustein FBHmiSinaPos ist es notwendig die Daten hinsichtlich Benutzereingabe und Aktual-Werten über den Applikationsdatenbaustein auszutauschen. Dies ermöglicht eine saubere Trennung von Eingabedaten und Anzeigedaten seitens des HMI, wobei v.a. der Achswechsel den wichtigsten Betriebsgrund darstellt Projektierungserläuterungen Im vorbereiteten HMI Beispiel sind die HMI Variablen schon direkt mit dem Applikationsdatenbaustein verbunden. Um die Bedeutung der HMI Variable zu erkennen wurden beim Anlegen der HMI Variablen die Möglichkeit genutzt diese genau wie die SIMATIC PLC Variable zu benennen: Abbildung 4-5 Eine Erweiterung der SIMATIC PLC Datentypen als auch des Applikationsdatenbausteins ist jederzeit möglich um die Anbindung mit entsprechenden Werten auszubauen. Eine simple Verknüpfung mittels Drag & Drop ist so ohne weiteres möglich. Abbildung 4-6 Beitrags-ID: , V1.0, 08/

20 4 Funktionsweise 4.2 Funktionalität HMI Anbindung Abbildung 4-7 Beitrags-ID: , V1.0, 08/

21 4 Funktionsweise 4.3 Funktionalität des Bausteins FBHmiSinaPos 4.3 Funktionalität des Bausteins FBHmiSinaPos Abbildung 4-8 Inst_DB_FBHmiSinaPos Main OB1 FBHmiSinaPos Sina_POS Inst_DB_Sina_POS DP_RD_DAT DP_WR_DAT DBApplicationData Sina_PARA RD_REC WR_REC Inst_DB_Sina_PARA Programmdetails zum Baustein FBHmiSinaPos Der Applikationsbaustein FBHmiSinaPos verarbeitet intern die über den Datenbaustein DBApplicationData aufgenommenen Benutzereingaben und stellt für die zyklische Kommunikation sowie den Status der jeweiligen Achse die entsprechenden Statussignale zur Verfügung. Vom prinzipiellen Aufbau ähnelt der Baustein FBHmiSinaPos dem Baustein SINA_POS hinsichtlich Ein- und Ausgängen. Dies ist notwendig, da im FBHmiSinaPos der FB284 intern aufgerufen wird und somit die Soll bzw. Istwerte über das Bausteininterface zur Verfügung gestellt werden müssen. Die zusätzlichen vorhandenen Ein- und Ausgänge dienen der Ansteuerung der internen Logik des Achswechsels bzw. deren Darstellung auf dem HMI. Hinweis Sollte die Möglichkeit des Achswechsels nicht notwendig sein, können die internen Steuerbits mit 1 bzw. True vorbelegt werden. Der Baustein verhält sich dann genauso wie der intern aufgerufene FB284. Beitrags-ID: , V1.0, 08/

22 4 Funktionsweise 4.3 Funktionalität des Bausteins FBHmiSinaPos Abbildung 4-9 Interne Steuerbits Ausgänge FB284 Eingänge FB284 Statusbits aufbereitet für das HMI Die Nutzung der Achswechselfunktionalität wird wie folgt realisiert (und per HMI im Applikationsbeispiel angesteuert): 4. Konfiguration (mehrerer Achsen) a. Einstellung Achsnummer 1 (bzw. x ) und Vorbelegung der Sollwerte sowie der HW ID Adressen und der Achsbetriebsart (ModEPOS) b. Übernahme der HW ID / der Sollwerte / des ModEPOS per Flanke (*1) auf die aktuell gewählte Achsnummer (in dem Fall 1) c. Weiter mit Schritt 2 oder Konfiguration einer weiteren Achse d. Einstellung der Achsnummer 2 und Vorbelegung der Sollwerte sowie der HW ID und Achsbetriebsart e. Übernahme der HW ID / der Sollwerte / des ModEPOS per Flanke (*1) auf die aktuell gewählte Achsnummer (in dem Fall 2) (*1) Bei einem dauerhaften True = 1 dieser Eingänge wird jede Sollwertänderung im Baustein für den aktuellen Datensatz übernommen, jedoch erst mit Aktivierung der FB284 Funktionalität auch im SINAMICS Antrieb realisiert 5. Auswahl der Achsen per Achsnummer (1 oder 2 oder ) Beitrags-ID: , V1.0, 08/

23 4 Funktionsweise 4.3 Funktionalität des Bausteins FBHmiSinaPos a. Aktueller Status der Achse findet sich in den Ausgängen SOWIE dem Ausgang HMI_Status, welcher den Status der Eingangsbits enthält b. Eine Veränderung der Steuerbits führt zu entsprechenden Reaktion der Achse (z.b. Start Verfahrbewegung) c. Bei einer Änderung des ModEPOS / der Sollwerte müssen diese wiederum per Flanke (*1) übernommen werden d. Wir ein erneuter Achswechsel vorgenommen wird intern im FBHmiSinaPos der FB284 auf die neue Hardware ID und letzte gespeicherte Sollwerte / ModEPOS der Achse umgelegt und gleichzeitig die Steuer- und Statusbits aktualisiert und übertragen (zum SINAMICS Antrieb / HMI) Tabelle 4-4 Übersicht der Eingangsdaten FBHmiSinaPos Eingangssignal Typ Default[ ] Bedeutung Axis_Number INT 0 Auswahl der Achse / Achsdaten Mode_Transfer BOOL 0 0 = keine ModEPOS Übernahme; 1 = ModEPOS Übernahme wird aktiv geschaltet Setpoint_Transfer BOOL 0 0 = keine Sollwertübernahme; 1= Sollwerteübernahme aktiviert HW_ID_Transfer BOOL 0 0=Hardware ID wird nicht übernommen; 1 = Hardware ID wird in den Achsdatensatz übernommen ModEPOS INT 0 Betriebsart : 1 = Positionieren Relativ 2 = Positionieren Absolut 3 = Positionieren als Einrichten 4 = Referenzpunktfahrt 5 = Referenzpunkt setzen 6 = Verfahrsatz 0 15/63 (G120/S120) 7 = Tippen 8 = inkrementell Tippen Off1 BOOL 0 Schaltbefehl: 0 = AUS1, 1 = EIN RejTrvTsk BOOL 1 0 = aktiver Verfahrauftrag verwerfen, 1 = nicht verwerfen IntMStop BOOL 1 Intermediate STOP, 0 = aktiver Fahrbefehl wird unterbrochen, 1 = kein Zwischenhalt Pos BOOL 0 Positive Richtung Neg BOOL 0 Negative Richtung Jog1 BOOL 0 Tippen Signalquelle 1 Jog2 BOOL 0 Tippen Signalquelle 2 FlyRef BOOL 0 0 = Fliegend Referenzieren abwählen, 1 = Fliegend Referenzieren anwählen AckFlt BOOL 0 Quittieren von Fehlern Execute BOOL 0 Verfahrauftrag aktivieren / Sollwertübernahme / Referenzfunktion aktivieren Position DINT 0[LU] Positionssollwert in [LU] für Betriebsart Sollwertdirektvorgabe/MDI ODER Verfahrsatznummer für Betriebsart Verfahrsatz Velocity DINT 0[LU/min] Geschwindigkeit in [LU/min] für MDI Betriebsart OverV INT 100[%] Geschwindigkeitsoverride für alle Betriebsarten wirksam: 0-199% OverAcc INT 100[%] Beschleunigungsoverride wirksam 0-100% OverDec INT 100[%] Verzögerungsoverride wirksam 0-100% LAddrSP HW_IO INT 0 Symbolischer Name bzw. HW-ID auf der SIMATIC S7-1200/1500 des Sollwertslots (SetPoint) LAddrAV HW_IO INT 0 Symbolischer Name bzw. HW-ID auf der SIMATIC S7-1200/1500 des Istwertslots (Actual Value) Beitrags-ID: , V1.0, 08/

24 4 Funktionsweise 4.3 Funktionalität des Bausteins FBHmiSinaPos Tabelle 4-5 Ausgangssignale FBHmiSinaPos Ausgangssignal Typ Default[ ] Bedeutung Error BOOL 0 1 = Sammelstörung liegt vor ErrorId INT 0 Betriebsartenstörung / Bausteinstörung : 0 = keine Störung aktiv 1 = Kommunikation Störung aktiv 2 = falsche Betriebsart ausgewählt 3 = falsche Parametrierung der Sollwerte 4 = ungültige Verfahrsatznummer 5 = Antriebsstörung aktiv 6 = Einschaltsperre aktiv 7 = fliegendes Referenzieren konnte nicht gestartet werden Busy BOOL 0 Betriebsart wird ausgeführt bzw. freigegeben Done BOOL 0 Betriebsart ohne Fehler ist ausgeführt PwrInhibit BOOL 0 Einschaltsperre aktiv PwrInhibit =1 AxisIOp BOOL 0 Antrieb ist bereit und eingeschaltet AxisErr BOOL 0 Antrieb ist gestört AxisWarn BOOL 0 Warnung des Antriebs wirksam AxisPosOk BOOL 0 Zielposition der Achse erreicht AxisRef BOOL 0 Referenzpunkt gesetzt PwrInhibit BOOL 0 Einschaltsperre VeloAct DINT 0[LU/min] Aktuelle Geschwindigkeit in [LU/min] PosAct DINT 0[LU] Aktuelle Position in LU ModeAct INT 0 Aktuelle aktive Betriebsart EPOSZSW1 WORD 0 Zustand des EPOS ZSW1 (bitgranular) EPOSZSW2 WORD 0 Zustand des EPOS ZSW2 (bitgranular) WarnAct WORD 0 Aktuelle Warnnummer FaultAct WORD 0 Aktuelle Störnummer DiagId WORD 0 Erweiterte Kommunikationsstörung Fehler beim SFB Aufruf HMI_Status FBHmiSinaPos SetpointType [] Status der Eingangsbits nach einem Achswechsel Beitrags-ID: , V1.0, 08/

25 4 Funktionsweise 4.3 Funktionalität des Bausteins FBHmiSinaPos Für die interne Datenhaltung der verschiedenen Achsen wurde ein spezieller Datenbereich im FBHmiSinaPos geschaffen, welcher mittels verschiedener Arrays die Zustände Inhalte der Sollwerte / Steuersignale der jeweiligen Achse zwischen speichert. Aufgrund der gewählten Größe sind bis zu 33 verschiedene Achsen möglich (Nur 32 Achsen bei HMI Einsatz Arry[0] ist per default als Achse 0 nicht definierbar im HMI) Abbildung 4-10 Die Ausgangsdaten der aktuellen Achse werden nicht zwischengespeichert, da mit dem Umschalten der Achse auf eine neue gültige HW-ID umgestellt wird und deren Zustandsdaten am Ausgang des FB284 bzw. FBHmiSinaPos ausgegeben werden können. ACHTUNG Verlust der Achsdaten nach Power Off/ On Die Achsdaten hinsichtlich der Sollwertrichtung / Steuerbits / HW-IDs werden im aktuellen Status der Applikation nur Non-retain d.h. nicht ausfallsicher abgelegt. Für eine ausfallsichere Speicherung können die gewünschten Variablen auf Retain und somit ausfallsicher umgestellt werden. Beitrags-ID: , V1.0, 08/

26 4 Funktionsweise 4.4 Funktionalität HMI <----> SINA_PARA (FB286) 4.4 Funktionalität HMI <----> SINA_PARA (FB286) Abbildung 4-11 Inst_DB_FBHmiSinaPos Main OB1 FBHmiSinaPos Sina_POS Inst_DB_Sina_POS DP_RD_DAT DP_WR_DAT DBApplicationData Sina_PARA RD_REC WR_REC Programmdetails SINA_PARA Inst_DB_Sina_PARA Die Kommunikation zwischen HMI und SINA_PARA (FB286) erfolgt über 2 verschiedene Wege. 1. Zum einen tauscht das HMI mit dem Applikationsdatenbaustein die notwendigen Steuerbefehle aus um entsprechend azyklische Aufträge zu starten. 2. Anderseits greift das HMI direkt in die Parameterstruktur des Instanzdatenbausteins des SINA_PARA um die Daten der Schreibaufträge zu übertragen bzw. die Daten der Leseaufträge auf dem HMI anzuzeigen. Dies erfolgt über im Applikationsbeispiel vordefinierte HMI Variablen. Abbildung 4-12 Steuerbefehle für SINA_PARA Beitrags-ID: , V1.0, 08/

27 4 Funktionsweise 4.4 Funktionalität HMI <----> SINA_PARA (FB286) Tabelle 4-6 Signal Typ Default Bedeutung Sinaparastart BOOL 0 Start des Auftrags Sinaparareadwrite BOOL 0 0=Lesen, 1=Schreiben Sinaparanumberparameter INT 0 Anzahl der Parameter 1bis16 Sinaparaaxisnumber INT 0 Achsnummer / AchsID bei Mehrachssystem SinaparaLaddr HW-IO INT 0 Hardware ID des Istwerttelegrammslots Sinaparaerror BOOL 0 Sammelstörung aktiv "Error" =1 SinaparaerrorId DWORD 0 1. Wort Binärcodiert welcher Parameterzugriff gestört ist 2. Wort: Art der Störung Sinaparabusy BOOL 0 Auftrag in Bearbeitung bei "Busy"=1 Sinaparadone BOOL 0 Auftrag ohne Fehler beendet bedeutet Flankenwechsel von 0 1 SinaparadiagId WORD 0 Erweiterte Kommunikationsstörung Fehler beim SFB Aufruf Abbildung 4-13 Gegenüberstellung HMI Variable und PLC Variable (IDB FB286) Hinweis Der Zugriff auf den Instanzdatenbaustein des SINA_PARA erfolgt im Applikationsbeispiel über die HMI Variablen mit einer Aktualisierung von einer Sekunde. Beitrags-ID: , V1.0, 08/

28 5 Konfiguration und Projektierung 5.1 Konfiguration der SIMATIC S7-Steuerung 5 Konfiguration und Projektierung Das Applikationsbeispiel ist mit der jeweiligen vorbereiteten Hardware Konfiguration (S / S mit SINAMICS S120) voll funktionsfähig. Das mitgelieferte HMI kann des Weiteren mit vorhandener WINCC Runtime Lizenz simuliert werden. Für eine Neuparametrierung der Applikation sind nachfolgende Schritte notwendig: 5.1 Konfiguration der SIMATIC S7-Steuerung Tabelle 5-1 Nr. Aktion 1. Anlegen einer Steuerung S7-1x00 2. Einfügen der Bausteine SINA_POS(FB284) und SINA_PARA(FB286) aus der entsprechenden Bibliothek S bzw. S Beitrags-ID: , V1.0, 08/

29 5 Konfiguration und Projektierung 5.1 Konfiguration der SIMATIC S7-Steuerung Nr. Aktion 3. Einfügen der Applikationsbausteine aus dem Beispielprojekt: MAIN(OB1), FBHmiSinaPos(FB1), DBApplicationData(DB4), INST_DB_FBHmiSinaPos(DB6) 4. Einfügen der im Applikationsbeispiel verwendeten benutzerdefinierten Datentypen: FBHmiSinaPosInputType, FBHmiSinaPosSetpointType, FBHmiSinaPosViewType 5. Übersetzen der Konfiguration Beitrags-ID: , V1.0, 08/

30 5 Konfiguration und Projektierung 5.2 Konfiguration der Kommunikation 5.2 Konfiguration der Kommunikation Tabelle 5-2 Einbindung des Antriebs Nr. Aktion 1. Einbinden des Antriebs per GSD (im Beispiel S120) und Anbindung an die SIMATIC Steuerung 2. Wichtig: Einstellung der IP-Adresse und Profinetname mit den getauften Werten abgleichen 3. Anlegen der Drive Objekte sowie der entsprechenden Antriebstelegramme (Telegramm 111) 4. Kompilierung der SIMATIC CPU / Hardware-Konfiguration zur Erkennung der später notwendigen Hardware IDs für die Verwendung im Programm / HMI: Beitrags-ID: , V1.0, 08/

31 5 Konfiguration und Projektierung 5.2 Konfiguration der Kommunikation Tabelle 5-3 Anbindung des fertigen HMI Nr Aktion 1. Kopieren des HMI aus dem Beispielprojekt und Anbindung an die neu erzeugte SIMATIC S7-CPU: 2. Erzeugung einer neuen HMI Verbindung per Drag & Drop: 3. Anmerkung: Löschen der nicht benötigten HMI Verbindungen durchführen Beitrags-ID: , V1.0, 08/

32 5 Konfiguration und Projektierung 5.2 Konfiguration der Kommunikation Nr Aktion 4. Wechsel in die Ansicht der HMI Variablen und Änderung der HMI Verbindung bei der ersten Variable (Sortierung nach Verbindungstyp): 5. Auswahl der gültigen HMI Verbindung und Autovervollständigen (Markierung des Feldes und Runterziehen per Rechtsklick) der Verbindung für alle restlichen bis dato fehlerhaften HMI Verbindungen: Beitrags-ID: , V1.0, 08/

33 5 Konfiguration und Projektierung 5.2 Konfiguration der Kommunikation Nr Aktion 6. Auswahl aller HMI Variablen mit einer HMI Verbindung zur PLC und Reconnecten aller Variablen: 7. HMI Variablen sind nun an die SIMATIC S7-PLC neu verdrahtet: 8. Nach Kompilierung des HMI ist auch dieser Teil der Applikation lauffähig: Beitrags-ID: , V1.0, 08/

34 5 Konfiguration und Projektierung 5.3 Konfiguration des SINAMICS mit der Technologie EPOS 5.3 Konfiguration des SINAMICS mit der Technologie EPOS Die Konfiguration des SINAMICS S120 / G120 mit EPOS wird im Rahmen dieser Dokumentation nicht betrachtet. Informationen hinsichtlich Inbetriebnahme eines SINAMICS mit EPOS finden sich in folgenden Applikationsbeispielen: SINAMICS S: Positionieren eines S110 mit S7-300/400 (STEP 7 V5) über PROFINET/PROFIBUS mit Safety Integrated (via Klemme und PROFIsafe) SINAMICS S: Positionierung eines S120 mit S7-300/400 (STEP 7 V5) über PROFIBUS/PROFINET mit Safety Integrated (via Klemme) Beitrags-ID: , V1.0, 08/

35 6 Installation und Inbetriebnahme 5.3 Konfiguration des SINAMICS mit der Technologie EPOS 6 Installation und Inbetriebnahme Installation der Software (Download) Dieses Kapitel beschreibt die Schritte zur Installation des Beispielcodes. Tabelle 6-1 Nr. Aktion Anmerkung 1. Herunterladen des Beispielprojektes aus dem Siemens Industry Online Support 2. Entpacken des Beispielprojektes in ein beliebiges Verzeichnis 3. Dearchivieren der.zap12 Datei mittels TIA Portal 4. Öffnen des Projektes Ansicht der Beispielkonfigurationen mit S bzw. S Beitrags-ID: , V1.0, 08/

36 6 Installation und Inbetriebnahme 5.3 Konfiguration des SINAMICS mit der Technologie EPOS Nr. Aktion Anmerkung 5. Anpassen der Konfiguration bzw. Kopieren der notwendigen Bestandteile in ein neues Projekt (Bausteine / HMI) Für eine vereinfachte Übernahme der gewünschten Programmteile kann mit benutzerdefinierten Bibliotheken gearbeitet werden: Beitrags-ID: , V1.0, 08/

37 7 Bedienung der Applikation 7.1 Übersicht 7 Bedienung der Applikation 7.1 Übersicht Als Zentraler Bestandteil des Applikationsbeispiels wird das vorgefertigte HMI eingesetzt. Mittels diesem HMI ist die graphische Bedienung der Applikation per Hardware und ebenso per Simulation möglich. Übersicht und Beschreibung der Oberfläche Abbildung 7-1 Beispielprojekt Absolutwertgeberjustage Parameterzugriff Prozessdatenaustausch Übersichtsbild Runtime beenden Sprache umschalten (deutsch/englisch) Rückkehr zum Prozessdatenbild Rückkehr zum Vorherigen Bild Beitrags-ID: , V1.0, 08/

38 7 Bedienung der Applikation 7.1 Übersicht Abbildung 7-2 Startbild Beim Neustart des HMI erscheint ein Übersichtsbild, wo die Möglichkeit gegeben ist entweder eine zyklische oder azyklische Kommunikation zu beginnen. Beitrags-ID: , V1.0, 08/

39 7 Bedienung der Applikation 7.2 Szenario A - Zyklische Kommunikation 7.2 Szenario A - Zyklische Kommunikation Tabelle 7-1 Nr. Aktion Anmerkung 1. Parametrierung der HW-ID Übernahme mittels der Buttons bei 3 2. Parametrierung der MDI Sollwerte einschließlich Übernahme mittels der Buttons bei 3 Overrides 3. Übernahme der vorgegebenen Achsdaten Übernahme der Achssollwerte 4. Steuerbits der aktuellen Achse Bedienung der Achse siehe Handbuch FB Auswahl der Betriebsart Bedienung / Bedeutung der Betriebsarten siehe Handbuch FB Anwahl azyklische Kommunikation Wechsel der HMI Maske 7. Anwahl Absolutwertgeberjustage Wechsel der HMI Maske 8. Anwahl x-ter Achse Achswechselfunktion 9. Aktueller Status der angewählten Achse 10. Aktuelle Warnung / Störung der aktuellen Achse Beitrags-ID: , V1.0, 08/

40 7 Bedienung der Applikation 7.3 Szenario B - Azyklische Kommunikation Abbildung 7-3 Zyklische Kommunikation mit SINA_POS Szenario B - Azyklische Kommunikation 8 Tabelle 7-2 Nr. Aktion Anmerkung 1. Aktuelle Warnung / Störung der aktuellen Achse 2. Infobuttons Darstellung von Informationen zu den einzutragenden Werten 3. Parametereingabe/Ausgabefeld 4. Wechsel zu den Parametereingaben Eingabe der Drive Objekt Nummer Siehe STARTER-Konfiguration DO Nummer 6. Eingabe der HW-ID des (Istwert)slots der Achse 7. Anzahl der zu lesenden / schreibenden Parameter 8. Zustandssignale SINA_PARA 9. Einstellung des Auftrags (Lesen=0, Schreiben=1) 10. Start des Auftrags 11. Spezialauftrag Ram To Rom kopieren Beitrags-ID: , V1.0, 08/

41 7 Bedienung der Applikation 7.3 Szenario B - Azyklische Kommunikation Abbildung 7-4 Azyklische Kommunikation SINA_PARA Teil Die Bedeutung der Buttons entspricht der Maske SINA_PARA Teil1. Beitrags-ID: , V1.0, 08/

42 7 Bedienung der Applikation 7.3 Szenario B - Azyklische Kommunikation Abbildung 7-5 Azyklische Kommunikation SINA_PARA Teil 2 Beitrags-ID: , V1.0, 08/

43 7 Bedienung der Applikation 7.4 Szenario C - Absolutwertgeberjustage 7.4 Szenario C - Absolutwertgeberjustage Tabelle 7-3 Nr. Aktion Anmerkung 1. Aktuelle Störungen und Warnungen 2. Auswahl Drive Objekt / Achse Siehe STARTER-Konfiguration DO Nummer 3. Eingabe der HW ID des (Istwert)slots der Achse 4. Statussignale des SINA_PARA 5. Schritt 1 Schreiben der Referenzkoordinate 6. Schritt 2 Starten der Justage 7. Schritt 3 Ram To Rom kopieren 8. Schritt 4 Schrittkette wiederholen Abbildung 7-6 Absolutwertgeberjustage Beitrags-ID: , V1.0, 08/

44 8 Literaturhinweise 8 Literaturhinweise Hinweis Diese Liste ist keinesfalls vollständig und spiegelt nur eine Auswahl an geeigneten Informationen wieder Tabelle 9-1 Themengebiet Titel \1\ Siemens Industry Online Support \2\ Downloadseite des Beitrages \3\ Funktionshandbuch S120 \4\ Downloadseite der Drive-Libs \5\ STARTER \6\ Referenz- Applikation EPOS \7\ Referenz- Applikation EPOS \8\ Weitere Applikationsbeispiele 9 Ansprechpartner Siemens AG Industry Sector I DT MC PMA APC Frauenauracher Straße 80 D Erlangen mailto: 10 Historie Tabelle 11-1 Version Datum Änderung V1.0 08/2014 Erste Ausgabe Beitrags-ID: , V1.0, 08/

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