SCE Lehrunterlage für die durchgängige Automatisierungslösung Totally Integrated Automation (TIA)

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1 SCE Lehrunterlage für die durchgängige Automatisierungslösung Totally Integrated Automation (TIA) Siemens Automation Cooperates with Education TIA Portal Modul Diagnose und Fehlersuche bei SIMATIC S SCE Lehrunterlage Seite 1 von 34 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen

2 Passende SCE Trainer Pakete zu diesen Lehrunterlagen SIMATIC S AC/DC/RELAIS 6er "TIA Portal" Bestellnr: 6ES7214-1BE30-4AB3 SIMATIC S DC/DC/DC 6er "TIA Portal" Bestellnr: 6ES7214-1AE30-4AB3 SIMATIC S7-SW for Training STEP 7 BASIC V11 Upgrade (for S7-1200) 6er "TIA Portal" Bestellnr. 6ES7822-0AA01-4YE0 Bitte beachten Sie, dass diese Trainer Pakete ggf. durch Nachfolge-Pakete ersetzt werden. Eine Übersicht über die aktuell verfügbaren SCE Pakete finden Sie unter: siemens.de/sce/tp Fortbildungen Für regionale Siemens SCE Fortbildungen kontaktieren Sie ihren regionalen SCE Kontaktpartner siemens.de/sce/contact Weitere Informationen rund um SCE siemens.de/sce Verwendungshinweis Die SCE Lehrunterlage für die durchgängige Automatisierungslösung Totally Integrated Automation (T I A) wurde für das Programm Siemens Automation Cooperates with Education (SCE) speziell zu Ausbildungszwecken für öffentliche Bildungs- und F&E-Einrichtungen erstellt. Die Siemens AG übernimmt bezüglich des Inhalts keine Gewähr. Diese Unterlage darf nur für die Erstausbildung an Siemens Produkten/Systemen verwendet werden. D.h. sie kann ganz oder teilweise kopiert und an die Auszubildenden zur Nutzung im Rahmen deren Ausbildung aushändigt werden. Weitergabe sowie Vervielfältigung dieser Unterlage und Mitteilung ihres Inhalts ist innerhalb öffentlicher Aus- und Weiterbildungsstätten die Zwecke der Ausbildung gestattet. Ausnahmen bedürfen der schriftlichen Genehmigung durch die Siemens AG Ansprechpartner: Herr Roland Scheuerer roland.scheuerer@siemens.com. Zuwiderhandlungen verpflichten zu Schadensersatz. Alle Rechte auch der Übersetzung sind vorbehalten, insbesondere für den Fall der Patentierung oder GM-Eintragung. Der Einsatz für Industriekunden-Kurse ist explizit nicht erlaubt. Einer kommerziellen Nutzung der Unterlagen stimmen wir nicht zu. Wir danken der Fa. Michael Dziallas Engineering und allen Personen für die Unterstützung bei der Erstellung der Lehrunterlage. SCE Lehrunterlage Seite 2 von 34 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen

3 SEITE: 1. Vorwort Hinweise zur Programmierung der SIMATIC S Automatisierungssystem SIMATIC S Programmiersoftware STEP 7 Professional V11 (TIA-Portal V11) Diagnosefunktionen für die SIMATIC S Gerätediagnose Offline/Online- Vergleich Beobachten und Steuern von Variablen Forcen von Variablen Peripherieausgänge freischalten SCE Lehrunterlage Seite 3 von 34 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen

4 1. Vorwort Das Modul SCE_DE_ ist inhaltlich der Lehreinheit Grundlagen der SPS- Programmierung zugeordnet und stellt einen Schnelleinstieg in die Programmierung der SIMATIC S mit dem TIA- Portal dar. Grundlagen SPS- Programmierung Module 10, Module 20 Weiterführende Fkt. zur SPS-Programmierung Module 30 Anlagensimulation SIMIT Module 150 Weitere Programmiersprachen Module 40 PROFIBUS PROFINET Module 60 Module 70 AS-Interface Module 50 Sicherheitstechnik Module 80 Sensortechnik Module 110 Prozessvisualisierung (HMI) Module 90 Antriebstechnik Module 100 Lernziel: Der Leser soll in diesem Modul Werkzeuge kennen lernen, die bei der Fehlersuche hilfreich sind. Im folgenden Modul sollen Test- und Online- Funktionen vorgestellt werden die Sie z.b. mit dem TIA- Projekt Startup aus Modul _R1201_Startup Programmierung SIMATIC S testen können. Voraussetzungen: Für die erfolgreiche Bearbeitung dieses Moduls wird folgendes Wissen vorausgesetzt: Kenntnisse in der Handhabung von Windows Grundlagen der SPS- Programmierung mit dem TIA Portal (z.b. Modul Startup Programmierung der SIMATIC S mit TIA- Portal V11) SCE Lehrunterlage Seite 4 von 34 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen

5 Benötigte Hardware und Software 1 PC Pentium 4, 1.7 GHz 1 (XP) 2 (Vista) GB RAM, freier Plattenspeicher ca. 2 GB Betriebssystem Windows XP Professional SP3 / Windows 7 Professional / Windows 7 Enterprise / Windows 7 Ultimate / Windows 2003 Server R2 / Windows Server 2008 Premium SP1, Business SP1, Ultimate SP1 2 Software STEP7 Professional V11 SP1 (Totally Integrated Automation (TIA-) Portal V11) 3 Ethernet- Verbindung zwischen PC und CPU 315F-2 PN/DP 4 SPS SIMATIC S7-1200, z.b. CPU 1214C. Die Eingänge müssen auf ein Schaltfeld herausgeführt sein. 1 PC 2 STEP7 Professional V11 (TIA-Portal) 3 Ethernet- Verbindung 4 S mit CPU 1214C SCE Lehrunterlage Seite 5 von 34 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen

6 2. Hinweise zur Programmierung der SIMATIC S Automatisierungssystem SIMATIC S Das Automatisierungssystem SIMATIC S ist ein modulares Kleinsteuerungssystem für den unteren und mittleren Leistungsbereich. Es gibt ein umfassendes Baugruppenspektrum zur optimalen Anpassung an die Automatisierungsaufgabe Die S7-Steuerung besteht aus einer Stromversorgung, einer CPU und Ein- bzw. Ausgangsbaugruppen für digitale und analoge Signale besitzt. Gegebenenfalls kommen noch Kommunikationsprozessoren und Funktionsmodule für spezielle Aufgaben wie z.b. Schrittmotoransteuerung zum Einsatz. Die Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) überwacht und steuert mit dem S7- Programm eine Maschine oder einen Prozess. Die E/A-Baugruppen werden dabei im S7-Programm über die Eingangsadressen (%E) abgefragt und Ausgangsadressen (%A) angesprochen. Programmiert wird das System mit der Software STEP Programmiersoftware STEP 7 Professional V11 (TIA-Portal V11) Die Software STEP 7 Professional V11 (TIA-Portal V11) ist das Programmierwerkzeug für die Automatisierungssysteme - SIMATIC S SIMATIC S SIMATIC S SIMATIC WinAC Mit STEP 7 Professional V11 können die folgenden Funktionen für die Automatisierung einer Anlage genutzt werden: - Konfigurierung und Parametrierung der Hardware - Festlegung der Kommunikation - Programmierung - Test, Inbetriebnahme und Service mit den Betriebs-/Diagnosefunktionen - Dokumentation - Erstellung von Visualisierungen für die SIMATIC Basic Panels mit dem integrierten WinCC Basic. - Mit weiteren WinCC Paketen können auch Visualisierungslösungen für PCs und andere Panels erstellt werden Alle Funktionen werden durch eine ausführliche Online Hilfe unterstützt. SCE Lehrunterlage Seite 6 von 34 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen

7 3.0 Diagnosefunktionen für die SIMATIC S Im Folgenden sollen Test- und Online- Funktionen vorgestellt werden die Sie z.b. mit dem TIA_ Portal- Projekt startup_s aus Modul testen können. Dazu das Programm startup vorher in die Steuerung laden. 1. Das zentrale Werkzeug ist das Totally Integrated Automation Portal, das hier mit einem Doppelklick aufgerufen wird. ( Totally Integrated Automation Portal V11) 2. Das Projekt startup aus Modul wird nun in der Portalansicht als Vorlage für dieses Programm geöffnet. ( Bestehendes Projekt öffnen startup öffnen) SCE Lehrunterlage Seite 7 von 34 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen

8 3. Nun werden Erste Schritte zur Projektierung vorgeschlagen. Wir wollen die Projektansicht öffnen. ( Projektansicht öffnen) SCE Lehrunterlage Seite 8 von 34 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen

9 4. Als Einstieg in die Fehlersuche wählen wir nun unsere Steuerung Presse und dann Online verbinden. ( Steuerung Presse Online verbinden) SCE Lehrunterlage Seite 9 von 34 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen

10 5. Wählen Sie nun die PG/PC-Schnittstelle für den Online Zugang und klicken dann auf Verbinden. ( PG/PC-Schnittstelle für den Online Zugang Verbinden) SCE Lehrunterlage Seite 10 von 34 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen

11 6. Wenn man mit der CPU Online verbunden ist, dann kann man die CPU mit folgenden Tastern starten und stoppen. In der Projektnavigation werden symbolisch bereits Hinweise zur Diagnose gegeben. Symbole für den Vergleichsstatus Die Diagnose-Symbole können rechts unten mit kleineren Zusatzsymbolen kombiniert werden, die das Ergebnis des Online-/Offline-Vergleichs anzeigen. SCE Lehrunterlage Seite 11 von 34 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen

12 Kombinierte Diagnose- und Vergleichssymbole Diagnosesymbole für Baugruppen und Geräte SCE Lehrunterlage Seite 12 von 34 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen

13 3.1 Gerätediagnose 7. Öffnet man die Gerätekonfiguration so erhält man unter Diagnose Informationen zum Zustand der einzelnen Komponenten. ( Gerätekonfiguration Diagnose) Betriebszustandssymbole für CPUs und CPs SCE Lehrunterlage Seite 13 von 34 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen

14 8. Details zur CPU sehen Sie wenn Sie mit der rechten Maustaste auf diese klicken und dann Online & Diagnose wählen. ( Online & Diagnose) Farbliche Kennzeichnung von Ports und Ethernet-Leitungen Die folgende Tabelle zeigt die möglichen Farben und ihre jeweilige Bedeutung. SCE Lehrunterlage Seite 14 von 34 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen

15 9. Auf der rechten Seite werden ein Bedienpanel für die CPU, die Zykluszeit und die Speicherauslastung angezeigt. SCE Lehrunterlage Seite 15 von 34 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen

16 10. Es gibt eine allgemeine Information zur CPU. ( Allgemein) SCE Lehrunterlage Seite 16 von 34 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen

17 11. Liegen Informationen zur Diagnose vor werden diese im Diagnosestatus und im Diagnosepuffer angezeigt. ( Diagnosestatus Diagnosepuffer) 12. Die wichtigste Hilfe zur Fehlerdiagnose ist der Diagnosepuffer. ( Diagnosepuffer) SCE Lehrunterlage Seite 17 von 34 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen

18 13. Es gibt außerdem Informationen zur Zykluszeit des bearbeiten Programms. ( Zykluszeit) SCE Lehrunterlage Seite 18 von 34 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen

19 14. Die Speicherauslastung sieht man hier im Detail. ( Speicher) 15. Weiter finden Sie Informationen zur Schnittstelle der CPU. SCE Lehrunterlage Seite 19 von 34 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen

20 16. Unter Funktionen können Sie die IP-Adresse zugeweisen. ( Funktionen IP-Adresse zuweisen) 17. Unter Funktionen können Sie die Uhrzeit einstellen. ( Uhrzeit einstellen) SCE Lehrunterlage Seite 20 von 34 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen

21 18. Das Rücksetzen auf Werkseinstellung kann hier auch erfolgen. ( Rücksetzen auf Werkseinstellung) 19. Der PROFINET-Gerätename kann hier kontrolliert und zugewiesen werden. SCE Lehrunterlage Seite 21 von 34 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen

22 3.2 Offline/Online- Vergleich Häufig ist es wichtig zu wissen ob die gespeicherten Daten mit den geladenen Daten in der Steuerung übereinstimmen. Entfernen Sie erst die Negation bei NOT-AUS am UND im Baustein Programm Presse [FC1]. Baustein Programm Presse [FC1] speichern, jedoch nicht in die Steuerung laden. Zum Vergleichen wählen Sie die Steuerung Presse und dann Vergleichen Offline/Online. ( Steuerung Presse Vergleichen Offline/Online ) SCE Lehrunterlage Seite 22 von 34 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen

23 Werden nun z.b. Bausteinunterschiede angezeigt ( Programm Presse Detailvergleich starten), so können Sie einen Detailvergleich starten. SCE Lehrunterlage Seite 23 von 34 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen

24 Dann wird der Baustein Online und Offline angezeigt und Hinweise zu Unterschieden markiert. ( Vergleichsergebnis) SCE Lehrunterlage Seite 24 von 34 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen

25 3.3 Beobachten und Steuern von Variablen Um Variablen beobachten und steuern zu können müssen Sie eine Beobachtungstabelle hinzufügen. ( Neue Beobachtungstabelle hinzufügen) SCE Lehrunterlage Seite 25 von 34 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen

26 Sie können einzelne Variablen in die Tabelle eintragen oder nach Anwahl der Standard-Variablentabelle die zu beobachtenden Variablen markieren und aus der Detailansicht in die Beobachtungstabelle ziehen.( Standard-Variablentabelle ) SCE Lehrunterlage Seite 26 von 34 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen

27 Es können dann folgende Spalten eingeblendet werden: Alle Steuerspalten und Alle Spalten des erweiterten Modus. Wählen Sie nun den Triggerzeitpunkt für das Beobachten. ( Permanent) Folgende Beobachtungs- und Steuermodi stehen zur Verfügung: Permanent (In diesem Modus können die Eingänge am Anfang und die Ausgänge am Ende des Zyklus beobachtet/gesteuert werden.) Zyklusbeginn einmalig Zyklusende einmalig Zyklusbeginn permanent Zyklusende permanent Übergang nach STOP einmalig Übergang nach STOP permanent Prozessabbild der Eingänge Triggerpunkt Zyklusbeginn OB1 Triggerpunkt Übergang von RUN nach STOP Triggerpunkt Zyklusende Prozessabbild der Ausgänge SCE Lehrunterlage Seite 27 von 34 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen

28 Klicken Sie dann auf alle Werte einmalig und sofort beobachten oder auf alle beobachten. ( Alle beobachten) Tragen Sie die gewünschten Steuerwerte ein, und aktivieren diese. Klicken Sie dann auf um alle aktivierten Werte einmalig und sofort zu steuern oder auf um alle aktivierten Werte durch Steuern mit Triggerbedingung zu steuern. ( TRUE Steuert alle aktivierten Werte durch Steuern mit Triggerbedingung) Bestätigen Sie die Warnung mit Ja. ( Ja) Der Eingang wird aktiv, obwohl keine Spannung an der Klemme ansteht. Hinweis: Wird die Beobachtungstabelle geschlossen oder geht die Verbindung zur SPS verloren, so werden alle Steuerbefehle unwirksam. SCE Lehrunterlage Seite 28 von 34 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen

29 SCE Lehrunterlage Seite 29 von 34 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen

30 3.4 Forcen von Variablen Mit der Funktion Forcen (Zwangssteuern) können Variablen mit einem festen Wert belegt werden. Forcewerte werden ähnlich wie beim Steuern von Variablen vorgegeben bleiben jedoch, im Gegensatz zu diesen, nach Ausschalten oder Stoppen der CPU erhalten. Zum Forcen müssen Sie zuerst die Forcetabelle durch Doppelklicken öffnen. ( Forcetabelle ) Kopieren Sie den Operanden M0 mit der Adresse %A0.0 aus der Beobachtungstabelle. ( M0 ) SCE Lehrunterlage Seite 30 von 34 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen

31 Fügen Sie den Operanten M0 in die Forcetabelle ein. Die Operanden werden beim Forcen mit direktem Peripheriezugriff eintragen (Syntax: %A0.0:P ) Tragen Sie die gewünschten Werte ein, und aktivieren diese. Klicken Sie dann auf Forcen starten oder ersetzen. Damit wird der neue Forceauftrag in die CPU geschrieben. ( %A0.0:P TRUE Forcen starten oder ersetzen) Bestätigen Sie die Warnung mit Ja. ( Ja) Hinweis: Wird die Beobachtungstabelle geschlossen oder geht die Verbindung zur SPS verloren, so bleibt Forcen aktiv und die gelbe FRCE LED an der CPU leuchtet. SCE Lehrunterlage Seite 31 von 34 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen

32 Möchten Sie Forcen beenden dann klicken Sie einfach auf:. ( Forcen beenden) Das Forcen wird beendet und die gelbe FRCE LED an der CPU erlischt. Wenn in der Steuerung bereits ein Forceauftrag existiert, so wird dies durch ein Symbol Beobachtungstabelle angezeigt. in der Wenn Sie dann auf klicken, so werden weitere Informationen angezeigt. ( ) SCE Lehrunterlage Seite 32 von 34 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen

33 3.5 Peripherieausgänge freischalten Mit der Funktion PA freischalten kann die Befehlsausgabesperre (BASP) welche im STOP- Zustand der CPU die Ausgabe von Ausgangssignalen verhindert, abgeschaltet werden. Angesteuerte Ausgänge sind im STOP- Betrieb der CPU nach der PA- Freischaltung aktiv. Analogbaugruppen geben ihren letzten Wert aus. Wollen Sie diese Funktion nutzen, tragen Sie in der Beobachtungstabelle den Operanden im richtigen Anzeigeformat und dem Steuerwert ein. Schalten Sie die CPU in den STOP- Betrieb und klicken Sie auf die Schaltfläche PA freischalten 38. Bestätigen Sie die Warnung mit Ja. ( Ja) Der Operand muss als Peripherie im Byte, Word oder DWord (%AB0:P, %AW0:P, %AD0:P) Format adressiert sein. Klicken Sie auf Variable sofort steuern SCE Lehrunterlage Seite 33 von 34 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen

34 Peripherieausgänge können zwar nicht beobachtet werden, jedoch Sie können zusätzlich das Prozessabbild der Ausgänge (PAA) im Speicher der CPU (auch im STOP- Betrieb) beobachten. Durch erneutes Klicken auf die Schaltfläche PA freischalten wieder beendet werden. oder Umschalten der CPU in den RUN- Betrieb kann SCE Lehrunterlage Seite 34 von 34 Verwendung nur für Bildungs- / F&E-Einrichtungen