SPS-Treiber. SPS-ANALYZER pro 5. Schneider Modicon TSX Quantum / Momentum / Compact Modbus Plus. Treiber-Addendum. Der Logikanalysator für die SPS

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1 Treiber-Addendum SPS-Treiber Schneider Modicon TSX Quantum / Momentum / Compact Modbus Plus SPS-ANALYZER pro 5 Der Logikanalysator für die SPS

2 Treiber-Addendum Schneider Modicon TSX Quantum / Momentum / Compact Modbus Plus Copyright AUTEM GmbH. Alle Rechte vorbehalten. Kein Teil dieses Handbuchs darf - auch nicht auszugsweise - reproduziert, fotokopiert oder elektronisch gespeichert werden ohne ausdrückliche schriftliche Genehmigung von AUTEM. Die in diesem Buch beschriebene Software unterliegt einem Software-Lizenzvertrag und darf nur gemäß den Bestimmungen dieses Vertrages genutzt werden. AUTEM Gesellschaft für Automatisierungssoftware mbh Dithmarscher Straße 29 D Emden Deutschland Telefon (+49) (0) Telefax (+49) (0) info@autem.de AUTEM gibt keine Garantie für dieses Handbuch sowie keine ausdrücklichen oder stillschweigenden Garantien auf handelsübliche Qualität und Eignung für einen bestimmten Einsatzzweck. AUTEM übernimmt keine Haftung für darin enthaltene Fehler oder auftretende Folgeschäden, die durch Ausstattung, Leistung und den Gebrauch dieses Materials entstehen. Die in diesem Buch erwähnten Soft- und Hardwarebezeichnungen sind in den meisten Fällen auch eingetragene Warenzeichen und unterliegen als solche den gesetzlichen Bestimmungen. Für Hinweise, Anregungen und Verbesserungsvorschläge sind wir stets dankbar. Bitte richten Sie diese schriftlich an AUTEM. 2. Auflage 2012

3 iii Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis 1 INSTALLATION Installation SPS-Treiber Installation zusätzlicher Software Installation zusätzlicher Hardware Konfiguration SPS-Treiber DATENERFASSUNG Unterstützte SPS-Modelle Erfassbare SPS-Adressen Art der Adressen Anzahl gleichzeitig erfaßbarer Adressen Zeitverhalten und Besonderheiten bei der Erfassung Datenübertragungsgeschwindigkeit beim Modbus Plus Begrenzung der Variablenanwahl durch die Kommunikationskapazität der Pfade Beeinflussung der Buslast und des Zeitverhaltens durch die Referenznummerneingabe Verringerung der Kommunikationspfade durch Zusammenfassung der SPS-Variablen 2-4 Abbildungsverzeichnis Abb. 1-1 Konfiguration des SPS-Treibers 1-2

4 Installation Installation Das vorliegende Treiber-Addendum ist eine Ergänzung zum Benutzerhandbuch des SPS- ANALYZER pro. Es erläutert die Besonderheiten und gibt Ihnen wichtige Hinweise für den Einsatz des folgenden SPS-Treibers: Schneider Modicon TSX Quantum / Momentum / Compact - Modbus Plus Der aufgeführte Treiber ermöglichen die Erfassung von SPS-Signalen über das Automatisierungsnetzwerk Modbus Plus der Firma Schneider electric (vormals AEG / Modicon). Sie sollten das Treiber-Addendum vor dem Einsatz des SPS-Treibers unbedingt lesen. Bitte beachten Sie auch die deutlich gekennzeichneten Warnungen, die Sie auf mögliche Gefahren beim Einsatz des SPS-ANALYZER pro hinweisen.! WARNUNG Überall dort, wo in der Automatisierungseinrichtung auftretende Fehler große Materialschäden oder sogar Personenschäden verursachen, d. h. gefährliche Fehler sein können, müssen zusätzliche externe Vorkehrungen getroffen oder Einrichtungen geschaffen werden, die auch im Fehlerfall einen sicheren Betriebszustand gewährleisten bzw. erzwingen (z. B. durch unabhängige Grenzwertschalter, mechanische Verriegelungen usw.). 1.1 Installation SPS-Treiber Die SPS-Treiber können Sie im laufenden SPS-ANALYZER pro installieren. Wählen Sie SPS- Ankopplung im Menü Extras. Im Fenster SPS-Treiber klicken Sie anschließend die Schaltfläche Hinzufügen. Sollte sich der von Ihnen gewünschte Treiber noch nicht in der Liste befinden, müssen Sie zuvor die Treiber-Lizenz mit der License-Key Lizenzverwaltung (s. Benutzerhandbuch SPS-ANALYZER pro 5 - Abschnitt 2.2 Installation) auf Ihrem Rechner freischalten Installation zusätzlicher Software Neben der im Lieferumfang der entsprechenden Modbus Plus Adapter enthaltenen Treiber ist keine zusätzliche Software zu installieren Installation zusätzlicher Hardware Wenn Sie Ihren PC zwecks Programmierung unter Modsoft bereits mit der SPS über Modbus Plus verbunden und das Modbus Plus System konfiguriert haben, so brauchen Sie normalerweise nichts weiter zu tun. Andernfalls benötigen Sie für den Zugriff auf Modbus Plus einen Modbus Plus Adapter (ISA-, PCI-, PCMCIA- oder USB-Adapter). Stecken Sie den Modbus Plus Adapter in den entsprechenden Steckplatz in Ihrem PC. Im Lieferumfang des Modbus Plus Adapters sind Treiber enthalten, die eine Kommunikation des Adapters mit Ihrem PC unter Windows erlauben. Installieren Sie diese Treiber und konfigurieren Sie den Modbus Plus Adapter gemäß der Anleitung im zugehörigen Handbuch.

5 1-2 Installation 1.2 Konfiguration SPS-Treiber Nach der Installation des Treibers können Sie unter Eigenschaften wichtige Parameter einstellen. Wenn Sie mehrere Treiber geladen haben, können Sie für jeden einzelnen Treiber die Eigenschaften individuell einstellen. Abb. 1-1 Konfiguration des SPS-Treibers Geben Sie dem Treiber zunächst einen sinnvollen Namen, z.b. die Bezeichnung der SPS aus der Sie Signale mit diesem Treiber erfassen möchten. Legen Sie dann unter SPS-Adresse die Netzwerk-Adresse der gewählten SPS fest. Wenn sich die SPS in einem anderen Netzwerksegment befindet, das nur über Bridges erreichbar ist, so müssen entsprechende Routing-Ergänzungen berücksichtigt werden. Die folgende Tabelle enthält einige Beispiele für gültige Netzwerkadressen: Adresse Erläuterung 3 Zieladresse 3 im gleichen Segment, in dem sich der Modbus Plus Adapter befindet. 07 Zieladresse Zieladresse 13 im Segment, das ü. Bridges 02, 10, 01 u. 25 erreicht wird. Tabelle 1-1 Gültige Netzwerkadressen Stellen Sie unter Device-Nr. die Device-Nummer des Modbus Plus Adapters ein. Da in einem PC zwei Adapter gesteckt werden können, muß dem SPS-ANALYZER pro die Device-Nummer (0 oder 1) bekannt gemacht werden. Wählen Sie bei Zeitstempel, ob die Zeitstempel kontinuierlich (bei jedem Abtastpunkt) oder nur bei Signaländerungen in die Signaldatei eingetragen werden sollen. Bei kontinuierlichem Zeitstempel werden auch bei einem sich nicht ändernden Signal die genauen Abtastpunkte dokumentiert. Die erzeugten Signaldateien werden jedoch größer.

6 Installation 1-3 Unter Abtastintervall geben Sie an, in welchem zeitlichen Abstand Meßwerte aus der SPS ausgelesen werden. Bei zeitunkritischen Signalverläufen - z. B. Temperatur - kann ein längeres Abtastintervall gewählt werden. Die erzeugten Signaldateien werden dadurch kleiner. Unter Concept-Projekt lässt sich dem geladenen Treiber das zur SPS passende Concept-Projekt zuordnen. Dies ermöglicht die Verwendung symbolischer Bezeichner bei der Adresseingabe (s. Benutzerhandbuch SPS-ANALYZER pro 5 - Abschnitt 4.1 Adressauswahl). Dabei werden neben der absoluten Adresse auch der symbolische Bezeichner und der Kommentar dargestellt und in einer Signal- bzw. Projektdatei gespeichert. Neben den located Variablen können bei einem geladenen Concept-Projekt auch unlocated Variablen erfasst werden. HINWEIS Bei der Verwendung von Concept 2.5 oder 2.6 ist es erforderlich den automatischen Variablen-Export zu aktivieren. Setzen Sie dazu in der in der Concept.ini (in der Regel im Windows-Verzeichnis) in der Sektion [Common] die Option ExportVariables=1.

7 2-1 Datenerfassung 2 Datenerfassung 2.1 Unterstützte SPS-Modelle Die Modelle der SPS-Familie TSX Momentum, TSX Compact sowie die folgenden Modelle der SPS-Familie TSX Quantum werden vom Modbus Plus-Treiber unterstützt: 140 CPU , 140 CPU , 140 CPU , 140 CPU Oben nicht aufgeführte Automatisierungsgeräte und CPUs der Modicon-Familie sind in der Regel mit dem SPS-ANALYZER pro kompatibel, wurden jedoch noch nicht explizit getestet. 2.2 Erfassbare SPS-Adressen Art der Adressen Beim Modbus-Plus-Treiber wird zwischen zwei Adressarten unterschieden: located variables unlocated variables Für die Erfassung von unlocated variables ist es erforderlich, dass Sie das zur SPS passende Concept-Projekt laden (s. Abschnitt 1.2 Konfiguration SPS-Treiber). Alle Adressen, die im Concept- Projekt abgelegt werden, werden bei der Adresseingabe aufgelistet (s. Benutzerhandbuch SPS- ANALYZER pro 5 - Abschnitt 4.1 Adressauswahl) und können dort für die Erfassung ausgewählt werden. Die Erfassung von located variables ist auch ohne Concept-Projekt möglich. Allerdings stehen dann keine symbolischen Bezeichner der Adresse zur Verfügung. Die folgende Tabelle zeigt die located variables und die zugehörige Adress-Ssyntax: Syntax Art der Adresse Beispiel 0xxxxx Ausgang bzw. Merker xxxxx Eingang xxxxx Eingangsregister xxxxx Ausgangs- bzw. Merkerregister Tabelle 2-1 Erfassbare SPS-Adressen Anzahl gleichzeitig erfaßbarer Adressen Sie können 255 Adressen gleichzeitig erfassen. Mit Adresse ist hier ein Bit- oder Wortwert gemeint.

8 Datenerfassung Zeitverhalten und Besonderheiten bei der Erfassung Die folgenden Abschnitte erläutern das Zeitverhalten und einige Besonderheiten bei der Kommunikation über Modbus Plus Datenübertragungsgeschwindigkeit beim Modbus Plus Die vom PC aus der SPS angeforderten Daten - ein Scan - entstammen in der Regel einem SPS- Zyklus. Der zeitliche Mindestabstand der Scans ist abhängig von fünf Faktoren: Token-Umlaufzeit im Modbus Plus Verbindungspfad zwischen dem aufzeichnenden Rechner und der datenliefernden SPS (Bridge-Verzögerungszeiten!) Zykluszeit der SPS Kombination der angeforderten Adressen. Aus den angeforderten Adressen werden Übertragungsblöcke gebildet. Jeder Block verursacht zusätzlichen Zeitbedarf. Polling Intervall der Modbus Plus Adapter. Zwei Beispiel-Aufzeichnungen zeigen typische Scanabstände: 1. PC direkt mit Modicon über Modbus Plus verbunden, keine weiteren Teilnehmer im Netz, Erfassung von vier Adressblöcken (z. B. je 1 Block 0xxxx, 1xxxx, 3xxxx und 4xxxx): Scanabstand 20 ms 2. PC an einem Modbus Plus Netz mit ca. 40 Teilnehmern, eine 984B über eine Bridge wurde angewählt, Erfassung von zwei Adressblöcken (z. B. je 1 Block 0xxxx, 4xxxx): Scanabstand 45 ms Bei einem Scanabstand von z. B. 20 ms und einer gleich großen SPS-Zykluszeit erhält man für jeden Zyklus einen Scan. Bei einer größeren Zykluszeit der SPS synchronisiert sich die Datenübertragung mit dem SPS-Zyklus. Bei einer kürzeren Zykluszeit erhält der PC nicht mehr für jeden Zyklus einen Scan, so daß ein Teil der abgefragten Informationen verlorengeht. Durch wiederholte Messung der interessierenden Abläufe kann dies ausgeglichen werden Begrenzung der Variablenanwahl durch die Kommunikationskapazität der Pfade Vom SPS-ANALYZER pro können während einer Datenerfassung max. 4 Pfade gleichzeitig zur Kommunikation mit der Ziel-SPS geöffnet werden. Diese Pfade bleiben während eines Erfassungsvorgangs - Zeitraum vom Start einer Erfassung bis zur Beendigung dieser Erfassung - geöffnet.

9 2-3 Datenerfassung In einem Kommunikationspfad können nur SPS-Variable eines Referenztyps angefordert werden. Je Referenztyp wird daher mindestens einer der vier Pfade verbraucht. In jedem Pfad kann ein Block zusammenhängender Referenznummern angefordert werden. Die Größe eines solchen Blockes ist begrenzt. Er umfaßt entweder max Diskrete (z. B. die Eingaben bis 12000) oder max. 125 Register (z. B. die Register bis 40424) Die eingegebenen Referenznummern werden nach der Eingabe in Blöcken zusammengefaßt. Bei der Erfassung der Referenznummern und fordert der SPS-ANALYZER pro den gesamten Block von bis an (123 Diskrete gepackt in 16-Bit-Worten). Wird durch eine Referenzeingabe die maximale Größe eines Referenzblockes überschritten, z. B. durch die Eingabe von Referenznummern, die weiter als die o.g. Grenzwerte auseinanderliegen, dann wird ein weiterer Referenzblock des gleichen Typs generiert. Dazu wird ein neuer Pfad benötigt. Beispiel: Eingegeben werden die Referenznummern und Da diese beiden Referenznummern wegen ihres Abstandes nicht in einen Block passen, müssen sie in zwei Blöcken (jeweils bestehend aus nur einer Referenznummer) angefordert werden, d.h. sie beanspruchen zwei Pfade. Für die anderen Referenztypen bleiben daher nur noch zwei Pfade übrig. Beispiel einer Blockbildung: Zur Erfassung werden die folgenden Referenznummern eingegeben: 00011, , 10101, , 30189, Folgende Blöcke werden zunächst daraus gebildet: Block 1: Block 2: Block 3: Block 4: (die restlichen Referenznummern passen nicht mehr in diesen Block, da ihr Abstand zu größer als 125 ist.) Da hiermit bereits vier Blöcke ausgeschöpft sind, meldet der SPS-ANALYZER pro beim Start der Erfassung einen Fehler (Zu viele Pfade eröffnet)! Beispiel einer Abhilfe: Löschen der Adresse 13001, dadurch ergeben sich dann die Blöcke: Block 1: Block 2: Block 3: Block 4:

10 Datenerfassung Beeinflussung der Buslast und des Zeitverhaltens durch die Referenznummerneingabe Die o. g. Blöcke werden jeweils vollständig von der SPS zum Rechner übertragen. Im obigen Block 4 z. B. werden daher die Werte aller Variablen von bis (125 Worte) übertragen. Im Extremfall kann man mit nur 8 Referenznummern vier maximal große Blöcke erzeugen: 00006, Block 1: gepackt in Bit-Worte 10001, Block 2: gepackt in Bit-Worte 30001, Block 3: Worte 40001, Block 4: Worte Obwohl nur acht Referenznummern angefordert wurden, werden hier durch die dem MODBUS Plus eigene Art der Datenübertragung für jeden Scan = 500 Worte übertragen. Dies belastet den MODBUS Plus und verschlechtert das Zeitverhalten der Übertragung, da allein für diese = 8000 Bit Nettodaten bei einer Datenübertragungsrate von 1 Mbit/s 8 ms benötigt werden. Falls sich die Busbelastung und der Zeitbedarf störend auswirken, kann der Benutzer durch eine geeignete Referenzwahl die Blockbildung beeinflussen. Beispiel: Statt der Referenznummern und die ihn interessieren - kann er z. B , 00006, und wählen. Der Blockbildungsalgorithmus erzeugt hier Block 1: 00005, und Block 2: 02005, Statt eines Blockes von 125 Worten werden zwei Blöcke von je einem Wort gebildet Verringerung der Kommunikationspfade durch Zusammenfassung der SPS- Variablen Will der Benutzer die Kommunikation weiter beschleunigen, dann kann er die interessierenden SPS-Variablen bereits in der SPS zusammenkopieren, so daß sie an aufeinanderfolgenden Referenzen liegen. Beispiel: Möchte er die Register 40001, 40125, 40170, 40294, 40500, 40625, 40800, erfassen (benötigt würden vier Pfade mit ca. 500 übertragenen Worten), dann kann er diese acht Referenzen im SPS-Programm auf zusammenliegende Register kopieren, z. B. auf die Referenzen bis Dadurch baut der SPS-ANALYZER pro nur einen Pfad mit acht übertragenen Worten auf.