Konfiguration und Inbetriebsetzung eines Interbus Feldbus-Systems

Transkript

1 Begleitendes Praktikum zur Vorlesung Prozessrechenund -leittechnik Konfiguration und Inbetriebsetzung eines Interbus Feldbus-Systems Lernziele: Erste praktische Erfahrungen mit der Konfiguration und Inbetriebnahme eines Feldbus-Systems am Beispiel Interbus-S Konfigurieren der angeschlossenen Bausteine Aufsetzen des Projekts Starten Sie PC-WorkX und legen ein neues Projekt (STRG+N) mit einem RFC 430 ETH-IB IPC_32 als Remote Field Controller an. Wechseln Sie anschließend in den Arbeitsbereich Buskonfiguration (Menu Ansicht Buskonfiguration oder Icon in der Werkzeugleiste ) und erstellen offline eine Buskonfiguration. Gehen Sie zunächst in den Simulationsmodus: Aktivieren Sie wie in Abbildung 1 dargestellte den Ast INTERBUS 0.0 im Fensters Busaufbau und wählen dann über den Reiter Kommunikation im Fenster Gerätedetails als Kommunikationsweg die Simulation aus. Mit Übernehmen bestätigen Sie die Wahl. Abbildung 1 Einstellen der Buskommunikation zur Simulation 1/8

2 Anschließend können Sie den Interbus mit den gewünschten Komponenten aus dem Fenster Gerätekatalog per Drag & Drop oder Copy (CTRL+C) im Gerätekatalog -Fenster und Paste im Busaufbau-Fenster (CTRL-V auf der selben Ebene, CTRL-B eine Ebene tiefer) bestücken. 1. Klicken Sie das gewünschte Gerät im Gerätekatalog an und kopieren es mit CTRL+C in die Zwischenablage Abbildung 2 Bestückung der Buskonfiguration 2. Klicken Sie anschließend auf den Zweig im Busaufbau unter dem Sie das Gerät einfügen wollen. 3. Geben Sie zuletzt CTRL+B ein, wenn das Gerät auf einer Ebene tiefer, CTRL+V wenn auf der selben Ebene eingefügt wird. Aufgabe 1: Konfigurieren Sie folgende Busstruktur: Am Fernbus ist zunächst ein Remote Terminal DIO 16/16 mit 16 Digitalen Ein/Ausgängen angeschlossen, anschließend eine Inline Busklemme T/U. Am Lokalbus der Inline-Busklemme sind ein Analog Input AI 2/SF und ein Analog Output AO 2/SF angeschlossen. RFC Anschaltbaugruppe (RFC 430 ETH-IB) Fernbusgerät 1.0 (IBS RT 24 DIO 16/16-T) RT DIO 16/16 BK T/U AI AO Fernbus Lokalbus Buskoppler 2.0 (IBS IL 24 BK T/U) Lokalbusgerät 2.1 (IB IL 24 AI 2/SF) Lokalbusgerät 2.2 (IB IL 24 AO 2/SF) Abbildung 3 Struktur des Busses 2/8

3 Erzeugen eines Steuerprogramms Die am Ausgang 1 des Remote Terminals DIO 16/16 angeschlossene Leuchte soll später in einem Takt von ca. 200 ms blinken. Für die Erzeugung des Taktsignals wird im Folgenden zunächst ein kleines Programm generiert und getestet, die Anbindung an die Aussenwelt erfolgt später. Wechseln Sie in den Arbeitsbereich IEC-Programmierung (Menu Ansicht IEC- Programmierung oder Icon in der Werkzeugleiste ) und erstellen ein Programm. Wählen Sie im Projektbaumfenster das Schaltbild Main (erkennbar an dem Icon ) aus den logischen POEs aus (Klick und Return oder Doppelklick) und aktivieren Sie den Editor-Assistenten (Menu Ansicht Editor Assistent oder SHIFT+F2). Die Bedienung des Editors ist etwas gewöhnungsbedürftig: Zum Einfügen eines Funktionsblocks positionieren Sie per Mausklick zunächst das Fadenkreuz auf die freie Stelle im Schaltbild, an der Sie den Block einfügen wollen. Der Hintergrund des Editorassistenten wechselt nun von grau nach weiß. Jetzt können Sie mit Doppelklick auf den passenden Eintrag im Editor-Assistenten den gewünschten Block eingefügt. 1. Mauscursor an eine freie Stelle des Zeichenblatts bewegen. Abbildung 4 Einfügen eines Funktionsblocks 2. Mit der linken Maustaste Fadenkreuz im Zeichenblatt platzieren 3. Baustein mit Doppelklick (oder Klick+RETURN) aus Editor-Assistent übernehmen Wenn der oberste Eingang bzw. Ausgang eines neuen Blocks direkt an einen Anschluss eines bestehenden Blocks angefügt werden soll, wird zunächst der Ein- oder Ausgang durch Klicken aktiviert der Eingang wird dann grau hinterlegt (siehe z.b. Abbildung 1.3). Doppelklicken auf einen Baustein im Editor-Assistenten fügt diesen Baustein dann an dieser Stelle an. Für die Belegung eines Ein-/Ausgangs mit einer Variablen wird analog vorgegangen. Mit Doppelklick auf den Eingang (oder einfacher Klick und dann RETURN-Taste) wird ein Dialog zur Variablendefinition und -auswahl (Abbildung 4) geöffnet. Eine direkte Änderung des Variablennamen im Arbeitsblatt ist nicht vorgesehen. 3/8

4 Abbildung 4 Dialog zur Definition / Auswahl von Variablen. Aufgabe 2: Bauen Sie einen Funktionsplan auf, der einen Signalpegel alle 100 ms wechseln lässt. Eine mögliche Lösung mit den IEC Bausteinen Puls (TP) und Flankenerkennung (F_TRIG) ist in Abbildung 5 skizziert. Definieren Sie CLK2 als globale Variable, d.h. stellen Sie im Variablendefinitionsdialog (Abildung 4) den Gültigkeitsbereich GLOBAL ein und wählen Sie im Feld Verwendung VAR_GLOBAL_PG aus. Die Konstanten werden über den selben Dialog wie die Variablen eingegeben. (*Taktgenerator*) True CLK XOR CLK (*Variabler Taktuntersetzer mit Zähler*) CLK AND TP_1 F_TRIG_1 TP_2 TP F_TRIG TP IN Q CLK Q IN Q CLK2 CLK2 T#100ms PT ET PT ET T#100ms Abbildung 5: Variabler Taktuntersetzer mit Pulsbausteinen 4/8

5 Übersetzen und Testen des Programms Die Konfiguration und das Programm werden über Menu Code Make (oder F9) übersetzt. Mit Menu Online Projektkontrolle wird eine Fernbedienung für das Zielsystem gestartet. Zunächst muss das Programm über den Senden-Dialog in die SPS geladen werden. Kalt/Warm/Heiß: Starten des Programms Stop: Anhalten der SPS Rücksetzen: Löschen aller remanenten Variablen Senden: Dialog zum Senden des Programms Abbildung 6: Senden und Starten des Programms auf der SPS Anschließend kann das Programm Kalt (mit Initialisierung aller Variablen), warm (mit Initialisierung der nicht-remanenten Variablen) oder heiß (ohne Initialisierung von Variablen) gestartet werden. Da wir bisher noch keine Verbindung mit der Außenwelt hergestellt haben sieht man noch nicht besonders viel. Mit F10 (oder Menu Online Debug) kann man der SPS beim Arbeiten zusehen. Nachdem Sie den Debugger eingeschaltet haben, werden in den Schaltplänen aktuelle Werte angezeigt. Bitte beachten Sie dabei, dass das Auffrischen der Anzeige langsamer von statten geht als die Änderung der Variablen. Für schnelle Vorgänge können Sie Variablen zum Logikanalyser dazupacken (Kontextmenu einer Variablen z.b. im Schaltplan). Auf einer der Variablen müssen Sie eine Triggerbedingung setzen (z.b. fallenden Flanke) sowie die Aufzeichnung händisch starten. Aufgabe 3: Übersetzen Sie Ihr Programm (Code Make), Laden es auf die Simulation (Online Projektkontrolle:Senden) und überprüfen, ob es die Aufgabe erfüllt (Online Debug, Online Logikanalyse), Verbinden von Variablen Variablen, die Ein-/Ausgängen bezeichnen sind globale Variablen. Die auf den Ausgang weiter zu leitende VariableCLK2 muss also als externe Variable definiert werden. Falls Sie das bei der Erstellung des Schaltplans nicht berücksichtigt hatten, müssen Sie jetzt die auszugebenden Variablen umdefinieren. Stoppen Sie dazu den Debugger und wechseln in den Arbeitsbereich IEC-Programmierung. Aktivieren Sie dann im Projektbaumfenster die Liste der Variablen der Main-Task (MainV) und ändern die Verwendung von CLK2 von VAR zu VAR_EXTERNAL_PG. 5/8

6 Wechseln Sie dann im Projektbaumfenster zum Reiter Hardware (Siehe nebenstehende Abbildung) und wählen dort die Task Main : Main aus. Mit der rechten Maustaste öffnen Sie ein Kontextmenu. Der Menupunkt Globale Variablen aus Externals übernehmen tut genau dies ;-). Sobald sie die Globalen Variablen aus den Externals übernommen haben, sollten Sie mit einem Doppelklick auf MainV die Liste der globalen Variablen. In dieser Liste sollte nun CLK2 aufgenommen worden sein. Abbildung 5 Übernehmen von lokalen Variablen in die Liste Globaler variablen Im Arbeitsbereich Prozessdatenzuordnung können Sie schließlich die globalen Variablen mit der Hardware verbinden. Aktivieren Sie im linken oberen Fenster Main: Main, im oberen rechten Fenster die gewünschte Baugruppe und ziehen schließlich die Adresse aus dem unteren rechten Fenster auf die Variable im linken unteren Fenster (Abbildung 7). Abbildung 7: Arbeitsbereich Prozessdatenzuordnung 6/8

7 Nach Make, Senden und Starten sollte die LED der Simulation blinken. Aufgabe 4: Verbinden Sie die Variable CLK2 mit dem Ausgang 1 des DIO 16/16 Bausteins, übersetzen Ihr Programm (Code Make), Laden es auf die Simulation auf die simulierte SPS (Online Projektkontrolle:Senden, gegebenfalls muss die SPS vorher gestoppt und rückgesetzt werden. Das Laden dauert eine weile. Überprüfen sie, ob die Aufgabe korrekt erledigt ist.. Aufgabe 5: Laden Sie das Projekt auf die Station. Stellen Sie dazu im Arbeitsbereich Buskonfiguration die Kommunikationsparameter von Simulation auf TCP/IP um (Im Fenster Busaufbau Interbus 0.0 wählen, anschließend im Fenster Gerätedetails den Reiter Kommunikation aktivieren). Die Adresse der Station ist Mit (Code Projekt neu erzeugen) sorgen Sie im Anschluss dafür, dass im gesamten Projekt alle Treiber etc. entsprechend umgestellt werden. Anschließend weiter wie bei Aufgabe 3. Aufgabe 6: Fügen Sie die Kompaktstation vor der Inline-Busklemme ein (Abbildung 8). Rekonfigurieren Sie ihr Projekt so, dass es auf der neuen Hardware läuft. Planen Sie die notwendigen Arbeitsschritte schriftlich und vergleichen anschließend Ihren Plan und die tatsächliche Ausführung. Abbildung 8: Einfügen einer neuen Sensor/Aktor-Insel 7/8

8 Aufgabe 7: Schließen Sie an den ersten Binäreingang der Kompaktstation einen Taster an, der Ihr Blinklicht startet bzw. stoppt. Konsultieren Sie hierzu das in PC WorX integrierte Datenblatt der IB ST 24 DI 16/4 Baugruppe (Arbeitsbereich Buskonfiguration, Aktivieren der Baugruppe im Fenster Busaufbau, Reiter Datenblatt im Fenster Gerätedetails). Aufgabe 8: Erstellen Sie ein Programm für eine umlaufende Lauflichtanzeige, d.h. die Leuchten sollen in der Reihenfolge 1,2,3,4,5,6,7,16,15,14,13,12,11,10 an- und ausgeschaltet werden Belegung Zahlenanzeige /8