Applikationen & Tools. Senden von Syslog-Meldungen mit einer S7-CPU Logging mit SIMATIC S7 CPUs. Bibliotheksbeschreibung August 2013

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1 Senden von Syslog-Meldungen mit einer S7-CPU Logging mit SIMATIC S7 CPUs Bibliotheksbeschreibung August 2013 Applikationen & Tools Answers for industry.

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. Vorsicht Die in diesem Beitrag beschriebenen Funktionen und Lösungen beschränken sich überwiegend auf die Realisierung der Automatisierungsaufgabe. Bitte beachten Sie darüber hinaus, dass bei Vernetzung Ihrer Anlage mit anderen Anlagenteilen, dem Unternehmensnetz oder dem Internet entsprechende Schutzmaßnahmen im Rahmen von Industrial Security zu ergreifen sind. Weitere Informationen dazu finden Sie unter der Beitrags-ID Siemens Industry Online Support Dieser Beitrag stammt aus dem Siemens Industry Online Support. Durch den folgenden Link gelangen Sie direkt zur Downloadseite dieses Dokuments: V20, Beitrags-ID:

3 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Gewährleistung und Haftung Aufgabenstellung und Lösung Aufgabenstellung Lösung Szenarien Bibliotheksübersicht Wirkschema Programmbausteine Hard- und Software-Komponenten Gültigkeit Beispieldateien und Projekte Bibliotheksressourcen und Leistungsdaten Der Funktionsbaustein im Detail Nachbildung des Syslog-Protokolls Aufbau einer UDP-Verbindung T-Bausteine für eine PROFINET CPU Projektierte Verbindung für Ethernet-CPs Fehler- und Statusanzeige Arbeiten mit der Bibliothek Vorbereitung Die Bibliothek V Integration der Bibliotheksbausteine in das TIA Portal Integration der Bausteine in das Programm Bedienung der Bibliotheksfunktionalität Das Syslog-Protokoll Beschreibung Der Aufbau des Syslog-Protokolls Der Nachrichten-Header Der Übertragungsmechanismus SQL-Datenbankanbindung Voraussetzung Anlegen einer neuen Datenbank Konfiguration der ODBC-Datenquelle Einstellungen im Syslog-Server Literaturhinweise Historie V20, Beitrags-ID:

4 1 Aufgabenstellung und Lösung 1 Aufgabenstellung und Lösung Einführung Das Syslog-Protokoll gehört de facto zu den einfachsten Logging-Systemen. Es ermöglicht einer Anwendung, Meldungen, Warnhinweise oder Fehlerzustände an einen entfernten Server zu schicken und -falls erwünscht- die Meldungen in einer Datenbank zu archivieren. Um dieses Funktionalität auch in die SIMATIC-CPUs zu integrieren, soll für eine Bibliothek ein Baustein programmiert werden, der das Syslog-Protokoll nachbildet und über offene Kommunikation Meldungen an einen Server schickt. 1.1 Aufgabenstellung Überblick über die Aufgabe Folgendes Bild gibt einen Überblick über die Aufgabe. Abbildung 1-1 Prozess PC Fehler, Warnung, Meldung Beschreibung der Aufgabe S7-Station Syslog- Meldung Folgende Punkte sollen realisiert werden: Automatisierungsstation UDP- Kommunikation Nachbildung des Syslog-Protokolls im Anwenderprogramm Syslog-Server Syslog- Meldung Aufbau einer offenen Kommunikationsbeziehung zwischen Steuerung und PC Senden von Syslog-Meldungen an einen Syslog-Server Konfiguration einer Datenbankanbindung an den Syslog-Server Für die ersten drei Punkte soll ein Baustein erstellt werden, der mit wenigen Informationen von außen diese Aufgaben übernimmt und abarbeitet. Anforderungen an den Baustein Tabelle 1-1 Anforderung Auf allen Steuerungen ablauffähig. Unabhängigkeit Parametrierbar. Erläuterung Die verwendete Programmiersprache muss von allen gängigen und zukünftigen Steuerungen verstanden werden. Der Baustein soll möglichst autark arbeiten und nur mit den nötigsten Informationen versorgt werden. Die Syslog-Meldungen sollen anhand des Anzeigelevels und des Anzeigetextes vom Benutzer individuell gestaltbar sein. V20, Beitrags-ID:

5 1 Aufgabenstellung und Lösung 1.2 Lösung Schema Die folgende Abbildung zeigt schematisch die wichtigsten Komponenten der Lösung: Abbildung 1-2 SIMATIC S7 mit Baustein PC mit Syslog-Server und Datenbank (optional) Beschreibung Gültigkeit Die Automatisierungslösung besteht aus zwei zentralen Kommunikationspartnern: ein PC als Empfänger der Syslog Nachrichten (Server). die Steuerung als Sender der Syslog-Nachrichten (Client). In der Steuerung wird zyklisch der Baustein aufgerufen und bei Bedarf eine Syslog-Nachricht erstellt und versendet. PC-seitig läuft ein Syslog-Server und optional eine SQL-Datenbank, der die Nachrichten entgegennimmt, verarbeitet und anzeigt. Unterstützt werden die folgenden PROFINET-CPUs und CPs aus dem SIMATIC Produktspektrum: CPU 31x-2 PN/DP ab FW 3.2 CPU 41x-3 PN/DP ab FW 6.0 ET200S PN/DP ab FW 3.2 CPU 15xx S7-300 Ethernet CPs S7-400 Ethernet CPs Als Projektierungssoftware für die SPS dient das TIA Portal V12 SP1. Als Syslog-Server sind alle marktgängigen Produkte einsetzbar. V20, Beitrags-ID:

6 1 Aufgabenstellung und Lösung 1.3 Szenarien Szenario Generierung Mittelpunkt dieses Szenario ist der Baustein. Dieser Baustein ist verantwortlich für folgende Aufgaben: Aufbau einer UDP-Verbindung zu einem entfernten Syslog-Server mittels offener Kommunikationsbausteine. Generierung und Nachbildung des Syslog-Protokolls anhand der vom Benutzer übermittelten Informationen. Senden der Syslog-Meldung. Szenario Anzeige und Archivierung Für die Anzeige und der Archivierung der generierten Syslog-Meldungen dient ein Syslog-Server und bei Bedarf- zusätzlich eine SQL-Datenbank. Jede Syslog-Meldung kann mit einer Prioritätsstufe versendet werden, die farblich im Anzeigefenster des Syslog-Servers gekennzeichnet werden. Abbildung 1-3 V20, Beitrags-ID:

7 2 Bibliotheksübersicht 2 Bibliotheksübersicht Was erhalten Sie? Das vorliegende Dokument beschreibt die Bausteinbibliothek V12. Mit der Bausteinbibliothek erhalten Sie getesteten Code mit eindeutig definierten Schnittstellen. Auf diese können Sie entsprechend Ihrer zu realisierender Aufgabenstellung aufsetzen. In der Bibliothek sind drei S7-Programmordner verfügbar: S7-300/400/ET200_PN bei Nutzung einer PROFINET-CPU und der integrierten PROFINET-Schnittstelle. S7-300/400_CP bei Nutzung einer Standard-CPU und einem CP als Kommunikationsbaugruppe. S7-1500_PN bei Nutzung einer S PROFINET-CPU. Die Funktionalität der S7-Programme ist identisch. Der Unterschied liegt in der Realisierung des Programms bedingt durch die unterschiedlichen Schnittstellen (integrierte PROFINET-Schnittstelle und externe Kommunikationsbaugruppe). Kernanliegen des Dokuments ist die Beschreibung aller zur Bausteinbibliothek gehörenden Bausteine der durch diese Bausteine realisierten Funktionalität Darüber hinaus zeigt diese Dokumentation mögliche Einsatzgebiete auf und hilft Ihnen mit Step-by-Step-Anweisungen, die Bibliothek in das TIA-Portal zu integrieren. V20, Beitrags-ID:

8 2 Bibliotheksübersicht 2.1 Wirkschema Abbildung Start-Trigger (*) Die folgende Abbildung zeigt schematisch die Funktionalität der Bibliothek V12 : Client 2 ( Baustein) SIMATIC-Station Anwenderprogramm Start Server 3 IP-Adresse (*) Aufbau einer UDP-Verbindung zum Syslog-Server Empfang der Syslog-Meldung Priorität, Text (*) Generierung der Meldung Nachbildung des Syslog-Protokolls Berechnung der Priorität Verknüpfung Header <-> Text Senden der Syslog-Meldung Tabelle 2-1 Anzeige der Meldung Optional: Weiterleitung an eine Datenbank (*) (*) Muss vom Anwender konfiguriert/ parametriert werden Nr. Aktion Hinweis 1. Parametrierung des Syslog-Clients. Durch die Parametrierung bekommt der Baustein (Client) alle nötigen Informationen zum Generieren und Senden der Syslog-Meldung. 2. Auf Triggerbefehl startet der Client mit der Bearbeitung. 3. Der Server empfängt die Nachricht, zeigt diese an und leitet Sie gegebenenfalls an eine Datenbank zur Archivierung weiter. Die Syslog-Meldung wird generiert und versendet. Die Weiterleitung muss explizit im Syslog-Server aktiviert werden und eine Datenbank erstellt werden. V20, Beitrags-ID:

9 2 Bibliotheksübersicht 2.2 Programmbausteine Übersicht Die Bibliothek besteht aus einem zentralen, anwenderspezifischen Funktionsbaustein und mehreren Standard Bausteinen aus der SIMATIC Standard S7- und IEC Bibliothek. Der Kernbaustein ist als Zustandsautomat entwickelt und sorgt für die Generierung und das Senden der Syslog-Meldung. Zu diesem Zweck bedient sich der Funktionsbaustein an den Standard-Bausteinen aus der SIMATIC-Bibliothek. Zentraler Baustein Die folgende Grafik zeigt den Baustein bei Verwendung der integrierten PROFINET-Schnittstelle der S7-300/ 400/ ET200S (Bibliotheksordner S7-300/400/ET200S_PN): Abbildung 2-2 Die folgende Grafik zeigt den Baustein bei Nutzung eines Kommunikationsprozessors (Bibliotheksordner S7-300/400_CP): Abbildung 2-3 V20, Beitrags-ID:

10 2 Bibliotheksübersicht Die folgende Grafik zeigt den Baustein bei Verwendung der integrierten PROFINET-Schnittstelle der S (Bibliotheksordner S7-1500_PN): Abbildung 2-4 Die Parameter haben folgende Bedeutung: Tabelle 2-2 Art Variable Datentyp Defaultwert Bedeutung Eingang PRI_SEV INT 0 Definiert den Schweregrad für die Priorität (Severity- Feld). PRI_FAC INT 0 Definiert die Herkunft für die Priorität (Facility-Feld). CONN_ID BYTE WORD (S7-1500) B#16#1 Definiert die VerbindungsID für die Kommunikationsverbindung LOC_PORT WORD W#16#7D00 Lokaler Port für die UDP- Verbindung (nur bei Nutzung der integrierten PN-Schnittstelle verfügbar). IP_SERVER DWORD DW#16# Definiert die IP-Adresse des Syslog-Servers (nur bei Nutzung der integrierten PN-Schnittstelle verfügbar). HW_ID WORD W#16#0 Hardwarekennung der PROFINET-Schnittstelle (siehe Eigenschaften der Schnittstelle in der Gerätekonfiguration) (nur bei S verfügbar). CP_ADR INT 256 Baugruppenanfangsadresse des CPs (nur bei Nutzung eines CPs verfügbar). SYS_MSG ANY ANY-Pointer auf den Nachrichtentext im Format STRING. Maximal Größe 230 Zeichen! START BOOL 0 Triggert die Übertragung V20, Beitrags-ID:

11 2 Bibliotheksübersicht Art Variable Datentyp Defaultwert Bedeutung Ausgang der Syslog-Meldung. retval DWORD 0 Statusmeldung des Bausteins. Das erste Wort spiegelt die Fehlerquelle wieder. Das zweite Wort gibt die Fehlermeldung des intern aufgerufenen Bausteins aus. error BOOL 0 Wird gesetzt, wenn ein Fehler bei der Bearbeitung aufgetreten ist. Hilfsbausteine aus der SIMATIC-Bibliothek Der zentrale Baustein ruft intern weitere Bausteine zur Unterstützung bei der Generierung und Versendung der Syslog-Meldungen auf. Konkret sind das folgende Bausteine: Tabelle 2-3 Hilfsbausteine TCON (FB65) TUSEND (FB67) TDISCON (FB66) Integriert im Programmordner S7-300/400/ET200_PN S7-1500_PN Beschreibung Offene Kommunikationsbausteine für den Aufbau einer UDP-Verbindung. AG_SEND (FC5) S7-300/400_CP Kommunikationsbaustein zur Übergabe von Daten an einen Ethernet-CPs zur Übertragung über eine projektierte Verbindung. CONCAT (FC2) DELETE (FC4) INSERT (FC17) LEFT (FC20) I_STRNG (FC16) TON (SFB4) BLKMOV (SFC20) S7-300/400/ET200_PN S7-300/400_CP S7-1500_PN S7-300/400/ET200_PN S7-300/400_CP S7-1500_PN S7-300/400/ET200_PN S7-300/400_CP S7-1500_PN IEC-Funktionen für die Bearbeitung von STRING-Variablen. Systemfunktionen für den Watchdog- Timer. Systemfunktionen zum Kopieren von Datenbereichen. RDSYSST (SFC51) S7-300/400/ET200_PN Systemfunktion zum Lesen von Datensätzen. V20, Beitrags-ID:

12 2 Bibliotheksübersicht 2.3 Hard- und Software-Komponenten Gültigkeit Diese Applikation ist gültig für STEP 7 ab V12 SP1 S ab FW V1.1 S7-300 CPU ab FW 3.2 S7-400 CPU ab FW 6.0 ET 200S CPU ab FW 3.2 S7-300 CP Advanced S7-400 CP Advanced Für den Syslog-Server kann jede auf den Markt erhältliche Software verwendet werden. Möchten Sie zusätzlich eine Anbindung an die SQL-Datenbank realisieren, muss der Syslog-Server diese Funktion unterstützen. Für die Erstellung dieser Dokumentation wurde folgende Software verwendet: KIWI Syslog-Server Version 9.2 MySQL-Server V5.5 SQL Manager für MySQL Server mysql-connector-odbc win32.msi Beispieldateien und Projekte Die folgende Liste enthält alle Dateien und Projekte, die in diesem Beispiel verwendet werden. Tabelle 2-4 Komponente LIB_TIA_V20.zip DOKU_TIA _V20_d.pdf Hinweis Diese gepackte Datei enthält die TIA V12 Bibliothek. Dieses Dokument. V20, Beitrags-ID:

13 2 Bibliotheksübersicht 2.4 Bibliotheksressourcen und Leistungsdaten Was steht hier? Nachfolgend erhalten Sie einen Überblick über die Belegung des Arbeitsspeichers durch die Bausteine der Bibliothek V12. Bibliotheksressourcen Watchdog-Timer Syslog-Meldung Die folgende Tabelle zeigt die Größe der Programmbausteine bzw. Instanzdatenbausteine im Arbeitsspeicher: Tabelle 2-5 Nr. Baustein Größe Hinweis 1. -Baustein 1784 Byte Bei Verwendung einer S7-2. Instanzdatenbaustein 612 Byte 300/400/ET200 zum Baustein 3. Lokaldaten 56 Byte Byte Bei Verwendung einer S Instanzdatenbaustein zum Baustein 718 Byte Um zu verhindern, dass bei einem Fehler der Funktionsbaustein in einer Endlosschleife hängen bleibt, gibt es einen Watchdog-Timer. Dieser ist voreingestellt auf 400ms. Theoretisch darf der Syslog Meldetext bis zu 1024 Byte groß sein. Für diese Bibliothek wurde die Grenze bei 235 Zeichen gelegt (Header + Text). Ursache ist die Beschränkung des Datenbereichs beim Kommunikationsbaustein AG_SEND in Verbindung mit einem S7-400 CP. Da der Header bis zu 5 Zeichen einnehmen kann, darf der Nachrichtentext maximal 230 Zeichen lang sein (230 Zeichen + 5 Zeichen = 235 Zeichen). Lokaldaten Der -Baustein benötigt für die Bearbeitung des internen Programms Lokaldaten. Wie viele Lokaldaten benötigt werden, kann der Tabelle 2-5 entnommen werden. Bei Verwendung einer S7-400 Station muss darauf geachtet werden, dass die Lokaldatengröße in den Prioritätsklassen der S7-400-CPU für den - Baustein ausreichend parametriert ist. V20, Beitrags-ID:

14 3 Der Funktionsbaustein im Detail 3 Der Funktionsbaustein im Detail Was steht hier? Dieses Kapitel gibt eine detaillierte Beschreibung des Bausteins hinsichtlich der Kernfunktionalität und der internen Funktionsabläufe. Hinweis Für ein gutes Verständnis dieses Kapitel sind Kenntnisse über das Syslog- Protokoll notwendig. Informationen rund um das Syslog-Protokoll können im Anhang (Kapitel 5 Das Syslog-Protokoll) nachgelesen werden. 3.1 Nachbildung des Syslog-Protokolls Wie bereits erwähnt ist das Syslog-Protokoll sehr einfach strukturiert. Es besteht lediglich aus einem Header und dem Meldungstext. Für die Konfiguration des Headers ist es nun Aufgabe des Bausteins, aus den übergebenen Werten für Severity und Facility die Priorität der Syslog-Meldung zu berechnen und im geforderten Format (< [Prioritätswert] >) abzuspeichern. Die Berechnung erfolgt über die Formel Priority Wert = Facility-Wert * 8 + Severity. Das Ergebnis wird Ziffernweise als CHAR im Format ASCII abgespeichert (pro Ziffer wird ein Byte benötigt). V20, Beitrags-ID:

15 3 Der Funktionsbaustein im Detail 3.2 Aufbau einer UDP-Verbindung T-Bausteine für eine PROFINET CPU Allgemeines Syslog-Meldungen werden mittels UDP/ IP über das Netzwerk verschickt. Für die UDP-Kommunikation werden die offenen Kommunikationsbausteine TCON, T_USEND und T_DISCON verwendet. Die Aufgaben dieser Bausteine verdeutlicht die nachfolgende Tabelle: Tabelle 3-1 Baustein TCON TUSEND TDISCON Parametrierung der T-Bausteine Aufgabe Der Kommunikationspartner ruft den FB 65 "TCON" auf, um den lokalen Port einzurichten. Dabei wird eine Verbindung zwischen Anwenderprogramm und der Kommunikationsschicht des Betriebssystems eingerichtet. Da UDP Verbindungslos ist, erfolgt kein Verbindungsaufbau zum remoten Partner. Der FB 67 "TUSEND" sendet Daten über UDP an einen remoten Partner. Die Adresse ist im Parametrier- UDT gespeichert. Der FB 66 "TDISCON" löst den lokalen Port auf, d. h. die Verbindung zwischen Anwenderprogramm und Kommunikationsschicht des Betriebssystems wird abgebaut. Da ein Punkt der Anforderungsliste des Bausteins die Unabhängigkeit verlangt, muss die Parametrierung der T-Bausteine im Anwenderprogramm selbstständig durchgeführt werden. Für die Parametrierung der T-Bausteine sind zwei Datenstrukturen (UDTs) nötig: 1. Parametrierungsdaten für den Verbindungsaufbau 2. Konfigurationsdaten für das Senden Die Parametrierungsdaten für den Baustein T_CON bei Verwendung einer S7-300/ 400 verlangt folgende Inhalte: Tabelle 3-2 Parameter Datentyp Beschreibung block_length WORD Länge des UDTs (64 Byte fix). id WORD VerbindungsID connection_type BYTE Protokollvariante (UDP: B#16#13) active_est BOOL Art des Verbindungsaufbaus (UDP: False) local_device_id BYTE Schnittstellenkennung; abhängig vom CPU Typ local_tsap_id_len BYTE Länge des Parameters local_tsap_id (2 Byte). rem_subnet_id_len BYTE Nicht verwendet; muss mit 0 belegt werden. rem_staddr_len BYTE Nicht verwendet; muss mit 0 belegt werden. rem_tsap_id_len BYTE Nicht verwendet; muss mit 0 belegt werden. next_staddr_len BYTE Nicht verwendet; muss mit 0 belegt werden. local_tsap_id ARRAY[1..16] of BYTE Lokale Port Nr. V20, Beitrags-ID:

16 3 Der Funktionsbaustein im Detail Parameter Datentyp Beschreibung rem_subnet_id rem_staddr rem_tsap_id ARRAY[1..16] of BYTE ARRAY[1..16] of BYTE ARRAY[1..16] of BYTE Nicht verwendet; muss mit 0 belegt werden. Nicht verwendet; muss mit 0 belegt werden. Nicht verwendet; muss mit 0 belegt werden. Die Parametrierungsdaten für den Baustein T_CON bei Verwendung einer S verlangt folgende Inhalte: Tabelle 3-3 Parameter Datentyp Beschreibung Interface_id HW_ANY Hardware-Kennung der lokalen Schnittstelle id CONN_OUC VerbindungsID connection_type BYTE Protokollvariante (UDP: B#16#13) active_established BOOL Art des Verbindungsaufbaus (UDP: False) Remote_address ARRAY[1..4] of BYTE IP-Adresse des Partner-Endpunkts remote_port UINT Port-Adresse des entfernten Verbindungspartners Local_port UINT Port-Adresse des lokalen Verbindungspartners Die Konfigurationsdaten für T_USEND sind wie folgt definiert: Tabelle 3-4 Parameter Datentyp Beschreibung rem_ip_addr ARRAY[1..4] of BYTE IP-Adresse des remoten Partners rem_port_nr ARRAY[1..2] of BYTE Port-Adresse des remoten Partners spare ARRAY[1..2] of BYTE Nicht verwendet; muss mit 0 belegt werden Hinweis Die Struktur der Konfigurations- bzw. Parametrierdatenblöcke darf nicht verändert werden. Die IP-Adresse des remoten Partners ist durch den Eingangsparameter IP- SERVER vorgegeben. Die remote Portnummer (514) und der Verbindungstyp (UDP) sind von der Syslog Spezifizierung definiert. Die Lokale Portnummer, die VerbindungsID und die Hardware-Adressen (S und CP) kann frei gewählt werden. Die Blocklänge des UDTs, die Verbindungsart und die Länge des lokalen tsaps ist fest vorgegeben. Einzig die Schnittstellenkennung muss vom Anwenderprogramm aus der verwendeten Baugruppe ausgelesen werden. V20, Beitrags-ID:

17 3 Der Funktionsbaustein im Detail Auslesen der Schnittstellenkennung (Nur bei S7-300/400/ET200) Die Schnittstellenkennung erfolgt über die Systemzustandsliste W#16#011C und dem Index W#16#7. Mit Hilfe der SZL-Teilliste kann der Typ der CPU ausgelesen werden. Durch einen String-Vergleich bzw. einer expliziten Zahlenfolge-Suche (z.b. 317) kann der CPU Typ automatisch über das Anwenderprogramm ermittelt und für die T-Bausteine codiert werden Projektierte Verbindung für Ethernet-CPs Allgemeines Abbildung 3-1 Bei Nutzung eines Ethernet-CPs können die T-Bausteine nicht angewendet werden. In diesem Fall muss explizit eine UDP-Verbindung angelegt werden. Alle Daten, die über diese Verbindung übertragen werden sollen, übermittelt die CPU dem CP über den Baustein AG_SEND. Projektierung einer UDP-Verbindung Die Nutzung eines Ethernet-CPs als Kommunikationsschnittstelle setzt eine Projektierung der benötigten Verbindung voraus. Da die Übertragung einer Syslog- Meldung auf UDP/ IP basiert, muss über die Netzsicht eine unspezifizierte UDP- Verbindung angelegt werden. Die Projektierung dieser UDP-Verbindung verlangt die IP-Adresse des remoten Partners (IP-Adresse des Syslog-Servers) und die remote Portadresse (514 für Syslog). Jeder Verbindung wird eine eindeutige ID zugeteilt, die beim Aufruf der Kommunikationsbausteine angegeben werden muss. V20, Beitrags-ID:

18 3 Der Funktionsbaustein im Detail Abbildung Fehler- und Statusanzeige Der Funktionsbaustein gibt im Fehlerfall über den Ausgangsparameter retval einen Fehlercode aus. Die Bedeutung der möglichen Fehlercodes und eine mögliche Abhilfe verdeutlicht die folgende Tabelle: Tabelle 3-5 Fehlercode Bedeutung Abhilfe DW#16#000000CA DW#16#00048xxx DW#16# DW#16# Nur bei Verwendung eines CPs DW#16#00058xxxx Watchdog Timer hat zugeschlagen Eingangsparameter 4 ist falsch. 8xxx zeigt die genaue Fehlermeldung des Systembausteins BLKMOV. FC17 (INSERT) wurde mit Fehler abgebrochen. FC4 (DELETE) wurde mit Fehler abgebrochen. AG_SEND meldet einen Fehler. 8xxx zeigt die genaue Fehlermeldung des Kommunikationsbausteins AG_SEND (FC5). Nur bei Verwendung einer PROFINET CPU DW#16#00518xxxx DW#16#00658xxx DW#16#00678xxx DW#16#00668xxx RDSSYST meldet einen Fehler. 8xxx zeigt die genaue Fehlermeldung des Bausteins RDSSYST (SFC 51). T_CON meldet einen Fehler. 8xxx zeigt die genaue Fehlermeldung des Kommunikationsbausteins T_CON (FB65). T_USEND meldet einen Fehler. 8xxx zeigt die genaue Fehlermeldung des Kommunikationsbausteins T_USEND (FB67). T_DISCON meldet einen Fehler. 8xxx zeigt die genaue Fehlermeldung des Kommunikationsbausteins T_DISCON (FB66). Die Eingangsvariable SYS_MSG muss vom Format STRING und darf nicht größer als 230 Zeichen sein. Überprüfen Sie, ob die projektierte Verbindung korrekt angelegt und aufgebaut wurde. Überprüfen Sie, ob die IP-Adresse ihres Syslog- Server richtig angegeben ist. Überprüfen Sie, ob die IP-Adresse ihres Syslog- Server richtig angegeben ist. V20, Beitrags-ID:

19 4 Arbeiten mit der Bibliothek Hinweis Bei Auftreten des Fehlercodes DW#16#00658xxx, DW#16#00668xxx oder DW#16#00678xxx müssen Sie nach der Fehlerkorrektur die CPU erneut mit dem gesamten TIA-Projekt laden. 4 Arbeiten mit der Bibliothek Was steht hier? Dieses Kapitel besteht aus Anleitungen zur Integration der Bibliothek V12 in Ihr TIA Portal-Projekt und zur Anwendung der Bibliotheksbausteine. 4.1 Vorbereitung Tabelle 4-1 Bevor Sie die Funktionen der Bibliothek nutzen können, müssen folgende Punkte erfüllt sein: Nr. Aktion Hinweis 1 Erstellung eines TIA Portal-Projektes mit Ihrer Hardwarekonfiguration. 2 Hinweis: Dieser Schritt ist nur nötig, wenn Sie einen Kommunikationsprozessor (CP) zur Datenübertragung nutzen. Projektierung einer unspezifizierten UDP- Verbindung. Tragen Sie als remote IP-Adresse die Netzwerkadresse des PCs ein, der als Syslog- Server dient. Als remote Portadresse muss 514 eingetragen werden. 3 Installation des Syslog-Servers. 4 Installation der SQL-Datenbank (falls erwünscht). 5 Physikalische Vernetzung der S7-Steuerung mit dem Syslog-Server. Hinweis Der PC mit der Syslog-Server-Software und die Steuerung müssen im gleichen IP-Netz liegen. V20, Beitrags-ID:

20 4 Arbeiten mit der Bibliothek 4.2 Die Bibliothek V Integration der Bibliotheksbausteine in das TIA Portal Nachfolgend sind die Schritte aufgeführt, um die Bibliothek V12 in Ihr TIA Portal-Projekt zu integrieren. Anschließend können Sie die Bausteine der Bibliothek V12 nutzen. Hinweis Das Vorhandensein eines TIA-Projektes wird im Folgenden vorausgesetzt. Tabelle 4-2 Nr. Aktion Hinweis 1. Entpacken Sie den Ordner LIB_TIA_V20.zip in ein Verzeichnis Ihrer Wahl. 2. Öffnen Sie Ihr TIA V12-Projekt. 3. Wechseln Sie in den Abschnitt Libraries (Bibliotheken) und öffnen Sie über das entsprechende Symbol eine neue globale Bibliothek. 4. Navigieren Sie in das entpackte Verzeichnis und öffnen Sie unter V12 > V12.al12 die Bibliothek. V20, Beitrags-ID:

21 4 Arbeiten mit der Bibliothek Nr. Aktion Hinweis 5. Öffnen Sie in der Bibliothek entsprechend Ihrer Hardware den zugehörigen Ordner, markieren Sie den Baustein und ziehen diesen mittels DRAG&DROP in Ihre Programmbausteine Integration der Bausteine in das Programm Die folgende Anleitung zeigt anhand eines Aufrufes, wie Sie den Baustein in Ihr Projekt einbinden und parametrieren müssen. Parametrierung des Bausteins Der Baustein besitzt Ein- und Ausgangparameter, die Sie verschalten müssen: Tabelle 4-3 Art Variable Datentyp Bedeutung Eingang Ausgang PRI_SEV INT Definiert den Schweregrad für die Priorität (Severity- Feld). PRI_FAC INT Definiert die Herkunft für die Priorität (Facility-Feld). CONN_ID BYTE WORD (S7-1500) Definiert die VerbindungsID für die Kommunikationsverbindung LOC_PORT WORD Lokaler Port für die UDP-Verbindung (nur bei Nutzung der integrierten PN-Schnittstelle verfügbar). IP_SERVER DWORD Definiert die IP-Adresse des Syslog-Servers (nur bei Nutzung der integrierten PN-Schnittstelle verfügbar). HW_ID WORD Hardwarekennung der PROFINET-Schnittstelle (siehe Eigenschaften der Schnittstelle in der Gerätekonfiguration) (nur bei S verfügbar). CP_ADR INT Baugruppenanfangsadresse des CPs (nur bei Nutzung eines CPs verfügbar). SYS_MSG ANY ANY-Pointer auf den Nachrichtentext im Format STRING. Maximal Größe 230 Zeichen! START BOOL Triggert die Übertragung der Syslog-Meldung. retval DWORD Statusmeldung des Bausteins. Das erste Wort spiegelt die Fehlerquelle wieder. Das zweite Wort gibt die Fehlermeldung des intern aufgerufenen Bausteins aus. error BOOL Wird gesetzt, wenn ein Fehler bei der Bearbeitung aufgetreten ist. V20, Beitrags-ID:

22 4 Arbeiten mit der Bibliothek Der Baustein Aufruf Tabelle 4-4 Nr. Aktion Hinweis 1 Öffnen Sie den OB 1 und rufen den Baustein auf. Sie werden aufgefordert, eine Instanzdatenbausteinnummer anzugeben. Das TIA-Portal generiert den Datenbaustein automatisch nach Bestätigung des Dialogfensters. 2 Parametrieren Sie die Ein- und Ausgangsparameter des Bausteins. 3 Speichern Sie den OB 1 ab. Hinweis Laden der S7-CPU Wollen Sie mehrere -Meldungen gleichzeitig an den Syslog-Server senden, ist pro -Meldung ein eigener -Baustein mit eigenem Instanzdatenbaustein notwendig. Beachten Sie bei der Parametrierung der -Bausteine auf eine unterschiedliche VerbindungsID (CONN_ID) sowie lokaler Portnummer (LOC_PORT). Markieren Sie die SIMATIC-Station im TIA-Portal, kompilieren Sie das Projekt und laden Sie dieses anschließend in Ihre CPU. 4.3 Bedienung der Bibliotheksfunktionalität Durch den Eingangsparameter START am Baustein wird die Übertragung der Syslog-Meldung getriggert. Registriert das Anwenderprogramm im Baustein eine positive Flanke, wird der Zustandsautomat gestartet und die Generierung und Übertragung der Syslog-Meldung angestoßen. Alle am Syslog-Server ankommenden Meldungen werden in einem Anzeigefenster angezeigt. Abbildung 4-1 V20, Beitrags-ID:

23 5 Das Syslog-Protokoll Anhang 5 Das Syslog-Protokoll 5.1 Beschreibung Syslog ist ein Logging System zur Übermittlung von Meldungen in einem IP- Netzwerk und hat sich inzwischen zu einem Standard (RFC 5424) im Bereich der Protokollierung etabliert. Es gibt inzwischen sehr viele Anwendungen, die in der Lage sind, Syslog-Einträge zu generieren. Ein großer Vorteil von Syslog ist der klare Aufbau und der Einsatz in verteilten Systemen. Prinzipiell können Syslog-Einträge von verschiedenen Rechnern über das Netz an einen zentralen Rechner geschickt und dort gesammelt werden. Die Generierung eines Syslog-Eintrags ist recht einfach: Ein UDP-Paket wird an Port 514 eines Rechners, auf dem ein Syslog-Server läuft, gesendet. Der Inhalt des UDP-Pakets darf 1024 Zeichen nicht übersteigen, muss im US7-ASCII Zeichensatz definiert und sollte entsprechend formatiert sein. Bei Bedarf kann dem Server über die Formatierung folgende Informationen übergeben werden: Priorität und Art des Pakets, Zeit der Erzeugung Name des Quell-Rechners. Verschiedene Identifikationsnummern Werden Pakete falsch formatiert, werden diese ebenfalls akzeptiert. Allerdings wird der komplette Inhalt als Nachrichtentext interpretiert. Für nicht erkannte Parameter (wie z. B. die Zeit der Erzeugung) werden entsprechende Default-Werte eingesetzt. 5.2 Der Aufbau des Syslog-Protokolls Das Syslog-Protokoll ist sehr einfach aufgebaut und lässt sich in zwei wesentliche Blöcke teilen: dem Header und der eigentlichen Nachricht. Abbildung 5-1 Aufbau der Syslog-Meldung HEADER MESSAGE Die folgende Grafik zeigt eine über das Analysetool Wireshark aufgezeichnete Syslog-Meldung: Abbildung 5-2 V20, Beitrags-ID:

24 5 Das Syslog-Protokoll 5.3 Der Nachrichten-Header Beschreibung Der Header verwaltet Informationen über: die Art der Meldung, dem Zeitpunkt, einer VersionID dem Hostnamen. Hinweis Bis auf die Art der Meldung kann der Syslog-Client keine weiteren Modifikationen am Header vornehmen. Die restlichen Parameter werden alle durch den Syslog-Server mit Werten befüllt. Formatierung Die verwendeten Zeichen müssen vom Format ASCII (7Bit) in einem 8-Bit Feld sein. Der folgende Ausschnitt zeigt die ASCII-Zeichentabelle. Abbildung 5-3 V20, Beitrags-ID:

25 5 Das Syslog-Protokoll Strukturierung Das Syslog-Protokoll schreibt für den Header eine festgelegte Reihenfolge und Struktur der Parameter vor. Werden diese Regeln missachtet, können die Informationen vom Syslog-Server nicht als solche interpretiert werden. Im Detail ist die Struktur wie folgt: PRI VERSION SP TIMESTAMP SP HOSTNAME SP APP-NAME SP PROCID SP MSGID Eine Syslog-Meldung muss nicht zwingend alle Elemente beinhalten. Nicht erkannte Parameter werden mit Default-Werten belegt. Hinweis Alle Elemente und Parameter müssen im Format ASCII (7 Bit) in den Header eingetragen werden. Die Parameter haben folgende Bedeutung: Tabelle 5-1 PRI Parameter VERSION HOSTNAME APP-NAME PROCID MSGID SP TIMESTAMP Bedeutung Der Bereich PRI muss durch die Zeichen < (%d60) und > (%d62) eingegrenzt werden und hat eine Größe zwischen drei und fünf Zeichen. Innerhalb PRI steht codiert die Priorität der Syslog-Meldungaufgeteilt in einen Severity und Facility Feld. Die VersionID hat eine Größe bis zu zwei Byte und darf nur Zeichen zwischen 1..9 (%d49-57) beinhalten. In diesem Feld kann die Versionsnummer der Syslog Spezifikation angegeben werden. HOSTNAME referenziert den Quell-Rechner mit seinen Namen und der IP-Adresse. Die Länge kann zwischen liegen und darf alle Zeichen zwischen %d beinhalten. Sind keine Angaben zu dem Quell-Rechner bekannt, wird das Zeichen - ausgegeben. APP-NAME beinhaltet den Applikationsnamen. Die Länge kann zwischen liegen. Erlaubt sind alle Zeichen zwischen %d Ist kein Applikationsname bekannt, wird - ausgegeben. PROCID trägt als Informationen die ProzessID. Die Länge kann zwischen liegen. Erlaubt sind alle Zeichen zwischen %d Ist keine ID bekannt, wird - ausgegeben. Dieser Parameter dient zur Identifizierung der Nachricht und stellt eine Länge von zur Verfügung. Erlaubt sind alle Zeichen zwischen %d Ist keine ID bekannt, wird - angezeigt. Entspricht dem ASCII Code %d32. Dieser Bereich umfasst den Zeitstempel und weißt selbst eine eigene Struktur auf. Hinweis Weitere Informationen über die Bedeutung der Parameter sind im RFC 5424 nachzulesen. V20, Beitrags-ID:

26 5 Das Syslog-Protokoll Die Codierung für den Bereich PRI PRI steht für Priority und definiert die Herkunft (Facility-Feld) und den Schweregrad (Severity-Feld) der Nachricht. Dieser Parameter ist der Einzige, der über den Syslog-Client modifiziert werden kann. Für das Facility-Feld stehen 5 Bits zur Verfügung, die je nach numerischem Wert den Dienst oder die Komponente angibt, welche die Syslog-Meldung erzeugt hat. Ein Auszug aus dem RFC 5424 zeigt den möglichen Wertebereich: Abbildung 5-4 Für das Severity-Feld stehen 3 Bits zur Verfügung, die je nach numerischem Wert den Schweregrad der Syslog-Meldung definieren. Ein Auszug aus dem RFC 5424 zeigt den möglichen Wertebereich: V20, Beitrags-ID:

27 5 Das Syslog-Protokoll Abbildung 5-5 Der zwischen den Zeichen <[Wert von Priority]> einzutragende Wert (als ASCII- Zeichen codiert) wird wie folgt berechnet: Priority Wert = Facility-Wert * 8 + Severity Beispiel: Eine local use 4 -Nachricht (Facility= 20) mit einem Schweregrad Notice (Severity = 5) hat einen Priority Wert von 20*8 + 5 = 165. Dieses Ergebnis muss zwischen den Spitzklammern als ASCII Zeichen platziert werden. In diesem Fall ist der Parameter PRI im Header insgesamt fünf Byte lang und enthält als Wert <165> oder dezimal ausgedrückt %d60 %d49 %d54 %d53 %d Der Übertragungsmechanismus Syslog nutzt als Übertragungsprotokoll UDP/IP und Ethernet. UDP ist ein verbindungsloses und daher nicht zuverlässiges Transportprotokoll. Eine erfolgreiche Übermittlung kann also nicht zu 100% gewährleistet werden. Für die Übertragung der Syslog-Meldungen werden diese in den Nutzdatenbereich des UDP-Frames verpackt. Theoretisch könnte die Syslog-Meldung die komplette Kapazität des UDP-Nutzdatenbereichs einnehmen (64kByte). Da das UDP-Frame aber seinerseits in den Nutzdatenbereich des IP-Frames gepackt wird und das wiederum in den Datenbereich von Ethernet, ist die Größe einer Syslog-Meldung auf die maximale Größe des Ethernet Nutzdatenbereichs begrenzt. Das Datenfeld bei Ethernet misst lediglich 1500 Byte. Durch den Overhead der Header (IP (20 Byte), UDP (8 Byte) und der Syslog-Meldung) darf der Syslog Meldetext maximal 1024 Byte groß sein. Abbildung 5-6 UDP Header 8 Byte UDP-Nutzdaten 64KByte IP Header 20 Byte IP-Nutzdaten max Byte Präambel 7 Byte SFD 1 Byte Ziel-MAC 6 Byte Quell-MACVLAN-Tag Ethertype 6 Byte 4 Byte 2 Byte Datenfeld 1500 Byte CRC 4 Byte V20, Beitrags-ID:

28 6 SQL-Datenbankanbindung 6 SQL-Datenbankanbindung Was steht hier? In diesem Kapitel finden Sie Hilfestellungen zum Umgang mit der beschriebenen Bibliothek V12. Es wird gezeigt, wie Sie eine SQL-Datenbankanbindung zwischen Syslog-Server und SQL-Datenbank realisieren können. Hinweis Die Projektierungsanleitung und Bilder basieren auf folgender Software: KIWI Syslog-Server Version 9.2 MySQL-Server V Voraussetzung Installation der SQL-Datenbank Um den Syslog-Server an eine SQL-Datenbank binden zu können, muss neben der Syslog-Server Software zusätzlich eine SQL-Datenbank installiert sein. Für die Konfiguration der Datenbank ist es hilfreich, ein SQL Manager Tool zu installieren. Diese Software bietet eine anwenderfreundliche Oberfläche und erspart die Konfiguration der SQL-Datenbank über Kommando- und SQL Befehle. Installation des OLE DB Treiber Für die Anbindung des Syslog-Servers an die SQL-Datenbank wird die ODBC- Verbindung genutzt. Da die MySQL-Datenbank ohne OLE DB Treiber geliefert, muss dieser nachträglich installiert werden. Der OLE DB Treiber kann auf der MySQL Webseite heruntergeladen werden. Im Folgenden wird der MYSQL ODBC 5.1 Treiber verwendet. V20, Beitrags-ID:

29 6 SQL-Datenbankanbindung 6.2 Anlegen einer neuen Datenbank Öffnen Sie den SQL-Konfigurationsmanager und legen eine neue Datenbank an. Abbildung 6-1 Definieren Sie die Verbindungseigenschaften. Abbildung 6-2 V20, Beitrags-ID:

30 6 SQL-Datenbankanbindung Schließen Sie die Konfiguration der neuen Datenbank ab. Abbildung 6-3 Ein neues Dialogfenster informiert Sie über die eben eingestellten Parameter. Sie haben die Möglichkeit, die Verbindung zur neuen Datenbank zu testen. War der Test erfolgreich, schließen Sie die Konfiguration ab. Abbildung 6-4 V20, Beitrags-ID:

31 6 SQL-Datenbankanbindung Verbinden Sie sich mit der neuen Datenbank. Abbildung 6-5 V20, Beitrags-ID:

32 6 SQL-Datenbankanbindung 6.3 Konfiguration der ODBC-Datenquelle Öffnen Sie über die Systemsteuerung > Verwaltung die ODBC-Datenquelle. Abbildung 6-6 Erstellen Sie im Register System DSN über Add eine neue Datenstruktur. Wählen Sie dafür den zuvor installierten MySQL ODBC Treiber aus. Abbildung 6-7 V20, Beitrags-ID:

33 6 SQL-Datenbankanbindung Vergeben Sie einen Namen für die neue Datenstruktur. Definieren Sie den Benutzer, das zugehörige Passwort sowie den Namen der eben erstellten Datenbank. Abbildung 6-8 Ob die Einstellungen korrekt sind und die Verbindung zur Datenbank besteht, können Sie über den Test Button überprüfen. Abbildung 6-9 V20, Beitrags-ID:

34 6 SQL-Datenbankanbindung Schließen Sie die Konfiguration mit OK ab. Markieren Sie die eben erstellte Datenstruktur und schließen die ODBC Datenquelle. Abbildung 6-10 V20, Beitrags-ID:

35 6 SQL-Datenbankanbindung 6.4 Einstellungen im Syslog-Server Anlegen einer neuen Aktion Öffnen Sie im Syslog-Server über File > Setup das Setup-Fenster. Legen Sie im Menüpunkt Rules > Default eine neue Aktion an. Abbildung 6-11 Wählen Sie als Aktion die Option Log to Database. Abbildung 6-12 Um die Funktion der neuen Aktion kenntlich zu machen, kann der Defaultname geändert werden. V20, Beitrags-ID:

36 6 SQL-Datenbankanbindung Abbildung 6-13 V20, Beitrags-ID:

37 6 SQL-Datenbankanbindung Definition der Datenverbindung Als nächsten Schritt muss die Datenverbindung zur SQL-Datenbank definiert werden. Wählen Sie aus der Auswahlliste die in Kapitel 6.3 (Konfiguration der ODBC- Datenquelle) erstellte Datenquelle. Sie können auch hier wieder die Verbindung testen. Abbildung 6-14 V20, Beitrags-ID:

38 6 SQL-Datenbankanbindung Wählen Sie als Format das MySQL-Datenbank Format aus. Abbildung 6-15 Anlegen einer neuen Datenbanktabelle Ändern Sie falls erwünscht- den Defaultnamen der Datenbanktabelle und erstellen Sie eine neue Tabelle über den entsprechenden Button. Ein Dialogfenster informiert Sie über den Status der Generierung. Abbildung 6-16 V20, Beitrags-ID:

39 6 SQL-Datenbankanbindung Im SQL Manager Tool wird die eben erstellte Tabelle angezeigt. Abbildung 6-17 Anpassungen der Tabelleneinträge Sie haben die Möglichkeit, die Spalten der Datenbanktabelle Ihren Wünschen nach anzupassen und Spalten hinzufügen oder entfernen. Abbildung 6-18 Ergebnis Hinweis Durch diese Konfiguration werden alle Syslog-Meldungen neben der Anzeige am Bildschirm auch in der SQL-Datenbank gespeichert. Meldungen, die vom Syslog-Server an die SQL-Datenbank weitergereicht werden, dürfen im Meldungstext keine Zeichen vom Typ %d0 (NUL) enthalten. V20, Beitrags-ID:

40 7 Literaturhinweise 7 Literaturhinweise Tabelle 7-1 Themengebiet \1\ Siemens Industry Online Support \2\ Downloadseite des Beitrages Titel Historie Tabelle 8-1 Version Datum Änderung V Erste Ausgabe V Ergänzende Eingangsparameter am FB100 (Lokaler Port, ConnectionID) IP-Adresse wird nun als DWORD angegeben. V2.0 08/2013 Migration der Bausteine in das TIA-Portal V12 Zusätzlicher Baustein für S V20, Beitrags-ID: