Automatisieren mit STEP7 in AWL und SCL

Transkript

1 Automatisieren mit STEP7 in AWL und SCL Speicherprogrammierbare Steuerungen SIMATIC S7-300/400 von Hans Berger 7, überarbeitete und erweiterte Auflage, 2011 Publicis Publishing

2 Inhaltsverzeichnis Einführung 21 1 Automatisierungssystem SIMATIC S7-300/ Aufbau des Automatisierungssystems Komponenten S7-300-Station S7-400-Station Hochverfügbare SIMATIC Sicherheitsgerichtete SIMATIC Speicherbereiche der Zentralbaugruppe Dezentrale Peripherie PROFIBUS DP PROFINET IO Aktor-/Sensor-Interface Netzübergänge Kommunikation Einführung Subnetze Kommunikationsdienste Verbindungen Baugruppenadressen Signalweg Steckplatzadresse Logische Adresse Baugruppenanfangsadresse Diagnoseadresse Adressen für Busteilnehmer Operandenbereiche Nutzdatenbereich Prozessabbild Konsistente Nutzdaten Merker 52 2 Programmiersoftware STEP STEP 7 Basis Installation Automation License Manager SIMATIC Manager Projekte und Bibliotheken Multiprojekte Online-Hilfe Projekt bearbeiten Projekt anlegen Verwalten, reorganisieren und archivieren Projektversionen Multiprojekt anlegen und bearbeiten Station konfigurieren Baugrappen anordnen Baugruppen adressieren Baugruppen parametrieren Baugruppen mit MPI vernetzen Baugruppen beobachten und steuern Netz projektieren Netzansicht konfigurieren Dezentrale Peripherie mit der Netzprojektierung konfigurieren Verbindungen projektieren Netzübergänge Verbindungsdaten laden Projekte im Multiprojekt abgleichen S7-Programm erstellen Einführung Symboltabelle AWL-Programmeditor SCL-Programmeditor Umverdrahten Operandenvorrang Referenzdaten Sprachen-Einstellung Online-Betrieb Zielsystem anschließen Schutz des Anwenderprogramms CPU-Informationen 94 12

3 2.6.4 Anwenderprogramm in die CPU laden Bausteinhantierung Programm testen Hardware diagnostizieren STOP-Ursache ermitteln Variablen beobachten und steuern Variablen forcen Peripherieausgänge freischalten Test-und Prozessbetrieb AWL-Programmstatus Datenoperanden beobachten und steuern SCL-Programme testen SIMATIC S7-Programm Programmbearbeitung Programmbearbeitungsarten Prioritätsklassen Festlegungen zur Programmbearbeitung Bausteine Bausteinarten Bausteinstruktur Bausteineigenschaften Bausteinschnittstelle Variablen adressieren Variablen absolut adressieren Indirekte Adressierung Variablen symbolisch adressieren Codebaustein mit AWL programmieren Aufbau einer AWL-Anweisung AWL-Codebaustein inkrementell programmieren Übersichtenfenster Netzwerke programmieren AWL-Codebaustein quellorientiert programmieren Codebaustein mit SCL programmieren Aufbau einer SCL-Anweisung SCL-Codebaustein programmieren Datenbaustein programmieren Datenbaustein inkrementell programmieren Datenbaustein quellorientiert programmieren Variablen und Konstanten Allgemeines zu Variablen Allgemeines zu Datentypen Elementare Datentypen Zusammengesetzte Datentypen Parametertypen 145 Basisfunktionen Binäre Verknüpfungen Bearbeitung einer binären Verknüpfung Elementare binäre Verknüpfungen UND-Funktion ODER-Funktion Exklusiv-ODER-Funktion Verknüpfungsergebnis negieren Zusammengesetzte binäre Verknüpfungen Bearbeitung von Klammerausdrücken ODER-Verknüpfung von UND- Funktionen UND-Verknüpfung von ODERund Exklusiv-ODER-Funktionen Exklusiv-ODER-Verknüpfüng von UND-Funktionen Verknüpfung von ODER- Funktionen und Exklusiv-ODER- Funktionen Negation von Klammerausdrücken Speicherfunktionen Zuweisung Setzen und Rücksetzen RS-Speichermnktion Speicherfunktion mit vorrangigem Rücksetzen Speicherfunktion mit vorrangigem Setzen Speicherfunktion innerhalb einer binären Verknüpfung

4 5.4 Flankenauswertung Positive Flanke Negative Flanke Testen eines Impulsmerkers Flankenauswertung innerhalb einer binären Verknüpfung Binäruntersetzer Beispiel Förderbandsteuerung Übertragungsfunktionen Allgemeines zum Laden und Transferieren Ladefunktionen Allgemeine Darstellung einer Ladefunktion Laden von Operanden Laden von Konstanten Transferfunktionen Allgemeine Darstellung einer Transferfunktion Transferieren zu Operanden Akkumulatorfunktionen Direkte Übertragung zwischen den Akkumulatoren Bytes im Akkumulator 1 tauschen Systemfunktionen für Datenübertragung Datenbereich kopieren Datenbereich ununterbrechbar kopieren Datenbereich füllen STRING-Variablen kopieren Lesen aus dem Ladespeicher Schreiben in den Ladespeicher Zeitfunktionen Programmieren einer Zeitfunktion Starten einer Zeitfunktion Vorgabe der Zeitdauer Rücksetzen einer Zeitfunktion Freigeben einer Zeitfunktion Abfragen einer Zeitfunktion Reihenfolge der Zeitoperationen Beispiel Taktgenerator Zeitverhalten als Impuls Zeitverhalten als verlängerter Impuls Zeitverhalten als Einschaltverzögerung Zeitverhalten als speichernde Einschaltverzögerung Zeitverhalten als Ausschaltverzögerung IEC-Zeitfunktionen Impulsbildung SFB 3 TP Einschaltverzögerung SFB 4 TON Ausschaltverzögerung SFB5TOF Zählfunktionen Zähler setzen und rücksetzen Zählen Abfragen einer Zählfunktion Freigeben einer Zählfunktion Reihenfolge der Zähloperationen IEC-Zählfunktionen Vorwärtszähler SFB 0 CTU Rückwärtszähler SFB 1 CTD Vorwärts-Rückwärtszähler SFB2CTUD Beispiel Fördergutzähler 204 Digitalfunktionen Vergleichsfunktionen Allgemeine Darstellung einer Vergleichsfunktion Beschreibung der Vergleichsfunktionen Vergleichsfunktion in einer Verknüpfung Arithmetische Funktionen Allgemeine Darstellung einer arithmetischen Funktion Rechnen mit Datentyp INT Rechnen mit Datentyp DINT.. 214

5 10.4 Rechnen mit Datentyp REAL Aufeinanderfolgende arithmetische Funktionen Addieren von Konstanten zum Akkumulator Dekrementieren, Inkrementieren Mathematische Funktionen Bearbeitung einer mathematischen Funktion Winkelfunktionen Arcusfunktionen Sonstige mathematische Funktionen Umwandlungsfunktionen Bearbeitung einer Umwandlungsfunktion Umwandeln von INT- und DINT-Zahlen Umwandlung von BCD-Zahlen Umwandlung von REAL-Zahlen Sonstige Umwandlungs-funktionen Schiebefunktionen Bearbeitung der Schiebefunktionen Schieben Rotieren Wortverknüpfungen Bearbeitung einer Wortverknüpfung Beschreibung der Wortverknüpfungen 234 Programmfluss-Steuerung Statusbits Beschreibung der Statusbits Setzen der Statusbits und Binäranzeigen Auswertung der Statusbits Anwendung des Binärergebnisses Sprungfunktionen Programmierung einer Sprungfunktion Sprung absolut Sprungfunktionen mit VKEundBIE Sprungfunktionen mit AOundAl Sprungfunktionen mit OV und OS Sprungverteiler Schleifensprung Master Control Relay MCR-Abhängigkeit MCR-Bereich MCR-Zone Peripheriebits setzen und rücksetzen Bausteinfunktionen Bausteinfunktionen für Codebausteine Allgemeines zu Bausteinaufrufen 255 Aufrufanweisung CALL Aufrufanweisungen UC und CC 256 Bausteinendefunktionen Temporäre Lokaldaten 258 Statische Lokaldaten 260 Bausteinfunktionen für Datenbausteine 262 Zwei Datenbausteinregister Zugriff auf Datenoperanden Datenbaustein aufschlagen Datenbausteinregister tauschen 266 Datenbausteinlänge und -nummer Besonderheiten bei der Datenadressierung Systemfunktionen für Datenbausteine Erzeugen eines Datenbausteins im Arbeitsspeicher Erzeugen eines Datenbausteins im Ladespeicher Löschen eines Datenbausteins Testen eines Datenbausteins

6 18.4 Nulloperationen NOP-Anweisungen Bildaufbau-Anweisungen Bausteinparameter Bausteinparameter allgemein Festlegung der Bausteinparameter Bearbeitung der Bausteinparameter Deklaration der Bausteinparameter Deklaration des Funktionswerts Versorgung von Bausteinparametern Formalparameter Aktualparameter Weiterreichen" von Bausteinparametern Beispiele Beispiel Förderband Beispiel Stückgutzähler Beispiel Zuförderung 285 Programmbearbeitung Hauptprogramm Programmgliederung Programmstruktur Programmorganisation Zyklussteuerung Prozessabbild-Aktualisierung Zyklusüberwachungszeit Mindestzyklusdauer, Hintergrundbearbeitung Reaktionszeit Startinformation Programmfunktionen Uhrzeit Systemzeit lesen Betriebsstundenzähler CPU-Speicher komprimieren Warten und Stoppen Mehrprozessorbetrieb OB-Programmlaufzeit ermitteln Programmschutz ändern Kommunikation über dezentrale Peripherie PROFIBUS DP adressieren PROFIBUS DP projektieren Sonderfunktionen für PROFIBUS DP PROFINET IO adressieren PROFINET IO projektieren Sonderfunktionen für PROFINET IO Systembausteine für die dezentrale Peripherie Globaldatenkommunikation Grundlagen GD-Kommunikation projektieren Systemfunktionen für GD-Kommunikation S7-Basiskommunikation Stationsinterne S7-Basiskommunikation Systemfunktionen für stationsinterne S7-Basiskommunikation Stationsexterne S7-Basiskommunikation Systemfunktionen für stationsexterne S7-Basiskommunikation S7-Kommunikation Grundlagen Zweiseitiger Datenaustausch Einseitiger Datenaustausch Druckdaten übertragen Steuerfunktionen Überwachungsfunktionen IE-Kommunikation Grundlagen Verbindungen auf- und abbauen Datenübertragung mit TCP native oder ISO-on-TCP Datenübertragung mit UDP PtP-KommunikationbeiS7-300C Grundlagen ASCII-Treiber und Prozedur 3964(R) Rechnerkopplung RK Configuration in RUN Konfigurationsänderungen vorbereiten 389

7 Konfiguration ändern Konfiguration laden CiR-Synchronisationszeit Auswirkungen auf die Programmbearbeitung CiR-Vorgang steuern Alarmbearbeitung Allgemeines Uhrzeitalarme Bearbeitung der Uhrzeitalarme Uhrzeitalarme mit STEP 7 projektieren Systemfunktionen für Uhrzeitalarme Verzögerungsalarme Bearbeitung der Verzögerungsalarme Verzögerungsalarme mit STEP 7 projektieren Systemfunktionen für Verzögerungsalarme Weckalarme Bearbeitung der Weckalarme Weckalarme mit STEP 7 projektieren Prozessalarme Auslösung eines Prozessalarms Bearbeitung der Prozessalarme Prozessalarme mit STEP 7 projektieren DPVl-Alarme Mehrprozessoralarm Taktsynchronalarme Bearbeitung der Taktsynchronalarme Prozessabbild taktsynchron aktualisieren Taktsynchronalarme mit STEP 7 projektieren Alarmereignisse hantieren Alarme sperren und freigeben Alarme verzögern und freigeben Alarmzusatzinformation lesen Anlaufverhalten Allgemeines Betriebszustände Betriebszustand HALT Sperren der Ausgabebaugrappen Anlauf-Organisationsbausteine Einschalten Betriebszustand STOP Urlöschen Auslieferungszustand wiederherstellen Remanenzverhalten Anlaufparametrierung Anlaufarten Betriebszustand ANLAUF Kaltstart Warmstart (Neustart) Wiederanlauf Baugrappenadresse ermitteln Baugruppen parametrieren Allgemeines zum Parametrieren von Baugruppen Systembausteine zur Baugruppenparametrierang Bausteine zur Datensatzübertragung Fehlerbehandlung Synchronfehler Synchronfehlerereignisse hantieren Fehlermasken Synchronfehlerereignisse maskieren Synchronfehlerereignisse demaskieren Ereignisstatusregister lesen Ersatzwert eintragen Asynchronfehler Systemdiagnose Diagnoseereignisse und Diagnosepuffer Anwendereintrag in den Diagnosepuffer schreiben Auswertung des Diagnosealarms Systemzustandsliste lesen

8 23.5 Webserver Webserver aktivieren Web-Informationen auslesen Web-Informationen 442 Variablenhantierung Datentypen Elementare Datentypen Deklaration elementarer Datentypen BOOL, BYTE, WORD, DWORD, CHAR Zahlendarstellungen Zeitdarstellungen Zusammengesetzte Datentypen DATEANDTIME STRING ARRAY STRUCT Anwenderdefinierte Datentypen UDT inkrementell programmieren UDT quellorientiert programmieren Indirekte Adressierung Zeiger Bereichszeiger DB-Zeiger ANY-Zeiger Arten der indirekten Adressierung beiawl Allgemeines Indirekt adressierbare Operanden Speicherindirekte Adressierung Registerindirekte bereichsinterne Adressierung Registerindirekte bereichsübergreifende Adressierung Zusammenfassung Arbeiten mit den Adressregistern Laden in ein Adressregister Transferieren aus einem Adressregister Tausche Adressregister Addieren zum Adressregister Besonderheiten bei der indirekten Adressierung 468 Verwendung des Adressregisters AR1 468 Verwendung des Adressregisters AR2 468 Einschränkungen bei statischen Lokaldaten 470 Direkter Variablenzugriff Variablenadresse laden 471 Datenablage von Variablen Ablage in Global-Datenbausteinen 473 Ablage in Instanz-Datenbausteinen 473 Ablage in den temporären Lokaldaten 473 Datenablage bei Parameterübergabe 476 Parameterablage bei Funktionen. 476 Parameterablage bei Funktionsbausteinen 478 Variabler" ANY-Zeiger Kurzbeschreibung Beispiel Telegramm" 481 Structured Control Language (SCL) Einführung, Sprachelemente Einbindung in SIMATIC Installation Projekt einrichten SCL-Quelle editieren Symboltabelle ausfüllen SCL-Programm übersetzen SCL-Bausteine laden SCL-Bausteine testen Operanden und Datentypen Datentypsichten Adressierung Absolute Adressierung Symbolische Adressierung Indirekte Adressierung bei SCL Operatoren Ausdrücke Arithmetische Ausdrücke

9 Vergleichsausdrücke Logische Ausdrücke Wertzuweisungen Zuweisung für elementare Datentypen Zuweisung von DT- und STRING-Variablen Zuweisung von Strukturen Zuweisung von Feldern Kontrollanweisungen IF-Anweisung CASE-Anweisung FOR-Anweisung WHILE-Anweisung REPEAT-Anweisung CONTINUE-Anweisung EXIT-Anweisung RETURN-Anweisung GOTO-Anweisung SCL-Bausteine Allgemeines zu SCL-Bausteinen SCL-Bausteine programmieren Funktion FC ohne Funktionswert Funktion FC mit Funktionswert Funktionsbaustein FB Temporäre Lokaldaten Statische Lokaldaten Bausteinparameter Formalparameter SCL-Bausteine aufrufen Funktion FC ohne Funktionswert Funktion FC mit Funktionswert Funktionsbaustein mit eigenem Datenbaustein Funktionsbaustein als Lokalinstanz Aktualparameter EN/ENO-Mechanismus OK-Variable ENO-Ausgang EN-Eingang SCL-Funktionen Zeitfunktionen Zählfunktionen Mathematische Funktionen Schieben und Rotieren Konvertierangsfunktionen Implizite Konvertierungsfunktionen Explizite Konvertierungsfunktionen Numerische Funktionen Eigene Funktionen mit SCL programmieren Eigene Funktionen mit AWL programmieren Kurzbeschreibung der SCL- Beispiele Beispiel Fördertechnik Beispiel Telegramm Allgemeine Beispiele IEC-Funktionen Konvertierungsfunktionen Vergleichsfunktionen STRING-Funktionen Datum/Uhrzeit-Funktionen Numerische Funktionen Anhang S5/S7-Konverter Allgemeines Vorbereiten Ablauffähigkeit auf dem Zielsystem prüfen Programmablaufeigenschafiten prüfen Baugruppen prüfen Operanden prüfen Konvertieren Makroserstellen Konvertierung vorbereiten Konverter starten Konvertierbare Funktionen

10 32.4 Nachbearbeiten STEP-7-Projekt anlegen Nichtkonvertierbare Funktionen Adressenänderungen Indirekte Adressierung Zugriff auf überlange" Datenbausteine Arbeiten mit Absolutadressen Parameterversorgung Sonderfunktions-Organisationsbausteine Fehlerbehandlung Baustein-Bibliotheken Organization Blocks System Function Blocks IEC Function Blocks S5-S7 Converting Blocks TI-S7 Converting Blocks PID Control Blocks Communication Blocks Miscellaneous Blocks SIMATIC_NET_CP Redundant IO MGPV Redundant IO CGP V Redundant IO CGP V Operationsübersicht AWL Basisfunktionen Binäre Verknüpfungen Speicherfunktionen Übertragungsfunktionen Zeitfunktionen Zählfunktionen Digitalfunktionen Vergleichsfunktionen Mathematische Funktionen Arithmetische Funktionen Umwandlungsmnktionen Schiebefunktionen Wortverknüpfungen Programmfluss-Steuerung Sprungfunktionen Master Control Relay Bausteinfunktionen Indirekte Adressierung Anweisung«- und Funktionsübersicht SCL Operatoren Kontrollanweisungen Bausteinaufrufe SCL-Standardfunktionen Zeitfunktionen Zählfunktionen Konvertierungsfunktionen Mathematische Funktionen Schieben und Rotieren 569 Stichwortverzeichnis 570 Abkürzungsverzeichnis