BIP-MANAGER V4. zum Datenmanagement der Netzüberwachungsbausteine. UBN/UPM/MFT, Zähler BZi40 PK1, MDVH und anderen Modbus Geräten

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1 BIP-MANAGER V4 SIMATIC S7 Funktionsbausteine zum Datenmanagement der Netzüberwachungsbausteine UBN/UPM/MFT, Zähler BZi40 PK1, MDVH und anderen Modbus Geräten mit dem Profibus-Interface BIPII / BIPIII-M

2 Beschreibung der Softwarefunktionen Der BIP-Manager FB80 ist ein instanzierter Funktionsbaustein und händelt alle Messdaten sowie das Rücksetzen der Energiezähler und der gespeicherten Min- Maxwerte (*) der am BIP angeschlossenen Messgeräte. In der S7-Software ist der Bausteinaufruf für jedes am BIP vernetzte Messgerät mit einem dem Instrument zugeordneten Instanz-DB einzurichten. Der FB80 ist nicht multiinstanzfähig. Ebenso muss je Messgerät ein Datenbaustein für die Messdaten vorhanden sein. Je Zyklus des Ablauf-Organisationsbausteins wird 1 Datenblock von 28 Byte vom BIP in die SPS eingelesen. Die Sequenzen im FB 80 zum Anfordern der Messdaten und Übertragung der Telegramme sind organisiert und werden gestartet durch das Setzen des Freigabebits. Bei der Anwendung von mehreren FB-Aufrufen für 1 BIP ist unbedingt dafür zu sorgen, daß von den verwendeten Freigabebits immer nur eins aktiviert ist. Beim Start einer Abfrage-Sequenz gibt der FB die Telegrammnummer 1 aus zusammen mit der Geräteadresse und dem Gerätetyp und aktiviert im BIP einmalig den Request an das adressierte Gerät. Die aufbereiteten Daten im Interface werden dem Profibus-DATA-EXCHANGE blockweise zu je 32 Byte (4 Byte Header + 28 Datenbytes) zur Verfügung gestellt und zum Master übertragen. Durch Incrementieren der Telegrammnummer fordert der Master sequentiell die weiteren Datenblöcke bis zum letzen Block an. Die Anzahl der Datenblöcke je Messgerät ist dynamisch und abhängig vom Gerät. Die höchste Blocknummer wird vom Funktionsbaustein intern nach Angabe des Gerätetypen ermittelt und festgelegt. Wenn die Sequenz vollständig durchgelaufen ist, wird dies gemeldet durch die Rückmeldung vom FB DATEN FERTIG in der Instanz. Die Fertigmeldung erfolgt ebenfalls, wenn durch Fehlermeldung vom BIP die Sequenz abgebrochen wird. Das weitere Auswerten des Errorbytes muss durch Anwendersoftware erfolgen. Die Weiterschaltung zum nächsten Messgerät (Rücksetzen des aktuellen und Setzen des nächsten Freigabebits) erfolgt FB-intern. Die Fertigmeldung DATEN FERTIG rücksetzt das Bit FREIGABE und setzt das Bit NEXT_INST (nächstes Instrument). Dieses Bit ist gleichzeitig als Freigabebit am FB-Aufruf eingetragen für die Lese-Sequenz des Instruments mit der nächsten Adresse am selben BIP. Die Instanzbits ENERGY_CLR bzw. MIN_MAX_CLR aktivieren das Rücksetzen der Energiezähler bzw. der gespeicherten Min- Maxwerte (*) im adressierten Messgerät. Diese Bits sind vom Anwender dynamisch mit einem Impuls zu setzen. Der FB setzt sie zurück bei Beendigung der RESET-Sequenz. Aufgetretene Fehler werden durch das ERR_BYTE angezeigt. Die Aktivierung einer Rücksetz-Sequenz bei dem adressierten Messgerät führt der FB nur aus, wenn die Leseroutine nicht aktiv ist und gleichzeitig das Freigabebit gesetzt ist. Sind beide RESET-Bits gleichzeitig 1, führt der FB zuerst den Reset Energiezähler aus, danach werden die Min- Maxwerte gelöscht (*). Der ordnungsgemäße Ablauf der Sequenzen im FB80 ist je Instanz und Messgerät durch einen integrierten Watchdog-Zeitzähler überwacht. Dementsprechend ist in der Instanz ein 1-Sekunden Taktimpulsbit anzugeben. Wenn aus irgendeinem Grund der Ablauf im FB hängt (CPU- oder Profibus-Neu- oder Wieder-anlauf), läuft der Watchdog nach maximal 5 Sekunden ab und es werden alle relevanten Sychronisationsdaten im Instanz-DB rückgesetzt und initialisiert.

3 Adressbereiche und Datenbausteine Die Basisadresse des DP-Bereiches für ein Interface ist frei wählbar und darf sich im gesamten zur Verfügung stehenden Adressbereich der CPU befinden. Die Mindestlänge des Ziel-DBs für die Messdaten ist abhängig vom Gerätetyp und beträgt für das - Typ 0: UPM 3000/3001: 5 x 28 = 150 Byte - Typ 1: MFT 3000: 5 x 28 = 150 Byte - Typ 2: UPM 30 / MFT 300: 6 x 28 = 168 Byte - Typ 3: UPM300 / UBN30 / UBN304 / UBN307 / UBN310 / UBN3060 / BZ40 i PK1: 4 x 28 = 112 Byte - Typ 4: UPM 320: 4 x 28 = 112 Byte - Typ 5: UPM3010 / UBN400 / UBN3080 / UBN3100: 6 x 28 = 168 Byte. - Typ 6: Modbuskommunikation, die DB-Länge muss der Aufgabenstellung angepasst werden. Instanzen des Funktionsbausteins FB80 Name Declaration Typ Beschreibung BASISADR_DP IN INT Projektierte Basisadresse Ein-Ausgangsbereich DP (abhängig von der verwendeten CPU) DEVICE_ADR IN INT Adresse des Messgerätes am BIP, von dem die Daten angefordert werden TYP IN INT Gerätetyp, 0:UPM3000, 1:MFT3000, 2:UPM30/MFT300, 3:UPM300, 4:UPM320 DATEN_DB IN BLOCK_DB Ziel-DB für die angeforderten Messdaten TAKT IN BOOL 1 Sekunden Taktimpuls zum Decrementieren des Watchdog-Zählers SEL_1V_01V IN BOOL Auswahl Darstellung der Spannungen in 1V (FALSE) / 0,1V (TRUE) E_COUNTER_K IN BOOL Wenn TRUE, werden die Energiewerte dividiert durch ausgegeben E_COUNTER_M IN BOOL Wenn TRUE, werden die Energiewerte dividiert durch ausgegeben FREIGABE IN_OUT BOOL Aktiviert die Sequenzen zum - Anfordern der Daten von einem Messgerät - Rücksetzen der Energiezähler und oder Min- Maxwerte (*) Dieses Bit wird FB-intern rückgesetzt mit DATEN_FERTIG (mit oder ohne Fehler). NEXT_INSTR IN_OUT BOOL Dieses Bit ist gleichzeitig die Freigabe des nächsten FB80-Aufrufs mit demselben BIP. Es wird gesetzt mit DATEN_FERTIG mit oder ohne Fehler. ENERGY_CLR IN_OUT BOOL Aktiviert die Reset-Sequenz: Rücksetzen der Energiezähler. Das Rücksetzen des Bit erfolgt erfolgt im FB MIN_MAX_CLR IN_OUT BOOL Aktiviert die Reset-Sequenz: Rücksetzen der gespeicherten Min- /Maxwerte ( *). Das Rücksetzen des Bit erfolgt im FB. DATEN_FERTIG IN_OUT BOOL Rückmeldung vom Funktionsbaustein, Datentransfer vom BIP in den Ziel-DB fertig, Fehlerstatus im Errorbyte ERR_BYTE OUT BYTE Liefert den Fehlerstatus über die Kommunikation BIP mit dem adressierten Messgerät (*) nicht bei allen Messgeräten verfügbar; Einzelheiten sind den Gerätehandbüchern zu entnehmen.

4 FB81 Oberwellen anfordern vom UBN3100 Ähnlich wie der FB80 arbeitet der Funktionsbaustein 81, Anforderung von 6 x 50 harmonische Oberwellen (nur beim UBN3100 verfügbar) Der Baustein wird je Messgerät mit einer eigenen Instanz aufgerufen. Der Ziel-DB muss eine Mindestlänge von 6 x 50 DW haben. Es kann auch der Standard Messwerte-DB verwendet werden. Hierzu der Instanzparameter OFFSET entsprechend zu setzen (min. 168). Die Oberwellen werden ab diesem Offsetwert in den DB geschrieben. Instanz des FB81 Name Declaration Typ Beschreibung BASISADR_DP IN INT Projektierte Basisadresse Ein-Ausgangsbereich DP (abhängig von der verwendeten CPU) DEVICE_ADR IN INT Adresse des Messgerätes am BIP, von dem die Daten angefordert werden DATEN_DB IN BLOCK_DB Ziel-DB für die angeforderten Messdaten OFFSET IN INT Offsetadresse, ab welcher die Oberwellen im Ziel-DB abgelegt werden sollen TAKT IN BOOL 1 Sekunden Taktimpuls zum Decrementieren des Watchdog-Zählers FREIGABE IN_OUT BOOL Aktiviert die Sequenzen zum Anfordern der Oberwellen vom adressierten Messgerät. Dieses Bit wird FB-intern rückgesetzt mit DATEN_FERTIG (mit oder ohne Fehler). NEXT_INSTR IN_OUT BOOL Dieses Bit ist gleichzeitig die Freigabe des nächsten FB-Aufrufs (80/81) mit demselben BIP. Es wird gesetzt mit DATEN_FERTIG mit oder ohne Fehler. DATEN_FERTIG IN_OUT BOOL Rückmeldung vom Funktionsbaustein, Datentransfer vom BIP in den Ziel-DB fertig, Fehlerstatus im Errorbyte ERR_BYTE OUT BYTE Liefert den Fehlerstatus über die Kommunikation BIP mit dem adressierten Messgerät

5 FB82 Datenanforderung über Modbus (nur BIP III-M) Dieser Baustein die Anforderung von Daten von Geräten mit Modbus Protokoll (z.b. Energiezähler MDVH) Die Arbeitsweise ist die gleiche wie beim FB80. Es ist jedoch beim FB82-Aufruf nicht notwendig, den Typ- Code 6 in der Instanz anzugeben. Das erfolgt FB-intern automatisch. Zusätzliche Instanzparameter sind die Startadresse Holdingregistertabelle und die Anzahl. Die Anzahl der Holdungregister ist begrenzt auf maximal 127. Da die PDU (Protocol Data Unit) in Modbus Telegrammen nicht spezifiziert ist, sind die für ein bestimmtes Modbus-Gerät erforderlichen Werte dem jeweiligen Handbuch zu entnehmen. Die Anzahl der über Profibus übertragenen 28-Byte Datenblöcke werden innerhalb des FBs anhand der Anzahl der Holdingregister automatisch berechnet (höchste Blocknr. = (INT) (Anzahl / 14) +1). Der Anwender hat dafür zu sorgen, dass die Länge des Datenbausteins ausreichend ist. Für den Fall, dass die gewünschten Daten in der Modbustabelle nicht aufeinanderfolgen, ist unter Umständen ein Mehrfachzugriff auf ein Gerät notwendig. Instanz des FB82 Name Declaration Typ Beschreibung BASISADR_DP IN INT Projektierte Basisadresse Ein-Ausgangsbereich DP DEVICE_ADR IN INT Adresse des Messgerätes am BIP, von dem die Daten angefordert werden STARTADR IN WORD Startadresse Holdingregistertabelle ANZ_HLD_REG IN INT Anzahl der anzufordernden Holdingregister DATEN_DB IN BLOCK_DB Ziel-DB für die angeforderten Messdaten TAKT IN BOOL 1 Sekunden Taktimpuls zum Decrementieren des Watchdog-Zählers FREIGABE IN_OUT BOOL Aktiviert die Sequenzen zum Anfordern der Oberwellen vom adressierten Messgerät. Dieses Bit wird FB-intern rückgesetzt mit DATEN_FERTIG (mit oder ohne Fehler). NEXT_INSTR IN_OUT BOOL Dieses Bit ist gleichzeitig die Freigabe des nächsten FB-Aufrufs mit dem selben BIP. Es wird gesetzt mit DATEN_FERTIG mit oder ohne Fehler. DATEN_FERTIG IN_OUT BOOL Rückmeldung vom Funktionsbaustein, Datentransfer vom BIP in den Ziel-DB fertig, Fehlerstatus im Errorbyte ERR_BYTE OUT BYTE Liefert den Fehlerstatus über die Kommunikation BIP mit dem adressierten Messgerät

6 S7 Beispielprojekt BIP III-M Inhaltsverzeichnis: FB80 BIP-MANAGER, Anforderung der Online Messdaten FB81 OBERWELLEN, Anforderung der Oberwellen UBN3100 FB82 BIP_MB_RTU Datenrequest über Modbus RTU FC9 BIP-Modbus Demo für MDVH Energiezähler FC10 BIP Verwaltung 1 Demo für 1 BZ40i FC11 BIP Verwaltung 2 Demo für 4 UBN400E FC12 UBN Oberwellen Demo für 2 UBN3100, Onlinewerte + Oberwellen DB30 Modbus Daten Ziel-DB für Modbus Holdingregister (allgemein) DB40 DB Messwerte 1.Ger.Typ 3 Formatierter Datenbaustein mit der Messdatenstrukur Typ 3 DB41 DB Messwerte 2.Ger.Typ 3 Formatierter Datenbaustein mit der Messdatenstrukur Typ 3 DB75 DB Messwerte 1.Ger.Typ 5 Formatierter Datenbaustein mit der Messdatenstrukur Typ 5 DB76 DB Messwerte 2.Ger.Typ 5 Formatierter Datenbaustein mit der Messdatenstrukur Typ 5 DB77 DB Messwerte 3.Ger.Typ 5 Formatierter Datenbaustein mit der Messdatenstrukur Typ 5 DB78 DB Messwerte 4.Ger.Typ 5 Formatierter Datenbaustein mit der Messdatenstrukur Typ 5 DB82 Instanz DB 82 Instanz DB DB83 Instanz DB 83 Instanz DB DB90 Instanz DB 90 Instanz DB DB91 Instanz DB 91 Instanz DB DB92 Instanz DB 92 Instanz DB DB94 Instanz DB 94 Instanz DB DB95 Instanz DB 95 Instanz DB VAT EA-STATUS Status der dezentralen Peripherie VAT EA-STATUS-MB Status der dezentralen Peripherie VAT Messwerte DB40 Typ 3 Messdaten Typ 3 VAT Messwerte DB75 Typ 5 Messdaten Typ 5