SIPROTEC 4 Kommunikationsmodul PROFINET IO

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1 Vorwort SIPROTEC 4 Kommunikationsmodul PROFINET IO Kommunikationsprofil Inhaltsverzeichnis Anwendung von PROFINET IO 1 PROFINET IO in SIPROTEC 2 Parametrierung 3 PROFINET IO-Diagnose 4 Technische Daten 5 Glossar Index C53000-L1800-C360-1

2 HINWEIS Beachten Sie zu Ihrer eigenen Sicherheit die Warn- und Sicherheitshinweise in diesem Handbuch. Haftungsausschluss Dieses Dokument wurde vor seiner Herausgabe einer sorgfältigen technischen Prüfung unterzogen. Es wird in regelmäßigen Abständen überarbeitet und entsprechende Änderungen und Ergänzungen sind in den nachfolgenden Ausgaben enthalten. Der Inhalt dieses Dokuments wurde ausschließlich für Informationszwecke konzipiert. Obwohl die Siemens AG sich bemüht hat, das Dokument so präzise und aktuell wie möglich zu halten, übernimmt die Siemens AG keine Haftung für Mängel und Schäden, die durch die Nutzung der hierin enthaltenen Informationen entstehen. Diese Inhalte werden weder Teil eines Vertrags oder einer Geschäftsbeziehung noch ändern sie diese ab. Alle Verpflichtungen der Siemens AG gehen aus den entsprechenden vertraglichen Vereinbarungen hervor. Die Siemens AG behält sich das Recht vor, dieses Dokument von Zeit zu Zeit zu ändern. Dokumentversion: C53000-L1800-C Ausgabestand: Version des beschriebenen Produkts: V1.00 Copyright Copyright Siemens AG Alle Rechte vorbehalten. Weitergabe sowie Vervielfältigung, Verbreitung und Bearbeitung dieses Dokuments, Verwertung und Mitteilung des Inhaltes sind unzulässig, soweit nicht schriftlich gestattet. Alle Rechte für den Fall der Patenterteilung, Geschmacks- oder Gebrauchsmustereintragung sind vorbehalten. Eingetragene Marken SIMATIC, SIMATIC NET, SIPROTEC, DIGSI, SICAM, SIMEAS, SINAUT, OSCOP und DAKON sind eingetragene Marken der Siemens AG. Jede nicht autorisierte Verwendung ist unzulässig. Alle anderen Beschreibungen in diesem Dokument bzw. in diesen Informationen können Marken enthalten, deren Verwendung durch Dritte für ihre eigenen Zwecke die Rechte des Eigentümers möglicherweise verletzen.

3 Vorwort Zweck des Handbuches Das Handbuch beschreibt das Kommunikationsprofil von SIPROTEC 4-Kommunikationsmodulen mit PROFINET IO. Das Protokoll ist auf dem elektrischen und dem optischen EN100-Modul verfügbar. Zielgruppe Schutzingenieure, Inbetriebsetzer, Personen, die mit der Einstellung, Prüfung und Wartung von Selektivschutz-, Automatik- und Steuerungseinrichtungen betraut sind und Betriebspersonal in elektrischen Anlagen und Kraftwerken. Gültigkeitsbereich des Handbuches Das Handbuch ist gültig für SIPROTEC 4-Kommunikationsmodule mit PROFINET IO. Weitere Unterstützung Bei Fragen wenden Sie sich bitte an Ihren Siemens-Vertriebspartner. Unser Energy Customer Support Center unterstützt Sie rund um die Uhr. Tel.: +49 (1805) Fax: +49 (1805) Internet: Kurse Das individuelle Kursangebot erfragen Sie bei unserem Training Center: Siemens AG Siemens Power Academy TD Humboldtstr Nürnberg Phone: +49 (911) Fax: +49 (911) Internet: SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 3

4 Vorwort Hinweise zu Ihrer Sicherheit Dieses Handbuch stellt kein vollständiges Verzeichnis aller für einen Betrieb des Betriebsmittels (Baugruppe, Gerät) erforderlichen Sicherheitsmaßnahmen dar, weil besondere Betriebsbedingungen weitere Maßnahmen erforderlich machen können. Es enthält jedoch Hinweise, die Sie zu Ihrer persönlichen Sicherheit sowie zur Vermeidung von Sachschäden beachten müssen. Die Hinweise sind durch ein Warndreieck hervorgehoben und je nach Gefährdungsgrad wie folgt dargestellt. GEFAHR GEFAHR bedeutet, dass Tod oder schwere Verletzungen eintreten werden, wenn die angegebenen Maßnahmen nicht getroffen werden. Beachten Sie alle Hinweise, um Tod oder schwere Verletzungen zu vermeiden. WARNUNG WARNUNG bedeutet, dass Tod oder schwere Verletzungen eintreten können, wenn die angegebenen Maßnahmen nicht getroffen werden. Beachten Sie alle Hinweise, um Tod oder schwere Verletzungen zu vermeiden. VORSICHT VORSICHT bedeutet, dass mittelschwere oder leichte Verletzungen eintreten können, wenn die angegebenen Maßnahmen nicht getroffen werden. Beachten Sie alle Hinweise, um mittelschwere oder leichte Verletzungen zu vermeiden. ACHTUNG ACHTUNG bedeutet, dass Sachschäden entstehen können, wenn die angegebenen Maßnahmen nicht getroffen werden. Beachten Sie alle Hinweise, um Sachschäden zu vermeiden. HINWEIS ist eine wichtige Information über das Produkt, die Handhabung des Produktes oder den jeweiligen Teil der Dokumentation, auf den besonders aufmerksam gemacht werden soll. 4 SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

5 Vorwort Qualifiziertes Personal Inbetriebsetzung und Betrieb eines in diesem Handbuch beschriebenen Betriebsmittels (Baugruppe, Gerät) dürfen nur von qualifiziertem Personal vorgenommen werden. Qualifiziertes Personal im Sinne der sicherheitstechnischen Hinweise dieses Handbuches sind Personen, die die Berechtigung haben, Geräte, Systeme und Stromkreise gemäß den Standards der Sicherheitstechnik in Betrieb zu nehmen, spannungslos zu schalten, zu erden und zu kennzeichnen. Bestimmungsgemäßer Gebrauch Das Betriebsmittel (Gerät, Baugruppe) darf nur für die im Katalog und in der technischen Beschreibung vorgesehenen Einsatzfälle und nur in Verbindung mit von Siemens empfohlenen bzw. zugelassenen Fremdgeräten und -komponenten verwendet werden. Wenn das Gerät nicht gemäß der Produktinformation und des Handbuches benutzt wird, ist der vorgesehene Schutz beeinträchtigt. Der einwandfreie und sichere Betrieb des Produktes setzt sachgemäßen Transport, sachgemäße Lagerung, Aufstellung und Montage sowie Bedienung und Instandhaltung voraus. Beim Betrieb elektrischer Betriebsmittel stehen zwangsläufig bestimmte Teile dieser Betriebsmittel unter gefährlicher Spannung. Es können deshalb schwere Körperverletzung oder Sachschäden auftreten, wenn nicht fachgerecht gehandelt wird: Das Betriebsmittel muss vor Anschluss von Verbindungen am Erdungsanschluss geerdet werden. Gefährliche Spannungen können in allen mit der Spannungsversorgung verbundenen Schaltungsteilen anstehen. Auch nach Abtrennen der Versorgungsspannung können gefährliche Spannungen im Betriebsmittel vorhanden sein (Kondensatorspeicher). Betriebsmittel mit Stromwandlerkreisen dürfen nicht offen betrieben werden. Die im Handbuch und in der Produktinformation genannten Grenzwerte dürfen nicht überschritten werden; dies ist auch bei Prüfung und Inbetriebnahme zu beachten. SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 5

6 Vorwort 6 SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

7 Inhaltsverzeichnis Vorwort Anwendung von PROFINET IO Allgemeines Dokumente Anwendungsbeispiel Weitere Ethernet-Services und Protokolle Firmware-Update PROFINET IO in SIPROTEC Identifikation des Moduls und der Firmware Geräte-Identifikation Datentyp-Definitionen für IO-Datenaustausch Datentyp Einzelmeldung (EM, Input) Datentyp Einzelbefehl (EB, Output) Datentyp Doppelmeldung (DM, Input)/Doppelbefehl (DB, Output) Messwert und Statistikwert Zählwert Meldeblock für Ereignisliste und Prozessalarm Einheiten-IDs, Einheiten und deren Vielfache IO-Module Zuordnung der IO-Module zu SIPROTEC-Datenobjekten Ereignisliste Eingangsrichtung Ausgangsrichtung Handshake-Mechanismus (Beispiel) Prozessalarm Azyklisches Lesen und Schreiben von Daten Voreinstellung und Rücksetzen der Zählwerte und Statistikwerte Lesen der Einheiten-IDs von Messwerten, Statistikwerten und Zählwerten Lesen des Umrechnungsfaktors der Zählwerte Ausführen von Schalthandlungen über PROFINET IO Befehlsausgabearten zur Schaltgeräteansteuerung Empfohlene Übertragung von Befehlen über PROFINET IO Mehrfache Befehlsausgabe Verhalten in besonderen Betriebsfällen Verhalten bei Kommunikationsstörung zum IO-Controller SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 7

8 Inhaltsverzeichnis 2.11 Meldungen zum IO-Controller Zeitsynchronisation PROFINET IO und IEC 61850/GOOSE Medienredundanz Parametrierung Konfiguration der Netzwerkparameter des EN Parametrierung mit DIGSI Einfügen und Einstellen eines neuen Projektes Konfigurieren der Schnittstellen Anpassung der Rangierung Parametrierung des IO-Controllers PROFINET IO-Konfiguration Siemens S7 SPS und Step DCP - Discovery and Configuration Netzwerkeinstellungen und Gerätename Rücksetzen auf die Werkseinstellungen Geräteidentifikation PROFINET IO-Diagnose Diagnose mittels HTML-Seite des EN PROFINET IO-Fehlermeldung im SIPROTEC 4-Gerät I&M - Identification and Maintenance Technische Daten Technische Daten des EN Glossar Index SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

9 1 Anwendung von PROFINET IO 1.1 Allgemeines Dokumente Anwendungsbeispiel Weitere Ethernet-Services und Protokolle Firmware-Update 15 SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 9

10 1 Anwendung von PROFINET IO 1.1 Allgemeines 1.1 Allgemeines Anwendung Das Ethernet-basierte Feldbusprotokoll PROFINET IO findet Anwendung in SIPROTEC 4-Geräten, die mit dem 100-MBit-Ethernet-Modul EN100 ausgestattet sind. Das PROFINET IO-Kommunikationsprotokoll ist definiert in den Normen IEC und IEC HINWEIS In diesem Handbuch wird das 100-MBit-Ethernet-Modul EN100 mit der Kurzform EN100, SIPROTEC 4 mit der Kurzform SIPROTEC und die Parametrier-Software DIGSI 4 mit DIGSI bezeichnet. Voraussetzungen PROFINET IO wird neben dem IEC 61850/GOOSE-Protokoll als zusätzliches Kommunikationsprotokoll im EN100 verwendet und kann gleichzeitig mit diesem Protokoll genutzt werden (siehe Kapitel 2.13). PROFINET IO wird vor allem in der industriellen Energieautomation genutzt. Das SIPROTEC-Gerät, das Sie benutzen, muss das PROFINET IO-Protokoll unterstützen. Sehen Sie hierzu in dem dazugehörigen Gerätehandbuch nach. Die erforderlichen Einstellungen führen Sie mit der DIGSI-Parametrisiersoftware ab Version 4.85 aus. Für die Einstellung des PROFINET IO-Protokolls muss DIGSI den IEC Stationskonfigurator enthalten. Die Parametrierung ist im Kapitel beschrieben. Lieferumfang Folgende Gerätevarianten mit EN100-Modulen stehen Ihnen bei der Anwendung des PROFINET IO-Protokolls zur Verfügung: SIPROTEC-Gerät mit eingebautem EN100 und implementiertem PROFINET IO-Protokoll: SIPROTEC-Gerät mit EN100-E+ (elektrische Busschnittstelle): RJ45-Anschluss für Ethernet SIPROTEC-Gerät mit EN100-O+ (optische Busschnittstelle): LC-Anschluss, Multimode EN100 mit implementiertem PROFINET IO-Protokoll für Umrüstungen an existierenden Geräten oder für ausgewechselte EN100-Module: EN100-E+ (elektrische Busschnittstelle): RJ45-Anschluss für Ethernet; Bestellnr. C53207-A351-D688-1 EN100-O+ (optische Busschnittstelle): LC-Anschluss, Multimode; Bestellnr. C53207-A351-D689-1 Detaillierte Informationen zum EN100 und zum Protokoll IEC enthalten folgende Handbücher: Deutschsprachige Ausgabe: Handbuch Ethernetmodul EN100, Bestellnr. C53000-G1100-C167-x Englischsprachige Ausgabe: Manual Ethernet Module EN100, order no. C53000-G1140-C167-x Erweiterter Lieferumfang Zusätzlich zum genannten Lieferumfang können Sie folgende Komponenten über das Internet herunterladen:: PROFINET IO-Firmware als PCK-Datei PROFINET IO-GSDML-Datei MIB-Dateien für SNMP Diverse Handbücher: Kommunikationsprofil, Busmapping-Dateien 10 SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

11 1 Anwendung von PROFINET IO 1.1 Allgemeines Die Dateien können Sie unter folgender Internet-Adresse abrufen: Außerdem können Sie diverse Ethernet-Patch-Kabel gemäß folgender Tabelle beziehen: Tabelle 1-1 Ethernet-Patch-Kabel (doppelt geschirmt (SFPT), beidseitig mit LAN-Steckern) Kabellänge Bestellnummer 0,5 m 7KE6000-8G-D00-0AA5 1,0 m 7KE6000-8G-D00-1AA0 2,0 m 7KE6000-8G-D00-2AA0 3,0 m 7KE6000-8G-D00-3AA0 5,0 m 7KE6000-8G-D00-5AA0 10,0 m 7KE6000-8G-D01-0AA0 15,0 m 7KE6000-8G-D01-5AA0 20,0 m 7KE6000-8G-D02-0AA0 HINWEIS Für das optische EN100-Modul sind Multimode-Lichtwellenleiter in unterschiedlichen Längen mit beidseitig konfektionierten LC-Duplex-Steckern verfügbar. Siehe hierzu Bestellinformationen unter: SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 11

12 1 Anwendung von PROFINET IO 1.2 Dokumente 1.2 Dokumente Dokumente für PROFINET IO Dokumente und aktuelle Informationen zu PROFINET erhalten Sie von der PROFIBUS/PROFINET-International Nutzerorganisation unter den Web-Adressen: Englischsprachige Internet-Adresse: Deutschsprachige Internet-Adresse: germany/ Dokumente für Busmapping Die Busmapping-Dokumente beschreiben die Datenobjekte, die in einem SIPROTEC-Gerät bei PROFINET IO verfügbar sind. Sie können für jeden Gerätetyp die Busmapping-Dokumente aus dem Internet unter folgender Adresse herunterladen: Beispiel: SIPROTEC Multifunktionsschutz 7SJ61/62/64 - PROFINET IO-Busmapping, Bestellnummer: C53000-L1800-C361-x Dokumente für EN100 Informationen zu den zusätzlich zu PROFINET IO auf dem EN100 verfügbaren Funktionen, wie IEC 61850, HTML-Seiten, SNMP etc. finden Sie in folgenden Handbüchern: Deutsche Ausgabe: Handbuch Ethernetmodul EN100, Bestellnr. C53000-G1100-C167-x US-Englische Ausgabe: Manual Ethernet Module EN100, order no. C53000-G1140-C167-x 12 SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

13 1 Anwendung von PROFINET IO 1.3 Anwendungsbeispiel 1.3 Anwendungsbeispiel Bild 1-1 zeigt ein Anwendungsbeispiel für SIPROTEC-Geräte mit PROFINET IO-Protokoll und GOOSE. Der Datenaustausch findet hierbei zwischen Unterstation/IO-Controller und SIPROTEC/IO-Device mittels PROFINET IO-Protokoll statt. Jedes IO-Device ist identifiziert durch einen Namen und eine IP-Adresse. Die SIPROTEC-Geräte können untereinander Daten mittels GOOSE austauschen. Der Anschluss der Busteilnehmer an das Kommunikationsmedium Ethernet erfolgt über einen oder mehrere Ethernet-Switches. Unterstation Controller IO-Controller RJ45 RJ45 PROFINET IO Ethernet- Switch RJ45 RJ45 SIPROTEC 4-Gerät 1 EN100-Modul (IO-Device) RJ45 GOOSE SIPROTEC 4-Gerät 2 Engineering-Station RJ45 RJ45 EN100-Modul (IO-Device) GOOSE... SIPROTEC 4 -Gerät n RJ45 EN100-Modul (IO-Device) Bild 1-1 Anwendungsbeispiel Kommunikation SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 13

14 1 Anwendung von PROFINET IO 1.4 Weitere Ethernet-Services und Protokolle 1.4 Weitere Ethernet-Services und Protokolle Die folgenden zusätzlichen Services und Protokolle werden vom EN100 unterstützt. Mit DIGSI können diese Services ein- und ausgeschaltet werden. Siemens empfiehlt, nicht verwendete Services aus Sicherheitsgründen auszuschalten. Services Modul-Homepage (HTTP) Firmware-Upgrade (HTTP) DIGSI 4 über EN100 SNMP V2 IEC und GOOSE SNTP Weitere Informationen erhalten Sie in folgendem Handbuch: Ethernetmodul EN100 für IEC mit elektrischer/optischer 100 MBit-Schnittstelle, Bestellnr. C53000-G1100-C167-x 14 SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

15 1 Anwendung von PROFINET IO 1.5 Firmware-Update 1.5 Firmware-Update Die PROFINET IO-Modulfirmware ist im Lieferzustand des SIPROTEC-Gerätes oder bei Einzelbestellung zur nachträglichen Umrüstung eines SIPROTEC-Gerätes auf dem EN100-Kommunikationsmodul installiert. Prüfen Sie vor Einbau des SIPROTEC-Gerätes bzw. EN100-Moduls, ob der aktuelle Stand der PROFINET IO- Modulfirmware geladen ist (siehe Kapitel 2.1). Ein Firmware-Update des PROFINET IO-Moduls erfolgt über die Ethernet-Schnittstelle. Beachten Sie dabei die Hinweise und Vorgehensweise, die in folgenden Dokumenten beschrieben ist: Firmware/FPGA Update via the Ethernet interface of the EN100 module: EN100%20FW%204.20/EN100_FW_Update_V2.12_en.pdf Handbuch Ethernetmodul EN100, Bestellnr. C53000-G1100-C167-x: ( COM_IEC61850_MODUL_A11_DE.pdf) Die PROFINET IO-Firmware-Datei hat den Namen PROFINET-IO_VXX.YY.ZZ.pck (XX.YY.ZZ = Versionsnummer). Wenn ein PROFINET IO-Firmware-Update verfügbar ist, kann es als selbstentpackende Datei Setup_PROFINET-IO_XX.YY.ZZ.exe aus dem Internet unter folgender Adresse geladen werden: HINWEIS Für das Firmware-Update muss auf dem EN100-Modul eine gültige Netzwerkkonfiguration (IP-Adresse, Subnetz-Maske) eingestellt sein. Die Einstellung erfolgt entweder über die Geräteparametrierung mit DIGSI oder über DCP z.b. mit dem Primary Setup Tool (siehe Kapitel 3.4). SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 15

16 1 Anwendung von PROFINET IO 1.5 Firmware-Update 16 SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

17 2 PROFINET IO in SIPROTEC 2.1 Identifikation des Moduls und der Firmware Geräte-Identifikation Datentyp-Definitionen für IO-Datenaustausch IO-Module Zuordnung der IO-Module zu SIPROTEC-Datenobjekten Ereignisliste Prozessalarm Azyklisches Lesen und Schreiben von Daten Ausführen von Schalthandlungen über PROFINET IO Verhalten bei Kommunikationsstörung zum IO-Controller Meldungen zum IO-Controller Zeitsynchronisation PROFINET IO und IEC 61850/GOOSE Medienredundanz 54 SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 17

18 2 PROFINET IO in SIPROTEC 2.1 Identifikation des Moduls und der Firmware 2.1 Identifikation des Moduls und der Firmware Menü Modulinformation Die Modulinformation ist auf dem Display oder über den Web-Monitor verfügbar: Auswahl Enter Test/Diagnose Modulinfos Port F (in 7SC80) oder Port B (geräteabhängig) Es wird angezeigt: z.b. Modultyp, Kommunikationsprotokoll, Netzwerkeinstellungen Bild 2-1 Modulinformation Modultyp: EN100-E+ - EN100 mit elektrischer Ethernet-Schnittstelle EN100-O+ - EN100 mit optischer Ethernet-Schnittstelle Kommunikationsprotokoll: IEC IEC 61850/GOOSE PROFINET IO - PROFINET IO mit IEC61850/GOOSE-Option Menü MLFB/Version Die MLFB/Version ist auf dem Display oder über den Web-Monitor verfügbar: Auswahl Enter Parameter Setup/Extras MLFB/Version, dann zweimal zurück scrollen Es wird angezeigt: Versionsnummer der Firmware des EN100 Bild 2-2 MLFB/Version (Hinweis: Modul F im 7SC80) HINWEIS Die Firmware-Identifikation IEC wird immer angezeigt, auch wenn die PROFINET IO-Firmware implementiert ist. HTML-Seite des EN100 (siehe auch Kapitel 4.1) Wenn die PROFINET IO-Firmware implementiert ist, dann wird das PROFINET IO-Menü im Navigationsfenster angezeigt. Die Firmware-Version wird auf der Homepage des EN100 wiedergegeben. 18 SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

19 2 PROFINET IO in SIPROTEC 2.1 Identifikation des Moduls und der Firmware Beschriftung der PROFINET Module Die Beschriftung der EN100-Module mit PROFINET IO an der SIPROTEC-Geräterückseite ist wie folgt ausgeführt: Bild 2-3 Beschriftung EN100-E+ mit PROFINET IO Bild 2-4 Beschriftung EN100-O+ mit PROFINET IO Bedeutung der Beschriftung: X1: PROFINET IO-Schnittstelle X1 P1: PROFINET IO Port 1 (Identifikation als "port-001" über LLDP und SNMP) X1 P2: PROFINET IO Port 2 (Identifikation als "port-002" über LLDP und SNMP) SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 19

20 2 PROFINET IO in SIPROTEC 2.2 Geräte-Identifikation 2.2 Geräte-Identifikation Jedes PROFINET IO-Device erfordert eine eindeutige Geräte-Identifikation. Diese Geräte-Identifikation setzt sich zusammen aus der Vendor_ID und der Device_ID, wobei die Device_ID wiederum aus Geräteklasse und Gerätefamilie besteht. Die Geräte-Identifikation für ein PROFINET IO-Device in SIPROTEC 4-Geräten heißt: 0x002A0E03 und setzt sich wie folgt zusammen: Tabelle 2-1 Geräte-Identifikation Vendor_ID Device_ID 0x002A (Siemens AG) Geräteklasse 0E (Protection and PQ) Gerätefamilie 03 (SIPROTEC 4) Die Geräte-Identifikation ist z.b. in der GSDML-Datei abgelegt, siehe Kapitel SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

21 2.3 Datentyp-Definitionen für IO-Datenaustausch 2 PROFINET IO in SIPROTEC 2.3 Datentyp-Definitionen für IO-Datenaustausch Folgende Datentypen und Definitionen werden für den Datenaustausch zwischen IO-Device und IO-Controller über PROFINET IO verwendet: Einzelmeldung Einzelbefehl Doppelmeldung und Doppelbefehl Messwert und Statistikwert Zählwert Meldeblock für Ereignisliste und Prozessalarm Maßeinheiten und deren Vielfache Datentyp Einzelmeldung (EM, Input) Anzahl der Byte-Werte: 1/8 (1 Bit) Wertebereich: 0 = Aus 1 = Ein 2 7 bis Bit x+3 Bit x+2 Bit x+1 Bit x EM 4 EM 3 EM 2 EM 1 max. 8 Einzelmeldungen pro Byte Bild 2-5 Datentyp Einzelmeldung Status von Meldungen Der Status (gültig oder ungültig) ist für Meldungen relevant, die z.b. im SIPROTEC-Gerät mit einem GOOSE- Telegramm empfangen und dann vom IO-Controller über PROFINET IO gelesen werden. Mit CFC (Continuous Function Chart) in DIGSI ist es unter Verwendung des SI_GET_STATUS-Funktionsbausteins möglich, eine Einzelmeldung zu erstellen, die den Status einer Meldung enthält. Diese 2. Meldung kann für die Übertragung über PROFINET IO zusätzlich zum Wert verwendet werden. SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 21

22 2 PROFINET IO in SIPROTEC 2.3 Datentyp-Definitionen für IO-Datenaustausch Datentyp Einzelbefehl (EB, Output) Anzahl der Byte-Werte: 1/4 (2 Bits) Wertebereich: 0 = Ruhestellung Bit 1 = 0 und Bit 0 = 0 1 = AUS Bit 1 = 0 und Bit 0 = 1 2 = EIN Bit 1 = 1 und Bit 0 = 0 3 = nicht erlaubt Bit 1 = 1 und Bit 0 = 1 HINWEIS Einzelbefehle des SIPROTEC-Gerätes werden über PROFINET IO mit 2 Bits gesteuert (analog zu Doppelbefehlen, siehe Kapitel 2.3.3). Die Schaltrichtung AUS für Einzelbefehle mit Impulsausgabe ist nicht zulässig und wird im SIPROTEC-Gerät abgewiesen. 2 7 bis Bit 1 Bit 0 Bit 1 Bit EB 2 EB 1 max. 4 Einzelbefehle pro Byte Bild 2-6 Datentyp Einzelbefehl 22 SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

23 2 PROFINET IO in SIPROTEC 2.3 Datentyp-Definitionen für IO-Datenaustausch Datentyp Doppelmeldung (DM, Input)/Doppelbefehl (DB, Output) Anzahl der Byte-Werte: 1/4 (2 Bits) Wertebereich: 0 = Nicht aktuell / Störstellung bei DM und Ruhestellung bei DB Bit 1 = 0 und Bit 0 = 0 1 = AUS Bit 1 = 0 und Bit 0 = 1 2 = EIN Bit 1 = 1 und Bit 0 = 0 3 = Störstellung bei DM, nicht erlaubt bei DB Bit 1 = 1 und Bit 0 = 1 HINWEIS Abhängig vom in DIGSI gewählten Datentyp haben die Werte 0 und 3 für Doppelmeldungen folgende Bedeutung: Typ DM: 0 = Nicht aktuell, 3 = Störstellung 00 oder Störstellung 11 Typ DM_S: 0 = Nicht aktuell oder Störstellung 00, 3 = Störstellung 11 "Nicht aktuell": Meldung ist nicht rangiert (nicht mit Binäreingang verbunden) 2 7 bis Bit 1 Bit 0 Bit 1 Bit DM/DB 2 DM/DB 1 max. 4 Doppelmeldungen/Doppelbefehle pro Byte Bild 2-7 Datentyp Doppelmeldung/Doppelbefehl HINWEIS Der Datentyp Doppelbefehl setzt voraus, dass die zugehörige Befehlsrückmeldung als Doppelmeldung parametriert wurde. Ein Doppelbefehl mit einer Einzelmeldung als Rückmeldung oder ohne Rückmeldeerfassung wird über PROFINET IO wie ein Einzelbefehl gesteuert. Das heißt, die Behandlung eines Doppelbefehls über PROFINET IO hängt vom Typ der zugehörigen Rückmeldung ab. SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 23

24 2 PROFINET IO in SIPROTEC 2.3 Datentyp-Definitionen für IO-Datenaustausch Messwert und Statistikwert Anzahl der Byte-Werte: 4 (32 Bits) Wertebereich: ±1,7 * Messwerte und Statistikwerte werden im 32-Bit-Gleitkommaformat übertragen. Das Format besteht aus Vorzeichenbit (S), Exponent und Mantisse gemäß folgender Darstellung: 1 Bit 8 Bit 23 Bit... S Exponent Mantisse... Byte 3 (MSB) Byte 2 Byte 1 Byte 0 (LSB) Bild 2-8 Datentyp Messwert/Statistikwert In DIGSI sind diese Werte von folgendem Datentyp: Messwerte: Datentyp Messwert MW Statistikwerte: Datentyp Wertmeldung WM Vorzeichenbit (S) Das Vorzeichenbit (S) wird bei negativen Messwerten gesetzt. Messwerte (Mantisse und Exponent) Der Wert eines Messwertes ergibt sich wie folgt: 0 < Exponent < 255: resultierender Wert = (-1) <Vorzeichen> * 2 (<Exponent> - 127) * 1,<Mantisse> Exponent = 0: resultierender Wert = 0 Exponent = 255, Mantisse ungleich 0: ungültig (keine Zahl, NaN [Not of Number]) Qualitätsinformation Für die Qualitätsangabe von Messwerten werden Not a Number -Gleitkommazahlen (NaN-Gleitkommazahlen) verwendet. Tabelle 2-2 Qualitätsinformation Gleitkommazahl (hexadezimal) Status Bemerkung 0x7F Überlauf Überlauf des Messwertes 0x7F ungültig Messwert ungültig oder nicht berechenbar, z.b. Frequenz oder cos φ bei zu geringer Spannung oder zu geringem Strom 0x7F nicht berechnet Internes Datenabbild wurde nach einem Neustart nicht aktualisiert 0xFF Unterschreitung Unterschreitung des Messwertes 24 SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

25 2 PROFINET IO in SIPROTEC 2.3 Datentyp-Definitionen für IO-Datenaustausch Zählwert Anzahl der Byte-Werte: 4 (32 Bits) Wertebereich: 0 bis Bit 31 Bit... S Zählwert... Byte 3 (MSB) Byte 2 Byte 1 Byte 0 (LSB) Bild 2-9 Datentyp Zählwert Status-Bit (S) Der Zählwert ist bei gesetztem Status-Bit (S) aus folgenden Gründen ungültig: Verfälschter Zählwert nach Erst-/Wiederanlauf des Gerätes (Status-Bit wird nach zwei Umspeicherintervallen des Zählwertes nach Erst-/Wiederanlauf gelöscht) Externes Fehler-Bit bei Impulszählwerten über dem Binäreingang ist gesetzt HINWEIS Der Überlauf des Zählwertes im SIPROTEC-Gerät erfolgt bei 7FFFFFFFH + 1 auf 0. In Anwendungsfällen, bei denen die Übertragung des Zählwert-Status-Bits nicht gewünscht wird oder es bei der Auswertung im IO-Controller zu Fehlinterpretationen führen könnte, kann die Übertragung des Status-Bits ausgeschaltet werden. Das Status-Bit hat dann immer den Wert 0. Siehe hierzu Bild Zur Umrechnung des 32-Bit-Zählimpulswertes in einen Energiewert im Gleitkommaformat können Umrechnungsfaktoren über azyklische Lesezugriffe ermittelt werden. Siehe hierzu Kapitel 2.4, IO-Modul Zählwerte 04. SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 25

26 2 PROFINET IO in SIPROTEC 2.3 Datentyp-Definitionen für IO-Datenaustausch Meldeblock für Ereignisliste und Prozessalarm Anzahl der Byte-Werte: 10 Der komplexe Datentyp Meldeblock definiert einen Eintrag in der Ereignisliste über PROFINET IO (siehe Kapitel 2.6) und wird für das Datenfeld des Summen-Prozessalarms (siehe Kapitel 2.7) verwendet. Der Meldeblock enthält eine Identifizierung der Einzel- und Doppelmeldungen, die in der Ereignisliste oder im Prozessalarm gesendet werden, sowie den Wert und die zugehörige Zeitstempelinformation.... Identifikation Byte 1 Wert Byte 2 Millisekunden (0 bis ) Byte 3 Byte 4 Stunden (0 bis 23) Byte 5 Monat (1 bis 12) Byte 7 Minuten (0 bis 59) Byte 6 Tag (1 bis 31) Byte 8 Zeitstempel in UTC Uhrzeitstatus Jahr (0 = 1900) Byte 9 Byte Bild 2-10 Datentyp Meldeblock Byte 1: Kennung Das Byte 1 identifiziert eine Einzel- oder Doppelmeldung mittels seiner PROFINET IO-Mapping-Datenobjektnummer. Byte 1 - Identifikation Byte Bit-Position PROFINET IO-Mapping- Datenobjektnummer Bedeutung Bild 2-11 Byte 1 Identifikation, im Datentyp Meldeblock 26 SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

27 2 PROFINET IO in SIPROTEC 2.3 Datentyp-Definitionen für IO-Datenaustausch Byte 2: Wert Das Byte 2 im Meldeblock beinhaltet den Wert einer Meldung, nachdem eine Änderung registriert wurde, sowie eine Kennung, ob eine Einzel- oder Doppelmeldung vorliegt. Byte 2 - Wert Byte Bit-Position reserviert = 0 Meldungstyp reserviert = 0 Wert Bedeutung Bild 2-12 Byte 2 Wert, im Datentyp Meldeblock Wert (Bit 0 und Bit 1) Einzelmeldung (binäre Ausgabe): 00 = AUS 01 = EIN Doppelmeldung (binäre Ausgabe): 00 = Störstellung 01 = AUS 10 = EIN 11 = Störstellung Meldungstyp (Bit 4 und Bit 5) 01 = 1 = Einzelmeldung 10 = 2 = Doppelmeldung Beispiel: Eine Änderung von EIN nach AUS einer Einzelmeldung wird mit dem Wert-Byte: bin = 10 hex übertragen. Byte 3 bis Byte 10: Zeitstempel Es erfolgt die Übertragung des Echtzeitstempels mit den in Bild 2-10 dargestellten Daten für den Zeitpunkt der Änderung der Meldung. Uhrzeit und Datum werden in UTC (Universal Time Coordinated) angegeben. HINWEIS Korrekturfaktoren für Sommerzeit und lokale Einstellungen bleiben unberücksichtigt. Bedeutung des Uhrzeitstatus (Byte 9): 00 hex = Zeit ist gültig 20 hex = Zeit ist ungültig (Uhrzeitstörung) SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 27

28 2 PROFINET IO in SIPROTEC 2.3 Datentyp-Definitionen für IO-Datenaustausch Einheiten-IDs, Einheiten und deren Vielfache Den Einheiten der Messwerte, Statistikwerte und Zählwerte sind folgende Einheiten-IDs zugewiesen: Tabelle 2-3 Einheiten und deren Vielfache ID Einheit, Vielfaches ID Einheit, Vielfaches ID Einheit, Vielfaches 1 Dimensionslos 33 kω 172 MWh 3 % 51 W 173 GWh 4 53 kw 174 kvar 5 C 54 MW 175 Mvar 11 A 61 VA 176 Gvar 12 ma 63 kva 177 kvarh 13 ka 64 MVA 178 Mvarh 17 h 71 Hz 179 Gvarh 21 V 92 km 184 GVA 22 mv 95 Meilen 185 F 23 kv 170 GW 203 MOhm 31 Ω 171 kwh - - Die Einheiten-IDs können über azyklische Telegramme gelesen werden, siehe Kapitel SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

29 2 PROFINET IO in SIPROTEC 2.4 IO-Module 2.4 IO-Module Die im Folgenden beschriebenen IO-Module sind für die PROFINET IO-Konfiguration der SIPROTEC-Geräte im IO-Controller verfügbar. Hierfür wird die GSDML-Datei, die die Beschreibung der IO-Module enthält, in die Parametrier-Software des IO-Controllers geladen. Bild 2-13 zeigt ein Beispiel für die Auswahl der IO-Module des SIPROTEC-IO-Devices mit elektrischer Ethernet-Schnittstelle in der Parametrier-Software Step7 von Siemens sowie ein Konfigurationsbeispiel eines SIPROTEC-Gerätes für PROFINET IO. Weitere Hinweise zur Parametrierung finden Sie im Kapitel 3. Bild 2-13 Beispiel Parametrierung SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 29

30 2 PROFINET IO in SIPROTEC 2.4 IO-Module PROFINET IO-Bus-Schnittstelle DAP (Device Access Point) Das DAP-Modul steckt immer im Slot 0 des IO-Device und kann nicht entfernt werden. Das Modul beschreibt die physikalischen Gerätedaten, wie Schnittstelle und Port. Weiterhin können gerätebezogene Diagnosen und azyklische Telegramme gelesen oder geschrieben werden. Zyklischer Datenaustausch Azyklisches Datenlesen/-schreiben (Standard-PROFINET IO-Services) Azyklisches Datenlesen/-schreiben (SIPROTEC-spezifisch) Parameter keiner Lesen von Diagnose- und I&M-Daten 0, 1, 2, 3, 4 *) Schreiben von I&M-Daten 1, 2, 3, 4 keine keine *) I&M-Daten = Daten zur Geräteidentifikation und Wartung IO-Modul Einzelmeldungen 16 Einzelmeldungen 16 Kategorie im Hardware-Katalog Eingangsdaten Datentyp 16 Einzelmeldungen; siehe Kapitel Datengröße Azyklische Daten Lesen/Schreiben 2 Byte keine Parameter Jede Einzelmeldung kann dem Prozessalarm (siehe Kapitel 2.7) zugewiesen werden. Voreinstellung: alle nicht zugewiesen Bild 2-14 Einzelmeldung 16 HINWEIS Die Meldungsnummer Meldung x (siehe Bild 2-14) ist nicht identisch mit der PROFINET IO-Mapping-Datenobjektnummer. Sie bezieht sich auf die Meldung in diesem IO-Modul. Die Meldungsnummer beginnt in jedem IO-Modul mit der Nummer SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

31 2 PROFINET IO in SIPROTEC 2.4 IO-Module IO-Modul Einzelmeldungen 32 Einzelmeldungen 32 Kategorie im Hardware-Katalog Eingangsdaten Datentyp 32 Einzelmeldungen; siehe Kapitel Datengröße Azyklische Daten Lesen/Schreiben 4 Byte keine Parameter Jede Einzelmeldung kann dem Prozessalarm (siehe Kapitel 2.7) zugewiesen werden. Voreinstellung: alle nicht zugewiesen IO-Modul Doppelmeldungen 04 Doppelmeldungen 04 Kategorie im Hardware-Katalog Eingangsdaten Datentyp 4 Doppelmeldungen; siehe Kapitel Datengröße Azyklische Daten Lesen/Schreiben 1 Byte keine Parameter Jede Einzelmeldung kann dem Prozessalarm (siehe Kapitel 2.7) zugewiesen werden. Voreinstellung: alle nicht zugewiesen Bild 2-15 Doppelmeldung 04 SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 31

32 2 PROFINET IO in SIPROTEC 2.4 IO-Module IO-Modul Doppelmeldungen 08 Doppelmeldungen 08 Kategorie im Hardware-Katalog Eingangsdaten Datentyp 8 Doppelmeldungen; siehe Kapitel Datengröße Azyklische Daten Lesen/Schreiben 2 Byte keine Parameter Jede Einzelmeldung kann dem Prozessalarm (siehe Kapitel 2.7) zugewiesen werden. Voreinstellung: alle nicht zugewiesen IO-Modul Messwerte 06 Messwerte 06 Kategorie im Hardware-Katalog Eingangsdaten Datentyp 6 Messwerte als Float32-Wert (Gleitkomma); siehe Kapitel Datengröße Azyklische Daten Lesen 24 Byte Lesen von 6 Einheiten-IDs als 16-Bit-Wert ohne Vorzeichen; siehe Kapitel Lesen von: Slot: Slot-Nummer des gesteckten Moduls Subslot: 1 Index: 100 Azyklische Daten Schreiben Parameter keine keine 32 SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

33 2 PROFINET IO in SIPROTEC 2.4 IO-Module IO-Modul Messwerte 12 Messwerte 12 Kategorie im Hardware-Katalog Eingangsdaten Datentyp 12 Messwerte als Float32-Wert (Gleitkomma); siehe Kapitel Datengröße Azyklische Daten Lesen 48 Byte Lesen von 12 Einheiten-IDs als 16-Bit-Wert ohne Vorzeichen; siehe Kapitel Lesen von: Slot: Slot-Nummer des gesteckten Moduls Subslot: 1 Index: 100 Azyklische Daten Schreiben Parameter keine keine IO-Modul Statistikwerte 03 Statistikwerte 03 Kategorie im Hardware-Katalog Datentyp Datengröße Azyklische Daten Lesen Eingangsdaten 3 Statistikwerte (Wertmeldung) als Float32-Wert (Gleitkomma); siehe Kapitel Byte Lesen von 3 Einheiten-IDs als 16-Bit-Wert ohne Vorzeichen; siehe Kapitel Lesen von: Slot: Slot-Nummer des gesteckten Moduls Subslot: 1 Index: 100 Azyklische Daten Schreiben Voreinstellung oder Rücksetzen der Statistikwerte mittels azyklischem Datentelegramm; siehe Kapitel Schreiben nach: Slot: Slot-Nummer des gesteckten Moduls Subslot: 1 Index: 100 Parameter keine SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 33

34 2 PROFINET IO in SIPROTEC 2.4 IO-Module IO-Modul Statistikwerte 06 Statistikwerte 06 Kategorie im Hardware-Katalog Datentyp Datengröße Azyklische Daten Lesen Eingangsdaten 6 Statistikwerte (Wertmeldung) als Float32-Wert (Gleitkomma); siehe Kapitel Byte Lesen von 6 Einheiten-IDs als 16-Bit-Wert ohne Vorzeichen; siehe Kapitel Lesen von: Slot: Slot-Nummer des gesteckten Moduls Subslot: 1 Index: 100 Azyklische Daten Schreiben Voreinstellung oder Rücksetzen der Statistikwerte mittels azyklischem Datentelegramm; siehe Kapitel Schreiben nach: Slot: Slot-Nummer des gesteckten Moduls Subslot: 1 Index: 100 Parameter keine 34 SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

35 2 PROFINET IO in SIPROTEC 2.4 IO-Module IO-Modul Zählwerte 04 Zählwerte 04 Kategorie im Hardware-Katalog Eingangsdaten Datentyp 4 Zählwerte; siehe Kapitel Datengröße Azyklische Daten Lesen 16 Byte Lesen von 4 Einheiten-IDs als 16-Bit-Wert ohne Vorzeichen; siehe Kapitel Lesen von: Slot: Slot-Nummer des gesteckten Moduls Subslot: 1 Index: 100 Lesen von 4 Umrechnungsfaktoren als Float32-Wert (Gleitkomma); siehe Kapitel Lesen von: Slot: Slot-Nummer des gesteckten Moduls Subslot: 1 Index: 101 Azyklische Daten Schreiben Voreinstellung oder Rücksetzen der Statistikwerte mittels azyklischem Datentelegramm; siehe Kapitel Schreiben nach: Slot: Slot-Nummer des gesteckten Moduls Subslot: 1 Index: 100 Parameter Auswahl, ob das MSB (most significant bit) der Zählwerte als Statusbit verwendet werden soll. Diese Konfiguration ist dann für alle Zählwerte in diesem IO-Modul gültig. Wenn diese Option nicht ausgewählt ist, ist das MSB immer Null. Voreinstellung: Das MSB wird als Statusbit verwendet. Bild 2-16 Zählwerte SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 35

36 2 PROFINET IO in SIPROTEC 2.4 IO-Module IO-Modul Einzelbefehle 08 Einzelbefehle 08 Kategorie im Hardware-Katalog Ausgangsdaten Datentyp 8 Einzelbefehle; siehe Kapitel Datengröße Azyklische Daten Lesen/Schreiben Parameter 2 Byte keine keine IO-Modul Einzelbefehle 16 Einzelbefehle 16 Kategorie im Hardware-Katalog Ausgangsdaten Datentyp 16 Einzelbefehle; siehe Kapitel Datengröße Azyklische Daten Lesen/Schreiben Parameter 4 Byte keine keine IO-Modul Doppelbefehle 04 Doppelbefehle 04 Kategorie im Hardware-Katalog Ausgangsdaten Datentyp 4 Doppelbefehle; siehe Kapitel Datengröße Azyklische Daten Lesen/Schreiben Parameter 1 Byte keine keine 36 SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

37 2 PROFINET IO in SIPROTEC 2.4 IO-Module IO-Modul Doppelbefehle 08 Doppelbefehle 08 Kategorie im Hardware-Katalog Ausgangsdaten Datentyp 8 Doppelbefehle; siehe Kapitel Datengröße Azyklische Daten Lesen/Schreiben Parameter 2 Byte keine keine IO-Modul Daten Ereignisliste Ereignisliste Kategorie im Hardware-Katalog Datentyp Datengröße Azyklische Daten Lesen/Schreiben Parameter Ereignisliste Meldeblöcke und Steuer-Bytes für Ereignisliste; siehe Kapitel Byte Eingang und 2 Byte Ausgang keine keine SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 37

38 2 PROFINET IO in SIPROTEC 2.5 Zuordnung der IO-Module zu SIPROTEC-Datenobjekten 2.5 Zuordnung der IO-Module zu SIPROTEC-Datenobjekten Die folgenden Komponenten und Abhängigkeiten sind am Zugriff auf die Daten des Gerätes über PROFINET IO beteiligt: Datenobjektabbild des SIPROTEC-Gerätes Mapping von SIPROTEC-Datenobjekten zu PROFINET IO IO-Module für PROFINET IO-Parametrierung Datenobjektabbildung SIPROTEC- Gerät IL1 IL2 IL3 UL1E UL2E UL3E IE I1 I2 UL12 UL23 UL31 P Q S cos phi f Temp1 Temp2 Temp3 Temp4 Temp5 Temp6 UsrMV1 UsrMV2 UsrMV3 Zuordnungstabelle im Geräteparametersatz und in der PROFINET IO -Mapping-Datei Mapping des SIPROTEC- Datenobjektes zu PROFINET IO MV#1 MV#2 MV#3 MV#4 MV#5 MV#6 MV#7 MV#8 MV#9 MV#10 MV#11 MV#12 MV#13 MV#14 MV#15 MV#16 MV#17 MV#18 IL1 IL2 IL3 IE I1 I2 UL1E UL2E UL3E UL12 UL23 UL31 Temp1 Temp2 Temp3 UsrMV1 UsrMV2 UsrMV3 EN100-Modul IO-Modul-Definitionen in GSDML-Datei und PROFINET IO -Firmware PROFINET IO Engineering (GSDML) IO-Modul Messwerte 06 IL1 IL2 IL3 IE I1 I2 IO-Modul Messwerte 06 UL1E UL2E UL3E UL12 UL23 UL31 IO-Controller Parametriersoftware GSDML-Datei SIPROTEC- Gerät Bild 2-17 Beispiel für die Zuordnung der IO-Module zu SIPROTEC-Datenobjekten (Messwerte) Siehe hierzu auch das Beispiel gemäß Bild Datenobjektabbild des SIPROTEC-Gerätes Das Datenobjektabbild enthält alle Datenobjekte, die vom SIPROTEC-Gerät mit den aktuellen Werten und Qualitäten angeboten werden. Die Größe des Datenobjektabbildes ist abhängig von der Anzahl an konfigurierten Datenobjekten. 38 SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

39 2 PROFINET IO in SIPROTEC 2.5 Zuordnung der IO-Module zu SIPROTEC-Datenobjekten Zusätzlich zu den vordefinierten Datenobjekten können weitere Datenobjekte mit DIGSI parametriert werden. Jedes Datenobjekt im SIPROTEC-Gerät hat eine eindeutige Objektadresse zur Identifikation und zum Zugriff auf dieses Datenobjekt. Mapping von SIPROTEC-Datenobjekten zu PROFINET IO Das Mapping beschreibt alle SIPROTEC-Datenobjekte, die über Kommunikation gesendet oder empfangen werden können, und definiert deren Position oder Identifikation in PROFINET IO. Das kann alle verfügbaren Datenobjekte einschließen oder auch nur Teilmengen davon. Es existieren folgende 2 Hauptelemente: Zuordnungstabelle im Geräteparametersatz PROFINET IO-Mapping-Datei Nach dem Gerätehochlauf mit gültiger Gerätekonfiguration sind die beiden oben genannten Hauptelemente im EN100-Modul verfügbar und können mittels der PROFINET IO-Firmware ausgewertet werden. Obwohl die Datenmenge pro Datentyp im Mapping festgelegt ist (z.b. 20 Meldungen, 10 Messwerte etc.), kann die Zuordnung zu SIPROTEC-Datenobjekten gleichen Typs mittels DIGSI während der Geräteparametrierung geändert werden. Jedem PROFINET IO-Datenobjekt ist eine PROFINET IO-Mapping-Datenobjektnummer zugeordnet, beginnend mit 1 für jeden Datentyp (z.b. MV#1, siehe Bild 2-17). IO-Module für PROFINET IO-Parametrierung Die maximale Datenmenge pro Datentyp für den Datenaustausch ist im jeweiligen Busmapping-Handbuch beschrieben. Mit den voreingestellten Datenobjektzuweisungen oder Zuweisungen bei der Parametrierung mit DIGSI sind die Daten auf den einzelnen Mapping-Positionen festgelegt. Über PROFINET IO werden nur die Daten übertragen, die auch von den jeweiligen IO-Modulen repräsentiert werden. Die Zuweisung von IO-Modul-Dateninhalten zu den PROFINET IO-Mapping-Datenobjektnummern beginnt immer mit der kleinsten PROFINET IO-Mapping-Datenobjektnummer, siehe Bild Die IO-Module eines Typs müssen nicht direkt nacheinander in der IO-Controller-Parametrier-Software folgen. Durch die Möglichkeit der Datenzuweisung in DIGSI können die Daten beliebig rangiert werden, sodass z.b. weniger IO-Module erforderlich sind. Wenn beim Parametrieren zu viele IO-Module gleichen Typs hinzugefügt wurden und somit die maximale Anzahl von PROFINET IO-Objekten für diesen Datentyp überschritten ist, so wird das vom IO-Device während des Hochlaufens der PROFINET IO-Kommunikation erkannt. Eine Fehlermeldung wird zum IO-Controller ausgegeben. IO-Module, die keinen PROFINET IO-Objekten zugeordnet werden können, werden beim weiteren Datenaustausch nicht berücksichtigt. SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 39

40 2 PROFINET IO in SIPROTEC 2.5 Zuordnung der IO-Module zu SIPROTEC-Datenobjekten Beispiel nach Bild 2-17 Das SIPROTEC-Gerät liefert 18 Messwerte (MV#1 bis MV#18). Es sollen jedoch nur 12 Messwerte (Strom, Spannung) übertragen und dem PROFINET IO-Mapping in DIGSI (MV#1 bis MV#12) zugeordnet werden. In diesem Fall werden aus der GSDML-Datei des SIPROTEC-Gerätes entweder zweimal 6 Messwerte in 2 IO- Module Messwerte 06 oder einmal 12 Messwerte in ein IO-Modul Messwerte 12 der IO-Controller-Parametrier-Software übernommen. SIPROTEC-IO-Device Parametriersoftware (DIGSI) IO-Controller Parametriersoftware (z.b. Step7) Bild 2-18 Parametrierbeispiel für die Zuordnung der IO-Module zu SIPROTEC-Datenobjekten 40 SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

41 2 PROFINET IO in SIPROTEC 2.6 Ereignisliste 2.6 Ereignisliste Die Ereignisliste ist ein eigenständiger Ringspeicher im PROFINET IO-Kommunikationsmodul, in dem Wertänderungen (nur Einzel- und Doppelmeldungen) mit Zeitstempel eingetragen werden. Diese Zeitstempel können im zyklischen Datenaustausch mittels des im Kapitel beschriebenen Handshake-Verfahrens (Read/Acknowledge) übertragen werden. Nach Erst- oder Wiederanlauf des SIPROTEC-Gerätes ist die Ereignisliste leer. Nicht übertragene Meldungen gehen beim Erst- oder Wiederanlauf des SIPROTEC-Gerätes verloren. Nur die Meldungen des SIPROTEC-Gerätes, die auch im zyklischen PROFINET IO-Telegramm in Eingangsrichtung enthalten sind, werden bei Wertänderung in die Ereignisliste eingetragen. Für Statusänderungen und Befehlssequenzzustände erfolgt kein Eintrag. Die Ereignisliste kann maximal 500 Einträge aufnehmen. Beim Hinzufügen eines neuen Eintrages in eine volle Ereignisliste wird der älteste Eintrag gelöscht und dem IO-Controller ein Pufferüberlauf mittels eines Bits im Handshake-Byte Control_I in Eingangsrichtung mitgeteilt. Bei Kommunikationsunterbrechung wird die Ereignisliste nicht gelöscht. Es werden weiterhin Einträge bei Änderung von Meldungen gespeichert und nach Wiederherstellung der Kommunikationsverbindung dem IO-Controller (einschließlich Pufferüberlaufkennung) übermittelt. Die Einträge der Ereignisliste werden an den IO-Controller in den Meldeblöcken des PROFINET IO-Telegramms übertragen und müssen von ihm quittiert werden (siehe Kapitel 2.6.3). Die verwendeten Datentypen und das Handshake-Verfahren sind proprietär, weil PROFINET IO eine Ereignisliste nicht als Standard anbietet. Das Ereignislisten-Handshake-Verfahren ist Teil des zyklischen Datenaustauschs. In der GSDML-Datei der SIPROTEC-Geräte ist die Ereignisliste als ein eigenständiges IO-Modul definiert, siehe Kapitel Eingangsrichtung Die folgende Struktur entspricht dem IO-Modul Ereignisliste, Daten in Eingangsrichtung, und dem Datenbereich des Prozessalarms, siehe Kapitel 2.7. Control_I-Byte reserviert = 0 Byte-Offset = 0 Byte-Offset = 1 Start-Offset = 2 Meldeblock #1 Start-Offset = 12 Meldeblock #2 Control_I-Byte Start-Offset = Bit-Position Meldeblock #3 Ende-Offset = 31 Meldeblock - nummer Pufferüberlauf reserviert = 0 Bedeutung Bild 2-19 Struktur der Ereignisliste, Eingangsrichtung (Lesen) SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 41

42 2 PROFINET IO in SIPROTEC 2.6 Ereignisliste Meldeblocknummer der Ereignisliste Mit jeder Übertragung von Meldeblöcken, beginnend mit Meldeblock 1, wird die Meldeblocknummer um 1 erhöht, bis zum Erreichen des Meldeblocks 15. Danach beginnt die Übertragung wieder mit Meldeblock 1. Von der Ereignisliste werden pro Meldeblock maximal 3 Einträge übertragen. Die Meldeblocknummer hat nur den (Anfangs-)Wert 0, wenn bei Initialisierung oder Neustart des SIPRO- TEC-Gerätes noch kein Eintrag in der Ereignisliste vorhanden ist. Nach der Übertragung des ersten Eintrages in die Ereignisliste und der zugehörigen Erhöhung der Meldeblocknummer für den nächsten Eintrag wird der Wert 0 nicht wieder vergeben. Enthält das Telegramm keinen oder weniger als 3 Einträge in der Ereignisliste, werden die ungenutzten Meldeblöcke mit Nullen gefüllt. Werden keine Meldungsänderungen übertragen, bleibt die Meldeblocknummer in dieser Zeit konstant. In diesem Fall wird die zuletzt übertragene Meldeblocknummer wiederholt übermittelt, bis neue Einträge in die Ereignisliste erfolgen. Meldeblocknummer im Prozessalarm Bei jedem Prozessalarm (maximal 3 Meldungen pro Prozessalarm) wird die Meldeblocknummer um 1 erhöht, beginnend mit Meldeblock 1 bis zum Erreichen des Meldeblocks 15. Danach beginnt die Übertragung wieder mit Meldeblock 1. Der erste Prozessalarm nach Beginn der Kommunikation des SIPROTEC-Geräts wird mit der Meldeblocknummer 1 gesendet. Sind nur eine oder zwei Meldungen die Ursache des Prozessalarms, werden die ungenutzten Meldeblöcke mit Nullen gefüllt. Pufferüberlauf der Ereignisliste Den Pufferüberlauf der Ereignisliste signalisiert ein gesetztes Bit. Dieses Bit wird zurückgesetzt, wenn kein Pufferüberlauf mehr vorhanden ist. Pufferüberlauf bei Prozessalarm Das Bit zur Signalisierung eines Pufferüberlaufs wird nicht verwendet. Meldeblock #1 bis Meldeblock #3 Siehe Kapitel SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

43 2 PROFINET IO in SIPROTEC 2.6 Ereignisliste Ausgangsrichtung Die folgende Struktur entspricht dem IO-Modul Ereignisliste, Daten in Ausgangsrichtung. Die Struktur wird nicht für Prozessalarm verwendet. Control_O_Byte reserviert = 0 Control_O-Byte Bit-Position Meldeblocknummer reserviert = 0 Bedeutung Bild 2-20 Struktur der Ereignisliste Ausgangsrichtung (ACK) Meldeblocknummer Die Meldeblocknummer im Control_O_Byte dient zur Bestätigung von Empfang und Auswertung des Meldeblocks. Nach Auswertung der Meldeblöcke kopiert der PROFINET IO-Controller die Meldeblocknummer vom Control_I-Byte des Eingangstelegramms zum Control_O-Byte des Ausgangstelegramms. Das SIPROTEC-Gerät wiederholt den jeweiligen Meldeblock so lange, bis vom IO-Controller die Meldeblocknummer des Control_I-Bytes in das Control_O-Byte korrekt zurückgespiegelt wird. SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 43

44 2 PROFINET IO in SIPROTEC 2.6 Ereignisliste Handshake-Mechanismus (Beispiel) Im folgenden Beispiel des Ereignislisten-Handshake-Mechanismus ist die Ausgangssituation wie folgt definiert: Es wurden zuletzt 3 Meldeblöcke übertragen und vom IO-Controller quittiert. Die aktuelle Meldeblocknummer ist 14 dec = E hex. IO-Device PROFINET IO IO-Controller Es ist noch ein Eintrag in der Ereignisliste: Eintrag wird aus Ereignisliste in Meldeblock #1 des Telegramms übernommen Meldebl öcke #2 und #3 vollständig = 0 Control_I = F0hex (Meldeblock-Nr. + 1) Aktuelle Meldungen, Messwerte, Zählwerte werden in zyklische Telegramm e eingetragen IO-Device erkennt Quittierung in Control _O. Es sind keine Einträge in der Ereignisliste: Control _I bleibt = F0hex Meldebl öcke #1 bis #3 vollständig = 0 Αktuelle Meldungen, Messwerte, Zählwerte werden in zyklische Telegramm e eingetragen Es sind 4 neue Einträge in der Ereignisliste: Die ersten 3 Einträge aus der Ereignisliste werden in Meldeblöcke #1 bis #3 des Telegramms übernommen Control _I = 10 hex (Meldeblock -Nr. + 1) Aktuelle Meldungen, Messwerte, Zählwerte werden in zyklische Telegramm e eingetragen Es sind 2 Einträge in der Ereignisliste (noch ein alter von den o.g. 4 plus ein neuer ): Einträge werden aus Ereignisliste in Meldeblöcke #1 und #2 des Telegramms über - nommen Meldeblock #3 vollständig = 0 Control _I = 20 hex (Meldeblock -Nr. + 1) Αktuelle Meldungen, Messwerte, Zählwerte werden in zyklische Telegramm e eingetragen Auswertung der zyklischen Meldungen, Messwerte und Zählwerte IO-Controller erkennt Änderung in Control _I : Auswertung der Meldebl öcke Control_O = Control_I = F0 hex Ggf. Befehle an SIPROTEC-Gerät im zyklischen Telegramm senden Auswertung der zyklischen Meldungen, Messwerte und Zählwerte Κeine Aktionen bzgl. der Meldebl öcke, da keine Änderung der Meldeblock -Nr. Control_O = Control_I = F0 hex Ggf. Befehle an SIPROTEC-Gerät im zyklischen Telegramm senden Auswertung der zyklischen Meldungen, Messwerte und Zählwerte IO-Controller erkennt Änderung in Control _I : Auswertung der Meldebl öcke Control_O = Control_I = 10 hex Ggf. Befehle an SIPROTEC-Gerät im zyklischen Telegramm senden Bild 2-21 Handshake-Mechanismus (Beispiel) HINWEIS Zwischen einem neuen Telegramm vom IO-Device bis zur Auswertung der Daten durch den IO-Controller (und umgekehrt) können ggf. mehrere PROFINET IO-Buszyklen liegen, d.h. die Pfeile kennzeichnen nicht einen Buszyklus, sondern die Richtung des übergeordneten Telegrammaustausches. 44 SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

45 2 PROFINET IO in SIPROTEC 2.7 Prozessalarm 2.7 Prozessalarm Prozessalarme in PROFINET IO verwenden den RTA-Mechanismus (Real Time Alarm) und werden nur als Meldung ON bzw. Meldung KOMMEND gesendet. Im SIPROTEC-Gerät ist ein Prozessalarm mit der Bezeichnung Summen-Prozessalarm definiert. Ein Alarm wird ausgegeben, wenn sich der Wert mindestens einer Meldung des SIPROTEC-Gerätes, die mit dem Alarm verknüpft ist, ändert. Für jede über PROFINET IO gesendeten SIPROTEC-Meldung kann während der Parametrierung des IO-Controllers entschieden werden, ob die Meldung dem Prozessalarm Summen-Prozessalarm zugeordnet wird oder nicht (siehe Bild 2-14 und Bild 2-15). Der Vorteil der Verwendung von Prozessalarmen ist, dass diese in der SPS (speicherprogrammierte Steuerung) mit zugeordneten Alarmbausteinen wie ein Interrupt ausgewertet werden können und somit die Reaktion auf Meldungsänderungen verkürzt wird (siehe Kapitel ). Wenn mehr als eine Meldung dem Prozessalarm Summen-Prozessalarm zugeordnet wurde, dann bedeutet ein Alarm, dass sich der Wert einer oder mehrerer zugeordneter Meldungen geändert hat. Wenn sich mehrere Meldungen, die zum Prozessalarm Summen-Prozessalarm miteinander verknüpft sind, im SIPROTEC-Gerät fast gleichzeitig ändern, dann gilt: 1. Wenn eine Änderung der ersten Meldung erkannt wird, dann wird ein Alarm sofort gesendet. 2. Der IO-Controller verarbeitet und quittiert den PROFINET IO-Alarm. Während dieser Zeit ist kein zweiter Prozessalarm über PROFINET IO möglich. 3. Intern werden weitere Meldungsänderungen, die einen Prozessalarm verursachen können, gespeichert. 4. Wenn die laufende Alarmverarbeitung beendet ist und ein weiterer Alarm im EN100 vorliegt, dann wird dieser vom IO-Device ausgegeben. In diesem Alarm können bis zu 3 gespeicherte Meldungen enthalten sein. Das Prozessalarm-Telegramm enthält eine Alarminformation, die aus einem Kopf und einer Alarmzusatzinformation besteht. Benutzerspezifische Daten werden in der Alarmzusatzinformation übertragen. Die Alarmzusatzinformation enthält für den Prozessalarm Summen-Prozessalarm die Identifikationen und die Zeitstempel von bis zu 3 Meldungen, die den Alarm auslösen. Hierfür wird die gleiche Struktur wie für die Ereignislisten- Datenübertragung verwendet, siehe Kapitel Wenn mehrere Meldungen in der Zusatzinformation eines Alarms enthalten sind, dann gehören diese zum selben IO-Modul. Der Prozessalarm Summen-Prozessalarm ist immer wie folgt identifiziert: Slot = Slot des IO-Moduls, dem die alarmauslösende Meldung zugeordnet ist Subslot = 1 Struktur-ID = 200 als Quelle Bei der PROFINET IO-Implementation für SIPROTEC-Geräte gibt es nur diesen einen Prozessalarm. Wenn das SIPROTEC-Gerät nicht mit dem IO-Controller kommuniziert, wird auch kein Prozessalarm verarbeitet und es werden keine Meldungsänderungen für den Prozessalarm gespeichert. SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 45

46 2 PROFINET IO in SIPROTEC 2.8 Azyklisches Lesen und Schreiben von Daten 2.8 Azyklisches Lesen und Schreiben von Daten Voreinstellung und Rücksetzen der Zählwerte und Statistikwerte Für Voreinstellung und Rücksetzen der Zählwerte und Statistikwerte ist ein azyklisches Schreibtelegramm definiert. Je nach Definition des IO-Moduls können maximal 8 Werte mit diesem Telegramm gesetzt werden. Die Reihenfolge der Werte im Telegramm entspricht der Reihenfolge der Werte im IO-Modul, siehe Kapitel 2.4. Ein Maskierungsbyte ermöglicht die Auswahl der Werte, die eingestellt werden sollen. Anzahl der Werte reserviert = 0 Maskierungsbyte reserviert = 0 Wert #1 im IO-Modul (Ulong32 or Float32) Byte-Offset = 0 Byte-Offset = 1 Byte-Offset = 2 Byte-Offset = 3 Start-Offset = 4... Wert #8 im IO-Modul (Ulong32 or Float32) Start-Offset = 8 Start-Offset = 32 Max. Ende-Offset = 35 Maskierungsbyte Bit-Position Werteinstellung #8 Werteinstellung #7 Werteinstellung #6 Werteinstellung #5 Werteinstellung #4 Werteinstellung #3 Werteinstellung #2 Werteinstellung #1 Bedeutung Bild 2-22 Azyklisches Datentelegramm, Voreinstellung und Rücksetzen der Zählwerte und Statistikwerte Anzahl der Werte IO-Modul für Zählwerte: 4 IO-Modul für Statistikwerte: 3 oder 6 Maskierungsbyte Jedes Bit in diesem Byte entspricht einem Wert im Telegramm. Der zugehörige Wert wird im Gerät nur ausgewertet, wenn das Maskierungsbit gesetzt ist. Nicht genutzte Maskierungsbits müssen auf Null gesetzt werden. Wert #1 bis Wert #8 Je nach Datentyp werden die Werte, die gesetzt werden sollen, an den jeweiligen Telegrammpositionen als Unit32 für Zählwerte oder als Float32 für Statistikwerte übertragen. Das Telegramm enthält immer nur so viele Werteinträge, wie im Byte Anzahl der Werte angegeben sind. Siemens empfiehlt, nicht genutzte Werte, z.b. Werte ohne gesetztes Maskierungsbit,auf Null zu setzen. HINWEIS Für Statistikwerte: Ungültige Float32-Werte (Not a Number-Werte) werden vom EN100 abgewiesen und nicht übernommen. 46 SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

47 2 PROFINET IO in SIPROTEC 2.8 Azyklisches Lesen und Schreiben von Daten HINWEIS Für Zählwerte: Nach Einstellung eines Zählwertes wird dieser sofort im SIPROTEC-Gerät übernommen und im Display angezeigt. Über PROFINET IO erfolgt die Aktualisierung erst mit dem nächsten Umspeicherzyklus. Der Wertebereich für das Einstellen von Zählwerten ist 0 bis 7FFFFFFFH. Beim Setzen eines größeren Wertes im Telegramm wird auf dem EN100 automatisch das höchstwertige Bit (MSB) auf 0 gesetzt und der daraus resultierende Wert an das SIPROTEC-Gerät übertragen. Beispiel: Im Telegramm ist 9234ABC6H eingetragen, gesetzt wird: 1234ABC6H Lesen der Einheiten-IDs von Messwerten, Statistikwerten und Zählwerten Für das Lesen von Einheiten und deren Vielfachen ist ein azyklisches Lesetelegramm definiert. Die Reihenfolge der Werte im Telegramm entspricht der Reihenfolge der Werte im IO-Modul. Anzahl der Werte Byte-Offset = 0 reserviert = 0 Byte-Offset = 1 Einheiten -ID #1 (Unit16)... Start-Offset = 2 Start-Offset = 4 Einheiten -ID #n (Unit16) Start-Offset = n * 2 Max. Ende-Offset = (n * 2) + 1 Bild 2-23 Azyklisches Datentelegramm, Lesen von Einheiten-IDs Anzahl der Werte IO-Modul für Messwerte: 6 oder 12 IO-Modul für Zählwerte: 4 IO-Modul für Statistikwerte: 3 oder 6 Einheiten-ID #1 bis Einheiten-ID #n Das Telegramm enthält immer nur so viele Einheiten-IDs, wie im Byte Anzahl der Werte angegeben sind. Hierdurch wird auch die Länge des Telegramms bestimmt. Die Definition der Einheiten-IDs ist im Kapitel beschrieben. SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 47

48 2 PROFINET IO in SIPROTEC 2.8 Azyklisches Lesen und Schreiben von Daten Lesen des Umrechnungsfaktors der Zählwerte Für das Lesen von Umrechnungsfaktoren ist ein azyklisches Lesetelegramm definiert. Die Reihenfolge der Werte im Telegramm entspricht der Reihenfolge der Werte im IO-Modul. Die Multiplikation des Zählwertes mit dem Umrechnungsfaktor ergibt entweder den zugehörigen Energiewert (für von Messwerten abgeleitete Zählwerte) oder den Wert in der gemessenen Einheit (für Pulszähler über Binäreingänge). Anzahl der Werte Byte-Offset = 0 reserviert = 0 Byte-Offset = 1 Umrechnungsfaktor #1 (Float32)... Start-Offset = 2 Start-Offset = 6 Bild 2-24 Umrechnungsfaktor #n (Float32) Start-Offset = (n * 4) - 2 Max. Ende-Offset = (n * 4) + 1 Azyklisches Datentelegramm, Lesen von Umrechnungsfaktoren der Zählwerte Anzahl der Werte IO-Modul für Zählwerte: 4 Umrechnungsfaktor #1 bis Umrechnungsfaktor #n Das Telegramm enthält immer nur so viele Umrechnungsfaktoren, wie im Byte Anzahl der Werte definiert sind. Hierdurch wird auch die Länge des Telegramms bestimmt. 48 SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

49 2 PROFINET IO in SIPROTEC 2.9 Ausführen von Schalthandlungen über PROFINET IO 2.9 Ausführen von Schalthandlungen über PROFINET IO Befehlsausgabearten zur Schaltgeräteansteuerung Im SIPROTEC-Gerät stehen folgende Befehlstypen zur Verfügung: Doppelbefehle Die Bearbeitung der Doppelbefehle, die Ausgabe an die Schaltgeräte und die Rückmeldung erfolgt im Gerät über zwei Ausgänge bzw. zwei Bits, welche mit 01 = AUS und 10 = EIN (alternativ für Meldungen: 01 = GEHEND und 10 = KOMMEND) definiert sind. Einzelbefehle Die Bearbeitung der Einzelbefehle, die Ausgabe an die Schaltgeräte und die Rückmeldung erfolgt im Gerät über einen Ausgang bzw. ein Bit, welches mit 0 = AUS und 1 = EIN (alternativ für Meldungen: 0 = GEHEND und 1 = KOMMEND) definiert ist. HINWEIS Abweichend von der obigen Definition erfolgt die Ansteuerung von Einzel- und Doppelbefehlen im SIPROTEC- Gerät mittels PROFINET IO einheitlich über zwei Bits des PROFINET IO-Output-Telegramms (siehe Kapitel und Kapitel 2.3.3). Eine Befehlsausgabe im SIPROTEC-Gerät kann als Dauerausgabe oder Impulsausgabe erfolgen. Dauerausgaben Wenn bei dem zugehörigen Bitpaar über PROFINET IO ein Werteübergang (eine Flanke) von Ruhestellung oder AUS auf EIN erkannt wird, dann werden Befehle in der Betriebsart Dauerausgabe ausgegeben (angesteuert). Die Befehle bleiben so lange angesteuert, bis ein Werteübergang von Ruhestellung oder EIN auf AUS über PROFINET IO erfolgt. Die Definitionen der Werte für Ruhestellung, EIN und AUS sind im Kapitel und im Kapitel dargestellt. Impulsausgaben Die Ausgabe eines Ansteuerimpulses zum Schalten eines Schaltgerätes inkl. Einhaltung der parametrierten Zeiten wird vom SIPROTEC-Gerät autark ausgeführt. Die Schalthandlung (Impulsausgabe über die zugeordneten Binärausgaben des SIPROTEC-Gerätes) erfolgt, wenn im PROFINET IO-Output-Telegramm ein Wechsel des Wertes des zugehörigen Bitpaares übertragen wird: bei Doppelbefehlen von Ruhestellung oder EIN auf AUS bzw. von Ruhestellung oder AUS auf EIN bei Einzelbefehlen von Ruhestellung auf EIN HINWEIS Die Schaltrichtung AUS für Einzelbefehle mit Impulsausgabe ist nicht zulässig und wird im SIPROTEC-Gerät abgewiesen. SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 49

50 2 PROFINET IO in SIPROTEC 2.9 Ausführen von Schalthandlungen über PROFINET IO Empfohlene Übertragung von Befehlen über PROFINET IO Das Setzen von Ausgängen bzw. internen Markierungen über PROFINET IO erfolgt im SIPROTEC-Gerät nur dann, wenn an den zugehörigen Bitpositionen des IO-Moduls im PROFINET IO-Output-Telegramm ein entsprechender Wertübergang erkannt wird (Triggerung bei Änderung; siehe Beschreibung zu Dauerausgaben und Impulsausgaben im Kapitel 2.9.1). HINWEIS Ein Wertübergang an der zugehörigen Bitposition im PROFINET IO-Telegramm initiiert eine Befehlsbearbeitung im SIPROTEC-Gerät. Das bedeutet aber nicht, dass der zugehörige Ausgang oder die zugehörige Markierung den Sollwert auch annimmt. Z.B. kann das Setzen eines Ausgangs infolge einer Verriegelung abgewiesen werden. Zur Überwachung sollte die Rückmeldung eines Schaltgerätes oder die Markierung zurückgelesen werden. Wird für einen Befehl nach einer Änderung der zugehörigen Bitkombination der Bitwert für EIN bzw. AUS weiterhin (statisch) im zyklischen Output-Telegramm übertragen, hat dies bei laufender Kommunikation keine Auswirkung im SIPROTEC-Gerät. Eine statisch gesetzte Bitkombination für EIN oder AUS kann bei Kommunikationsstörungen (siehe Kapitel 2.10) oder bei STOP der SPS (siehe Kapitel ) gegebenenfalls unerwünschte Befehlsausführungen bei Wiederherstellung der Kommunikation oder Übergang der SPS von STOP nach RUN zur Folge haben. Siemens empfiehlt deshalb, Schalthandlungen oder das Setzen von Markierungen in SIPROTEC-Geräten über PROFINET IO mittels eines Impulses über den Bus auszugeben: Ruhestellung ( 00") EIN ("10") Ruhestellung ("00") für Einschalten Ruhestellung ("00") AUS ("01") Ruhestellung ("00") für Ausschalten Die Impulslänge (Zeitdauer des Anliegens der Bitkombinationen für EIN oder AUS) sollte mindestens dreimal der eingestellten Zykluszeit des IO-Devices sein (Richtwert mindestens ca. 100 ms). 50 SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

51 2 PROFINET IO in SIPROTEC 2.9 Ausführen von Schalthandlungen über PROFINET IO Mehrfache Befehlsausgabe Die Befehlsbearbeitung im SIPROTEC-Gerät arbeitet in einem 100-ms-Zyklus. Hierzu gehören: Prüfen des Befehls Befehlsausgabe Überwachung der Rückmeldung Generierung positiver oder negativer Befehlsrückmeldung Nach dem Absetzen einer positiven Befehlsrückmeldung, die auch über PROFINET IO im zyklischen Input-Telegramm als Änderung des Wertes der Schaltgerätestellung eingetragen wird, bleibt die Bearbeitung des Befehls noch maximal für einen Zyklus (100 ms) aktiv. Da im SIPROTEC-Gerät nicht mehrere Befehle parallel abgearbeitet werden, wird ein weiterer Befehl, der innerhalb einer aktiven Befehlsbearbeitung eintrifft, mit "1 aus n Fehler" abgewiesen und nicht ausgeführt. Wenn vom IO-Controller zwei oder mehr Befehle direkt hintereinander ausgegeben werden sollen, dann ist nach Empfang der positiven Befehlsrückmeldung in den zyklischen Eingangsdaten bis zur Ausgabe des nächsten Befehls eine Verzögerungszeit von 100 ms einzuhalten. Das gewährleistet eine sichere Ausführung des Folgebefehls Verhalten in besonderen Betriebsfällen Eine Änderung der Schaltgerätestellung, die nicht über den IO-Controller initiiert wurde (z.b. Leistungsschalterfall), erkennt der IO-Controller durch Änderung des Wertes der Schaltgerätestellung in den zugehörigen Bitpositionen des Input-Telegramms. Wenn der IO-Controller das z.b. vor Ort ausgeschaltete Schaltgerät wieder einschalten möchte, dann muss er zuerst den Istwert (AUS) oder Ruhestellung über PROFINET IO übertragen und kann das Schaltgerät anschließend durch Setzen des Sollwertes (EIN) wieder einschalten. Eine über PROFINET IO angeforderte Schalthandlung kann nicht ausgeführt werden, da z.b. die Schalthoheit auf ORT steht oder die zugehörende Feldverriegelung nicht erfüllt ist. Das erkennt der IO- Controller daran, dass die Rückmeldung des Doppel-/Einzelbefehls im PROFINET IO-Input-Telegramm nicht der SOLL-Schaltstellung nachgeführt wird (ggf. eine Rückmeldeüberwachungszeit im IO-Controller aktivieren). Vor einem erneuten Schaltversuch muss bei Schaltgeräten zuerst die IST-Schaltstellung gemäß Input- Telegramm oder Ruhestellung über PROFINET IO noch einmal im Output-Telegramm übertragen werden. Zum Verhalten bei Kommunikationsstörung siehe nachfolgendes Kapitel SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 51

52 2 PROFINET IO in SIPROTEC 2.10 Verhalten bei Kommunikationsstörung zum IO-Controller 2.10 Verhalten bei Kommunikationsstörung zum IO-Controller Für SIPROTEC-Geräte ist folgendes Verhalten bei Kommunikationsunterbrechung zum IO-Controller definiert: Nach Erkennen des Verbindungsabbruchs 1. Die Markierung Stör SysSS (Störung Systemschnittstelle) im SIPROTEC-Gerät wird auf KOMMEND gesetzt (Protokollierung im Betriebsmeldungsprotokoll, Verarbeitung im CFC möglich). 2. Der Zustand der Ausgänge bzw. Schaltgeräte bleibt bestehen, wie er vor der Kommunikationsunterbrechung bestand. Nach Wiederherstellen der Kommunikation 1. Die Markierung Stör SysSS (Störung Systemschnittstelle) im SIPROTEC-Gerät wird auf GEHEND gesetzt (Protokollierung im Betriebsmeldungsprotokoll, Verarbeitung im CFC möglich). 2. Die Daten werden aus den wieder vom IO-Controller empfangenen Telegrammen übernommen (wenn dies gemäß Schalthoheit und Verriegelungsvorgaben möglich ist). Wenn Sie nach dem Wiederherstellen der Verbindung zwischen IO-Controller und IO-Device keine Beeinflussung der Schaltgerätestellungen der SIPROTEC-Geräte wünschen, dann muss im Output-Telegramm in den zugehörigen Bitpositionen Ruhestellung (Wert "00") ausgegeben werden oder Sie müssen die Schalthoheit auf ORT (LOCAL) stellen Meldungen zum IO-Controller HINWEIS Bei der Auswertung von Meldungen des SIPROTEC-Gerätes im IO-Controller ist zu beachten, dass infolge der Zykluszeit des PROFINET IO-Systems oder der Zeit der zyklischen Bearbeitung innerhalb einer SPS kurzzeitige Änderungen des Wertes einer Meldung (KOMMEND und GEHEND innerhalb eines Zyklus) ggf. nicht erkannt werden. Dies gilt insbesondere für Schutzmeldungen. Schutzanregung Schutzmeldungen, welche einen Zustand Schutzanregung signalisieren, stehen auch nur für die Zeitspanne der Schutzanregung an. Schutzauslösung Mit dem Parameter Mindestdauer des Auskommandos (Parameteradresse = 210) können Sie die Mindest- Auslösekommandodauer einstellen. Diese Zeit gilt für alle Schutzfunktionen, die auf Auslösung gehen können. Die zugehörigen Schutzmeldungen übertragen nach Auftreten einer Schutzauslösung für die eingestellte Mindestdauer den Wert KOMMEND. 52 SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

53 2 PROFINET IO in SIPROTEC 2.12 Zeitsynchronisation 2.12 Zeitsynchronisation Im SIPROTEC-Gerät wird die Zeit über Ethernet mittels NTP (Network Time Protocol) synchronisiert. Ein SNTP-Client (einschließlich redundanter NTP-Server-Unterstützung) ist in der EN100-Firmware implementiert und auch im PROFINET IO-Kommunikationsmodul enthalten. HINWEIS Verwenden Sie für die Zeitsynchronisation mittels NTP einen NTP-Server. Dieser Server muss im lokalen Kommunikationsnetz installiert sein, in dem auch das IO-Device eingesetzt ist, z.b. SPS oder PC der Leitstelle. Gewährleisten Sie, dass der NTP-Server mit einer übergeordneten Signalquelle, z.b. GPS, synchronisiert wird. Die Parametrierung von NTP für das SIPROTEC-Gerät mittels DIGSI ist im Kapitel 3.2 beschrieben PROFINET IO und IEC 61850/GOOSE Die Kommunikationsprotokolle PROFINET IO und IEC 61850/GOOSE können auf dem EN100-Modul gleichzeitig über dieselbe Ethernet-Schnittstelle genutzt werden. Sie werden durch den EtherType (IP, GOOSE, PROFINET IO RT), die UDP-Port-Nummer bei PROFINET IO oder die TCP-Port-Nummer bei IEC unterschieden. Weitere IP-basierte Protokolle wie SNTP, SNMP oder HTTP laufen parallel mit anderen dedizierten Port-Nummern. HINWEIS Standardmäßig sind alle auf dem EN100 verfügbaren Protokolle aktiviert. Wenn Sie die Kommunikation über IEC MMS und GOOSE nicht benötigen, empfiehlt Siemens die Deaktivierung des Services IEC in DIGSI für dieses Gerät. Dadurch verkürzt sich für PROFINET IO die Zeit zwischen einem Gerätestart bis zur Bereitschaft der Kommunikationsaufnahme mit dem IO-Controller. Bei Kommunikation ohne IEC und GOOSE ist auch der Betrieb mit minimaler PROFINET IO-Zykluszeit von 4 ms möglich. Zusammen mit IEC und GOOSE darf 4 ms Zykluszeit nicht genutzt werden (siehe unten). Im Parallelbetrieb von IEC 61850/GOOSE mit PROFINET IO darf folgender Ausbau nicht überschritten werden, auch wenn umfangreichere Einstellungen in den Parametriertools möglich sind: IEC 61850: maximal 2 Prozess-Clients in der Anlage GOOSE: maximal 5 GOOSE-Applikationen pro Gerät in Summe maximal 50 Datenobjekte als Quelle und 50 Datenobjekte als Ziel für GOOSE-Verknüpfungen pro Gerät Minimale Überwachungszeit 10 ms (Standardeinstellungen des Kommunikationsprofils PriorityLow unter GOOSE-Parameter im IEC Systemkonfigurator) PROFINET IO: minimale Zykluszeit 8 ms HINWEIS Eine Änderung der Netzwerkeinstellung über DCP wirkt sich auf alle IP-Anwendungen aus, die auf dem EN100 laufen, z.b. HTTP-Server und IEC Server. Siehe hierzu auch Kapitel 3.1 und Kapitel Die Gerätenamen für IEC (IED-Name) und PROFINET IO (Stationsname) können unterschiedlich sein. Der Gerätename für IEC wird im Stationskonfigurator vergeben, der Gerätename für PROFINET IO über DCP, siehe Kapitel SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 53

54 2 PROFINET IO in SIPROTEC 2.14 Medienredundanz 2.14 Medienredundanz Hinweise zu unterstützten Medienredundanzverfahren finden Sie im EN100-Handbuch, Abschnitt IEC SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

55 3 Parametrierung 3.1 Konfiguration der Netzwerkparameter des EN Parametrierung mit DIGSI Parametrierung des IO-Controllers DCP - Discovery and Configuration 81 SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 55

56 3 Parametrierung 3.1 Konfiguration der Netzwerkparameter des EN Konfiguration der Netzwerkparameter des EN100 Ethernet-Netzwerkeinstellung Für IP-basierte Anwendungen benötigt das EN100 folgende Ethernet-Netzwerkparameter: IP-Adresse Netzwerkmaske Default-Gateway Für die Einstellung der Parameter gibt es 3 Optionen: 1. Die Vergabe der Netzwerkparameter erfolgt bei der Geräteparametrierung mit DIGSI und dem IEC Systemkonfigurator. 2. Die Zuweisung der Netzwerkparameter erfolgt mit einem Inbetriebsetzungstool (z.b. "Primary Setup Tool", siehe Kapitel 3.4.1) über DCP. 3. Der IO-Controller weist während der Startphase der PROFINET IO-Kommunikation die Netzwerkparameter dem jeweils adressierten IO-Device zu (ebenfalls über DCP). HINWEIS Bei jedem Laden oder Initialisieren der Geräte- und EN100-Parameter über DIGSI wird die im IEC Stationskonfigurator vorgegebene Netzwerkeinstellung im EN100 aktiviert. Eine Änderung der Netzwerkeinstellung über DCP ist danach jederzeit möglich. Die neuen Netzwerkparameter werden dauerhaft im EEPROM des EN100 gespeichert und verwendet. Ein Neustart des SIPROTEC-Gerätes oder EN100 ist nicht erforderlich und wird auch nicht automatisch ausgeführt. HINWEIS Eine Änderung der Netzwerkeinstellung über DCP wirkt sich auf alle IP-Anwendungen aus, die auf dem EN100 laufen, z.b. HTTP-Server und IEC Server. Siehe hierzu auch Kapitel Das Rücksetzen der Netzwerkparameter auf Werkseinstellung über DCP ist im Kapitel beschrieben. Dabei wird ein Neustart des EN100 ausgeführt. Sollen nach dem Ändern der Netzwerkeinstellung wieder die über den IEC Systemkonfigurator vorgegebenen Netzwerkparameter gesetzt werden, dann ist entweder das Gerät neu über DIGSI zu laden/zu initialisieren oder die Netzwerkparameter müssen per DCP eingestellt werden. HINWEIS EN100 mit PROFINET IO unterstützt kein DHCP. IO-Device-Name Eine weitere Grundeinstellung für das EN100 (PROFINET IO-Device) ist der Stationsname für die Identifikation des Gerätes durch den IO-Controller. Die Gerätenamen für IEC (IED-Name) und PROFINET IO (Stationsname) können unterschiedlich sein. Der Gerätename für IEC wird im Stationskonfigurator vergeben, der Gerätename für PROFINET IO über DCP, siehe Kapitel Ein parametrierter Stationsname wird im EEPROM des EN100 dauerhaft abgelegt. Der eingestellte Stationsname des SIPROTEC-Gerätes wird in der HTML-Seite der PROFINET IO-Diagnose angezeigt (siehe Kapitel 4.1). 56 SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

57 3 Parametrierung 3.2 Parametrierung mit DIGSI 3.2 Parametrierung mit DIGSI Einfügen und Einstellen eines neuen Projektes HINWEIS Bei der Parametrierung des PROFINET IO-Protokolls wird vorausgesetzt, dass die Parametrierung der Gerätefunktionen korrekt ausgeführt wurde. Die erforderlichen Einstellungen des Protokolls werden mit der Parametrier-Software DIGSI ab Version 4.86 durchgeführt. Detaillierte Informationen hierzu enthält die DIGSI 4-Hilfe. HINWEIS Im Folgenden ist die Parametrierung des 7SJ80 beschrieben. Andere Geräte werden auf gleiche Weise eingestellt. HINWEIS Für die Einstellung des PROFINET IO-Protokolls muss DIGSI den IEC Stationskonfigurator enthalten. Öffnen Sie den DIGSI Manager. Klicken Sie im Menü Datei Neu... Der Dialog Neues Projekt öffnet. Bild 3-1 Dialog Neues Projekt Geben Sie im Feld Name: einen neuen Projektnamen (im Beispiel 7SJ80_PNIO) ein und wählen Sie den Ablageort (Pfad). Klicken Sie anschließend auf OK. SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 57

58 3 Parametrierung 3.2 Parametrierung mit DIGSI Es öffnet folgendes Fenster des DIGSI Managers: Bild 3-2 DIGSI Manager mit neuem Projekt Klicken Sie mit der rechten Maustaste im DIGSI Manager auf Ordner und öffnen Sie über Neues Objekt einfügen SIPROTEC Gerät den Gerätekatalog. Bild 3-3 DIGSI Manager mit Auswahl eines Objektes Wählen Sie im Gerätekatalog das gewünschte SIPROTEC-Gerät (im Beispiel Dig. Überstromzeitschutz 7SJ803/V4.7) und ziehen Sie das Objekt mit Drag & Drop in den Ordner des DIGSI Managers. Bild 3-4 Gerätekatalog 58 SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

59 3 Parametrierung 3.2 Parametrierung mit DIGSI Es öffnet der Dialog Eigenschaften - SIPROTEC Gerät (siehe Bild 3-5). Konfigurieren Sie im Dialog Eigenschaften - SIPROTEC Gerät die Bestellnummer (MLFB) Ihres Gerätes. Klicken Sie anschließend auf OK. Bild 3-5 Bestellnummer (MLFB) konfigurieren Wenn Sie das SIPROTEC-Gerät nachgerüstet haben oder das Protokoll PROFINET IO nachträglich installieren wollen, gehen Sie wie folgt vor: Klicken Sie mit der rechten Maustaste im DIGSI Manager auf das ausgewählte SIPROTEC-Gerät (z.b. 7SJ803 V4.7) und klicken Sie anschließend auf Objekteigenschaften... Bild 3-6 Auswahl der Objekteigenschaften SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 59

60 3 Parametrierung 3.2 Parametrierung mit DIGSI Es öffnet der Dialog Eigenschaften - SIPROTC Gerät. Wählen Sie in der Registerkarte Kommunikationsmodule Listenpunkt 11. Port F (Datenschnittstelle) (Port F bei 7SC80, Port B bei anderen SIPROTEC-Geräten wie z.b. 7SJ61) Auswahl L:... Zusätzliche Angaben das Protokoll PROFINET IO. Klicken Sie anschließend in beiden geöffneten Registerkarten auf OK. Bild 3-7 Protokoll PROFINET IO aktivieren Klicken Sie mit der rechten Maustaste im DIGSI-Manager auf den Ordner und wählen Sie über Neues Objekt einfügen die IEC61850-Station aus. Bild 3-8 Einfügen einer IEC Station 60 SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

61 3 Parametrierung 3.2 Parametrierung mit DIGSI Im Fenster des DIGSI Managers wird eine IEC Station eingefügt. Klicken Sie im DIGSI-Manager mit der rechten Maustaste auf die IEC Station und wählen Sie im Menü den Eintrag Objekteigenschaften... Der Dialog Eigenschaften - IEC61850-Station öffnet. Wählen Sie im Dialog Eigenschaften - IEC61850-Station Registerkarte Teilnehmer aus Verfügbare IEC61850 Geräte: ein Gerät aus und klicken Sie anschließend auf Hinzufügen. Das ausgewählte Gerät wird vom Fenster Verfügbare IEC61850 Geräte: in das Fenster IEC61850 Station Teilnehmer: verschoben. Bild 3-9 Auswahl des Teilnehmers Klicken Sie auf OK. SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 61

62 3 Parametrierung 3.2 Parametrierung mit DIGSI Doppelklicken Sie im DIGSI Manager auf das SIPROTEC-Gerät. Es öffnet der Dialog Gerät öffnen. Stellen Sie im Feld Verbindungsart die Option Offline ein und bestätigen Sie mit OK. Bild 3-10 Öffnen des SIPROTEC-Gerätes Nach der Initialisierung öffnet folgendes Fenster: Bild 3-11 Funktionsauswahl 62 SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

63 3 Parametrierung 3.2 Parametrierung mit DIGSI Konfigurieren der Schnittstellen Doppelklicken Sie auf die Auswahl Parameter. Es öffnet folgendes Fenster: Bild 3-12 Parameter Doppelklicken Sie auf die Funktion Schnittstellen. Es öffnet der Dialog Schnittstellen-Parameter. Wählen Sie die Registerkarte Weitere Protokolle am Gerät aus. Bild 3-13 Mapping-Datei SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 63

64 3 Parametrierung 3.2 Parametrierung mit DIGSI Auswahlliste Mapping-Datei Wenn aktuell keine Mapping-Datei dem SIPROTEC-Gerät zugeordnet ist, dann stehen die folgenden Einträge in der Auswahlliste Mapping-Datei zur Verfügung: Tabelle 3-1 Auswahl ohne modulspezifische Einstellungen <keine> Auswahl PROFINET IO Standardmapping 3-1 bis PROFINET IO Standardmapping 3-n Bedeutung Dem Gerät wird weiterhin keine Mapping-Datei zugeordnet. Auswahl einer Mapping-Datei 3-1 bis 3-n (n = gerätespezifische Mapping-Dateienanzahl). Bei einer bereits bestehenden Mapping-Dateizuordnung sind folgende Auswahlmöglichkeiten gegeben: Tabelle 3-2 Auswahl mit modulspezifischen Einstellungen <keine> Auswahl <siehe Modulspezifische Einstellungen> PROFINET IO Standardmapping 3-1 bis PROFINET IO Standardmapping 3-n Bedeutung Dem Gerät wird keine Mapping-Datei zugeordnet. Diese Auswahlmöglichkeit kennzeichnet die aktuell dem SIPROTEC-Gerät zugeordnete Mapping-Datei mit den ggf. im Eingabefeld Modulspezifische Einstellungen bereits vorgenommenen Änderungen. Nummer und Version der Mapping-Datei sind aus der ersten Zeile im Editierfeld Modulspezifische Einstellungen zu entnehmen. (Neu-)Auswahl einer Mapping-Datei 3-1 bis 3-n (n = gerätespezifische Mapping-Dateienanzahl). Alle modulspezifischen Einstellungen werden auf Voreinstellwerte zurückgesetzt. Wurde die Mapping-Dateizuordnung für ein SIPROTEC-Gerät geändert, dann ist dies mit einer Änderung der Rangierungen der SIPROTEC-Objekte auf die Systemschnittstelle verbunden. Prüfen Sie nach Auswahl einer neuen Mapping-Datei in der DIGSI-Rangiermatrix die Rangierungen auf Ziel Systemschnittstelle bzw. Quelle Systemschnittstelle. Zur Aktivierung und Änderung des Protokolls PROFINET IO gehen Sie wie folgt vor: Aktivieren Sie die Mapping-Datei PROFINET IO Standardmapping 3-1 in der Auswahlliste Mapping- Datei. Wenn erforderlich, dann ändern Sie im Fenster Modulspezifische Einstellungen die Eintragungen gemäß Ihrer Gerätekonfiguration. Klicken Sie auf OK. 64 SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

65 3 Parametrierung 3.2 Parametrierung mit DIGSI Anpassung der Rangierung HINWEIS Das Gerät verfügt über 2 Systemschnittstellen. Die erste Systemschnittstelle wird für das IEC Protokoll genutzt. Deren Parametrierung ist im EN100- Handbuch im Kapitel zu IEC beschrieben. Die zweite Systemschnittstelle wird für das PROFINET IO-Protokoll verwendet. Doppelklicken Sie im Dialog Parameter (siehe Bild 3-12) auf die Funktion Rangierung. Der Dialog Parameter - Rangierung öffnet: Informationstyp Port B PROFINET IO Quelle Systemschnittstelle Port B PROFINET IO Ziel Systemschnittstelle Fig DIGSI-Parametrierungsmatrix mit Spalten für die Einstellung der Systemschnittstelle HINWEIS Bei den meisten SIPROTEC-Geräten wird als Quelle und Ziel der Systemschnittstelle der Port B verwendet. In Ausnahmefällen, z.b. bei 7SC80, wird der Port F verwendet. HINWEIS Wenn Sie in der Konfigurationsmatrix zur Einstellung der Systemschnittstelle bzw. zu Ihrer Information nicht alle Spalten und Zeilen anzeigen möchten, können Sie diese per Doppelklick auf die jeweilige Schaltfläche minimieren. Möchten Sie in die minimierten Spalten Eintragungen vornehmen, können Sie diese per Doppelklick auf die jeweilige Schaltfläche wieder maximieren. SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 65

66 3 Parametrierung 3.2 Parametrierung mit DIGSI Fahren Sie mit dem Mauszeiger in den Spalten Quelle und Ziel über Port B (bzw.port F) und ermitteln Sie, welche Spalte PROFINET IO zugeordnet ist (in Bild 3-14 rot markiert). Wenn Sie kurzzeitig über dem Buchstaben B anhalten, erfolgt die Anzeige (gelber Text) des verwendeten Protokolls. Wenn erforderlich, dann passen Sie die voreingestellte Rangierung in der Konfigurationsmatrix Ihrem SIPROTEC-Gerät oder Ihrer Anlage wie folgt an. Wenn Sie keine Änderungen in der DIGSI-Rangiermatrix vornehmen wollen, dann setzen Sie mit Abschnitt Zeitsynchronisation in diesem Kapitel fort. Wenn Sie alle Vorrangierungen löschen möchten, um diese neu einzustellen, dann klicken Sie mit der rechten Maustaste auf den jeweiligen Port B oder die Systemschnittstelle S in Quelle oder Ziel. Klicken Sie anschließend auf die Abfrage Rangierungen auf Port B (PNIO-EN100) löschen oder Rangierungen auf Systemschnittstelle löschen. Es erscheint entweder ein Fenster, in dem Sie darüber informiert werden, dass dies nicht möglich ist oder die Bestätigung, wie viele Eintragungen gelöscht bzw. nicht gelöscht werden. Bestätigen Sie diese Information mit OK: Bild 3-15 Meldungen zum Löschvorgang Die Kennzeichnung, ob eine Information auf Systemschnittstelle (PROFINET IO) rangiert ist, kann aus den Spalten Quelle Systemschnittstelle und Ziel Systemschnittstelle der DIGSI-Rangiermatrix entnommen werden. Ein Kreuz ('X') in dieser Spalte kennzeichnet die zugehörige Information als "auf Systemschnittstelle rangiert". Quelle Systemschnittstelle Eine Rangierung auf Quelle Systemschnittstelle ist für folgende Informationstypen möglich: IE Interne Einzelmeldungen (Markierungen) ID Interne Doppelmeldungen (Markierungen) B_XX Befehle ohne Rückmeldeerfassung BR_XX Befehle mit Rückmeldeerfassung 66 SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

67 3 Parametrierung 3.2 Parametrierung mit DIGSI Ziel Systemschnittstelle Eine Rangierung auf Ziel Systemschnittstelle ist für folgende Informationstypen möglich: EM Einzelmeldungen DM Doppelmeldungen AM Ausgangsmeldungen IE Interne Einzelmeldungen (Markierungen) ID Interne Doppelmeldungen (Markierungen) MW Messwerte IPZW Impulszählwerte MWZW Zählwerte, abgeleitet aus Messwerten WM Wertmeldungen/Statistikwerte Das Zufügen bzw. Löschen einer Information als Quelle bzw. Ziel Systemschnittstelle erfolgt durch Setzen/ Rücksetzen des Kreuzes ( X ) in der Systemschnittstellen-Spalte (Kontextmenü bei Drücken der rechten Maustaste). Bild 3-16 Kontextmenü in der Spalte Ziel Systemschnittstelle HINWEIS Die maximale Anzahl von rangierbaren Objekten eines Informationstyps richtet sich nach der gewählten Mapping-Datei. Soll z.b. ein in der Mapping-Datei nicht standardmäßig rangierter Messwert über PROFINET IO übertragen werden, dann entfernen Sie zuerst einen bereits rangierten Messwert von der Systemschnittstelle, damit der Platz im PROFINET IO-Telegramm verfügbar ist. Sind alle Rangiermöglichkeiten eines Informationstyps belegt, dann erfolgt eine Fehlermeldung (siehe Bild 3-17), wenn trotzdem versucht wird, noch eine Information dieses Typs zu rangieren. Bild 3-17 Fehlermeldung SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 67

68 3 Parametrierung 3.2 Parametrierung mit DIGSI Hinzufügen einer Rangierung Das Hinzufügen einer Rangierung erfordert, neben der Kennzeichnung in der Systemschnittstellenspalte, zusätzlich die Festlegung der Position der Information im PROFINET IO-Telegramm. Dazu wird nach dem Hinzufügen der Rangierung automatisch der Dialog Objekteigenschaften geöffnet, mit dem über Protokollinfo-Quelle B bzw. Protokollinfo-Ziel B/Messwert-Ziel B die Position der Information definiert wird. Bild 3-18 Festlegung der Position einer Information im PROFINET IO-Telegramm HINWEIS Der Informationstyp von Doppelbefehlen für die Rangierung als Quelle Systemschnittstelle richtet sich nach dem Informationstyp der zugehörigen Befehlrückmeldeerfassung. Nur Doppelbefehle mit einer Doppelmeldung als Rückmeldung können an die lt. Busmapping für Doppelbefehle vorgesehenen Positionen im PROFINET IO-Telegramm rangiert werden. Doppelbefehle mit einer Einzelmeldung als Rückmeldung oder ohne Rückmeldeerfassung werden über PROFINET IO wie Einzelbefehle behandelt und müssen auf die lt. Busmapping für Einzelbefehle vorgesehenen Positionen im PROFINET IO-Telegramm rangiert werden. Das Lesen des Zustandes von Befehlen ohne Rückmeldeerfassung (Rangieren dieser Befehle auf Ziel Systemschnittstelle) ist nicht möglich. 68 SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

69 3 Parametrierung 3.2 Parametrierung mit DIGSI Ändern einer bestehenden Rangierung Soll eine bereits auf Systemschnittstelle rangierte Information eine andere (freie) PROFINET IO-Telegrammposition erhalten, dann ist dazu der Dialog Objekteigenschaften (siehe Bild 3-18) durch Auswahl des Kontextmenüpunktes Eigenschaften... (mit rechter Maustaste auf die zur Information gehörige Zeile in der Spalte Displaytext, Langtext oder Typ der DIGSI-Rangiermatrix klicken) auszuwählen. Bild 3-19 Ändern einer bestehenden Rangierung Wählen Sie je nach Informationstyp im Dialog Objekteigenschaften die folgenden Parameter in der jeweiligen Registerkarte Protokollinfo-Quelle F, Protokollinfo-Ziel B oder Messwert-Ziel B aus. HINWEIS Statt Port B kann (geräteabhängig) auch ein anderer Port, z.b. Port F, als Quelle und Ziel der Systemschnittstelle angezeigt werden. Protokollinfo Quelle Tabelle 3-3 Protokollinfo Quelle Parameter Informationstypen Bemerkung PROFINET IO-Mapping-Datenobjektnummer IE, ID, B_XX, BR_XX Siehe Kapitel 2.5 Protokollinfo Ziel Tabelle 3-4 Protokollinfo Ziel Parameter Informationstypen Bemerkung PROFINET IO-Mapping-Datenobjektnummer EM, DM, AM, IE, ID, MW, IPZW, MWZW, WM Siehe Kapitel 2.5 Messwert-Ziel Entscheidung, ob die Übertragung des Messwertes als Prozentwert, Primärwert oder Sekundärwert stattfinden soll. Nicht bei jedem Messwert stehen alle 3 Möglichkeiten zur Verfügung. SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 69

70 3 Parametrierung 3.2 Parametrierung mit DIGSI Zeitsynchronisation Wenn im Projekt die Zeitsynchronisation mit NTP erforderlich ist, doppelklicken Sie auf Zeitsynchronisation. Bild 3-20 Öffnen Zeitsynchronisation Es öffnet der Dialog Zeitsychronisation & Zeitformat. Wählen Sie im Feld Quelle der Zeitsynchronisation den Eintrag Ethernet NTP und stellen Sie die gewünschten Parameter ein. Bild 3-21 Einstellung der Zeitsynchronisation Bestätigen Sie mit OK. Schließen Sie das SIPROTEC-Gerät und bestätigen Sie das Speichern der geänderten Daten. Schließen Sie das Report-Fenster. Doppelklicken Sie im DIGSI Manager auf IEC61850-Station. 70 SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

71 3 Parametrierung 3.2 Parametrierung mit DIGSI HINWEIS Wenn Sie die Synchronisation über NTP durchführen wollen, müssen Sie zunächst eine ICD-Datei eines SNTP-Servers in den Geräte-Manager importieren. Siehe hierzu Abschnitt Synchronisation über NTP in diesem Kapitel. Es öffnet der IEC61850 Systemkonfigurator mit der Applikation IEC61850-Station und dem Subnet1. Bild 3-22 Systemkonfigurator - Subnet Wenn erforderlich, dann ändern Sie für das Subnet1 im Fenster Eigenschaften (rechtes Fenster) dessen Namen und die Parameter (z.b. IP-Startadresse, Subnetzmaske, Standardgateway). Klicken Sie auf das SIPROTEC-Gerät und ändern Sie im Fenster Eigenschaften (rechtes Fenster) dessen Parameter (z.b. IP-Adresse, Subnetzmaske, Standardgateway). Bild 3-23 Systemkonfigurator - SIPROTEC-Gerät SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 71

72 3 Parametrierung 3.2 Parametrierung mit DIGSI Schließen Sie den Systemkonfigurator und bestätigen Sie das Speichern der IEC61850-Stations- Einstellungen mit OK. Synchronisation über NTP Die folgenden Schritte sind nur notwendig, wenn die Synchronisation über NTP erforderlich ist. In diesem Fall wird die Zeitsynchronisation über einen oder zwei Zeit-Server durchgeführt. Ein zweiter Zeitserver führt zu einer redundanten Zeitsynchronisation. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf den Ordner und öffnen Sie über Neues Objekt einfügen Anderer IEC61850-Teilnehmer den Dialog Gerät importieren. Suchen Sie im DIGSI-Verzeichnis die Datei sntp.icd und klicken Sie OK. (Beispiel (x = Festplattenverzeichnis): x:\siemens\digsi4\syskon\icd\sntp.icd) Im Fenster des DIGSI Manager wird TEMPLATE eingefügt. Benennen Sie TEMPLATE um in NTP Server. Klicken Sie im DIGSI Manager mit der rechten Maustaste auf IEC61850-Station und wählen Sie im Menü den Eintrag Objekteigenschaften... Wählen Sie im Dialog Eigenschaften - IEC61850-Station Registerkarte Teilnehmer aus Verfügbare IEC61850 Geräte ein Gerät aus und klicken Sie auf Hinzufügen. Bild 3-24 Hinzufügen eines NTP-Servers Das ausgewählte Gerät wird vom Fenster Verfügbare IEC61850 Geräte in das Fenster IEC61850 Station Teilnehmer verschoben. Klicken Sie auf OK. Doppelklicken Sie im DIGSI Manager auf IEC61850-Station. 72 SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

73 3 Parametrierung 3.2 Parametrierung mit DIGSI Es öffnet der Systemkonfigurator mit der Applikation IEC61850-Station. Ziehen Sie per Drag & Drop den unter Neue Geräte (1) eingetragenen NTP Server in das Verzeichnis Subnet1. Bild 3-25 Einbinden des NTP Server in Subnet1 Klicken Sie auf NTP Server und tragen Sie im Fenster Eigenschaften (rechtes Fenster) unter Parameter die IP-Adresse ein. Wenn erforderlich, dann ändern Sie Subnetzmaske und Standardgateway. Schließen Sie den Systemkonfigurator und bestätigen Sie das Speichern der IEC Stationseinstellungen mit OK. Klicken Sie im DIGSI Manager mit der rechten Maustaste auf IEC61850-Station und wählen Sie im Menü den Eintrag Objekteigenschaften... Wählen Sie im Dialog Eigenschaften - IEC61850-Station die Registerkarte Aktualisieren und aktualisieren Sie mit der Schaltfläche Alle Parametersätze aktualisieren den Parametersatz. Schließen Sie das Report-Fenster. Parametrierung der Gerätefunktionen Öffnen Sie in der DIGSI-Benutzeroberfläche das SIPROTEC-Gerät. Führen Sie alle gewünschten Einstellungen in der DIGSI-Benutzeroberfläche durch (siehe Bild 3-12). HINWEIS Diese Einstellungen, z.b. Schutzeinstellungen, CFC-Pläne und Rangierungen auf Binäreingänge/-ausgänge oder LEDs sind im DIGSI-Handbuch beschrieben. Speichern Sie den Parametersatz und schließen Sie anschließend das Gerät in der DIGSI- Benutzeroberfläche. SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 73

74 3 Parametrierung 3.2 Parametrierung mit DIGSI Aktualisieren der Parametereinstellungen IEC HINWEIS Nach jeder Änderung der Einstellungen im DIGSI Manager müssen Sie die Aktualisierung des Parametersatzes durchführen, damit die geänderten Parameter wirksam werden. Klicken Sie im DIGSI Manager mit der rechten Maustaste auf IEC61850-Station und wählen Sie im Menü den Eintrag Objekteigenschaften... Wählen Sie im Dialog Eigenschaften - IEC61850-Station die Registerkarte Aktualisierung und aktualisieren Sie mit der Schaltfläche Alle Parameter aktualisieren den Parametersatz. Schließen Sie das Report-Fenster und den Dialog Eigenschaften - IEC61850-Station. Initialisierung des SIPROTEC-Gerätes HINWEIS Die Initialisierung des SIPROTEC-Gerätes ist nur einmal bei einem neu hinzugefügten Gerät erforderlich. HINWEIS Die Initialisierung erfolgt immer über die serielle Frontschnittstelle oder die USB-Schnittstelle am Gerät. Nach der erfolgreichen Initialisierung der Netzwerkeinstellungen können Sie zukünftig Änderungen über das Ethernet-Modul mit DIGSI vornehmen. Klicken Sie mit der rechten Maustaste im DIGSI-Manager auf das SIPROTEC-Gerät. Klicken Sie in dem sich öffnenden Menü auf Gerät initialisieren... Wählen Sie im Dialog Gerät initialisieren die Verbindungsart und das Gerät aus. Klicken Sie auf OK. 74 SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

75 3 Parametrierung 3.3 Parametrierung des IO-Controllers 3.3 Parametrierung des IO-Controllers PROFINET IO-Konfiguration Die Konfiguration des SIPROTEC-IO-Device erfolgt mit der Parametrier-Software des IO-Controllers. Hierzu wird die GSDML-Datei des SIPROTEC-IO-Devices in die Parametrier-Software des IO-Controllers geladen. Diese Datei enthält die Beschreibung der Geräteeigenschaften und die Konfigurationsoptionen des EN100-E+ und des EN100-O+ mit PROFINET IO. Die GSDML-Datei hat die Bezeichnung GSDML-V2.25-Siemens-SIPROTEC-<datum>.xml, z.b. GSDML-V2.25-Siemens-SIPROTEC xml, wobei <datum> das Versionsdatum der GSDML-Datei ist. Die GSDML-Datei ist per Download erhältlich, siehe Kapitel 1.1 Erweiterter Lieferumfang. Wird die Kommunikation zu einem EN100-E+ (elektrisch) mit der Konfiguration für ein EN100-O+ (optisch) gestartet oder umgekehrt, dann werden alle Submodule des DAP als ungültig gemeldet und in der Gerätediagnose des IO-Controllers entsprechend angezeigt. Die Kommunikation zu den IO-Modulen ist trotzdem möglich. HINWEIS Beachten Sie die Aussagen im Kapitel 2.13 zur Einstellung der minimalen PROFINET IO-Zykluszeit des SIPROTEC-IO-Devices, wenn gleichzeitig IEC und GOOSE genutzt wird Siemens S7 SPS und Step7 Beachten Sie die folgenden Hinweise zur Konfiguration bei Nutzung der SIPROTEC-Geräte über PROFINET IO zusammen mit Siemens S7 SPS und der Parametrier-Software Step 7. Allgemeine Hinweise zu Siemens S7 SPS und zur Parametrier-Software Step7 finden Sie unter: Weiterführende Hinweise zur Einbindung der für PROFINET IO relevanten Bausteine und Funktionen in ein S7-Programm sind u.a. enthalten in folgender Literatur: Pigan, R.; Metter, M. Automatisieren mit PROFINET Industrielle Kommunikation auf Basis von Industrial Ethernet Verlag: Publics Corporate Publishing Erlangen ISBN: SPS in STOP bei Kommunikation mit SIPROTEC-Gerät Wird die SPS bei laufender PROFINET IO-Kommunikation zum SIPROTEC-Gerät von RUN auf STOP geschaltet oder schaltet aufgrund einer SPS-internen Programmreaktion auf STOP, dann bleibt die bestehende PROFINET IO-Kommunikation zwischen dem IO-Controller der SPS und dem IO-Device des SIPROTEC-Gerätes weiterhin bestehen. Es erfolgt weiterhin zyklischer Datenaustausch, d.h., es liegt keine Kommunikationsunterbrechung vor. Für alle IO-Module in Output-Richtung werden jedoch die IOPS von der SPS auf "bad" gesetzt und die Daten dieser IO-Module mit allen Werten gleich Null übertragen. Beim Übergang von RUN nach STOP bleibt der Zustand der Ausgänge im SIPROTEC-Gerät so bestehen, wie er bei RUN bestand. SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 75

76 3 Parametrierung 3.3 Parametrierung des IO-Controllers Die Markierung StörSysSS im SIPROTEC-Gerät (siehe Kapitel 2.10) wird nicht gesetzt. Beim Übergang von STOP nach RUN erfolgt für die IO-Module in Output-Richtung die Übernahme und Ausgabe der Daten aus den zyklischen Telegrammen, sobald die IOPS für diese IO-Module vom IO-Controller wieder auf "good" gesetzt wurden. Wird beim Übergang von STOP nach RUN keine Beeinflussung der Ausgänge des SIPROTEC-Geräts gewünscht, dann ist im Output-Telegramm an den zugehörigen Bitpositionen Ruhestellung (Wert "00") auszugeben (siehe auch Hinweise zur Ausführung von Schalthandlungen im Kapitel 2.9) Peripheriezugriffsbefehle Die S7-CPUs können im CPU-Programm mittels Peripheriezugriffsbefehlen auf die von den angeschlossenen Geräten über PROFINET IO empfangenen Daten zugreifen oder Daten an diese Geräte schreiben. Zum Lesen eines Messwertes (Float-Wert, 4 Byte, siehe Kapitel 2.3.4) vom SIPROTEC-Gerät wird z.b. der Befehl L PED x genutzt, wobei x die Adresse des Messwertes im Peripherieadressraum der S7-CPU ist. Zum Lesen von z.b. 5 Messwerten ist die obige Anweisung fünfmal mit den zugehörigen Adressen auszuführen. Nach jedem Lesen sind die Werte zu verarbeiten oder zur späteren Bearbeitung im Programm in einen Datenbaustein zu kopieren, z.b.: L PED x T DB10.DBD y etc. Der von Adresse x gelesene Messwert wird in das Element y des Datenbausteins DB10 geschrieben, unter der Annahme, dass DB10 ein Datenbaustein mit Einträgen vom Typ REAL ist Lesen und Schreiben von Daten mit SFC14 und SFC15 Anstatt von Peripheriezugriffsbefehlen können auch die S7-Systemfunktionen SFC14 ("DPRD_DAT") und SFC15 ("DPWR_DAT") im CPU-Programm zur Datenübertragung genutzt werden. Dies ist für Daten innerhalb eines IO-Moduls möglich. Um z.b. alle 12 Messwerte eines IO-Moduls "Messwerte 12" mit einem Aufruf zu lesen und in einen Datenbaustein zu übertragen, ist wie folgt vorzugehen: Einen Datenbaustein zur Aufnahme der zu lesenden Daten erstellen (mit 12 REAL-Werten). Aufruf von SFC14: CALL SFC14 LADDR := W#16#200 RET_VAL := MW100 RECORD := P#DB10.DBX0.0 BYTE 48 // IO-Modul Adresse, z.b. 512, hexadezimal // z.b. Merkerwort 100 als Rückgabewert // 12 Werte = 48 Bytes nach z.b. DB10 Enthält der Ziel-Datenbaustein mehr Informationen als nur die 12 Messwerte und beginnen diese nicht bei Datenbaustein-Byte 0, dann kann auch ab diesem Offset kopiert werden, z.b. mit: CALL "DPRD_DAT" LADDR := W#16#200 RET_VAL := MW100 RECORD := P#DB10.DBX24.0 BYTE 48 // 48 Bytes nach z.b. DB10 ab Byte SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

77 Lesen und Schreiben azyklischer Daten mit SFB52 und SFB53 3 Parametrierung 3.3 Parametrierung des IO-Controllers Das SIPROTEC-IO-Device bietet azyklische Datensätze (siehe Kapitel 2.8), die mit den folgenden Systemfunktionsbausteinen in der S7 SPS gelesen oder geschrieben werden können: Voreinstellen von Zähl- und Statistikwerten Schreiben mit SFB53 ("WRREC") Lesen von Einheiten-IDs Lesen mit SFB52 ("RDREC") Lesen von Zählwert-Umrechnungsfaktoren Lesen mit SFB52 ("RDREC") Das Lesen der Einheiten-IDs eines IO-Moduls "Messwert 12" wird hier an einem Beispiel erläutert. Beachten Sie, dass der SFB52 asynchron arbeitet, d.h. dass das Lesen der azyklischen Daten sich über mehrere SPS-Anwenderzyklen erstrecken kann. Definieren Sie die Struktur des zu lesenden Datensatzes in einem Datenbaustein, z.b. DB11: Bild 3-26 Datenbaustein zum Lesen von Einheiten-IDs SFB52-Aufruf Der Datenbaustein DB52 ist für den Aufruf von SFB52 als Instanz-DB erforderlich. Wenn er noch nicht existiert werden Sie bei Eingabe des unten aufgeführten Beispiels automatisch abgefragt, ob der DB52 generiert werden soll. Anstatt der hier beispielhaft verwendeten DB11, M10, MD21, MW25 und MW100 können auch andere Merker oder Datenbausteine genutzt werden. CALL SFB52, DB52 REQ := M10.3 // Anstoss des Leseauftrages ID := DW#16#200 // IO-Modul Adresse, z.b. 512, hexadezimal INDEX := 100 // Index der azykl. Daten, siehe Kapitel 2.4 MLEN := 26 // Laenge der zu lesenden Daten, siehe Kapitel VALID := M10.0 // SFB52 Rueckgabewert: TRUE = Datensatz wurde // gelesen BUSY := M10.1 // SFB52 Rueckgabewert: TRUE = Lesevorgang laeuft ERROR := M10.2 // SFB52 Rueckgabewert: TRUE = Lesefehler SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 77

78 3 Parametrierung 3.3 Parametrierung des IO-Controllers STATUS := MD21 LEN := MW25 RECORD := P#DB11.DBX0.0 BYTE 26 // SFB52 Rueckgabewert: Fehlercode // SFB52 Rueckgabewert: Laenge der gelesenen // Informationen in Byte // Zielort fuer die gelesenen Daten Im Beispiel wird mit M10.3 = TRUE das Lesen der Einheiten-IDs angestoßen. In jedem folgenden SPS-Anwenderzyklus wird mit M10.1 und M10.2 geprüft, ob der Lesevorgang noch läuft oder ob ein Fehler aufgetreten ist. Wenn der Lesevorgang abgeschlossen ist, dann zeigt M10.0 an, dass der Datensatz erfolgreich gelesen wurde und die Daten im Ziel-Datenbaustein verfügbar sind. Das Schreiben von azyklischen Daten (z.b. zum Voreinstellen von Zählwerten oder Statistikwerten) erfolgt mit SFB53 ähnlich wie beim gezeigten SFB52-Lesebeispiel: Die Struktur des zu schreibenden Datensatzes in einem Datenbaustein definieren Die zu schreibenden Daten im Datenbaustein vorgeben Anstoß des Schreibauftrages durch Aufruf von SFB53 und prüfen auf Ende des Schreibvorganges Auswertung des Prozessalarms Das IO-Device des SIPROTEC-Gerätes definiert einen Prozessalarm, dem die über PROFINET IO übertragenen Einzel- und Doppelmeldungen zugeordnet werden können (siehe Kapitel 2.7). Die Auswertung des Prozessalarms in der S7 SPS erfolgt mittels der Alarm-Organisationsbausteine OB40 bis OB47 und dem Funktionsbaustein SFB54 ("RALRM"). Abhängig von der eingesetzten S7 CPU sind nicht alle OB4x Alarm-OBs verfügbar. Der Prozessalarm des SIPROTEC-Gerätes wird über die Adresse des IO-Moduls gesendet, dem die alarmauslösende Meldung zugeordnet ist. Wenn Meldungen verschiedener IO-Module mit dem Prozessalarm verknüpft sind, dann wird der Prozessalarm je nach auslösender Meldung über verschiedene Adressen in der SPS empfangen. Gehen Sie wie folgt vor: Ordnen Sie relevante Meldungen über die Parametrierung dem Prozessalarm zu (siehe Bild 2-14 und Bild 2-15). Wenn die eingesetzte CPU mehrere OB4x Alarm-OBs bietet, dann definieren Sie für jedes IO-Modul, das eine prozessalarmrelevante Meldung enthält, welchen Alarm-OB der Prozessalarm auslösen soll: Bild 3-27 Auswahl des Alarm-OBs 78 SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

79 3 Parametrierung 3.3 Parametrierung des IO-Controllers Definieren Sie die Bearbeitungspriorität der verwendeten Alarm-OBs in der SPS: Bild 3-28 Bearbeitungspriorität der Alarm-OBs Fügen Sie den benötigten Alarm-OB in das S7 Programm ein. Definieren Sie einen Datenbaustein zur Aufnahme der Alarminformationen, z.b. DB140: Bild 3-29 Datenbaustein zur Auswertung des Prozessalarms SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 79

80 3 Parametrierung 3.3 Parametrierung des IO-Controllers Rufen Sie im gewählten Alarm-OB den SFB54 zum Kopieren der Alarminformationen in den Datenbaustein auf. Ein zusätzlicher Datenbaustein, z.b. DB54, ist für den Aufruf von SFB54 als Instanz-DB erforderlich. Wenn der Baustein noch nicht existiert, werden Sie bei Eingabe des folgenden Beispiels automatisch gefragt, ob der DB54 generiert werden soll. CALL SFB54, DB54 MODE := 1 // Schreiben aller Daten nach TINFO und AINFO F_ID := DW#16#0 // nicht relevant wenn MODE = 1 MLEN := 60 // Laenge der zu lesenden AINFO Daten in Bytes // (26 Byte Kopf, 2 Byte Formatkennung, 32 Byte Daten) NEW := DB140.DBX0.0 // SFB54 Rueckgabewert: TRUE = neue Alarmdaten empfangen STATUS := DB140.DBD2 // SFB54 Rueckgabewert: Fehlercode ID := DB140.DBX6 // SFB54 Rueckgabewert: Adr. des alarmausloesenden Moduls LEN := DB140.DBX10 // SFB54 Rueckgabewert: Laenge der empfangenen AINFO Daten TINFO := DB140.TINFO // Ziel für Taskinformations-Daten AINFO := DB140.AINFO // Ziel für Alarminformations-Daten Zum Aufruf von SFB54 mit MODE gleich 0 oder 2 siehe Literaturangabe oder Hilfedatei in STEP 7. Werten Sie die gelesenen Alarmdaten aus. 80 SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

81 3 Parametrierung 3.4 DCP - Discovery and Configuration 3.4 DCP Discovery and Configuration Netzwerkeinstellungen und Gerätename Die Netzwerkeinstellung des EN100 und der Name des PROFINET IO-Gerätes können mit DCP (Discovery and Configuration) geändert werden. Verwenden Sie hierfür z.b. das Primary Setup Tool gemäß Bild HINWEIS Eine Änderung der Netzwerkeinstellung über DCP wirkt sich auf alle IP-Anwendungen aus, die auf dem EN100 laufen, z.b. HTTP-Server und IEC Server. Siehe hierzu auch Kapitel 3.1 und Kapitel Wenn Sie die Netzwerkeinstellungen über DCP für ein Gerät ändern, dann ist kein Zugriff auf dieses Gerät mit DIGSI über Ethernet mehr möglich. Mit DIGSI über Ethernet kann erst dann wieder auf das Gerät zugegriffen werden, wenn die in DIGSI für das Gerät gespeicherten Netzwerkeinstellungen wieder mit denen auf dem EN100 übereinstimmen. Der Zugriff über DCP ist auch möglich, wenn keine gültige EN100-Konfiguration für PROFINET IO existiert. Bild 3-30 Primary Setup Tool: Hauptfenster SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 81

82 3 Parametrierung 3.4 DCP - Discovery and Configuration Rücksetzen auf die Werkseinstellungen Nach einem Rücksetzen auf die Werkeinstellungen führt das EN100 einen RESET und einen Neustart mit folgenden Einstellungen aus: IP-Adresse und Netzwerkmaske: Default gateway: Es wird kein Gerätename vergeben (leerer Gerätename). IP-basierte Anwendungen (z.b. HTTP Server und IEC Server) werden so lange nicht gestartet, bis über DCP eine gültige Netzwerkeinstellung vergeben wurde. Als Ergebnis des EN100-Neustarts wird im Error-Log (Fehlerdatei) des Gerätes folgende Meldung eingetragen und der Modul-Reset als Ausgabe einer DCP-Reset-Anforderung identifiziert: Err = 65, Task = DPR1, Code = DPR1, Pos = 97H, AddInformation = Geräteidentifikation Zur Identifikation eines Gerätes in einer Anlage (auch ohne zugeordneten Namen oder IP-Adresse) bietet das DCP-Protokoll eine Signalisierung mittels blinkender LED (oder Alternative) an. Die Blinkdauer beträgt 3 s bei einer Blinkfrequenz von 1 Hz (0,5 s eingeschaltet, 0,5 s ausgeschaltet). Um dieses Feature zu nutzen, muss im Gerät eine zugehörige Meldung (z.b. "DCP Ident") vom Typ Interne Einzelmeldung (IE) enthalten sein und entsprechend als Quelle PROFINET IO und als Ziel LED rangiert sein. Wenn PROFINET IO als Systemschnittstelle ausgewählt wurde, ist diese Meldung standardmäßig im SIPROTEC-Gerät vorhanden und vorrangiert. Wenn die Rangierung für diese Meldung geändert wurde, dann rangieren Sie die Meldung wieder als: "Quelle Systemschnittstelle PROFINET IO" mit Einzelbefehl Nummer (siehe Bild 3-31) Ziel auf eine LED Ihrer Wahl Entfernen Sie eine eventuell vorhandene Rangierung dieser Meldung in das Betriebsmeldeprotokoll des Gerätes. Bild 3-31 "Quelle Systemschnittstelle PROFINET IO" mit Einzelbefehl Nummer Nach Aktivierung der Geräteidentifikationsfunktion (z.b. mittels des Primary Setup Tool, siehe Bild 3-32) wird die DCP Ident Meldung über die PROFINET IO-Firmware entsprechend den Blinkvorgaben angesteuert. Bild 3-32 Primary Setup Tool: Service-Auswahl 82 SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

83 3 Parametrierung 3.4 DCP - Discovery and Configuration HINWEIS Beachten Sie, dass das Primary Setup Tool das DCP-Kommando zur Geräteidentifikation nach Ablauf der 3 s wiederholt aussendet, bis ein Abbruch über einen Dialog eingegeben wird. Deshalb blinkt am Gerät die zugehörige LED bis zum Abbruch im Primary Setup Tool dauerhaft. HINWEIS Für die Geräteidentifikation mit der DCP Identify -Meldung muss eine gültige PROFINET IO-Parametrierung in DIGSI erfolgt sein und die Schalthoheit des Gerätes auf Fern gesetzt sein. Alle anderen DCP-Dienste stehen auch ohne PROFINET IO-Parametrierung in DIGSI zur Verfügung. SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 83

84 3 Parametrierung 3.4 DCP - Discovery and Configuration 84 SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

85 4 PROFINET IO-Diagnose 4.1 Diagnose mittels HTML-Seite des EN PROFINET IO-Fehlermeldung im SIPROTEC 4-Gerät I&M - Identification and Maintenance 93 SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 85

86 4 PROFINET IO-Diagnose 4.1 Diagnose mittels HTML-Seite des EN Diagnose mittels HTML-Seite des EN100 Für die PROFINET IO-Diagnose verfügt der Web-Server des EN100 über den Menüeintrag PROFINET IO (siehe Bild 4-1), der zu einer HTML-Seite für die Diagnose führt. HINWEIS Die Diagnoseseite wird ausschließlich in englischer Sprache dargestellt. Öffnen Sie die HTML-Seite wie folgt: Geben Sie die IP-Adresse des Gerätes im Browser gemäß folgender Regel ein: z.b.: Die EN100-Homepage öffnet. Bild 4-1 Menü der EN100-Homepage Klicken Sie im Navigationsfenster auf den Eintrag PROFINET IO. Die PROFINET IO-Diagnoseseite öffnet. 86 SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

87 4 PROFINET IO-Diagnose 4.1 Diagnose mittels HTML-Seite des EN100 Bild 4-2 PROFINET IO-Diagnoseseite Bei Nutzung von PROFINET IO mit optischer Schnittstelle wird im Informationsblock IO-Device zusätzlich die Spalte FO power budget angezeigt. Bild 4-3 Auszug aus der PROFINET IO-Diagnoseseite bei Verwendung der optischen Schnittstelle SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 87

88 4 PROFINET IO-Diagnose 4.1 Diagnose mittels HTML-Seite des EN100 Die PROFINET IO-Diagnoseseite enthält folgende Informationsblöcke: IO-Device IO-Modules Telegram receive/transmit statistics LLDP neighbourhood information Event list IO-Device Status Diagnose Station name Function Location Installation date Description MAC addresses FO power budget Beschreibung Kommunikationsstatus mit IO-Controller (online oder offline) Stationsname des SIPROTEC-Gerätes Im Gerät gespeicherte, über azyklische PROFINET IO-Telegramme geschriebene Identification and Maintenance-Daten I&M1 bis I&M3 (siehe Kapitel 4.3) X1: MAC-Adresse der Schittstelle P1, P2: Port MAC-Adressen Optische Leistungsreserven des Empfangssignals an den Ports P1 und P2 in db. IO-Modules HINWEIS Eintragungen in der Tabelle IO-Modules sind nur dann vorhanden, wenn das SIPROTEC-IO-Device mit dem IO-Controller kommuniziert. IO-Module werden im SIPROTEC-Gerät dynamisch nach Vorgabe der Parametrierung im IO-Controller während des Kommunikationsanlaufes gesteckt. Wenn keine PROFINET IO-Kommunikation besteht, sind keine IO-Module gesteckt. Die folgende Tabelle zeigt die im IO-Controller für das SIPROTEC-Gerät parametrierten IO-Module sowie den Status dieser IO-Module im SIPROTEC-IO-Device. Diagnose Slot Module name Module ID Subslot IO direction Beschreibung Slot-Nummer (maximal 18 IO-Module plus DAP können gesteckt werden) Name des gesteckten IO-Moduls Identifikationsnummer des Modultyps gemäß GSD-Datei Subslot-Nummer Datenrichtung (Eingangs- (Input-) oder Ausgangs- (Output-) Daten) 88 SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

89 4 PROFINET IO-Diagnose 4.1 Diagnose mittels HTML-Seite des EN100 Diagnose Submodule ID Beschreibung Identifikationsnummer des Submodultyps für den jeweiligen Modultyp gemäß GSD- Datei Status plugged: IO-Modul ist gesteckt und bereit für Datenaustausch empty: kein IO-Modul gesteckt/parametriert Error: keine Mapping-Datenzuordnung für IO-Modul möglich, es erfolgt kein Datenaustausch mit diesem Modul IOPS Wert des lokalen IOPS für DAP und Eingangsdaten bzw. Wert des IO-Controller-IOPS für Ausgangsdaten. HINWEIS Leere Slots hinter dem letzten gesteckten IO-Modul werden nicht angezeigt. Es sind maximal 18 Slots möglich. Telegram receive/transmit statistics Die Tabelle enthält die Anzahl empfangener und gesendeter Telegramme pro angegebenem Protokoll. Die Zähler können mit Clear statistics (oben links auf der HTML-Seite) zurückgesetzt werden. LLDP neighbourhood information Die Tabelle enthält Informationen zu den an den Ethernet-Ports X1 P1 und X1 P2 des EN100 angeschlossenen Geräten (Nachbarschaftsinformationen). Diese Informationen werden aus den Daten der LLDP-Telegramme ausgewertet, welche die angeschlossenen Geräte senden. Die Zeit Updated before gibt an, wann das letzte LLDP-Telegramm vom jeweiligen Nachbargerät empfangen wurde. Ist diese Zeit größer als die in Spalte TTL (Time to Live) angegebene Zeit, dann deutet es darauf hin, dass vom Nachbargerät z.b. aufgrund von Verbindungsproblemen keine LLDP-Telegramme mehr empfangen wurden. Die zuletzt gelesenen Nachbarschaftsinformationen werden jedoch auch dann weiterhin angezeigt. Mit Clear statistics (oben links auf HTML-Seite) können die Informationen bis zum Empfang des nächsten LLDP-Telegramms gelöscht werden. SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 89

90 4 PROFINET IO-Diagnose 4.1 Diagnose mittels HTML-Seite des EN100 Event list Diagnose Beschreibung Size Entries Maximal mögliche Anzahl von Einträgen in der Ereignisliste Anzahl der Einträge, die aktuell in der Ereignisliste gespeichert sind und Anzahl (max. 3) der im nächsten Handshake-Zyklus zu übertragenden Einträge, z.b.: Entries (buffered/for reading): 12/3 Es sind aktuell 12 Einträge in der Ereignisliste enthalten und zusätzlich werden 3 Einträge dem IO-Controller über die Meldeblöcke des Ereignislisten-IO-Moduls angeboten und warten auf Quittierung. Ein Ereignislistenüberlauf wird ebenfalls in dieser Zeile für die Dauer der Signalisierung zum IO-Controller angezeigt, z.b.: Entries (buffered/for reading): 500/1 overflow Control_I/Control_O Aktuelle Werte der Control_I- und Control_O-Bytes Siehe hierzu auch Kapitel SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil

91 4 PROFINET IO-Diagnose 4.2 PROFINET IO-Fehlermeldung im SIPROTEC 4-Gerät 4.2 PROFINET IO-Fehlermeldung im SIPROTEC 4-Gerät Anzeige in DIGSI Für die PROFINET IO-Fehlermeldung wird die Meldung Stör SysSS (Störung der Systemschnittstelle) verwendet. In der DIGSI-Konfigurationsmatrix ist diese Meldung abrufbar im Menü Protokoll. Bild 4-4 Fehlermeldung der Systemschnittstelle (DIGSI) Die folgende Tabelle enthält die Beschreibung der Fehlermeldung: Tabelle 4-1 Fehlermeldung Stör SysSS Fehlermeldung Nach Neustart KOMMEND GEHEND GEHEND KOMMEND Stör SysSS = KOMMEND Änderung zu GEHEND, wenn der IO-Controller angeschlossen ist und zyklische IO-Daten ausgetauscht werden. Änderung zu KOMMEND, wenn der IO-Controller nicht mehr angeschlossen ist oder kein zyklischer Datenaustausch mehr erfolgt. SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil 91

92 4 PROFINET IO-Diagnose 4.2 PROFINET IO-Fehlermeldung im SIPROTEC 4-Gerät Anzeige in DIGSI für EN100 Weitere allgemeine EN100-Meldungen zeigen den Anfangszustand des EN100 und den Status der Ethernet- Verbindung: Bild 4-5 PROFINET IO-Meldungen - EN100 Tabelle 4-2 Fehlermeldung vom EN100 Fehlermeldung Nach Neustart KOMMEND GEHEND GEHEND KOMMEND Stör Modul KOMMEND EN100 ist betriebsbereit, die Startsequenz über DPR wurde erfolgreich ausgeführt. Gerät oder Modul wurde gestartet (Reset/Neustart) Stör Link1 KOMMEND Ethernet-Verbindung an X1 P1/ X1 P2 ist hergestellt Stör Link2 KOMMEND Ethernet-Verbindung an X1 P1/ X1 P2 ist getrennt. 92 SIPROTEC 4, Kommunikationsmodul PROFINET IO, Kommunikationsprofil