Service & Support. S7-Diagnosebaustein für das Modulare Sicherheitssystem (MSS) 3RK3 SIMATIC S7-300/400 CPU. FAQ Februar Answers for industry.

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1 Deckblatt S7-Diagnosebaustein für das Modulare Sicherheitssystem (MSS) 3RK3 SIMATIC S7-300/400 CPU FAQ Februar 2010 Service & Support Answers for industry.

2 Fragestellung Dieser Beitrag stammt aus dem Service&Support Portal der Siemens AG, Sector Industry, Industry Automation and Drive Technologies. Es gelten die dort genannten Nutzungsbedingungen ( Durch den folgenden Link gelangen Sie direkt zur Downloadseite dieses Dokuments. Frage Wie können Sie die Diagnosedaten aus einem Modularen Sicherheitssystem SIRIUS 3RK3 mittels einer S7-CPU auslesen? Antwort Folgen Sie zur umfassenden Beantwortung dieser Frage den in diesem Dokument aufgeführten Handlungsanweisungen und en. 2 V1.0, Beitrags-ID:

3 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis 1 Lieferumfang Einsatzbereich CPUs Funktionsweise Einbinden des MSS-Diagnosebausteines in das S7-Programm Aufruf des MSS-Diagnosebausteines Parameterbeschreibung IN-Parameter: MSS_ID IN-Parameter: TRIGGER OUT-Parameter: BUSY OUT-Parameter: ERROR OUT-Parameter: RET_VALUE Auswerten der Diagnosedaten im Instanzdatenbaustein Datenstruktur im Instanzdatenbaustein Gerätestatus Projektierte Funktionselemente Gestörte Funktionselemente Projektierte Not-Halt -Elemente Interpretation der Daten im Instanzdatenbaustein Übersicht: Element-Typen Übersicht: Element-Status Literaturhinweise Literaturangaben Internet-Link-Angaben Historie V1.0, Beitrags-ID:

4 1 Lieferumfang 1 Lieferumfang 1.1 Einsatzbereich Der hier beschriebene Baustein dient zum Diagnostizieren des Modularen Sicherheitssystems SIRIUS 3RK3 - nachfolgend als MSS bezeichnet. Der Baustein kann innerhalb eines S7-Programmes verwendet werden und liest zur Laufzeit über das MSS DP-Interface die Diagnosedaten der zu diagnostizierenden MSS-Station aus. Die Diagnosedaten beinhalten folgenden Zustandsinformationen der MSS: 1. Geräte Status: Projektierbetrieb Testbetrieb Schutzbetrieb Gerätefehler Systemfehler Busfehler Verdrahtungsfehler 2. Anzahl und Status aller in der MSS projektierten Funktionselemente 3. Anzahl und Status aller aktuell gestörten Elemente (Auszug aus Liste 2) ) 4. Anzahl und Status aller Not-Halt-Elemente (Auszug aus Liste 2) ) 1.2 CPUs Der mitgelieferte Diagnosebaustein ist auf allen CPUs der Baureihen SIMATIC S7-300, S7-400 und WinAC ablauffähig. 1.3 Funktionsweise Mittels eines Triggersignals am MSS Diagnosebaustein wird ein Diagnoseauftrag gestartet. Der Diagnosebaustein liest daraufhin über das MSS DP-Interface die Diagnosedaten der MSS-Zentralbaugruppe aus und stellt die ermittelten Daten (siehe Kapitel 1.1) im jeweiligen Instanzdatenbaustein zur weiteren Verwendung zur Verfügung. 4 V1.0, Beitrags-ID:

5 2 Einbinden des MSS-Diagnosebausteines in das S7-Programm 2 Einbinden des MSS-Diagnosebausteines in das S7-Programm 2.1 Aufruf des MSS-Diagnosebausteines Der MSS-Diagnosebaustein kann im OB1 oder in einem zeitgesteuerten OB (OB30-OB38 [Verfügbarkeit richtet sich nach verwendetem CPU-Typ]) aufgerufen werden. ACHTUNG Der Baustein kann mehrfach aufgerufen werden. Ist dies der Fall muss sichergestellt sein, dass immer nur ein Baustein aktiv ist. Dies bedeutet, dass die Triggerung eines MSS- Diagnosebausteiners mittels des Parameters TRIGGER nur erfolgen darf, wenn an keinem anderen MSS- Diagnosebaustein der Parameter BUSY aktiv ist. Des Weiteren ist zu Beachten, dass der Baustein nicht bearbeitet werden darf, wenn zeitgleich mittels des MSS Engineering Systems Online auf die betreffende MSS zugegriffen wird. Der MSS-Diagnosebaustein verfügt über folgende Schnittstellen: Die Bausteinnummer des MSS-Diagnosebausteines kann bei Bedarf angepasst werden (default: FB 980 ). Die Nummer des dazugehörigen Instanzdatenbausteines ist frei wählbar. 2.2 Parameterbeschreibung Name Typ Art Speicherbereich* Kommentar MSS_ID DWORD E E,A,M,D,L,Konst. E-Adresse der MSS DP-Interfaces TRIGGER BOOL E E,A,M,D,L,Konst. Diagnoseauftrag wird gestartet BUSY BOOL A E,A,M,D,L Diagnosebaustein wird bearbeitet ERROR BOOL A E,A,M,D,L Fehler bei Bausteinbearbeitung RET_VALUE WORD A E,A,M,D,L Statuswert der letzten Bearbeitung * E Eingang, A Ausgang, M - Merker, D Daten, L Lokaldaten, Konst. - Konstante V1.0, Beitrags-ID:

6 2 Einbinden des MSS-Diagnosebausteines in das S7-Programm IN-Parameter: MSS_ID Über den IN-Parameter MSS_ID erfolgt die Adressierung des DP-Interfaces der jeweiligen MSS-Station. Bei der Adresse handelt es sich um die Nummer des ersten Bytes der Eingangsadresse des MSS DP-Interfaces (in nachfolgender Abbildung: Byte 256). Diese wird beim Einfügen des MSS DP-Interfaces in die HW- Konfig automatisch vom System vorbelegt, kann aber bei Bedarf vom Anwender angepasst werden. Beispiel In der Hardware Konfiguration wird die Eingangsadresse 256dez gewählt Bausteinparameter MSS_ID: 100hex CALL MSS_DIAG, MSS_DIAG_I-DB MSS_ID :=DW#16#100 TRIGGER :=M1.0 BUSY :=M1.1 ERROR :=M1.2 RET_VALUE :=MW4 FB980 / DB980 Innerhalb der HW-Konfig wird die E-Adresse als dezimaler Wert dargestellt. Der Parameter des MSS-Diagnosebausteines erwartet jedoch einen hexadezimalen Wert. Daher muss diese Adresse zunächst von Dezimal nach Hexadezimal gewandelt werden. 6 V1.0, Beitrags-ID:

7 2 Einbinden des MSS-Diagnosebausteines in das S7-Programm IN-Parameter: TRIGGER Der IN-Parameter TRIGGER dient zum Starten eines Diagnoseauftrages: Start bei TRIGGER = 1. Sobald der Diagnosebaustein mit der Bearbeitung des Auftrages begonnen hat (Statuswechsel des Parameters BUSY von 0 nach 1 ), muss der Parameter Trigger innerhalb des Anwenderprogramms abgelöscht werden. Das Trigger-Intervall sollte dabei so ausgelegt sein, dass der Diagnosebaustein frühestens wieder getriggert wird, wenn der Baustein die Bearbeitung des letzten Diagnoseauftrages abgeschlossen hat (Auswertung des Parameters BUSY). Ob ein festes Trigger-Intervall (z.b. alle 60 sec) oder ein dynamisches Trigger-Intervall (z.b. starte Auftrag Nr. n, sobald Auftrag Nr. n-1 abgeschlossen) verwendet wird, liegt im Ermessen des Anwenders OUT-Parameter: BUSY Der OUT-Parameter BUSY gibt den Bearbeitungsstatus des Diagnosebausteines aus: BUSY = 0 keine Diagnoseauftrag in Bearbeitung BUSY = 1 Diagnoseauftrag in Bearbeitung Wird der FB mehrfach instanziert aufgerufen, so ist eine gleichzeitige Bearbeitung der Bausteine mittels Verriegelung durch Auswertung der Parameter BUSY an den jeweiligen Diagnosebaustein-Instanzen zu verhindern. Dies ist Aufgabe des Anwenders und innerhalb des S7-Programms zu realisieren OUT-Parameter: ERROR Der OUT-Parameter ERROR gibt Auskunft, ob bei Bearbeitung des letzten Diagnoseauftrages ein Fehler aufgetreten ist: ERROR = 0 Kein Fehler bei Bearbeitung des letzten Diagnoseauftrages ERROR = 1 Fehler bei Bearbeitung des letzten Diagnoseauftrages Sollte ein Fehler aufgetreten sein, so wird am Parameter RET_VALUE ein entsprechender Fehlercode eingetragen. V1.0, Beitrags-ID:

8 2 Einbinden des MSS-Diagnosebausteines in das S7-Programm OUT-Parameter: RET_VALUE Der OUT-Parameter RET_VALUE gibt im Fehlerfall (siehe Parameter ERROR) einen dem Fehler entsprechenden Fehlercode aus: 0000Hex Kein Fehler E101Hex Datensatz konnte nicht gelesen werden, evtl. keine MSS erreichbar E201Hex Interner Fehler E202Hex Anzahl der maximal unterstützten Funktionselemente überschritten (max. 300) E203Hex Anzahl der maximal unterstützten gleichzeitig gestörten Elemente überschritten (max. 50) E204Hex Anzahl der maximal unterstützten Not-Halt Elemente überschritten (max. 50) Der MSS-Diagnosebaustein unterstützt bis zu 300 in der MSS projektierte Funktionselemente. Davon können bis zu 50 gleichzeitig gestört sein. Des Weiteren werden bis zu 50 in der MSS projektierte Not-Halte unterstützt. Werden diese Grenzen überschritten, so wird ein entsprechender Fehlercode am Parameter RET_VALUE ausgegeben (E202, E203 & E204) 8 V1.0, Beitrags-ID:

9 3 Auswerten der Diagnosedaten im Instanzdatenbaustein 3 Auswerten der Diagnosedaten im Instanzdatenbaustein 3.1 Datenstruktur im Instanzdatenbaustein Im Folgenden wird die Datenstruktur der ermittelten Diagnosedaten im Instanzdatenbaustein erläutert. Da das gesamte Diagnoseprogramm lediglich einen Datenbaustein benötigt, finden sich in diesem Datenbaustein (Instanzdatenbaustein) neben den für den Anwender relevanten Diagnosedaten auch Daten, die für den Anwender nicht relevant und nur systemintern zur Diagnoseermittlung notwendig sind. Die für den Anwender relevanten Daten liegen im Instanzdatenbaustein innerhalb des Adressbereiches Byte 100 bis Die Datenbereiche davor und danach sind für den Anwender irrelevant. Folgende Tabelle zeigt die Position und Struktur der Diagnosedaten im Instanz-DB: Funktion Datentyp Adresse Irrelevanter Datenbereich (Anfang) ARRAY [0..99] of BYTE 0.0 bis 99.0 a) Geräte Status Gerätefehler BOOL Sammelfehler BOOL Busfehler BOOL Verdrahtungsfehler BOOL Projektierbetrieb BOOL Testbetrieb BOOL Schutzbetrieb BOOL b) Projektierte Funktionselemente Anzahl aller konfigurierten Elemente INT Status aller Elemente ARRAY [ ] of BYTE c) Gestörte Funktionselemente Anzahl aller gestörten Elemente INT Diagnosedaten aller gestörten Elemente ARRAY [0..149] of WORD d) Projektierte Not-Halt -Elemente Anzahl aller projektierten Not-Halte INT Diagnosedaten aller Not-Halte ARRAY [0..99] of WORD Irrelevanter Datenbereich (Ende) bis ENDE V1.0, Beitrags-ID:

10 3 Auswerten der Diagnosedaten im Instanzdatenbaustein Gerätestatus Hier wird der Status aller relevanten Betriebsparameter der MSS dargestellt. Hat die MSS bspw. einen Kurzschluss zwischen zwei Klemmen festgestellt, so wird die MSS hier einen Sammelfehler (SF) und gleichzeitig einen Verdrahtungsfehler (VF) melden. Die Bedeutung der einzelnen Gerätestatus sind in nachfolgender Tabelle beschrieben: Bezeichner Status Bedeutung DEV_DeviceErr Gerätefehler Defekter Eingang oder Ausgang Defektes Modul DEV_GroupErr Sammelfehler Mindestens ein Fehler steht an DEV_BusErr DEV_WiringErr Busfehler Verdrahtungsfehler Kommunikationsstörung zum Feldbus- Master Fehler in der Anschlussverdrahtung eines Sensors oder im Sensor selbst DEV_ConfigMode Projektierbetrieb MSS befindet sich im Projektierungsbetrieb DEV_TestMode Testbetrieb MSS befindet sich im Testbetrieb DEV_SafetyMode Schutzbetrieb MSS befindet sich im Schutzbetrieb Projektierte Funktionselemente In diesem Datenbereich wird der komplette Status aller projektierten Elemente abgelegt. Seitens der MSS wird eine maximale Anzahl von 300 projektierten Funktionselementen in der MSS unterstützt. Zu Anfang dieses Datenbereiches findet sich die Gesamtanzahl aller projektierten Funktionselemente. Anschließend sind die Datenblöcke zu allen Funktionselementen abgelegt. Jeder Block hat eine Breite von 10 Bytes. Die Sortierung der Funktionselemente erfolgt aufsteigend d.h. Funktionselemente mit niedriger Elementnummer finden sich anfangs, Elemente mit hoher Elementnummer finden sich zum Ende des Datenbereiches. Die Elementnummer der jeweiligen Funktionselemente werden innerhalb des MSS Engineering System (MSS ES) vergeben. 10 V1.0, Beitrags-ID:

11 3 Auswerten der Diagnosedaten im Instanzdatenbaustein Nachfolgende Abbildung veranschaulicht die Datenstruktur dieses Datenbereiches. Gesamtanzahl der projektierten Funktionselemente [Dez] Die ersten 10 Bytes besitzen systembedingt immer den Wert Null und sind daher zu vernachlässigen Byte : Status des ersten Funktionselementes Byte : Status des zweiten Funktionselementes Der Wert Elem_Count - Gesamtzahl der projektierten Funktionselemente definiert die gültigen Daten dieses Datenbereiches. So sind in obiger Abbildung alle Daten nach dem 45. Funktionselement ungültig, da insgesamt 45 Elemente projektiert sind. V1.0, Beitrags-ID:

12 3 Auswerten der Diagnosedaten im Instanzdatenbaustein Die einzelnen 10 Byte breiten Datenblocks besitzen wiederum folgende Datenstruktur: Datenlänge des jew. Funktionselementes [Hex] (fixer Wert: 0A hex = 10 dez Bytes) Elementnummer des jew. Funktionselementes [Hex] (z.b.: 0001 hex = 1 dez ) Elementtyp des jew. Funktionselementes [Hex] (siehe Kapitel Elementtypen ) Vollständiger Elementstatus des jew. Funktionselementes [Hex] (siehe Kapitel Elementstatus ) 12 V1.0, Beitrags-ID:

13 3 Auswerten der Diagnosedaten im Instanzdatenbaustein Gestörte Funktionselemente Dieser Datenbereich beinhaltet nur die Funktionselemente, deren Status eine Störung aufweist. Hierdurch muss der Anwender nicht mehr den gesamten Datenbereich aller projektierten Elemente auswerten, sondern hat bereits eine Zusammenstellung aller aktuell gestörten Elemente. Seitens des MSS-Diagnosebausteines werden max. 50 gleichzeitig gestörte Funktionselemente unterstützt. Sollte dieser Fall eintreten, so wird ein entsprechender Fehlercode am Bausteinparameter RET_VALUE ausgegeben (siehe Kapitel OUT- Parameter: RET_VALUE ) Jedes gestörte Funktionselement wird, auf die relevanten Daten zusammengefasst, dargestellt. Bei diesen Daten handelt es sich um: 1. die Elementnummer des gestörten Funktionselementes 2. den Elementtyp des gestörten Funktionselementes 3. den reduzierter Elementstatus des gestörten Funktionselementes (siehe hierzu Kapitel Elementstatus ) Anzahl der aktuell gestörten Funktionselemente [Dez] ungültig, da aktuell nur 2 Elemente gestört sind 2. gestörtes Element: a) Elementnummer [Hex] b) Elementtyp [Hex] c) reduz. Elementstatus [Hex] 1. gestörtes Element: a) Elementnummer [Hex] b) Elementtyp [Hex] c) reduz. Elementstatus [Hex] Die Sortierung innerhalb dieses Datenbereiches richtet sich ausschließlich nach der Elementnummer des gestörten Elementes. Eine zeitliche Reihenfolge des Auftretens kann somit nicht abgeleitet werden. Das Präfix SF_ im Bezeichner steht für System Failure. Der Wert Anzahl der gestörten Funktionselemente definiert die gültigen Daten dieses Datenbereiches. So sind in obiger Abbildung alle Daten nach dem zweiten gestörten Element ungültig, da aktuell insgesamt nur zwei Elemente gestört sind. V1.0, Beitrags-ID:

14 3 Auswerten der Diagnosedaten im Instanzdatenbaustein Projektierte Not-Halt -Elemente Dieser Datenbereich beinhaltet nur die Funktionselemente des Typs Not-Halt. Der Anwender erhält hierdurch eine Übersicht aller Not-Halt Elemente und deren aktuellen Status. Für jedes Not-Halt Element wird dessen Elementnummer und dessen aktueller (reduzierter) Status dargestellt. Das Präfix ES_ im Bezeichner steht für Emergency Stop. Anzahl aller projektierten Not-Halte [Dez] 1. Not-Halt: Element-Nr. & Element-Status 2. Not-Halt: Element-Nr. & Element-Status 3. Not-Halt: Element-Nr. & Element-Status 4. Not-Halt: Element-Nr. & Element-Status 5. Not-Halt: Element-Nr. & Element-Status 6. Not-Halt: Element-Nr. & Element-Status ungültig, da insgesamt nur 6 Not-Halt Elemente projektiert sind Die Sortierung innerhalb dieses Datenbereiches richtet sich nach der Elementnummer des jeweiligen Not-Haltes. Der Wert Anzahl aller projektierten Not-Halte definiert die gültigen Daten dieses Datenbereiches. So sind in obiger Abbildung alle Daten nach dem sechsten Not-Halt ungültig, da insgesamt nur sechs Not-Halte projektiert sind. 14 V1.0, Beitrags-ID:

15 3 Auswerten der Diagnosedaten im Instanzdatenbaustein 3.2 Interpretation der Daten im Instanzdatenbaustein In diesem Kapitel wird beschrieben, wie die Daten im Instanzdatenbaustein des MSS-Diagnosebausteines interpretiert werden müssen Übersicht: Element-Typen Nachfolgende Tabelle gibt einen Überblick über alle relevanten Elementtypen: Element-Typ Wert hexadezimal dezimal Eingangszelle Ausgangszelle Standardausgang F-Ausgang Not-Halt 0FFA 4010 Berührungslos wirkende Schutzeinrichtung (BWS) 0FB Schutztür 0FBE 4030 Schaltmatte mit Öffner-Prinzip 0FC Schaltmatte Querschluss Prinzip 0FC Zweihandbedienung 0FD Zustimmtaster 0FDC 4060 Betriebsartenwahlschalter 0FE Übersicht: Element-Status Im Datenhaushalt der MSS wird der Status jedes einzelnen Funktionselementes in einem 4 Byte breiten Statusdoppelwort gespeichert. Dieses Statusdoppelwort wird in dieser vollständigen Form im Datenbereich Projektierte Funktionselemente abgelegt. Da für den Anwender jedoch nur die ersten zwei Bytes dieses Statusdoppelwortes relevant sind, werden in den Datenbereichen Gestörte Funktionselemente und Projektierte Not-Halt-Elemente nur diese zwei Bytes abgelegt hierbei handelt es sich um den reduzierten Elementstatus. Die Bedeutung dieses reduzierten Elementstatus wird in der folgenden Abbildung dargestellt. Adresse (Byte Bit ) Status-Beschreibung, wenn Bit Zustand HIGH führt 0 7 Element aktiviert 0 6 Hardwarefehler 0 5 Verdrahtungsfehler 0 4 Logikfehler V1.0, Beitrags-ID:

16 3 Auswerten der Diagnosedaten im Instanzdatenbaustein Adresse (Byte Bit ) Status-Beschreibung, wenn Bit Zustand HIGH führt 0 3 Funktion wartet auf Anlauftestung 0 2 Timer läuft 0 1 Funktion bereit und wartet auf Startsignal 0 0 min. ein Funktionsausgang aktiv 1 7 reserviert 1 6 reserviert 1 5 reserviert 1 4 reserviert 1 3 (Element-)Sammelereignis 1 2 (Element-)Sammelvorwarnung 1 1 (Element-)Sammelwarnung 1 0 (Element-)Sammelfehler Nachfolgend sind einige typische Fehler beispielhaft aufgeführt. 1. Not-Halt nicht betätigt Hex-Wert: Not-Halt betätigt Hex-Wert: Not-Halt: Diskrepanzüberwachungszeit läuft Hex-Wert: Not-Halt : Diskrepanzbedingung verletzt Hex-Wert: Querschluss am Eingang Hex-Wert: A Rückführkreisfehler am F-Ausgang Hex-Wert: A V1.0, Beitrags-ID:

17 4 Literaturhinweise 4 Literaturhinweise 4.1 Literaturangaben Diese Liste ist keinesfalls vollständig und spiegelt nur eine Auswahl an geeigneter Literatur wieder. Themengebiet Titel /1/ STEP 7 Automatisieren mit STEP7 in AWL und SCL Hans Berger Publicis MCD Verlag - 4. Auflage, 2004 ISBN /2/ STEP 7 Dezentralisieren mit PROFIBUS-DP/DPV1 Josef Weigmann, Gerhard Kilian Publicis MCD Verlag - 3. Auflage, 2002 ISBN Internet-Link-Angaben Diese Liste ist keinesfalls vollständig und spiegelt nur eine Auswahl an geeigneter Literatur wieder. Themengebiet Titel \1\ Referenz auf den Beitrag \2\ Siemens I IA/DT Customer Support \3\ Handbuch MSS Systemhandbuch MSS: 5 Historie Version Datum Änderungen V1.0 01/2010 Erste Ausgabe V1.0, Beitrags-ID: