Anleitung zur Ankopplung von KNX/EIB an die Beckhoff-SPS Seite 1

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1 Anleitung zur Ankopplung von KNX/EIB an die Beckhoff-SPS Seite 1 Anleitung zur Ankopplung von KNX/EIB-Sensoren und -Aktoren an Beckhoff- Systeme vom Typ 9001 Einleitung Zur Ankopplung von KNX/EIB-Sensoren und Aktoren an die Beckhoff-SPS ist eine Klemme KL6301 erforderlich. Kommunikation über Master-Baustein In der TWINCAT-Programmierung kommuniziert die SPS über einen sogenannten Master-Baustein mit den KNX/EIB-Bus-Teilnehmern. Die Anzahl der KNX/EIB-Kommunikations-Objekte (Gruppenadressen) ist auf 256 beschränkt. Um mit einer größeren Anzahl von KNX/EIB-Objekten kommunizieren zu können, können mehrere KNX/EIB-Adapter über mehrere Master-Bausteine kommunizieren. Entsprechend dem Einbau der Adapter im Klemmenbus erhalten dann die Master-Bausteine unterschiedliche IDs entsprechend der Lage im Klemmenbus. Beckhoff regelt die Kommunikation mit dem KNX/EIB über sogenannte Filter. Mit diesen Filtern (bei KL6301-Klemmen älteren Type (Kennung 0) bis zu 4, bei neueren mit Kennung 1) können auf der Basis eines dreistufigen Gruppenkonzepts Selektionen auf den Traffic im KNX/EIB-Bus vorgenommen werden. Der KNX/EIB-Master-Baustein ist in der KNX/EIB-Library TcKL6301.lib enthalten. Zuvor muß diese Library als Weitere Bibliothek hinzugefügt werden. Dies erfolgt durch Herunterladen von der Beckhoff-Homepage mit anschließender Lizensierung oder durch direktes Kopieren der bereits lizensierten Library. Aus der Library TcKL6301.lib wird der Baustein KL6301 geladen und entsprechend instanziert.

2 Anleitung zur Ankopplung von KNX/EIB an die Beckhoff-SPS Seite 2 In ungekürzter vollständiger Version ohne Instanzierung ergibt sich folgendes Bild: KL6301( bactivate:=, idx:=, EIB_PHYS_ADDR:=, EIB_GROUP_FILTER:=, imode:=, KL6301_IN:=, KL6301_OUT:=, bactive=>, bready=>, berror=>, ierrorid=>, str_data_rec=> ); Einige Eingaben können auch durch direkte Adressierung erfolgen und werden dadurch übersichtlicher. Dadurch reduziert sich die Angabe der Ein- und Ausgaben wie folgt: fb_kl6301_1( idx:=1, imode:=0, KL6301_IN:=KL6301_IN_1, (* Terminal variable - address IN *) KL6301_OUT:=KL6301_OUT_1 ); (* Terminal variable - address OUT *) Als Deklarationen sind vorzunehmen die Instanzierung des Master-Moduls: fb_kl6301_1 : KL6301; (* EIB functonblock *); und die Deklaration der Ein- und Ausgänge zur Kommunikation mit dem KNX/EIB- Adapter. KL6301_IN_1 AT %I*: ARRAY [1..24] OF BYTE; KL6301_OUT_1 AT %Q*: ARRAY [1..24] OF BYTE; Zusätzlich über weitere Variable mit Indizierung für die jeweilige Klemme müssen der Index der Klemme, d.h. die Reihenfolge der KNX/EIB-Adapter im Klemmenbus von links beginnend (1. KNX/EIB-Klemme -> idx:=1, 2. KNX/EIB-Klemme -> idx:=2, usw.), und der Modus des Betriebs des KNX/EIB-Adapters für die jeweilige Klemme definiert werden. Bei älteren KNX/EIB-Klemmen ist der Modus nicht definierbar (verbleibt 0), damit ist die Gruppen-Filter-Zahl auf 4 mit jeweils bis zu 64 Gruppenadressen beschränkt, bei neueren kann ein Modus gewählt werden, mit dem bis zu 8 Gruppenfilter mit jeweils bis zu 32 Gruppenadressen (Modus 1), oder ein Broadcast-Modus (Modus 100), mit dem Gruppenadressen ohne Filterung nur gelesen werden können. Zusätzlich ist die Teilnehmer-Adresse der KNX/EIB-Klemme im KNX/EIB-Bus vorzugeben, sowie die Definition der Gruppenadressen-Filter. Aus Übersichtsgründen erfolgt dies über direkte Zuweisungen.

3 Anleitung zur Ankopplung von KNX/EIB an die Beckhoff-SPS Seite 3 (* KNX-Klemme 1 im Bus*) fb_kl6301_1.eib_phys_addr.area:=2; (* EIB Address *) fb_kl6301_1.eib_phys_addr.line:=0; fb_kl6301_1.eib_phys_addr.device:=51; Hierbei steht fb_kl6301_1 für die Instanz des Masterbausteins KL6301 des 1. Klemmenbausteins. Zu definieren sind Area für den Bereich, Line für die Linie und Device für die Teilnehmeradresse, die der KNX/EIB-Adapter im KNX/EIB-Netzwerk erhalten soll. Im vorliegenden Beispiel für das Beckhoff-System 1 erhält der KNX/EIB-Adapter die Teilnehmeradresse , für das Beckhoff-System 2 die Teilnehmeradresse Diese Adresse wird wie im KNX/EIB üblich nicht durch Zuweisung über eine Programmiertaste vergeben, dies erfolgt per TWINCAT-Software. Die Adresse darf nicht kollidieren mit anderen KNX/EIB-Teilnehmern. Definition der KNX/EIB-Filter Zusätzlich sind die Filter zu definieren, mit denen definiert wird, in welchen Gruppenadress-Bereichen des KNX/EIB nach Telegrammen gescannt wird. Für jede Instanz einer KNX/EIB-Klemme sind bis zu 4 EIB_GROUP_FILTER zu definieren. Dies erfolgt über das Array EIB_GROUP_FILTER[x], wobei x im Modus 1 von 1 bis 4 definiert ist. Für jedes Filter ist im dreistufigen Gruppenadressen-Konzept die beginnende Gruppenadresse mit Haupt-, Mittel- und Gruppen-Adresse, im Beispiel des ersten Gruppen-Adressen-Filters 11/2/0 zu definieren. Mit einer Länge wird der Bereich definiert, bis zu dem diese Gruppenadressen gescannt werden. Im vorliegenden Beispiel werden die Gruppenadressen mit diesem Filter von 11/2/0 bis 11/2/34, d.h. insgesamt 35 Gruppenadressen gescannt. (* Filter 1 11/2/0 LEN 35*) fb_kl6301_1.eib_group_filter[1].group_addr.main:=11; fb_kl6301_1.eib_group_filter[1].group_addr.sub_main:=2; fb_kl6301_1.eib_group_filter[1].group_addr.number:=0; fb_kl6301_1.eib_group_filter[1].group_len:=35; (* Filter 2 11/2/40 LEN 35*) fb_kl6301_1.eib_group_filter[2].group_addr.main:=11; fb_kl6301_1.eib_group_filter[2].group_addr.sub_main:=2; fb_kl6301_1.eib_group_filter[2].group_addr.number:=40; fb_kl6301_1.eib_group_filter[2].group_len:=35; (* Filter 3 1/3/0 LEN 63*) fb_kl6301_1.eib_group_filter[3].group_addr.main:=1; fb_kl6301_1.eib_group_filter[3].group_addr.sub_main:=3; fb_kl6301_1.eib_group_filter[3].group_addr.number:=0; fb_kl6301_1.eib_group_filter[3].group_len:=63; (* Filter 4 1/5/0 LEN 63*) fb_kl6301_1.eib_group_filter[4].group_addr.main:=1; fb_kl6301_1.eib_group_filter[4].group_addr.sub_main:=5; fb_kl6301_1.eib_group_filter[4].group_addr.number:=0; fb_kl6301_1.eib_group_filter[4].group_len:=63; Problematisch ist das Handling der KNX/EIB-Gruppenadressen bei bestehenden KNX/EIB-Anlagen, die über ein 2-stufiges Gruppenadressen-Konzept verfügen und

4 Anleitung zur Ankopplung von KNX/EIB an die Beckhoff-SPS Seite 4 zudem Gruppenadressen nicht hintereinander, sondern strukturiert angelegt wurden. Mit der Beckhoff-KNX/EIB-Implementation ist eine Integration einer Beckhoff-SPS in eine bestehende, gut strukturierte KNX/EIB-Anlage, insbesondere mit 2-stufigem Konzept nur schlecht möglich. Aus diesem Grunde wurde zumindest für das Einlesen von Gruppenadressen ein Modus (100) mit Broadcast hinzugefügt, für den keine Filter erforderlich sind. Im vorliegenden Beispiel beschränkt sich die Anwendung auf 4 Gruppenadressen- Filter im dreistufigen Konzept. Über diese Ein- und Ausgabe-Daten kommunizieren anschließend die einzelnen KNX/EIB-Bus-Teilnehmer mit den Auswerte-Bausteinen des jeweiligen Datentyps in der SPS-Programmierung. Auswertung eines Busch-Jaeger Raumtemperaturreglers Am Beispiel werden im folgenden Raumtemperatur-Regler der Firma Busch-Jaeger mit der Bezeichnung ausgelesen, bzw. beschrieben. Der Raumtemperaturregler verfügt über eine Raumtemperaturmessung, Statusdefinitionen, eine Sollwertverschiebung über ein Drehpotentiometer und eine Raumzustandsanzeige, die einzeln abgefragt, bzw. geändert werden können. Der Aufbau des Moduls ist wie folgt: Um dieses Modul in der SPS auswerten zu können, sind Auswerte-Bausteine aus der KNX/EIB-Library zu laden, die dem jeweiligen Datentyp und der Empfangs-/Senderichtung entsprechen. Auslesen einer Taste als Boole sches Objekt Um die Status-Definition Raum ist verlassen über die Tasterauswertung auszulesen, ist ein 1Bit-Receive-Baustein erforderlich. Dieser Baustein heißt EIB_BIT_REC. Er ist entsprechend der Verwendung zu instanzieren. In structured Text ergibt sich folgender Code: EIB_BIT_REC_0(Group_Address:=Group_11_2_45, strdata_rec:=knx_st.fb_kl6301_1.str_data_rec, bdatareceive=>,

5 Anleitung zur Ankopplung von KNX/EIB an die Beckhoff-SPS Seite 5 bdata=>dpt_11_2_45 ); Als Deklarationen sind vorzunehmen die Instanzierung des Empfangs-Moduls: EIB_BIT_REC_0: EIB_BIT_REC; und die Deklaration der Ein- und Ausgänge zur Kommunikation mit dem KNX/EIB- Adapter. Group_11_2_45: EIB_GROUP_ADDR := (MAIN:=11,SUB_MAIN:=2,NUMBER:=45); DPT_11_2_45:BOOL; Über Group_11_2_45 wird die Gruppenadresse eingestellt, die vom KNX/EIB empfangen werden soll. Die Gruppenadresse besteht aus den 3 Bestandteilen MAIN (Bereich), SUB_MAIN(Linie) und NUMBER(Teilnehmer). Der Name Group_11_2_45 ist prinzipiell beliebig, dient jedoch als Organisationsmedium, um die abgefragte Gruppenadresse kenntlich zu machen. Unter der Variablen DPT_11_2_45 wird das Boole sche Ergebnis vom KNX/EIB-Bus nach Änderung als Datenpunkt mit der entsprechenden Gruppenadresse abgelegt. Die Rohdaten KNX_ST.fb_KL6301_1.str_Data_Rec werden dem Eingang strdata_rec direkt zugewiesen. KNX_ST steht hierbei für das Programm, in dem die KNX- Kommunikation über den Masterbaustein erfolgt, fb_kl6301_1 für die Instanz des Masterbausteins in diesem Programm. Die eigentlichen Daten sind in str_data_rec enthalten. Über die passenden Implementationen für die Gruppenadressen 11/2/5, 11/2/25, 11/2/45 und 11/2/65 werden die Tasterbetätigen auf den Raumtemperaturreglern eingelesen, mit denen das Komfort-Objekt getoggelt wird. Lesen eines Float-Variablen-Werts (2 Byte) aus dem KNX/EIB als FLOAT-Objekt in eine REAL-Variable Die Raumtemperatur wird über ein FLOAT-Objekt eingelesen. Dieses trägt den Namen EIB_2OCTET_FLOAT_REC Es ist entsprechend zu indizieren und erhält folgendes Erscheinungsbild beim Aufruf in structured text: EIB_2OCTET_FLOAT_REC_1( Group_Address:=Group_11_2_47, strdata_rec:= KNX_ST.fb_KL6301_1.str_Data_Rec, bdatareceive=>dpt_11_2_47, rdata=>temperatur_1 ); Als Deklarationen sind vorzunehmen die Instanzierung des Empfangs-Moduls: EIB_2OCTET_FLOAT_rec_1: EIB_2OCTET_FLOAT_REC;

6 Anleitung zur Ankopplung von KNX/EIB an die Beckhoff-SPS Seite 6 und die Deklaration der Ein- und Ausgänge zur Kommunikation mit dem KNX/EIB- Adapter. Group_11_2_47: EIB_GROUP_ADDR := (MAIN:=11,SUB_MAIN:=2,NUMBER:=47); DPT_11_2_47: BOOL; Temperatur_1: REAL; Die Definition der Gruppenadresse sowie die Übergabe der empfangenen Daten ist bereits bekannt, ebenso die Definition des Datenpunktes. Der Wert des Datenpunktes, im Beispiel Temperatur_1, wird als REAL-Variable empfangen. Analog dem empfangenen Daten können auch Daten gesendet werden. Schreiben eines Zustands im KNX/EIB als Boole sches Objekt Ein 1-Bit-Objekt wird über einen Baustein mit dem Namen EIB_BIT_SEND gesendet. Es ist entsprechend zu indizieren und erhält folgendes Erscheinungsbild beim Aufruf in structured text: EIB_BIT_SEND_1( Group_Address:=DPT_11_2_48, bdata:=binaere_zusammenhaenge.a1, str_rec:=knx_st.fb_kl6301_1.str_data_rec, berror=>, ierrorid=> ); Als Deklarationen sind vorzunehmen die Instanzierung des Sende-Moduls: EIB_BIT_SEND_1: EIB_BIT_SEND; und die Deklaration der Ein- und Ausgänge zur Kommunikation mit dem KNX/EIB- Adapter. DPT_11_2_48: EIB_GROUP_ADDR := (MAIN:=11,SUB_MAIN:=2,NUMBER:=48); DPT_11_2_48: BOOL; Die Definition der Gruppenadresse sowie die Übergabe der empfangenen Daten ist bereits bekannt, ebenso die Definition des Datenpunktes. Der Wert des Datenpunktes, im Beispiel DPT_11_2_48, wird direkt als BOOL-Variable übergeben.

7 Anleitung zur Ankopplung von KNX/EIB an die Beckhoff-SPS Seite 7 Schreiben eines Float-Variablen-Werts (2 Byte) zum KNX/EIB-Bus als FLOAT-Objekt aus eine REAL-Variablen in der Codesys Ein FLOAT-Objekt wird über einen Baustein mit dem Namen EIB_2OCTET_FLOAT_SEND gesendet. Es ist entsprechend zu indizieren und erhält folgendes Erscheinungsbild beim Aufruf in structured text: EIB_2OCTET_FLOAT_SEND_1( Group_Address:=DPT_11_2_51, rdata:=sollwert_1_neu, str_rec:=knx_st.fb_kl6301_1.str_data_rec, berror=>, ierrorid=> ); Als Deklarationen sind vorzunehmen die Instanzierung des Sende-Moduls: EIB_2OCTET_FLOAT_SEND_1: EIB_2OCTET_FLOAT_SEND; und die Deklaration der Ein- und Ausgänge zur Kommunikation mit dem KNX/EIB- Adapter. DPT_11_2_51: EIB_GROUP_ADDR := (MAIN:=11,SUB_MAIN:=2,NUMBER:=51); Sollwert_1_neu: REAL; Die Definition der Gruppenadresse sowie die Übergabe der empfangenen Daten ist bereits bekannt, ebenso die Definition des Datenpunktes. Zur Inbetriebnahme wird der Programm-Code in TWINCAT kompiliert. TWINCAT legt wie üblich eine Datei mit der Endung *.tpy an. Zuweisung der Variablen im TWINCAT System Manager Sollte noch keine Datei für den TWINCAT System Manager angelegt worden sein (Endung *.tsm), so ist eine neue Datei durch Aufruf des TWINCAT System Managers anzulegen und abzuspeichern. Der SPS-Konfiguration wird wie üblich durch Ändern das neue SPS-Projekt zugewiesen. Die neu zu allokierenden Ein- und Ausgabevariablen erscheinen anschließend unter der SPS-Konfiguration und dort Standard.

8 Anleitung zur Ankopplung von KNX/EIB an die Beckhoff-SPS Seite 8 Diese Variablen sind mit den Ein- und Ausgabeparametern des/der KNX/EIB-Adapter zu verbinden. Hierzu wird der KNX/EIB-Adapter KL6301 aus der E/A-Konfiguration im CX9000-KB der Beckhoff-SPS selektiert.

9 Anleitung zur Ankopplung von KNX/EIB an die Beckhoff-SPS Seite 9 Es erscheinen die zu verknüpfenden Ein- und Ausgänge der Klemme KL6301 unter dem nur einen vorhandenen Kanal.

10 Anleitung zur Ankopplung von KNX/EIB an die Beckhoff-SPS Seite 10 Kanal 1 ist zu selektieren, es erscheinen in anderer Darstellung die Ein- und Ausgänge in einem anderen Fenster, in dem die Verknüpfungen durchgeführt werden.

11 Anleitung zur Ankopplung von KNX/EIB an die Beckhoff-SPS Seite 11 Zunächst sind durch Klick mit der Maus auf Parameter Status und SHIFT-Klick auf Input Data In 22 die Eingangsvariablen komplett zu selektieren. Es ergibt sich folgendes Bild:

12 Anleitung zur Ankopplung von KNX/EIB an die Beckhoff-SPS Seite 12 Im nächsten Schritt erfolgt die Verknüpfung durch rechten Maus-Klick auf die selektierten Elemente. Es erscheint eine Auswahl-Maske, in der Multi-Verknüpfung Ändern ausgewählt werden muß. Sollten schon Verknüpfung existieren, können diese mit Verknüpfungen Löschen entfernt werden.

13 Anleitung zur Ankopplung von KNX/EIB an die Beckhoff-SPS Seite 13 Nach Auswahl von Multi-Verknüpfung Ändern ist die entsprechende Variable der Programmierung auszuwählen. Im Falle dieses Beispiels, in dem nur die EnOcean- Kommunikation parametriert wird, ist die Auswahl einfach und übersichtlich. Vor der Auswahl sind rechts die Parameter Alle Typen und Kontinierlich auszuwählen. Durch Klick auf die passende Variable und Bestätigung mit OK wird die Multi-Verknüpfung zu allen einzelnen Eingängen hergestellt.

14 Anleitung zur Ankopplung von KNX/EIB an die Beckhoff-SPS Seite 14 Als Ergebnis erhält man anschließend die angezeigten Verknüpfungen.

15 Anleitung zur Ankopplung von KNX/EIB an die Beckhoff-SPS Seite 15 Entsprechend ist mit den Ausgängen zu verfahren. Vom Kanal 1 der KNX/EIB-Klemme werden die Ausgangs-Variablen selektiert. Durch Rechts-Klick erfolgt die Verknüpfung über Multi-Verknüpfung.

16 Anleitung zur Ankopplung von KNX/EIB an die Beckhoff-SPS Seite 16 Die Ausgangsdaten sind mit den Ausgangvariablen zu verknüpfen.

17 Anleitung zur Ankopplung von KNX/EIB an die Beckhoff-SPS Seite 17 Als Ergebnis ergibt sich:

18 Anleitung zur Ankopplung von KNX/EIB an die Beckhoff-SPS Seite 18 Abschließend ist die neue Zuordnung zum Beckhoff-SPS-System zu übertragen. Hierzu sind unter Aktionen der Reihe nach folgende Aufgaben zu tätigen. 1. Zuordnung erzeugen 2. Überprüfen der Konfiguration 3. Aktivierung der Konfiguration 4. Neustart von TwinCAT im Run-Modus.

19 Anleitung zur Ankopplung von KNX/EIB an die Beckhoff-SPS Seite 19 Anschließend kann in PLC-Control die Programmierung überprüft werden. Hierzu wird das Zielsystem (u.u.) neu ausgewählt, in die Beckhoff-SPS eingeloggt und das System gestartet. Die KNX/EIB-Programmierung ist als EXPORT-Datei vorhanden und kann als erweiterbares Projekt importiert werden.

20 Anleitung zur Ankopplung von KNX/EIB an die Beckhoff-SPS Seite 20 Anwendung von KNX/EIB-Datenpunkten Für das Beckhoff-System 1 wurden folgende KNX-Datenpunkte angelegt: KNX_DPT_11_2_41 BOOL Zustand Komfort am linken RTR KNX_DPT_11_2_42 BOOL Zustand Nacht am linken RTR KNX_DPT_11_2_43 BOOL Zustand Frost am linken RTR KNX_DPT_11_2_44 BOOL Zustand Taupunkt am linken RTR KNX_DPT_11_2_45 BOOL Taster getoggelt am linken RTR KNX_DPT_11_2_46 REAL akt. Sollwert am linken RTR KNX_DPT_11_2_47 REAL Raumtemperatur am linken RTR KNX_DPT_11_2_51 REAL Basis Sollwert am linken RTR KNX_DPT_11_2_61 BOOL Zustand Komfort am rechten RTR KNX_DPT_11_2_62 BOOL Zustand Nacht am rechten RTR KNX_DPT_11_2_63 BOOL Zustand Frost am rechten RTR KNX_DPT_11_2_64 BOOL Zustand Taupunkt am rechten RTR KNX_DPT_11_2_65 BOOL Taster getoggelt am rechten RTR KNX_DPT_11_2_66 REAL akt. Sollwert am rechten RTR KNX_DPT_11_2_67 REAL Raumtemperatur am rechten RTR KNX_DPT_11_2_71 REAL Basis Sollwert am rechten RTR Für das Beckhoff-System 2 wurden folgende KNX-Datenpunkte angelegt: KNX_DPT_11_2_1 BOOL Zustand Komfort am linken RTR KNX_DPT_11_2_2 BOOL Zustand Nacht am linken RTR KNX_DPT_11_2_3 BOOL Zustand Frost am linken RTR KNX_DPT_11_2_4 BOOL Zustand Taupunkt am linken RTR KNX_DPT_11_2_5 BOOL Taster getoggelt am linken RTR KNX_DPT_11_2_6 REAL akt. Sollwert am linken RTR KNX_DPT_11_2_7 REAL Raumtemperatur am linken RTR KNX_DPT_11_2_11 REAL Basis Sollwert am linken RTR KNX_DPT_11_2_21 BOOL Zustand Komfort am rechten RTR KNX_DPT_11_2_22 BOOL Zustand Nacht am rechten RTR KNX_DPT_11_2_23 BOOL Zustand Frost am rechten RTR KNX_DPT_11_2_24 BOOL Zustand Taupunkt am rechten RTR KNX_DPT_11_2_25 BOOL Taster getoggelt am rechten RTR KNX_DPT_11_2_26 REAL akt. Sollwert am rechten RTR KNX_DPT_11_2_27 REAL Raumtemperatur am rechten RTR KNX_DPT_11_2_31 REAL Basis Sollwert am rechten RTR Vorgehensweise im Projekt, wenn Anzahl und Benennung der KNX- Datenpunkte sich nicht ändern

21 Anleitung zur Ankopplung von KNX/EIB an die Beckhoff-SPS Seite 21 Soweit sich der Programm-Name, in dem die KNX-Kommunikation programmiert ist, Instanznamen und Variablennamen der KNX/EIB-Datenpunkte sich nicht ändern, kann das unverändert Export-File der KNX-Kommunikation verwendet werden. Sollten weitere, bereits in der ETS angelegte KNX-Datenpunkte verwendet werden sollen, so müssen diese entsprechend ergänzt werden. Jegliche Änderung an der Programmierung der KNX-Kommunikation bezüglich der KNX-Datenpunkt-Adressierung hat zur Folge, dass Anpassungen in der ETS 3 erforderlich werden. Dies sollte unbedingt vermieden werden.