AS-i Feldbussystem am CM AS-i Master mit AS-i Safety

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1 FAQ 11/2015 AS-i Feldbussystem am CM AS-i Master mit AS-i Safety S CPU / ET 200SP

2 Dieser Beitrag stammt aus dem Siemens Industry Online Support. Es gelten die dort genannten Nutzungsbedingungen ( Securityhinweise Siemens bietet Produkte und Lösungen mit Industrial Security-Funktionen an, die den sicheren Betrieb von Anlagen, Lösungen, Maschinen, Geräten und/oder Netzwerken unterstützen. Sie sind wichtige Komponenten in einem ganzheitlichen Industrial Security-Konzept. Die Produkte und Lösungen von Siemens werden unter diesem Gesichtspunkt ständig weiterentwickelt. Siemens empfiehlt, sich unbedingt regelmäßig über Produkt-Updates zu informieren. Für den sicheren Betrieb von Produkten und Lösungen von Siemens ist es erforderlich, geeignete Schutzmaßnahmen (z. B. Zellenschutzkonzept) zu ergreifen und jede Komponente in ein ganzheitliches Industrial Security-Konzept zu integrieren, das dem aktuellen Stand der Technik entspricht. Dabei sind auch eingesetzte Produkte von anderen Herstellern zu berücksichtigen. Weitergehende Informationen über Industrial Security finden Sie unter Um stets über Produkt-Updates informiert zu sein, melden Sie sich für unseren produktspezifischen Newsletter an. Weitere Informationen hierzu finden Sie unter Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung Verwendete Hardware-Komponenten Verdrahtung der Hardware-Komponenten Projektierung CPU 1511F-1 PN ET 200SP AS-i Slaves Sichere Ein- und Ausgänge (F-I/Os) projektieren Projektierung übersetzen und laden F-Zieladresse zuweisen AS-i Codefolgen einlesen Programmierung F-Baustein erstellen Not-Aus-Abschaltung realisieren Diagnose des AS-i Bussystems Visualisierung Beitrags-ID: , V1.0, 11/2015 2

3 1 Einleitung 1 Einleitung Dieser Beitrag zeigt, wie Sie mit den Baugruppen CM AS-i Master und F-CM AS-i Safety ein AS-i Feldbussystem für verschiedene AS-i Slaves betreiben. Folgende AS-i Slaves können verwendet werden: Standard DI/DO, AI oder AO Failsafe DI Failsafe DO Die ET 200SP fungiert als Gateway. Sie ist über PROFINET mit PROFIsafe an eine CPU 1511F-1 PN angeschlossen. An der ET 200SP ist ein AS-i Feldbussystem angeschlossen. Das AS-i Feldbussystem besteht aus AS-i Slaves für Standardsignale und Safety-Slaves für sicherheitsgerichtete Signale. Abbildung 1-1 CPU 1511F-1 PN ET200SP mit CM AS-i Master und F-CM AS-i Safety PROFINET mit PROFIsafe AS-Interface AS-i Slave AS-Interface Safety Safety-Slave Beitrags-ID: , V1.0, 11/2015 3

4 1 Einleitung 1.1 Verwendete Hardware-Komponenten Abbildung 1-2 und Tabelle 1-1 zeigen die verwendeten Komponenten mit den zugeordneten Bussystemen und Adressen. Abbildung 1-2 Hinweis Bei AS-i richtet sich die Buszykluszeit nach der Anzahl der AS-i Slaves. Pro AS-i Slave werden 150 µs benötigt. Wenn Sie einen fehlersicheren Ausgang einsetzten, dann funktioniert der nur, wenn mindestens 5 AS-i Slaves am AS-i Bussystem angeschlossen sind. Sonst kommt das F-CM AS-i Safety mit der F- Zeit durcheinander, da es zu schnell geht. Daher noch die zusätzlichen Standard AS-i Slaves, um die Buszykluszeit zu erhöhen. Beitrags-ID: , V1.0, 11/2015 4

5 1 Einleitung Tabelle 1-1 Baugruppe Artikelnummer Bussystem Adresse CPU 1511F-1 PN 6ES7511-1FK00-0AB0 PROFINET IM PN ST 6ES7155-6AU00-0CN0 PROFINET AS-i Power 3A AC 120V / 230V 3RX9501-0BA00 AS-i Stromversorgung für AS-i Feldbussystem CM AS-i Master 3RK7137-6SA00-0BC1 AS-i AS-i Master CM AS-i Safety 3RK7136-6SC00-0BC1 AS-i Verarbeitung der sicherheitsgerichteten Signale am AS-i Feldbussystem AS-i Analogmodul (2AA +/- 10V) AS-i Analogmodul (2AE+/- 10V) 3RK1107-2BQ40-0AA3 AS-i 1 3RK1207-2BQ40-0AA3 AS-i 2 AS-i K60 4 DI/DO 3RK2400-1DQ00-1AA3 AS-i 3A AS-i sicheres Slimline Modul S45F 1F-RO/3DI/2DO 3RK1405-1SE15-0AA2 AS-i 4A Not-Aus-Taster 3SF5811-2AA08 AS-i Verdrahtung der Hardware-Komponenten Abbildung 1-3 und Abbildung 1-4 zeigen die Verdrahtung der Hardware- Komponenten. Das CM AS-i Master muss an eine AS-i Stromversorgung angeschlossen werden, die 30V liefert. Das F-CM Asi-Safety wird nicht verdrahtet, muss aber auf einer dunklen BaseUnit neben dem CM AS-i Master gesteckt werden. Rechts neben dem F-CM AS-i Safety wird eine helle BaseUnit gesteckt. Beitrags-ID: , V1.0, 11/2015 5

6 1 Einleitung Abbildung 1-3 IM PN CM AS-i Master F-CM AS-i Safety 8 DO AS-i Stromversorgung 24V DC AS-i Bus Hinweis Das CM AS-i Mastermodul wird mit 30V der AS-i Stromversorgung versorgt. Alle anderen Module (DI/DO) der ET 200SP werden mit 24V des Interfacemoduls versorgt. Beitrags-ID: , V1.0, 11/2015 6

7 1 Einleitung Abbildung 1-4 CPU 1511F-1 PN IM PN CM AS-i Master F-CM AS-i Safety DQ Servermodul L+ M L+ M ASI+ ASI- L+ M L+ M 24V DC ASI+ ASI- AS-i Stromversorgung ASI+ ASI- AS-i Analogmodul 2AA +/-10V ASI+ ASI- AS-i Analogmodul 2AE +/-10V ASI+ ASI- AS-i K60 4DI/4DO ASI+ ASI- ASIsafe 3SB3 ASI+ ASI- ASIsafe S45F, 1F-RO/ 3DI/2DO Beitrags-ID: , V1.0, 11/2015 7

8 2 Projektierung 2.1 CPU 1511F-1 PN Bei der Projektierung der CPU1511F-1 PN gehen Sie nach folgender Anleitung vor. 1. Im TIA Portal erstellen Sie ein neues Projekt. 2. Fügen Sie die S F-CPU in das Projekt ein, z. B. CPU1511F-1 PN. 3. Stellen Sie am Display der CPU die gewünschte IP-Adresse und Subnetzmaske ein, z. B. die IP-Adresse und die Subnetzmaske Im Hardware- und Netzwerkeditor öffnen Sie die Gerätesicht der CPU. 5. In der Gerätesicht markieren Sie die CPU. Im Inspektorfenster werden die Eigenschaften der CPU angezeigt. 6. Im Register Allgemein navigieren Sie zu PROFINET-Schnittstelle > Ethernet- Adresse. a. Ordnen Sie der PROFINET-Schnittstelle ein bestehendes Subnetz zu. Wenn noch kein Subnetz angelegt ist, klicken Sie auf die Schaltfläche Neues Subnetz hinzufügen. b. Aktivieren Sie die Funktion IP-Adresse im Projekt einstellen und tragen Sie die IP-Adresse und Subnetzmaske ein, die Sie am Display der CPU eingestellt haben. Abbildung 2-1 a b Beitrags-ID: , V1.0, 11/2015 8

9 2.2 ET 200SP Bei der Projektierung der ET 200SP gehen Sie nach folgender Anleitung vor: 1. Im Hardware- und Netzwerkeditor öffnen Sie die Netzsicht. 2. Fügen Sie per drag & drop das Interfacemodul der ET 200SP, z. B. IM PN ST, aus dem Hardwarekatalog in die Netzsicht ein. Die Interfacemodule der ET 200SP finden Sie im Hardwarekatalog unter Dezentrale Peripherie > ET 200SP > Interfacemodule. Abbildung Weisen Sie die ET 200SP per drag & drop dem IO-Controller zu. Abbildung Im Hardware- und Netzwerkeditor öffnen Sie die Gerätesicht der ET 200SP. Beitrags-ID: , V1.0, 11/2015 9

10 5. In der Gerätesicht der ET 200SP fügen Sie per drag & drop folgende Module aus dem Hardwarekatalog in das Rack der ET 200SP ein. CM AS-i Master ST F-CM AS-i Safety ST DO 8x24VDC/0,5A HF (optional) Servermodul Abbildung In der Gerätesicht markieren Sie das Interfacemodul der ET 200SP. Im Inspektorfenster werden die Eigenschaften der IM PN ST angezeigt. 7. Im Register Allgemein navigieren Sie zu PROFINET-Schnittstelle > Ethernet- Adresse. a. Aktivieren Sie die Funktion IP-Adresse im Projekt einstellen und tragen Sie die IP-Adresse und Subnetzmaske der ET 200SP ein. In diesem Beispiel hat die ET 200SP die IP-Adresse und die Subnetzmaske b. Tragen Sie den PROFINET-Gerätenamen der ET 200SP ein. In diesem Beispiel hat die ET 200SP den PROFINET-Gerätenamen im Beitrags-ID: , V1.0, 11/

11 Abbildung 2-5 b a 8. Über das TIA Portal weisen Sie der ET 200SP den PROFINET-Gerätenamen im155-6 zu. Die IP-Adresse und die Subnetzmaske wird durch den IO-Controller automatisch zugewiesen. 2.3 AS-i Slaves Bei der Projektierung der AS-i Slaves gehen Sie nach folgender Anleitung vor: 1. In der Gerätesicht der ET 200SP markieren Sie das CM AS-i Master. Im Inspektorfenster werden die Eigenschaften des CM AS-i Master angezeigt. 2. Im Register Allgemein navigieren Sie zu AS-Interface. a. Klicken Sie auf die Schaltfläche Neues Subnetz hinzufügen, um ein neues AS-i Subnetz anzulegen. b. Wählen Sie das angelegte AS-i Subnetz aus, um das CM AS-i Master damit zu vernetzen. Beitrags-ID: , V1.0, 11/

12 Abbildung Fügen Sie die gewünschten AS-i Slaves per drag & drop aus dem Hardwarekatalog in die Netzsicht des Hardware- und Netzwerkeditors ein. Abbildung Im Hardware- und Netzwerkeditor öffnen Sie die Gerätesicht des AS-i Slaves. 5. In der Gerätesicht markieren Sie den AS-i Slave. Im Inspektorfenster werden die Eigenschaften des AS-i Slaves angezeigt. 6. Im Register Allgemein navigieren Sie zu AS-Interface. a. Vernetzen Sie den AS-i Slave mit demselben AS-i Subnetz, mit dem Sie das CM AS-i Master vernetzt haben. b. Tragen Sie die Adresse des AS-i-Slaves ein. Beitrags-ID: , V1.0, 11/

13 Abbildung Wiederholen Sie Schritt 4 bis 6 für alle projektierten AS-i Slaves. 8. Weisen Sie den AS-i Slaves die projektierten Adressen mit dem Adressiergerät zu: a. Den Not-Aus müssen Sie für die Zuweisung der Adresse aufschrauben (siehe Abbildung 2-9). Beitrags-ID: , V1.0, 11/

14 Abbildung 2-9 b. Beim Modul S45F 1F-RO/3DI/2DO bekommt jeder F-Ausgang neben der Standard AS-i Adresse eine zweite fehlersichere AS-i Adresse. Das Modul hat einen DIL-Schalter. Wenn der DIL-Schalter in der Position RUN (links) steht, dann kann das Modul betrieben werden und die Standard AS-i Adresse eingestellt werden. Wenn der DIL-Schalter in der Position F-ADDR (rechts) steht, dann kann die fehlersichere AS-i Adresse eingestellt werden. In dieser Position ist kein Betrieb des Moduls möglich. Nach dem Einstellen der fehlersicheren AS-i Adresse muss der DIL-Schalter in die Position RUN (links) zurückgestellt werden. Beitrags-ID: , V1.0, 11/

15 2.4 Sichere Ein- und Ausgänge (F-I/Os) projektieren In der Projektierung haben die fehlersicheren AS-i Slaves bisher nur die normalen E/A-Adressen. Auf diese E/A-Adressen kann im Anwenderprogramm zugegriffen werden. Abbildung 2-10 Beitrags-ID: , V1.0, 11/

16 Für die Aktivierung der sicheren E/A-Adressen öffnen Sie die Gerätesicht der ET 200SP. In der Gerätesicht markieren das F-CM AS-i Safety. Im Inspektorfenster werden die Eigenschaften des F-CM AS-i Safety angezeigt. Im Register Allgemein navigieren Sie zu Sichere Eingänge. Aktivieren Sie die sicheren Eingänge des fehlersicheren AS-i Slaves. Abbildung 2-11 Beitrags-ID: , V1.0, 11/

17 Im Register Allgemein navigieren Sie zu Sichere Ausgänge. Sie können bis zu 16 sichere AS-i Schaltgruppen aktivieren. In den Einstellungen jeder benötigten Schaltgruppe aktivieren Sie die Ausgangssteuerung und stellen Sie die dazugehörige AS-i Adresse ein. In diesem Beispiel wird der sichere Ausgang A32.0 des fehlersicheren Relais aktiviert. Das fehlersichere Relais hat die fehlersichere AS-i Adresse 6. Die fehlersichere AS-i Adresse, die Sie im Projekt einstellen, muss mit der Adresse des fehlersicheren Teils des AS-i Slaves übereinstimmen. Viele AS-i Slaves mit fehlersicheren Ausgängen besitzen entsprechend zwei AS-i Adressen, eine Standard AS-i Adresse und eine fehlersichere AS-i Adresse. Der sichere Ausgang kann passiviert werden. Über den Ausgang A34.0 wird er quittiert / depassiviert. Abbildung 2-12 Beitrags-ID: , V1.0, 11/

18 In den Eigenschaften des fehlersicheren AS-i-Slaves werden nach der Aktivierung der sicheren Ein- und Ausgänge weitere Optionen für die Safety-Parameter angezeigt. Abbildung 2-13 Beitrags-ID: , V1.0, 11/

19 2.5 Projektierung übersetzen und laden In der Projektnavigation markieren Sie die S7-500 CPU. In der Funktionsleiste klicken Sie auf die Schaltfläche Übersetzen. Abbildung 2-14 In der Projektnavigation markieren Sie die S CPU. In der Funktionsleiste klicken Sie auf die Schaltfläche Laden in Geräte. Der Dialog Erweitertes Laden oder Vorschau laden wird automatisch geöffnet. Der Dialog Erweitertes Laden wird nur automatisch geöffnet, wenn der Zugriffsweg neu eingestellt werden muss. (1) Nehmen Sie folgende Einstellungen vor: Typ der PG/PC-Schnittstelle: PN/IE PG/PC-Schnittstelle: Netzwerkkarte des PC/PGs, die mit der S CPU verbunden ist. Verbindung mit Schnittstelle/Subnetz: Subnetz, dass mit der PROFINET- Schnittstelle der S CPU vernetzt ist, z. B. PN/IE_1 (2) Aktivieren Sie die Option Alle kompatiblen Teilnehmer anzeigen. (3) Klicken Sie auf die Schaltfläche Suche starten. (4) Die S CPU wird in der Liste Kompatible Teilnehmer im Zielsubnetz angezeigt. Markieren Sie die S CPU. (5) Klicken Sie auf die Schaltfläche Laden. Der Dialog Vorschau laden wird geöffnet. Beitrags-ID: , V1.0, 11/

20 Abbildung Im Dialog Vorschau laden klicken Sie auf die Schaltfläche Laden, um den Ladevorgang zu starten. Um die Baugruppen vor dem Ladevorgang zu stoppen, aktivieren Sie die Aktion Alle stoppen. Abbildung Beitrags-ID: , V1.0, 11/

21 Im Dialog Ergebnisse des Ladevorgangs klicken Sie auf die Schaltfläche Fertig stellen, um den Ladevorgang zu beenden. Um die Baugruppen nach dem Ladevorgang zu starten, aktivieren Sie die Aktion Alle starten. Abbildung 2-17 Nachdem das Projekt geladen ist: leuchten folgende LEDs des CM AS-i Master grün: DIAG AS-i ok PWR blinkt die RN-LED des Interfacemoduls der ET 200SP nicht mehr, sondern leuchtet grün. Beitrags-ID: , V1.0, 11/

22 2.6 F-Zieladresse zuweisen Weisen Sie dem F-CM AS-i Safety die F-Zieladresse zu. Dazu klicken Sie in der Gerätesicht der ET 200SP mit der rechten Maustaste auf das CM AS-i Safety und wählen Sie das Kontextmenü F-Zieladresse zuweisen aus. Abbildung 2-18 Hinweis Wenn das Kontextmenü F-Zieladresse zuweisen beim F-CM AS-i Safety nicht vorhanden ist, fügen Sie in der Projektierung der ET 200SP ein F-DI/DO Modul ein. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf das F-DI/DO Modul und wählen Sie das Kontextmenü F-Zieladresse zuweisen aus. Beitrags-ID: , V1.0, 11/

23 Im Dialog F-Zieladresse zuweisen wählen Sie das F-CM AS-i Safety aus. Klicken Sie auf die Schaltfläche Identifikation. Anschließend wird der Status Zugewiesen angezeigt. Abbildung AS-i Codefolgen einlesen Das F-CM AS-i Safety holt sich über den Rückwandbus die Codefolgen der fehlersicheren AS-I Slaves vom CM AS-i Master. Das F-CM AS-i Safety muss alle Codefolgen einwandfrei erhalten haben, damit es den fehlersicheren Betrieb starten kann. Dafür muss das F-CM AS-i Safety alle AS-i Slaves auf den richtigen Adressen erkennen und zusätzlich müssen die Kontakte geschlossen sein. Der Not-Aus-Taster muss mindestens einmal offen, nicht gedrückt, sein damit das F-CM AS-i Safety die richtigen Codefolgen erkennt. Die folgende Abbildung zeigt die Ansicht Online& Diagnose des F-CM AS-i Safety. Das Modul sieht alle AS-i Slaves auf den richtigen Adressen. Allerdings ist der Not-Aus-Taster gedrückt, so dass die Codefolge nicht erkannt und rot angezeigt wird. Bei F-IN werden die Kontakte 1 und 2 weiß dargestellt, d. h. die Kontakte sind offen. Beitrags-ID: , V1.0, 11/

24 Abbildung 2-20 Wenn der Not-Aus-Taster geöffnet wird, werden bei F-IN die Kontakte grün dargestellt. Auch die Codefolge wird grün dargestellt. Die Anzeige eingelernte Slaves steht noch auf 1/2. Klicken Sie auf die Schaltfläche Eingelernte Codefolgen übernehmen. Abbildung 2-21 Beitrags-ID: , V1.0, 11/

25 Die folgende Meldung bestätigen Sie mit Ja. Abbildung 2-22 Die Anzeige Eingelernte Slaves steht jetzt auf 2/2. Die Codefolge des Not-Aus- Tasters wird grün mit Haken angezeigt, d. h. betriebsbereit. Jetzt sollten alle Baugruppen grün sein. Beitrags-ID: , V1.0, 11/

26 3 Programmierung 3 Programmierung 3.1 F-Baustein erstellen In der Projektnavigation doppelklicken Sie im Ordner Programmbausteine der CPU auf den Eintrag Neuen Baustein hinzufügen. Der Dialog Neuen Baustein hinzufügen wird geöffnet. Abbildung 3-1 Im Dialog Neuen Baustein hinzufügen nehmen Sie folgende Einstellungen vor: Klicken Sie auf die Schaltfläche Funktionsbaustein. Aktivieren Sie die Option F-Baustein anlegen. Tragen Sie einen Namen für den F-Baustein ein. Klicken Sie auf die Schaltfläche OK. Der F-Baustein wird erstellt. Beitrags-ID: , V1.0, 11/

27 3 Programmierung Abbildung Not-Aus-Abschaltung realisieren Aufruf der Anweisung ESTOP1 Im F-Baustein wird die Anweisung ESTOP1 aufgerufen. Diese Anweisung realisiert eine Not-Aus-Abschaltung mit Quittierung für Stop-Kategorie 0 und 1. Abbildung 3-3 Beitrags-ID: , V1.0, 11/

28 3 Programmierung Eingangsparameter Tabelle 3-1 zeigt die Eingangsparameter der Anweisung ESTOP1. Tabelle 3-1 Eingangsparameter Datentyp Beschreibung E_STOP BOOL Not-Aus ACK_NEC BOOL 1=Quittierung erforderlich ACK BOOL 1=Quittierung TIME_DEL TIME Verzögerungszeit Ausgangsparameter Tabelle 3-2 zeigt die Ausgangsparameter der Anweisung ESTOP1. Tabelle 3-2 Ausgangsparameter Datentyp Beschreibung Q BOOL 1=Freigabe Q_DELAY BOOL Freigabe ausschaltverzögert ACK_REQ BOOL 1=Quittierung erforderlich DIAG BYTE Serviceinformationen Funktion Im Normalbetrieb ist der Not-Aus-Taster nicht gedrückt, d. h. der Eingangsparameter E_STOP ist 1, so dass die Ausgangsparameter Q und Q_DELAY auf 1 gesetzt sind und der Ausgangsparameter ACK_REQ auf 0 zurückgesetzt ist (Freigabe und keine Quittierung erforderlich). Wenn der Not-Aus-Taster gedrückt wird, wird der Eingangsparameter E_STOP auf 0 gesetzt, so dass der Ausgangsparameter Q auf 0 zurückgesetzt wird (sofortige Notabschaltung). Der Ausgangsparameter Q-DELAY wird erst nach Ablauf der Wartezeit TIME_DEL auf 0 zurückgesetzt (verzögerte Notausabschaltung). Wenn der Not-Aus-Taster wieder gelöst wird, bleiben die Ausgangsparameter Q und Q_DELAY auf 0 (keine Freigabe). Der Ausgangsparameter ACK_REQ wird auf 1 gesetzt (Quittierung erforderlich). Erst wenn der Eingangsparameter ACK auf 1 gesetzt wird (Quittierung), ist wieder Normalbetrieb. 3.3 Diagnose des AS-i Bussystems Der Betriebszustand des AS-i Masters, des angeschlossenen AS-i Netzwerks und der AS-i Slaves ist als Diagnosedatensatz DS92 in der Baugruppe CM AS-i Master hinterlegt. Im Anwenderprogramm der CPU lesen Sie den Datensatz DS92 mit der Anweisung RDREC aus. Eine Beschreibung des Datensatzes DS92 finden Sie im Handbuch des CM AS-i Masters, Kapitel 8.9 Datensätze zur Diagnose unter folgendem Link: Beitrags-ID: , V1.0, 11/

29 4 Visualisierung 4 Visualisierung Am SIMATIC Panel wird angezeigt, welche Baugruppen quittiert werden müssen: F-DO F-CM AS-i Safety Not-Aus-Taster Über die entsprechende Schaltfläche am SIMATIC Panel werden die folgenden Baugruppen quittiert. Klicken Sie auf die Schaltfläche ACK F-DO um den sicheren Ausgang A32.0 des fehlersicheren Relais zu quittieren. Klicken Sie auf die Schaltfläche ACK F-CM, um das F-CM AS-i Safety wieder einzugliedern. Klicken Sie auf die Schaltfläche ACK ESTOP, um die Not-Aus-Abschaltung zu quittieren. Wenn Sie auf die Schaltfläche ACK Global klicken, wird eine globale Quittierung ausgelöst. Des Weiteren wird der Zustand der projektierten AS-i Slaves angezeigt. Vorhanden (grün) Fehler (rot) Abbildung 4-1 Beitrags-ID: , V1.0, 11/