Refresh vom Vortag. Topologiekonfigurator. Programmierung in: Kontaktplan Funktionsbausteinsprache Strukturierter Text

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1 Seminar: A26 System: Refresh vom Vortag Topologiekonfigurator 2.Tag Programmierung in: Kontaktplan Funktionsbausteinsprache Strukturierter Text Kommunikation zur SPS (1) T&I - Funktionen SPS-Status / Transfer... Hersteller - Funktionsbausteine Instanziierung Parametrierung SET - RESET - Operatoren Seite 1

2 Hinweise zur Deklaration von Variablen Variablennamen dürfen keine Umlaute (ä,ü ö.) keine Leerzeichen und keine Bindestriche enthalten! Stör-M1 : BOOL Stoer_M1 : BOOL Variablennamen dürfen nicht mit einer Zahl beginnen! 1_ Start : BOOL Start_1 : BOOL Variablenname und Datei-(Programm-)name dürfen nicht gleich lauten! Pumpe : BOOL Pumpe.POE Pumpe1 : BOOL Pumpe.POE Schlüsselworte dürfen nicht als Variablenname verwendet werden! LT: BOOL L_Test : BOOL Hinweise zur Deklaration von Variablen: Bsp. : Die Bezeichnung einer Variablen mit LT (z.b. für die Funktion Lampentest) führt zu einer Fehlermeldung, da LT das Schlüsselwort für den Operanden Less Than - Kleiner als ist! Seite 2

3 Hinweise zur Programmerstellung (1) Die nachfolgenden Hinweise dienen ausschließlich der optischen Strukturierung von Programmen und damit der besseren Lesbarkeit!! Schreiben Sie alle Schlüsselworte groß Halten Sie ausreichend Abstand zwischen Operator und Operand (1TAB) Wählen Sie die Variablennamen so aus, daß sie selbsterklärend sind Schreiben Sie den 1. Buchstaben des Variablennamens groß und alle weiteren klein Bei Variablennamen, die aus mehreren Worten bestehen, trennen Sie diese durch den Unterstrich und schreiben jeweils den 1. Buchstaben des Wortes groß Wenn Sie mit Klammern arbeiten, so rücken Sie jede Klammerebene um z.b. 1TAB nach rechts ein Setzen Sie Sprungziele immer in eine separate Zeile und machen Sie diese z.b. durch Einrahmen besonders kenntlich Seite 3

4 Hinweise zur Programmerstellung (2) Beispiel (* *) P1_Betrieb: (* *) p1betrieb: ld startpumpe1 or pumpe1 and stoppumpe1 and auto or (hand and (pumpe1hand? or allepumpen ) ) st pumpe1 ld pumpe1 jmpcn p2betrieb ld blink st pumpe1laeuft p2betrieb: ld startpumpe2 : LD Start_Pumpe1 OR Pumpe1 AND Stop_Pumpe1 AND Auto OR (Hand AND (Pumpe1_Hand OR Alle_Pumpen )! ) ST Pumpe1 LD Pumpe1 JMPCN P2_Betrieb LD Blink ST Pumpe1_Laeuft (* *) P2_Betrieb: (* *) LD Start_Pumpe2 : Seite 4

5 Topologiekonfigurator Konfiguration Neu TEST PS4-141-MM1 Neu Datei: Gerät Extras: Öffnen Speichen Drucken Lokal erweitern Dezentral erweitern Löschen Parametrieren Zoom E/A - Auslastung Errechnete Buszykluszeit PS4-201-MM1 PS416-CPU-400 PS416-CPU-300 PS416-CPU-200 PS4-271-MM1 PS4-151-MM1 PS4-141-MM1 PS4-341-MM1 EPC K Dateiart:.... dcf Topologiekonfigurator Mit dem TOPOLOGIE-KONFIGURATOR erstellen Sie die Hardware-Konfiguration Ihres Automatisierungssystems. Basis einer solchen Konfiguration ist eine Zentraleinheit. Ausgehend von dieser Zentraleinheit (Kopf-Steuerung) werden die lokalen und dezentralen Erweiterungen des Automatisierungssystems grafisch beschrieben und parametriert. Der grafische TOPOLOGIE-KONFIGURATOR unterstützt Topologien mit Suconet K und AS- Interface. Für PROFIBUS-DP, PROFIBUS-FMS und INTERBUS existieren eigene Konfiguratoren: Übersicht zu den Konfiguratoren: Bussystem: Suconet K AS-Interface PROFIBUS-DP PROFIBUS-FMS INTERBUS Konfigurator im Offline- Betrieb: Sucosoft S40 Sucosoft S40 + CFG-DP Sucosoft S40 + CFG-Suconet-P Sucosoft S40 + CFG-CMD Seite 5

6 KOP / FBS - Programmierung Programmieren in Anweisungsliste Programmieren in strukturierten Text Programmieren in Kontaktplan Programmieren in Funktionsbausteinsprache Seite 6

7 KOP Programmierung (1) 2 1 Neues KOP Netzwerk einfügen Programmieren in Kontaktplan Seite 7

8 KOP Programmierung (2) 2 z.b. Parallelkontakt einfügen 1 Markieren durch Mausklick Seite 8

9 KOP Programmierung (3) 2 z.b. Serienkontakt einfügen 1 Markieren durch Mausklick Seite 9

10 KOP Programmierung (4) Im Fenster das / die Element(e) benennen. 2 1 Markierten Operanden mit Return-Taste bestätigen. Seite 10

11 FBS Programmierung (1) 2 1 Programmieren in Funktionsbausteinsprache Neues FBS Netzwerk einfügen Seite 11

12 FBS Programmierung (2) 1 Markierten Operanden mit einer Funktion belegen z.b. ODER-Funktion Seite 12

13 FBS Programmierung (3) 2 z.b. UND-Funktion einfügen 1 Markieren durch Mausklick Seite 13

14 FBS Programmierung (4) Im Fenster das / die Element(e) benennen. 2 1 Markierten Operanden mit Return-Taste bestätigen. Seite 14

15 FBS Programmierung (5) Funktionsbaustein Aufruf Vergleichs Funktionen (LT, GT, EQ,...) Eine Funktion um einen Eingang erweitern Funktions Aufruf Arithmetik Funktionen (ADD, MUL,...) Binäre Funktionen (AND, OR, XOR) Set-Funktion einfügen Reset-Funktion einfügen Zuweisungs-Funktion (ST) einfügen Seite 15

16 ST Strukturierter Text (allgemein) Textuelle Programmiersprache. Hochsprache. PASCAL ähnlich. In der SPS-Welt noch nicht so bekannt (neuste Sprache). Von allen anderen Programmiersprachen am Besten geeignet zur Bedingten Programmierung und zum Programmieren von Schleifen. Strukturierter Text Die Automatisierer kommen traditionell oft aus der Elektrotechnik und der Digitaltechnik und fühlen sich in den klassischen SPS-Sprachen AWL, KOP und FBS recht wohl. Ihnen macht z.t. schon die Notwendigkeit der Datentypisierung und -deklaration zu schaffen, so dass Hochsprachen-Elemente wie Schleifen und intensive Verzweigungen großes Misstrauen hervorrufen, sind sie in der Arbeitweise der SPS ja auch nicht ganz unproblematisch. Hochschulabgänger jedoch sind in den Sprachelementen des ST zuhause und den Umgang mit ähnlichen Sprachen wie PASCAL und C gewohnt. Ihnen wiederum macht eher die zyklische Programmabarbeitung der SPS zu schaffen; ebenso die in der SPS-Technik selbstverständliche Online-Änderung und Diagnose. ST wird in sogenannten Konstrukten programmiert. Die Deklaration der Variablen wird wie in allen anderen Programmiersprachen ausgeführt. Klammerfunktionen können - anders wie in AWL (Anweisungsliste) - hintereinander, verschachtelt werden. Beispiel: Ausgang:=((Eingang_1 AND Eingang_2) OR (Eingang_3 AND Eingang_4)); Seite 16

17 ST Strukturierter Text (Arithmetische Operatoren) AWL, KOP, FBS : ST : ADD SUB MUL DIV + - * / Arbeiten auf: ANY_NUM Arithmetische Operatoren Sowohl die Operatoren für numerische Variablen als auch die auf der nächsten Seite beschriebenen Vergleichsoperatoren geben sich, was den Schreibaufwand angeht, nicht viel. Deren Anwendung ist reine Gewöhnungssache. Durch die Zusammenfassung mehrerer Ausdrücke in einer Befehlszeile wirken die Programmzeilen in ST allerdings immer etwas kompakter als die entsprechenden Umsetzungen in AWL, bei der ja jedes Statement eine neue Zeile belegt. Seite 17

18 ST Strukturierter Text (Vergleichs - Operatoren) AWL, KOP, FBS : ST : EQ NE GE GT = <> >= > LE LT Arbeiten auf: ANY <= < Vergleichs Operatoren EQ Equal NE Not Equal GE Greater Equal GT Greater Than LE Less Equal LT Less Than Gleich Ungleich Grösser Gleich Grösser Als Kleiner Gleich Kleiner Als Seite 18

19 ST Strukturierter Text (Verzweigungen ) AWL : ST : LD variable GT 100 JMPC groesser LD variable EQ 100 JMPC gleich LD a ADD 1 ST a JMP END groesser: LD a SUB 1 ST a JMP END gleich: LD a ST ergebnis END: IF variable > 100 THEN a:=a-1; ELSIF variable = 100 THEN ergebnis:=a; ELSE a:=a+1; END_IF ; Verzweigungen I Bei den Verzweigungen kann die Hochsprache ST ihre Stärken ausspielen. Sowohl bei den IF THEN ELSE-Konstrukten als auch bei den sehr mächtigen CASE-Anweisungen lassen sich auch komplexe Auswahlkriterien schnell und übersichtlich ausdrücken. IF Wenn / Falls (Offnen des IF-Konstruktes) ELSIF Andernfalls (mit Bedingung) THEN Dann ELSE Andernfalls (ohne Bedingung) END_IF Schliessen des IF-Konstruktes Seite 19

20 ST Strukturierter Text (Verzweigungen ) fall_1: fall_2: AWL : ST : LD variable EQ 1 JMPC fall_1 LD variable EQ 2 OR (variable EQ 3 ) OR (variable EQ 4 ) JMPC fall_2 LD a ADD 1 ST a JMP END LD a ADD 1 ST a JMP END.. CASE variable OF 1: a:=a+1; 2,3,4: a:=a+2; : a:=a+3; ELSE a:=a-3; END_CASE ; Verzweigungen II Die CASE-Anweisung ermöglicht elegante Fallunterscheidungen, die man in AWL oder auch den grafischen Sprachen nur mit Geduld und relativ großem Aufwand nachbilden kann. CASE Fall Seite 20

21 ST Strukturierter Text (Schleifen ) FOR FOR variable := 0 TO 20 DO feld_a[variable]:=100; feld_b[variable]:=50; feld_c[variable]:=3; END_FOR ; Schleifen I Wie andere Hochsprachen auch bietet ST verschiedene Sprachelemente für die Schleifenprogrammierung; eine Tatsache, die bei SPS-Programmierern zunächst einmal die Alarmglocken läuten läßt. Schleifenprogrammierung bedeutet schließlich, daß innerhalb der ohnehin schleifenförmingen (zyklischen) Programmabarbeitung der SPS eine weitere Schleife abgearbeitet wird, die u.u. verhindert, daß die SPS in ihrem Arbeitsablauf nach angemessener Zeit die E-/A-Signale auffrischt und ihre systeminternen Abläufe abarbeiten kann. In solchen Fällen kann es sein, daß der Watchdog der SPS zuschlägt und die Steuerung anhält. Die FOR-Schleife eignet sich besonders für Initialisierungsaufgaben, die im Normalfall einmal am Programmanfang abgearbeitet werden. Seite 21

22 ST Strukturierter Text (Schleifen ) WHILE a <= 100 DO a:=a*2; b:=b+1; c:=c+5; END_WHILE ; WHILE DO REPEAT a:=a+1; b:=b*2; UNTIL a=100 OR b=50 END_REPEAT ; Die Zykluszeit-Falle REPEAT UNTIL Schleifen II Gerade bei den beiden Schleifenkonstrukten WHILE DO und REPEAT UNTIL ist in der SPS- Programmierung größte Vorsicht geboten. Hier kann, im Gegensatz zur FOR NEXT -Schleife, nicht vorhergesagt werden, nach welcher Zeit die Ende-Bedingung für die Schleife erfüllt ist. WHILE Solange (während) Temperatur kleiner gleich 100 ist, REPEAT Wiederhole UNTIL bis führe das aus, was im Block steht. Seite 22

23 Kommunikation zur SPS 1 ( ) Test und Inbetriebnahme Gerätename ist virtuell editierbar. z.b.: Mischer 3 Ankoppeln Kommunikation zur SPS - 1 ( ) Nachdem man das erste mal in einem neuen Projekt die T&I (Test und Inbetriebnahme) öffnet, erscheint das erste Fenster, im dem die SPS noch nicht eingestellt und angekoppelt ist. Man klickt in das Feld Gerätetyp (PS4-300) und editiert die Prozezzorfamilie (PS4-300 PS MM1, PS4-200 PS4-141-MM1 bzw. PS4-151-MM1 bzw. PS4-201-MM1, PS416 CPU200 bzw. CPU300 bzw. CPU400). Im Feld Schnittstelle (COM1) wird die PC Schnittstelle eingestellt. Im Feld Gerätename (hier im Beispiel A26_SEM_1) kann ein virtueller Gerätename für die SPS editiert werden (hier im Beispiel Mischer 1). Nachdem die SPS über das Symbol angekoppelt wurde werden die folgenden Schaltflächen / Symbole aktiv: Das Dialogfeld CPU-Status öffnen Das Dialogfeld Transfer/Datei-Manager öffnen Das Dialogfeld Programm-Status öffnen Das Dialogfeld Datum/Zeit anzeigen/ändern öffnen Seite 23

24 Kommunikation zur SPS 1 ( ) Kommunikation zur SPS - 1 ( ) Im Dialogfeld Datum/Zeit anzeigen/ändern wird die Interne SPS-Echtzeituhr gestellt. Sobald man die Schaltfläche betätigt, wird die editierte Zeit in die Uhr der SPS geladen. Im Dialogfeld Transfer/Datei-Manager wählt man das zu transferierende Programm durch Mausklick aus (Zeile ist blau hinterlegt) und kann entweder einen Programmvergleich zwischen PG (Programmier Gerät = PC) oder einen Programmtransfer (Download) vornehmen. Seite 24

25 Kommunikation zur SPS 1 ( ) Kommunikation zur SPS - 1 ( ) Im Dialogfeld CPU-Status werden diverse Daten, wie der Betriebszustand (RUN, Halt,...), die Schalterstellung des Betriebsartenschalters, die Zeit der SPS-Echtzeituhr, u.s.w. der CPU angezeigt. Im Dialogfeld Programm-Status bekommt man Informationen zum geladenen Programm in der SPS. Seite 25

26 Instanziierung ( ) Instanziierung bedeutet: Zuordnung eines Datenbereiches zu einem Funktionsbaustein. Deklaration der Variablen Freier Modus : oder Syntax Modus : Prototyp vom Typ CTU Speicher der SPS (Instanz) + Daten Teilezaehler Instanziierung Grundsätzlich handelt es sich bei dem Begriff Instanz um eine Zuständige Stelle. Bei jeglicher Variabelendeklaration werden im Speicher der SPS Speicherzellen angelegt, die den Namen der Variablen und den dazugehörigen Datensatz (Datentyp) enthalten. Seite 26

27 Instanziierung ( ) Mehrfachinstanziierung bedeutet: Zuordnung mehrerer Datenbereiches zu einem Funktionsbaustein. Deklaration der Variablen Freier Modus : oder Syntax Modus : Prototyp vom Typ CTU + Speicher der SPS (Instanz) Daten Ausschuss Daten Fertigteile Daten Rohlinge Instanziierung Das wesentliche bei der Mehrfachinstanziierung ist, dass die einzelnen Datenbereiche autark sind. Das bedeutet, dass die einzelnen Daten so wie früher bei den Merkern sich nicht mehr überschreiben. Erst durch diese Technologie ist es möglich, bestehende, eigene sogenannte Anwender-Funktionsbausteine zu schreiben, die für alle möglichen neuen Programme benutzt werden können. Seite 27

28 Aufruf von Funktionsbausteinen POE-Programm hier: AWL CAL 1. Variante: (IEC-konform) LD ST M_Takt (Set:=Start; Period:= 200 ) M_Takt.PulseOutput Takt P R O T O T Y P TimeGenerator BOOL Set UINT Period PulseOutput BOOL 2. Variante: (IEC-konform) 3. Variante: (Moeller spezifisch) LD Start ST M_Takt.Set LD 200 ST M_Takt.Period CAL M_Takt LD M_Takt.PulseOutput ST Takt CAL M_Takt ( Set := Start, Period := 200 Takt := PulseOutput ) Deklaration der Variablen: VAR M_Takt : TimeGenerator ; Start AT %I : BOOL ; Takt AT %Q : BOOL ; END_VAR Aufruf von Funktionsbausteinen Stellt man den Cursor in den Instanznamen eines Hersteller / IEC - Funktionsbausteins, so kann man mit der Funktionstaste F1 jederzeit die Online-Hilfe zu diesem Prototypen aufrufen. Seite 28

29 Set - / Reset - Operatoren Vorrangig Setzen EIN S Motor AU S R LDN R LD S AUS Motor EIN Motor Vorrangig Rücksetzen EIN S AU S R Motor LD S LDN R EIN Motor AUS Motor Set - / Reset Operatoren Die Reihenfolge der Programmierung der einzelnen Sequenzen (i.d.r. beginnt eine Sequenz mit einem Lade-Befehl und endet mit einer Zuweisung) entscheidet über das vorrangige setzen oder Rücksetzen. Werden EIN- und AUS- Taster gleichzeitig betätigt Setzt sich der zuletzt programmierte Zustand im Ausgaberegister an den entsprechenden Ausgängen / Variablen durch (serielle Programm - Abarbeitung!). Seite 29

30 Generator mit zwei Timern (TON bzw. TOF) Timer_1 TON T = 5s 1 BOOL IN Q BOOL T#2s500ms TIME PT ET TIME Timer_2 T#2s500ms BOOL TIME IN PT TON Q ET BOOL TIME Generator mit zwei Timern (TON bzw. TOF) VAR Schuetz_K0 AT %Q : BOOL ; Timer_1 : TON ; Timer_2 : TON ; END_VAR CAL Timer_1( IN := (Timer_2.Q NOT ), PT := T#2s500ms Schuetz_K0 := Q, := ET ) CAL Timer_2( IN := Schuetz_K0, PT := T#2s500ms := Q, := ET ) Seite 30