Beispiel zur Inbetriebnahme des Anwenderbausteins am Beispiel eines ifm GM504S und SIEMENS S7 300F Änderungen Revision Kurze Beschreibung der Änderung KZ Datum 1.0 Erstellt tm 18.03.2004 1.1 Freigabe nach Review, diverse Korrekturen VSI-hh 13.04.2004 1.2 Freigabe durch Hr. Mysliwiec 02.07.2004 1.3 Überarbeitung durch Hr. Gottwald und Hr. Mackh tm 04.04.2006 Dokumentenidentifikation: Bsp_Inbetriebnahme_Anwenderbaustein_ Seite 1 von 20
Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung...3 1.1 Ziel dieses Dokuments...3 1.2 Allgemeine Beschreibung...3 1.3 Erforderliche Grundkenntnisse...4 1.4 Gültigkeitsbereich der Beschreibung...4 1.5 Hinweis...4 1.6 Vorwort...4 2 Anschließen des Sicherheitsschalters an F-SPS...5 3 Vorgehensweise bei der Inbetriebnahme...6 3.1 Benutzte Hilfsmittel...6 3.2 Neues Projekt anlegen...7 3.3 Hardwarekonfiguration...8 3.4 Softwarekonfiguration...13 4 Beschreibung des Funktionsbaustein...17 4.1 Bausteinparameter...17 4.2 Bausteinaufruf...18 Programmbeispiel mit automatischer Quittierung...20 Dokumentenidentifikation: Bsp_Inbetriebnahme_Anwenderbaustein_ Seite 2 von 20
1 Einleitung 1.1 Ziel dieses Dokuments Dieses Dokument soll die Inbetriebnahme eines Sicherheitsschalters vom Typ GM504S an eine fehlersichere SPS aus dem Hause Siemens erleichtern. HINWEIS: Die Erstellung des fehlersicheren Anwenderbausteins (F-FB) basiert auf den GM504S der ifm electronic gmbh. Die Verwendbarkeit für weitere Schaltertypen kann dem Anhang des entsprechenden TÜV-Zertifikates entnommen werden. 1.2 Allgemeine Beschreibung Dieser Anwenderbaustein wurde für den Einsatz von berührungslosen induktiven Sicherheitsschaltern der ifm electronic gmbh in der Produktfamilie S7 Distributed Safety entwickelt. Der Baustein ist für alle Distributed Safety S7 CPUs (315F, 317F, 416F, IM151-7 F-CPU) und F- Peripheriemodule der ET200 Familie einsetzbar. In dem Baustein FB20 wird ein Rechtecksignal (TE) für den/die angeschlossenen Sicherheitsschalter generiert. Das von dem angeschlossenen Sicherheitsschalter zurückkommende Signal (A) wird im FB21 ausgewertet und liefert bei richtiger Bedämpfung des Sicherheitsschalters ein Freigabesignal. Dieses Freigabesignal kann für eine weitere Auswertung verwendet werden. Zum Einsatz des induktiven Sicherheitsschalters siehe Bedienungsanleitung des Herstellers: Bestimmungsgemäße Verwendung, Sicherheitshinweise, Auflagen zur Hardware-Projektierung, Montage und Technische Daten. Dokumentenidentifikation: Bsp_Inbetriebnahme_Anwenderbaustein_ Seite 3 von 20
1.3 Erforderliche Grundkenntnisse Zum Verständnis dieser Dokumentation werden allgemeine Kenntnisse auf dem Gebiet der Automatisierungstechnik vorausgesetzt. Außerdem sind ab Kapitel 4 Grundkenntnisse auf folgenden Gebieten erforderlich: - fehlersichere Automatisierungssysteme - Automatisierungssysteme S7-300/400 - Basissoftware STEP 7, insbesondere: - Umgang mit dem SIMATIC Manager - Hardwarekonfiguration mit HW Konfiguration - Optionspaket S7 Distributed Safety 1.4 Gültigkeitsbereich der Beschreibung Diese Beschreibung bezieht sich auf die Datei GX5xxS.zip, welche u.a. den vom TÜVit zertifizierten Funktionsbaustein mit der CRC-Nummer 9E74h enthält. Fernerhin enthält die Datei noch weitere Funktionsbausteine mit dazugehörigen Datenbausteinen, die für eine schnellere Inbetriebnahme zur Verfügung gestellt werden. Diese weiteren Bausteine sind für den Einsatz des F_GM50XS nicht zwingend notwendig. Die Datei GX5xxS.zip ist ein STEP7 Archiv und kann über das Programm SIEMENS Step7 geöffnet werden, siehe dazu Kapitel 1.6 Vorwort! 1.5 Hinweis 1.6 Vorwort Es gilt zu beachten, dass nur der Funktionsbaustein zertifiziert ist. Die Vorgehensweise in Kapitel 3 beschreibt lediglich ein Beispiel, wie dieser Baustein in Betrieb genommen werden kann. Die nachfolgend beschriebene Vorgehensweise in Kapitel 4 dient zum Testen und zur Inbetriebnahme sowie zum Erlangen erster Erfahrungen im Umgang des GM504S in Verbindung mit einer fehlersicheren SPS vom Typ SIMATIC S7 Distributed Safety. Dokumentenidentifikation: Bsp_Inbetriebnahme_Anwenderbaustein_ Seite 4 von 20
2 Anschließen des Sicherheitsschalters an F-SPS Der Schaltausgang A des induktiven Sicherheitsschalters wird an einem fehlersicheren Eingang einkanalig angebunden. (In diesem Beispiel der Eingang 0 der Eingangskarte). Der Takteingang TE des induktiven Sicherheitsschalters sollte über einen Standardausgang versorgt werden. (In diesem Beispiel der Kanal 0 der Ausgangskarte). Die Anschlüsse L+ und L- des Sicherheitsschalters werden entsprechend an DC24V und an Masse angeschlossen Verdrahtungsbeispiel: Standard DO Baugruppe SM 326 DI 24 x DC24V L+ L- TE A 1 2 3 4 Dokumentenidentifikation: Bsp_Inbetriebnahme_Anwenderbaustein_ Seite 5 von 20
3 Vorgehensweise bei der Inbetriebnahme Im Folgenden wird Schritt für Schritt die Vorgehensweise am Beispiel einer Siemens SIMATIC S7 CPU315F-2 DP in Verbindung mit einer Eingangskarte SM 326 DI 24xDC24V und einer Ausgangskarte SM 326 DO 10xDC24V/2A (Verwendung im Standardbetrieb) erklärt. 3.1 Benutzte Hilfsmittel ifm GM504S SIEMENS SIMATIC S7-300 CPU315F-2 DP SIEMENS SM 326 DI 24xDC24V SIEMENS SM 326 DO 10xDC24V/2A SIEMENS SIMATIC STEP 7 V5.2 + SP1 SIEMENS SIMATIC Distributed Safety Programming ab V5.2 + SP1 4 Adriges Anschlusskabel für den GM504S PC/PG mit Verbindung zur CPU315F-2 DP Dokumentenidentifikation: Bsp_Inbetriebnahme_Anwenderbaustein_ Seite 6 von 20
3.2 Neues Projekt anlegen 1. SIMATIC Manager öffnen und ein neues Projekt angelegen. Abbildung 1: Neues Projekt anlegen 2. Projektnamen eingeben (im Beispiel Kundenprojekt ) und mit OK bestätigen. Abbildung 2: Projektnamen eingeben Dokumentenidentifikation: Bsp_Inbetriebnahme_Anwenderbaustein_ Seite 7 von 20
3. Unter Menü: Einfügen Station 2 SIMATIC 300-Station auswählen. Abbildung 3: SIMATIC Station-300 einfügen 3.3 Hardwarekonfiguration 1. Durch Doppelklick auf SIMATIC 300(1) und anschließend auf Hardware wird nun die Hardwarekonfiguration geöffnet. Abbildung 4: Öffnen der HW-Konfig Dokumentenidentifikation: Bsp_Inbetriebnahme_Anwenderbaustein_ Seite 8 von 20
2. Hier werden jetzt in der richtigen Reihenfolge die benutzten Komponenten installiert. Als erstes ein Rack (RACK-300), auf das danach die Komponenten gesetzt werden können, Per Drag&Drop Abbildung 5: Einfügen der benutzten Komponenten Danach werden auf die selbe Weise alle Komponenten eingefügt. Die Pos. 1 ist immer ein Netzteil, Pos. 2 die CPU, Pos. 3 ist für eine Interfacekarte reserviert und ab Pos. 4 werden nun die restlichen Karten eingefügt (DO, DI, etc.). Per Drag&Drop Abbildung 6: Eingefügte Komponenten Dokumentenidentifikation: Bsp_Inbetriebnahme_Anwenderbaustein_ Seite 9 von 20
3. Durch Doppelklick auf die CPU kommt man in die CPU-Eigenschaften. Hier müssen unter Schutz und Weckalarme entsprechende Einstellungen vorgenommen werden. Hier muss auch ein Passwort gesetzt werden. Welche Einstellung unter Schutz gewählt wird (1,2 oder 3) ist irrelevant. Wichtig ist hierbei anzugeben, dass die CPU ein Sicherheitsprogramm enthält. Abbildung 7: CPU enthält Sicherheitsprogramm Abbildung 8: Weckalarm OB35 auf 10ms Dokumentenidentifikation: Bsp_Inbetriebnahme_Anwenderbaustein_ Seite 10 von 20
4. Ebenso kommt man durch Doppelklicken auf die DO und DI Baugruppen in die Eigenschaften, bei denen die Einstellungen gemäß Abbildung 9: Eigenschaften DO und Abbildung 10: Eigenschaften DI, vorgenommen werden müssen. Abbildung 9: Eigenschaften DO Hinweis: Durch Klicken auf den Rechtspfeil (s.o.) werden noch weitere Kanäle sichtbar, bei denen ebenfalls die Sammeldiagnose abgeschaltet werden muss. Abbildung 10: Eigenschaften DI Hinweis: Durch Klicken auf den Rechtspfeil (s.o.) werden noch weitere Kanäle sichtbar, bei denen ebenfalls die Sammeldiagnose abgeschaltet werden muss. Dokumentenidentifikation: Bsp_Inbetriebnahme_Anwenderbaustein_ Seite 11 von 20
5. Speichern und übersetzen, danach Laden in Baugruppe. Abbildung 11: Speichern und übersetzen 6. Schließen der Hardware Konfig. Dokumentenidentifikation: Bsp_Inbetriebnahme_Anwenderbaustein_ Seite 12 von 20
3.4 Softwarekonfiguration 1. Öffnen des Bausteinordners: Hier sieht man die Sicherheits-Bausteine, die von der HW Konfig bereits erstellt wurden. Abbildung 12: Bausteinordner öffnen 2. Unter: Datei Dearchivieren auswählen. Abbildung 13: Dearchivieren auswählen Dokumentenidentifikation: Bsp_Inbetriebnahme_Anwenderbaustein_ Seite 13 von 20
3. Auswählen und öffnen der Datei GX5xxS. Abbildung 14: Dearchivieren 4. Markieren aller Bausteine im Bausteinordner des dearchivierten Projekts und Einfügen im Bausteinordner des Kundenprojekts. (Markieren, rechte Maustaste kopieren, wechseln in anderes Fenster, rechte Maustaste Einfügen) Abbildung 15: Kopieren der Bausteine Dokumentenidentifikation: Bsp_Inbetriebnahme_Anwenderbaustein_ Seite 14 von 20
5. Schließen des dearchivierten Projekts. Hinweis: OB1 kann gelöscht werden, wird im Beispiel nicht benötigt, sondern der OB35! 6. Unter: Extras Sicherheitsprogramm bearbeiten auswählen. Abbildung 16: Sicherheitsprogramm bearbeiten auswählen 7. Im Fenster Sicherheitsprogramm bearbeiten auf Ablaufgruppen... klicken und anschließend Passwort für Sicherheitsprogramm festlegen. Abbildung 17: Sicherheitsprogramm Dokumentenidentifikation: Bsp_Inbetriebnahme_Anwenderbaustein_ Seite 15 von 20
8. Im Fenster F-Arbeitsgruppen bearbeiten DB20 eintragen. 9. Generieren des Sicherheitsprogramms, anschließend schließen des Meldungsfensters und Laden auswählen (incl. Standardbausteine). Schließen des Sicherheitsprogramms. Damit ist die Inbetriebnahme beendet und der Sicherheitsschalter funktioniert an der fehlersicheren SPS. Dokumentenidentifikation: Bsp_Inbetriebnahme_Anwenderbaustein_ Seite 16 von 20
4 Beschreibung des Funktionsbaustein Der Baustein versorgt einen Sicherheitsschalter mit einem Taktsignal und wertet den Signalzustand des Sicherheitsschalters aus. Ist der Sicherheitsschalter voll funktionsfähig und richtig bedämpft, so generiert der Baustein ein Freigabe Signal. Bei nicht richtiger Bedämpfung oder Fehler wird die Freigabe zurückgesetzt. Die Signalzustandsauswertung nach Fehlerbehebung erfolgt entweder nach Anwenderquittierung oder automatisch. 4.1 Bausteinparameter Name Deklaration Datentyp Speicherbereich Beschreibung A INPUT BOOL E, M, D Schaltausgang des Sicherheitsschalter PULSE INPUT BOOL E, M, D Taktsignal F_TON_Q INPUT BOOL E, M, D Ausgang Q von F_TON ACK_NEC INPUT BOOL E, M, D Quittiermodus 0 automatisch 1 manuell über ACK_REI ACK_REI INPUT BOOL E, M, D Quittiereingang TE OUPUT BOOL A, M, D Takteingang des Sicherheitsschalter F_TON_I OUPUT BOOL A, M, D Eingang I von F_TON ENABLE OUPUT BOOL A, M, D Freigabe Signal Dokumentenidentifikation: Bsp_Inbetriebnahme_Anwenderbaustein_ Seite 17 von 20
4.2 Bausteinaufruf Der F-FB wird für jeden Sicherheitsschalter einmal mit einem eigenen Instanz-DB (Erstellsprache F- FUP) in der fehlersicheren Ablaufgruppe aufgerufen. Zur Ansteuerung und Auswertung des Sicherheitsschalters benötigt der F-FB ein getaktetes Signal am Bausteineingang PULSE. Die Frequenz des Taktsignals ist gemäß der Angaben des Sensorherstellers zu wählen. (Die Reaktionszeit der Peripheriebaugruppen ist ebenso zu berücksichtigen.) Beispiel GM504S: Abbildung 18: Zeitvorgaben Das Taktsignal steht am Bausteinausgang TE des Bausteins für den Sicherheitsschalter zur Verfügung. Das Ausgangssignal des Sicherheitsschalters wird auf den gleichnamigen Bausteineingang A verschaltet. Das Ausgangssignal des Sicherheitsschalters am Bausteineingang A ist invertiert einzulesen. Zur Signalauswertung ist eine externe Einschaltverzögerung F_TON nötig. Diese Zeit muss entsprechend der Baugruppenzykluszeit der verwendeten I/O-Baugruppen angepasst werden. Der Zeitwert von F_TON muss kleiner sein als T1 bzw. T2(siehe Abbildung 18: Zeitvorgaben). Die Zeiten T1/T2 werden im Netzwerk 2 über den Baustein Taktgenerator am Eingang IMPULSBREITE generiert. Der Ausgang Q des Bausteins F_TON wird auf den Bausteineingang F_TON_Q des Bausteins F GM50xS geführt. Der Eingang IN des Bausteins F_TON wird über den Bausteinausgang F_TON_IN des Bausteins F GM50xS zur Verfügung gestellt. Dokumentenidentifikation: Bsp_Inbetriebnahme_Anwenderbaustein_ Seite 18 von 20
Ist der Sicherheitsschalter richtig bedämpft und funktionsfähig, so wird mit fallender Flanke am Bausteineingang A das Freigabesignal am Bausteinausgang ENABLE gesetzt. Ist der Sicherheitsschalter nicht richtig bedämpft oder im Fehlerfall wird das Freigabesignal zurückgesetzt. Die Überwachung des Sicherheitsschalters wird nach Beseitigung des Fehlers in Abhängigkeit vom Eingang ACK_NEC automatisch oder nach Quittierung wieder ausgeführt. ACK_NEC = 1 ACK_NEC = 0 Manuelle Quittierung mit 0/1 Flanke am Eingang ACK_REI Automatische Quittierung Anmerkung: Soll am Eingang ACK_NEC fest der Wert 0 oder 1 vorgegeben werden, so kann vom F_GLOBDB der Parameter VKE_0 oder VKE_1 verwendet werden. Dokumentenidentifikation: Bsp_Inbetriebnahme_Anwenderbaustein_ Seite 19 von 20
4.3 Programmbeispiel mit automatischer Quittierung Reaktionszeit PT >= Reaktionszeit der F_DI + Reaktionszeit der DO + Zykluszeit des fehlersicheren Programms. IMPULSBREITE entspricht T1 bzw. T2, wobei T1=T2 und T1+T2=T. Die IMPULSBREITE muss größer sein als die Zykluszeit des F-Programms. Dokumentenidentifikation: Bsp_Inbetriebnahme_Anwenderbaustein_ Seite 20 von 20