Automatisieren mit SIMATICS5-115U Von Hans Berger 3., überarbeitete Auflage, 1991 Siemens Aktiengesellschaft
1 Programmiersprache STEP 5... 13 1.1 Einführung 13 1.2 Die Darstellungsarten in der Übersicht 14 1.2.1 Darstellung von binären Verknüpfungen 14 1.2.2 Darstellung von komplexen" Funktionen 18 1.2.3 Darstellungeines Funktionsbausteinaufrufs 20 1.3 Darstellung auf dem Bildschirm.. 22 1.3.1 Funktionsplandarstellung 22 1.3.2 Kontaktplandarstellung 22 1.3.3 Darstellung als Anweisungsliste.. 22 1.4 GRAPH 5 24 1.4.1 Allgemeines, Begriffe 24 1.4.2 Symbole von GRAPH 5 24 1.4.3 GRAPH 5-Darstellung auf dem Bildschirm 26 1.4.4 Detaildarstellung 26 1.5 Dokumentation des Anwenderprogramms 27 1.5.1 Kommentare 28 1.5.2 Symbolische Programmierung... 30 1.5.3 Ausgabe auf Drucker 30 1.5.4 Standardlisten für die Dokumentation 31 1.6 Programmaufbau 32 1.6.1 Programm 32 1.6.2 Baustein 32 1.6.3 Netzwerk 32 1.6.4 Anweisung 33 1.7 Operandenbereiche, Adressierung. 33 1.7.1 Eingänge, Ausgänge, Peripherie.. 34 1.7.2 Merker, Zeiten, Zähler 34 Daten, Datenbausteine 35 1.7.4 Adressierung 35 1.8 Gesamtübersicht des Operationsvorrats 37 1.8.1 Einteilung nach Operationsausführung 37 1.8.2 Einteilung nach Verwendungszweck 38 2 Beschreibung der binären Funktionen 40 2.1 Binäre Verknüpfungen 40.1 UND-Verknüpfung 40.2 ODER-Verknüpfung 42.3 Ansteuerung mehrerer Ausgänge. 44.4 UND-vor-ODER-Verknüpfung.. 45.5 ODER-vor-UND-Verknüpfung.. 46.6 Verarbeitung des Verknüpfungsergebnisses 46 2.1.7 Bearbeitung von Klammerausdrücken 47 2.1.8 Berücksichtigung der Geberart... 48 2.2 Speicherfunktionen 52 2.2.1 Zuweisung 52 2.2.2 RS-Speicherfunktion 52 2.2.3 Speicherndes Verhalten durch Selbsthaltung 54 2.2.4 Speichern von binären Zwischenergebnissen 56 2.2.5 Flankenauswertung, Wischkontakt 58 2.2.6 Binäruntersetzer 62 2.2.7 Remanenzspeicher 63 2.2.8 Setzen von Eingängen 64 2.3 Zeitfunktionen 65 2.3.1 Aufbau eines Zeitworts 66 2.3.2 Starten einer Zeit 66 2.3.3 Rücksetzen einer Zeit 67
2.3.4 Abfragen einer Zeit 67 2.3.5 Starten einer Zeit als Impuls... 68 2.3.6 Starten einer Zeit als verlängerter Impuls 69 2.3.7 Starten einer Zeit als Einschaltverzögerung 70 2.3.8 Starten einer Zeit als speichernde Einschaltverzögerung 71 2.3.9 Starten einer Zeit als Ausschaltverzögerung 72 2.3.10 Freigeben einer Zeit 72 2.4 Zählfunktionen 78 2.4.1 Aufbau eines Zählworts 78 2.4.2 Setzen eines Zählers 79 2.4.3 Rücksetzen eines Zählers 80 2.4.4 Vorwärtszählen 80 2.4.5 Rückwärtszählen 80 2.4.6 Abfragen eines Zählers 80 2.4.7 ' Darstellung eines Zählers 81 2.4.8 Freigeben eines Zählers 81 2.5 Bit-Test-Funktionen 82 2.5.1 Prüfe Bit auf Signalzustand 1".. 83 2.5.2 Prüfe Bit auf Signalzustand 0".. 83 2.5.3 Setze Bit unbedingt 83 2.5.4 Rücksetze Bit unbedingt 84 2.6 Beispiele zu den binären Funktionen 84 2.6.1 Programmierbeispiel Lüfterüberwachung" 84 2.6.2 Programmierbeispiel Einzelsteuerungsglied" 88 2.6.3 Programmierbeispiel Frequenzüberwachung" 91 2.6.4 Programmierbeispiel Personenzähler" 92 2.6.5, Programmierbeispiel Taktgenerator" 95 3 Beschreibung der digitalen Funktionen 96 3.1 Zahlendarstellungen 97 3.1.1 Zahlensysteme 97 3.1.2 BCD-codierte Zahlen 98 3.1.3 16-bit-Festpunktzahlen 99 / 3.2 Ladefunktionen 100 3.2.1 Allgemeines 100 3.2.2 Laden von Peripheriebaugruppen. 102 3.2.3 Laden von Konstanten 102 3.2.4 Laden von Zeitwerten 104 3.2.5 Laden von Zählwerten 105 3.3 Transferfunktionen 106 3.3.1 Allgemeines 107 3.3.2 Transferieren zu den Peripheriebaugruppen 108 3.4 Vergleichsfunktionen 108 3.4.1 Bearbeitung einer Vergleichsfunktion 108 3.4.2 Vergleich auf Gleich" 109 3.4.3 Vergleich auf Ungleich" 110 3.4.4 Vergleich auf Größer" 110 3.4.5 Vergleich auf Größer oder Gleich" 110 3.4.6 Vergleich auf Kleiner" 111 3.4.7 Vergleich auf Kleiner oder Gleich" 111 3.4.8 Vergleichsfunktion in einer binären Verknüpfung 112 3.5 Rechenfunktionen 114 3.5.1 Bearbeitung einer Rechenfunktion 114 3.5.2 Addition 114 3.5.3 Subtraktion 115 3.5.4 Kombinierte Rechenfunktionen.. 115 3.6 Digitalverknüpfungen 116 3.6.1 Bearbeitung einer Digital Verknüpfung 116 3.6.2 Digitale UND-Verknüpfung UW. 116 3.6.3 Digitale ODER-Verknüpfung OW 117 3.6.4 Digitale Exklusiv-ODER- Verknüpfung XOW 117 3.6.5 Kombinierte Digitalverknüpfungen 118 3.7 Digitale Systemfunktionen 118 3.7.1 Laden und Transferieren von Registerinhalten (CPU 94 Ibis CPU 943) 119 3.7.2 Laden und Transferieren von Registerinhalten (CPU 944)... 120
3.7.3 Blocktransfer 121 3.8 Beispiele zu den digitalen Funktionen 122 3.8.1 Programmierbeispiel Bereichsüberwachung" 122 3.8.2 Programmierbeispiel Grenzwerterfassung mit Hysterese" 123 3.8.3 Programmierbeispiel Digitale Flankenauswertung" 124 3.8.4 Programmierbeispiel Bibliotheksnummer lesen"... 126 4 Beschreibung der organisatorischen Funktionen 128 4.1 Bausteinfunktionen 128 4.1.1 Aufruf von Bausteinen mit Programm 128 4.1.2 Bausteinende-Operationen 132 4.1.3 Aufruf von Datenbausteinen... 133 4.1.4 Erzeugen von Datenbausteinen.. 134 4.2 Sprungfunktionen 135 4.2.1 Allgemeines 135 4.2.2 Sprung absolut SPA 135 4.2.3 Sprung bedingt SPB 136 4.2.4 Sprung bei null SPZ 136 4.2.5 Sprung bei nicht null SPN 137 4.2.6 Sprung bei Vorzeichen plus" SPP. 137 4.2.7 Sprung bei Vorzeichen minus" SPM 137 4.2.8 Sprung bei Überlauf SPO 138 4.2.9 Sprung relativ SPR 138 4.3 Schiebefunktionen 138 4.3.1 Bearbeitung von Schiebefunktionen 138 4.3.2 Schiebe links (Wort) SLW 139 4.3.3 Schiebe rechts (Wort) SRW 139 4.4 Umwandlungsfunktionen 139 4.4.1 Einerkomplement KEW 139 4.4.2 Zweierkomplement (Wort) KZW. 140 4.5 Bearbeitungsfunktionen 140 4.5.1 Allgemeines 141 4.5.2 Indizieren binärer Operationen.. 141 / 4.5.3 Indizieren digitaler Operationen.. 143 4.5.4 Indizieren organisatorischer Operationen 143 4.6 Sonstige organisatorische Funktionen 144 4.6.1 Dekrementieren, Inkrementieren. 144 4.6.2 Addiere Byte/Wort-Konstante... 145 4.6.3 Tausche Akkumulatorinhalt... 145 4.6.4 Alarme sperren oder freigeben... 145 4.6.5 Stopp-Funktionen 146 4.6.6 Nulloperationen 146 4.7 Beispiele zu den organisatorischen Funktionen 146 4.7.1 Vergleich eines Datenfelds 146 4.7.2 Indizierter Sprung 147 4.7.3 Extremwertauswahl 147 5 Beschreibung der Substitutionsanweisungen 151 5.1 Binäre Substitutionsanweisungen. 151 5.2 Digitale Substitutionsanweisungen 155 5.3 Organisatorische Substitutionsanweisungen 157 5.4 Beispiel zu den Substitutionsanweisungen 158 5.4.1 Binäruntersetzer 158 5.4.2 Taktgeber 160 5.4.3 Meldesteuerung 162 6 Programmieren von Funktionsbausteinen 165 6.1 Allgemeines 165 6.2 Erstellen von Funktionsbausteinen 165 6.2.1 Funktionsbausteine ohne Bausteinparameter 165 6.2.2 Funktionsbausteine mit Bausteinparameter 166 6.2.3 Programmierung der Bausteinparameter 167 6.2.4 Bearbeitung der Bausteinparameter 168 6.3 Parametrierung und Versorgung von Funktionsbausteinen 169
6.3.1 Allgemeines 169 6.3.2 Beispiel 1: Einzelparametrierung. 171 6.3.3 Beispiel 2: Verwendung fester Operanden 176 6.3.4 Beispiel 3: Ohne Bausteinparameter 180 6.3.5 Beispiel 4: Mit Schnittstellenmerkem(l) 186 6.3.6 Beispiel 5: Mit Schnittstellenmerkern (2) 193 6.3.7 Beispiel 6: Mit Schnittstellenmerkern im Datenbaustein 198 7 Programmbearbeitung 203 7.1 Allgemeines 203 7.1.1 Programmstruktur 203 7.1.2 Programmorganisation 203 7.1.3 Bearbeitung des STEP-5-Programms 204 7.1.4 Festlegungen zur Programmbearbeitung 205 7.2 Zyklische Programmbearbeitung. 206 7.2.1 Aufruf der zyklischen Programmbearbeitung 206 7.2.2 Technologische Gliederung... 206 7.2.3 Funktionelle Gliederung 207 7.2.4 Beispiel für eine praxisnahe Programmgliederung 207 7.3 Alarmgesteuerte Programmbearbeitung 209 7.3.1 Auslösung der alarmgesteuerten Programmbearbeitung 209 7.3.2 Unterbrechungsstellen, Priorität.. 209 7.3.3 Sperren der alarmgesteuerten Programmbearbeitung 210 7.4 Zeitgesteuerte Programmbearbeitung 210 7.4.1 Auslösung der zeitgesteuerten Programmbearbeitung 210 7.4.2 Unterbrechungsstellen 211 7.4.3 Sperren der zeitgesteuerten Programmbearbeitung 211 7.5 Anlaufverhalten 211 7.5.1 Allgemeines 211 7.5.2 Remanenzverhalten 212 7.5.3 Manueller Neustart 212 7.5.4 Automatischer Neustart 213 7.6 Behandlung von Gerätefehlern.. 214 7.6.1 Allgemeines 214 7.6.2 Quittungsverzug 215 7.6.3 Substitutionsfehler 215 7.6.4 Transferfehler 216 7.6.5 Batterieausfall 216 7.7 Randbedingungen für die unterbrechungsgesteuerte Programmbearbeitung 216 7.7.1 Gleichzeitige alarm- und zeitgesteuerte Bearbeitung 216 7.7.2 Reaktionszeiten bei Programmunterbrechungen... 217 7.7.3 Merker retten und laden 219 8 Integrierte Sonderfunktionen... 222 8.1 Allgemeines, Übersicht 222 8.2 Integrierte Funktionsbausteine... 223 8.2.1 Codewandlungen 223 8.2.2 Rechenfunktionen 224 8.2.3 Hantierungsfunktionen 225 8.2.4 Analogfunktionen 241 8.2.5 Sonstige integrierte Funktionsbausteine 246 8.3 Integrierte Organisationsbausteine 247 8.3.1 Zyklusüberwachungszeit neu starten 247 8.3.2 PID-Regelalgorithmus 248 8.3.3 Prozeßabbilder aktualisieren... 250 8.4 Hardware-Uhr 250 8.4.1 Parametrierung der Uhr, Übergabebereich und Statuswort. 251 8.4.2 Datum und Uhrzeit stellen 253 8.4.3 Datum und Uhrzeit lesen 253 8.4.4 Weckzeit stellen 253 8.4.5 Betriebsstundenzähler stellen... 253 8.4.6 Betriebsstundenzähler lesen... 254 8.4.7 Uhrzeit des letzten Ausschaltens.. 254
8.5 ASCII-Treiber 254 8.5.1 Prinzip des Datenverkehrs 254 8.5.2 Parametrieren des ASCII-Treibers. 255 8.5.3 Einschalten des ASCII-Treibers.. 256 8.5.4 Aufbau der Koordinierungsbytes. 257 8.5.5 Parametersatz des ASCII-Treibers. 257 8.6 Punkt-zu-Punkt-Kopplung 259 8.6.1 Prinzip der Übertragung 259 8.6.2 Parametrierung der Punkt-zu-Punkt-Kopplung 260 8.6.3 Aufbau des Sende- und Empfangsfachs 261 8.6.4 Aufbau der Koordinierungsbytes. 261 8.6.5 Programmierbeispiel Parametrierung SINEC/PzP-Kopplung" 262 8.7 Rechnerkopplung 3964/3964R.. 265 8.7.1 Prinzip des Datenverkehrs 265 8.7.2 Parametrierung der Rechnerkopplung 265 8.7.3 Einschalten der Rechnerkopplung. 266 8.7.4 Aufbau der Koordinierungsbytes. 267 8.7.5 Aufbau des Sende- und Empfangsfachs 268 8.7.6 Parametersatz des Rechnerkopplungstreibers 269 8.7.7 Programmierbeispiel Parametrierung ASCII/RK-Treiber" 269 8.8 Sonstige Sonderfunktionen 273 8.8.1 Zykluszeit messen 273 8.8.2 Prozeßabbildübertragung sperren. 273 9 Schnittstellen zur Peripherie..... 274 9.1 Aktivitäten des Systemprogramms. 275 9.1.1 Allgemeines 275 9.1.2 Übertragung des Prozeßabbilds, Kontrollspur 275 9.1.3 Übertragung der Koppelmerker, Datenbaustein DB 1 277 9.1.4 Kacheladressierung 279 9.2 Eingabe-Ausgabe-Baugruppen.. 280 9.2.1 Allgemeines, Übersicht 280 / 9.2.2 Digital-Eingabe-Ausgabe- Baugruppen 281 9.2.3 Eingabebaugruppe mit Alarm-Sammelsignal 282 9.2.4 Analog-Eingabe-Ausgabe- Baugruppen 283 9.3 Signalvorverarbeitende Peripheriebaugruppen 286 9.3.1 Zähl-, Wegerfassungs-und Positionierbaugruppe IP 240... 286 9.3.2 Digitale Wegerfassung IP 241... 303 9.3.3 Ultraschall-Wegerfassung IP241USW 309 9.3.4 Zählerbaugruppe IP 242 314 9.3.5 Zählerbaugruppe IP 242A 319 9.3.6 Analogbaugruppe IP 243 324 9.3.7 Temperaturreglerbaugruppe IP 244 327 9.3.8 Ventilansteuerbaugruppe IP 245.. 332 9.3.9 Positionierbaugruppen IP 246 undip247 334 9.3.10 Regelungsbaugruppe IP 252... 344 9.3.11 Regelungsbaugruppe IP 260... 354 9.3.12 Dosierbaugruppe IP 261 359 9.4 Kommunikationsprozessoren... 363 9.4.1 Speicherbaugruppe CP 513 363 9.4.2 Koppeln und Protokollieren mit CP523 369 9.4.3 Koppeln und Protokollieren mit CP524undCP525 372 9.4.4 Buskopplung SINEC Ll mit CP530 378 9.4.5 Buskopplung SINEC Hl mit CP535 381 9.4.6 Festplattenspeicher CP 551 384 9.4.7 Diagnoseprozessor CP 552 390 10 Anhang 397 10.1 Allgemeine Festlegungen 397 10.2 Belegung des Adressenraumes... 398 10.2.1 Adressenbelegung für CPU 941.. 398 10.2.2 Adressenbelegung für CPU 942.. 398 10.2.3 Adressenbelegung für CPU 943.. 398 10.2.4 Adressenbelegung für CPU 944.. 398 10.2.5 Struktur des Peripheriebereichs.. 400 10.3 Belegung des Anwenderspeichers und der Systemdaten 400
10.3.1 Bausteinadressenliste, Datenbaustein DB 0 400 10.3.2 Bausteine im Anwenderspeicher.. 400 10.3.3 Aufbau des Bausteinkopfs 401 10.3.4 Systemdatenbelegung 403 10.4 Bitmuster des Maschinencodes.. 404 10.4.1 Bitmuster der binären Funktionen. 404 10.4.2 Bitmuster der digitalen Funktionen 405 10.4.3 Bitmuster der organisatorischen Funktionen 407 10.4.4 Bitmuster der Substitutionsanweisungen 408 10.5 Standard-Funktionsbausteine... 409 10.5.1 Digitale Funktionen 409 10.5.2 GRAPH 5 410 10.5.3 Regelungsfunktionen 410 10.5.4 Signalfunktionen 411 10.5.5 Signalvorverarbeitende Peripheriebaugruppen 412 10.5.6 DIMOS 413 10.5.7 Speicherbaugruppe CP 513 413 Stichwortverzeichnis 414