Kurz programování PLC SIEMENS SIMATIC S7-300, díl 8

Hodnocení článku
1 2 3 4 5
8hlasů

Děkujeme za hodnocení
Kurz programování PLC SIEMENS SIMATIC S7-300, díl 8

Kurz programování PLC SIEMENS SIMATIC S7-300, díl 8

Úvod:



Ve spolupráci se společností FOXON s.r.o. vzniká kurz programování PLC SIEMENS SIMATIC S7-300 a práce s tímto PLC. Cílem následujících dílů, jejichž počet bude flexibilně přizpůsoben zájmu a jednotlivým tématům, nebude detailní vysvětlení kompletního programování a vlastností PLC SIMATIC, právě naopak. Zaměříme se na ryze praktické stránky práce s PLC a nejpoužívanější programové segmenty pro začínající a občasné uživatele, kteří potřebují v základech porozumět Simatikům, dále Ti kteří se s tímto PLC setkávají jen občas a v neposlední řadě i Ty, kteří mají v zaměstnání vícero druhů PLC od různých výrobců a nelze pro všechna PLC absolvovat detailní školení. Proto uvítáme jakékoliv Vaše ohlasy, abychom mohli eventuálně další díly korigovat.


Pokud nemáte k dispozici nějaké zkušební PLC pro ukázky tohoto kurzu, bude Vám pro většinu příkladů stačit i SIEMENS PLC simulátor, tedy vystačíte si pouze s počítačem a softwarem.

Váš FOXON s.r.o. & Jaroslav Blažek


Foxon s.r.o. - kurz PLC SimaticKomunikační možnosti PLC Simatic S7, komunikace s GD daty přes MPI, komunikace mezi PLC s přímou výměnou dat přes PROFIBUS DP a komunikace přes DP/DP coupler v PROFIBUS DP síti.


8.1 Komunikační možnosti PLC Simatic S7 v STEP7
8.2 Komunikace s GD daty přes MPI.
8.3 Komunikace mezi PLC S7-300  s přímou výměnou dat přes PROFIBUS DP.
8.4 Komunikace přes DP/DPcoupler v PROFIBUS DP síti.


Foxon s.r.o. - kurz PLC Simatic8.1 Komunikační možnosti PLC Simatic S7.

V tomto díle se zmíníme a ukážeme si, komunikační možnosti mezi PLC Simatic S7. Je to téma trochu složitější a hlavně obsáhlejší, takže zcela jistě nevyužijeme všechny komunikační varianty, ale zkusíme si aspoň říci že existují. Nebudeme se moc zabývat komunikací mezi Simatic S7 a úplně cizími systémy, neboť to není otázka pro začínající a občasné uživatele, ale to nebude vadit, neboť nejběžnější typy komunikace se kterými se můžete setkat, nevynecháme. Také si vždy nebudeme popisovat detailní návod, ale ukážeme si hlavně přímo ukázky z PLC programů, které komunikaci řeší a správné nastavení ze skutečných aplikací.

V prvním případě při jakékoliv komunikaci si musíme stanovit "jakým drátem" tedy přes jakou linku komunikaci uděláme. Na výběr máme v podstatě MPI rozhraní, Profibus, Ethernet/Profinet a komunikační moduly Peer-to-peer přes třeba RS232 a podobně, které slouží hlavně pro spojení s cizími zařízeními a různými protokoly.

Pokud použijeme Industrial Ethernet, nebo Profibus, je nezbytné pro komunikační funkce použít tzv. komunikační procesor, tedy modul k PLC s patřičným komunikačním rozhraním. Ovšem my si v této první části ukážeme zatím komunikace bez použití komunikačního procesoru a bez použití softwarového nástroje ve Step7 NetPro.

Dost používaná, je také komunikační funkce přes Profibus DP pomocí DP/DPcoupleru, tedy hardwarového zařízení, které umožní propojit dvě Profibus DP sítě a vyměňovat data mezi jednotlivými PLC v síti dokonce i mezi PLC různých výrobců, to vše velmi jednoduše.


Foxon s.r.o. - kurz PLC Simatic8.2 Komunikace s GD daty přes MPI.

Jedna z nejjednodušších komunikačních možností, při spojení dvou PLC přes MPI port je komunikace přes globální data. Její omezení tkví v malém objemu dat, v podstatě se jedná o několik bytes, pro S7-300 je to 22bytes, pro řadu S7-400 pak 54bytes. Na druhé straně zase nevyžaduje žádný zásah do PLC programu a konfigurace jednotlivých účastníků. Tato komunikace dat není programována, ale konfigurována pomocí tabulky globálních dat, výměna dat probíhá na začátku a konci PLC cyklu, podobně jako načtení tabulky vstupů a zapsání do tabulky výstupů.

Foxon s.r.o. - kurz PLC Simatic, lekce 8Pro vyzkoušení přenosu dat přes tabulku globálních dat vytvoříme projekt a do něj vložíme dvě PLC stanice.

Foxon s.r.o. - kurz PLC Simatic, lekce 8V HW konfiguraci každé stanice nezapomeneme v nastavení interface tyto stanice připojit do sítě.

Foxon s.r.o. - kurz PLC Simatic, lekce 8Při síťovém připojení nastavíme adresy obou PLC, samozřejmě rozdílné, ve vlastnostech linky pak můžeme upřesnit rychlost a další parametry. Většinou ale není nutno zde nic dalšího měnit.

Všechno potvrdíme a nahrajeme konfiguraci do každého PLC. V tomto okamžiku ještě nemáme PLC fyzicky propojeny.


Foxon s.r.o. - kurz PLC Simatic, lekce 8Nyní už můžeme PLC propojit běžným kabelem přes MPI porty. Přes známou ikonu "Accessible nodes" pak uvidíme obě zasíťované PLC "on-line". Tímto si otestujeme fyzické propojení stanic a můžeme vyplnit samotnou tabulku globálních dat v nabídce pravého tlačítka myši.

Foxon s.r.o. - kurz PLC Simatic, lekce 8Myslím, že není potřeba dalšího vysvětlení, v jednom PLC jsou data z MW60 přenesena do druhého PLC do MW62 a naopak.

Foxon s.r.o. - kurz PLC Simatic, lekce 8Zbývá tabulku zkompilovat a nahrát do PLC přes známou ikonu. Po zapnutí PLC do režimu RUN se pak výměna dat podle tabulky automaticky rozběhne.

Foxon s.r.o. - kurz PLC Simatic, lekce 8Pokud nám komunikace funguje, můžeme si v globální tabulce upravit rychlost výměny a definovat stavové slovo pro každou výměnu dat (GDS) a pro každou skupinu (GTS), ve kterém nalezneme informace o stavu komunikace.

Stavové slovo je double word, tedy 4 bytes.


Foxon s.r.o. - kurz PLC Simatic, lekce 8Jestliže Vám něco nepůjde správně nastavit, v nápovědě je vše ohledně výměny globálních dat podrobně vysvětleno.

Komunikace už nejsou zase až tak úplně jednoduchá záležitost, takže pokud něco nebude fungovat na první pokus, nic se neděje, věřte, že to bývá obvyklý stav.


Foxon s.r.o. - kurz PLC Simatic8.3 Komunikace mezi PLC s přímou výměnou dat přes PROFIBUS DP.

Jedná se o systém, kdy potřebujeme vyměnit data s dalším PLC, třeba u jiného zařízení, takže zkusíme z PLC udělat slave účastníka na naší PROFIBUS sběrnici. Tato a další komunikační varianty už vždy vyžadují i zásah do HW konfigurace a PLC programu druhého účastníka.

Práci s PROFIBUS DP sběrnicí ve Step7 a její nastavení známe už z minulého dílu kurzu.

Foxon s.r.o. - kurz PLC Simatic, lekce 8V našem projektu je vlastní PLC označeno "S7-300 - A" a budeme potřebovat vyměnit data s PLC "IM151CPU".

Foxon s.r.o. - kurz PLC Simatic, lekce 8Vše se nastaví v hardwarové konfiguraci naší stanice. Na běžné PROFIBUS DP sběrnici máme účastníka IM151-7CPU, tedy stanici ET200S, ale s interface se samostatným PLC. Překontrolujeme připojení do sítě a nastavení adresy, konkrétně na 80

Kompletní sestavu této stanice uvidíme v její vlastní HW konfiguraci.


Foxon s.r.o. - kurz PLC Simatic, lekce 8Ve vlastnostech stanice pak nastavíme PI a PQ adresy výměny dat. Každý řádek upravíme nebo vytvoříme pomocí tlačítek "New" nebo "Edit"

V záložce "Connection" navážeme spojení, připojíme stanici k masteru.


Foxon s.r.o. - kurz PLC Simatic, lekce 8Použitím zmíněných tlačítek v samostatném okně nadefinujeme oblasti výměny dat mezi master a slave. Co je u jednoho účastníka oblast vstupů u druhého odpovídá oblasti výstupů a naopak.

Naše stanice CPU315 jako master s adresou 2 a IM151-7 jako slave s adresou 80.

 

Foxon s.r.o. - kurz PLC Simatic, lekce 8Podíváme se na hardwarovou konfiguraci našeho slave účastníka IM151CPU. Jedná se téměř o klasickou sestavu ET200S, něco podobného jsme si ukázali v minulém díle, kdy jsme brali PROFIBUS DP sběrnici, ale jako interface je použit modul CPU, který hlavně "umí být" jako slave s výměnou dat.

Jeho MPI port je možné parametrizovat jako PROFIBUS DP.


 
Foxon s.r.o. - kurz PLC Simatic, lekce 8Ve vlastnostech MPI/DP portu naší stanice zvolíme typ komunikace PROFIBUS, připojíme do sítě PROFIBUS a nastavíme adresu na 80. Vše pod tlačítkem "Properties".

Foxon s.r.o. - kurz PLC Simatic, lekce 8Velmi důležitá záložka nastavení portu, kde potvrdíme mód interface PLC na slave účastníka.

My už tady vidíme, že máme připojeného mastera, naši stanici S7-300-A, ve skutečnosti tohle uvidíme, až opravdu připojíme v HW konfiguraci S7-300-A tuto stanici k masteru, viz výše.


Foxon s.r.o. - kurz PLC Simatic, lekce 8Tady už máme známou tabulku pro výměnu dat s masterem, je stejná jako jsme konfigurovali u našeho PLC.

Jestliže jsme všechno potvrdili a přehráli konfigurace do obou PLC, zbývá jen komunikaci obsloužit v PLC programu.


Foxon s.r.o. - kurz PLC Simatic, lekce 8Protože se jedná o přenos dat přes PI/PQ prostor, je také zápis v PLC programu jednoduchý. Máme datový blok DB203, kde můžeme mít každé slovo okomentováno a z něj v každém cyklu jednoduchým zápisem přeneseme proměnné do PQB320 oblasti. Slave účastník si data obdobným způsobem přečte v PIB128.

Zrcadlově pak zase čteme data od slave.


Foxon s.r.o. - kurz PLC Simatic, lekce 8Jestliže se Vám předcházející zápis PLC programu zdál jednoduchý, můžete použít nepřímou adresaci. Její zápis a použití jsme si ukazovali v předchozích dílech.

Tento typ spojení se často používá u samostatně vyráběných zařízení s PLC ovládáním, které jsou určeny k připojení do technologie, která je řízena vlastním PLC a to potřebuje data právě od této stanice. Vyžaduje to ale přístup do PLC programu a jeho úpravy v oblasti PI/PQ adresace.


Foxon s.r.o. - kurz PLC Simatic8.4 Komunikace přes DP/DPcoupler v PROFIBUS DP síti.

DP/DPcoupler je bezvadné hardwarové zařízení, které dokáže přes PI/PQ oblast vyměňovat data s dalším PLC. Jedná se o slave zařízení připojené na PROFIBUS DP sběrnici.

Podobný coupler existuje i pro spojení přes PROFINET s názvem PN/PNcoupler.

Foxon s.r.o. - kurz PLC Simatic, lekce 8DP/DPcoupler se zapojí podle obrázku. Jeho veliká výhoda je v tom, že se jedná o klasického slave účastníka, kterého je možné připojit do jakékoliv PROFIBUS DP sítě i s PLC jiných výrobců, tedy ne Siemens.

K DP/DPcoupleru je právě pro to samozřejmě gsd soubor, takže není problém vyměnit data třeba s úplně cizím PLC.


Foxon s.r.o. - kurz PLC Simatic, lekce 8Fyzicky DP/DPcoupler na obrázku vpravo je Siemens a vlevo jiný výrobce. Vyrábí jej totiž více výrobců, není to doména jen společnosti SIEMENS a všechny vypadají obdobně.

Foxon s.r.o. - kurz PLC Simatic, lekce 8DP/DPcoupler, Release 2 najdete v HW katalogu a známým způsobem jej vložíme na PROFIBUS sběrnici. Po rozkliknutí přístroje najdeme jednotlivé komunikační bloky a vybereme si, po kolika bytech budeme chtít data komunikovat.

Starší verze coupleru je označena jen jako DP/DPcoupler.


JFoxon s.r.o. - kurz PLC Simatic, lekce 8ako každá komunikace i tahle má své omezení. A sice maximální množství dat přenášených přes DP/DPcoupler je 244 bytes vstupních a 244 bytes výstupních. Je to celkem dost a pokud by to nestačilo, můžete použít klidně další coupler. Hlavně v případech komunikace s jinými PLC než SIEMENS je tato varianta velmi výhodná a hlavně jednoduchá na programování.

Uvidíme dále, že komunikace s použitím speciálních procesorů už bude "někde jinde".


Foxon s.r.o. - kurz PLC Simatic, lekce 8Ve vlastnostech našeho coupleru vidíme typ použitého gsd souboru. V druhé síti musí být konfigurace stanice nastavena obdobně.

Foxon s.r.o. - kurz PLC Simatic, lekce 8Vstupní a výstupní PI/PQ adresy si můžeme nastavit, jak potřebujeme. Druhá strana si je dá samozřejmě taky tam, kde má volno, nás to v podstatě ani nezajímá.

Foxon s.r.o. - kurz PLC Simatic, lekce 8Zápis pro čtení dat už je obdobný jako v předchozí variantě komunikace s IM151, načteme si byte z vstupní oblasti a uložíme do datového bloku.

Data si do datového bloku ukládáme pro pořádek a také pro jednoduché okomentování jednotlivých proměnných.


Foxon s.r.o. - kurz PLC SimaticVšechny zde uvedené varianty komunikace nevyžadují zvlášť vysoké hardwarové a softwarové nároky, takže si je vyzkoušejte aspoň v nastavení Step7, když už neseženete patřičný hardware. Komunikace se totiž nedají ošálit nějakým simulátorem. Jak bylo uvedeno výše, další komunikační možnosti které si ukážeme, již budou s použitím komunikačních procesorů a parametrizace přes softwarový nástroj NetPro, který je součástí Step7. To už bude "jiné kafe" a pokud se Vám tento díl zdál složitější, tak věřte tomu, že proti následující části to bylo v podstatě primitivní. Ale jestliže jste poctivě četli a zkoušeli předchozí díly kurzu, tak se nemáte čeho bát, jistě to půjde.

Jaroslav Blažek
www.blaja.cz


Foxon s.r.o. - kurz PLC SimaticUžitečné odkazy k tématu 8 dílu:

Ukázka a popis rozšířené diagnostiky PROFIBUS DP Slaves: http://www.blaja.cz/index.php?option=com_content&task=view&id=182&Itemid=53

Technická podpora Siemens pro CPU Simatic S7-300:
http://support.automation.siemens.com/WW/view/en/10805161/130000

PLC Simatic hlavní stránka v češtině:
http://www1.siemens.cz/ad/current/index.php?ctxnh=6ce260aa8e&ctxp=home