Communicatie. Basis PLC. pagina 1 Hoofdstuk 11: Communicatie. Basis PLC PG 720

Transcriptie

1 Communicatie PG pagina 1

2 Communicatiemidlen Hardware ASI Multipoint-interface (MPI) PROFIBUS (DP en FMS) Industrial Ethernet Punt-tot-punt-communicatieprocessor Software Systeemcommunicaties: PG-functies, WinCC-Commmunicatie Globale data (GD) - MPI Geprogrammeer communicatie via systeemfunctiebouwstenen 2 Hardware Software Eigenschappen Om een communicatie op te bouwen tussen PLC s, PG s en anre interfacetoestellen, zoals WinCC, staan volgen componenten ter beschikking: MPI (Multipoint Interface); interface van PG naar CPU en van CPU naar CPU. PROFIBUS-DP en FMS; (Decentralized Peripheral and Fieldbus Message Specification) met bestaan componenten, al bekend van SIMATIC S5 en TIfamilies (PROFIBUS-FMS in voorbereiding). Punt-tot-punt-communicatie via communicatieprocessoren (in voorbereiding). De volgen softwaremidlen voorzien in communicatie: Systeemcommunicatie, bijvoorbeeld om op elk moment en op elke plaats in het MPI-netwerk een programmeertoestel te kunnen gebruiken. GD (Global Data in het netwerk) voor cyclische gegevensuitwisseling van kleine hoeveelhen gegevens. SFB (System Function Blocks) geïntegreer communicatiebouwstenen ter vervanging van hanteringsbouwstenen bij S5. Gemeenschappelijke communicatieprocedures, onafhankelijk van het gebruikte medium, vereenvoudigen engineering: Gemeenschappelijke communicatieprocedure voor Industrial Ethernet, PROFIBUS, punt-tot-punt-verbinding en multipoint-pg-interface MPI. Het systeem zelf zorgt voor synchronisatie, consistentie, transport, etc. Configuratie van communicatie tussen SIMATIC-componenten zit al in het STEP7-basispakket. pagina 2

3 Netwerkmogelijkhen via MPI S7-300 of S7-400 S7-300 of S7-400 CPU 1 CPU 2 2 Aansluiting van het PG via MPI 0 PLC-koppeling via MPI 1 Aansluiting van het OP via MPI PG 720 n Standaard geparametreerd MPI-adres 3 Inleiding Aansluitingen Kenmerken Elk programmeertoestel is voorzien van een MPI-interface. In PLC zorgt MPI-interface van CPU voor toegang tot alle intelligente modules van een station, bijvoorbeeld tot een functiemodule (FM). Elk MPI-station moet een specifiek MPI-adres hebben: 0 tot 126 (fault parameters: PG=0, OP/TD=1 en CPU=2). Op S7-300 is MPI-bus in lus verbonn met communicatiebus (K-bus). Elk station dat aan K-bus is aangesloten (FM en CP), is dus tegelijkertijd ook een MPIstation in het S7-300-rack en moet dus een specifiek MPI-adres hebben. Op S7-400 zorgt het systeem voor een conversie van communicatietelegrammen die aan interne communicatiebus van S7-400 wern afgeleverd (10,5 Mbaud) via MPI-interface (187,5 kbaud). In een S7-400-rack heeft alleen CPU een specifiek MPI-adres, anre intelligente modules, FM en CP, hebben geen specifiek MPI-nummer. Het belang van multipoint-interface ligt in mogelijkheid om simultaan een communicatie op te bouwen tussen verschillen toestellen en CPU, waardoor het mogelijk wordt, een programmeertoestel en een bedienings-/ bewakingstoestel parallel te laten werken en aan een anre PLC te koppelen. Met MPI-interface kunnen we een netwerk opbouwen en aldus met een PG gecentraliseerd toegrijpen op alle intelligente modules van aangesloten stations. Het aantal verbindingskanalen dat simultaan met communicatiepartners kan worn gebruikt, is afhankelijk van het type CPU. Dit aantal bedraagt bijvoorbeeld vier op CPU 314 en zestig op CPU 416. Belangrijkste kenmerken van MPI-interface: RS 485 interface. Baudrate 19,2 kbaud of 187,5 kbaud of 1,5 Mbaud. Maximum afstand 50 m (tussen twee stations) en, met 2 repeaters, 1100 m en 23,8 km met optische-vezelkabels en sterkoppelaars. Componenten (kabels, connectoren) van Profibus. pagina 3

4 Aansluitingsmogelijkhen van MPIinterface Aansluiting voor Aansluiting PG/HMI voor PG/HMI Busconnector Busconnector naar MPIinterface naar MPIinterface van CPU van CPU naar MPIinterface naar MPIinterface van CPU van CPU Cursor voor afsluitweerstand Cursor voor afsluitweerstand 4 Connectoren Aansluiting We beschikken over twee types connectoren voor installatie van een MPIbussysteem. De linkse connector met aansluiting voor het PG (programmeertoestel) wordt als standaard gebruikt om stations van het MPI-netwerk onrling te verbinn en laat tegelijk ook aansluiting van een programmeertoestel toe. De rechtse connector zonr PG-aansluiting wordt gebruikt, wanneer het niet nodig is, een programmeertoestel aan te sluiten. Op het laatste station dat op bus wordt aangesloten, moet er in plaats van uitgaan buslijn, een afsluitweerstand worn aangesloten. Voor aansluiting van het programmeertoestel of PC aan MPI-interface van PLC hebben we het volgen materiaal nodig: een MPI-kaart in het programmeertoestel of in PC en een verbindingskabel, een PC-adapter (verbindingskabel met geïntegreer convertor als er geen vrij slot op het PG of PC beschikbaar is). De PC-adapter heeft volgen eigenschappen: Lengte 5 m Baudrate tot aan PC-adapter 187,5 kbaud van adapter tot PC 19,2 of 38,4 kbaud (instelbaar) pagina 4

5 Globale data: overzicht CPU 1 MW 10 CPU 2 MW 20 CPU 3 MW 30 Globale data 5 Globale data Configuratie GD-pakket GD-kring Dankzij communicatie via globale data kunnen we in SIMATIC S7 een communicatie opbouwen tussen ver van elkaar verwijr PLC's, zonr ook maar één lijntje in het gebruikersprogramma te schrijven. De communicatie via globale data wordt niet geprogrammeerd, maar wel geconfigureerd. De configuratie van gegevensuitwisseling wordt in een tabel geregistreerd. De communicatie via globale data vindt plaats tussen maximum 15 PLC's binnen eenzelf project. Ze is ontworpen voor uitwisseling van kleine hoeveelhen gegevens, die meestal cyclisch worn verzonn. Met CPU's van S7-400 kunnen we globale data ook event-gestuurd verzenn. De gegevensuitwisseling wordt geconfigureerd met behulp van tool "Defining Global Data". De eerste instructie dient om globale-datatabel te openen en in kolommen van tabel CPU's toe te wijzen, die aan gegevensuitwisseling moeten elnemen. In regels van ze tabel finiëren we vervolgens variabelen die moeten worn uitgewisseld. Voor variabelen kunnen we gebruik maken van zo ongeveer alle operannbereiken van CPU (met uitzonring van periferie en tijlijke data), of het nu gaat om merkers, ingangen, uitgangen, timers, tellers of databouwsteenbereiken. De globale data, d.w.z. variabelen, met zelf zenr/ontvanger kunnen worn gegroepeerd en verzonn in een globale-datapakket (GD). Een GDpakket wordt geïntificeerd met een GD-pakketnummer, verschillen variabelen binnen het pakket met variabelennummers. De CPU's die elnemen aan een GD-pakkettenuitwisseling vormen een GD-kring. Een GD-kring wordt geïntificeerd met een GD-kringnummer. pagina 5

6 Globale data: configuratieprocedure Configuratie Configuratie van van hardwarestations hardwarestations in in het het project project gerealiseerd met "SIMATIC Manager" gerealiseerd met "SIMATIC Manager" De De configuratiedata configuratiedata (MPI-adres) (MPI-adres) voor voor verschillen verschillen CPU's CPU's aanmaken aanmaken en en lan lan gerealiseerd gerealiseerd met met tool tool "Hardware "Hardware Configuration" Configuration" Configuratie Configuratie van van globale-datatabel globale-datatabel gerealiseerd met tool "GD: Define Global Data" gerealiseerd met tool "GD: Define Global Data" 6 Declaratie van hardwarestations Parametrering van het MPI-adres Netwerkconfiguratie GD-tabel aanmaken De stations die in het netwerk moeten worn opgenomen, moeten eerst met behulp van SIMATIC Manager in een project worn geclareerd. Zodra hardwarestations met SIMATIC Manager gecreëerd zijn, roepen we tool Hardware Configuration op en openen we één voor één alle stations in kwestie. In tool Hardware Configuration moet u expliciet verklaren, welke CPU's er aan MPI-interface moeten worn aangesloten en moet u aan ze CPU's een specifiek MPI-adres toekennen. Bewaar parametrering voor CPU's op harddisk en laad vervolgens configuratiegegevens één voor één in betreffen CPU's ("PLC -> Download"). Voorzie dan MPI-stations van Profibus-kabels. Zodra dit gebeurd is, moet het mogelijk zijn, een online-verbinding op te bouwen met alle CPU's. We kunnen verbinding testen met knop Accessible Nos van SIMATIC Manager. Met tool "GD: Define Global Data in SIMATIC Manager maken we een globale-datatabel, waarin gegevens worn gefinieerd, die moeten worn uitgewisseld. Deze tabel moet vervolgens worn gecompileerd en naar overeenkomstige CPU's getransfereerd. Gegevens- S7-300: Een CPU kan aan maximum 4 GD-kringen elnemen. hoeveelheid Een CPU kan per GD-kring maximum 1 pakket zenn en ontvangen. Per pakket kunnen er maximum 22 databytes worn overgedragen. S7-400: Een CPU kan aan maximum 16 GD-kringen elnemen. Een CPU kan per GD-kring maximum 1 pakket zenn en 2 pakketten ontvangen. Per pakket kunnen er maximum 54 databytes worn overgedragen. pagina 6

7 Globale data: hardwareconfiguratie Declaratie van stations Parametrering van het MPI-adres Aangesloten CPU's 7 Procedure MPI-adres van het PG Voor hardwareconfiguratie van communicatie via globale data gaan we als volgt te werk: 1. Een STEP7-project finiëren met behulp van SIMATIC Manager. 2. In dit project een object van het MPI-netwerk configureren en parametreren. Zodra er een nieuw STEP7-project gefinieerd is, genereert het systeem automatisch een MPI-netwerkobject. 3. Tenminste twee modules configureren die communicatie via globale data accepteren (bijvoorbeeld S7-CPU). Bij configuratie van CPU's met tool "Hardware Configuration moeten we elke CPU expliciet clareren als zijn aangesloten (zie boven) en er een specifiek MPI-adres aan toekennen. 4. Eén voor één aldus gefinieer configuratiedata in betreffen CPU's lan. 5. Vervolgens kunnen we CPU's fysisch verbinn met behulp van een kabel. 6. De verbinding tussen verschillen communicatiepartners testen met functie Accessible Nos van SIMATIC Manager. Wanneer we verschillen PG's aan het MPI-netwerk moeten aansluiten, moeten we voor elk PG een verschillend MPI-adres parametreren. Om het adres te parametreren, gebuiken we het programma "Simatic -> STEP 7 -> Setting the PG/PC Interface". pagina 7

8 GD-tabel openen Globale-datatabel editeren CPU's selecteren Globale data finiëren 8 Algemeen In GD-tabel moeten we CPU's inschrijven, die gegevens uitwisselen, evenals adressenbereiken van gegevens die moeten worn uitgewisseld. Facultatief kunnen we ook een reductiefactor aangeven, en een dubbelwoord voor statusinformatie. De GD-tabel openen Om GD-tabel te openen, gaan we als volgt te werk: 1. Klik in SIMATIC Manager op het project en selecteer het object MPInetwerk. 2. Selecteer het menu Options -> Define Global Data. E r wordt een nieuwe GD-tabel gecreëerd of een bestaan GD-tabel geopend. De GD-tabel invullen We moeten een kolom van tabel toewijzen aan elke CPU die aan communicatie via globale data elneemt. We finiëren met name operannbereiken van alle elnemen CPU's. Om een GD-tabel in te vullen, doen we het volgen: 1. Eerst een CPU finiëren voor elke kolom van tabel. Hiervoor klikken we met muis op het kopje van kolom en kiezen dan het menu Edit -> CPU. 2. In volgen dialoogbox gewenste CPU selecteren en bevestigen met knop "OK". 3. De te versturen globale data in overeenkomstige regels van GD-tabel inschrijven. Met toets F2 kunnen we Edit-modus selecteren voor verschillen cellen van tabel. We kunnen voor variabelen een herhalingsfactor ingeven, om datatransfer van een complete zone te finiëren. In bovenstaand voorbeeld hebben we 20 bytes vanaf DBB20 van DB100 (Station3). 4. In elke regel van GD-tabel een zenr finiëren door overeenkomstige cel te markeren en op het icoontje "Select as Senr" in functiebalk te klikken. pagina 8

9 Gobale-datatabel compileren Compilatie van GD-tabel Definitie van reductiefactoren en statusinformatie 9 Compilatie van GD-tabel Reductiefactor GD-status De data die in GD-tabel wern ingegeven, kunnen vervolgens worn vertaald in overeenkomstige configuratie-informatie. De creatie van configuratiedata gebeurt in twee fases: Eerst compilatie starten met het menu GD Table -> Compile. De eerste compilatie hergroepeert eerst verschillen variabelen van tabel in pakketten en finieert overeenkomstige GD-kringen. De GD-kring-, pakket- en variabelennummers, die overeenkomen met een variabele, staan in eerste kolom: GD e variabele in het 1 e pakket van 1 e GD-kring GD e variabele in het 2 e pakket van 1 e GD-kring : GD m.3.n n e variabele in het 3 e pakket van m e GD-kring Na eerste compilatie, d.w.z. na claratie van GD-kringen en GDpakketten, kunnen we nog reductiefactoren finiëren voor verschillen pakketten of variabelen voor opslag van statusinformatie. De compilatie moet vervolgens nog een keer opnieuw worn gestart. De informatie met betrekking tot reductiefactoren en statusinformatie wordt pas na ze twee compilatie in configuratiedata geïntegreerd. Met het menu View -> Scan Rates kunnen we een anre waar parametreren (toegelaten waar: 1 tot 255 voor zenr, 1 tot 255 voor ontvanger, 0 voor een verzending/ontvangst die uitsluitend door een event werd aangestuurd in S7-400). Om een ontvangstkwitering te krijgen, die aangeeft of gegevensoverdracht correct is verlopen, kunnen we een dubbelwoord finiëren voor statusinformatie, en dit voor elk gegevenspakket. Hiervoor gebruiken we het menu View - > GD Status. Het operating system van CPU schrijft een ontvangst-kwitering in dit dubbelwoord. pagina 9

10 GD-configuratiegegevens lan GD-configuratiegegevens lan 10 De GD-tabel lan GD uitwisselen Na twee compilatie kunnen GD-configuratiedata in CPU's worn gelan. Doe hiervoor het volgen: 1. Zet alle CPU's die aan communicatie elnemen, in STOP. 2. Start gegevensoverdracht met het menu PLC -> Download to Module. 3. Zet alle CPU's die aan communicatie elnemen, opnieuw in RUN, zodra het lan van configuratiedata gebeurd is. De cyclische uitwisseling van globale data wordt automatisch gestart. De uitwisseling van globale data verloopt als volgt: De zenn CPU verzendt globale data aan het ein van een cyclus. De ontvangen CPU transfereert data van het communicatiebereik van CPU naar het S7-operannbereik aan het begin van een cyclus. Definieer met behulp van reductiefactor, na hoeveel cycli overdracht of ontvangst van gegevens plaatsvindt. Cycluscontrolepunt PII OB1 Ontvangst van GD Cyclische programmabewerking PIQ Verzending van GD pagina 10

11 GD-kringen CPU1 CPU2 CPU3 CPU4 CPU5 GD-kring 1 S GD 1.1 E GD 1.2 E GD 1.1 S GD E GD 2.1 S GD 2.1 E GD 2.1 E GD 2.1 E GD S GD 3.1 E GD 3.2 E GD 3.1 S GD E GD 4.1 S GD 4.1 E GD S GD 5.1 E GD 5.1 E GD E GD 6.1 S GD 6.1 E GD 6.1 S=zenr; E=ontvanger; GD x.y=gd-pakket y in globale-datakring x 11 Wat is een GD-kring? Aantal GD-kringen Voorbeeld van GD-kringen Een GD-kring is een verler van globale-datapakketten. In een globale-datakring kan een CPU gegevens aan anre CPU's verzenn of gegevens van anre CPU's ontvangen. Een GD-kring kan zijn: Een globale-datakring kan uit meer dan twee CPU's bestaan. Precies één CPU is dan zenr en alle anre CPU's zijn ontvangers van het pakket in ze globale-datakring. Een globale-datakring kan uit exact twee CPU's bestaan. Elke CPU kan dan zowel een datapakket zenn als een datapakket ontvangen. Elke CPU van een S7-300 kan el uitmaken van 4 verschillen GD-kringen. In een MPI-netwerk kunnen maximum 15 CPU's gegevens uitwisselen door midl van communicatie via globale data. Bovenstaan figuur toont, bij wijze van voorbeeld, het werkingsprincipe van communicatie via globale-datakringen. Hieronr een voorbeeld van nummering van GD-kringen. GD Intificatie van gegevens in een pakket GD-pakketnummer GD-kringnummer pagina 11

12 Status van communicatie via globale data MD 120 MB 120 MB 121 MB MB Foutieve lengte van zennd bereik DB niet beschikbaar in zenr GD-pakket verloren Syntaxisfout in GD-pakket GD-object ontbreekt in GD-pakket Lengte van GD-pakketten verschillend in zenr en ontvanger Foutieve lengte van ontvangstbereik DB niet beschikbaar in ontvanger Ontvanger heeft nieuwe gegevens ontvangen Restart uitgevoerd bij zenr 12 Statusweergave Statusevaluatie Structuur van het statusdubbelwoord Globale status U kan voor elk GD-pakket een statusdubbelwoord finiëren per betrokken CPU. Deze statusdubbelwoorn worn in tabel geïntificeerd met afkorting GDS. Wanneer u het statusdubbelwoord (GDS) aan een operand van CPU (bijvoorbeeld MD120) toewijst, kan u statusinformatie evalueren in het gebruikersprogramma of via het programmeertoestel. De status van globale data heeft een binaire structuur. De betekenis van verschillen bits is in bovenstaan figuur terug te vinn. Een bit blijft op 1 staan, zolang hij niet door het gebruikersprogramma of via het programmeer-toestel is gereset. De niet weergegeven bits zijn gereserveerd en hebben op dit moment geen betekenis. De status van globale data komt overeen met een dubbelwoord. Voor een beter begrip hebben wij het dubbelwoord MD120 weergegeven. STEP 7 creëert een globale status (GST) die voor alle GD-pakketten geldt. De globale status is een dubbelwoord met zelf structuur als het statusdubbelwoord (GDS) en wordt gegenereerd door een OF-verknoping van alle statuswoorn. pagina 12

13 Geprogrammeer bouwsteencommunicatie S7-400 S7-400 CPU 1 CP FM CPU 2 CP FM MPI als K Bus MPI als K Bus MPI PROFIBUS / Industrial Ethernet Zendbouwsteen Ontvangstbouwsteen USEND USEND URCV URCV 13 Introductie Voorwaar Naast communicatie via globale data bestaat er ook mogelijkheid van geprogrammeer bouwsteencommunicatie. In tegenstelling tot globale-datacommunicatie is ze procedure geschikt voor grote hoeveelhen gegevens en een event-gestuur overdracht. In het operating system van S7-400 staan er hiervoor systeemfuncties (SFB s) ter beschikking. De bouwstenen worn ingeeld in zend- en ontvangst-bouwstenen en bouwstenen voor besturingsfuncties, zoals stop, complete restart, en visualiseringsfuncties, zoals het afvragen van een remote toestel. De communicatietoestellen moeten in netwerk verbonn zijn via MPI-interface of via PROFIBUS / Industrial Ethernet. (Zie hoofdstuk 7 in het handboek Program Draft.) pagina 13

14 Overzicht van SFB s voor communicatie SFB/SFC Naam Type Beschrijving SFB 8 USEND tweezijdig Zendbouwsteen zonr handshaking SFB 9 URCV tweezijdig Ontvangstbouwsteen zonr handshaking SFB 12 BSEND tweezijdig Zendbouwsteen met kwijting SFB 13 BRCV tweezijdig Ontvangstbouwsteen met kwijting SFB 14 GET éénzijdig Data van partner lezen SFB 15 PUT éénzijdig Data bij partner schrijven SFB 19 START éénzijdig Complete restart bij partner uitvoeren SFB 20 STOP éénzijdig Partner in STOP-toestand zetten SFB 21 RESUME éénzijdig Restart uitvoeren bij partner SFB 22 STATUS éénzijdig Status van partner afvragen SFB 23 USTATUS éénzijdig Ontvangst van statusmelding van partner SFC 62 CONTROL --- Status van een SFB (lokaal) afvragen Details, Zie S7-Deel 3 14 SFB/SFC De systeemfuncties zijn in het operating system van CPU opgeslagen. Welke functie bij welke CPU ter beschikking staat, kan u terugvinn in handboeken of in online-help (SIMATIC Manager -> PLC -> Module Information). De bouwstenen worn in catalogus SIMATIC\BUILTIN opgeslagen, zodat u tijns offline-programmering SFB s kan oproepen en parametreren. Kopieer nodige bouwstenen in uw gebruikersprogramma. SFB-functie De SFB s 8 tot 15 voeren zend- en ontvangstfuncties uit, SFB s 19 tot 21 dienen als besturingsfunctie, SFB s 22 tot 23 en SFC 62 dienen als visualiseringsfunctie. De communicatiebouwstenen zijn niet afhankelijk van het netwerktype, dus hetzelf bij MPI, PROFIBUS en Industrial Ethernet. (Zie hoofdstuk 17 van het handboek System Functions and Standard Functions.) pagina 14