Projektierung einer RT-Kommunikation zwischen SIMATIC und SIMOTION (I-Device) SIMATIC & SIMOTION Applikationsbeschreibung Juli 2013

Applikationen & Tools Answers for industry.

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Vorsicht: Die in diesem Beitrag beschriebenen Funktionen und Lösungen beschränken sich überwiegend auf die Realisierung der Automatisierungsaufgabe. Bitte beachten Sie darüber hinaus, dass bei Vernetzung Ihrer Anlage mit anderen Anlagenteilen, dem Unternehmensnetz oder dem Internet entsprechende Schutzmaßnahmen im Rahmen von Industrial Security zu ergreifen sind. Weitere Informationen dazu finden Sie unter der Beitrags-ID 50203404. http://support.automation.siemens.com/WW/view/de/50203404.

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2

RT I-Device Version 1.4, Beitrags-ID: 38494882

s

SIMATIC & SIMOTION RT I-Device

Aufgabe

1

Lösung

2

Grundlagen

3

Konfiguration und Projektierung

4

Inbetriebnahme der Applikation

5

Bedienung der Applikation

6

Weitere Hinweise, Tipps und Tricks, etc.

7

Ansprechpartner

8

Historie

9

Copyright Siemens AG 2013 All rights reserved 38494882_RT_I-Device_V1_4_de.doc

Applikationsbeschreibung

RT I-Device Version 1.4, Beitrags-ID: 38494882

3

Gewährleistung und Haftung

Gewährleistung und Haftung Hinweis

Die Applikationsbeispiele sind unverbindlich und erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit hinsichtlich Konfiguration und Ausstattung sowie jeglicher Eventualitäten. Die Applikationsbeispiele stellen keine kundenspezifischen Lösungen dar, sondern sollen lediglich Hilfestellung bieten bei typischen Aufgabenstellungen. Sie sind für den sachgemäßen Betrieb der beschriebenen Produkte selbst verantwortlich. Diese Applikationsbeispiele entheben Sie nicht der Verpflichtung zu sicherem Umgang bei Anwendung, Installation, Betrieb und Wartung. Durch Nutzung dieser Applikationsbeispiele erkennen Sie an, dass wir über die beschriebene Haftungsregelung hinaus nicht für etwaige Schäden haftbar gemacht werden können. Wir behalten uns das Recht vor, Änderungen an diesen Applikationsbeispielen jederzeit ohne Ankündigung durchzuführen. Bei Abweichungen zwischen den Vorschlägen in diesem Applikationsbeispiel und anderen Siemens Publikationen, wie z.B. Katalogen, hat der Inhalt der anderen Dokumentation Vorrang.

Für die in diesem Dokument enthaltenen Informationen übernehmen wir keine Gewähr.

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Unsere Haftung, gleich aus welchem Rechtsgrund, für durch die Verwendung der in diesem Applikationsbeispiel beschriebenen Beispiele, Hinweise, Programme, Projektierungs- und Leistungsdaten usw. verursachte Schäden ist ausgeschlossen, soweit nicht z.B. nach dem Produkthaftungsgesetz in Fällen des Vorsatzes, der groben Fahrlässigkeit, wegen der Verletzung des Lebens, des Körpers oder der Gesundheit, wegen einer Übernahme der Garantie für die Beschaffenheit einer Sache, wegen des arglistigen Verschweigens eines Mangels oder wegen Verletzung wesentlicher Vertragspflichten zwingend gehaftet wird. Der Schadensersatz wegen Verletzung wesentlicher Vertragspflichten ist jedoch auf den vertragstypischen, vorhersehbaren Schaden begrenzt, soweit nicht Vorsatz oder grobe Fahrlässigkeit vorliegt oder wegen der Verletzung des Lebens, des Körpers oder der Gesundheit zwingend gehaftet wird. Eine Änderung der Beweislast zu Ihrem Nachteil ist hiermit nicht verbunden. Weitergabe oder Vervielfältigung dieser Applikationsbeispiele oder Auszüge daraus sind nicht gestattet, soweit nicht ausdrücklich von Siemens Industry Sector zugestanden.

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Inhaltsverzeichnis

Inhaltsverzeichnis Gewährleistung und Haftung ................................................................................... 4 1

Aufgabe........................................................................................................... 6 1.1

2

Lösung ............................................................................................................ 7 2.1 2.2

3

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Vorbereitung .................................................................................... 34

Bedienung der Applikation .......................................................................... 35 6.1

7

HW-Konfig der SIMOTION............................................................... 14 Projektierung der SIMOTION Steuerung .......................................... 23 HW-Konfig der SIMATIC CPU.......................................................... 27 Projektierung der SIMATIC CPU ...................................................... 31

Inbetriebnahme der Applikation .................................................................. 34 5.1

6

PROFINET Kommunikation ............................................................... 9 Gerätename ...................................................................................... 9 Regeln für die Vergabe des Gerätenamens ..................................... 10 RT-Kommunikation .......................................................................... 11 I-Device ........................................................................................... 12 Konsistente Datenübertragung......................................................... 12 Konsistente Datenverarbeitung ........................................................ 13

Konfiguration und Projektierung ................................................................. 14 4.1 4.2 4.3 4.4

5

Übersicht Gesamtlösung.................................................................... 7 Verwendete Hard- und Software-Komponenten ................................. 8

Grundlagen ..................................................................................................... 9 3.1 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.1.5 3.2

4

Übersicht ........................................................................................... 6

Übersicht ......................................................................................... 35

Weitere Hinweise, Tipps und Tricks, etc. .................................................... 38 7.1 7.2

Mehrfachverwendung einer I-Device GSD-Datei .............................. 38 Effiziente I/O-Definitionen ................................................................ 39

8

Ansprechpartner .......................................................................................... 40

9

Historie.......................................................................................................... 40

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1 Aufgabe

1

Aufgabe

1.1

Übersicht

Einführung/Einleitung Um zwischen einer SIMATIC und SIMOTION Steuerung via PROFINET Daten auszutauschen, gibt es seit SIMOTION V4.1.1 die I-Device Funktionalität. D. h. die SIMOTION Steuerung fungiert hierbei als „intelligentes IO-Device“ = I-Device. Der Datenaustausch zwischen den Steuerungen ist somit über E/A-Bereiche möglich. Überblick über die Automatisierungsaufgabe Folgendes Bild gibt einen Überblick über die Automatisierungsaufgabe. Abbildung 1-1

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SIMATIC

SIMOTION

PROFINET Beschreibung der Automatisierungsaufgabe Die SIMATIC CPU ist überlagerter IO-Controller im PROFINET IO-System. Die SIMOTION Steuerung wird als I-Device konfiguriert und ist somit ein IO-Device der SIMATIC CPU. Mit der Funktionalität I-Device kann in beide Richtungen (bidirektional) über E/ABereiche kommuniziert werden. Außerdem bietet diese Funktionalität die Möglichkeit beide Steuerungen in getrennten Projekten zu bearbeiten. Des Weiteren kann mit Hilfe des I-Device ein Maschinenmodul gekapselt werden, um dieses mehrfach in einer Großanlage zu verwenden.

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2 Lösung

2

Lösung

2.1

Übersicht Gesamtlösung

Schema Die folgende Abbildung zeigt schematisch die wichtigsten Komponenten der Lösung: Abbildung 2-1

SIMOTION D435 SIMATIC CPU 319F-3 PN/DP

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PS 307 5A

PROFINET

In diesem Applikationsbeispiel wird beschrieben, wie ein SIMOTION Steuerung als I-Device an einer SIMATIC CPU projektiert wird, um über PROFINET RT-Daten zwischen beiden Steuerungen auszutauschen. Im Beispielprojekt werden 254 Byte von der SIMOTION Steuerung an die SIMATIC CPU gesendet. Die SIMATIC Steuerung spiegelt die empfangen Daten wieder zurück. Vorausgesetzte Kenntnisse Grundlegende Kenntnisse über die Projektierung von SIMATIC bzw. SIMOTION CPUs mit dem Engineeringsystem STEP7 bzw. SIMOTION SCOUT werden vorausgesetzt.

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7

2 Lösung

2.2

Verwendete Hard- und Software-Komponenten Das Beispielprojekt wurde mit den nachfolgenden Komponenten erstellt.

Hardware-Komponenten Tabelle 2-1 Komponente

MLFB/Bestellnummer

Hinweis

SIMATIC 319F-3 PN/DP

1

6ES7318-3FL01-0AB0

Firmware V3.2

SIMOTION D435

1

6AU1435-0AA00-0AA1

Firmware V4.2

CBE30

1

6FC5312-0FA00-0AA0

Option-Board für D4x5

Das Beispielprojekt wurde mit den hier aufgeführten Hardware-Komponenten erstellt. Alternativ können auch andere, funktional gleichwertige Komponenten verwendet werden. Hierfür ist ggf. eine andere Parametrierung und eine andere Verdrahtung der Komponenten erforderlich. Beachten Sie bitte bzgl. der Firmware Versionen folgenden Hinweis auf Seite 28.

Standard Software-Komponenten Tabelle 2-2 Komponente

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Hinweis

Anz.

Anz.

MLFB/Bestellnummer

Hinweis

STEP7

1

6ES7810-4CC10-0YA5

V 5.5 HF4

SIMOTION SCOUT

1

6AU1810-1BA42-1XE0

V 4.2 SP1

Beispieldateien und Projekte Die folgende Liste enthält alle Dateien und Projekte, die in diesem Beispiel verwendet werden. Tabelle 2-3 Komponente

8

Hinweis

38494882_RT_I-Device_V1_4.zip

ZIP-Archiv mit Beispielprojekt, ST-Units und Adressliste

38494882 _RT_I-Device_V1_4_de.pdf

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3 Grundlagen

3

Grundlagen

3.1

PROFINET Kommunikation PROFINET verwendet zur Identifizierung der PROFINET Geräte, neben der MAC-Adresse und IP-Adresse, zusätzlich einen Gerätenamen (device name). Dieser Gerätename muss eindeutig im PROFINET Netzwerk sein.

3.1.1

Gerätename Während der Inbetriebnahme wird jedem PROFINET Gerät mit Hilfe des Engineeringsystems ein Gerätename zugewiesen (die sog. Knotentaufe). PROFINET IO-Controller und IO-Devices können auf unterschiedliche Arten getauft werden.

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IO-Controller –

Engineering Software (HW-Konfig, NetPro, STARTER, SCOUT, Primary Setup Tool)

–

Download der HW-Konfig

–

Über das Anwenderprogramm (Systemfunktion _setNameOfStation() für SIMOTION)

IO-Device –

Engineering Software (HW-Konfig, NetPro, STARTER, SCOUT, Primary Setup Tool)

–

Vom IO-Controller basierend auf der projektierten PROFINET Topologie

Der Gerätename wird im Gerät bzw. auf der MMC oder CF-Karte remanent gespeichert. Wird ein Gerät ausgetauscht (z. B. aufgrund eines Defektes), so muss das neue Gerät mit dem projektierten Gerätenamen getauft werden. Hierfür stehen folgende Möglichkeiten zur Verfügung: Umstecken der MMC bzw. CF-Karte (falls vorhanden) Engineering Software (HW-Konfig, NetPro, STARTER, SCOUT, Primary Setup Tool) Topologiebasierte Taufe durch den IO-Controller, hierfür muss sich die PNSchnittstelle des neuen Gerätes in Werkseinstellung befinden! D. h. ohne Änderungen der Projektierung kann das neue PROFINET Gerät die Funktion des ausgetauschten Gerätes übernehmen!

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9

3 Grundlagen

3.1.2

Regeln für die Vergabe des Gerätenamens Der Gerätename unterliegen bestimmten Syntaxregeln, und muss grundsätzlich DNS-konform sein (Domain Name System). DNS-Namen dürfen nur Buchstaben (a..z), Ziffern (0..9) und die Sonderzeichen Bindestrich (-) und Punkt (.) enthalten. Der Punkt dient dabei zur Strukturierung, d. h. der Gerätename kann sich aus mehreren Teilen (Labels) zusammensetzen, z. B. ..… , falls das Gerät mehrere PN-Schnittstellen besitzt (z. B. „X150“). , dies ist eine optionale Einstellung in HW-Konfig (siehe Abbildung 3-5).

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Das Label muss mit einem Buchstaben beginnen, und darf nicht mit einem Bindestrich (-) oder Punkt (.) enden. Die maximale Länge eines Labels sind 63 Zeichen.

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Abbildung 3-1

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3 Grundlagen

Des Weiteren sind folgenden Regeln zu beachten: Die maximale Gesamtlänge des Gerätenamens beträgt 127 Zeichen (inkl. Bindestrich und Punkt). Es wird nicht zwischen Groß- und Kleinschreibung unterschieden. Der projektierte Gerätename darf zwar auch Großbuchstaben enthalten, allerdings werden diese auf dem Gerät als Kleinbuchstaben gespeichert. Keine Umlaute (ä, ö, ü) Keine Sonderzeichen ! " § $ % & / ( ) = ? * ' _ : ; > < , # + | ~ \ } ] [ { Kein Leerzeichen Der Gerätename darf nicht mit der Zeichenfolge „port-xyz-“ beginnen (x, y, z = 0..9).

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Hinweis

3.1.3

Mit SIMOTION SCOUT < V4.3 darf kein Bindestrich (-) im Gerätenamen vorkommen, d. h. der Gerätename muss der ST-Namenskonvention genügen. Ab SIMOTION SCOUT V4.3 gilt diese Einschränkung nicht mehr!

RT-Kommunikation Auf Seiten der SIMOTION Steuerung werden die RT-Daten mit jedem IPO-Takt aktualisiert, d.h. im IPO-Takt werden die aktuellen RT-Daten eingelesen und die RT-Daten vom vorherigen Takt an das Kommunikationsinterface übergeben.

Hinweis

Ab SIMOTION V4.2 kann der Zeitpunkt für das Aktualisieren der RT-Daten im SCOUT unter Systemtakte eingestellt werden (IPO oder IPO_2). Der IPO_2-Takt ist Default-Einstellung.

Abbildung 3-2 Sendetakt

Background / Motion Task

Servo

Sendetakt

IPO

Aktuelle RT-Daten werden zu Beginn des IPO-Taktes eingelesen

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Background / Motion Task

Background / Motion Task

Servo

IPO

Background / Motion Task

Eingelesene RT-Daten werden im nächsten IPO-Takt an das Kommunikationsinterface übergeben

11

3 Grundlagen

3.1.4

I-Device Mit der PROFINET Funktionalität I-Device können bis zu 1440 Bytes Nutzdaten pro Richtung zwischen IO-Controller und I-Device übertragen werden. Die Nutzdaten setzen sich zusammen aus Ein- bzw. Ausgangsdaten + Nutzdaten-Begleiter. Pro Submodul (egal ob Eingang oder Ausgang) wird im Ein- und Ausgangsdatenbereich automatisch ein Byte Nutzdaten-Begleiter angelegt. Die Anzahl an Bytes für die Nutzdaten-Begleiter ist bei der I-Device Konfiguration nicht direkt ersichtlich, und abhängig von der Anzahl an Submodulen. Generell sollte ein Submodul möglichst groß gewählt werden.

SIMATIC Ab STEP7 5.5 steht die Funktionalität I-Device auch für SIMATIC Steuerungen zur Verfügung. Ein SIMATIC CPU kann im Gegensatz zur SIMOTION CPU zusätzlich als Shared I-Device an zwei überlagerten IO-Controllern eingebunden werden. Der Datenaustausch zwischen den Steuerungen erfolgt über Submodule. Die maximale Größe eines Submoduls beträgt 1024 Bytes.

Ein Submodul des SIMOTION I-Device kann maximal 254 Bytes groß sein. Da das steuerungsinterne Kopieren eines Submoduls relativ viel CPU-Last verursacht, wird empfohlen, möglichst wenig, dafür große Submodule zu projektieren. Hinweis

3.1.5

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SIMOTION

Das SIMOTION I-Device kann nur einem IO-Controller zugeordnet werden. Die PROFINET Funktionalität Shared I-Device wird von der SIMOTION Steuerung nicht unterstützt.

Konsistente Datenübertragung Bei der Übertragung von Daten wird in vielen Applikationen Datenkonsistenz vorausgesetzt. Das bedeutet, dass ein zusammengehöriger Datenblock (Submodul) der Ein- bzw. Ausgangsdaten komplett zu einem definierten Zeitpunkt (konsistent) aktualisiert wird. Andernfalls kann es passieren, dass ein Teil des Datenblocks bereits neue Daten und der andere Teil noch alte Daten besitzt.

SIMATIC Auf Seiten der SIMATIC CPU stehen für die RT-Kommunikation der SFC14 und SFC15 zur Verfügung. Bei Verwendung dieser Systemfunktionen ist sichergestellt, dass die Daten konsistent gelesen oder geschrieben werden.

Hinweis

12

Ab STEP7 5.5 unterstützt die SIMATIC CPU auch IRT-Kommunikation. Dabei ist zu beachten, dass zum konsistenten Lesen und Schreiben von IRT-Daten die Systemfunktionen SFC126 und SFC127 verwendet werden müssen.

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3 Grundlagen

SIMOTION Die Übertragung von RT-Daten ist beim RT I-Device nur pro Submodul konsistent. Bei einer SIMOTION Steuerung kann ein Submodul max. 254 Bytes groß sein. Da der Zugriff auf ein Submodul relativ viel CPU-Last verursacht (IPO- bzw. IPO_2-Last), sollten möglichst wenig Submodule projektiert werden. Anstatt viele kleine Submodule anzulegen, ist es performanter wenige große Submodule zu verwendet. Konsistente Datenblöcke > 254 Bytes Soll ein größerer Datenblock (RT-Daten), welcher aus mehreren Submodulen besteht, konsistent gelesen werden, so muss die Konsistenz der Daten applikativ sichergestellt werden. Hierfür muss im Eingangsdatenbereich z. B. ein Byte pro Submodul als Zähler verwendet werden. Die Datenkonsistenz wird durch eine applikative Überwachung dieser Zähler hergestellt.

3.2

Die Übertragung von IRT-Daten ist immer konsistent. Falls diese Daten in einer Task bearbeitet werden, welche von der ServoTask unterbrochen werden kann (z. B. BackgroundTask), so müssen diese Daten einem Prozessabbild zugeordnet werden (z. B. Prozessabbild der BackgroundTask).

Konsistente Datenverarbeitung Erfolgt die Verarbeitung von IO-Daten in einer zyklischen Task, so sollten diese IODaten einem Prozessabbild zugeordnet werden. Dadurch werden die IO-Daten konsistent am Anfang bzw. am Ende der jeweiligen Task aktualisiert.

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Hinweis

Bei der SIMOTION Steuerung stehen vier Prozessabbilder zur Verfügung: ServoSynchronousTask IPOsynchronousTask IPOsynchronousTask_2 BackgroundTask Beim Zugriff auf IO-Daten in nicht zyklischen Tasks (z. B. MotionTask) wird bevorzugt der aktuelle Status abgefragt. Bei Bedarf können Sie sich ein applikatives Prozessabbild auf lokale Variablen schaffen (konsistentes Abbild durch Kopieren auf temporäre Variablen, z. B. zum Startzeitpunkt der MotionTask).

Hinweis

Der Zugriff auf ein Prozessabbild erfolgt konsistent und ist performanter als der Direktzugriff, wodurch die Systemlast verringert wird.

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4 Konfiguration und Projektierung

4

Konfiguration und Projektierung

4.1

HW-Konfig der SIMOTION Im Applikationsbeispiel kommt eine SIMOTION D435 zum Einsatz, welche wie folgt konfiguriert wird.

Tabelle 4-1 Aktion

1.

Öffnen Sie den SIMOTION SCOUT, um ein neues Projekt anzulegen. Fügen Sie ein neues SIMOTION Gerät ein.

2.

Wählen Sie die entsprechende SIMOTION Hardware-Plattform und Version (min. V4.1) aus.

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Nr.

Im Applikationsbeispiel wird über das Optionsmodul CBE30 (Communication Board Ethernet) mit der SIMATIC CPU kommuniziert.

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4 Konfiguration und Projektierung

Aktion

3.

Legen Sie ein neues Ethernet Subnetz und vergeben Sie eine IP-Adresse.

4.

Konfigurieren Sie die Verbindung zwischen SIMOTION Steuerung und Engineeringsystem.

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Nr.

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4 Konfiguration und Projektierung

Nr.

Mit F4 können in HW-Konfig die vorhandenen Baugruppen automatisch angeordnet werden. Der Gerätenamen der SIMOTION Steuerung ist „CBE30xPNxIO“ und kann durch Doppelklick auf die PN-Schnittstelle angepasst werden.

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5.

Aktion

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4 Konfiguration und Projektierung

Nr.

Wechseln Sie zum Reiter „I-Device“ und aktivieren Sie den „I-Device Modus“.

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6.

Aktion

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4 Konfiguration und Projektierung

Hinweis

Aktivieren Sie die Option „Parametrierung der PN-Schnittstelle und deren Ports am überlagerten IO-Controller“, wenn das Interface und die Ports des I-Device vom überlagerten IO-Controller parametriert werden sollen. Nur wenn diese Option aktiviert ist, kann dem I-Device eine Synchronisationsrolle in der Sync-Domain des überlagerten IOControllers zugewiesen werden („Sync-Master“ oder „Sync-Slave“). Dies ist z.B. dann notwendig, wenn das I-Device als IRT I-Device betrieben werden soll.

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HW-Konfig des überlagerten IO-Controllers

Zeitgleich können keine Einstellungen mehr in der Sync-Domain der PN-Schnittstelle vorgenommen werden, die als I-Device konfiguriert wurde. Diese kann somit nur noch RT-Controller für unterlagerte Devices sein!

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HW-Konfig des I-Device (unterlagerter IO-Controller)

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4 Konfiguration und Projektierung

Hinweis

Nur wenn die Option „Parametrierung der PN-Schnittstelle und deren Ports am überlagerten IO-Controller“ aktiviert ist, ist es möglich das I-Device als MRP(D)-Client in der MRP-Domain des überlagerten IO-Controllers zu projektieren und dieses somit in einer Ring-Topologie einzubinden. HW-Konfig des überlagerten IO-Controllers

Copyright

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Zeitgleich können keine Einstellungen mehr in der MRP-Domain der PN-Schnittstelle vorgenommen werden, die als I-Device konfiguriert wurde. HW-Konfig des I-Device (unterlagerter IO-Controller)

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19

4 Konfiguration und Projektierung

Nr.

Aktion Legen Sie zwei neue Submodule an. Diese dienen später als Datentransferbereiche für die Kommunikation zwischen SIMATIC CPU und SIMOTION Steuerung. Es können maximal 1440 Byte für Sende- und Empfangsrichtung projektiert werden (inkl. der Nutzdaten-Begleiter). Die maximale Größe eines Submoduls beträgt 254 Byte.

8.

Erstellen Sie die GSD-Datei für das zuvor konfigurierte I-Device. Klicken Sie hierzu auf „Optionen > GSD-Datei für I-Device“ erstellen.

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7.

20

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4 Konfiguration und Projektierung

Nr.

Aktion

9.

a)

b)

c)

d)

Hinweis

Jede nachträgliche Veränderung an der Konfiguration des I-Device bedingt die Erstellung einer neuen GSD-Datei! Im Ordner, in dem STEP7 installiert wurde, können unter dem Pfad „Step7 > S7data > GSD“ die nicht mehr benötigten GSD-Dateien gelöscht werden.

Copyright

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a) Vergeben Sie einen eindeutigen Namen für die GSD-Datei. Unter diesem ist die Datei später im HW-Katalog zu finden. b) Klicken Sie auf „Erstellen“, um die GSD-Datei zu generieren. c) Installieren Sie anschließend die GSD-Datei auf dem Engineeringsystem, mit welchem der überlagerte IO-Controller projektiert wird. Ist dieser im gleichen Projekt, bzw. wird dieser mit dem gleichen Engineeringsystem konfiguriert, so klicken Sie auf „Installieren“. Schließen Sie das Fenster. Der HW-Katalog wird daraufhin automatisch aktualisiert.

Nr. 10.

Aktion Öffnen Sie NetPro, um die Ethernet-Schnittstelle des Engineeringsystems einzustellen. Die gelbe Verbindung an der PG/PC Schnittstelle zeigt an, dass das Engineeringsystem auf den SINAMICS Integrated via S7-Routing zugreifen kann. Durch Speichern und Übersetzen werden automatisch Routingtabellen erzeugt, welche durch Download der HW-Konfig auf dem Gerät abgelegt werden müssen.

Durch Doppelklick auf die PG/PC-Schnittstelle öffnen sich deren Eigenschaften.

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4 Konfiguration und Projektierung

Nr.

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11.

Aktion Deaktivieren Sie den Haken „Set MAC address / use ISO protocol“, da die SIMOTION Steuerung kein ISO-Protokoll unterstützt.

Im Applikationsbeispiel hat das Engineeringsystem folgende IP-Adresse: IP-Adresse: 192.168. 0 .100 Subnetzmaske: 255.255.255. 0 12.

Speichern und Übersetzen Sie die HW-Konfig.

13.

Laden Sie die HW-Konfig in das Zielsystem.

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4 Konfiguration und Projektierung

4.2

Projektierung der SIMOTION Steuerung Im Folgenden wird die Projektierung der SIMOTION Steuerung mit dem Engineeringsystem SIMOTION SCOUT gezeigt.

Tabelle 4-2 Nr.

Im Beispielprojekt werden die Daten im Array iab8Input inkrementiert und in das Array qab8Output kopiert. Von dort werden die Daten an die SIMATIC CPU gesendet.

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1.

Aktion

Im Ordner „AddressList“ des ZIP-Archivs „61449067_Example_RT_I-Device_V1_3.zip“ befindet sich die Datei „IO_Variables.csv“, welche über rechte Maustaste > „Load“ in die Adressliste importiert werden kann.

rechte Maustaste

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23

4 Konfiguration und Projektierung

Nr.

Im Beispielprojekt befindet sich die Quelle „fault“. Diese Quelle beinhaltet 3 Programme, welche in der jeweiligen FaultTask aufgerufen werden. Die Quelle „dataExchange“ beinhaltet das Programm „pBackgroundTask“, in dem die Daten inkrementiert und an die SIMATIC CPU gesendet werden. Dieses Programm wird – wie der Name schon sagt – in der BackgroundTask aufgerufen. Die Quellen können aus dem Ordner „ST-Units“ des ZIP-Archivs „61449067_Example_RT_I-Device_V1_3.zip“ importiert werden.

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2.

Aktion

Copyright

Es können mehrere ST-Quellen gleichzeitig importiert werden.

Nach dem Import muss das SIMOTION Projekt gespeichert und übersetzt werden, damit die Programme im Ablaufsystem sichtbar sind.

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4 Konfiguration und Projektierung

Aktion

3.

Öffnen Sie das Ablaufsystem und fügen Sie die Beispielprogramme in die jeweilige vorgesehene Task ein.

4.

Speichern und Übersetzen Sie das SIMOTION Projekt.

5.

Gehen Sie online.

6.

Wählen Sie die SIMOTION Steuerung aus, um auf diese online zu gehen.

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Nr.

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25

4 Konfiguration und Projektierung

Nr.

Aktion Laden Sie das gesamte Projekt in die SIMOTION Steuerung.

8.

Setzen Sie den Haken „RAM nach ROM“ kopieren und starten Sie den Download.

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7.

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4 Konfiguration und Projektierung

4.3

HW-Konfig der SIMATIC CPU Im Applikationsbeispiel kommt als überlagerter IO-Controller eine SIMATIC CPU 319F-3 PN/DP zum Einsatz, welche wie folgt konfiguriert wird. Der Sicherheitsbetrieb der CPU wird im Beispiel nicht aktiviert.

Tabelle 4-3 Aktion

1.

Öffnen Sie das SIMOTION Projekt mit dem SIMATIC Manager und fügen Sie eine neue S7 300 Station ein.

2.

Öffnen Sie die HW-Konfig.

3.

Im Beispielprojekt kommt eine SIMATIC CPU 319F-3 PN/DP zum Einsatz.

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Nr.

Mit F4 können die in der HW-Konfig vorhandenen Baugruppen automatisch angeordnet werden.

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27

4 Konfiguration und Projektierung

Hinweis

Für das I-Device einer SIMOTION V4.1 muss eine S7-300 CPU mindestens die Firmware V2.6 oder höher haben; eine S7-400 CPU mindestens die Firmware V5.1.1 oder höher. Für das I-Device einer SIMOTION V4.2 oder höher muss eine S7-300 CPU mindestens die Firmware V3.2 oder höher haben; eine S7-400 CPU mindestens die Firmware V6.0 oder höher.

Nr.

Aktion Wählen Sie das bestehende Ethernet-Subnetz aus und vergeben Sie eine IP-Adresse für den überlagerten IO-Controller (im Beispiel CPU 319F).

5.

Durch Doppelklick auf die PROFINET-Schnittstelle öffnet sich das Eigenschaftsfenster. Definieren Sie den Gerätenamen. Im Beispielprojekt ist der Gerätename „simatic319f“.

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4.

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4 Konfiguration und Projektierung

Nr.

Aktion

6.

Ziehen Sie die zuvor erstellte GSD-Datei der SIMOTION Steuerung auf das PROFINET IO-System („PROFINET IO > Preconfigured Stations > D435 > CBE30xPNxIO“).

7.

Durch Doppelklick auf das eingefügte I-Device öffnet sich das Eigenschaftsfenster. Passen Sie den Gerätenamen an „CBE30xPNxIO“.

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Beachten Sie bitte, dass der Gerätename (X3) nicht wie im Bild „PN-IO“, sondern „simatic319f“ ist.

Bestätigen Sie die folgende Meldung mit „Ja“, da der I-Device Stellvertreter den gleichen Gerätenamen haben muss wie die zugehörige Steuerung.

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29

4 Konfiguration und Projektierung

Nr.

Aktion

8.

Speichern und Übersetzen Sie die HW-Konfig.

9.

Laden Sie die HW-Konfig in die SIMATIC CPU.

Hinweis

Beachten Sie bitte, dass der Gerätename des I-Device Stellvertreters mit dem Gerätename des zugehörigen I-Devices übereinstimmt (selbe Hardware).

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Befinden sich der überlagerter IO-Controller und das I-Device im gleichen Projekt, so ändert das Engineeringsystem beim Einfügen des I-Device Stellvertreters den Gerätenamen automatisch ab. Eigentlich muss ein Gerätename innerhalb eines PROFINET Netzwerkes eindeutig sein. Da es sich hierbei aber um dieselbe Hardware handelt, gilt diese Regel nicht!

30

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4 Konfiguration und Projektierung

4.4

Projektierung der SIMATIC CPU Im Folgenden wird die Projektierung der SIMATIC CPU mit dem Engineeringsystem SIMATIC Manager gezeigt.

Tabelle 4-4 Aktion

1.

Die Bausteine OB1, OB80-OB86, der Datenbaustein DB1 sowie die Systemfunktionen SFC14, SFC15 und SFC20 können aus dem Beispielprojekt kopiert werden. Dieses befindet sich im Ordner „Project“ des ZIP-Archivs „61449067_Example_RT_I-Device_V1_3.zip“.

2.

Der Dateinbaustein 1 enthält zwei Arrays der Größe 254 Byte. In das „InputArray“ werden die Daten geschrieben, die die SIMATIC CPU von der SIMOTION Steuerung empfängt. Das „OutputArray“ enthält die Daten, die von der SIMATIC CPU an die SIMOTION Steuerung geschickt werden.

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Nr.

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4 Konfiguration und Projektierung

Nr.

Aktion

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3.

Der Lesen und Schreiben der IO-Daten findet im Beispielprojekt im OB1 statt. 1. Mit dem SFC14 werden die Eingangsdaten der logischen Adresse „LADDR“ konsistent gelesen und in das „InputArray“ geschrieben. Der Parameter „LADDR“ wird mit der Anfangsadresse der Eingangsdaten des I-Device Stellvertreters belegt (W#16#100 entspricht 256, siehe HW-Konfig der S7-CPU). Der Parameter „RECORD“ legt den Zielbereich fest, in den die empfangenen Daten geschrieben werden (hier das „InputArray“ des Datenbausteins DB1). 2. Die eingelesenen Daten werden mit Hilfe des SFC20 vom „InputArray“ in das „OutputArray“ des Datenbausteins DB1 umkopiert. 3. Mit dem SFC15 werden schließlich die Ausgangsdaten auf der logischen Adresse „LADDR“ konsistent mit dem „OutputArray“ beschieben. Der Parameter „LADDR“ gibt hierbei die Anfangsadresse der Ausgangsdaten des I-Device Stellvertreters an (W#16#100 entspricht 256, siehe HW-Konfig der S7-CPU). Am Parameter „RECORD“ stehen die Quelldaten für die Ausgangsdaten, welche an die SIMOTION Steuerung gesendet werden (hier das „OutputArray“ des Datenbausteins DB1).

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4 Konfiguration und Projektierung

Nr.

Aktion Markieren Sie die SIMATIC CPU im STEP7 Projekt.

5.

Führen Sie einen Download durch.

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4.

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5 Inbetriebnahme der Applikation

5

Inbetriebnahme der Applikation Um das Beispielprojekt in Betrieb zu nehmen, sind folgende Schritte notwendig.

5.1

Vorbereitung

Tabelle 5-1 Aktion

1.

Alle Hardware-Komponenten laut Tabelle 2-1 (Seite 8) sind vorhanden und auf die entsprechende Firmware hochgerüstet (siehe Hinweis auf Seite 28).

2.

Alle PROFINET Komponenten sind vernetzt und über das Engineeringsystem erreichbar.

3.

Die Ethernet-Schnittstelle des Engineeringsystems ist korrekt konfiguriert. IP-Adresse:

192.168. 0 .100

Subnetzmaske:

255.255.255.

0

4.

Starten Sie das Engineeringsystem STEP7 SIMATIC Manager.

5.

Dearchivieren Sie das Beispielprojekt „61449067_Example_RT_I-Device_V1_3.zip“. Es befindet sich im Ordner „Project“ des ZIP-Archivs „61449067_Example_RT_I-Device_V1_3.zip“.

6.

Öffnen Sie das S7 Projekt „RT_I-Device_V1_3“.

7.

Laden Sie die Projektierung der SIMATIC CPU in das zugehörige Gerät. Markieren Sie hierfür zuerst die SIMATIC CPU und klicken Sie anschließend auf den Button „Download“.

8.

Öffnen Sie aus dem SIMATIC Manager das SIMOTION SCOUT Projekt.

9.

Gehen Sie online.

10.

Falls sie auf die SIMOTION Steuerung nicht online kommen, laden Sie zuerst die HW-Konfig in das SIMOTION Gerät, damit dieses die korrekten IP-Adressen und Gerätenamen besitzt. Oder weisen Sie der PN-Schnittstelle, über welche Sie mit dem Engineeringsystem verbunden sind, die korrekte IP-Adresse zu („Zielsystem > Ethernet > Ethernet Teilnehmer bearbeiten“.

11.

Laden Sie das SIMOTION Projekt in das Zielsystem.

12.

Das Beispielprojekt ist nun bedienbar.

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Nr.

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6 Bedienung der Applikation

6

Bedienung der Applikation

6.1

Übersicht Die Bedienung des Beispielprojekts erfolgt über das Engineeringsystem SIMATIC Manager und SIMOTION SCOUT.

Tabelle 6-1 Nr.

Aktion Schalten Sie die SIMATIC CPU in den Betriebszustand RUN.

2.

Wechseln Sie in das SIMOTION SCOUT Projekt und markieren Sie die SIMOTION Steuerung. Mittels der Tastenkombination „Strg + I“ öffnet sich das Betriebszustandsfenster. Hierfür müssen Sie online mit der Baugruppe verbunden sein. Schalten Sie die SIMOTION Steuerung ebenfalls in den Betriebszustand RUN.

3.

Im Symbolbrowser des SIMOTION SCOUT sowie im Datenbaustein DB1 des STEP7 Projekts kann der Datenaustausch beobachtet werden. Beachten Sie bitte, dass für das Umkopieren der Eingangsdaten auf die Ausgangsdaten beide Steuerungen im Betriebszustand RUN sein müssen!

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1.

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6 Bedienung der Applikation

Nr.

Aktion Markieren Sie im SIMOTION SCOUT Projekt die ST-Unit „dataExchange“ und wechseln Sie im Detailfenster zum Reiter „Symbolbrowser“.

5.

In der Spalte „Statuswert“ werden die aktuellen Werte für die Elemente der Arrays „ab8Input“, sowie „ab8Output“ angezeigt.

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4.

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6 Bedienung der Applikation

Aktion

6.

Wechseln Sie in das STEP7 Projekt zum Ordner „Blöcke“.

7.

Öffnen Sie durch einen Doppelklick den Datenbaustein DB1.

8.

Klicken Sie auf „Beobachten“.

9.

Bestätigen Sie folgende Meldung mit „Ja“.

10.

In der Spalte „Aktueller Wert“ werden die momentanen Werte für die Elemente des Datenbausteins angezeigt.

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Nr.

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7 Weitere Hinweise, Tipps und Tricks, etc.

7

Weitere Hinweise, Tipps und Tricks, etc.

7.1

Mehrfachverwendung einer I-Device GSD-Datei Mit Hilfe einer I-Device GSD-Datei können mehrere I-Device Stellvertreter mit der gleichen GSD-Datei am überlagerten IO-Controller eingebunden werden. D. h. bei Mehrfachverwendung einer GSD-Datei verwendet jeder zugehörige I-Device Stellvertreter auf der I-Device Seite die gleichen I/O-Adressen um mit dem überlagerten IO-Controller zu kommunizieren. Am überlagerten IO-Controller sind die I/O-Adressen an den I-Device Stellvertretern natürlich unterschiedlich. Die Mehrfachverwendung einer I-Device GSD-Datei dient zum Realisieren von modularen Maschinenkonzepten und bietet folgende Vorteile: 1. Zum einen können die einzelnen Maschinenmodule (I-Device) intern mit den gleichen I/O-Adressen arbeiten. 2. Zum anderen kann ein Maschinenmodul (I-Device) beliebig aktiviert und deaktiviert werden (z. B. für eine Teil-Inbetriebnahme).

Hinweis

Weitere Informationen zu modularen Maschinenkonzepten können Sie der SIMOTION Dokumentation Modulare_Maschinenkonzepte_Funktionen.pdf entnehmen.

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Hierfür benötigt jedes Maschinenmodul eine eigene Steuerung (z. B. SIMOTION) und die gesamte Maschine eine überlagerte Steuerung (z. B. SIMATIC).

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7 Weitere Hinweise, Tipps und Tricks, etc.

7.2

Effiziente I/O-Definitionen I/O-Variablen sollten immer als größtmöglicher Datentyp definiert werden, d.h. WORD anstatt 2 BYTE, DWORD anstatt 4 BYTE oder 2 WORD. Bei größeren Elementen empfiehlt es sich, die Möglichkeit zur Bildung von Arrays zu nutzen, d.h. besser ein 10 Byte großes Bytearray als 10 einzelne I/O-Bytes. Der Vorteil liegt in einer systemseitig effizienteren Nutzung der Kopierroutinen. Des Weiteren sollten Adresslücken beim Anlegen von I/O-Variablen im Symbolbrowser, sowie bei Telegrammen für die Antriebsanbindung vermieden werden. Kommen diese vermehrt vor, so kann dies erheblich zur Verminderung der Effizienz der implizit aufgerufenen Kopierroutinen beitragen. Beim lesenden und schreibenden Zugriff auf einzelne Bits in einem I/O-Byte (bzw. Wort oder Doppelwort, Abb. 7-1) ist es spätestens beim zweiten Zugriff effizienter, auf das komplette I/O-Byte zuzugreifen und durch Verwendung von Bitmasken oder entsprechenden Systemfunktionen (z.B. die SIMOTION Systemfunktion _getBit()) die einzelnen Bits auszuwerten (Abb. 7-2).

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Abbildung 7-1

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Abbildung 7-2

Hinweis

Einzelne Bits im I/O-Bereich können keinem Prozessabbild zugeordnet werden. Hierfür ist mindestens ein Byte auf derselben Adresse zu definieren, um dieses dem entsprechenden Prozessabbild zuzuordnen. Unterschiedliche Prozessabbilder für einzelne Bits sind nicht möglich.

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8 Ansprechpartner

8

Ansprechpartner Siemens AG Industry Sector I DT MC PMA APC Frauenauracher Straße 80 D - 91056 Erlangen mailto: [email protected]

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Historie Version

Datum

Änderung

V1.1

05/2008

Erste Ausgabe

V1.2

12/2010

Überarbeitete Version

V1.3

06/2012

Überarbeitete Version

V1.4

07/2013

Überarbeitete Version, Kapitel 3.1: „PROFINET Kommunikation“ überarbeitet, Kapitel 4.1: „HW-Konfig der SIMOTION“ überarbeitet

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Tabelle 9-1

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