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Berger Automatisieren mit SIMATIC S7-1200download.e-bookshelf.de/download/0010/5808/70/L-G-0010580870... · Die Engineeringsoftware STEP 7 im TIA-Portal erschließt alle Möglichkeiten

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Berger Automatisieren mit SIMATIC S7-1200

Automatisieren mit SIMATIC S7-1200Programmieren Projektieren und Testen mit STEP 7

von Hans Berger

4 wesentlich uumlberarbeitete und erweiterte Auflage 2017

Publicis Publishing

Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie detaillierte bibliografische Daten sind im Internet uumlber httpdnbd-nbde abrufbar

Autor und Verlag haben alle Texte und Abbildungen in diesem Buch mit groszliger Sorgfalt erarbeitet Dennoch koumlnnen Fehler nicht ausgeschlossen werden Eine Haftung des Verlags oder des Autors gleich aus welchem Rechtsgrund fuumlr durch die Verwendung der Programmierbeispiele verursachte Schaumlden ist ausgeschlossen

wwwpublicis-booksde

Lektorat Dr Gerhard Seitfudem gerhardseitfudempublicispixelparkde

Print ISBN 978-3-89578-469-9ePDF ISBN 978-3-89578-960-1

4 wesentlich uumlberarbeitete und erweiterte Auflage 2017

Herausgeber Siemens Aktiengesellschaft Berlin und Muumlnchen Verlag Publicis Publishing Erlangen copy 2017 by Publicis Pixelpark Erlangen ndash eine Zweigniederlassung der Publicis Pixelpark GmbH

Das Werk einschlieszliglich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschuumltzt Jede Verwendung auszligerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlags unzulaumlssig und strafbar Das gilt insbesondere fuumlr Vervielfaumlltigungen Uumlbersetzungen Mikroverfilmungen Bearbeitungen sonstiger Art sowie fuumlr die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen Dies gilt auch fuumlr die Entnahme von einzelnen Abbildungen und bei auszugsweiser Verwertung von Texten

Printed in Germany

Vorwort

5

Vorwort

Das Automatisierungssystem SIMATIC vereinigt alle Teilbereiche einer Automati-sierungsloumlsung unter einer einheitlichen Systemarchitektur zu einem homogenenGesamtsystem von der Feldebene bis zur Leittechnik

Das Konzept Totally Integrated Automation bedeutet mit einer einzigen Systemba-sis und Werkzeugen mit einheitlichen Bedienoberflaumlchen alle Automatisierungs-komponenten einheitlich zu behandeln Diesen Anforderungen wird das Automa-tisierungssystem SIMATIC gerecht mit Durchgaumlngigkeit bei Projektierung Pro-grammierung Datenhaltung und Kommunikation

Das vorliegende Buch beschreibt das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200Eine S7-1200-Steuerung ist kompakt aufgebaut und modular erweiterbar Fuumlr vieleKleinanwendungen genuumlgt bereits der Einsatz der CPU-Baugruppe mit derOnboard-Peripherie Die in der CPU-Baugruppe integrierten technologischenFunktionen machen das Geraumlt aumluszligerst vielseitig einsetzbar Mit Kontaktplan (KOP)Funktionsplan (FUP) und Structured Control Language (SCL) stehen drei etablierteProgrammiersprachen fuumlr die Loumlsung der Automatisierungsaufgabe zur Verfuuml-gung

Passend zu den S7-1200-Steuerungen sind mit den SIMATIC HMI Basic Panels neueBedien- und Beobachtungsgeraumlte konzipiert worden mit einer fuumlr Kleinanwendun-gen optimierten Leistung und Funktionalitaumlt Ein Touchscreen in verschiedenenMonitorgroumlszligen und eine aufeinander abgestimmte Kommunikation uumlber Industri-al Ethernet sind ideale Voraussetzungen fuumlr das Zusammenspiel mit S7-1200

Die Engineeringsoftware STEP 7 im TIA-Portal erschlieszligt alle Moumlglichkeiten derS7-1200-Controller STEP 7 ist das gemeinsame Werkzeug fuumlr die Konfigurationdes Hardware-Aufbaus und die Programmierung des Anwenderprogramms genau-so wie fuumlr den Programmtest und die Diagnose Mit der mit STEP 7 gelieferten Pro-jektierungssoftware SIMATIC WinCC Basic werden die Basic Panels projektiert Diemoderne und intuitive Benutzerfuumlhrung gestattet ein effizientes aufgabenorien-tiertes Engineering von Steuerungs- und Visualisierungsgeraumlten

Das vorliegende Buch beschreibt das Projektieren Programmieren und Testen vonS7-1200-Controllern mit Firmware Version 42 und von HMI Basic Panels mit derEngineeringsoftware STEP 7 V14 Basic SP1 und WinCC Basic V14 SP1 einschlieszliglichder Simulationssoftware PLCSIM V14 SP1

Erlangen im September 2017 Hans Berger

Der Inhalt des Buchs auf einen Blick

6

Der Inhalt des Buchs auf einen Blick

1 Start

Das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200 in der Uumlbersicht

Die Engineeringsoftware SIMATIC STEP 7 in der Uumlbersicht

Adressierung Datentypen und Programmbearbeitung in der Uumlbersicht

2 Einfuumlhrung in STEP 7

STEP 7 installieren und starten Die Benutzeroberflaumlche von STEP 7Die Grundlage der Automatisierungsloumlsung Ein Projekt erstellen und bearbeiten

3 Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200

Die Baugruppen von SIMATIC S7-1200 in der Uumlbersicht Aufbau eines Automatisierungs-systems CPU-Baugruppen Signal- und Kommunikationsbaugruppen

4 Geraumltekonfiguration

Eine Station konfigurieren Baugruppen parametrieren und Stationen vernetzen Hardware-Objekte adressieren

5 Programmbearbeitung

Wie sich die CPU-Baugruppe in den Betriebszustaumlnden ANLAUF RUN und STOP verhaumllt

Wie das Anwenderprogramm durch Bausteine strukturiert wird welche Eigenschaften die Bausteine haben und wie sie aufgerufen werden mit Programmierempfehlungen

Wie das Anwenderprogramm bearbeitet wird Anlaufverhalten Hauptprogramm Alarmbe-arbeitung Fehlerbehandlung und Diagnose

6 Der Programmeditor

Operanden Adressierung und Datentypen mit der PLC-Variablentabelle arbeiten

PLC-Datentypen Codebausteine und Datenbausteine erstellen und bearbeiten Bausteine uumlbersetzen und Programminformationen auswerten

7 Die Programmiersprache Kontaktplan KOP

Das Charakteristische der KOP-Programmierung Reihen- und Parallelschaltung von Kon-takten der Einsatz von Spulen Standard-Boxen Q-Boxen und ENENO-Boxen

8 Die Programmiersprache Funktionsplan FUP

Das Charakteristische der FUP-Programmierung Boxen fuumlr binaumlre Verknuumlpfungen der Ein-satz von Standard-Boxen Q-Boxen und ENENO-Boxen

9 Die Programmiersprache Structured Control Language SCL

Das Charakteristische der SCL-Programmierung Operatoren und Ausdruumlcke Arbeiten mit Binaumlr- und Digitalfunktionen Programmbearbeitung steuern mit Kontrollanweisungen

Der Inhalt des Buchs auf einen Blick

7

Die Beschreibung der Steuerungsfunktionen

10 Basisfunktionen Funktionen fuumlr Binaumlrsignale binaumlre Verknuumlpfungen Speicherfunkti-onen Flankenauswertungen Zeit- und Zaumlhlfunktionen

11 Digitalfunktionen Funktionen fuumlr Digitalvariablen Uumlbertragungs- Vergleichs- Arith-metik- Mathematik- Konvertierungs- Schiebe- Logik- und Zeichenkettenfunktionen

12 Programmsteuerung Sprungfunktionen Bausteine aufrufen und beenden Baustein-parameter adressieren beschalten und uumlbergeben Datenbausteinfunktionen

13 Online-Betrieb Diagnose und Programmtest

Ein Programmiergeraumlt an die PLC-Station anschlieszligen den Online-Betrieb einschalten Die Anwenderbausteine laden aumlndern loumlschen und vergleichen Mit der Hardware-Diagnose arbeiten Das Anwenderprogramm testen Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion

14 Dezentrale Peripherie

Wie ein PROFINET IO System ein PROFIBUS DP Mastersystem und ein AktorSensor-Inter-face System projektiert werden und welche Eigenschaften sie haben DPV1-Alarme

15 Kommunikation

Welche Eigenschaften und welche Kommunikationsfunktionen die Open User Communica-tion die S7-Kommunikation und die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation haben und wie sie projektiert werden Kommunikationsfunktionen fuumlr USS-Antriebe Modbus RTU und TCP

16 Visualisierung

Einfuumlhrung Die Basic Panels in der Uumlbersicht

Start Ein HMI-Projekt einrichten der Bediengeraumlte-Assistent

Verbindung zur PLC HMI-Variablen und Bereichszeiger anlegen

Bilder erstellen Die Projektierung der Prozessbilder ndash Vorlagen Ebenen und Bildwechsel

Arbeiten mit Bildelementen Bedien- und Anzeigeelemente anordnen und editieren

Ein Meldesystem projektieren Rezepturen anlegen und Datensaumltze uumlbertragen die Benut-zerverwaltung verwenden Variablen- und Meldearchive einrichten Aufgaben planen

Das HMI-Programm fertig stellen Das HMI-Programm mit PLC-Station oder mit Variablen-tabelle simulieren Das HMI-Programm zur HMI-Station uumlbertragen

17 Anhang

Integrierte und technologische Funktionen High Speed Counter Impulsgenerator Motion Control PID Control Mit TeleService und TeleControl Daten uumlbertragen

Wie der Webserver der CPU-Baugruppe projektiert wird und welche Moumlglichkeiten er bietet

Mit der Datenprotokollierung und mit Rezepturen in der PLC-Station Prozesswerte uumlbertra-gen und speichern

Mit der Simulationssoftware S7-PLCSIM ein Anwenderprogramm offline testen

Inhaltsverzeichnis

8

Inhaltsverzeichnis

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten 21

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200 21

12 Uumlbersicht STEP 7 24

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem 27

14 Uumlbersicht Adressierung 31

15 Uumlbersicht Datentypen 32

16 Bearbeitung des Anwenderprogramms 35

17 Bedienen und Beobachten mit Prozessbildern 38

2 Einfuumlhrung in STEP 7 40

21 STEP 7 installieren und starten 40211 STEP 7 installieren 40212 Automation License Manager 40213 STEP 7 Basic starten 41

22 Die Benutzeroberflaumlche von STEP 7 41221 Portalansicht 41222 Die Fenster der Projektansicht 42223 Informationssystem 45224 Bedienoberflaumlche anpassen 46225 Mehrsprachige Projekte 46

23 Ein SIMATIC-Projekt bearbeiten 47231 Strukturierte Darstellung der Projektdaten 48232 Projektdaten und Editoren fuumlr eine PLC-Station 49233 Mit Projekten arbeiten 52234 Mit Referenzprojekten arbeiten 57235 Mit Bibliotheken arbeiten 57

3 Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200 62

31 Komponenten einer S7-1200-Station 62

32 CPU-Baugruppen S7-1200 63321 CPU-Varianten 63322 Onboard-Peripherie 65323 PROFINET-Anschluss 66324 Status-Leuchtdioden 66325 SIMATIC Memory Card 67326 Erweiterungen der CPU-Baugruppe 67

Inhaltsverzeichnis

9

33 Signalbaugruppen 69331 Digitalein-ausgabebaugruppen 69332 Analogein-ausgabebaugruppen 70333 Eigenschaften der Peripherieanschluumlsse 70

34 Technologiebaugruppen 72341 IO-Link-Master 72342 Waumlgemodule SIWAREX 73343 Power Signal Booster 73

35 Kommunikationsbaugruppen 73351 Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 74352 PROFIBUS DP 74353 AktorSensor-Interface 74354 Industrial Remote Communication 75355 Kommunikationsbaugruppe RF120C 76

36 Weitere Baugruppen 77361 Anschlussvervielfacher 77362 Externe Spannungsversorgung 77363 TS-Adapter IE Basic 77364 Simulatormodule SIM 1274 78

37 SIPLUS S7-1200 79

4 Geraumltekonfiguration 80

41 Einfuumlhrung 80

42 Eine Station konfigurieren 82421 Eine PLC-Station hinzufuumlgen 82422 Eine Baugruppe hinzufuumlgen 82423 Eine HMI-Station hinzufuumlgen 83

43 Baugruppen parametrieren 84431 Die CPU-Eigenschaften parametrieren 84432 Baugruppen adressieren 87433 Digitaleingaben parametrieren 89434 Digitalausgaben parametrieren 90435 Analogeingaben parametrieren 91436 Analogausgaben parametrieren 91437 Kommunikationsbaugruppen parametrieren 92

44 Hardware-Objekte adressieren 92

45 Konfigurationssteuerung projektieren 94

46 Eine Vernetzung projektieren 96461 Einfuumlhrung 96462 Eine Station vernetzen 97463 Teilnehmeradressen in einem Subnetz 99464 Verbindungen 100465 Ein PROFINET-Subnetz projektieren 103466 Ein PROFIBUS-Subnetz projektieren 106467 Ein AS-i-Subnetz projektieren 107

Inhaltsverzeichnis

10

5 Anwenderprogramm bearbeiten 109

51 Betriebszustaumlnde 109

511 Betriebszustand STOP 110

512 Betriebszustand ANLAUF 111

513 Betriebszustand RUN 113

514 Remanenzverhalten von Operanden 113

52 Anwenderprogramm erstellen 114

521 Programmbearbeitung 114

522 Strukturierung des Anwenderprogramms 116

523 Bausteinarten 119

524 Bausteineigenschaften 121

525 Bausteinschnittstelle 121

526 Einen Codebaustein aufrufen 126

527 Programmierempfehlungen 128

53 Anlaufprogramm 136

531 Organisationsbausteine fuumlr das Anlaufprogramm 136

532 Baugruppenadresse ermitteln 137

54 Hauptprogramm 141

541 Organisationsbausteine fuumlr das Hauptprogramm 141

542 Prozessabbild-Aktualisierung 142

543 Zykluszeit 143

544 Reaktionszeit 146

545 Programmbearbeitung stoppen 147

546 Uhrzeit 148

547 Betriebsstundenzaumlhler 152

55 Alarmbearbeitung 154

551 Einfuumlhrung zur Alarmbearbeitung 154

552 Uhrzeitalarme 159

553 Verzoumlgerungsalarme 163

554 Weckalarme 167

555 Prozessalarme 170

556 Alarme zur Laufzeit zuordnen 173

557 Alarme und Asynchronfehler verzoumlgern und freigeben 174

558 Startinformation lesen 175

56 Fehlerbehandlung Diagnose 176

561 Fehlerursachen und Fehlerreaktionen 176

562 Lokale Fehlerbehandlung 178

563 Zeitfehler OB 80 182

564 Diagnosealarm OB 82 183

565 ZiehenStecken-Alarm OB 83 184

566 Baugruppentraumlgerfehler OB 86 185

567 Diagnosefunktionen im Anwenderprogramm 186

568 Anwender-Diagnosemeldung erzeugen 194

Inhaltsverzeichnis

11

6 Programmeditor 198

61 Einfuumlhrung 198

62 Globale Operanden Konstanten und Adressierung 199621 Eingaumlnge Peripherie-Eingaumlnge 199622 Ausgaumlnge Peripherie-Ausgaumlnge 199623 Operandenbereich Merker 200624 Absolute Adressierung 202625 Symbolische Adressierung 203626 Adressierung von Konstanten 205627 Indirekte Adressierung (Uumlbersicht) 206

63 Datentypen 207631 Datentypen fuumlr Bitfolgen 207632 Datentypen fuumlr BCD-Werte 207633 Datentypen fuumlr Ganzzahlen 208634 Datentypen fuumlr Gleitpunktzahlen 209635 Datentypen fuumlr Zeitwerte 210636 Datentypen fuumlr Zeichen 211637 Datentyp ARRAY 214638 Datentyp STRUCT 217

64 PLC-Variablentabelle 219641 PLC-Variablentabelle anlegen und bearbeiten 219642 PLC-Variablen definieren 219643 PLC-Variablentabellen vergleichen 222644 PLC-Variablentabelle exportieren und importieren 222645 Konstantentabellen 223

65 PLC-Datentypen 224651 Einen PLC-Datentyp programmieren 224652 Einen PLC-Datentyp anwenden 225653 PLC-Datentypen vergleichen 226654 Einen PLC-Datentyp umnummerieren 227

66 Einen Codebaustein programmieren 228661 Einen neuen Codebaustein anlegen 228662 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Codebausteine 229663 Bausteineigenschaften fuumlr Codebausteine festlegen 230664 Einen Codebaustein schuumltzen 234665 Bausteinschnittstelle programmieren 237666 Operandenbereich temporaumlre Lokaldaten 240667 Allgemeines Vorgehen beim Programmieren der Steuerungsfunktion 241668 Instanzdaten anlegen 244

67 Einen Datenbaustein programmieren 248671 Einen neuen Datenbaustein anlegen 248672 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Datenbausteine 249673 Bausteineigenschaften fuumlr Datenbausteine festlegen 250674 Datenvariablen deklarieren 252675 Datenvariablen in Global-Datenbausteinen eingeben 253

Inhaltsverzeichnis

12

68 Bausteine uumlbersetzen 255681 Uumlbersetzung starten 255682 SCL-Bausteine uumlbersetzen 256683 Fehler nach der Uumlbersetzung beheben 256

69 Programminformationen 258691 Querverweisliste 258692 Belegungsplan 261693 Aufrufstruktur 262694 Abhaumlngigkeitsstruktur 263695 Konsistenzpruumlfung 264696 Speicherauslastung der CPU 265

7 Kontaktplan KOP 266

71 Einfuumlhrung 266711 Mit Kontaktplan programmieren 266712 Programmelemente des Kontaktplans 272

72 Binaumlre Verknuumlpfungen mit KOP programmieren 272721 Schlieszligerkontakt und Oumlffnerkontakt 272722 Reihen- und Parallelschaltung von Kontakten 274723 T-Abzweig offener Parallelzweig 277724 Verknuumlpfungsergebnis negieren im Kontaktplan 278725 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen im Kontaktplan 278726 Guumlltigkeitspruumlfung einer Gleitpunktvariablen im Kontaktplan 279727 Vergleich von Variablen im Kontaktplan 280728 VARIANT-Zeiger testen und vergleichen im Kontaktplan 281

73 Speicherfunktionen mit KOP programmieren 282731 Einfache und negierende Spule 282732 Setzen- und Ruumlcksetzen-Spule 283733 Speicherndes Verhalten durch Selbsthaltung 284734 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Kontaktplan 285735 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Kontaktplan 286736 Spulen mit Zeitverhalten 286

74 Q-Boxen mit KOP programmieren 287741 Speicher-Boxen im Kontaktplan 288742 Flankenauswertung des Stromflusses 288743 Beispiel Binaumlruntersetzer im Kontaktplan 289744 Zeitfunktionen im Kontaktplan 291745 Zaumlhlfunktionen im Kontaktplan 292

75 ENENO-Boxen mit KOP programmieren 293751 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 293752 Uumlbertragungsfunktionen im Kontaktplan 295753 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte im Kontaktplan 296754 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte im Kontaktplan 298755 Mathematische Funktionen im Kontaktplan 298

Inhaltsverzeichnis

13

756 Konvertierungsfunktionen im Kontaktplan 299757 Schiebefunktionen im Kontaktplan 300758 Logikfunktionen im Kontaktplan 300759 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Kontaktplan 3017510 Die CALCULATE-Box im Kontaktplan 302

76 Programmsteuerung mit KOP 302761 Sprungfunktionen im Kontaktplan 303762 Sprungliste im Kontaktplan 304763 Sprungverteiler im Kontaktplan 304764 Bausteinende-Funktion im Kontaktplan 305765 Bausteinaufruf-Funktionen im Kontaktplan 306

8 Funktionsplan FUP 308

81 Einfuumlhrung 308811 Mit Funktionsplan programmieren 308812 Programmelemente des Funktionsplans 314

82 Binaumlre Verknuumlpfungen mit FUP programmieren 314821 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 314822 Eine binaumlre Verknuumlpfung im Funktionsplan programmieren 316823 T-Abzweig im Funktionsplan 319824 Verknuumlpfungsergebnis negieren im Funktionsplan 319825 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen im Funktionsplan 321826 Guumlltigkeitspruumlfung einer Gleitpunktvariablen im Funktionsplan 321827 Vergleich von Variablen im Funktionsplan 322828 VARIANT-Zeiger testen und vergleichen im Funktionsplan 323

83 Standard-Boxen mit FUP programmieren 324831 Zuweisung und negierende Zuweisung 324832 Setzen- und Ruumlcksetzen-Box 326833 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Funktionsplan 326834 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Funktionsplan 327835 Standardboxen mit Zeitverhalten 328

84 Q-Boxen mit FUP programmieren 329841 Speicher-Boxen im Funktionsplan 329842 Flankenauswertung des Verknuumlpfungsergebnisses 330843 Beispiel Binaumlruntersetzer im Funktionsplan 330844 Zeitfunktionen im Funktionsplan 331845 Zaumlhlfunktionen im Funktionsplan 333

85 ENENO-Boxen mit FUP programmieren 334851 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 334852 Uumlbertragungsfunktionen im Funktionsplan 336853 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte im Funktionsplan 338854 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte im Funktionsplan 339855 Mathematische Funktionen im Funktionsplan 340856 Konvertierungsfunktionen im Funktionsplan 340857 Schiebefunktionen im Funktionsplan 341

Inhaltsverzeichnis

14

858 Logikfunktionen im Funktionsplan 342859 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Funktionsplan 3438510 Die CALCULATE-Box im Funktionsplan 344

86 Programmsteuerung mit FUP 344861 Sprungfunktionen im Funktionsplan 344862 Sprungliste im Funktionsplan 346863 Sprungverteiler im Funktionsplan 347864 Bausteinende-Funktion im Funktionsplan 347865 Bausteinaufruf-Funktionen im Funktionsplan 347

9 Structured Control Language SCL 350

91 Einfuumlhrung 350911 Mit SCL programmieren 350912 SCL-Anweisungen und Operatoren 355913 Datentyp-Konvertierung bei SCL 357

92 Uumlbertragungsfunktionen 359921 Wertzuweisung einer Binaumlrvariablen 359922 Flankenauswertung bei SCL 360923 Wertzuweisung einer Digitalvariablen 361924 Uumlbertragen von VARIANT-Variablen bei SCL 362925 Datenbereiche uumlbertragen und fuumlllen 363926 Bytes tauschen 363927 Datenuumlbertragung mit PEEK und POKE 364

93 Logische Ausdruumlcke und Logikfunktionen 366931 Binaumlre Verknuumlpfungen mit SCL programmieren 366932 Wortverknuumlpfungen bei SCL 369933 Codier- Auswahl- und Begrenzerfunktionen bei SCL 370

94 Arithmetische Ausdruumlcke 371941 Arithmetische Funktionen bei SCL 371942 Mathematische Funktionen bei SCL 372

95 Vergleichsausdruumlcke 373951 Vergleichsfunktionen bei SCL 373952 VARIANT-Zeiger testen 373

96 Weitere Funktionen fuumlr SCL 375961 Zeitfunktionen bei SCL 375962 Zaumlhlfunktionen bei SCL 375963 Schiebefunktionen bei SCL 377964 Zeichenkettenfunktionen bei SCL 378

97 Programmsteuerung mit SCL 378971 Kontrollanweisungen 378972 Bausteinende-Funktion bei SCL 389973 Aufruf einer Funktion (FC) bei SCL 389974 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) bei SCL 390975 Versorgung von Parametern 391

98 Arbeiten mit Quelldateien 392

Inhaltsverzeichnis

15

10 Basisfunktionen 396

101 Binaumlre Verknuumlpfungen 3961011 Einfuumlhrung 3961012 Arbeiten mit Binaumlrsignalen 3971013 UND-Funktion Reihenschaltung 3991014 ODER-Funktion Parallelschaltung 3991015 Exklusiv-ODER-Funktion Antivalenzfunktion 4021016 Verknuumlpfungsergebnis negieren NOT-Kontakt 402

102 Speicherfunktionen 4031021 Einfuumlhrung 4031022 Einfache und negierende Spule Zuweisung 4041023 Einzelnes Setzen und Ruumlcksetzen 4041024 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen 4061025 Vorrangiges Setzen und Ruumlcksetzen Speicher-Boxen 407

103 Flankenauswertungen 407

104 Zeitfunktionen 4131041 Wissenswertes zu Zeitfunktionen 4131042 Impulsbildung TP 4141043 Einschaltverzoumlgerung TON 4151044 Ausschaltverzoumlgerung TOF 4161045 Akkumulierende Einschaltverzoumlgerung TONR 4181046 Eine Zeitfunktion mit einer Zeitdauer laden 4191047 Eine Zeitfunktion zuruumlcksetzen 419

105 Zaumlhlfunktionen 4201051 Wissenswertes zu Zaumlhlfunktionen 4201052 Vorwaumlrtszaumlhler CTU 4221053 Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTD 4231054 Vorwaumlrts-Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTUD 424

11 Digitalfunktionen 426

111 Uumlbertragungsfunktionen 4261111 Variable kopieren MOVE- und S_MOVE-Box bei KOP und FUP 4271112 Wertzuweisungen bei SCL 4291113 VARIANT-Variable lesen und schreiben 4311114 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK_VARIANT 4321115 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK und UMOVE_BLK 4331116 Datenbereich fuumlllen mit FILL_BLK und UFILL_BLK 4351117 Variable von und zu einen BYTE-Feld uumlbertragen 4371118 Variable von und zu einem Bitfeld uumlbertragen 4401119 Byte-Reihenfolge aumlndern 44211110 Bereichsgrenzen ermitteln 442

112 Vergleichsfunktionen 4421121 Vergleich von Variablenwerten 4431122 Bereichsvergleich (KOP FUP) 445

Inhaltsverzeichnis

16

1123 Gleitpunkt-Variable testen (KOP FUP) 445

1124 VARIANT-Zeiger testen (KOP FUP) 446

1125 VARIANT-Zeiger testen (SCL) 448

113 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte 451

1131 Grundrechnungsarten 451

1132 Division mit Rest als Ergebnis MOD 453

1133 Dekrementieren DEC Inkrementieren INC 453

114 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte 454

1141 Addition T_ADD 454

1142 Subtraktion T_SUB 455

1143 Differenz T_DIFF 456

1144 Zusammenfassen T_COMBINE 456

115 Mathematische Funktionen 456

1151 Winkelfunktionen SIN COS TAN 457

1152 Arcusfunktionen ASIN ACOS ATAN 458

1153 Quadrat bilden SQR 458

1154 Quadratwurzel ziehen SQRT 458

1155 Potenzieren zur Basis e EXP 459

1156 Natuumlrlichen Logarithmus berechnen LN 459

1157 Nachkommastellen extrahieren FRAC 460

1158 Potenzieren zu einer beliebigen Basis EXPT 460

1159 Absolutwertbildung ABS 460

11510 Negation NEG 460

116 Konvertierungsfunktionen (Datentypwandlung) 461

1161 Implizite Datentypkonvertierung 462

1162 Variablen uumlberlagern (Datentypsichten) 464

1163 Konvertierungsfunktionen CONVERT S_CONV und T_CONV 466

1164 Konvertierungsfunktionen fuumlr Gleitpunktzahlen 472

1165 Konvertierungsfunktionen STRG_TO_CHARS und CHARS_TO_STRG 473

1166 Konvertierungsfunktionen STRG_VAL und VAL_STRG 475

1167 Konvertierungsfunktionen ATH und HTA 478

1168 Konvertierungsfunktionen SCALE_X und NORM_X 480

117 Schiebefunktionen 480

118 Logikfunktionen 483

1181 Wortverknuumlpfungen 483

1182 Invertieren INVERT 485

1183 Codierfunktionen DECO und ENCO 485

1184 Auswahlfunktionen SEL MUX und DEMUX 487

1185 Auswahlfunktionen MIN und MAX 488

1186 Begrenzer LIMIT 490

119 Zeichenketten bearbeiten 490

1110 Rechnen mit der CALCULATE-Box (KOP FUP) 496

1111 Symbolnamen lesen 498

Inhaltsverzeichnis

17

12 Programmsteuerung 503

121 Sprungfunktionen 503

1211 Sprung abhaumlngig vom Verknuumlpfungsergebnis (KOP FUP) 504

1212 Sprungliste JMP_LIST (KOP FUP) 505

1213 Sprungverteiler SWITCH (KOP FUP) 506

1214 Absoluter Sprung GOTO (SCL) 507

122 Bausteinende-Funktion 508

123 Aufruf von Codebausteinen 509

1231 Wissenswertes zum Bausteinaufruf 509

1232 Aufruf einer Funktion (FC) 510

1233 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) 510

1234 Asynchron arbeitende Systembausteine 511

1235 ENENO-Mechanismus 513

124 Arbeiten mit Bausteinen 515

1241 Bausteine mit optimiertem und Standardzugriff 515

1242 Datentypen der lokalen Variablen 517

1243 Bausteinparameter adressieren 519

1244 Bausteinparameter versorgen 521

1245 Parametertyp VARIANT 523

1246 Uumlbergabe von Bausteinparametern 525

125 Datenbausteinfunktionen 528

1251 Hardware-Datentyp DB_ANY 529

1252 Konvertierung von DB_ANY 530

1253 Operandenbereich Daten 531

1254 Adressierung von Datenbausteinen 533

1255 Datenbausteinattribute lesen 534

1256 CPU-Datenbausteine 535

1257 Ladespeicher lesen und schreiben 538

13 Online-Betrieb Diagnose und Test 542

131 Programmiergeraumlt an die PLC-Station anschlieszligen 543

132 Projektdaten uumlbertragen 545

1321 Die Projektdaten erstmalig laden 546

1322 Die Projektdaten nachladen 548

1323 Das Anwenderprogramm schuumltzen 549

1324 Mit Online-Projektdaten arbeiten 552

1325 Mit der Memory Card arbeiten 554

133 Mit Bausteinen im Online-Betrieb arbeiten 557

1331 Einfuumlhrung 557

1332 Einen Online-Baustein bearbeiten 558

1333 Einen Baustein laden und zuruumlckladen 559

1334 Ohne Reinitialisierung laden 560

1335 Mit Momentaufnahmen arbeiten 562

Inhaltsverzeichnis

18

1336 Mit Einstellwerten arbeiten 563

1337 Bausteine vergleichen 565

134 Hardware-Diagnose 568

1341 Status-Anzeigen an den Baugruppen 569

1342 Diagnosefenster 570

1343 Diagnosepuffer 571

1344 Online-Tools 572

1345 Weitere Diagnose-Informationen uumlber das Programmiergeraumlt 573

135 Anwenderprogramm testen 574

1351 Aufrufumgebung definieren 575

1352 Testen mit Programmstatus 575

1353 PLC-Variablen beobachten 580

1354 Datenvariablen beobachten und steuern 580

1355 Testen mit Beobachtungstabellen 581

1356 Testen mit der Force-Tabelle 588

136 Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion 591

1361 Einfuumlhrung 591

1362 Erstellen der Trace-Konfiguration 591

1363 Messwerte aufzeichnen 592

1364 Messungen auswerten 593

1365 Messungen speichern 595

14 Dezentrale Peripherie 596

141 Einfuumlhrung Uumlbersicht 596

142 PROFINET IO 597

1421 Komponenten von PROFINET IO 597

1422 Adressen bei PROFINET IO 599

1423 PROFINET IO projektieren 601

1424 Echtzeit-Kommunikation bei PROFINET IO 606

143 PROFIBUS DP 607

1431 Komponenten von PROFIBUS DP 607

1432 Adressen bei PROFIBUS DP 610

1433 PROFIBUS DP projektieren 612

144 Systembausteine fuumlr PROFINET IO und PROFIBUS DP 615

1441 Peripheriedaten lesen und schreiben 615

1442 Datensaumltze uumlbertragen 618

1443 Dezentrale Station aktivierendeaktivieren 621

145 DPV1-Alarme 622

146 AktorSensor-Interface 624

1461 Komponenten von AktorSensor-Interface 624

1462 AS-i-Master CM 1243-2 projektieren 624

1463 AktorSensor-Interface projektieren 624

1464 Schnittstelle zum Anwenderprogramm 626

Inhaltsverzeichnis

19

15 Kommunikation 628

151 Uumlbersicht 628

152 Open User Communication 631

1521 Grundlagen 631

1522 Datenstruktur der Open User Communication 631

1523 Verbindung aufbauen und Daten senden mit TSEND_C 632

1524 Verbindung aufbauen und Daten empfangen mit TRCV_C 634

1525 Open User Communication projektieren 636

1526 Weitere Funktionen fuumlr die Open User Communication 637

153 S7-Kommunikation 639

1531 Grundlagen 639

1532 Datenaustausch mit GET und PUT 640

1533 S7-Kommunikation projektieren 642

154 Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 643

1541 Einfuumlhrung in die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 643

1542 Konfigurieren der Kommunikationsbaugruppe CM 1241 643

1543 Funktionen fuumlr die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 646

155 Weitere Kommunikationsfunktionen 649

1551 USS-Protokoll fuumlr Antriebe 649

1552 Modbus RTU 651

1553 Modbus TCP 653

16 Visualisierung 656

161 Einfuumlhrung in die Visualisierung 656

1611 Uumlbersicht HMI Panels in STEP 7 (TIA Portal) 657

1612 Ein Projekt mit einer HMI-Station anlegen 659

1613 Querverweise fuumlr HMI-Objekte 661

162 HMI-Variablen und Bereichszeiger anlegen 663

1621 Einfuumlhrung HMI-Variablen 663

1622 Eine HMI-Variable anlegen 664

1623 Einen Bereichszeiger anlegen 665

163 Prozessbilder projektieren 667

1631 Einfuumlhrung in die Projektierung von Prozessbildern 667

1632 Arbeitsfenster fuumlr Prozessbilder 668

1633 Arbeiten mit Bildebenen 668

1634 Arbeiten mit Vorlagen 669

1635 Arbeiten mit Funktionstasten 670

1636 Ein neues Bild anlegen 672

1637 Einen Bildwechsel projektieren 672

1638 Arbeiten mit Objekten in Prozessbildern 673

1639 Bildobjekte zur Laufzeit veraumlndern 674

16310 Basisobjekte fuumlr die Bildprojektierung 674

Inhaltsverzeichnis

20

164 Bedien- und Beobachtungsfunktionen 6751641 Eingabe und Anzeige von Prozesswerten 6751642 Arbeiten mit Meldungen 6781643 Arbeiten mit Rezepturen 6871644 Arbeiten mit der Benutzerverwaltung 6921645 Arbeiten mit Archiven 6951646 Aufgaben planen 697

165 HMI-Projektierung fertig stellen 6971651 HMI-Projektierung uumlbersetzen (Konsistenzpruumlfung) 6971652 Simulation der HMI-Projektierung 6981653 Projektierung in die HMI-Station laden 6991654 Wartung der HMI-Station 701

17 Anhang 704

171 Integrierte und technologische Funktionen 7041711 High Speed Counter (HSC) 7041712 Impulsgenerator 7101713 Technologieobjekte fuumlr Motion Control 7131714 Technologieobjekte fuumlr PID Control 718

172 Fernverbindung mit TeleService 722

173 TeleControl mit CP 1242-7 724

174 Webserver 7261741 Webserver aktivieren 7261742 Zugriff auf den Webserver 7261743 Standard-Webseiten 727

175 Daten protokollieren und mit Rezepturen arbeiten 7291751 Einfuumlhrung in die Datenprotokollierung 7291752 Funktionen fuumlr die Datenprotokollierung 7301753 Einfuumlhrung zur Rezepturenuumlbertragung 7321754 Funktionen fuumlr die Rezepturenuumlbertragung 734

176 Simulation mit S7-PLCSIM 7351761 S7-PLCSIM allgemein 7351762 Die Bedienoberflaumlche von S7-PLCSIM 7361763 In S7-PLCSIM mit STEP-7-Testfunktionen testen 7371764 Mit einem Simulationsprojekt arbeiten 7391765 Mit dem Adressbereich testen 7401766 Mit der SIM-Tabelle testen 7411767 Mit der Sequenztabelle testen 742

Stichwortverzeichnis 746

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

21

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

SIMATIC S7-1200 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den unteren undmittleren Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Signalbaugruppen sowie mit Kommunikationsbaugruppenmodular erweitert werden Das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200 ist naht-los eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Die Controller SIMATIC S7-1200 bilden als speicherprogrammierbare Steuerun-gen (SPS oder PLC Programmable Logic Controller) die Basis des Automatisie-rungssystems Mehrere Controller mit abgestufter Leistungsfaumlhigkeit uumlberdeckenden unteren und mittleren Bereich der industriellen Steuerungen

SIMATIC HMI bedeutet Bedienen und Beobachten (HMI Human Machine Inter-face) Die Basic Panels sind so ausgelegt dass sie optimal mit SIMATIC S7-1200zusammenarbeiten Die Geraumlte sind in Displaygroumlszligen von 36 Zoll bis 15 Zoll ver-fuumlgbar und werden uumlber Touchscreen bedient Bis auf das 15-Zoll-Geraumlt haben dieGeraumlte zusaumltzlich Funktionstasten

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1200

SIMATIC Controller steuern die Maschine oder Anlage

Bedienen und Beobachten zum Fuumlhrender Anlage im laufenden Betrieb

SIMATIC NET

SIMATIC HMI STEP 7(TIA Portal)

SIMATIC S7-1200

Vernetzung zum Datenaustauschund zentralen Online-Zugriff

Software zum Konfigurierenund ProgrammierenProjektieren

SS

S S S

Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

22

SIMATIC NET verbindet alle SIMATIC-Stationen und sorgt fuumlr komplikationslosenDatenaustausch SIMATIC S7-1200 mit PROFINET-Schnittstelle verwendet dasIndustrial Ethernet Netzwerk um mit anderen PLC-Stationen HMI-Stationen undProgrammiergeraumlten Daten auszutauschen Kommunikationsbaugruppen erwei-tern die Kommunikationsfaumlhigkeit auf andere Netze wie PROFIBUS DP AktorSen-sor-Interface oder Punkt-zu-Punkt-Kopplung auf RS232- oder RS485-Basis

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert und parametriert mit STEP 7 wird das Anwenderprogrammerstellt und getestet Das TIA Portal ist die zentrale Bedienoberflaumlche zum Verwal-ten der Werkzeuge und Automatisierungsdaten STEP 7 im TIA Portal gibt es in denVarianten STEP 7 Professional und STEP 7 Basic Mit beiden Varianten kann eine S7-1200-Station projektiert und programmiert werden In diesem Buch ist die Anwen-dung von STEP 7 Basic beschrieben

Komponenten und Anschluumlsse

Das Bild 12 zeigt einen Uumlberblick uumlber die Anschlussmoumlglichkeiten an einen BasicController S7-1200

Die Zentralbaugruppe (Central Processor Unit CPU) enthaumllt das Betriebssystemund das Anwenderprogramm Das Anwenderprogramm befindet sich span-nungsausfallsicher im Ladespeicher Die ablaufrelevanten Teile des Anwender-programms werden in einem Arbeitsspeicher mit schnellem Zugriff bearbeitetVariablenwerte die auch bei Spannungsausfall oder beim Aus- und Einschaltenihren Wert behalten sollen werden im Remanenzspeicher abgelegt

Mithilfe einer steckbaren Speicherkarte (Memory Card MC) kann das Anwender-programm auf die CPU-Baugruppe uumlbertragen werden ndash alternativ zum Uumlbertragenuumlber eine Online-Verbindung mit dem Programmiergeraumlt Die Speicherkarte kannauch als externer Ladespeicher oder zum Firmware-Update eingesetzt werden

Die Verbindung zur Anlage oder zum Prozess uumlbernehmen Onboard-Ein- und-Ausgaben die je nach Version der Zentralbaugruppe in unterschiedlicher Anzahlvorhanden sind Die Onboard-Ein- und -Ausgaben sind auch speziell fuumlr denBetrieb der integrierten Hochgeschwindigkeitszaumlhler (HSC High Speed Counter)ausgelegt Das Betriebssystem enthaumllt auszligerdem Impulsgeneratoren mit weiten-modulierter Impulsausgabe sowie die Technologieobjekte Achse zur Ansteuerungvon Schrittmotoren und Servomotoren mit Pulsschnittstelle und PID Compacteinen PID-Regler mit optimierter Selbsteinstellung

Mit einem Signal Board (SB) koumlnnen die Onboard-Ein- und -Ausgaben erweitertwerden Das Communication Board (CB) schafft einen Punkt-zu-Punkt-Anschlussfuumlr die CPU-Baugruppe und das Battery Board (BB) verlaumlngert die Gangreserve derintegrierten Hardware-Uhr auf etwa ein Jahr

Sind zusaumltzliche Ein- und Ausgaumlnge erforderlich koumlnnen ndash je nach Version derCPU-Baugruppe ndash Ein-Ausgabebaugruppen (Signal Modules SM) an die CPU-Baugruppe angesteckt werden Sie sind fuumlr Digital- und Analogsignale verfuumlgbar

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

23

Die PROFINET-Schnittstelle verbindet die CPU-Baugruppe mit dem SubnetzIndustrial Ethernet An ihr wird das Programmiergeraumlt angeschlossen wenn bei-spielsweise das Anwenderprogramm online zur CPU-Baugruppe uumlbertragen undan der Maschine getestet werden soll Uumlber diese Schnittstelle geschieht auch derDatenaustausch mit HMI-Stationen oder anderen Automatisierungsgeraumlten

Wird die CPU-Baugruppe mit nur einem Geraumlt uumlber Ethernet verbunden kann esdirekt mit einem Standard- oder bdquoCross-overldquo-Kabel geschehen Bei der Vernetzungvon mehr als zwei Geraumlten die nur eine PROFINET-Schnittstelle haben muumlssen dieVerbindungskabel uumlber einen Vervielfacher z B das Communication SwitchModule (CSM) gefuumlhrt werden CPU 1215 und CPU 1217 haben zwei mit einemSwitch verbundene Anschluumlsse so dass sie mit dem naumlchsten Automatisierungsge-raumlt ohne zwischengeschalteten Anschlussvervielfacher vernetzt werden koumlnnen

Kommunikationsbaugruppen (Communication Modules CM) gestatten denBetrieb an weiteren Bussystemen wie beispielsweise PROFIBUS DP Hier kann eine

Bild 12 Anschlussmoumlglichkeiten an eine PLC-Station mit CPU 1200

S

Anschluss von Geraumlten uumlberCommunication Module (CM)an PROFIBUS AS-Interfaceoder Punkt-zu-Punkt

Anschluss einesProgrammier-geraumlts

Anschluss einerHMI-Station(Basic Panel)

Anschluss einerweiteren S7-1200-Station oderanderer Geraumlte aufder Basis derOpen UserCommunication

Vervielfaumlltigung des Ethernet-Anschlusses mit demCommunication Switch Module(CSM)

Anschluss von Sensoren zBTaster oder Endschalter an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Anschluss von Aktoren zBSchuumltze oder Leuchten an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Mit einer Memory Card(MC) kann dasSteuerungsprogrammuumlbertragen und dasBetriebssystemhochgeruumlstet werden

Anschlussmoumlglichkeiten an eine CPU 1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

24

S7-1200-Station in einem DP-Mastersystem sowohl der DP-Master als auch ein DP-Slave sein An AS-Interface kann eine S7-1200-Station der AS-Interface-Master seinund bis zu 62 AS-Interface-Feldgeraumlte steuern Die Kommunikationsbaugruppe fuumlrdie Punkt-zu-Punkt-Kopplung gibt es mit RS232- oder RS485-Schnittstelle an diebeispielsweise ein Barcode- oder RFID-Leser angeschlossen werden kann

12 Uumlbersicht STEP 7

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Nutzungsberechtigung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuel-len Betriebssystemen Microsoft Windows Mit STEP 7 Basic oder STEP 7 Professionalkoumlnnen die S7-1200-Controller und ndash mit dem mitgelieferten WinCC Basic ndash dieBasic Panels projektiert werden Die Projektierung geschieht mit zwei Ansichtendie Portalansicht und die Projektansicht (Bild 13)

Die Portalansicht bietet eine aufgabenorientierte Sicht auf die installierten Werk-zeuge Auf der linken Seite sind die Portale fuumlr die Werkzeuge aufgelistet und in derMitte stehen die Aktionen zum ausgewaumlhlten Portal Das Fenster auf der rechtenSeite zeigt die Objekte die mit der ausgewaumlhlten Aktion bearbeitet werden koumlnnenFalls es erforderlich ist wird zur Bearbeitung des ausgewaumlhlten Objekts zur Pro-jektansicht gewechselt

Bild 13 Bedienoberflaumlchen im TIA Portal Portalansicht und Projektansicht

12 Uumlbersicht STEP 7

25

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt In der Geraumltekonfigurationsteht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittelpunkt In derGeraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platzierten Baugruppengezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt die Eigenschaften derselektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibt Unterstuumltzungdurch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Baugruppen DieNetzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

Bei der PLC-Programmierung bearbeiten Sie im Arbeitsbereich den ausgewaumlhltenBaustein Wiederum sehen Sie im Inspektorfenster die Eigenschaften des markier-ten Objekts und koumlnnen diese einstellen Das Aufgabenfenster enthaumllt diesmal denProgrammelemente-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Anweisungen undFunktionen Aumlhnliches gilt fuumlr die Bearbeitung der PLC-Variablen beim Online-Programmtest durch Beobachtungstabellen oder beim Projektieren eines HMI-Geraumlts

Und stets haben Sie die Projektnavigation im Blickfeld Sie enthaumllt alle Objekte desSTEP-7-Projekts So koumlnnen Sie jederzeit ein Objekt beispielsweise einen Pro-grammbaustein oder eine Beobachtungstabelle auswaumlhlen und dieses Objekt mitden entsprechenden Editoren die beim Oumlffnen des Objekts automatisch startenbearbeiten

Allgemeine Vorgehensweise fuumlr die Erstellung eines Steuerungsprogramms

Alle fuumlr die Steuerung und Bedienung der Maschine oder Anlage notwendigenAutomatisierungsdaten sind in einem Projekt zusammengefasst Ein Projekt isteine Ordnerstruktur im Dateisystem des Programmiergeraumlts

Mit STEP 7 legen Sie ein neues Projekt an und fuumlgen ein Automatisierungsgeraumlt(eine Station) hinzu Dabei bestimmen Sie den Typ des Controllers den Sie fuumlr IhrVorhaben benoumltigen Je nach Bedarf erweitern Sie die Station mit zusaumltzlichen Bau-gruppen die Sie dem Hardware-Katalog entnehmen Mit dem Konfigurationseditorstellen Sie alle Hardware-Parameter ein beispielsweise das Verhalten der Zentral-baugruppe beim Einschalten der Versorgungsspannung oder die Adressen derBaugruppen Im weiteren Verlauf der Projektbearbeitung koumlnnen Sie jederzeitzusaumltzliche Baugruppen hinzustecken vorhandene Baugruppen aus der Konfigu-ration entfernen oder die Einstellungen der Baugruppen aumlndern

Bei der Hardware-Konfiguration erhaumllt jeder Ein- und Ausgang eine Adresse diesich aus der Adresse der Signalbaugruppe ableitet Dieser Absolutadresse ordnenSie in der PLC-Variablentabelle einen Namen (eine Symboladresse) zu Der Pro-grammeditor arbeitet primaumlr mit Symboladressen die er ndash falls keine (Anwender-)Symboladressen vergeben werden ndash mit laufender Nummer generiert Diese auto-matisch generierten Symboladressen sagen nichts uumlber die Bedeutung des Ein-gangs oder Ausgangs aus Es wird empfohlen nur aussagekraumlftige Namen zu ver-wenden denn dadurch sinkt die Fehleranfaumllligkeit und das Anwenderprogrammist leichter lesbar

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

26

Das Steuerungsprogramm (das Anwenderprogramm) besteht aus einzelnen Unter-programmen die man Bausteine nennt Alle Anwenderbausteine sind im OrdnerProgrammbausteine gespeichert Beim Anlegen einer Station wird in diesen Ordnerein Organisationsbaustein mit der Nummer 1 (OB 1) und der Symboladresse Main(Hauptprogramm) eingefuumlgt Organisationsbausteine sind die Schnittstelle zwi-schen dem Betriebssystem der CPU und dem Anwenderprogramm Fuumlr die Struktu-rierung des Anwenderprogramms gibt es zusaumltzlich Funktionsbausteine undFunktionen und fuumlr die Anwenderdaten die Datenbausteine Ein Doppelklick aufeinen Baustein oumlffnet ihn und Sie koumlnnen das Bausteinprogramm eingeben DieProgrammiersprache fuumlr einen Baustein koumlnnen Sie frei waumlhlen je nachdem wel-che Vorlieben Sie haben oder welche Funktion der Baustein erfuumlllen soll Im Steue-rungsprogramm koumlnnen also alle Programmiersprachen vertreten sein

Die benoumltigten Programmelemente entnehmen Sie dem Programmelemente-Kata-log dessen Inhalt sich automatisch der verwendeten Programmiersprache anpasstDazu bdquoziehenldquo Sie mit der Maus das Programmelement aus dem Katalog in dengeoumlffneten Baustein (bdquodrag and dropldquo) Anschlieszligend beschriften Sie das Pro-grammelement mit den gewuumlnschten Variablen Das sind die (globalen) Variablenaus der PLC-Variablentabelle (Ein- und Ausgaumlnge) und die (lokalen) Variablen dieSie im Baustein selbst definieren zum Beispiel Zwischenspeicher fuumlr temporaumlreErgebnisse oder Bausteinparameter fuumlr die Uumlbergabe von Werten an das Baustein-programm

Sie koumlnnen jederzeit die Projektierung oder Programmierung unterbrechen dieeingegebenen Daten speichern und die Arbeiten zu einem spaumlteren Zeitpunkt fort-setzen Es wird immer das komplette Projekt gespeichert Dabei spielt es keineRolle ob das eingegebene Programm und die Daten vollstaumlndig oder in sich konsis-tent sind

Ein Projekt koumlnnen Sie bdquoofflineldquo ndash das heiszligt ohne Steuerungs-Hardware ndash erstellenZum Testen und Betreiben an der Maschine muumlssen Sie die Projektdaten in dieSteuerung bdquoladenldquo Beim Laden werden die Projektdaten bdquouumlbersetztldquo Dabei wirdder Code erzeugt den der Steuerungsprozessor bearbeiten kann Jetzt muss dasAnwenderprogramm vollstaumlndig und in sich konsistent sein sonst wird der Lade-vorgang nicht ausgefuumlhrt Sie koumlnnen eine Uumlbersetzung auch waumlhrend der Pro-grammerstellung anstoszligen und so beispielsweise pruumlfen ob der bis dahin einge-gebene Programmcode konsistent ist Mit einer im Programmiergeraumlt simulierten(Software-)Station koumlnnen Sie auch einem bdquoVorabtestldquo durchfuumlhren

STEP 7 stellt Ihnen zum Testen und Fehlersuchen umfangreiche Werkzeuge zurVerfuumlgung So koumlnnen Sie beispielsweise den Verlauf der Signalzustaumlnde im bear-beiteten Programm beobachten Variablenwerte vorgeben und vom getesteten Pro-gramm Zwischensicherungen erstellen Nach der Inbetriebnahme koumlnnen Sie dasAnwenderprogramm in komprimierter Form archivieren

Ein Projekt muss mindestens eine Station enthalten Das kann eine PLC- eine HMI-oder eine PC-Station sein In einem Projekt koumlnnen sich auch mehrere Stationenunterschiedlicher Art befinden Mit der Netzprojektierung erstellen Sie dann dieKommunikationsverbindungen fuumlr den Datenaustausch zwischen den Stationen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

27

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Die Automatisierungsdaten liegen im Automatisierungssystem an verschiedenenSpeicherplaumltzen Da ist zuerst einmal das Programmiergeraumlt Auf dessen Festplattewerden in einem STEP-7-Projekt saumlmtliche Automatisierungsdaten gespeichertBeim Konfigurieren Projektieren und Programmieren bearbeiten Sie die Projekt-daten mit STEP 7 im Hauptspeicher des Programmiergeraumlts (Bild 14)

Die Automatisierungsdaten im Programmiergeraumlt sind die Offline-ProjektdatenWenn STEP 7 die Automatisierungsdaten entsprechend aufbereitet (bdquouumlbersetztldquo)hat koumlnnen sie in ein angeschlossenes Automatisierungsgeraumlt geladen werdenDie in den Anwenderspeicher der CPU-Baugruppe geladenen Daten sind die Online-Projektdaten

Die Uumlbertragung der Projektdaten zwischen Programmiergeraumlt und CPU-Bau-gruppe kann mithilfe der SIMATIC Memory Card erfolgen Der Normalfall ist eineOnline-Verbindung zum Uumlbertragen Testen und Diagnostizieren

Anwenderspeicher

Der Anwenderspeicher in der CPU-Baugruppe besteht aus dem Ladespeicher demArbeitsspeicher und dem Remanenzspeicher

Im Ladespeicher steht das gesamte Anwenderprogramm einschlieszliglich Konfigu-rationsdaten (Systemdaten) Reicht der Umfang des internen auf der CPU-Bau-

Bild 14 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Memory Card

ArbeitsspeicherRemanenzspeicher

Hauptspeicher

Festplatte

Ladespeicher

Im Ladespeicher stehendie zur CPU uumlbertragenenProjektdaten Zusammen

mit den aktuellenVariablenwerten aus demArbeitsspeicher bilden siedie Online-Projektdaten

Mit der Memory Cardkann das Steuerungs-

programm zur CPUuumlbertragen werden

Im Arbeitsspeicher stehtder ablauffaumlhige Teil desSteuerungsprogramms

der zur Laufzeit bearbeitetwird

Im Remanenzspeicherstehen die Variablen die

ihren Wert bei Spannungs-ausfall oder beim Aus-

und Einschalten behalten

Auf der Festplattesind die Offline-

Projektdaten gespeichert

Alle Projektdaten werdenim Hauptspeicher desProgrammiergeraumlts

bearbeitet

Programmiergeraumlt CPU-Baugruppe

Uumlbertragung mit Online-Verbindung

Uumlbertragungbeim Einschalten

Speichern derProjektdaten

Datenhaltung im SIMATIC Automatisierungssystem

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

28

gruppe liegenden Ladespeichers nicht aus kann er auf die Memory Card bdquoverla-gertldquo werden (externer Ladespeicher) Vom Programmiergeraumlt aus wird dasAnwenderprogramm immer zuerst in den Ladespeicher uumlbertragen und von hieraus in den Arbeitsspeicher Das Programm im Ladespeicher wird nicht als Anwen-derprogramm bearbeitet Datenbausteine die beispielsweise Rezepte enthaltenkoumlnnen als bdquonicht ablaufrelevantldquo gekennzeichnet werden und werden dann nichtin den Arbeitsspeicher uumlbertragen Mit Systembausteinen kann vom Anwenderpro-gramm aus auf diese Datenbausteine zugegriffen werden Wie das Anwenderpro-gramm aus Bausteinen strukturiert ist entnehmen Sie dem Kapitel 16 bdquoBearbei-tung des Anwenderprogrammsldquo auf Seite 35

Der Arbeitsspeicher ist als schneller in vollem Umfang in der CPU integrierterRAM-Speicher ausgelegt Das Betriebssystem der CPU kopiert den bdquoablaufrelevan-tenldquo Programmcode und die Anwenderdaten in den Arbeitsspeicher bdquoAblaufrele-vantldquo ist eine Eigenschaft der vorhandenen Objekte nicht gleichbedeutend mit derTatsache dass ein bestimmter Codebaustein auch aufgerufen und bearbeitet wirdDas bdquoeigentlicheldquo Anwenderprogramm wird im Arbeitsspeicher bearbeitet

Beim Zuruumlckladen des gesamten Anwenderprogramms in das Programmiergeraumltwerden die Bausteine aus dem Ladespeicher geholt ergaumlnzt um die aktuellenWerte der Daten aus dem Arbeitsspeicher

Der Remanenzspeicher enthaumllt die als remanent definierten Merker und Datenva-riablen Die Werte im Remanenzspeicher bleiben nach einem Spannungsausfalloder beim Aus- und Einschalten der Versorgungsspannung erhalten Die Wertewerden geloumlscht bei einem Urloumlschen oder beim Zuruumlcksetzen der CPU-Baugruppeauf die Werkseinstellungen

Der Systemspeicher enthaumllt die Prozessabbilder fuumlr die Ein- und Ausgaumlnge Dassind Kopien der Ein- und Ausgangssignale von den Baugruppen Ebenfalls im Sys-temspeicher liegen die Operandenbereiche Merker und die temporaumlren Lokalda-ten Die temporaumlren Lokaldaten sind Zwischenspeicher fuumlr die Programmbearbei-tung in den Bausteinen des Anwenderprogramms

Die Memory Card kann als Uumlbertragungskarte das Anwenderprogramm in den CPU-Speicher uumlbertragen oder als Programmkarte der externe Ladespeicher sein Bei derAnwendung als Programmkarte muss die Memory Card zur Laufzeit in der CPU-Baugruppe gesteckt bleiben

Operandenbereiche

Beim Steuern einer Maschine oder eines Prozesses werden Signalzustaumlnde undZahlenwerte verarbeitet Eingaumlnge werden abgefragt deren Signalzustaumlndegemaumlszlig der Steuerungsaufgabe miteinander verknuumlpft und mit den Ergebnissendie Ausgaumlnge gesteuert Aumlhnlich ist es mit Zahlenwerten die ausgewaumlhlt berech-net verglichen und gespeichert werden CPU 1200 stellt fuumlr diese variablen Wertedie im Bild 15 gezeigten Speicherbereiche zur Verfuumlgung

b Peripherie-Eingaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Eingabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B die Einstellungvon Bedienelementen oder Sensoren abzufragen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

29

b Eingaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Eingaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn Signalzustaumlndeder Maschine abgefragt und verknuumlpft werden sollen Die Gesamtheit der Ein-gaumlnge ist das Eingangs-Prozessabbild

b Peripherie-Ausgaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Ausgabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B Anzeigen Ven-tile oder Schuumltze zu steuern

b Ausgaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Ausgaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn die Ergebnisseder Steuerungsfunktionen ausgegeben werden sollen Die Gesamtheit der Aus-gaumlnge ist das Ausgangs-Prozessabbild

b Merker sind ein Speicherbereich im Systemspeicher der CPU der als globalerZwischenspeicher bevorzugt fuumlr Binaumlrsignale verwendet wird

b Temporaumlre Lokaldaten sind Speicherbereiche die die CPU einem Codebausteinwaumlhrend der Bearbeitung zuweist Hier kann das Programm im Baustein Signal-zustaumlnde und Zahlenwerte temporaumlr zwischenspeichern die mit dem Bearbei-tungsende des Bausteins ihre Guumlltigkeit verlieren

b Daten sind Variablen im Anwenderspeicher die in Datenbausteinen mit ver-schiedenen Strukturen zusammengefasst sind Ein Datenbaustein der einemCodebaustein zugeordnet ist (Instanz-Datenbaustein) enthaumllt den Operanden-bereich statische Lokaldaten

Weitergehende Beschreibungen finden Sie in den Kapiteln 62 bdquoGlobale OperandenKonstanten und Adressierungldquo auf Seite 199 666 bdquoOperandenbereich temporaumlreLokaldatenldquo auf Seite 240 und 1253 bdquoOperandenbereich Datenldquo auf Seite 531

Globale und lokale Variablen

Variablen enthalten die im Anwenderprogramm bearbeiteten Werte Man kann siegrob in zwei Kategorien einteilen in globale und lokale Variablen

Bild 15 Operandenbereiche in einer PLC-Station

TemporaumlreLokaldaten

Ausgangs-Prozessabbild

Peripherie-Ausgaumlnge

Eingangs-Prozessabbild

Global-Daten-bausteine

Instanz-Daten-bausteine

Typ-Daten-bausteine

Peripherie-Eingaumlnge

Systemspeicher

Anwenderspeicher

Eingabe-baugruppen

Ausgabe-baugruppen

Merker

Operandenbereiche in einer CPU 1200

Berger Automatisieren mit SIMATIC S7-1200

Automatisieren mit SIMATIC S7-1200Programmieren Projektieren und Testen mit STEP 7

von Hans Berger

4 wesentlich uumlberarbeitete und erweiterte Auflage 2017

Publicis Publishing

Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie detaillierte bibliografische Daten sind im Internet uumlber httpdnbd-nbde abrufbar

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Lektorat Dr Gerhard Seitfudem gerhardseitfudempublicispixelparkde

Print ISBN 978-3-89578-469-9ePDF ISBN 978-3-89578-960-1

4 wesentlich uumlberarbeitete und erweiterte Auflage 2017

Herausgeber Siemens Aktiengesellschaft Berlin und Muumlnchen Verlag Publicis Publishing Erlangen copy 2017 by Publicis Pixelpark Erlangen ndash eine Zweigniederlassung der Publicis Pixelpark GmbH

Das Werk einschlieszliglich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschuumltzt Jede Verwendung auszligerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlags unzulaumlssig und strafbar Das gilt insbesondere fuumlr Vervielfaumlltigungen Uumlbersetzungen Mikroverfilmungen Bearbeitungen sonstiger Art sowie fuumlr die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen Dies gilt auch fuumlr die Entnahme von einzelnen Abbildungen und bei auszugsweiser Verwertung von Texten

Printed in Germany

Vorwort

5

Vorwort

Das Automatisierungssystem SIMATIC vereinigt alle Teilbereiche einer Automati-sierungsloumlsung unter einer einheitlichen Systemarchitektur zu einem homogenenGesamtsystem von der Feldebene bis zur Leittechnik

Das Konzept Totally Integrated Automation bedeutet mit einer einzigen Systemba-sis und Werkzeugen mit einheitlichen Bedienoberflaumlchen alle Automatisierungs-komponenten einheitlich zu behandeln Diesen Anforderungen wird das Automa-tisierungssystem SIMATIC gerecht mit Durchgaumlngigkeit bei Projektierung Pro-grammierung Datenhaltung und Kommunikation

Das vorliegende Buch beschreibt das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200Eine S7-1200-Steuerung ist kompakt aufgebaut und modular erweiterbar Fuumlr vieleKleinanwendungen genuumlgt bereits der Einsatz der CPU-Baugruppe mit derOnboard-Peripherie Die in der CPU-Baugruppe integrierten technologischenFunktionen machen das Geraumlt aumluszligerst vielseitig einsetzbar Mit Kontaktplan (KOP)Funktionsplan (FUP) und Structured Control Language (SCL) stehen drei etablierteProgrammiersprachen fuumlr die Loumlsung der Automatisierungsaufgabe zur Verfuuml-gung

Passend zu den S7-1200-Steuerungen sind mit den SIMATIC HMI Basic Panels neueBedien- und Beobachtungsgeraumlte konzipiert worden mit einer fuumlr Kleinanwendun-gen optimierten Leistung und Funktionalitaumlt Ein Touchscreen in verschiedenenMonitorgroumlszligen und eine aufeinander abgestimmte Kommunikation uumlber Industri-al Ethernet sind ideale Voraussetzungen fuumlr das Zusammenspiel mit S7-1200

Die Engineeringsoftware STEP 7 im TIA-Portal erschlieszligt alle Moumlglichkeiten derS7-1200-Controller STEP 7 ist das gemeinsame Werkzeug fuumlr die Konfigurationdes Hardware-Aufbaus und die Programmierung des Anwenderprogramms genau-so wie fuumlr den Programmtest und die Diagnose Mit der mit STEP 7 gelieferten Pro-jektierungssoftware SIMATIC WinCC Basic werden die Basic Panels projektiert Diemoderne und intuitive Benutzerfuumlhrung gestattet ein effizientes aufgabenorien-tiertes Engineering von Steuerungs- und Visualisierungsgeraumlten

Das vorliegende Buch beschreibt das Projektieren Programmieren und Testen vonS7-1200-Controllern mit Firmware Version 42 und von HMI Basic Panels mit derEngineeringsoftware STEP 7 V14 Basic SP1 und WinCC Basic V14 SP1 einschlieszliglichder Simulationssoftware PLCSIM V14 SP1

Erlangen im September 2017 Hans Berger

Der Inhalt des Buchs auf einen Blick

6

Der Inhalt des Buchs auf einen Blick

1 Start

Das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200 in der Uumlbersicht

Die Engineeringsoftware SIMATIC STEP 7 in der Uumlbersicht

Adressierung Datentypen und Programmbearbeitung in der Uumlbersicht

2 Einfuumlhrung in STEP 7

STEP 7 installieren und starten Die Benutzeroberflaumlche von STEP 7Die Grundlage der Automatisierungsloumlsung Ein Projekt erstellen und bearbeiten

3 Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200

Die Baugruppen von SIMATIC S7-1200 in der Uumlbersicht Aufbau eines Automatisierungs-systems CPU-Baugruppen Signal- und Kommunikationsbaugruppen

4 Geraumltekonfiguration

Eine Station konfigurieren Baugruppen parametrieren und Stationen vernetzen Hardware-Objekte adressieren

5 Programmbearbeitung

Wie sich die CPU-Baugruppe in den Betriebszustaumlnden ANLAUF RUN und STOP verhaumllt

Wie das Anwenderprogramm durch Bausteine strukturiert wird welche Eigenschaften die Bausteine haben und wie sie aufgerufen werden mit Programmierempfehlungen

Wie das Anwenderprogramm bearbeitet wird Anlaufverhalten Hauptprogramm Alarmbe-arbeitung Fehlerbehandlung und Diagnose

6 Der Programmeditor

Operanden Adressierung und Datentypen mit der PLC-Variablentabelle arbeiten

PLC-Datentypen Codebausteine und Datenbausteine erstellen und bearbeiten Bausteine uumlbersetzen und Programminformationen auswerten

7 Die Programmiersprache Kontaktplan KOP

Das Charakteristische der KOP-Programmierung Reihen- und Parallelschaltung von Kon-takten der Einsatz von Spulen Standard-Boxen Q-Boxen und ENENO-Boxen

8 Die Programmiersprache Funktionsplan FUP

Das Charakteristische der FUP-Programmierung Boxen fuumlr binaumlre Verknuumlpfungen der Ein-satz von Standard-Boxen Q-Boxen und ENENO-Boxen

9 Die Programmiersprache Structured Control Language SCL

Das Charakteristische der SCL-Programmierung Operatoren und Ausdruumlcke Arbeiten mit Binaumlr- und Digitalfunktionen Programmbearbeitung steuern mit Kontrollanweisungen

Der Inhalt des Buchs auf einen Blick

7

Die Beschreibung der Steuerungsfunktionen

10 Basisfunktionen Funktionen fuumlr Binaumlrsignale binaumlre Verknuumlpfungen Speicherfunkti-onen Flankenauswertungen Zeit- und Zaumlhlfunktionen

11 Digitalfunktionen Funktionen fuumlr Digitalvariablen Uumlbertragungs- Vergleichs- Arith-metik- Mathematik- Konvertierungs- Schiebe- Logik- und Zeichenkettenfunktionen

12 Programmsteuerung Sprungfunktionen Bausteine aufrufen und beenden Baustein-parameter adressieren beschalten und uumlbergeben Datenbausteinfunktionen

13 Online-Betrieb Diagnose und Programmtest

Ein Programmiergeraumlt an die PLC-Station anschlieszligen den Online-Betrieb einschalten Die Anwenderbausteine laden aumlndern loumlschen und vergleichen Mit der Hardware-Diagnose arbeiten Das Anwenderprogramm testen Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion

14 Dezentrale Peripherie

Wie ein PROFINET IO System ein PROFIBUS DP Mastersystem und ein AktorSensor-Inter-face System projektiert werden und welche Eigenschaften sie haben DPV1-Alarme

15 Kommunikation

Welche Eigenschaften und welche Kommunikationsfunktionen die Open User Communica-tion die S7-Kommunikation und die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation haben und wie sie projektiert werden Kommunikationsfunktionen fuumlr USS-Antriebe Modbus RTU und TCP

16 Visualisierung

Einfuumlhrung Die Basic Panels in der Uumlbersicht

Start Ein HMI-Projekt einrichten der Bediengeraumlte-Assistent

Verbindung zur PLC HMI-Variablen und Bereichszeiger anlegen

Bilder erstellen Die Projektierung der Prozessbilder ndash Vorlagen Ebenen und Bildwechsel

Arbeiten mit Bildelementen Bedien- und Anzeigeelemente anordnen und editieren

Ein Meldesystem projektieren Rezepturen anlegen und Datensaumltze uumlbertragen die Benut-zerverwaltung verwenden Variablen- und Meldearchive einrichten Aufgaben planen

Das HMI-Programm fertig stellen Das HMI-Programm mit PLC-Station oder mit Variablen-tabelle simulieren Das HMI-Programm zur HMI-Station uumlbertragen

17 Anhang

Integrierte und technologische Funktionen High Speed Counter Impulsgenerator Motion Control PID Control Mit TeleService und TeleControl Daten uumlbertragen

Wie der Webserver der CPU-Baugruppe projektiert wird und welche Moumlglichkeiten er bietet

Mit der Datenprotokollierung und mit Rezepturen in der PLC-Station Prozesswerte uumlbertra-gen und speichern

Mit der Simulationssoftware S7-PLCSIM ein Anwenderprogramm offline testen

Inhaltsverzeichnis

8

Inhaltsverzeichnis

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten 21

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200 21

12 Uumlbersicht STEP 7 24

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem 27

14 Uumlbersicht Adressierung 31

15 Uumlbersicht Datentypen 32

16 Bearbeitung des Anwenderprogramms 35

17 Bedienen und Beobachten mit Prozessbildern 38

2 Einfuumlhrung in STEP 7 40

21 STEP 7 installieren und starten 40211 STEP 7 installieren 40212 Automation License Manager 40213 STEP 7 Basic starten 41

22 Die Benutzeroberflaumlche von STEP 7 41221 Portalansicht 41222 Die Fenster der Projektansicht 42223 Informationssystem 45224 Bedienoberflaumlche anpassen 46225 Mehrsprachige Projekte 46

23 Ein SIMATIC-Projekt bearbeiten 47231 Strukturierte Darstellung der Projektdaten 48232 Projektdaten und Editoren fuumlr eine PLC-Station 49233 Mit Projekten arbeiten 52234 Mit Referenzprojekten arbeiten 57235 Mit Bibliotheken arbeiten 57

3 Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200 62

31 Komponenten einer S7-1200-Station 62

32 CPU-Baugruppen S7-1200 63321 CPU-Varianten 63322 Onboard-Peripherie 65323 PROFINET-Anschluss 66324 Status-Leuchtdioden 66325 SIMATIC Memory Card 67326 Erweiterungen der CPU-Baugruppe 67

Inhaltsverzeichnis

9

33 Signalbaugruppen 69331 Digitalein-ausgabebaugruppen 69332 Analogein-ausgabebaugruppen 70333 Eigenschaften der Peripherieanschluumlsse 70

34 Technologiebaugruppen 72341 IO-Link-Master 72342 Waumlgemodule SIWAREX 73343 Power Signal Booster 73

35 Kommunikationsbaugruppen 73351 Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 74352 PROFIBUS DP 74353 AktorSensor-Interface 74354 Industrial Remote Communication 75355 Kommunikationsbaugruppe RF120C 76

36 Weitere Baugruppen 77361 Anschlussvervielfacher 77362 Externe Spannungsversorgung 77363 TS-Adapter IE Basic 77364 Simulatormodule SIM 1274 78

37 SIPLUS S7-1200 79

4 Geraumltekonfiguration 80

41 Einfuumlhrung 80

42 Eine Station konfigurieren 82421 Eine PLC-Station hinzufuumlgen 82422 Eine Baugruppe hinzufuumlgen 82423 Eine HMI-Station hinzufuumlgen 83

43 Baugruppen parametrieren 84431 Die CPU-Eigenschaften parametrieren 84432 Baugruppen adressieren 87433 Digitaleingaben parametrieren 89434 Digitalausgaben parametrieren 90435 Analogeingaben parametrieren 91436 Analogausgaben parametrieren 91437 Kommunikationsbaugruppen parametrieren 92

44 Hardware-Objekte adressieren 92

45 Konfigurationssteuerung projektieren 94

46 Eine Vernetzung projektieren 96461 Einfuumlhrung 96462 Eine Station vernetzen 97463 Teilnehmeradressen in einem Subnetz 99464 Verbindungen 100465 Ein PROFINET-Subnetz projektieren 103466 Ein PROFIBUS-Subnetz projektieren 106467 Ein AS-i-Subnetz projektieren 107

Inhaltsverzeichnis

10

5 Anwenderprogramm bearbeiten 109

51 Betriebszustaumlnde 109

511 Betriebszustand STOP 110

512 Betriebszustand ANLAUF 111

513 Betriebszustand RUN 113

514 Remanenzverhalten von Operanden 113

52 Anwenderprogramm erstellen 114

521 Programmbearbeitung 114

522 Strukturierung des Anwenderprogramms 116

523 Bausteinarten 119

524 Bausteineigenschaften 121

525 Bausteinschnittstelle 121

526 Einen Codebaustein aufrufen 126

527 Programmierempfehlungen 128

53 Anlaufprogramm 136

531 Organisationsbausteine fuumlr das Anlaufprogramm 136

532 Baugruppenadresse ermitteln 137

54 Hauptprogramm 141

541 Organisationsbausteine fuumlr das Hauptprogramm 141

542 Prozessabbild-Aktualisierung 142

543 Zykluszeit 143

544 Reaktionszeit 146

545 Programmbearbeitung stoppen 147

546 Uhrzeit 148

547 Betriebsstundenzaumlhler 152

55 Alarmbearbeitung 154

551 Einfuumlhrung zur Alarmbearbeitung 154

552 Uhrzeitalarme 159

553 Verzoumlgerungsalarme 163

554 Weckalarme 167

555 Prozessalarme 170

556 Alarme zur Laufzeit zuordnen 173

557 Alarme und Asynchronfehler verzoumlgern und freigeben 174

558 Startinformation lesen 175

56 Fehlerbehandlung Diagnose 176

561 Fehlerursachen und Fehlerreaktionen 176

562 Lokale Fehlerbehandlung 178

563 Zeitfehler OB 80 182

564 Diagnosealarm OB 82 183

565 ZiehenStecken-Alarm OB 83 184

566 Baugruppentraumlgerfehler OB 86 185

567 Diagnosefunktionen im Anwenderprogramm 186

568 Anwender-Diagnosemeldung erzeugen 194

Inhaltsverzeichnis

11

6 Programmeditor 198

61 Einfuumlhrung 198

62 Globale Operanden Konstanten und Adressierung 199621 Eingaumlnge Peripherie-Eingaumlnge 199622 Ausgaumlnge Peripherie-Ausgaumlnge 199623 Operandenbereich Merker 200624 Absolute Adressierung 202625 Symbolische Adressierung 203626 Adressierung von Konstanten 205627 Indirekte Adressierung (Uumlbersicht) 206

63 Datentypen 207631 Datentypen fuumlr Bitfolgen 207632 Datentypen fuumlr BCD-Werte 207633 Datentypen fuumlr Ganzzahlen 208634 Datentypen fuumlr Gleitpunktzahlen 209635 Datentypen fuumlr Zeitwerte 210636 Datentypen fuumlr Zeichen 211637 Datentyp ARRAY 214638 Datentyp STRUCT 217

64 PLC-Variablentabelle 219641 PLC-Variablentabelle anlegen und bearbeiten 219642 PLC-Variablen definieren 219643 PLC-Variablentabellen vergleichen 222644 PLC-Variablentabelle exportieren und importieren 222645 Konstantentabellen 223

65 PLC-Datentypen 224651 Einen PLC-Datentyp programmieren 224652 Einen PLC-Datentyp anwenden 225653 PLC-Datentypen vergleichen 226654 Einen PLC-Datentyp umnummerieren 227

66 Einen Codebaustein programmieren 228661 Einen neuen Codebaustein anlegen 228662 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Codebausteine 229663 Bausteineigenschaften fuumlr Codebausteine festlegen 230664 Einen Codebaustein schuumltzen 234665 Bausteinschnittstelle programmieren 237666 Operandenbereich temporaumlre Lokaldaten 240667 Allgemeines Vorgehen beim Programmieren der Steuerungsfunktion 241668 Instanzdaten anlegen 244

67 Einen Datenbaustein programmieren 248671 Einen neuen Datenbaustein anlegen 248672 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Datenbausteine 249673 Bausteineigenschaften fuumlr Datenbausteine festlegen 250674 Datenvariablen deklarieren 252675 Datenvariablen in Global-Datenbausteinen eingeben 253

Inhaltsverzeichnis

12

68 Bausteine uumlbersetzen 255681 Uumlbersetzung starten 255682 SCL-Bausteine uumlbersetzen 256683 Fehler nach der Uumlbersetzung beheben 256

69 Programminformationen 258691 Querverweisliste 258692 Belegungsplan 261693 Aufrufstruktur 262694 Abhaumlngigkeitsstruktur 263695 Konsistenzpruumlfung 264696 Speicherauslastung der CPU 265

7 Kontaktplan KOP 266

71 Einfuumlhrung 266711 Mit Kontaktplan programmieren 266712 Programmelemente des Kontaktplans 272

72 Binaumlre Verknuumlpfungen mit KOP programmieren 272721 Schlieszligerkontakt und Oumlffnerkontakt 272722 Reihen- und Parallelschaltung von Kontakten 274723 T-Abzweig offener Parallelzweig 277724 Verknuumlpfungsergebnis negieren im Kontaktplan 278725 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen im Kontaktplan 278726 Guumlltigkeitspruumlfung einer Gleitpunktvariablen im Kontaktplan 279727 Vergleich von Variablen im Kontaktplan 280728 VARIANT-Zeiger testen und vergleichen im Kontaktplan 281

73 Speicherfunktionen mit KOP programmieren 282731 Einfache und negierende Spule 282732 Setzen- und Ruumlcksetzen-Spule 283733 Speicherndes Verhalten durch Selbsthaltung 284734 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Kontaktplan 285735 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Kontaktplan 286736 Spulen mit Zeitverhalten 286

74 Q-Boxen mit KOP programmieren 287741 Speicher-Boxen im Kontaktplan 288742 Flankenauswertung des Stromflusses 288743 Beispiel Binaumlruntersetzer im Kontaktplan 289744 Zeitfunktionen im Kontaktplan 291745 Zaumlhlfunktionen im Kontaktplan 292

75 ENENO-Boxen mit KOP programmieren 293751 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 293752 Uumlbertragungsfunktionen im Kontaktplan 295753 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte im Kontaktplan 296754 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte im Kontaktplan 298755 Mathematische Funktionen im Kontaktplan 298

Inhaltsverzeichnis

13

756 Konvertierungsfunktionen im Kontaktplan 299757 Schiebefunktionen im Kontaktplan 300758 Logikfunktionen im Kontaktplan 300759 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Kontaktplan 3017510 Die CALCULATE-Box im Kontaktplan 302

76 Programmsteuerung mit KOP 302761 Sprungfunktionen im Kontaktplan 303762 Sprungliste im Kontaktplan 304763 Sprungverteiler im Kontaktplan 304764 Bausteinende-Funktion im Kontaktplan 305765 Bausteinaufruf-Funktionen im Kontaktplan 306

8 Funktionsplan FUP 308

81 Einfuumlhrung 308811 Mit Funktionsplan programmieren 308812 Programmelemente des Funktionsplans 314

82 Binaumlre Verknuumlpfungen mit FUP programmieren 314821 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 314822 Eine binaumlre Verknuumlpfung im Funktionsplan programmieren 316823 T-Abzweig im Funktionsplan 319824 Verknuumlpfungsergebnis negieren im Funktionsplan 319825 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen im Funktionsplan 321826 Guumlltigkeitspruumlfung einer Gleitpunktvariablen im Funktionsplan 321827 Vergleich von Variablen im Funktionsplan 322828 VARIANT-Zeiger testen und vergleichen im Funktionsplan 323

83 Standard-Boxen mit FUP programmieren 324831 Zuweisung und negierende Zuweisung 324832 Setzen- und Ruumlcksetzen-Box 326833 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Funktionsplan 326834 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Funktionsplan 327835 Standardboxen mit Zeitverhalten 328

84 Q-Boxen mit FUP programmieren 329841 Speicher-Boxen im Funktionsplan 329842 Flankenauswertung des Verknuumlpfungsergebnisses 330843 Beispiel Binaumlruntersetzer im Funktionsplan 330844 Zeitfunktionen im Funktionsplan 331845 Zaumlhlfunktionen im Funktionsplan 333

85 ENENO-Boxen mit FUP programmieren 334851 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 334852 Uumlbertragungsfunktionen im Funktionsplan 336853 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte im Funktionsplan 338854 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte im Funktionsplan 339855 Mathematische Funktionen im Funktionsplan 340856 Konvertierungsfunktionen im Funktionsplan 340857 Schiebefunktionen im Funktionsplan 341

Inhaltsverzeichnis

14

858 Logikfunktionen im Funktionsplan 342859 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Funktionsplan 3438510 Die CALCULATE-Box im Funktionsplan 344

86 Programmsteuerung mit FUP 344861 Sprungfunktionen im Funktionsplan 344862 Sprungliste im Funktionsplan 346863 Sprungverteiler im Funktionsplan 347864 Bausteinende-Funktion im Funktionsplan 347865 Bausteinaufruf-Funktionen im Funktionsplan 347

9 Structured Control Language SCL 350

91 Einfuumlhrung 350911 Mit SCL programmieren 350912 SCL-Anweisungen und Operatoren 355913 Datentyp-Konvertierung bei SCL 357

92 Uumlbertragungsfunktionen 359921 Wertzuweisung einer Binaumlrvariablen 359922 Flankenauswertung bei SCL 360923 Wertzuweisung einer Digitalvariablen 361924 Uumlbertragen von VARIANT-Variablen bei SCL 362925 Datenbereiche uumlbertragen und fuumlllen 363926 Bytes tauschen 363927 Datenuumlbertragung mit PEEK und POKE 364

93 Logische Ausdruumlcke und Logikfunktionen 366931 Binaumlre Verknuumlpfungen mit SCL programmieren 366932 Wortverknuumlpfungen bei SCL 369933 Codier- Auswahl- und Begrenzerfunktionen bei SCL 370

94 Arithmetische Ausdruumlcke 371941 Arithmetische Funktionen bei SCL 371942 Mathematische Funktionen bei SCL 372

95 Vergleichsausdruumlcke 373951 Vergleichsfunktionen bei SCL 373952 VARIANT-Zeiger testen 373

96 Weitere Funktionen fuumlr SCL 375961 Zeitfunktionen bei SCL 375962 Zaumlhlfunktionen bei SCL 375963 Schiebefunktionen bei SCL 377964 Zeichenkettenfunktionen bei SCL 378

97 Programmsteuerung mit SCL 378971 Kontrollanweisungen 378972 Bausteinende-Funktion bei SCL 389973 Aufruf einer Funktion (FC) bei SCL 389974 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) bei SCL 390975 Versorgung von Parametern 391

98 Arbeiten mit Quelldateien 392

Inhaltsverzeichnis

15

10 Basisfunktionen 396

101 Binaumlre Verknuumlpfungen 3961011 Einfuumlhrung 3961012 Arbeiten mit Binaumlrsignalen 3971013 UND-Funktion Reihenschaltung 3991014 ODER-Funktion Parallelschaltung 3991015 Exklusiv-ODER-Funktion Antivalenzfunktion 4021016 Verknuumlpfungsergebnis negieren NOT-Kontakt 402

102 Speicherfunktionen 4031021 Einfuumlhrung 4031022 Einfache und negierende Spule Zuweisung 4041023 Einzelnes Setzen und Ruumlcksetzen 4041024 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen 4061025 Vorrangiges Setzen und Ruumlcksetzen Speicher-Boxen 407

103 Flankenauswertungen 407

104 Zeitfunktionen 4131041 Wissenswertes zu Zeitfunktionen 4131042 Impulsbildung TP 4141043 Einschaltverzoumlgerung TON 4151044 Ausschaltverzoumlgerung TOF 4161045 Akkumulierende Einschaltverzoumlgerung TONR 4181046 Eine Zeitfunktion mit einer Zeitdauer laden 4191047 Eine Zeitfunktion zuruumlcksetzen 419

105 Zaumlhlfunktionen 4201051 Wissenswertes zu Zaumlhlfunktionen 4201052 Vorwaumlrtszaumlhler CTU 4221053 Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTD 4231054 Vorwaumlrts-Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTUD 424

11 Digitalfunktionen 426

111 Uumlbertragungsfunktionen 4261111 Variable kopieren MOVE- und S_MOVE-Box bei KOP und FUP 4271112 Wertzuweisungen bei SCL 4291113 VARIANT-Variable lesen und schreiben 4311114 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK_VARIANT 4321115 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK und UMOVE_BLK 4331116 Datenbereich fuumlllen mit FILL_BLK und UFILL_BLK 4351117 Variable von und zu einen BYTE-Feld uumlbertragen 4371118 Variable von und zu einem Bitfeld uumlbertragen 4401119 Byte-Reihenfolge aumlndern 44211110 Bereichsgrenzen ermitteln 442

112 Vergleichsfunktionen 4421121 Vergleich von Variablenwerten 4431122 Bereichsvergleich (KOP FUP) 445

Inhaltsverzeichnis

16

1123 Gleitpunkt-Variable testen (KOP FUP) 445

1124 VARIANT-Zeiger testen (KOP FUP) 446

1125 VARIANT-Zeiger testen (SCL) 448

113 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte 451

1131 Grundrechnungsarten 451

1132 Division mit Rest als Ergebnis MOD 453

1133 Dekrementieren DEC Inkrementieren INC 453

114 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte 454

1141 Addition T_ADD 454

1142 Subtraktion T_SUB 455

1143 Differenz T_DIFF 456

1144 Zusammenfassen T_COMBINE 456

115 Mathematische Funktionen 456

1151 Winkelfunktionen SIN COS TAN 457

1152 Arcusfunktionen ASIN ACOS ATAN 458

1153 Quadrat bilden SQR 458

1154 Quadratwurzel ziehen SQRT 458

1155 Potenzieren zur Basis e EXP 459

1156 Natuumlrlichen Logarithmus berechnen LN 459

1157 Nachkommastellen extrahieren FRAC 460

1158 Potenzieren zu einer beliebigen Basis EXPT 460

1159 Absolutwertbildung ABS 460

11510 Negation NEG 460

116 Konvertierungsfunktionen (Datentypwandlung) 461

1161 Implizite Datentypkonvertierung 462

1162 Variablen uumlberlagern (Datentypsichten) 464

1163 Konvertierungsfunktionen CONVERT S_CONV und T_CONV 466

1164 Konvertierungsfunktionen fuumlr Gleitpunktzahlen 472

1165 Konvertierungsfunktionen STRG_TO_CHARS und CHARS_TO_STRG 473

1166 Konvertierungsfunktionen STRG_VAL und VAL_STRG 475

1167 Konvertierungsfunktionen ATH und HTA 478

1168 Konvertierungsfunktionen SCALE_X und NORM_X 480

117 Schiebefunktionen 480

118 Logikfunktionen 483

1181 Wortverknuumlpfungen 483

1182 Invertieren INVERT 485

1183 Codierfunktionen DECO und ENCO 485

1184 Auswahlfunktionen SEL MUX und DEMUX 487

1185 Auswahlfunktionen MIN und MAX 488

1186 Begrenzer LIMIT 490

119 Zeichenketten bearbeiten 490

1110 Rechnen mit der CALCULATE-Box (KOP FUP) 496

1111 Symbolnamen lesen 498

Inhaltsverzeichnis

17

12 Programmsteuerung 503

121 Sprungfunktionen 503

1211 Sprung abhaumlngig vom Verknuumlpfungsergebnis (KOP FUP) 504

1212 Sprungliste JMP_LIST (KOP FUP) 505

1213 Sprungverteiler SWITCH (KOP FUP) 506

1214 Absoluter Sprung GOTO (SCL) 507

122 Bausteinende-Funktion 508

123 Aufruf von Codebausteinen 509

1231 Wissenswertes zum Bausteinaufruf 509

1232 Aufruf einer Funktion (FC) 510

1233 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) 510

1234 Asynchron arbeitende Systembausteine 511

1235 ENENO-Mechanismus 513

124 Arbeiten mit Bausteinen 515

1241 Bausteine mit optimiertem und Standardzugriff 515

1242 Datentypen der lokalen Variablen 517

1243 Bausteinparameter adressieren 519

1244 Bausteinparameter versorgen 521

1245 Parametertyp VARIANT 523

1246 Uumlbergabe von Bausteinparametern 525

125 Datenbausteinfunktionen 528

1251 Hardware-Datentyp DB_ANY 529

1252 Konvertierung von DB_ANY 530

1253 Operandenbereich Daten 531

1254 Adressierung von Datenbausteinen 533

1255 Datenbausteinattribute lesen 534

1256 CPU-Datenbausteine 535

1257 Ladespeicher lesen und schreiben 538

13 Online-Betrieb Diagnose und Test 542

131 Programmiergeraumlt an die PLC-Station anschlieszligen 543

132 Projektdaten uumlbertragen 545

1321 Die Projektdaten erstmalig laden 546

1322 Die Projektdaten nachladen 548

1323 Das Anwenderprogramm schuumltzen 549

1324 Mit Online-Projektdaten arbeiten 552

1325 Mit der Memory Card arbeiten 554

133 Mit Bausteinen im Online-Betrieb arbeiten 557

1331 Einfuumlhrung 557

1332 Einen Online-Baustein bearbeiten 558

1333 Einen Baustein laden und zuruumlckladen 559

1334 Ohne Reinitialisierung laden 560

1335 Mit Momentaufnahmen arbeiten 562

Inhaltsverzeichnis

18

1336 Mit Einstellwerten arbeiten 563

1337 Bausteine vergleichen 565

134 Hardware-Diagnose 568

1341 Status-Anzeigen an den Baugruppen 569

1342 Diagnosefenster 570

1343 Diagnosepuffer 571

1344 Online-Tools 572

1345 Weitere Diagnose-Informationen uumlber das Programmiergeraumlt 573

135 Anwenderprogramm testen 574

1351 Aufrufumgebung definieren 575

1352 Testen mit Programmstatus 575

1353 PLC-Variablen beobachten 580

1354 Datenvariablen beobachten und steuern 580

1355 Testen mit Beobachtungstabellen 581

1356 Testen mit der Force-Tabelle 588

136 Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion 591

1361 Einfuumlhrung 591

1362 Erstellen der Trace-Konfiguration 591

1363 Messwerte aufzeichnen 592

1364 Messungen auswerten 593

1365 Messungen speichern 595

14 Dezentrale Peripherie 596

141 Einfuumlhrung Uumlbersicht 596

142 PROFINET IO 597

1421 Komponenten von PROFINET IO 597

1422 Adressen bei PROFINET IO 599

1423 PROFINET IO projektieren 601

1424 Echtzeit-Kommunikation bei PROFINET IO 606

143 PROFIBUS DP 607

1431 Komponenten von PROFIBUS DP 607

1432 Adressen bei PROFIBUS DP 610

1433 PROFIBUS DP projektieren 612

144 Systembausteine fuumlr PROFINET IO und PROFIBUS DP 615

1441 Peripheriedaten lesen und schreiben 615

1442 Datensaumltze uumlbertragen 618

1443 Dezentrale Station aktivierendeaktivieren 621

145 DPV1-Alarme 622

146 AktorSensor-Interface 624

1461 Komponenten von AktorSensor-Interface 624

1462 AS-i-Master CM 1243-2 projektieren 624

1463 AktorSensor-Interface projektieren 624

1464 Schnittstelle zum Anwenderprogramm 626

Inhaltsverzeichnis

19

15 Kommunikation 628

151 Uumlbersicht 628

152 Open User Communication 631

1521 Grundlagen 631

1522 Datenstruktur der Open User Communication 631

1523 Verbindung aufbauen und Daten senden mit TSEND_C 632

1524 Verbindung aufbauen und Daten empfangen mit TRCV_C 634

1525 Open User Communication projektieren 636

1526 Weitere Funktionen fuumlr die Open User Communication 637

153 S7-Kommunikation 639

1531 Grundlagen 639

1532 Datenaustausch mit GET und PUT 640

1533 S7-Kommunikation projektieren 642

154 Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 643

1541 Einfuumlhrung in die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 643

1542 Konfigurieren der Kommunikationsbaugruppe CM 1241 643

1543 Funktionen fuumlr die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 646

155 Weitere Kommunikationsfunktionen 649

1551 USS-Protokoll fuumlr Antriebe 649

1552 Modbus RTU 651

1553 Modbus TCP 653

16 Visualisierung 656

161 Einfuumlhrung in die Visualisierung 656

1611 Uumlbersicht HMI Panels in STEP 7 (TIA Portal) 657

1612 Ein Projekt mit einer HMI-Station anlegen 659

1613 Querverweise fuumlr HMI-Objekte 661

162 HMI-Variablen und Bereichszeiger anlegen 663

1621 Einfuumlhrung HMI-Variablen 663

1622 Eine HMI-Variable anlegen 664

1623 Einen Bereichszeiger anlegen 665

163 Prozessbilder projektieren 667

1631 Einfuumlhrung in die Projektierung von Prozessbildern 667

1632 Arbeitsfenster fuumlr Prozessbilder 668

1633 Arbeiten mit Bildebenen 668

1634 Arbeiten mit Vorlagen 669

1635 Arbeiten mit Funktionstasten 670

1636 Ein neues Bild anlegen 672

1637 Einen Bildwechsel projektieren 672

1638 Arbeiten mit Objekten in Prozessbildern 673

1639 Bildobjekte zur Laufzeit veraumlndern 674

16310 Basisobjekte fuumlr die Bildprojektierung 674

Inhaltsverzeichnis

20

164 Bedien- und Beobachtungsfunktionen 6751641 Eingabe und Anzeige von Prozesswerten 6751642 Arbeiten mit Meldungen 6781643 Arbeiten mit Rezepturen 6871644 Arbeiten mit der Benutzerverwaltung 6921645 Arbeiten mit Archiven 6951646 Aufgaben planen 697

165 HMI-Projektierung fertig stellen 6971651 HMI-Projektierung uumlbersetzen (Konsistenzpruumlfung) 6971652 Simulation der HMI-Projektierung 6981653 Projektierung in die HMI-Station laden 6991654 Wartung der HMI-Station 701

17 Anhang 704

171 Integrierte und technologische Funktionen 7041711 High Speed Counter (HSC) 7041712 Impulsgenerator 7101713 Technologieobjekte fuumlr Motion Control 7131714 Technologieobjekte fuumlr PID Control 718

172 Fernverbindung mit TeleService 722

173 TeleControl mit CP 1242-7 724

174 Webserver 7261741 Webserver aktivieren 7261742 Zugriff auf den Webserver 7261743 Standard-Webseiten 727

175 Daten protokollieren und mit Rezepturen arbeiten 7291751 Einfuumlhrung in die Datenprotokollierung 7291752 Funktionen fuumlr die Datenprotokollierung 7301753 Einfuumlhrung zur Rezepturenuumlbertragung 7321754 Funktionen fuumlr die Rezepturenuumlbertragung 734

176 Simulation mit S7-PLCSIM 7351761 S7-PLCSIM allgemein 7351762 Die Bedienoberflaumlche von S7-PLCSIM 7361763 In S7-PLCSIM mit STEP-7-Testfunktionen testen 7371764 Mit einem Simulationsprojekt arbeiten 7391765 Mit dem Adressbereich testen 7401766 Mit der SIM-Tabelle testen 7411767 Mit der Sequenztabelle testen 742

Stichwortverzeichnis 746

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

21

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

SIMATIC S7-1200 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den unteren undmittleren Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Signalbaugruppen sowie mit Kommunikationsbaugruppenmodular erweitert werden Das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200 ist naht-los eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Die Controller SIMATIC S7-1200 bilden als speicherprogrammierbare Steuerun-gen (SPS oder PLC Programmable Logic Controller) die Basis des Automatisie-rungssystems Mehrere Controller mit abgestufter Leistungsfaumlhigkeit uumlberdeckenden unteren und mittleren Bereich der industriellen Steuerungen

SIMATIC HMI bedeutet Bedienen und Beobachten (HMI Human Machine Inter-face) Die Basic Panels sind so ausgelegt dass sie optimal mit SIMATIC S7-1200zusammenarbeiten Die Geraumlte sind in Displaygroumlszligen von 36 Zoll bis 15 Zoll ver-fuumlgbar und werden uumlber Touchscreen bedient Bis auf das 15-Zoll-Geraumlt haben dieGeraumlte zusaumltzlich Funktionstasten

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1200

SIMATIC Controller steuern die Maschine oder Anlage

Bedienen und Beobachten zum Fuumlhrender Anlage im laufenden Betrieb

SIMATIC NET

SIMATIC HMI STEP 7(TIA Portal)

SIMATIC S7-1200

Vernetzung zum Datenaustauschund zentralen Online-Zugriff

Software zum Konfigurierenund ProgrammierenProjektieren

SS

S S S

Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

22

SIMATIC NET verbindet alle SIMATIC-Stationen und sorgt fuumlr komplikationslosenDatenaustausch SIMATIC S7-1200 mit PROFINET-Schnittstelle verwendet dasIndustrial Ethernet Netzwerk um mit anderen PLC-Stationen HMI-Stationen undProgrammiergeraumlten Daten auszutauschen Kommunikationsbaugruppen erwei-tern die Kommunikationsfaumlhigkeit auf andere Netze wie PROFIBUS DP AktorSen-sor-Interface oder Punkt-zu-Punkt-Kopplung auf RS232- oder RS485-Basis

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert und parametriert mit STEP 7 wird das Anwenderprogrammerstellt und getestet Das TIA Portal ist die zentrale Bedienoberflaumlche zum Verwal-ten der Werkzeuge und Automatisierungsdaten STEP 7 im TIA Portal gibt es in denVarianten STEP 7 Professional und STEP 7 Basic Mit beiden Varianten kann eine S7-1200-Station projektiert und programmiert werden In diesem Buch ist die Anwen-dung von STEP 7 Basic beschrieben

Komponenten und Anschluumlsse

Das Bild 12 zeigt einen Uumlberblick uumlber die Anschlussmoumlglichkeiten an einen BasicController S7-1200

Die Zentralbaugruppe (Central Processor Unit CPU) enthaumllt das Betriebssystemund das Anwenderprogramm Das Anwenderprogramm befindet sich span-nungsausfallsicher im Ladespeicher Die ablaufrelevanten Teile des Anwender-programms werden in einem Arbeitsspeicher mit schnellem Zugriff bearbeitetVariablenwerte die auch bei Spannungsausfall oder beim Aus- und Einschaltenihren Wert behalten sollen werden im Remanenzspeicher abgelegt

Mithilfe einer steckbaren Speicherkarte (Memory Card MC) kann das Anwender-programm auf die CPU-Baugruppe uumlbertragen werden ndash alternativ zum Uumlbertragenuumlber eine Online-Verbindung mit dem Programmiergeraumlt Die Speicherkarte kannauch als externer Ladespeicher oder zum Firmware-Update eingesetzt werden

Die Verbindung zur Anlage oder zum Prozess uumlbernehmen Onboard-Ein- und-Ausgaben die je nach Version der Zentralbaugruppe in unterschiedlicher Anzahlvorhanden sind Die Onboard-Ein- und -Ausgaben sind auch speziell fuumlr denBetrieb der integrierten Hochgeschwindigkeitszaumlhler (HSC High Speed Counter)ausgelegt Das Betriebssystem enthaumllt auszligerdem Impulsgeneratoren mit weiten-modulierter Impulsausgabe sowie die Technologieobjekte Achse zur Ansteuerungvon Schrittmotoren und Servomotoren mit Pulsschnittstelle und PID Compacteinen PID-Regler mit optimierter Selbsteinstellung

Mit einem Signal Board (SB) koumlnnen die Onboard-Ein- und -Ausgaben erweitertwerden Das Communication Board (CB) schafft einen Punkt-zu-Punkt-Anschlussfuumlr die CPU-Baugruppe und das Battery Board (BB) verlaumlngert die Gangreserve derintegrierten Hardware-Uhr auf etwa ein Jahr

Sind zusaumltzliche Ein- und Ausgaumlnge erforderlich koumlnnen ndash je nach Version derCPU-Baugruppe ndash Ein-Ausgabebaugruppen (Signal Modules SM) an die CPU-Baugruppe angesteckt werden Sie sind fuumlr Digital- und Analogsignale verfuumlgbar

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

23

Die PROFINET-Schnittstelle verbindet die CPU-Baugruppe mit dem SubnetzIndustrial Ethernet An ihr wird das Programmiergeraumlt angeschlossen wenn bei-spielsweise das Anwenderprogramm online zur CPU-Baugruppe uumlbertragen undan der Maschine getestet werden soll Uumlber diese Schnittstelle geschieht auch derDatenaustausch mit HMI-Stationen oder anderen Automatisierungsgeraumlten

Wird die CPU-Baugruppe mit nur einem Geraumlt uumlber Ethernet verbunden kann esdirekt mit einem Standard- oder bdquoCross-overldquo-Kabel geschehen Bei der Vernetzungvon mehr als zwei Geraumlten die nur eine PROFINET-Schnittstelle haben muumlssen dieVerbindungskabel uumlber einen Vervielfacher z B das Communication SwitchModule (CSM) gefuumlhrt werden CPU 1215 und CPU 1217 haben zwei mit einemSwitch verbundene Anschluumlsse so dass sie mit dem naumlchsten Automatisierungsge-raumlt ohne zwischengeschalteten Anschlussvervielfacher vernetzt werden koumlnnen

Kommunikationsbaugruppen (Communication Modules CM) gestatten denBetrieb an weiteren Bussystemen wie beispielsweise PROFIBUS DP Hier kann eine

Bild 12 Anschlussmoumlglichkeiten an eine PLC-Station mit CPU 1200

S

Anschluss von Geraumlten uumlberCommunication Module (CM)an PROFIBUS AS-Interfaceoder Punkt-zu-Punkt

Anschluss einesProgrammier-geraumlts

Anschluss einerHMI-Station(Basic Panel)

Anschluss einerweiteren S7-1200-Station oderanderer Geraumlte aufder Basis derOpen UserCommunication

Vervielfaumlltigung des Ethernet-Anschlusses mit demCommunication Switch Module(CSM)

Anschluss von Sensoren zBTaster oder Endschalter an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Anschluss von Aktoren zBSchuumltze oder Leuchten an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Mit einer Memory Card(MC) kann dasSteuerungsprogrammuumlbertragen und dasBetriebssystemhochgeruumlstet werden

Anschlussmoumlglichkeiten an eine CPU 1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

24

S7-1200-Station in einem DP-Mastersystem sowohl der DP-Master als auch ein DP-Slave sein An AS-Interface kann eine S7-1200-Station der AS-Interface-Master seinund bis zu 62 AS-Interface-Feldgeraumlte steuern Die Kommunikationsbaugruppe fuumlrdie Punkt-zu-Punkt-Kopplung gibt es mit RS232- oder RS485-Schnittstelle an diebeispielsweise ein Barcode- oder RFID-Leser angeschlossen werden kann

12 Uumlbersicht STEP 7

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Nutzungsberechtigung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuel-len Betriebssystemen Microsoft Windows Mit STEP 7 Basic oder STEP 7 Professionalkoumlnnen die S7-1200-Controller und ndash mit dem mitgelieferten WinCC Basic ndash dieBasic Panels projektiert werden Die Projektierung geschieht mit zwei Ansichtendie Portalansicht und die Projektansicht (Bild 13)

Die Portalansicht bietet eine aufgabenorientierte Sicht auf die installierten Werk-zeuge Auf der linken Seite sind die Portale fuumlr die Werkzeuge aufgelistet und in derMitte stehen die Aktionen zum ausgewaumlhlten Portal Das Fenster auf der rechtenSeite zeigt die Objekte die mit der ausgewaumlhlten Aktion bearbeitet werden koumlnnenFalls es erforderlich ist wird zur Bearbeitung des ausgewaumlhlten Objekts zur Pro-jektansicht gewechselt

Bild 13 Bedienoberflaumlchen im TIA Portal Portalansicht und Projektansicht

12 Uumlbersicht STEP 7

25

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt In der Geraumltekonfigurationsteht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittelpunkt In derGeraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platzierten Baugruppengezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt die Eigenschaften derselektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibt Unterstuumltzungdurch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Baugruppen DieNetzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

Bei der PLC-Programmierung bearbeiten Sie im Arbeitsbereich den ausgewaumlhltenBaustein Wiederum sehen Sie im Inspektorfenster die Eigenschaften des markier-ten Objekts und koumlnnen diese einstellen Das Aufgabenfenster enthaumllt diesmal denProgrammelemente-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Anweisungen undFunktionen Aumlhnliches gilt fuumlr die Bearbeitung der PLC-Variablen beim Online-Programmtest durch Beobachtungstabellen oder beim Projektieren eines HMI-Geraumlts

Und stets haben Sie die Projektnavigation im Blickfeld Sie enthaumllt alle Objekte desSTEP-7-Projekts So koumlnnen Sie jederzeit ein Objekt beispielsweise einen Pro-grammbaustein oder eine Beobachtungstabelle auswaumlhlen und dieses Objekt mitden entsprechenden Editoren die beim Oumlffnen des Objekts automatisch startenbearbeiten

Allgemeine Vorgehensweise fuumlr die Erstellung eines Steuerungsprogramms

Alle fuumlr die Steuerung und Bedienung der Maschine oder Anlage notwendigenAutomatisierungsdaten sind in einem Projekt zusammengefasst Ein Projekt isteine Ordnerstruktur im Dateisystem des Programmiergeraumlts

Mit STEP 7 legen Sie ein neues Projekt an und fuumlgen ein Automatisierungsgeraumlt(eine Station) hinzu Dabei bestimmen Sie den Typ des Controllers den Sie fuumlr IhrVorhaben benoumltigen Je nach Bedarf erweitern Sie die Station mit zusaumltzlichen Bau-gruppen die Sie dem Hardware-Katalog entnehmen Mit dem Konfigurationseditorstellen Sie alle Hardware-Parameter ein beispielsweise das Verhalten der Zentral-baugruppe beim Einschalten der Versorgungsspannung oder die Adressen derBaugruppen Im weiteren Verlauf der Projektbearbeitung koumlnnen Sie jederzeitzusaumltzliche Baugruppen hinzustecken vorhandene Baugruppen aus der Konfigu-ration entfernen oder die Einstellungen der Baugruppen aumlndern

Bei der Hardware-Konfiguration erhaumllt jeder Ein- und Ausgang eine Adresse diesich aus der Adresse der Signalbaugruppe ableitet Dieser Absolutadresse ordnenSie in der PLC-Variablentabelle einen Namen (eine Symboladresse) zu Der Pro-grammeditor arbeitet primaumlr mit Symboladressen die er ndash falls keine (Anwender-)Symboladressen vergeben werden ndash mit laufender Nummer generiert Diese auto-matisch generierten Symboladressen sagen nichts uumlber die Bedeutung des Ein-gangs oder Ausgangs aus Es wird empfohlen nur aussagekraumlftige Namen zu ver-wenden denn dadurch sinkt die Fehleranfaumllligkeit und das Anwenderprogrammist leichter lesbar

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

26

Das Steuerungsprogramm (das Anwenderprogramm) besteht aus einzelnen Unter-programmen die man Bausteine nennt Alle Anwenderbausteine sind im OrdnerProgrammbausteine gespeichert Beim Anlegen einer Station wird in diesen Ordnerein Organisationsbaustein mit der Nummer 1 (OB 1) und der Symboladresse Main(Hauptprogramm) eingefuumlgt Organisationsbausteine sind die Schnittstelle zwi-schen dem Betriebssystem der CPU und dem Anwenderprogramm Fuumlr die Struktu-rierung des Anwenderprogramms gibt es zusaumltzlich Funktionsbausteine undFunktionen und fuumlr die Anwenderdaten die Datenbausteine Ein Doppelklick aufeinen Baustein oumlffnet ihn und Sie koumlnnen das Bausteinprogramm eingeben DieProgrammiersprache fuumlr einen Baustein koumlnnen Sie frei waumlhlen je nachdem wel-che Vorlieben Sie haben oder welche Funktion der Baustein erfuumlllen soll Im Steue-rungsprogramm koumlnnen also alle Programmiersprachen vertreten sein

Die benoumltigten Programmelemente entnehmen Sie dem Programmelemente-Kata-log dessen Inhalt sich automatisch der verwendeten Programmiersprache anpasstDazu bdquoziehenldquo Sie mit der Maus das Programmelement aus dem Katalog in dengeoumlffneten Baustein (bdquodrag and dropldquo) Anschlieszligend beschriften Sie das Pro-grammelement mit den gewuumlnschten Variablen Das sind die (globalen) Variablenaus der PLC-Variablentabelle (Ein- und Ausgaumlnge) und die (lokalen) Variablen dieSie im Baustein selbst definieren zum Beispiel Zwischenspeicher fuumlr temporaumlreErgebnisse oder Bausteinparameter fuumlr die Uumlbergabe von Werten an das Baustein-programm

Sie koumlnnen jederzeit die Projektierung oder Programmierung unterbrechen dieeingegebenen Daten speichern und die Arbeiten zu einem spaumlteren Zeitpunkt fort-setzen Es wird immer das komplette Projekt gespeichert Dabei spielt es keineRolle ob das eingegebene Programm und die Daten vollstaumlndig oder in sich konsis-tent sind

Ein Projekt koumlnnen Sie bdquoofflineldquo ndash das heiszligt ohne Steuerungs-Hardware ndash erstellenZum Testen und Betreiben an der Maschine muumlssen Sie die Projektdaten in dieSteuerung bdquoladenldquo Beim Laden werden die Projektdaten bdquouumlbersetztldquo Dabei wirdder Code erzeugt den der Steuerungsprozessor bearbeiten kann Jetzt muss dasAnwenderprogramm vollstaumlndig und in sich konsistent sein sonst wird der Lade-vorgang nicht ausgefuumlhrt Sie koumlnnen eine Uumlbersetzung auch waumlhrend der Pro-grammerstellung anstoszligen und so beispielsweise pruumlfen ob der bis dahin einge-gebene Programmcode konsistent ist Mit einer im Programmiergeraumlt simulierten(Software-)Station koumlnnen Sie auch einem bdquoVorabtestldquo durchfuumlhren

STEP 7 stellt Ihnen zum Testen und Fehlersuchen umfangreiche Werkzeuge zurVerfuumlgung So koumlnnen Sie beispielsweise den Verlauf der Signalzustaumlnde im bear-beiteten Programm beobachten Variablenwerte vorgeben und vom getesteten Pro-gramm Zwischensicherungen erstellen Nach der Inbetriebnahme koumlnnen Sie dasAnwenderprogramm in komprimierter Form archivieren

Ein Projekt muss mindestens eine Station enthalten Das kann eine PLC- eine HMI-oder eine PC-Station sein In einem Projekt koumlnnen sich auch mehrere Stationenunterschiedlicher Art befinden Mit der Netzprojektierung erstellen Sie dann dieKommunikationsverbindungen fuumlr den Datenaustausch zwischen den Stationen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

27

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Die Automatisierungsdaten liegen im Automatisierungssystem an verschiedenenSpeicherplaumltzen Da ist zuerst einmal das Programmiergeraumlt Auf dessen Festplattewerden in einem STEP-7-Projekt saumlmtliche Automatisierungsdaten gespeichertBeim Konfigurieren Projektieren und Programmieren bearbeiten Sie die Projekt-daten mit STEP 7 im Hauptspeicher des Programmiergeraumlts (Bild 14)

Die Automatisierungsdaten im Programmiergeraumlt sind die Offline-ProjektdatenWenn STEP 7 die Automatisierungsdaten entsprechend aufbereitet (bdquouumlbersetztldquo)hat koumlnnen sie in ein angeschlossenes Automatisierungsgeraumlt geladen werdenDie in den Anwenderspeicher der CPU-Baugruppe geladenen Daten sind die Online-Projektdaten

Die Uumlbertragung der Projektdaten zwischen Programmiergeraumlt und CPU-Bau-gruppe kann mithilfe der SIMATIC Memory Card erfolgen Der Normalfall ist eineOnline-Verbindung zum Uumlbertragen Testen und Diagnostizieren

Anwenderspeicher

Der Anwenderspeicher in der CPU-Baugruppe besteht aus dem Ladespeicher demArbeitsspeicher und dem Remanenzspeicher

Im Ladespeicher steht das gesamte Anwenderprogramm einschlieszliglich Konfigu-rationsdaten (Systemdaten) Reicht der Umfang des internen auf der CPU-Bau-

Bild 14 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Memory Card

ArbeitsspeicherRemanenzspeicher

Hauptspeicher

Festplatte

Ladespeicher

Im Ladespeicher stehendie zur CPU uumlbertragenenProjektdaten Zusammen

mit den aktuellenVariablenwerten aus demArbeitsspeicher bilden siedie Online-Projektdaten

Mit der Memory Cardkann das Steuerungs-

programm zur CPUuumlbertragen werden

Im Arbeitsspeicher stehtder ablauffaumlhige Teil desSteuerungsprogramms

der zur Laufzeit bearbeitetwird

Im Remanenzspeicherstehen die Variablen die

ihren Wert bei Spannungs-ausfall oder beim Aus-

und Einschalten behalten

Auf der Festplattesind die Offline-

Projektdaten gespeichert

Alle Projektdaten werdenim Hauptspeicher desProgrammiergeraumlts

bearbeitet

Programmiergeraumlt CPU-Baugruppe

Uumlbertragung mit Online-Verbindung

Uumlbertragungbeim Einschalten

Speichern derProjektdaten

Datenhaltung im SIMATIC Automatisierungssystem

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

28

gruppe liegenden Ladespeichers nicht aus kann er auf die Memory Card bdquoverla-gertldquo werden (externer Ladespeicher) Vom Programmiergeraumlt aus wird dasAnwenderprogramm immer zuerst in den Ladespeicher uumlbertragen und von hieraus in den Arbeitsspeicher Das Programm im Ladespeicher wird nicht als Anwen-derprogramm bearbeitet Datenbausteine die beispielsweise Rezepte enthaltenkoumlnnen als bdquonicht ablaufrelevantldquo gekennzeichnet werden und werden dann nichtin den Arbeitsspeicher uumlbertragen Mit Systembausteinen kann vom Anwenderpro-gramm aus auf diese Datenbausteine zugegriffen werden Wie das Anwenderpro-gramm aus Bausteinen strukturiert ist entnehmen Sie dem Kapitel 16 bdquoBearbei-tung des Anwenderprogrammsldquo auf Seite 35

Der Arbeitsspeicher ist als schneller in vollem Umfang in der CPU integrierterRAM-Speicher ausgelegt Das Betriebssystem der CPU kopiert den bdquoablaufrelevan-tenldquo Programmcode und die Anwenderdaten in den Arbeitsspeicher bdquoAblaufrele-vantldquo ist eine Eigenschaft der vorhandenen Objekte nicht gleichbedeutend mit derTatsache dass ein bestimmter Codebaustein auch aufgerufen und bearbeitet wirdDas bdquoeigentlicheldquo Anwenderprogramm wird im Arbeitsspeicher bearbeitet

Beim Zuruumlckladen des gesamten Anwenderprogramms in das Programmiergeraumltwerden die Bausteine aus dem Ladespeicher geholt ergaumlnzt um die aktuellenWerte der Daten aus dem Arbeitsspeicher

Der Remanenzspeicher enthaumllt die als remanent definierten Merker und Datenva-riablen Die Werte im Remanenzspeicher bleiben nach einem Spannungsausfalloder beim Aus- und Einschalten der Versorgungsspannung erhalten Die Wertewerden geloumlscht bei einem Urloumlschen oder beim Zuruumlcksetzen der CPU-Baugruppeauf die Werkseinstellungen

Der Systemspeicher enthaumllt die Prozessabbilder fuumlr die Ein- und Ausgaumlnge Dassind Kopien der Ein- und Ausgangssignale von den Baugruppen Ebenfalls im Sys-temspeicher liegen die Operandenbereiche Merker und die temporaumlren Lokalda-ten Die temporaumlren Lokaldaten sind Zwischenspeicher fuumlr die Programmbearbei-tung in den Bausteinen des Anwenderprogramms

Die Memory Card kann als Uumlbertragungskarte das Anwenderprogramm in den CPU-Speicher uumlbertragen oder als Programmkarte der externe Ladespeicher sein Bei derAnwendung als Programmkarte muss die Memory Card zur Laufzeit in der CPU-Baugruppe gesteckt bleiben

Operandenbereiche

Beim Steuern einer Maschine oder eines Prozesses werden Signalzustaumlnde undZahlenwerte verarbeitet Eingaumlnge werden abgefragt deren Signalzustaumlndegemaumlszlig der Steuerungsaufgabe miteinander verknuumlpft und mit den Ergebnissendie Ausgaumlnge gesteuert Aumlhnlich ist es mit Zahlenwerten die ausgewaumlhlt berech-net verglichen und gespeichert werden CPU 1200 stellt fuumlr diese variablen Wertedie im Bild 15 gezeigten Speicherbereiche zur Verfuumlgung

b Peripherie-Eingaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Eingabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B die Einstellungvon Bedienelementen oder Sensoren abzufragen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

29

b Eingaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Eingaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn Signalzustaumlndeder Maschine abgefragt und verknuumlpft werden sollen Die Gesamtheit der Ein-gaumlnge ist das Eingangs-Prozessabbild

b Peripherie-Ausgaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Ausgabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B Anzeigen Ven-tile oder Schuumltze zu steuern

b Ausgaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Ausgaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn die Ergebnisseder Steuerungsfunktionen ausgegeben werden sollen Die Gesamtheit der Aus-gaumlnge ist das Ausgangs-Prozessabbild

b Merker sind ein Speicherbereich im Systemspeicher der CPU der als globalerZwischenspeicher bevorzugt fuumlr Binaumlrsignale verwendet wird

b Temporaumlre Lokaldaten sind Speicherbereiche die die CPU einem Codebausteinwaumlhrend der Bearbeitung zuweist Hier kann das Programm im Baustein Signal-zustaumlnde und Zahlenwerte temporaumlr zwischenspeichern die mit dem Bearbei-tungsende des Bausteins ihre Guumlltigkeit verlieren

b Daten sind Variablen im Anwenderspeicher die in Datenbausteinen mit ver-schiedenen Strukturen zusammengefasst sind Ein Datenbaustein der einemCodebaustein zugeordnet ist (Instanz-Datenbaustein) enthaumllt den Operanden-bereich statische Lokaldaten

Weitergehende Beschreibungen finden Sie in den Kapiteln 62 bdquoGlobale OperandenKonstanten und Adressierungldquo auf Seite 199 666 bdquoOperandenbereich temporaumlreLokaldatenldquo auf Seite 240 und 1253 bdquoOperandenbereich Datenldquo auf Seite 531

Globale und lokale Variablen

Variablen enthalten die im Anwenderprogramm bearbeiteten Werte Man kann siegrob in zwei Kategorien einteilen in globale und lokale Variablen

Bild 15 Operandenbereiche in einer PLC-Station

TemporaumlreLokaldaten

Ausgangs-Prozessabbild

Peripherie-Ausgaumlnge

Eingangs-Prozessabbild

Global-Daten-bausteine

Instanz-Daten-bausteine

Typ-Daten-bausteine

Peripherie-Eingaumlnge

Systemspeicher

Anwenderspeicher

Eingabe-baugruppen

Ausgabe-baugruppen

Merker

Operandenbereiche in einer CPU 1200

Automatisieren mit SIMATIC S7-1200Programmieren Projektieren und Testen mit STEP 7

von Hans Berger

4 wesentlich uumlberarbeitete und erweiterte Auflage 2017

Publicis Publishing

Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie detaillierte bibliografische Daten sind im Internet uumlber httpdnbd-nbde abrufbar

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Lektorat Dr Gerhard Seitfudem gerhardseitfudempublicispixelparkde

Print ISBN 978-3-89578-469-9ePDF ISBN 978-3-89578-960-1

4 wesentlich uumlberarbeitete und erweiterte Auflage 2017

Herausgeber Siemens Aktiengesellschaft Berlin und Muumlnchen Verlag Publicis Publishing Erlangen copy 2017 by Publicis Pixelpark Erlangen ndash eine Zweigniederlassung der Publicis Pixelpark GmbH

Das Werk einschlieszliglich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschuumltzt Jede Verwendung auszligerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlags unzulaumlssig und strafbar Das gilt insbesondere fuumlr Vervielfaumlltigungen Uumlbersetzungen Mikroverfilmungen Bearbeitungen sonstiger Art sowie fuumlr die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen Dies gilt auch fuumlr die Entnahme von einzelnen Abbildungen und bei auszugsweiser Verwertung von Texten

Printed in Germany

Vorwort

5

Vorwort

Das Automatisierungssystem SIMATIC vereinigt alle Teilbereiche einer Automati-sierungsloumlsung unter einer einheitlichen Systemarchitektur zu einem homogenenGesamtsystem von der Feldebene bis zur Leittechnik

Das Konzept Totally Integrated Automation bedeutet mit einer einzigen Systemba-sis und Werkzeugen mit einheitlichen Bedienoberflaumlchen alle Automatisierungs-komponenten einheitlich zu behandeln Diesen Anforderungen wird das Automa-tisierungssystem SIMATIC gerecht mit Durchgaumlngigkeit bei Projektierung Pro-grammierung Datenhaltung und Kommunikation

Das vorliegende Buch beschreibt das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200Eine S7-1200-Steuerung ist kompakt aufgebaut und modular erweiterbar Fuumlr vieleKleinanwendungen genuumlgt bereits der Einsatz der CPU-Baugruppe mit derOnboard-Peripherie Die in der CPU-Baugruppe integrierten technologischenFunktionen machen das Geraumlt aumluszligerst vielseitig einsetzbar Mit Kontaktplan (KOP)Funktionsplan (FUP) und Structured Control Language (SCL) stehen drei etablierteProgrammiersprachen fuumlr die Loumlsung der Automatisierungsaufgabe zur Verfuuml-gung

Passend zu den S7-1200-Steuerungen sind mit den SIMATIC HMI Basic Panels neueBedien- und Beobachtungsgeraumlte konzipiert worden mit einer fuumlr Kleinanwendun-gen optimierten Leistung und Funktionalitaumlt Ein Touchscreen in verschiedenenMonitorgroumlszligen und eine aufeinander abgestimmte Kommunikation uumlber Industri-al Ethernet sind ideale Voraussetzungen fuumlr das Zusammenspiel mit S7-1200

Die Engineeringsoftware STEP 7 im TIA-Portal erschlieszligt alle Moumlglichkeiten derS7-1200-Controller STEP 7 ist das gemeinsame Werkzeug fuumlr die Konfigurationdes Hardware-Aufbaus und die Programmierung des Anwenderprogramms genau-so wie fuumlr den Programmtest und die Diagnose Mit der mit STEP 7 gelieferten Pro-jektierungssoftware SIMATIC WinCC Basic werden die Basic Panels projektiert Diemoderne und intuitive Benutzerfuumlhrung gestattet ein effizientes aufgabenorien-tiertes Engineering von Steuerungs- und Visualisierungsgeraumlten

Das vorliegende Buch beschreibt das Projektieren Programmieren und Testen vonS7-1200-Controllern mit Firmware Version 42 und von HMI Basic Panels mit derEngineeringsoftware STEP 7 V14 Basic SP1 und WinCC Basic V14 SP1 einschlieszliglichder Simulationssoftware PLCSIM V14 SP1

Erlangen im September 2017 Hans Berger

Der Inhalt des Buchs auf einen Blick

6

Der Inhalt des Buchs auf einen Blick

1 Start

Das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200 in der Uumlbersicht

Die Engineeringsoftware SIMATIC STEP 7 in der Uumlbersicht

Adressierung Datentypen und Programmbearbeitung in der Uumlbersicht

2 Einfuumlhrung in STEP 7

STEP 7 installieren und starten Die Benutzeroberflaumlche von STEP 7Die Grundlage der Automatisierungsloumlsung Ein Projekt erstellen und bearbeiten

3 Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200

Die Baugruppen von SIMATIC S7-1200 in der Uumlbersicht Aufbau eines Automatisierungs-systems CPU-Baugruppen Signal- und Kommunikationsbaugruppen

4 Geraumltekonfiguration

Eine Station konfigurieren Baugruppen parametrieren und Stationen vernetzen Hardware-Objekte adressieren

5 Programmbearbeitung

Wie sich die CPU-Baugruppe in den Betriebszustaumlnden ANLAUF RUN und STOP verhaumllt

Wie das Anwenderprogramm durch Bausteine strukturiert wird welche Eigenschaften die Bausteine haben und wie sie aufgerufen werden mit Programmierempfehlungen

Wie das Anwenderprogramm bearbeitet wird Anlaufverhalten Hauptprogramm Alarmbe-arbeitung Fehlerbehandlung und Diagnose

6 Der Programmeditor

Operanden Adressierung und Datentypen mit der PLC-Variablentabelle arbeiten

PLC-Datentypen Codebausteine und Datenbausteine erstellen und bearbeiten Bausteine uumlbersetzen und Programminformationen auswerten

7 Die Programmiersprache Kontaktplan KOP

Das Charakteristische der KOP-Programmierung Reihen- und Parallelschaltung von Kon-takten der Einsatz von Spulen Standard-Boxen Q-Boxen und ENENO-Boxen

8 Die Programmiersprache Funktionsplan FUP

Das Charakteristische der FUP-Programmierung Boxen fuumlr binaumlre Verknuumlpfungen der Ein-satz von Standard-Boxen Q-Boxen und ENENO-Boxen

9 Die Programmiersprache Structured Control Language SCL

Das Charakteristische der SCL-Programmierung Operatoren und Ausdruumlcke Arbeiten mit Binaumlr- und Digitalfunktionen Programmbearbeitung steuern mit Kontrollanweisungen

Der Inhalt des Buchs auf einen Blick

7

Die Beschreibung der Steuerungsfunktionen

10 Basisfunktionen Funktionen fuumlr Binaumlrsignale binaumlre Verknuumlpfungen Speicherfunkti-onen Flankenauswertungen Zeit- und Zaumlhlfunktionen

11 Digitalfunktionen Funktionen fuumlr Digitalvariablen Uumlbertragungs- Vergleichs- Arith-metik- Mathematik- Konvertierungs- Schiebe- Logik- und Zeichenkettenfunktionen

12 Programmsteuerung Sprungfunktionen Bausteine aufrufen und beenden Baustein-parameter adressieren beschalten und uumlbergeben Datenbausteinfunktionen

13 Online-Betrieb Diagnose und Programmtest

Ein Programmiergeraumlt an die PLC-Station anschlieszligen den Online-Betrieb einschalten Die Anwenderbausteine laden aumlndern loumlschen und vergleichen Mit der Hardware-Diagnose arbeiten Das Anwenderprogramm testen Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion

14 Dezentrale Peripherie

Wie ein PROFINET IO System ein PROFIBUS DP Mastersystem und ein AktorSensor-Inter-face System projektiert werden und welche Eigenschaften sie haben DPV1-Alarme

15 Kommunikation

Welche Eigenschaften und welche Kommunikationsfunktionen die Open User Communica-tion die S7-Kommunikation und die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation haben und wie sie projektiert werden Kommunikationsfunktionen fuumlr USS-Antriebe Modbus RTU und TCP

16 Visualisierung

Einfuumlhrung Die Basic Panels in der Uumlbersicht

Start Ein HMI-Projekt einrichten der Bediengeraumlte-Assistent

Verbindung zur PLC HMI-Variablen und Bereichszeiger anlegen

Bilder erstellen Die Projektierung der Prozessbilder ndash Vorlagen Ebenen und Bildwechsel

Arbeiten mit Bildelementen Bedien- und Anzeigeelemente anordnen und editieren

Ein Meldesystem projektieren Rezepturen anlegen und Datensaumltze uumlbertragen die Benut-zerverwaltung verwenden Variablen- und Meldearchive einrichten Aufgaben planen

Das HMI-Programm fertig stellen Das HMI-Programm mit PLC-Station oder mit Variablen-tabelle simulieren Das HMI-Programm zur HMI-Station uumlbertragen

17 Anhang

Integrierte und technologische Funktionen High Speed Counter Impulsgenerator Motion Control PID Control Mit TeleService und TeleControl Daten uumlbertragen

Wie der Webserver der CPU-Baugruppe projektiert wird und welche Moumlglichkeiten er bietet

Mit der Datenprotokollierung und mit Rezepturen in der PLC-Station Prozesswerte uumlbertra-gen und speichern

Mit der Simulationssoftware S7-PLCSIM ein Anwenderprogramm offline testen

Inhaltsverzeichnis

8

Inhaltsverzeichnis

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten 21

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200 21

12 Uumlbersicht STEP 7 24

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem 27

14 Uumlbersicht Adressierung 31

15 Uumlbersicht Datentypen 32

16 Bearbeitung des Anwenderprogramms 35

17 Bedienen und Beobachten mit Prozessbildern 38

2 Einfuumlhrung in STEP 7 40

21 STEP 7 installieren und starten 40211 STEP 7 installieren 40212 Automation License Manager 40213 STEP 7 Basic starten 41

22 Die Benutzeroberflaumlche von STEP 7 41221 Portalansicht 41222 Die Fenster der Projektansicht 42223 Informationssystem 45224 Bedienoberflaumlche anpassen 46225 Mehrsprachige Projekte 46

23 Ein SIMATIC-Projekt bearbeiten 47231 Strukturierte Darstellung der Projektdaten 48232 Projektdaten und Editoren fuumlr eine PLC-Station 49233 Mit Projekten arbeiten 52234 Mit Referenzprojekten arbeiten 57235 Mit Bibliotheken arbeiten 57

3 Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200 62

31 Komponenten einer S7-1200-Station 62

32 CPU-Baugruppen S7-1200 63321 CPU-Varianten 63322 Onboard-Peripherie 65323 PROFINET-Anschluss 66324 Status-Leuchtdioden 66325 SIMATIC Memory Card 67326 Erweiterungen der CPU-Baugruppe 67

Inhaltsverzeichnis

9

33 Signalbaugruppen 69331 Digitalein-ausgabebaugruppen 69332 Analogein-ausgabebaugruppen 70333 Eigenschaften der Peripherieanschluumlsse 70

34 Technologiebaugruppen 72341 IO-Link-Master 72342 Waumlgemodule SIWAREX 73343 Power Signal Booster 73

35 Kommunikationsbaugruppen 73351 Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 74352 PROFIBUS DP 74353 AktorSensor-Interface 74354 Industrial Remote Communication 75355 Kommunikationsbaugruppe RF120C 76

36 Weitere Baugruppen 77361 Anschlussvervielfacher 77362 Externe Spannungsversorgung 77363 TS-Adapter IE Basic 77364 Simulatormodule SIM 1274 78

37 SIPLUS S7-1200 79

4 Geraumltekonfiguration 80

41 Einfuumlhrung 80

42 Eine Station konfigurieren 82421 Eine PLC-Station hinzufuumlgen 82422 Eine Baugruppe hinzufuumlgen 82423 Eine HMI-Station hinzufuumlgen 83

43 Baugruppen parametrieren 84431 Die CPU-Eigenschaften parametrieren 84432 Baugruppen adressieren 87433 Digitaleingaben parametrieren 89434 Digitalausgaben parametrieren 90435 Analogeingaben parametrieren 91436 Analogausgaben parametrieren 91437 Kommunikationsbaugruppen parametrieren 92

44 Hardware-Objekte adressieren 92

45 Konfigurationssteuerung projektieren 94

46 Eine Vernetzung projektieren 96461 Einfuumlhrung 96462 Eine Station vernetzen 97463 Teilnehmeradressen in einem Subnetz 99464 Verbindungen 100465 Ein PROFINET-Subnetz projektieren 103466 Ein PROFIBUS-Subnetz projektieren 106467 Ein AS-i-Subnetz projektieren 107

Inhaltsverzeichnis

10

5 Anwenderprogramm bearbeiten 109

51 Betriebszustaumlnde 109

511 Betriebszustand STOP 110

512 Betriebszustand ANLAUF 111

513 Betriebszustand RUN 113

514 Remanenzverhalten von Operanden 113

52 Anwenderprogramm erstellen 114

521 Programmbearbeitung 114

522 Strukturierung des Anwenderprogramms 116

523 Bausteinarten 119

524 Bausteineigenschaften 121

525 Bausteinschnittstelle 121

526 Einen Codebaustein aufrufen 126

527 Programmierempfehlungen 128

53 Anlaufprogramm 136

531 Organisationsbausteine fuumlr das Anlaufprogramm 136

532 Baugruppenadresse ermitteln 137

54 Hauptprogramm 141

541 Organisationsbausteine fuumlr das Hauptprogramm 141

542 Prozessabbild-Aktualisierung 142

543 Zykluszeit 143

544 Reaktionszeit 146

545 Programmbearbeitung stoppen 147

546 Uhrzeit 148

547 Betriebsstundenzaumlhler 152

55 Alarmbearbeitung 154

551 Einfuumlhrung zur Alarmbearbeitung 154

552 Uhrzeitalarme 159

553 Verzoumlgerungsalarme 163

554 Weckalarme 167

555 Prozessalarme 170

556 Alarme zur Laufzeit zuordnen 173

557 Alarme und Asynchronfehler verzoumlgern und freigeben 174

558 Startinformation lesen 175

56 Fehlerbehandlung Diagnose 176

561 Fehlerursachen und Fehlerreaktionen 176

562 Lokale Fehlerbehandlung 178

563 Zeitfehler OB 80 182

564 Diagnosealarm OB 82 183

565 ZiehenStecken-Alarm OB 83 184

566 Baugruppentraumlgerfehler OB 86 185

567 Diagnosefunktionen im Anwenderprogramm 186

568 Anwender-Diagnosemeldung erzeugen 194

Inhaltsverzeichnis

11

6 Programmeditor 198

61 Einfuumlhrung 198

62 Globale Operanden Konstanten und Adressierung 199621 Eingaumlnge Peripherie-Eingaumlnge 199622 Ausgaumlnge Peripherie-Ausgaumlnge 199623 Operandenbereich Merker 200624 Absolute Adressierung 202625 Symbolische Adressierung 203626 Adressierung von Konstanten 205627 Indirekte Adressierung (Uumlbersicht) 206

63 Datentypen 207631 Datentypen fuumlr Bitfolgen 207632 Datentypen fuumlr BCD-Werte 207633 Datentypen fuumlr Ganzzahlen 208634 Datentypen fuumlr Gleitpunktzahlen 209635 Datentypen fuumlr Zeitwerte 210636 Datentypen fuumlr Zeichen 211637 Datentyp ARRAY 214638 Datentyp STRUCT 217

64 PLC-Variablentabelle 219641 PLC-Variablentabelle anlegen und bearbeiten 219642 PLC-Variablen definieren 219643 PLC-Variablentabellen vergleichen 222644 PLC-Variablentabelle exportieren und importieren 222645 Konstantentabellen 223

65 PLC-Datentypen 224651 Einen PLC-Datentyp programmieren 224652 Einen PLC-Datentyp anwenden 225653 PLC-Datentypen vergleichen 226654 Einen PLC-Datentyp umnummerieren 227

66 Einen Codebaustein programmieren 228661 Einen neuen Codebaustein anlegen 228662 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Codebausteine 229663 Bausteineigenschaften fuumlr Codebausteine festlegen 230664 Einen Codebaustein schuumltzen 234665 Bausteinschnittstelle programmieren 237666 Operandenbereich temporaumlre Lokaldaten 240667 Allgemeines Vorgehen beim Programmieren der Steuerungsfunktion 241668 Instanzdaten anlegen 244

67 Einen Datenbaustein programmieren 248671 Einen neuen Datenbaustein anlegen 248672 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Datenbausteine 249673 Bausteineigenschaften fuumlr Datenbausteine festlegen 250674 Datenvariablen deklarieren 252675 Datenvariablen in Global-Datenbausteinen eingeben 253

Inhaltsverzeichnis

12

68 Bausteine uumlbersetzen 255681 Uumlbersetzung starten 255682 SCL-Bausteine uumlbersetzen 256683 Fehler nach der Uumlbersetzung beheben 256

69 Programminformationen 258691 Querverweisliste 258692 Belegungsplan 261693 Aufrufstruktur 262694 Abhaumlngigkeitsstruktur 263695 Konsistenzpruumlfung 264696 Speicherauslastung der CPU 265

7 Kontaktplan KOP 266

71 Einfuumlhrung 266711 Mit Kontaktplan programmieren 266712 Programmelemente des Kontaktplans 272

72 Binaumlre Verknuumlpfungen mit KOP programmieren 272721 Schlieszligerkontakt und Oumlffnerkontakt 272722 Reihen- und Parallelschaltung von Kontakten 274723 T-Abzweig offener Parallelzweig 277724 Verknuumlpfungsergebnis negieren im Kontaktplan 278725 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen im Kontaktplan 278726 Guumlltigkeitspruumlfung einer Gleitpunktvariablen im Kontaktplan 279727 Vergleich von Variablen im Kontaktplan 280728 VARIANT-Zeiger testen und vergleichen im Kontaktplan 281

73 Speicherfunktionen mit KOP programmieren 282731 Einfache und negierende Spule 282732 Setzen- und Ruumlcksetzen-Spule 283733 Speicherndes Verhalten durch Selbsthaltung 284734 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Kontaktplan 285735 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Kontaktplan 286736 Spulen mit Zeitverhalten 286

74 Q-Boxen mit KOP programmieren 287741 Speicher-Boxen im Kontaktplan 288742 Flankenauswertung des Stromflusses 288743 Beispiel Binaumlruntersetzer im Kontaktplan 289744 Zeitfunktionen im Kontaktplan 291745 Zaumlhlfunktionen im Kontaktplan 292

75 ENENO-Boxen mit KOP programmieren 293751 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 293752 Uumlbertragungsfunktionen im Kontaktplan 295753 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte im Kontaktplan 296754 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte im Kontaktplan 298755 Mathematische Funktionen im Kontaktplan 298

Inhaltsverzeichnis

13

756 Konvertierungsfunktionen im Kontaktplan 299757 Schiebefunktionen im Kontaktplan 300758 Logikfunktionen im Kontaktplan 300759 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Kontaktplan 3017510 Die CALCULATE-Box im Kontaktplan 302

76 Programmsteuerung mit KOP 302761 Sprungfunktionen im Kontaktplan 303762 Sprungliste im Kontaktplan 304763 Sprungverteiler im Kontaktplan 304764 Bausteinende-Funktion im Kontaktplan 305765 Bausteinaufruf-Funktionen im Kontaktplan 306

8 Funktionsplan FUP 308

81 Einfuumlhrung 308811 Mit Funktionsplan programmieren 308812 Programmelemente des Funktionsplans 314

82 Binaumlre Verknuumlpfungen mit FUP programmieren 314821 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 314822 Eine binaumlre Verknuumlpfung im Funktionsplan programmieren 316823 T-Abzweig im Funktionsplan 319824 Verknuumlpfungsergebnis negieren im Funktionsplan 319825 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen im Funktionsplan 321826 Guumlltigkeitspruumlfung einer Gleitpunktvariablen im Funktionsplan 321827 Vergleich von Variablen im Funktionsplan 322828 VARIANT-Zeiger testen und vergleichen im Funktionsplan 323

83 Standard-Boxen mit FUP programmieren 324831 Zuweisung und negierende Zuweisung 324832 Setzen- und Ruumlcksetzen-Box 326833 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Funktionsplan 326834 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Funktionsplan 327835 Standardboxen mit Zeitverhalten 328

84 Q-Boxen mit FUP programmieren 329841 Speicher-Boxen im Funktionsplan 329842 Flankenauswertung des Verknuumlpfungsergebnisses 330843 Beispiel Binaumlruntersetzer im Funktionsplan 330844 Zeitfunktionen im Funktionsplan 331845 Zaumlhlfunktionen im Funktionsplan 333

85 ENENO-Boxen mit FUP programmieren 334851 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 334852 Uumlbertragungsfunktionen im Funktionsplan 336853 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte im Funktionsplan 338854 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte im Funktionsplan 339855 Mathematische Funktionen im Funktionsplan 340856 Konvertierungsfunktionen im Funktionsplan 340857 Schiebefunktionen im Funktionsplan 341

Inhaltsverzeichnis

14

858 Logikfunktionen im Funktionsplan 342859 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Funktionsplan 3438510 Die CALCULATE-Box im Funktionsplan 344

86 Programmsteuerung mit FUP 344861 Sprungfunktionen im Funktionsplan 344862 Sprungliste im Funktionsplan 346863 Sprungverteiler im Funktionsplan 347864 Bausteinende-Funktion im Funktionsplan 347865 Bausteinaufruf-Funktionen im Funktionsplan 347

9 Structured Control Language SCL 350

91 Einfuumlhrung 350911 Mit SCL programmieren 350912 SCL-Anweisungen und Operatoren 355913 Datentyp-Konvertierung bei SCL 357

92 Uumlbertragungsfunktionen 359921 Wertzuweisung einer Binaumlrvariablen 359922 Flankenauswertung bei SCL 360923 Wertzuweisung einer Digitalvariablen 361924 Uumlbertragen von VARIANT-Variablen bei SCL 362925 Datenbereiche uumlbertragen und fuumlllen 363926 Bytes tauschen 363927 Datenuumlbertragung mit PEEK und POKE 364

93 Logische Ausdruumlcke und Logikfunktionen 366931 Binaumlre Verknuumlpfungen mit SCL programmieren 366932 Wortverknuumlpfungen bei SCL 369933 Codier- Auswahl- und Begrenzerfunktionen bei SCL 370

94 Arithmetische Ausdruumlcke 371941 Arithmetische Funktionen bei SCL 371942 Mathematische Funktionen bei SCL 372

95 Vergleichsausdruumlcke 373951 Vergleichsfunktionen bei SCL 373952 VARIANT-Zeiger testen 373

96 Weitere Funktionen fuumlr SCL 375961 Zeitfunktionen bei SCL 375962 Zaumlhlfunktionen bei SCL 375963 Schiebefunktionen bei SCL 377964 Zeichenkettenfunktionen bei SCL 378

97 Programmsteuerung mit SCL 378971 Kontrollanweisungen 378972 Bausteinende-Funktion bei SCL 389973 Aufruf einer Funktion (FC) bei SCL 389974 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) bei SCL 390975 Versorgung von Parametern 391

98 Arbeiten mit Quelldateien 392

Inhaltsverzeichnis

15

10 Basisfunktionen 396

101 Binaumlre Verknuumlpfungen 3961011 Einfuumlhrung 3961012 Arbeiten mit Binaumlrsignalen 3971013 UND-Funktion Reihenschaltung 3991014 ODER-Funktion Parallelschaltung 3991015 Exklusiv-ODER-Funktion Antivalenzfunktion 4021016 Verknuumlpfungsergebnis negieren NOT-Kontakt 402

102 Speicherfunktionen 4031021 Einfuumlhrung 4031022 Einfache und negierende Spule Zuweisung 4041023 Einzelnes Setzen und Ruumlcksetzen 4041024 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen 4061025 Vorrangiges Setzen und Ruumlcksetzen Speicher-Boxen 407

103 Flankenauswertungen 407

104 Zeitfunktionen 4131041 Wissenswertes zu Zeitfunktionen 4131042 Impulsbildung TP 4141043 Einschaltverzoumlgerung TON 4151044 Ausschaltverzoumlgerung TOF 4161045 Akkumulierende Einschaltverzoumlgerung TONR 4181046 Eine Zeitfunktion mit einer Zeitdauer laden 4191047 Eine Zeitfunktion zuruumlcksetzen 419

105 Zaumlhlfunktionen 4201051 Wissenswertes zu Zaumlhlfunktionen 4201052 Vorwaumlrtszaumlhler CTU 4221053 Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTD 4231054 Vorwaumlrts-Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTUD 424

11 Digitalfunktionen 426

111 Uumlbertragungsfunktionen 4261111 Variable kopieren MOVE- und S_MOVE-Box bei KOP und FUP 4271112 Wertzuweisungen bei SCL 4291113 VARIANT-Variable lesen und schreiben 4311114 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK_VARIANT 4321115 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK und UMOVE_BLK 4331116 Datenbereich fuumlllen mit FILL_BLK und UFILL_BLK 4351117 Variable von und zu einen BYTE-Feld uumlbertragen 4371118 Variable von und zu einem Bitfeld uumlbertragen 4401119 Byte-Reihenfolge aumlndern 44211110 Bereichsgrenzen ermitteln 442

112 Vergleichsfunktionen 4421121 Vergleich von Variablenwerten 4431122 Bereichsvergleich (KOP FUP) 445

Inhaltsverzeichnis

16

1123 Gleitpunkt-Variable testen (KOP FUP) 445

1124 VARIANT-Zeiger testen (KOP FUP) 446

1125 VARIANT-Zeiger testen (SCL) 448

113 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte 451

1131 Grundrechnungsarten 451

1132 Division mit Rest als Ergebnis MOD 453

1133 Dekrementieren DEC Inkrementieren INC 453

114 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte 454

1141 Addition T_ADD 454

1142 Subtraktion T_SUB 455

1143 Differenz T_DIFF 456

1144 Zusammenfassen T_COMBINE 456

115 Mathematische Funktionen 456

1151 Winkelfunktionen SIN COS TAN 457

1152 Arcusfunktionen ASIN ACOS ATAN 458

1153 Quadrat bilden SQR 458

1154 Quadratwurzel ziehen SQRT 458

1155 Potenzieren zur Basis e EXP 459

1156 Natuumlrlichen Logarithmus berechnen LN 459

1157 Nachkommastellen extrahieren FRAC 460

1158 Potenzieren zu einer beliebigen Basis EXPT 460

1159 Absolutwertbildung ABS 460

11510 Negation NEG 460

116 Konvertierungsfunktionen (Datentypwandlung) 461

1161 Implizite Datentypkonvertierung 462

1162 Variablen uumlberlagern (Datentypsichten) 464

1163 Konvertierungsfunktionen CONVERT S_CONV und T_CONV 466

1164 Konvertierungsfunktionen fuumlr Gleitpunktzahlen 472

1165 Konvertierungsfunktionen STRG_TO_CHARS und CHARS_TO_STRG 473

1166 Konvertierungsfunktionen STRG_VAL und VAL_STRG 475

1167 Konvertierungsfunktionen ATH und HTA 478

1168 Konvertierungsfunktionen SCALE_X und NORM_X 480

117 Schiebefunktionen 480

118 Logikfunktionen 483

1181 Wortverknuumlpfungen 483

1182 Invertieren INVERT 485

1183 Codierfunktionen DECO und ENCO 485

1184 Auswahlfunktionen SEL MUX und DEMUX 487

1185 Auswahlfunktionen MIN und MAX 488

1186 Begrenzer LIMIT 490

119 Zeichenketten bearbeiten 490

1110 Rechnen mit der CALCULATE-Box (KOP FUP) 496

1111 Symbolnamen lesen 498

Inhaltsverzeichnis

17

12 Programmsteuerung 503

121 Sprungfunktionen 503

1211 Sprung abhaumlngig vom Verknuumlpfungsergebnis (KOP FUP) 504

1212 Sprungliste JMP_LIST (KOP FUP) 505

1213 Sprungverteiler SWITCH (KOP FUP) 506

1214 Absoluter Sprung GOTO (SCL) 507

122 Bausteinende-Funktion 508

123 Aufruf von Codebausteinen 509

1231 Wissenswertes zum Bausteinaufruf 509

1232 Aufruf einer Funktion (FC) 510

1233 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) 510

1234 Asynchron arbeitende Systembausteine 511

1235 ENENO-Mechanismus 513

124 Arbeiten mit Bausteinen 515

1241 Bausteine mit optimiertem und Standardzugriff 515

1242 Datentypen der lokalen Variablen 517

1243 Bausteinparameter adressieren 519

1244 Bausteinparameter versorgen 521

1245 Parametertyp VARIANT 523

1246 Uumlbergabe von Bausteinparametern 525

125 Datenbausteinfunktionen 528

1251 Hardware-Datentyp DB_ANY 529

1252 Konvertierung von DB_ANY 530

1253 Operandenbereich Daten 531

1254 Adressierung von Datenbausteinen 533

1255 Datenbausteinattribute lesen 534

1256 CPU-Datenbausteine 535

1257 Ladespeicher lesen und schreiben 538

13 Online-Betrieb Diagnose und Test 542

131 Programmiergeraumlt an die PLC-Station anschlieszligen 543

132 Projektdaten uumlbertragen 545

1321 Die Projektdaten erstmalig laden 546

1322 Die Projektdaten nachladen 548

1323 Das Anwenderprogramm schuumltzen 549

1324 Mit Online-Projektdaten arbeiten 552

1325 Mit der Memory Card arbeiten 554

133 Mit Bausteinen im Online-Betrieb arbeiten 557

1331 Einfuumlhrung 557

1332 Einen Online-Baustein bearbeiten 558

1333 Einen Baustein laden und zuruumlckladen 559

1334 Ohne Reinitialisierung laden 560

1335 Mit Momentaufnahmen arbeiten 562

Inhaltsverzeichnis

18

1336 Mit Einstellwerten arbeiten 563

1337 Bausteine vergleichen 565

134 Hardware-Diagnose 568

1341 Status-Anzeigen an den Baugruppen 569

1342 Diagnosefenster 570

1343 Diagnosepuffer 571

1344 Online-Tools 572

1345 Weitere Diagnose-Informationen uumlber das Programmiergeraumlt 573

135 Anwenderprogramm testen 574

1351 Aufrufumgebung definieren 575

1352 Testen mit Programmstatus 575

1353 PLC-Variablen beobachten 580

1354 Datenvariablen beobachten und steuern 580

1355 Testen mit Beobachtungstabellen 581

1356 Testen mit der Force-Tabelle 588

136 Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion 591

1361 Einfuumlhrung 591

1362 Erstellen der Trace-Konfiguration 591

1363 Messwerte aufzeichnen 592

1364 Messungen auswerten 593

1365 Messungen speichern 595

14 Dezentrale Peripherie 596

141 Einfuumlhrung Uumlbersicht 596

142 PROFINET IO 597

1421 Komponenten von PROFINET IO 597

1422 Adressen bei PROFINET IO 599

1423 PROFINET IO projektieren 601

1424 Echtzeit-Kommunikation bei PROFINET IO 606

143 PROFIBUS DP 607

1431 Komponenten von PROFIBUS DP 607

1432 Adressen bei PROFIBUS DP 610

1433 PROFIBUS DP projektieren 612

144 Systembausteine fuumlr PROFINET IO und PROFIBUS DP 615

1441 Peripheriedaten lesen und schreiben 615

1442 Datensaumltze uumlbertragen 618

1443 Dezentrale Station aktivierendeaktivieren 621

145 DPV1-Alarme 622

146 AktorSensor-Interface 624

1461 Komponenten von AktorSensor-Interface 624

1462 AS-i-Master CM 1243-2 projektieren 624

1463 AktorSensor-Interface projektieren 624

1464 Schnittstelle zum Anwenderprogramm 626

Inhaltsverzeichnis

19

15 Kommunikation 628

151 Uumlbersicht 628

152 Open User Communication 631

1521 Grundlagen 631

1522 Datenstruktur der Open User Communication 631

1523 Verbindung aufbauen und Daten senden mit TSEND_C 632

1524 Verbindung aufbauen und Daten empfangen mit TRCV_C 634

1525 Open User Communication projektieren 636

1526 Weitere Funktionen fuumlr die Open User Communication 637

153 S7-Kommunikation 639

1531 Grundlagen 639

1532 Datenaustausch mit GET und PUT 640

1533 S7-Kommunikation projektieren 642

154 Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 643

1541 Einfuumlhrung in die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 643

1542 Konfigurieren der Kommunikationsbaugruppe CM 1241 643

1543 Funktionen fuumlr die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 646

155 Weitere Kommunikationsfunktionen 649

1551 USS-Protokoll fuumlr Antriebe 649

1552 Modbus RTU 651

1553 Modbus TCP 653

16 Visualisierung 656

161 Einfuumlhrung in die Visualisierung 656

1611 Uumlbersicht HMI Panels in STEP 7 (TIA Portal) 657

1612 Ein Projekt mit einer HMI-Station anlegen 659

1613 Querverweise fuumlr HMI-Objekte 661

162 HMI-Variablen und Bereichszeiger anlegen 663

1621 Einfuumlhrung HMI-Variablen 663

1622 Eine HMI-Variable anlegen 664

1623 Einen Bereichszeiger anlegen 665

163 Prozessbilder projektieren 667

1631 Einfuumlhrung in die Projektierung von Prozessbildern 667

1632 Arbeitsfenster fuumlr Prozessbilder 668

1633 Arbeiten mit Bildebenen 668

1634 Arbeiten mit Vorlagen 669

1635 Arbeiten mit Funktionstasten 670

1636 Ein neues Bild anlegen 672

1637 Einen Bildwechsel projektieren 672

1638 Arbeiten mit Objekten in Prozessbildern 673

1639 Bildobjekte zur Laufzeit veraumlndern 674

16310 Basisobjekte fuumlr die Bildprojektierung 674

Inhaltsverzeichnis

20

164 Bedien- und Beobachtungsfunktionen 6751641 Eingabe und Anzeige von Prozesswerten 6751642 Arbeiten mit Meldungen 6781643 Arbeiten mit Rezepturen 6871644 Arbeiten mit der Benutzerverwaltung 6921645 Arbeiten mit Archiven 6951646 Aufgaben planen 697

165 HMI-Projektierung fertig stellen 6971651 HMI-Projektierung uumlbersetzen (Konsistenzpruumlfung) 6971652 Simulation der HMI-Projektierung 6981653 Projektierung in die HMI-Station laden 6991654 Wartung der HMI-Station 701

17 Anhang 704

171 Integrierte und technologische Funktionen 7041711 High Speed Counter (HSC) 7041712 Impulsgenerator 7101713 Technologieobjekte fuumlr Motion Control 7131714 Technologieobjekte fuumlr PID Control 718

172 Fernverbindung mit TeleService 722

173 TeleControl mit CP 1242-7 724

174 Webserver 7261741 Webserver aktivieren 7261742 Zugriff auf den Webserver 7261743 Standard-Webseiten 727

175 Daten protokollieren und mit Rezepturen arbeiten 7291751 Einfuumlhrung in die Datenprotokollierung 7291752 Funktionen fuumlr die Datenprotokollierung 7301753 Einfuumlhrung zur Rezepturenuumlbertragung 7321754 Funktionen fuumlr die Rezepturenuumlbertragung 734

176 Simulation mit S7-PLCSIM 7351761 S7-PLCSIM allgemein 7351762 Die Bedienoberflaumlche von S7-PLCSIM 7361763 In S7-PLCSIM mit STEP-7-Testfunktionen testen 7371764 Mit einem Simulationsprojekt arbeiten 7391765 Mit dem Adressbereich testen 7401766 Mit der SIM-Tabelle testen 7411767 Mit der Sequenztabelle testen 742

Stichwortverzeichnis 746

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

21

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

SIMATIC S7-1200 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den unteren undmittleren Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Signalbaugruppen sowie mit Kommunikationsbaugruppenmodular erweitert werden Das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200 ist naht-los eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Die Controller SIMATIC S7-1200 bilden als speicherprogrammierbare Steuerun-gen (SPS oder PLC Programmable Logic Controller) die Basis des Automatisie-rungssystems Mehrere Controller mit abgestufter Leistungsfaumlhigkeit uumlberdeckenden unteren und mittleren Bereich der industriellen Steuerungen

SIMATIC HMI bedeutet Bedienen und Beobachten (HMI Human Machine Inter-face) Die Basic Panels sind so ausgelegt dass sie optimal mit SIMATIC S7-1200zusammenarbeiten Die Geraumlte sind in Displaygroumlszligen von 36 Zoll bis 15 Zoll ver-fuumlgbar und werden uumlber Touchscreen bedient Bis auf das 15-Zoll-Geraumlt haben dieGeraumlte zusaumltzlich Funktionstasten

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1200

SIMATIC Controller steuern die Maschine oder Anlage

Bedienen und Beobachten zum Fuumlhrender Anlage im laufenden Betrieb

SIMATIC NET

SIMATIC HMI STEP 7(TIA Portal)

SIMATIC S7-1200

Vernetzung zum Datenaustauschund zentralen Online-Zugriff

Software zum Konfigurierenund ProgrammierenProjektieren

SS

S S S

Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

22

SIMATIC NET verbindet alle SIMATIC-Stationen und sorgt fuumlr komplikationslosenDatenaustausch SIMATIC S7-1200 mit PROFINET-Schnittstelle verwendet dasIndustrial Ethernet Netzwerk um mit anderen PLC-Stationen HMI-Stationen undProgrammiergeraumlten Daten auszutauschen Kommunikationsbaugruppen erwei-tern die Kommunikationsfaumlhigkeit auf andere Netze wie PROFIBUS DP AktorSen-sor-Interface oder Punkt-zu-Punkt-Kopplung auf RS232- oder RS485-Basis

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert und parametriert mit STEP 7 wird das Anwenderprogrammerstellt und getestet Das TIA Portal ist die zentrale Bedienoberflaumlche zum Verwal-ten der Werkzeuge und Automatisierungsdaten STEP 7 im TIA Portal gibt es in denVarianten STEP 7 Professional und STEP 7 Basic Mit beiden Varianten kann eine S7-1200-Station projektiert und programmiert werden In diesem Buch ist die Anwen-dung von STEP 7 Basic beschrieben

Komponenten und Anschluumlsse

Das Bild 12 zeigt einen Uumlberblick uumlber die Anschlussmoumlglichkeiten an einen BasicController S7-1200

Die Zentralbaugruppe (Central Processor Unit CPU) enthaumllt das Betriebssystemund das Anwenderprogramm Das Anwenderprogramm befindet sich span-nungsausfallsicher im Ladespeicher Die ablaufrelevanten Teile des Anwender-programms werden in einem Arbeitsspeicher mit schnellem Zugriff bearbeitetVariablenwerte die auch bei Spannungsausfall oder beim Aus- und Einschaltenihren Wert behalten sollen werden im Remanenzspeicher abgelegt

Mithilfe einer steckbaren Speicherkarte (Memory Card MC) kann das Anwender-programm auf die CPU-Baugruppe uumlbertragen werden ndash alternativ zum Uumlbertragenuumlber eine Online-Verbindung mit dem Programmiergeraumlt Die Speicherkarte kannauch als externer Ladespeicher oder zum Firmware-Update eingesetzt werden

Die Verbindung zur Anlage oder zum Prozess uumlbernehmen Onboard-Ein- und-Ausgaben die je nach Version der Zentralbaugruppe in unterschiedlicher Anzahlvorhanden sind Die Onboard-Ein- und -Ausgaben sind auch speziell fuumlr denBetrieb der integrierten Hochgeschwindigkeitszaumlhler (HSC High Speed Counter)ausgelegt Das Betriebssystem enthaumllt auszligerdem Impulsgeneratoren mit weiten-modulierter Impulsausgabe sowie die Technologieobjekte Achse zur Ansteuerungvon Schrittmotoren und Servomotoren mit Pulsschnittstelle und PID Compacteinen PID-Regler mit optimierter Selbsteinstellung

Mit einem Signal Board (SB) koumlnnen die Onboard-Ein- und -Ausgaben erweitertwerden Das Communication Board (CB) schafft einen Punkt-zu-Punkt-Anschlussfuumlr die CPU-Baugruppe und das Battery Board (BB) verlaumlngert die Gangreserve derintegrierten Hardware-Uhr auf etwa ein Jahr

Sind zusaumltzliche Ein- und Ausgaumlnge erforderlich koumlnnen ndash je nach Version derCPU-Baugruppe ndash Ein-Ausgabebaugruppen (Signal Modules SM) an die CPU-Baugruppe angesteckt werden Sie sind fuumlr Digital- und Analogsignale verfuumlgbar

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

23

Die PROFINET-Schnittstelle verbindet die CPU-Baugruppe mit dem SubnetzIndustrial Ethernet An ihr wird das Programmiergeraumlt angeschlossen wenn bei-spielsweise das Anwenderprogramm online zur CPU-Baugruppe uumlbertragen undan der Maschine getestet werden soll Uumlber diese Schnittstelle geschieht auch derDatenaustausch mit HMI-Stationen oder anderen Automatisierungsgeraumlten

Wird die CPU-Baugruppe mit nur einem Geraumlt uumlber Ethernet verbunden kann esdirekt mit einem Standard- oder bdquoCross-overldquo-Kabel geschehen Bei der Vernetzungvon mehr als zwei Geraumlten die nur eine PROFINET-Schnittstelle haben muumlssen dieVerbindungskabel uumlber einen Vervielfacher z B das Communication SwitchModule (CSM) gefuumlhrt werden CPU 1215 und CPU 1217 haben zwei mit einemSwitch verbundene Anschluumlsse so dass sie mit dem naumlchsten Automatisierungsge-raumlt ohne zwischengeschalteten Anschlussvervielfacher vernetzt werden koumlnnen

Kommunikationsbaugruppen (Communication Modules CM) gestatten denBetrieb an weiteren Bussystemen wie beispielsweise PROFIBUS DP Hier kann eine

Bild 12 Anschlussmoumlglichkeiten an eine PLC-Station mit CPU 1200

S

Anschluss von Geraumlten uumlberCommunication Module (CM)an PROFIBUS AS-Interfaceoder Punkt-zu-Punkt

Anschluss einesProgrammier-geraumlts

Anschluss einerHMI-Station(Basic Panel)

Anschluss einerweiteren S7-1200-Station oderanderer Geraumlte aufder Basis derOpen UserCommunication

Vervielfaumlltigung des Ethernet-Anschlusses mit demCommunication Switch Module(CSM)

Anschluss von Sensoren zBTaster oder Endschalter an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Anschluss von Aktoren zBSchuumltze oder Leuchten an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Mit einer Memory Card(MC) kann dasSteuerungsprogrammuumlbertragen und dasBetriebssystemhochgeruumlstet werden

Anschlussmoumlglichkeiten an eine CPU 1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

24

S7-1200-Station in einem DP-Mastersystem sowohl der DP-Master als auch ein DP-Slave sein An AS-Interface kann eine S7-1200-Station der AS-Interface-Master seinund bis zu 62 AS-Interface-Feldgeraumlte steuern Die Kommunikationsbaugruppe fuumlrdie Punkt-zu-Punkt-Kopplung gibt es mit RS232- oder RS485-Schnittstelle an diebeispielsweise ein Barcode- oder RFID-Leser angeschlossen werden kann

12 Uumlbersicht STEP 7

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Nutzungsberechtigung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuel-len Betriebssystemen Microsoft Windows Mit STEP 7 Basic oder STEP 7 Professionalkoumlnnen die S7-1200-Controller und ndash mit dem mitgelieferten WinCC Basic ndash dieBasic Panels projektiert werden Die Projektierung geschieht mit zwei Ansichtendie Portalansicht und die Projektansicht (Bild 13)

Die Portalansicht bietet eine aufgabenorientierte Sicht auf die installierten Werk-zeuge Auf der linken Seite sind die Portale fuumlr die Werkzeuge aufgelistet und in derMitte stehen die Aktionen zum ausgewaumlhlten Portal Das Fenster auf der rechtenSeite zeigt die Objekte die mit der ausgewaumlhlten Aktion bearbeitet werden koumlnnenFalls es erforderlich ist wird zur Bearbeitung des ausgewaumlhlten Objekts zur Pro-jektansicht gewechselt

Bild 13 Bedienoberflaumlchen im TIA Portal Portalansicht und Projektansicht

12 Uumlbersicht STEP 7

25

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt In der Geraumltekonfigurationsteht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittelpunkt In derGeraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platzierten Baugruppengezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt die Eigenschaften derselektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibt Unterstuumltzungdurch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Baugruppen DieNetzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

Bei der PLC-Programmierung bearbeiten Sie im Arbeitsbereich den ausgewaumlhltenBaustein Wiederum sehen Sie im Inspektorfenster die Eigenschaften des markier-ten Objekts und koumlnnen diese einstellen Das Aufgabenfenster enthaumllt diesmal denProgrammelemente-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Anweisungen undFunktionen Aumlhnliches gilt fuumlr die Bearbeitung der PLC-Variablen beim Online-Programmtest durch Beobachtungstabellen oder beim Projektieren eines HMI-Geraumlts

Und stets haben Sie die Projektnavigation im Blickfeld Sie enthaumllt alle Objekte desSTEP-7-Projekts So koumlnnen Sie jederzeit ein Objekt beispielsweise einen Pro-grammbaustein oder eine Beobachtungstabelle auswaumlhlen und dieses Objekt mitden entsprechenden Editoren die beim Oumlffnen des Objekts automatisch startenbearbeiten

Allgemeine Vorgehensweise fuumlr die Erstellung eines Steuerungsprogramms

Alle fuumlr die Steuerung und Bedienung der Maschine oder Anlage notwendigenAutomatisierungsdaten sind in einem Projekt zusammengefasst Ein Projekt isteine Ordnerstruktur im Dateisystem des Programmiergeraumlts

Mit STEP 7 legen Sie ein neues Projekt an und fuumlgen ein Automatisierungsgeraumlt(eine Station) hinzu Dabei bestimmen Sie den Typ des Controllers den Sie fuumlr IhrVorhaben benoumltigen Je nach Bedarf erweitern Sie die Station mit zusaumltzlichen Bau-gruppen die Sie dem Hardware-Katalog entnehmen Mit dem Konfigurationseditorstellen Sie alle Hardware-Parameter ein beispielsweise das Verhalten der Zentral-baugruppe beim Einschalten der Versorgungsspannung oder die Adressen derBaugruppen Im weiteren Verlauf der Projektbearbeitung koumlnnen Sie jederzeitzusaumltzliche Baugruppen hinzustecken vorhandene Baugruppen aus der Konfigu-ration entfernen oder die Einstellungen der Baugruppen aumlndern

Bei der Hardware-Konfiguration erhaumllt jeder Ein- und Ausgang eine Adresse diesich aus der Adresse der Signalbaugruppe ableitet Dieser Absolutadresse ordnenSie in der PLC-Variablentabelle einen Namen (eine Symboladresse) zu Der Pro-grammeditor arbeitet primaumlr mit Symboladressen die er ndash falls keine (Anwender-)Symboladressen vergeben werden ndash mit laufender Nummer generiert Diese auto-matisch generierten Symboladressen sagen nichts uumlber die Bedeutung des Ein-gangs oder Ausgangs aus Es wird empfohlen nur aussagekraumlftige Namen zu ver-wenden denn dadurch sinkt die Fehleranfaumllligkeit und das Anwenderprogrammist leichter lesbar

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

26

Das Steuerungsprogramm (das Anwenderprogramm) besteht aus einzelnen Unter-programmen die man Bausteine nennt Alle Anwenderbausteine sind im OrdnerProgrammbausteine gespeichert Beim Anlegen einer Station wird in diesen Ordnerein Organisationsbaustein mit der Nummer 1 (OB 1) und der Symboladresse Main(Hauptprogramm) eingefuumlgt Organisationsbausteine sind die Schnittstelle zwi-schen dem Betriebssystem der CPU und dem Anwenderprogramm Fuumlr die Struktu-rierung des Anwenderprogramms gibt es zusaumltzlich Funktionsbausteine undFunktionen und fuumlr die Anwenderdaten die Datenbausteine Ein Doppelklick aufeinen Baustein oumlffnet ihn und Sie koumlnnen das Bausteinprogramm eingeben DieProgrammiersprache fuumlr einen Baustein koumlnnen Sie frei waumlhlen je nachdem wel-che Vorlieben Sie haben oder welche Funktion der Baustein erfuumlllen soll Im Steue-rungsprogramm koumlnnen also alle Programmiersprachen vertreten sein

Die benoumltigten Programmelemente entnehmen Sie dem Programmelemente-Kata-log dessen Inhalt sich automatisch der verwendeten Programmiersprache anpasstDazu bdquoziehenldquo Sie mit der Maus das Programmelement aus dem Katalog in dengeoumlffneten Baustein (bdquodrag and dropldquo) Anschlieszligend beschriften Sie das Pro-grammelement mit den gewuumlnschten Variablen Das sind die (globalen) Variablenaus der PLC-Variablentabelle (Ein- und Ausgaumlnge) und die (lokalen) Variablen dieSie im Baustein selbst definieren zum Beispiel Zwischenspeicher fuumlr temporaumlreErgebnisse oder Bausteinparameter fuumlr die Uumlbergabe von Werten an das Baustein-programm

Sie koumlnnen jederzeit die Projektierung oder Programmierung unterbrechen dieeingegebenen Daten speichern und die Arbeiten zu einem spaumlteren Zeitpunkt fort-setzen Es wird immer das komplette Projekt gespeichert Dabei spielt es keineRolle ob das eingegebene Programm und die Daten vollstaumlndig oder in sich konsis-tent sind

Ein Projekt koumlnnen Sie bdquoofflineldquo ndash das heiszligt ohne Steuerungs-Hardware ndash erstellenZum Testen und Betreiben an der Maschine muumlssen Sie die Projektdaten in dieSteuerung bdquoladenldquo Beim Laden werden die Projektdaten bdquouumlbersetztldquo Dabei wirdder Code erzeugt den der Steuerungsprozessor bearbeiten kann Jetzt muss dasAnwenderprogramm vollstaumlndig und in sich konsistent sein sonst wird der Lade-vorgang nicht ausgefuumlhrt Sie koumlnnen eine Uumlbersetzung auch waumlhrend der Pro-grammerstellung anstoszligen und so beispielsweise pruumlfen ob der bis dahin einge-gebene Programmcode konsistent ist Mit einer im Programmiergeraumlt simulierten(Software-)Station koumlnnen Sie auch einem bdquoVorabtestldquo durchfuumlhren

STEP 7 stellt Ihnen zum Testen und Fehlersuchen umfangreiche Werkzeuge zurVerfuumlgung So koumlnnen Sie beispielsweise den Verlauf der Signalzustaumlnde im bear-beiteten Programm beobachten Variablenwerte vorgeben und vom getesteten Pro-gramm Zwischensicherungen erstellen Nach der Inbetriebnahme koumlnnen Sie dasAnwenderprogramm in komprimierter Form archivieren

Ein Projekt muss mindestens eine Station enthalten Das kann eine PLC- eine HMI-oder eine PC-Station sein In einem Projekt koumlnnen sich auch mehrere Stationenunterschiedlicher Art befinden Mit der Netzprojektierung erstellen Sie dann dieKommunikationsverbindungen fuumlr den Datenaustausch zwischen den Stationen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

27

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Die Automatisierungsdaten liegen im Automatisierungssystem an verschiedenenSpeicherplaumltzen Da ist zuerst einmal das Programmiergeraumlt Auf dessen Festplattewerden in einem STEP-7-Projekt saumlmtliche Automatisierungsdaten gespeichertBeim Konfigurieren Projektieren und Programmieren bearbeiten Sie die Projekt-daten mit STEP 7 im Hauptspeicher des Programmiergeraumlts (Bild 14)

Die Automatisierungsdaten im Programmiergeraumlt sind die Offline-ProjektdatenWenn STEP 7 die Automatisierungsdaten entsprechend aufbereitet (bdquouumlbersetztldquo)hat koumlnnen sie in ein angeschlossenes Automatisierungsgeraumlt geladen werdenDie in den Anwenderspeicher der CPU-Baugruppe geladenen Daten sind die Online-Projektdaten

Die Uumlbertragung der Projektdaten zwischen Programmiergeraumlt und CPU-Bau-gruppe kann mithilfe der SIMATIC Memory Card erfolgen Der Normalfall ist eineOnline-Verbindung zum Uumlbertragen Testen und Diagnostizieren

Anwenderspeicher

Der Anwenderspeicher in der CPU-Baugruppe besteht aus dem Ladespeicher demArbeitsspeicher und dem Remanenzspeicher

Im Ladespeicher steht das gesamte Anwenderprogramm einschlieszliglich Konfigu-rationsdaten (Systemdaten) Reicht der Umfang des internen auf der CPU-Bau-

Bild 14 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Memory Card

ArbeitsspeicherRemanenzspeicher

Hauptspeicher

Festplatte

Ladespeicher

Im Ladespeicher stehendie zur CPU uumlbertragenenProjektdaten Zusammen

mit den aktuellenVariablenwerten aus demArbeitsspeicher bilden siedie Online-Projektdaten

Mit der Memory Cardkann das Steuerungs-

programm zur CPUuumlbertragen werden

Im Arbeitsspeicher stehtder ablauffaumlhige Teil desSteuerungsprogramms

der zur Laufzeit bearbeitetwird

Im Remanenzspeicherstehen die Variablen die

ihren Wert bei Spannungs-ausfall oder beim Aus-

und Einschalten behalten

Auf der Festplattesind die Offline-

Projektdaten gespeichert

Alle Projektdaten werdenim Hauptspeicher desProgrammiergeraumlts

bearbeitet

Programmiergeraumlt CPU-Baugruppe

Uumlbertragung mit Online-Verbindung

Uumlbertragungbeim Einschalten

Speichern derProjektdaten

Datenhaltung im SIMATIC Automatisierungssystem

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

28

gruppe liegenden Ladespeichers nicht aus kann er auf die Memory Card bdquoverla-gertldquo werden (externer Ladespeicher) Vom Programmiergeraumlt aus wird dasAnwenderprogramm immer zuerst in den Ladespeicher uumlbertragen und von hieraus in den Arbeitsspeicher Das Programm im Ladespeicher wird nicht als Anwen-derprogramm bearbeitet Datenbausteine die beispielsweise Rezepte enthaltenkoumlnnen als bdquonicht ablaufrelevantldquo gekennzeichnet werden und werden dann nichtin den Arbeitsspeicher uumlbertragen Mit Systembausteinen kann vom Anwenderpro-gramm aus auf diese Datenbausteine zugegriffen werden Wie das Anwenderpro-gramm aus Bausteinen strukturiert ist entnehmen Sie dem Kapitel 16 bdquoBearbei-tung des Anwenderprogrammsldquo auf Seite 35

Der Arbeitsspeicher ist als schneller in vollem Umfang in der CPU integrierterRAM-Speicher ausgelegt Das Betriebssystem der CPU kopiert den bdquoablaufrelevan-tenldquo Programmcode und die Anwenderdaten in den Arbeitsspeicher bdquoAblaufrele-vantldquo ist eine Eigenschaft der vorhandenen Objekte nicht gleichbedeutend mit derTatsache dass ein bestimmter Codebaustein auch aufgerufen und bearbeitet wirdDas bdquoeigentlicheldquo Anwenderprogramm wird im Arbeitsspeicher bearbeitet

Beim Zuruumlckladen des gesamten Anwenderprogramms in das Programmiergeraumltwerden die Bausteine aus dem Ladespeicher geholt ergaumlnzt um die aktuellenWerte der Daten aus dem Arbeitsspeicher

Der Remanenzspeicher enthaumllt die als remanent definierten Merker und Datenva-riablen Die Werte im Remanenzspeicher bleiben nach einem Spannungsausfalloder beim Aus- und Einschalten der Versorgungsspannung erhalten Die Wertewerden geloumlscht bei einem Urloumlschen oder beim Zuruumlcksetzen der CPU-Baugruppeauf die Werkseinstellungen

Der Systemspeicher enthaumllt die Prozessabbilder fuumlr die Ein- und Ausgaumlnge Dassind Kopien der Ein- und Ausgangssignale von den Baugruppen Ebenfalls im Sys-temspeicher liegen die Operandenbereiche Merker und die temporaumlren Lokalda-ten Die temporaumlren Lokaldaten sind Zwischenspeicher fuumlr die Programmbearbei-tung in den Bausteinen des Anwenderprogramms

Die Memory Card kann als Uumlbertragungskarte das Anwenderprogramm in den CPU-Speicher uumlbertragen oder als Programmkarte der externe Ladespeicher sein Bei derAnwendung als Programmkarte muss die Memory Card zur Laufzeit in der CPU-Baugruppe gesteckt bleiben

Operandenbereiche

Beim Steuern einer Maschine oder eines Prozesses werden Signalzustaumlnde undZahlenwerte verarbeitet Eingaumlnge werden abgefragt deren Signalzustaumlndegemaumlszlig der Steuerungsaufgabe miteinander verknuumlpft und mit den Ergebnissendie Ausgaumlnge gesteuert Aumlhnlich ist es mit Zahlenwerten die ausgewaumlhlt berech-net verglichen und gespeichert werden CPU 1200 stellt fuumlr diese variablen Wertedie im Bild 15 gezeigten Speicherbereiche zur Verfuumlgung

b Peripherie-Eingaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Eingabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B die Einstellungvon Bedienelementen oder Sensoren abzufragen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

29

b Eingaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Eingaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn Signalzustaumlndeder Maschine abgefragt und verknuumlpft werden sollen Die Gesamtheit der Ein-gaumlnge ist das Eingangs-Prozessabbild

b Peripherie-Ausgaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Ausgabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B Anzeigen Ven-tile oder Schuumltze zu steuern

b Ausgaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Ausgaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn die Ergebnisseder Steuerungsfunktionen ausgegeben werden sollen Die Gesamtheit der Aus-gaumlnge ist das Ausgangs-Prozessabbild

b Merker sind ein Speicherbereich im Systemspeicher der CPU der als globalerZwischenspeicher bevorzugt fuumlr Binaumlrsignale verwendet wird

b Temporaumlre Lokaldaten sind Speicherbereiche die die CPU einem Codebausteinwaumlhrend der Bearbeitung zuweist Hier kann das Programm im Baustein Signal-zustaumlnde und Zahlenwerte temporaumlr zwischenspeichern die mit dem Bearbei-tungsende des Bausteins ihre Guumlltigkeit verlieren

b Daten sind Variablen im Anwenderspeicher die in Datenbausteinen mit ver-schiedenen Strukturen zusammengefasst sind Ein Datenbaustein der einemCodebaustein zugeordnet ist (Instanz-Datenbaustein) enthaumllt den Operanden-bereich statische Lokaldaten

Weitergehende Beschreibungen finden Sie in den Kapiteln 62 bdquoGlobale OperandenKonstanten und Adressierungldquo auf Seite 199 666 bdquoOperandenbereich temporaumlreLokaldatenldquo auf Seite 240 und 1253 bdquoOperandenbereich Datenldquo auf Seite 531

Globale und lokale Variablen

Variablen enthalten die im Anwenderprogramm bearbeiteten Werte Man kann siegrob in zwei Kategorien einteilen in globale und lokale Variablen

Bild 15 Operandenbereiche in einer PLC-Station

TemporaumlreLokaldaten

Ausgangs-Prozessabbild

Peripherie-Ausgaumlnge

Eingangs-Prozessabbild

Global-Daten-bausteine

Instanz-Daten-bausteine

Typ-Daten-bausteine

Peripherie-Eingaumlnge

Systemspeicher

Anwenderspeicher

Eingabe-baugruppen

Ausgabe-baugruppen

Merker

Operandenbereiche in einer CPU 1200

Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie detaillierte bibliografische Daten sind im Internet uumlber httpdnbd-nbde abrufbar

Autor und Verlag haben alle Texte und Abbildungen in diesem Buch mit groszliger Sorgfalt erarbeitet Dennoch koumlnnen Fehler nicht ausgeschlossen werden Eine Haftung des Verlags oder des Autors gleich aus welchem Rechtsgrund fuumlr durch die Verwendung der Programmierbeispiele verursachte Schaumlden ist ausgeschlossen

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Lektorat Dr Gerhard Seitfudem gerhardseitfudempublicispixelparkde

Print ISBN 978-3-89578-469-9ePDF ISBN 978-3-89578-960-1

4 wesentlich uumlberarbeitete und erweiterte Auflage 2017

Herausgeber Siemens Aktiengesellschaft Berlin und Muumlnchen Verlag Publicis Publishing Erlangen copy 2017 by Publicis Pixelpark Erlangen ndash eine Zweigniederlassung der Publicis Pixelpark GmbH

Das Werk einschlieszliglich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschuumltzt Jede Verwendung auszligerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlags unzulaumlssig und strafbar Das gilt insbesondere fuumlr Vervielfaumlltigungen Uumlbersetzungen Mikroverfilmungen Bearbeitungen sonstiger Art sowie fuumlr die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen Dies gilt auch fuumlr die Entnahme von einzelnen Abbildungen und bei auszugsweiser Verwertung von Texten

Printed in Germany

Vorwort

5

Vorwort

Das Automatisierungssystem SIMATIC vereinigt alle Teilbereiche einer Automati-sierungsloumlsung unter einer einheitlichen Systemarchitektur zu einem homogenenGesamtsystem von der Feldebene bis zur Leittechnik

Das Konzept Totally Integrated Automation bedeutet mit einer einzigen Systemba-sis und Werkzeugen mit einheitlichen Bedienoberflaumlchen alle Automatisierungs-komponenten einheitlich zu behandeln Diesen Anforderungen wird das Automa-tisierungssystem SIMATIC gerecht mit Durchgaumlngigkeit bei Projektierung Pro-grammierung Datenhaltung und Kommunikation

Das vorliegende Buch beschreibt das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200Eine S7-1200-Steuerung ist kompakt aufgebaut und modular erweiterbar Fuumlr vieleKleinanwendungen genuumlgt bereits der Einsatz der CPU-Baugruppe mit derOnboard-Peripherie Die in der CPU-Baugruppe integrierten technologischenFunktionen machen das Geraumlt aumluszligerst vielseitig einsetzbar Mit Kontaktplan (KOP)Funktionsplan (FUP) und Structured Control Language (SCL) stehen drei etablierteProgrammiersprachen fuumlr die Loumlsung der Automatisierungsaufgabe zur Verfuuml-gung

Passend zu den S7-1200-Steuerungen sind mit den SIMATIC HMI Basic Panels neueBedien- und Beobachtungsgeraumlte konzipiert worden mit einer fuumlr Kleinanwendun-gen optimierten Leistung und Funktionalitaumlt Ein Touchscreen in verschiedenenMonitorgroumlszligen und eine aufeinander abgestimmte Kommunikation uumlber Industri-al Ethernet sind ideale Voraussetzungen fuumlr das Zusammenspiel mit S7-1200

Die Engineeringsoftware STEP 7 im TIA-Portal erschlieszligt alle Moumlglichkeiten derS7-1200-Controller STEP 7 ist das gemeinsame Werkzeug fuumlr die Konfigurationdes Hardware-Aufbaus und die Programmierung des Anwenderprogramms genau-so wie fuumlr den Programmtest und die Diagnose Mit der mit STEP 7 gelieferten Pro-jektierungssoftware SIMATIC WinCC Basic werden die Basic Panels projektiert Diemoderne und intuitive Benutzerfuumlhrung gestattet ein effizientes aufgabenorien-tiertes Engineering von Steuerungs- und Visualisierungsgeraumlten

Das vorliegende Buch beschreibt das Projektieren Programmieren und Testen vonS7-1200-Controllern mit Firmware Version 42 und von HMI Basic Panels mit derEngineeringsoftware STEP 7 V14 Basic SP1 und WinCC Basic V14 SP1 einschlieszliglichder Simulationssoftware PLCSIM V14 SP1

Erlangen im September 2017 Hans Berger

Der Inhalt des Buchs auf einen Blick

6

Der Inhalt des Buchs auf einen Blick

1 Start

Das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200 in der Uumlbersicht

Die Engineeringsoftware SIMATIC STEP 7 in der Uumlbersicht

Adressierung Datentypen und Programmbearbeitung in der Uumlbersicht

2 Einfuumlhrung in STEP 7

STEP 7 installieren und starten Die Benutzeroberflaumlche von STEP 7Die Grundlage der Automatisierungsloumlsung Ein Projekt erstellen und bearbeiten

3 Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200

Die Baugruppen von SIMATIC S7-1200 in der Uumlbersicht Aufbau eines Automatisierungs-systems CPU-Baugruppen Signal- und Kommunikationsbaugruppen

4 Geraumltekonfiguration

Eine Station konfigurieren Baugruppen parametrieren und Stationen vernetzen Hardware-Objekte adressieren

5 Programmbearbeitung

Wie sich die CPU-Baugruppe in den Betriebszustaumlnden ANLAUF RUN und STOP verhaumllt

Wie das Anwenderprogramm durch Bausteine strukturiert wird welche Eigenschaften die Bausteine haben und wie sie aufgerufen werden mit Programmierempfehlungen

Wie das Anwenderprogramm bearbeitet wird Anlaufverhalten Hauptprogramm Alarmbe-arbeitung Fehlerbehandlung und Diagnose

6 Der Programmeditor

Operanden Adressierung und Datentypen mit der PLC-Variablentabelle arbeiten

PLC-Datentypen Codebausteine und Datenbausteine erstellen und bearbeiten Bausteine uumlbersetzen und Programminformationen auswerten

7 Die Programmiersprache Kontaktplan KOP

Das Charakteristische der KOP-Programmierung Reihen- und Parallelschaltung von Kon-takten der Einsatz von Spulen Standard-Boxen Q-Boxen und ENENO-Boxen

8 Die Programmiersprache Funktionsplan FUP

Das Charakteristische der FUP-Programmierung Boxen fuumlr binaumlre Verknuumlpfungen der Ein-satz von Standard-Boxen Q-Boxen und ENENO-Boxen

9 Die Programmiersprache Structured Control Language SCL

Das Charakteristische der SCL-Programmierung Operatoren und Ausdruumlcke Arbeiten mit Binaumlr- und Digitalfunktionen Programmbearbeitung steuern mit Kontrollanweisungen

Der Inhalt des Buchs auf einen Blick

7

Die Beschreibung der Steuerungsfunktionen

10 Basisfunktionen Funktionen fuumlr Binaumlrsignale binaumlre Verknuumlpfungen Speicherfunkti-onen Flankenauswertungen Zeit- und Zaumlhlfunktionen

11 Digitalfunktionen Funktionen fuumlr Digitalvariablen Uumlbertragungs- Vergleichs- Arith-metik- Mathematik- Konvertierungs- Schiebe- Logik- und Zeichenkettenfunktionen

12 Programmsteuerung Sprungfunktionen Bausteine aufrufen und beenden Baustein-parameter adressieren beschalten und uumlbergeben Datenbausteinfunktionen

13 Online-Betrieb Diagnose und Programmtest

Ein Programmiergeraumlt an die PLC-Station anschlieszligen den Online-Betrieb einschalten Die Anwenderbausteine laden aumlndern loumlschen und vergleichen Mit der Hardware-Diagnose arbeiten Das Anwenderprogramm testen Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion

14 Dezentrale Peripherie

Wie ein PROFINET IO System ein PROFIBUS DP Mastersystem und ein AktorSensor-Inter-face System projektiert werden und welche Eigenschaften sie haben DPV1-Alarme

15 Kommunikation

Welche Eigenschaften und welche Kommunikationsfunktionen die Open User Communica-tion die S7-Kommunikation und die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation haben und wie sie projektiert werden Kommunikationsfunktionen fuumlr USS-Antriebe Modbus RTU und TCP

16 Visualisierung

Einfuumlhrung Die Basic Panels in der Uumlbersicht

Start Ein HMI-Projekt einrichten der Bediengeraumlte-Assistent

Verbindung zur PLC HMI-Variablen und Bereichszeiger anlegen

Bilder erstellen Die Projektierung der Prozessbilder ndash Vorlagen Ebenen und Bildwechsel

Arbeiten mit Bildelementen Bedien- und Anzeigeelemente anordnen und editieren

Ein Meldesystem projektieren Rezepturen anlegen und Datensaumltze uumlbertragen die Benut-zerverwaltung verwenden Variablen- und Meldearchive einrichten Aufgaben planen

Das HMI-Programm fertig stellen Das HMI-Programm mit PLC-Station oder mit Variablen-tabelle simulieren Das HMI-Programm zur HMI-Station uumlbertragen

17 Anhang

Integrierte und technologische Funktionen High Speed Counter Impulsgenerator Motion Control PID Control Mit TeleService und TeleControl Daten uumlbertragen

Wie der Webserver der CPU-Baugruppe projektiert wird und welche Moumlglichkeiten er bietet

Mit der Datenprotokollierung und mit Rezepturen in der PLC-Station Prozesswerte uumlbertra-gen und speichern

Mit der Simulationssoftware S7-PLCSIM ein Anwenderprogramm offline testen

Inhaltsverzeichnis

8

Inhaltsverzeichnis

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten 21

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200 21

12 Uumlbersicht STEP 7 24

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem 27

14 Uumlbersicht Adressierung 31

15 Uumlbersicht Datentypen 32

16 Bearbeitung des Anwenderprogramms 35

17 Bedienen und Beobachten mit Prozessbildern 38

2 Einfuumlhrung in STEP 7 40

21 STEP 7 installieren und starten 40211 STEP 7 installieren 40212 Automation License Manager 40213 STEP 7 Basic starten 41

22 Die Benutzeroberflaumlche von STEP 7 41221 Portalansicht 41222 Die Fenster der Projektansicht 42223 Informationssystem 45224 Bedienoberflaumlche anpassen 46225 Mehrsprachige Projekte 46

23 Ein SIMATIC-Projekt bearbeiten 47231 Strukturierte Darstellung der Projektdaten 48232 Projektdaten und Editoren fuumlr eine PLC-Station 49233 Mit Projekten arbeiten 52234 Mit Referenzprojekten arbeiten 57235 Mit Bibliotheken arbeiten 57

3 Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200 62

31 Komponenten einer S7-1200-Station 62

32 CPU-Baugruppen S7-1200 63321 CPU-Varianten 63322 Onboard-Peripherie 65323 PROFINET-Anschluss 66324 Status-Leuchtdioden 66325 SIMATIC Memory Card 67326 Erweiterungen der CPU-Baugruppe 67

Inhaltsverzeichnis

9

33 Signalbaugruppen 69331 Digitalein-ausgabebaugruppen 69332 Analogein-ausgabebaugruppen 70333 Eigenschaften der Peripherieanschluumlsse 70

34 Technologiebaugruppen 72341 IO-Link-Master 72342 Waumlgemodule SIWAREX 73343 Power Signal Booster 73

35 Kommunikationsbaugruppen 73351 Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 74352 PROFIBUS DP 74353 AktorSensor-Interface 74354 Industrial Remote Communication 75355 Kommunikationsbaugruppe RF120C 76

36 Weitere Baugruppen 77361 Anschlussvervielfacher 77362 Externe Spannungsversorgung 77363 TS-Adapter IE Basic 77364 Simulatormodule SIM 1274 78

37 SIPLUS S7-1200 79

4 Geraumltekonfiguration 80

41 Einfuumlhrung 80

42 Eine Station konfigurieren 82421 Eine PLC-Station hinzufuumlgen 82422 Eine Baugruppe hinzufuumlgen 82423 Eine HMI-Station hinzufuumlgen 83

43 Baugruppen parametrieren 84431 Die CPU-Eigenschaften parametrieren 84432 Baugruppen adressieren 87433 Digitaleingaben parametrieren 89434 Digitalausgaben parametrieren 90435 Analogeingaben parametrieren 91436 Analogausgaben parametrieren 91437 Kommunikationsbaugruppen parametrieren 92

44 Hardware-Objekte adressieren 92

45 Konfigurationssteuerung projektieren 94

46 Eine Vernetzung projektieren 96461 Einfuumlhrung 96462 Eine Station vernetzen 97463 Teilnehmeradressen in einem Subnetz 99464 Verbindungen 100465 Ein PROFINET-Subnetz projektieren 103466 Ein PROFIBUS-Subnetz projektieren 106467 Ein AS-i-Subnetz projektieren 107

Inhaltsverzeichnis

10

5 Anwenderprogramm bearbeiten 109

51 Betriebszustaumlnde 109

511 Betriebszustand STOP 110

512 Betriebszustand ANLAUF 111

513 Betriebszustand RUN 113

514 Remanenzverhalten von Operanden 113

52 Anwenderprogramm erstellen 114

521 Programmbearbeitung 114

522 Strukturierung des Anwenderprogramms 116

523 Bausteinarten 119

524 Bausteineigenschaften 121

525 Bausteinschnittstelle 121

526 Einen Codebaustein aufrufen 126

527 Programmierempfehlungen 128

53 Anlaufprogramm 136

531 Organisationsbausteine fuumlr das Anlaufprogramm 136

532 Baugruppenadresse ermitteln 137

54 Hauptprogramm 141

541 Organisationsbausteine fuumlr das Hauptprogramm 141

542 Prozessabbild-Aktualisierung 142

543 Zykluszeit 143

544 Reaktionszeit 146

545 Programmbearbeitung stoppen 147

546 Uhrzeit 148

547 Betriebsstundenzaumlhler 152

55 Alarmbearbeitung 154

551 Einfuumlhrung zur Alarmbearbeitung 154

552 Uhrzeitalarme 159

553 Verzoumlgerungsalarme 163

554 Weckalarme 167

555 Prozessalarme 170

556 Alarme zur Laufzeit zuordnen 173

557 Alarme und Asynchronfehler verzoumlgern und freigeben 174

558 Startinformation lesen 175

56 Fehlerbehandlung Diagnose 176

561 Fehlerursachen und Fehlerreaktionen 176

562 Lokale Fehlerbehandlung 178

563 Zeitfehler OB 80 182

564 Diagnosealarm OB 82 183

565 ZiehenStecken-Alarm OB 83 184

566 Baugruppentraumlgerfehler OB 86 185

567 Diagnosefunktionen im Anwenderprogramm 186

568 Anwender-Diagnosemeldung erzeugen 194

Inhaltsverzeichnis

11

6 Programmeditor 198

61 Einfuumlhrung 198

62 Globale Operanden Konstanten und Adressierung 199621 Eingaumlnge Peripherie-Eingaumlnge 199622 Ausgaumlnge Peripherie-Ausgaumlnge 199623 Operandenbereich Merker 200624 Absolute Adressierung 202625 Symbolische Adressierung 203626 Adressierung von Konstanten 205627 Indirekte Adressierung (Uumlbersicht) 206

63 Datentypen 207631 Datentypen fuumlr Bitfolgen 207632 Datentypen fuumlr BCD-Werte 207633 Datentypen fuumlr Ganzzahlen 208634 Datentypen fuumlr Gleitpunktzahlen 209635 Datentypen fuumlr Zeitwerte 210636 Datentypen fuumlr Zeichen 211637 Datentyp ARRAY 214638 Datentyp STRUCT 217

64 PLC-Variablentabelle 219641 PLC-Variablentabelle anlegen und bearbeiten 219642 PLC-Variablen definieren 219643 PLC-Variablentabellen vergleichen 222644 PLC-Variablentabelle exportieren und importieren 222645 Konstantentabellen 223

65 PLC-Datentypen 224651 Einen PLC-Datentyp programmieren 224652 Einen PLC-Datentyp anwenden 225653 PLC-Datentypen vergleichen 226654 Einen PLC-Datentyp umnummerieren 227

66 Einen Codebaustein programmieren 228661 Einen neuen Codebaustein anlegen 228662 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Codebausteine 229663 Bausteineigenschaften fuumlr Codebausteine festlegen 230664 Einen Codebaustein schuumltzen 234665 Bausteinschnittstelle programmieren 237666 Operandenbereich temporaumlre Lokaldaten 240667 Allgemeines Vorgehen beim Programmieren der Steuerungsfunktion 241668 Instanzdaten anlegen 244

67 Einen Datenbaustein programmieren 248671 Einen neuen Datenbaustein anlegen 248672 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Datenbausteine 249673 Bausteineigenschaften fuumlr Datenbausteine festlegen 250674 Datenvariablen deklarieren 252675 Datenvariablen in Global-Datenbausteinen eingeben 253

Inhaltsverzeichnis

12

68 Bausteine uumlbersetzen 255681 Uumlbersetzung starten 255682 SCL-Bausteine uumlbersetzen 256683 Fehler nach der Uumlbersetzung beheben 256

69 Programminformationen 258691 Querverweisliste 258692 Belegungsplan 261693 Aufrufstruktur 262694 Abhaumlngigkeitsstruktur 263695 Konsistenzpruumlfung 264696 Speicherauslastung der CPU 265

7 Kontaktplan KOP 266

71 Einfuumlhrung 266711 Mit Kontaktplan programmieren 266712 Programmelemente des Kontaktplans 272

72 Binaumlre Verknuumlpfungen mit KOP programmieren 272721 Schlieszligerkontakt und Oumlffnerkontakt 272722 Reihen- und Parallelschaltung von Kontakten 274723 T-Abzweig offener Parallelzweig 277724 Verknuumlpfungsergebnis negieren im Kontaktplan 278725 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen im Kontaktplan 278726 Guumlltigkeitspruumlfung einer Gleitpunktvariablen im Kontaktplan 279727 Vergleich von Variablen im Kontaktplan 280728 VARIANT-Zeiger testen und vergleichen im Kontaktplan 281

73 Speicherfunktionen mit KOP programmieren 282731 Einfache und negierende Spule 282732 Setzen- und Ruumlcksetzen-Spule 283733 Speicherndes Verhalten durch Selbsthaltung 284734 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Kontaktplan 285735 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Kontaktplan 286736 Spulen mit Zeitverhalten 286

74 Q-Boxen mit KOP programmieren 287741 Speicher-Boxen im Kontaktplan 288742 Flankenauswertung des Stromflusses 288743 Beispiel Binaumlruntersetzer im Kontaktplan 289744 Zeitfunktionen im Kontaktplan 291745 Zaumlhlfunktionen im Kontaktplan 292

75 ENENO-Boxen mit KOP programmieren 293751 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 293752 Uumlbertragungsfunktionen im Kontaktplan 295753 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte im Kontaktplan 296754 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte im Kontaktplan 298755 Mathematische Funktionen im Kontaktplan 298

Inhaltsverzeichnis

13

756 Konvertierungsfunktionen im Kontaktplan 299757 Schiebefunktionen im Kontaktplan 300758 Logikfunktionen im Kontaktplan 300759 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Kontaktplan 3017510 Die CALCULATE-Box im Kontaktplan 302

76 Programmsteuerung mit KOP 302761 Sprungfunktionen im Kontaktplan 303762 Sprungliste im Kontaktplan 304763 Sprungverteiler im Kontaktplan 304764 Bausteinende-Funktion im Kontaktplan 305765 Bausteinaufruf-Funktionen im Kontaktplan 306

8 Funktionsplan FUP 308

81 Einfuumlhrung 308811 Mit Funktionsplan programmieren 308812 Programmelemente des Funktionsplans 314

82 Binaumlre Verknuumlpfungen mit FUP programmieren 314821 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 314822 Eine binaumlre Verknuumlpfung im Funktionsplan programmieren 316823 T-Abzweig im Funktionsplan 319824 Verknuumlpfungsergebnis negieren im Funktionsplan 319825 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen im Funktionsplan 321826 Guumlltigkeitspruumlfung einer Gleitpunktvariablen im Funktionsplan 321827 Vergleich von Variablen im Funktionsplan 322828 VARIANT-Zeiger testen und vergleichen im Funktionsplan 323

83 Standard-Boxen mit FUP programmieren 324831 Zuweisung und negierende Zuweisung 324832 Setzen- und Ruumlcksetzen-Box 326833 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Funktionsplan 326834 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Funktionsplan 327835 Standardboxen mit Zeitverhalten 328

84 Q-Boxen mit FUP programmieren 329841 Speicher-Boxen im Funktionsplan 329842 Flankenauswertung des Verknuumlpfungsergebnisses 330843 Beispiel Binaumlruntersetzer im Funktionsplan 330844 Zeitfunktionen im Funktionsplan 331845 Zaumlhlfunktionen im Funktionsplan 333

85 ENENO-Boxen mit FUP programmieren 334851 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 334852 Uumlbertragungsfunktionen im Funktionsplan 336853 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte im Funktionsplan 338854 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte im Funktionsplan 339855 Mathematische Funktionen im Funktionsplan 340856 Konvertierungsfunktionen im Funktionsplan 340857 Schiebefunktionen im Funktionsplan 341

Inhaltsverzeichnis

14

858 Logikfunktionen im Funktionsplan 342859 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Funktionsplan 3438510 Die CALCULATE-Box im Funktionsplan 344

86 Programmsteuerung mit FUP 344861 Sprungfunktionen im Funktionsplan 344862 Sprungliste im Funktionsplan 346863 Sprungverteiler im Funktionsplan 347864 Bausteinende-Funktion im Funktionsplan 347865 Bausteinaufruf-Funktionen im Funktionsplan 347

9 Structured Control Language SCL 350

91 Einfuumlhrung 350911 Mit SCL programmieren 350912 SCL-Anweisungen und Operatoren 355913 Datentyp-Konvertierung bei SCL 357

92 Uumlbertragungsfunktionen 359921 Wertzuweisung einer Binaumlrvariablen 359922 Flankenauswertung bei SCL 360923 Wertzuweisung einer Digitalvariablen 361924 Uumlbertragen von VARIANT-Variablen bei SCL 362925 Datenbereiche uumlbertragen und fuumlllen 363926 Bytes tauschen 363927 Datenuumlbertragung mit PEEK und POKE 364

93 Logische Ausdruumlcke und Logikfunktionen 366931 Binaumlre Verknuumlpfungen mit SCL programmieren 366932 Wortverknuumlpfungen bei SCL 369933 Codier- Auswahl- und Begrenzerfunktionen bei SCL 370

94 Arithmetische Ausdruumlcke 371941 Arithmetische Funktionen bei SCL 371942 Mathematische Funktionen bei SCL 372

95 Vergleichsausdruumlcke 373951 Vergleichsfunktionen bei SCL 373952 VARIANT-Zeiger testen 373

96 Weitere Funktionen fuumlr SCL 375961 Zeitfunktionen bei SCL 375962 Zaumlhlfunktionen bei SCL 375963 Schiebefunktionen bei SCL 377964 Zeichenkettenfunktionen bei SCL 378

97 Programmsteuerung mit SCL 378971 Kontrollanweisungen 378972 Bausteinende-Funktion bei SCL 389973 Aufruf einer Funktion (FC) bei SCL 389974 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) bei SCL 390975 Versorgung von Parametern 391

98 Arbeiten mit Quelldateien 392

Inhaltsverzeichnis

15

10 Basisfunktionen 396

101 Binaumlre Verknuumlpfungen 3961011 Einfuumlhrung 3961012 Arbeiten mit Binaumlrsignalen 3971013 UND-Funktion Reihenschaltung 3991014 ODER-Funktion Parallelschaltung 3991015 Exklusiv-ODER-Funktion Antivalenzfunktion 4021016 Verknuumlpfungsergebnis negieren NOT-Kontakt 402

102 Speicherfunktionen 4031021 Einfuumlhrung 4031022 Einfache und negierende Spule Zuweisung 4041023 Einzelnes Setzen und Ruumlcksetzen 4041024 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen 4061025 Vorrangiges Setzen und Ruumlcksetzen Speicher-Boxen 407

103 Flankenauswertungen 407

104 Zeitfunktionen 4131041 Wissenswertes zu Zeitfunktionen 4131042 Impulsbildung TP 4141043 Einschaltverzoumlgerung TON 4151044 Ausschaltverzoumlgerung TOF 4161045 Akkumulierende Einschaltverzoumlgerung TONR 4181046 Eine Zeitfunktion mit einer Zeitdauer laden 4191047 Eine Zeitfunktion zuruumlcksetzen 419

105 Zaumlhlfunktionen 4201051 Wissenswertes zu Zaumlhlfunktionen 4201052 Vorwaumlrtszaumlhler CTU 4221053 Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTD 4231054 Vorwaumlrts-Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTUD 424

11 Digitalfunktionen 426

111 Uumlbertragungsfunktionen 4261111 Variable kopieren MOVE- und S_MOVE-Box bei KOP und FUP 4271112 Wertzuweisungen bei SCL 4291113 VARIANT-Variable lesen und schreiben 4311114 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK_VARIANT 4321115 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK und UMOVE_BLK 4331116 Datenbereich fuumlllen mit FILL_BLK und UFILL_BLK 4351117 Variable von und zu einen BYTE-Feld uumlbertragen 4371118 Variable von und zu einem Bitfeld uumlbertragen 4401119 Byte-Reihenfolge aumlndern 44211110 Bereichsgrenzen ermitteln 442

112 Vergleichsfunktionen 4421121 Vergleich von Variablenwerten 4431122 Bereichsvergleich (KOP FUP) 445

Inhaltsverzeichnis

16

1123 Gleitpunkt-Variable testen (KOP FUP) 445

1124 VARIANT-Zeiger testen (KOP FUP) 446

1125 VARIANT-Zeiger testen (SCL) 448

113 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte 451

1131 Grundrechnungsarten 451

1132 Division mit Rest als Ergebnis MOD 453

1133 Dekrementieren DEC Inkrementieren INC 453

114 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte 454

1141 Addition T_ADD 454

1142 Subtraktion T_SUB 455

1143 Differenz T_DIFF 456

1144 Zusammenfassen T_COMBINE 456

115 Mathematische Funktionen 456

1151 Winkelfunktionen SIN COS TAN 457

1152 Arcusfunktionen ASIN ACOS ATAN 458

1153 Quadrat bilden SQR 458

1154 Quadratwurzel ziehen SQRT 458

1155 Potenzieren zur Basis e EXP 459

1156 Natuumlrlichen Logarithmus berechnen LN 459

1157 Nachkommastellen extrahieren FRAC 460

1158 Potenzieren zu einer beliebigen Basis EXPT 460

1159 Absolutwertbildung ABS 460

11510 Negation NEG 460

116 Konvertierungsfunktionen (Datentypwandlung) 461

1161 Implizite Datentypkonvertierung 462

1162 Variablen uumlberlagern (Datentypsichten) 464

1163 Konvertierungsfunktionen CONVERT S_CONV und T_CONV 466

1164 Konvertierungsfunktionen fuumlr Gleitpunktzahlen 472

1165 Konvertierungsfunktionen STRG_TO_CHARS und CHARS_TO_STRG 473

1166 Konvertierungsfunktionen STRG_VAL und VAL_STRG 475

1167 Konvertierungsfunktionen ATH und HTA 478

1168 Konvertierungsfunktionen SCALE_X und NORM_X 480

117 Schiebefunktionen 480

118 Logikfunktionen 483

1181 Wortverknuumlpfungen 483

1182 Invertieren INVERT 485

1183 Codierfunktionen DECO und ENCO 485

1184 Auswahlfunktionen SEL MUX und DEMUX 487

1185 Auswahlfunktionen MIN und MAX 488

1186 Begrenzer LIMIT 490

119 Zeichenketten bearbeiten 490

1110 Rechnen mit der CALCULATE-Box (KOP FUP) 496

1111 Symbolnamen lesen 498

Inhaltsverzeichnis

17

12 Programmsteuerung 503

121 Sprungfunktionen 503

1211 Sprung abhaumlngig vom Verknuumlpfungsergebnis (KOP FUP) 504

1212 Sprungliste JMP_LIST (KOP FUP) 505

1213 Sprungverteiler SWITCH (KOP FUP) 506

1214 Absoluter Sprung GOTO (SCL) 507

122 Bausteinende-Funktion 508

123 Aufruf von Codebausteinen 509

1231 Wissenswertes zum Bausteinaufruf 509

1232 Aufruf einer Funktion (FC) 510

1233 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) 510

1234 Asynchron arbeitende Systembausteine 511

1235 ENENO-Mechanismus 513

124 Arbeiten mit Bausteinen 515

1241 Bausteine mit optimiertem und Standardzugriff 515

1242 Datentypen der lokalen Variablen 517

1243 Bausteinparameter adressieren 519

1244 Bausteinparameter versorgen 521

1245 Parametertyp VARIANT 523

1246 Uumlbergabe von Bausteinparametern 525

125 Datenbausteinfunktionen 528

1251 Hardware-Datentyp DB_ANY 529

1252 Konvertierung von DB_ANY 530

1253 Operandenbereich Daten 531

1254 Adressierung von Datenbausteinen 533

1255 Datenbausteinattribute lesen 534

1256 CPU-Datenbausteine 535

1257 Ladespeicher lesen und schreiben 538

13 Online-Betrieb Diagnose und Test 542

131 Programmiergeraumlt an die PLC-Station anschlieszligen 543

132 Projektdaten uumlbertragen 545

1321 Die Projektdaten erstmalig laden 546

1322 Die Projektdaten nachladen 548

1323 Das Anwenderprogramm schuumltzen 549

1324 Mit Online-Projektdaten arbeiten 552

1325 Mit der Memory Card arbeiten 554

133 Mit Bausteinen im Online-Betrieb arbeiten 557

1331 Einfuumlhrung 557

1332 Einen Online-Baustein bearbeiten 558

1333 Einen Baustein laden und zuruumlckladen 559

1334 Ohne Reinitialisierung laden 560

1335 Mit Momentaufnahmen arbeiten 562

Inhaltsverzeichnis

18

1336 Mit Einstellwerten arbeiten 563

1337 Bausteine vergleichen 565

134 Hardware-Diagnose 568

1341 Status-Anzeigen an den Baugruppen 569

1342 Diagnosefenster 570

1343 Diagnosepuffer 571

1344 Online-Tools 572

1345 Weitere Diagnose-Informationen uumlber das Programmiergeraumlt 573

135 Anwenderprogramm testen 574

1351 Aufrufumgebung definieren 575

1352 Testen mit Programmstatus 575

1353 PLC-Variablen beobachten 580

1354 Datenvariablen beobachten und steuern 580

1355 Testen mit Beobachtungstabellen 581

1356 Testen mit der Force-Tabelle 588

136 Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion 591

1361 Einfuumlhrung 591

1362 Erstellen der Trace-Konfiguration 591

1363 Messwerte aufzeichnen 592

1364 Messungen auswerten 593

1365 Messungen speichern 595

14 Dezentrale Peripherie 596

141 Einfuumlhrung Uumlbersicht 596

142 PROFINET IO 597

1421 Komponenten von PROFINET IO 597

1422 Adressen bei PROFINET IO 599

1423 PROFINET IO projektieren 601

1424 Echtzeit-Kommunikation bei PROFINET IO 606

143 PROFIBUS DP 607

1431 Komponenten von PROFIBUS DP 607

1432 Adressen bei PROFIBUS DP 610

1433 PROFIBUS DP projektieren 612

144 Systembausteine fuumlr PROFINET IO und PROFIBUS DP 615

1441 Peripheriedaten lesen und schreiben 615

1442 Datensaumltze uumlbertragen 618

1443 Dezentrale Station aktivierendeaktivieren 621

145 DPV1-Alarme 622

146 AktorSensor-Interface 624

1461 Komponenten von AktorSensor-Interface 624

1462 AS-i-Master CM 1243-2 projektieren 624

1463 AktorSensor-Interface projektieren 624

1464 Schnittstelle zum Anwenderprogramm 626

Inhaltsverzeichnis

19

15 Kommunikation 628

151 Uumlbersicht 628

152 Open User Communication 631

1521 Grundlagen 631

1522 Datenstruktur der Open User Communication 631

1523 Verbindung aufbauen und Daten senden mit TSEND_C 632

1524 Verbindung aufbauen und Daten empfangen mit TRCV_C 634

1525 Open User Communication projektieren 636

1526 Weitere Funktionen fuumlr die Open User Communication 637

153 S7-Kommunikation 639

1531 Grundlagen 639

1532 Datenaustausch mit GET und PUT 640

1533 S7-Kommunikation projektieren 642

154 Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 643

1541 Einfuumlhrung in die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 643

1542 Konfigurieren der Kommunikationsbaugruppe CM 1241 643

1543 Funktionen fuumlr die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 646

155 Weitere Kommunikationsfunktionen 649

1551 USS-Protokoll fuumlr Antriebe 649

1552 Modbus RTU 651

1553 Modbus TCP 653

16 Visualisierung 656

161 Einfuumlhrung in die Visualisierung 656

1611 Uumlbersicht HMI Panels in STEP 7 (TIA Portal) 657

1612 Ein Projekt mit einer HMI-Station anlegen 659

1613 Querverweise fuumlr HMI-Objekte 661

162 HMI-Variablen und Bereichszeiger anlegen 663

1621 Einfuumlhrung HMI-Variablen 663

1622 Eine HMI-Variable anlegen 664

1623 Einen Bereichszeiger anlegen 665

163 Prozessbilder projektieren 667

1631 Einfuumlhrung in die Projektierung von Prozessbildern 667

1632 Arbeitsfenster fuumlr Prozessbilder 668

1633 Arbeiten mit Bildebenen 668

1634 Arbeiten mit Vorlagen 669

1635 Arbeiten mit Funktionstasten 670

1636 Ein neues Bild anlegen 672

1637 Einen Bildwechsel projektieren 672

1638 Arbeiten mit Objekten in Prozessbildern 673

1639 Bildobjekte zur Laufzeit veraumlndern 674

16310 Basisobjekte fuumlr die Bildprojektierung 674

Inhaltsverzeichnis

20

164 Bedien- und Beobachtungsfunktionen 6751641 Eingabe und Anzeige von Prozesswerten 6751642 Arbeiten mit Meldungen 6781643 Arbeiten mit Rezepturen 6871644 Arbeiten mit der Benutzerverwaltung 6921645 Arbeiten mit Archiven 6951646 Aufgaben planen 697

165 HMI-Projektierung fertig stellen 6971651 HMI-Projektierung uumlbersetzen (Konsistenzpruumlfung) 6971652 Simulation der HMI-Projektierung 6981653 Projektierung in die HMI-Station laden 6991654 Wartung der HMI-Station 701

17 Anhang 704

171 Integrierte und technologische Funktionen 7041711 High Speed Counter (HSC) 7041712 Impulsgenerator 7101713 Technologieobjekte fuumlr Motion Control 7131714 Technologieobjekte fuumlr PID Control 718

172 Fernverbindung mit TeleService 722

173 TeleControl mit CP 1242-7 724

174 Webserver 7261741 Webserver aktivieren 7261742 Zugriff auf den Webserver 7261743 Standard-Webseiten 727

175 Daten protokollieren und mit Rezepturen arbeiten 7291751 Einfuumlhrung in die Datenprotokollierung 7291752 Funktionen fuumlr die Datenprotokollierung 7301753 Einfuumlhrung zur Rezepturenuumlbertragung 7321754 Funktionen fuumlr die Rezepturenuumlbertragung 734

176 Simulation mit S7-PLCSIM 7351761 S7-PLCSIM allgemein 7351762 Die Bedienoberflaumlche von S7-PLCSIM 7361763 In S7-PLCSIM mit STEP-7-Testfunktionen testen 7371764 Mit einem Simulationsprojekt arbeiten 7391765 Mit dem Adressbereich testen 7401766 Mit der SIM-Tabelle testen 7411767 Mit der Sequenztabelle testen 742

Stichwortverzeichnis 746

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

21

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

SIMATIC S7-1200 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den unteren undmittleren Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Signalbaugruppen sowie mit Kommunikationsbaugruppenmodular erweitert werden Das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200 ist naht-los eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Die Controller SIMATIC S7-1200 bilden als speicherprogrammierbare Steuerun-gen (SPS oder PLC Programmable Logic Controller) die Basis des Automatisie-rungssystems Mehrere Controller mit abgestufter Leistungsfaumlhigkeit uumlberdeckenden unteren und mittleren Bereich der industriellen Steuerungen

SIMATIC HMI bedeutet Bedienen und Beobachten (HMI Human Machine Inter-face) Die Basic Panels sind so ausgelegt dass sie optimal mit SIMATIC S7-1200zusammenarbeiten Die Geraumlte sind in Displaygroumlszligen von 36 Zoll bis 15 Zoll ver-fuumlgbar und werden uumlber Touchscreen bedient Bis auf das 15-Zoll-Geraumlt haben dieGeraumlte zusaumltzlich Funktionstasten

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1200

SIMATIC Controller steuern die Maschine oder Anlage

Bedienen und Beobachten zum Fuumlhrender Anlage im laufenden Betrieb

SIMATIC NET

SIMATIC HMI STEP 7(TIA Portal)

SIMATIC S7-1200

Vernetzung zum Datenaustauschund zentralen Online-Zugriff

Software zum Konfigurierenund ProgrammierenProjektieren

SS

S S S

Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

22

SIMATIC NET verbindet alle SIMATIC-Stationen und sorgt fuumlr komplikationslosenDatenaustausch SIMATIC S7-1200 mit PROFINET-Schnittstelle verwendet dasIndustrial Ethernet Netzwerk um mit anderen PLC-Stationen HMI-Stationen undProgrammiergeraumlten Daten auszutauschen Kommunikationsbaugruppen erwei-tern die Kommunikationsfaumlhigkeit auf andere Netze wie PROFIBUS DP AktorSen-sor-Interface oder Punkt-zu-Punkt-Kopplung auf RS232- oder RS485-Basis

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert und parametriert mit STEP 7 wird das Anwenderprogrammerstellt und getestet Das TIA Portal ist die zentrale Bedienoberflaumlche zum Verwal-ten der Werkzeuge und Automatisierungsdaten STEP 7 im TIA Portal gibt es in denVarianten STEP 7 Professional und STEP 7 Basic Mit beiden Varianten kann eine S7-1200-Station projektiert und programmiert werden In diesem Buch ist die Anwen-dung von STEP 7 Basic beschrieben

Komponenten und Anschluumlsse

Das Bild 12 zeigt einen Uumlberblick uumlber die Anschlussmoumlglichkeiten an einen BasicController S7-1200

Die Zentralbaugruppe (Central Processor Unit CPU) enthaumllt das Betriebssystemund das Anwenderprogramm Das Anwenderprogramm befindet sich span-nungsausfallsicher im Ladespeicher Die ablaufrelevanten Teile des Anwender-programms werden in einem Arbeitsspeicher mit schnellem Zugriff bearbeitetVariablenwerte die auch bei Spannungsausfall oder beim Aus- und Einschaltenihren Wert behalten sollen werden im Remanenzspeicher abgelegt

Mithilfe einer steckbaren Speicherkarte (Memory Card MC) kann das Anwender-programm auf die CPU-Baugruppe uumlbertragen werden ndash alternativ zum Uumlbertragenuumlber eine Online-Verbindung mit dem Programmiergeraumlt Die Speicherkarte kannauch als externer Ladespeicher oder zum Firmware-Update eingesetzt werden

Die Verbindung zur Anlage oder zum Prozess uumlbernehmen Onboard-Ein- und-Ausgaben die je nach Version der Zentralbaugruppe in unterschiedlicher Anzahlvorhanden sind Die Onboard-Ein- und -Ausgaben sind auch speziell fuumlr denBetrieb der integrierten Hochgeschwindigkeitszaumlhler (HSC High Speed Counter)ausgelegt Das Betriebssystem enthaumllt auszligerdem Impulsgeneratoren mit weiten-modulierter Impulsausgabe sowie die Technologieobjekte Achse zur Ansteuerungvon Schrittmotoren und Servomotoren mit Pulsschnittstelle und PID Compacteinen PID-Regler mit optimierter Selbsteinstellung

Mit einem Signal Board (SB) koumlnnen die Onboard-Ein- und -Ausgaben erweitertwerden Das Communication Board (CB) schafft einen Punkt-zu-Punkt-Anschlussfuumlr die CPU-Baugruppe und das Battery Board (BB) verlaumlngert die Gangreserve derintegrierten Hardware-Uhr auf etwa ein Jahr

Sind zusaumltzliche Ein- und Ausgaumlnge erforderlich koumlnnen ndash je nach Version derCPU-Baugruppe ndash Ein-Ausgabebaugruppen (Signal Modules SM) an die CPU-Baugruppe angesteckt werden Sie sind fuumlr Digital- und Analogsignale verfuumlgbar

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

23

Die PROFINET-Schnittstelle verbindet die CPU-Baugruppe mit dem SubnetzIndustrial Ethernet An ihr wird das Programmiergeraumlt angeschlossen wenn bei-spielsweise das Anwenderprogramm online zur CPU-Baugruppe uumlbertragen undan der Maschine getestet werden soll Uumlber diese Schnittstelle geschieht auch derDatenaustausch mit HMI-Stationen oder anderen Automatisierungsgeraumlten

Wird die CPU-Baugruppe mit nur einem Geraumlt uumlber Ethernet verbunden kann esdirekt mit einem Standard- oder bdquoCross-overldquo-Kabel geschehen Bei der Vernetzungvon mehr als zwei Geraumlten die nur eine PROFINET-Schnittstelle haben muumlssen dieVerbindungskabel uumlber einen Vervielfacher z B das Communication SwitchModule (CSM) gefuumlhrt werden CPU 1215 und CPU 1217 haben zwei mit einemSwitch verbundene Anschluumlsse so dass sie mit dem naumlchsten Automatisierungsge-raumlt ohne zwischengeschalteten Anschlussvervielfacher vernetzt werden koumlnnen

Kommunikationsbaugruppen (Communication Modules CM) gestatten denBetrieb an weiteren Bussystemen wie beispielsweise PROFIBUS DP Hier kann eine

Bild 12 Anschlussmoumlglichkeiten an eine PLC-Station mit CPU 1200

S

Anschluss von Geraumlten uumlberCommunication Module (CM)an PROFIBUS AS-Interfaceoder Punkt-zu-Punkt

Anschluss einesProgrammier-geraumlts

Anschluss einerHMI-Station(Basic Panel)

Anschluss einerweiteren S7-1200-Station oderanderer Geraumlte aufder Basis derOpen UserCommunication

Vervielfaumlltigung des Ethernet-Anschlusses mit demCommunication Switch Module(CSM)

Anschluss von Sensoren zBTaster oder Endschalter an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Anschluss von Aktoren zBSchuumltze oder Leuchten an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Mit einer Memory Card(MC) kann dasSteuerungsprogrammuumlbertragen und dasBetriebssystemhochgeruumlstet werden

Anschlussmoumlglichkeiten an eine CPU 1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

24

S7-1200-Station in einem DP-Mastersystem sowohl der DP-Master als auch ein DP-Slave sein An AS-Interface kann eine S7-1200-Station der AS-Interface-Master seinund bis zu 62 AS-Interface-Feldgeraumlte steuern Die Kommunikationsbaugruppe fuumlrdie Punkt-zu-Punkt-Kopplung gibt es mit RS232- oder RS485-Schnittstelle an diebeispielsweise ein Barcode- oder RFID-Leser angeschlossen werden kann

12 Uumlbersicht STEP 7

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Nutzungsberechtigung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuel-len Betriebssystemen Microsoft Windows Mit STEP 7 Basic oder STEP 7 Professionalkoumlnnen die S7-1200-Controller und ndash mit dem mitgelieferten WinCC Basic ndash dieBasic Panels projektiert werden Die Projektierung geschieht mit zwei Ansichtendie Portalansicht und die Projektansicht (Bild 13)

Die Portalansicht bietet eine aufgabenorientierte Sicht auf die installierten Werk-zeuge Auf der linken Seite sind die Portale fuumlr die Werkzeuge aufgelistet und in derMitte stehen die Aktionen zum ausgewaumlhlten Portal Das Fenster auf der rechtenSeite zeigt die Objekte die mit der ausgewaumlhlten Aktion bearbeitet werden koumlnnenFalls es erforderlich ist wird zur Bearbeitung des ausgewaumlhlten Objekts zur Pro-jektansicht gewechselt

Bild 13 Bedienoberflaumlchen im TIA Portal Portalansicht und Projektansicht

12 Uumlbersicht STEP 7

25

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt In der Geraumltekonfigurationsteht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittelpunkt In derGeraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platzierten Baugruppengezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt die Eigenschaften derselektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibt Unterstuumltzungdurch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Baugruppen DieNetzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

Bei der PLC-Programmierung bearbeiten Sie im Arbeitsbereich den ausgewaumlhltenBaustein Wiederum sehen Sie im Inspektorfenster die Eigenschaften des markier-ten Objekts und koumlnnen diese einstellen Das Aufgabenfenster enthaumllt diesmal denProgrammelemente-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Anweisungen undFunktionen Aumlhnliches gilt fuumlr die Bearbeitung der PLC-Variablen beim Online-Programmtest durch Beobachtungstabellen oder beim Projektieren eines HMI-Geraumlts

Und stets haben Sie die Projektnavigation im Blickfeld Sie enthaumllt alle Objekte desSTEP-7-Projekts So koumlnnen Sie jederzeit ein Objekt beispielsweise einen Pro-grammbaustein oder eine Beobachtungstabelle auswaumlhlen und dieses Objekt mitden entsprechenden Editoren die beim Oumlffnen des Objekts automatisch startenbearbeiten

Allgemeine Vorgehensweise fuumlr die Erstellung eines Steuerungsprogramms

Alle fuumlr die Steuerung und Bedienung der Maschine oder Anlage notwendigenAutomatisierungsdaten sind in einem Projekt zusammengefasst Ein Projekt isteine Ordnerstruktur im Dateisystem des Programmiergeraumlts

Mit STEP 7 legen Sie ein neues Projekt an und fuumlgen ein Automatisierungsgeraumlt(eine Station) hinzu Dabei bestimmen Sie den Typ des Controllers den Sie fuumlr IhrVorhaben benoumltigen Je nach Bedarf erweitern Sie die Station mit zusaumltzlichen Bau-gruppen die Sie dem Hardware-Katalog entnehmen Mit dem Konfigurationseditorstellen Sie alle Hardware-Parameter ein beispielsweise das Verhalten der Zentral-baugruppe beim Einschalten der Versorgungsspannung oder die Adressen derBaugruppen Im weiteren Verlauf der Projektbearbeitung koumlnnen Sie jederzeitzusaumltzliche Baugruppen hinzustecken vorhandene Baugruppen aus der Konfigu-ration entfernen oder die Einstellungen der Baugruppen aumlndern

Bei der Hardware-Konfiguration erhaumllt jeder Ein- und Ausgang eine Adresse diesich aus der Adresse der Signalbaugruppe ableitet Dieser Absolutadresse ordnenSie in der PLC-Variablentabelle einen Namen (eine Symboladresse) zu Der Pro-grammeditor arbeitet primaumlr mit Symboladressen die er ndash falls keine (Anwender-)Symboladressen vergeben werden ndash mit laufender Nummer generiert Diese auto-matisch generierten Symboladressen sagen nichts uumlber die Bedeutung des Ein-gangs oder Ausgangs aus Es wird empfohlen nur aussagekraumlftige Namen zu ver-wenden denn dadurch sinkt die Fehleranfaumllligkeit und das Anwenderprogrammist leichter lesbar

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

26

Das Steuerungsprogramm (das Anwenderprogramm) besteht aus einzelnen Unter-programmen die man Bausteine nennt Alle Anwenderbausteine sind im OrdnerProgrammbausteine gespeichert Beim Anlegen einer Station wird in diesen Ordnerein Organisationsbaustein mit der Nummer 1 (OB 1) und der Symboladresse Main(Hauptprogramm) eingefuumlgt Organisationsbausteine sind die Schnittstelle zwi-schen dem Betriebssystem der CPU und dem Anwenderprogramm Fuumlr die Struktu-rierung des Anwenderprogramms gibt es zusaumltzlich Funktionsbausteine undFunktionen und fuumlr die Anwenderdaten die Datenbausteine Ein Doppelklick aufeinen Baustein oumlffnet ihn und Sie koumlnnen das Bausteinprogramm eingeben DieProgrammiersprache fuumlr einen Baustein koumlnnen Sie frei waumlhlen je nachdem wel-che Vorlieben Sie haben oder welche Funktion der Baustein erfuumlllen soll Im Steue-rungsprogramm koumlnnen also alle Programmiersprachen vertreten sein

Die benoumltigten Programmelemente entnehmen Sie dem Programmelemente-Kata-log dessen Inhalt sich automatisch der verwendeten Programmiersprache anpasstDazu bdquoziehenldquo Sie mit der Maus das Programmelement aus dem Katalog in dengeoumlffneten Baustein (bdquodrag and dropldquo) Anschlieszligend beschriften Sie das Pro-grammelement mit den gewuumlnschten Variablen Das sind die (globalen) Variablenaus der PLC-Variablentabelle (Ein- und Ausgaumlnge) und die (lokalen) Variablen dieSie im Baustein selbst definieren zum Beispiel Zwischenspeicher fuumlr temporaumlreErgebnisse oder Bausteinparameter fuumlr die Uumlbergabe von Werten an das Baustein-programm

Sie koumlnnen jederzeit die Projektierung oder Programmierung unterbrechen dieeingegebenen Daten speichern und die Arbeiten zu einem spaumlteren Zeitpunkt fort-setzen Es wird immer das komplette Projekt gespeichert Dabei spielt es keineRolle ob das eingegebene Programm und die Daten vollstaumlndig oder in sich konsis-tent sind

Ein Projekt koumlnnen Sie bdquoofflineldquo ndash das heiszligt ohne Steuerungs-Hardware ndash erstellenZum Testen und Betreiben an der Maschine muumlssen Sie die Projektdaten in dieSteuerung bdquoladenldquo Beim Laden werden die Projektdaten bdquouumlbersetztldquo Dabei wirdder Code erzeugt den der Steuerungsprozessor bearbeiten kann Jetzt muss dasAnwenderprogramm vollstaumlndig und in sich konsistent sein sonst wird der Lade-vorgang nicht ausgefuumlhrt Sie koumlnnen eine Uumlbersetzung auch waumlhrend der Pro-grammerstellung anstoszligen und so beispielsweise pruumlfen ob der bis dahin einge-gebene Programmcode konsistent ist Mit einer im Programmiergeraumlt simulierten(Software-)Station koumlnnen Sie auch einem bdquoVorabtestldquo durchfuumlhren

STEP 7 stellt Ihnen zum Testen und Fehlersuchen umfangreiche Werkzeuge zurVerfuumlgung So koumlnnen Sie beispielsweise den Verlauf der Signalzustaumlnde im bear-beiteten Programm beobachten Variablenwerte vorgeben und vom getesteten Pro-gramm Zwischensicherungen erstellen Nach der Inbetriebnahme koumlnnen Sie dasAnwenderprogramm in komprimierter Form archivieren

Ein Projekt muss mindestens eine Station enthalten Das kann eine PLC- eine HMI-oder eine PC-Station sein In einem Projekt koumlnnen sich auch mehrere Stationenunterschiedlicher Art befinden Mit der Netzprojektierung erstellen Sie dann dieKommunikationsverbindungen fuumlr den Datenaustausch zwischen den Stationen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

27

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Die Automatisierungsdaten liegen im Automatisierungssystem an verschiedenenSpeicherplaumltzen Da ist zuerst einmal das Programmiergeraumlt Auf dessen Festplattewerden in einem STEP-7-Projekt saumlmtliche Automatisierungsdaten gespeichertBeim Konfigurieren Projektieren und Programmieren bearbeiten Sie die Projekt-daten mit STEP 7 im Hauptspeicher des Programmiergeraumlts (Bild 14)

Die Automatisierungsdaten im Programmiergeraumlt sind die Offline-ProjektdatenWenn STEP 7 die Automatisierungsdaten entsprechend aufbereitet (bdquouumlbersetztldquo)hat koumlnnen sie in ein angeschlossenes Automatisierungsgeraumlt geladen werdenDie in den Anwenderspeicher der CPU-Baugruppe geladenen Daten sind die Online-Projektdaten

Die Uumlbertragung der Projektdaten zwischen Programmiergeraumlt und CPU-Bau-gruppe kann mithilfe der SIMATIC Memory Card erfolgen Der Normalfall ist eineOnline-Verbindung zum Uumlbertragen Testen und Diagnostizieren

Anwenderspeicher

Der Anwenderspeicher in der CPU-Baugruppe besteht aus dem Ladespeicher demArbeitsspeicher und dem Remanenzspeicher

Im Ladespeicher steht das gesamte Anwenderprogramm einschlieszliglich Konfigu-rationsdaten (Systemdaten) Reicht der Umfang des internen auf der CPU-Bau-

Bild 14 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Memory Card

ArbeitsspeicherRemanenzspeicher

Hauptspeicher

Festplatte

Ladespeicher

Im Ladespeicher stehendie zur CPU uumlbertragenenProjektdaten Zusammen

mit den aktuellenVariablenwerten aus demArbeitsspeicher bilden siedie Online-Projektdaten

Mit der Memory Cardkann das Steuerungs-

programm zur CPUuumlbertragen werden

Im Arbeitsspeicher stehtder ablauffaumlhige Teil desSteuerungsprogramms

der zur Laufzeit bearbeitetwird

Im Remanenzspeicherstehen die Variablen die

ihren Wert bei Spannungs-ausfall oder beim Aus-

und Einschalten behalten

Auf der Festplattesind die Offline-

Projektdaten gespeichert

Alle Projektdaten werdenim Hauptspeicher desProgrammiergeraumlts

bearbeitet

Programmiergeraumlt CPU-Baugruppe

Uumlbertragung mit Online-Verbindung

Uumlbertragungbeim Einschalten

Speichern derProjektdaten

Datenhaltung im SIMATIC Automatisierungssystem

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

28

gruppe liegenden Ladespeichers nicht aus kann er auf die Memory Card bdquoverla-gertldquo werden (externer Ladespeicher) Vom Programmiergeraumlt aus wird dasAnwenderprogramm immer zuerst in den Ladespeicher uumlbertragen und von hieraus in den Arbeitsspeicher Das Programm im Ladespeicher wird nicht als Anwen-derprogramm bearbeitet Datenbausteine die beispielsweise Rezepte enthaltenkoumlnnen als bdquonicht ablaufrelevantldquo gekennzeichnet werden und werden dann nichtin den Arbeitsspeicher uumlbertragen Mit Systembausteinen kann vom Anwenderpro-gramm aus auf diese Datenbausteine zugegriffen werden Wie das Anwenderpro-gramm aus Bausteinen strukturiert ist entnehmen Sie dem Kapitel 16 bdquoBearbei-tung des Anwenderprogrammsldquo auf Seite 35

Der Arbeitsspeicher ist als schneller in vollem Umfang in der CPU integrierterRAM-Speicher ausgelegt Das Betriebssystem der CPU kopiert den bdquoablaufrelevan-tenldquo Programmcode und die Anwenderdaten in den Arbeitsspeicher bdquoAblaufrele-vantldquo ist eine Eigenschaft der vorhandenen Objekte nicht gleichbedeutend mit derTatsache dass ein bestimmter Codebaustein auch aufgerufen und bearbeitet wirdDas bdquoeigentlicheldquo Anwenderprogramm wird im Arbeitsspeicher bearbeitet

Beim Zuruumlckladen des gesamten Anwenderprogramms in das Programmiergeraumltwerden die Bausteine aus dem Ladespeicher geholt ergaumlnzt um die aktuellenWerte der Daten aus dem Arbeitsspeicher

Der Remanenzspeicher enthaumllt die als remanent definierten Merker und Datenva-riablen Die Werte im Remanenzspeicher bleiben nach einem Spannungsausfalloder beim Aus- und Einschalten der Versorgungsspannung erhalten Die Wertewerden geloumlscht bei einem Urloumlschen oder beim Zuruumlcksetzen der CPU-Baugruppeauf die Werkseinstellungen

Der Systemspeicher enthaumllt die Prozessabbilder fuumlr die Ein- und Ausgaumlnge Dassind Kopien der Ein- und Ausgangssignale von den Baugruppen Ebenfalls im Sys-temspeicher liegen die Operandenbereiche Merker und die temporaumlren Lokalda-ten Die temporaumlren Lokaldaten sind Zwischenspeicher fuumlr die Programmbearbei-tung in den Bausteinen des Anwenderprogramms

Die Memory Card kann als Uumlbertragungskarte das Anwenderprogramm in den CPU-Speicher uumlbertragen oder als Programmkarte der externe Ladespeicher sein Bei derAnwendung als Programmkarte muss die Memory Card zur Laufzeit in der CPU-Baugruppe gesteckt bleiben

Operandenbereiche

Beim Steuern einer Maschine oder eines Prozesses werden Signalzustaumlnde undZahlenwerte verarbeitet Eingaumlnge werden abgefragt deren Signalzustaumlndegemaumlszlig der Steuerungsaufgabe miteinander verknuumlpft und mit den Ergebnissendie Ausgaumlnge gesteuert Aumlhnlich ist es mit Zahlenwerten die ausgewaumlhlt berech-net verglichen und gespeichert werden CPU 1200 stellt fuumlr diese variablen Wertedie im Bild 15 gezeigten Speicherbereiche zur Verfuumlgung

b Peripherie-Eingaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Eingabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B die Einstellungvon Bedienelementen oder Sensoren abzufragen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

29

b Eingaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Eingaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn Signalzustaumlndeder Maschine abgefragt und verknuumlpft werden sollen Die Gesamtheit der Ein-gaumlnge ist das Eingangs-Prozessabbild

b Peripherie-Ausgaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Ausgabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B Anzeigen Ven-tile oder Schuumltze zu steuern

b Ausgaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Ausgaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn die Ergebnisseder Steuerungsfunktionen ausgegeben werden sollen Die Gesamtheit der Aus-gaumlnge ist das Ausgangs-Prozessabbild

b Merker sind ein Speicherbereich im Systemspeicher der CPU der als globalerZwischenspeicher bevorzugt fuumlr Binaumlrsignale verwendet wird

b Temporaumlre Lokaldaten sind Speicherbereiche die die CPU einem Codebausteinwaumlhrend der Bearbeitung zuweist Hier kann das Programm im Baustein Signal-zustaumlnde und Zahlenwerte temporaumlr zwischenspeichern die mit dem Bearbei-tungsende des Bausteins ihre Guumlltigkeit verlieren

b Daten sind Variablen im Anwenderspeicher die in Datenbausteinen mit ver-schiedenen Strukturen zusammengefasst sind Ein Datenbaustein der einemCodebaustein zugeordnet ist (Instanz-Datenbaustein) enthaumllt den Operanden-bereich statische Lokaldaten

Weitergehende Beschreibungen finden Sie in den Kapiteln 62 bdquoGlobale OperandenKonstanten und Adressierungldquo auf Seite 199 666 bdquoOperandenbereich temporaumlreLokaldatenldquo auf Seite 240 und 1253 bdquoOperandenbereich Datenldquo auf Seite 531

Globale und lokale Variablen

Variablen enthalten die im Anwenderprogramm bearbeiteten Werte Man kann siegrob in zwei Kategorien einteilen in globale und lokale Variablen

Bild 15 Operandenbereiche in einer PLC-Station

TemporaumlreLokaldaten

Ausgangs-Prozessabbild

Peripherie-Ausgaumlnge

Eingangs-Prozessabbild

Global-Daten-bausteine

Instanz-Daten-bausteine

Typ-Daten-bausteine

Peripherie-Eingaumlnge

Systemspeicher

Anwenderspeicher

Eingabe-baugruppen

Ausgabe-baugruppen

Merker

Operandenbereiche in einer CPU 1200

Vorwort

5

Vorwort

Das Automatisierungssystem SIMATIC vereinigt alle Teilbereiche einer Automati-sierungsloumlsung unter einer einheitlichen Systemarchitektur zu einem homogenenGesamtsystem von der Feldebene bis zur Leittechnik

Das Konzept Totally Integrated Automation bedeutet mit einer einzigen Systemba-sis und Werkzeugen mit einheitlichen Bedienoberflaumlchen alle Automatisierungs-komponenten einheitlich zu behandeln Diesen Anforderungen wird das Automa-tisierungssystem SIMATIC gerecht mit Durchgaumlngigkeit bei Projektierung Pro-grammierung Datenhaltung und Kommunikation

Das vorliegende Buch beschreibt das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200Eine S7-1200-Steuerung ist kompakt aufgebaut und modular erweiterbar Fuumlr vieleKleinanwendungen genuumlgt bereits der Einsatz der CPU-Baugruppe mit derOnboard-Peripherie Die in der CPU-Baugruppe integrierten technologischenFunktionen machen das Geraumlt aumluszligerst vielseitig einsetzbar Mit Kontaktplan (KOP)Funktionsplan (FUP) und Structured Control Language (SCL) stehen drei etablierteProgrammiersprachen fuumlr die Loumlsung der Automatisierungsaufgabe zur Verfuuml-gung

Passend zu den S7-1200-Steuerungen sind mit den SIMATIC HMI Basic Panels neueBedien- und Beobachtungsgeraumlte konzipiert worden mit einer fuumlr Kleinanwendun-gen optimierten Leistung und Funktionalitaumlt Ein Touchscreen in verschiedenenMonitorgroumlszligen und eine aufeinander abgestimmte Kommunikation uumlber Industri-al Ethernet sind ideale Voraussetzungen fuumlr das Zusammenspiel mit S7-1200

Die Engineeringsoftware STEP 7 im TIA-Portal erschlieszligt alle Moumlglichkeiten derS7-1200-Controller STEP 7 ist das gemeinsame Werkzeug fuumlr die Konfigurationdes Hardware-Aufbaus und die Programmierung des Anwenderprogramms genau-so wie fuumlr den Programmtest und die Diagnose Mit der mit STEP 7 gelieferten Pro-jektierungssoftware SIMATIC WinCC Basic werden die Basic Panels projektiert Diemoderne und intuitive Benutzerfuumlhrung gestattet ein effizientes aufgabenorien-tiertes Engineering von Steuerungs- und Visualisierungsgeraumlten

Das vorliegende Buch beschreibt das Projektieren Programmieren und Testen vonS7-1200-Controllern mit Firmware Version 42 und von HMI Basic Panels mit derEngineeringsoftware STEP 7 V14 Basic SP1 und WinCC Basic V14 SP1 einschlieszliglichder Simulationssoftware PLCSIM V14 SP1

Erlangen im September 2017 Hans Berger

Der Inhalt des Buchs auf einen Blick

6

Der Inhalt des Buchs auf einen Blick

1 Start

Das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200 in der Uumlbersicht

Die Engineeringsoftware SIMATIC STEP 7 in der Uumlbersicht

Adressierung Datentypen und Programmbearbeitung in der Uumlbersicht

2 Einfuumlhrung in STEP 7

STEP 7 installieren und starten Die Benutzeroberflaumlche von STEP 7Die Grundlage der Automatisierungsloumlsung Ein Projekt erstellen und bearbeiten

3 Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200

Die Baugruppen von SIMATIC S7-1200 in der Uumlbersicht Aufbau eines Automatisierungs-systems CPU-Baugruppen Signal- und Kommunikationsbaugruppen

4 Geraumltekonfiguration

Eine Station konfigurieren Baugruppen parametrieren und Stationen vernetzen Hardware-Objekte adressieren

5 Programmbearbeitung

Wie sich die CPU-Baugruppe in den Betriebszustaumlnden ANLAUF RUN und STOP verhaumllt

Wie das Anwenderprogramm durch Bausteine strukturiert wird welche Eigenschaften die Bausteine haben und wie sie aufgerufen werden mit Programmierempfehlungen

Wie das Anwenderprogramm bearbeitet wird Anlaufverhalten Hauptprogramm Alarmbe-arbeitung Fehlerbehandlung und Diagnose

6 Der Programmeditor

Operanden Adressierung und Datentypen mit der PLC-Variablentabelle arbeiten

PLC-Datentypen Codebausteine und Datenbausteine erstellen und bearbeiten Bausteine uumlbersetzen und Programminformationen auswerten

7 Die Programmiersprache Kontaktplan KOP

Das Charakteristische der KOP-Programmierung Reihen- und Parallelschaltung von Kon-takten der Einsatz von Spulen Standard-Boxen Q-Boxen und ENENO-Boxen

8 Die Programmiersprache Funktionsplan FUP

Das Charakteristische der FUP-Programmierung Boxen fuumlr binaumlre Verknuumlpfungen der Ein-satz von Standard-Boxen Q-Boxen und ENENO-Boxen

9 Die Programmiersprache Structured Control Language SCL

Das Charakteristische der SCL-Programmierung Operatoren und Ausdruumlcke Arbeiten mit Binaumlr- und Digitalfunktionen Programmbearbeitung steuern mit Kontrollanweisungen

Der Inhalt des Buchs auf einen Blick

7

Die Beschreibung der Steuerungsfunktionen

10 Basisfunktionen Funktionen fuumlr Binaumlrsignale binaumlre Verknuumlpfungen Speicherfunkti-onen Flankenauswertungen Zeit- und Zaumlhlfunktionen

11 Digitalfunktionen Funktionen fuumlr Digitalvariablen Uumlbertragungs- Vergleichs- Arith-metik- Mathematik- Konvertierungs- Schiebe- Logik- und Zeichenkettenfunktionen

12 Programmsteuerung Sprungfunktionen Bausteine aufrufen und beenden Baustein-parameter adressieren beschalten und uumlbergeben Datenbausteinfunktionen

13 Online-Betrieb Diagnose und Programmtest

Ein Programmiergeraumlt an die PLC-Station anschlieszligen den Online-Betrieb einschalten Die Anwenderbausteine laden aumlndern loumlschen und vergleichen Mit der Hardware-Diagnose arbeiten Das Anwenderprogramm testen Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion

14 Dezentrale Peripherie

Wie ein PROFINET IO System ein PROFIBUS DP Mastersystem und ein AktorSensor-Inter-face System projektiert werden und welche Eigenschaften sie haben DPV1-Alarme

15 Kommunikation

Welche Eigenschaften und welche Kommunikationsfunktionen die Open User Communica-tion die S7-Kommunikation und die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation haben und wie sie projektiert werden Kommunikationsfunktionen fuumlr USS-Antriebe Modbus RTU und TCP

16 Visualisierung

Einfuumlhrung Die Basic Panels in der Uumlbersicht

Start Ein HMI-Projekt einrichten der Bediengeraumlte-Assistent

Verbindung zur PLC HMI-Variablen und Bereichszeiger anlegen

Bilder erstellen Die Projektierung der Prozessbilder ndash Vorlagen Ebenen und Bildwechsel

Arbeiten mit Bildelementen Bedien- und Anzeigeelemente anordnen und editieren

Ein Meldesystem projektieren Rezepturen anlegen und Datensaumltze uumlbertragen die Benut-zerverwaltung verwenden Variablen- und Meldearchive einrichten Aufgaben planen

Das HMI-Programm fertig stellen Das HMI-Programm mit PLC-Station oder mit Variablen-tabelle simulieren Das HMI-Programm zur HMI-Station uumlbertragen

17 Anhang

Integrierte und technologische Funktionen High Speed Counter Impulsgenerator Motion Control PID Control Mit TeleService und TeleControl Daten uumlbertragen

Wie der Webserver der CPU-Baugruppe projektiert wird und welche Moumlglichkeiten er bietet

Mit der Datenprotokollierung und mit Rezepturen in der PLC-Station Prozesswerte uumlbertra-gen und speichern

Mit der Simulationssoftware S7-PLCSIM ein Anwenderprogramm offline testen

Inhaltsverzeichnis

8

Inhaltsverzeichnis

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten 21

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200 21

12 Uumlbersicht STEP 7 24

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem 27

14 Uumlbersicht Adressierung 31

15 Uumlbersicht Datentypen 32

16 Bearbeitung des Anwenderprogramms 35

17 Bedienen und Beobachten mit Prozessbildern 38

2 Einfuumlhrung in STEP 7 40

21 STEP 7 installieren und starten 40211 STEP 7 installieren 40212 Automation License Manager 40213 STEP 7 Basic starten 41

22 Die Benutzeroberflaumlche von STEP 7 41221 Portalansicht 41222 Die Fenster der Projektansicht 42223 Informationssystem 45224 Bedienoberflaumlche anpassen 46225 Mehrsprachige Projekte 46

23 Ein SIMATIC-Projekt bearbeiten 47231 Strukturierte Darstellung der Projektdaten 48232 Projektdaten und Editoren fuumlr eine PLC-Station 49233 Mit Projekten arbeiten 52234 Mit Referenzprojekten arbeiten 57235 Mit Bibliotheken arbeiten 57

3 Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200 62

31 Komponenten einer S7-1200-Station 62

32 CPU-Baugruppen S7-1200 63321 CPU-Varianten 63322 Onboard-Peripherie 65323 PROFINET-Anschluss 66324 Status-Leuchtdioden 66325 SIMATIC Memory Card 67326 Erweiterungen der CPU-Baugruppe 67

Inhaltsverzeichnis

9

33 Signalbaugruppen 69331 Digitalein-ausgabebaugruppen 69332 Analogein-ausgabebaugruppen 70333 Eigenschaften der Peripherieanschluumlsse 70

34 Technologiebaugruppen 72341 IO-Link-Master 72342 Waumlgemodule SIWAREX 73343 Power Signal Booster 73

35 Kommunikationsbaugruppen 73351 Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 74352 PROFIBUS DP 74353 AktorSensor-Interface 74354 Industrial Remote Communication 75355 Kommunikationsbaugruppe RF120C 76

36 Weitere Baugruppen 77361 Anschlussvervielfacher 77362 Externe Spannungsversorgung 77363 TS-Adapter IE Basic 77364 Simulatormodule SIM 1274 78

37 SIPLUS S7-1200 79

4 Geraumltekonfiguration 80

41 Einfuumlhrung 80

42 Eine Station konfigurieren 82421 Eine PLC-Station hinzufuumlgen 82422 Eine Baugruppe hinzufuumlgen 82423 Eine HMI-Station hinzufuumlgen 83

43 Baugruppen parametrieren 84431 Die CPU-Eigenschaften parametrieren 84432 Baugruppen adressieren 87433 Digitaleingaben parametrieren 89434 Digitalausgaben parametrieren 90435 Analogeingaben parametrieren 91436 Analogausgaben parametrieren 91437 Kommunikationsbaugruppen parametrieren 92

44 Hardware-Objekte adressieren 92

45 Konfigurationssteuerung projektieren 94

46 Eine Vernetzung projektieren 96461 Einfuumlhrung 96462 Eine Station vernetzen 97463 Teilnehmeradressen in einem Subnetz 99464 Verbindungen 100465 Ein PROFINET-Subnetz projektieren 103466 Ein PROFIBUS-Subnetz projektieren 106467 Ein AS-i-Subnetz projektieren 107

Inhaltsverzeichnis

10

5 Anwenderprogramm bearbeiten 109

51 Betriebszustaumlnde 109

511 Betriebszustand STOP 110

512 Betriebszustand ANLAUF 111

513 Betriebszustand RUN 113

514 Remanenzverhalten von Operanden 113

52 Anwenderprogramm erstellen 114

521 Programmbearbeitung 114

522 Strukturierung des Anwenderprogramms 116

523 Bausteinarten 119

524 Bausteineigenschaften 121

525 Bausteinschnittstelle 121

526 Einen Codebaustein aufrufen 126

527 Programmierempfehlungen 128

53 Anlaufprogramm 136

531 Organisationsbausteine fuumlr das Anlaufprogramm 136

532 Baugruppenadresse ermitteln 137

54 Hauptprogramm 141

541 Organisationsbausteine fuumlr das Hauptprogramm 141

542 Prozessabbild-Aktualisierung 142

543 Zykluszeit 143

544 Reaktionszeit 146

545 Programmbearbeitung stoppen 147

546 Uhrzeit 148

547 Betriebsstundenzaumlhler 152

55 Alarmbearbeitung 154

551 Einfuumlhrung zur Alarmbearbeitung 154

552 Uhrzeitalarme 159

553 Verzoumlgerungsalarme 163

554 Weckalarme 167

555 Prozessalarme 170

556 Alarme zur Laufzeit zuordnen 173

557 Alarme und Asynchronfehler verzoumlgern und freigeben 174

558 Startinformation lesen 175

56 Fehlerbehandlung Diagnose 176

561 Fehlerursachen und Fehlerreaktionen 176

562 Lokale Fehlerbehandlung 178

563 Zeitfehler OB 80 182

564 Diagnosealarm OB 82 183

565 ZiehenStecken-Alarm OB 83 184

566 Baugruppentraumlgerfehler OB 86 185

567 Diagnosefunktionen im Anwenderprogramm 186

568 Anwender-Diagnosemeldung erzeugen 194

Inhaltsverzeichnis

11

6 Programmeditor 198

61 Einfuumlhrung 198

62 Globale Operanden Konstanten und Adressierung 199621 Eingaumlnge Peripherie-Eingaumlnge 199622 Ausgaumlnge Peripherie-Ausgaumlnge 199623 Operandenbereich Merker 200624 Absolute Adressierung 202625 Symbolische Adressierung 203626 Adressierung von Konstanten 205627 Indirekte Adressierung (Uumlbersicht) 206

63 Datentypen 207631 Datentypen fuumlr Bitfolgen 207632 Datentypen fuumlr BCD-Werte 207633 Datentypen fuumlr Ganzzahlen 208634 Datentypen fuumlr Gleitpunktzahlen 209635 Datentypen fuumlr Zeitwerte 210636 Datentypen fuumlr Zeichen 211637 Datentyp ARRAY 214638 Datentyp STRUCT 217

64 PLC-Variablentabelle 219641 PLC-Variablentabelle anlegen und bearbeiten 219642 PLC-Variablen definieren 219643 PLC-Variablentabellen vergleichen 222644 PLC-Variablentabelle exportieren und importieren 222645 Konstantentabellen 223

65 PLC-Datentypen 224651 Einen PLC-Datentyp programmieren 224652 Einen PLC-Datentyp anwenden 225653 PLC-Datentypen vergleichen 226654 Einen PLC-Datentyp umnummerieren 227

66 Einen Codebaustein programmieren 228661 Einen neuen Codebaustein anlegen 228662 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Codebausteine 229663 Bausteineigenschaften fuumlr Codebausteine festlegen 230664 Einen Codebaustein schuumltzen 234665 Bausteinschnittstelle programmieren 237666 Operandenbereich temporaumlre Lokaldaten 240667 Allgemeines Vorgehen beim Programmieren der Steuerungsfunktion 241668 Instanzdaten anlegen 244

67 Einen Datenbaustein programmieren 248671 Einen neuen Datenbaustein anlegen 248672 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Datenbausteine 249673 Bausteineigenschaften fuumlr Datenbausteine festlegen 250674 Datenvariablen deklarieren 252675 Datenvariablen in Global-Datenbausteinen eingeben 253

Inhaltsverzeichnis

12

68 Bausteine uumlbersetzen 255681 Uumlbersetzung starten 255682 SCL-Bausteine uumlbersetzen 256683 Fehler nach der Uumlbersetzung beheben 256

69 Programminformationen 258691 Querverweisliste 258692 Belegungsplan 261693 Aufrufstruktur 262694 Abhaumlngigkeitsstruktur 263695 Konsistenzpruumlfung 264696 Speicherauslastung der CPU 265

7 Kontaktplan KOP 266

71 Einfuumlhrung 266711 Mit Kontaktplan programmieren 266712 Programmelemente des Kontaktplans 272

72 Binaumlre Verknuumlpfungen mit KOP programmieren 272721 Schlieszligerkontakt und Oumlffnerkontakt 272722 Reihen- und Parallelschaltung von Kontakten 274723 T-Abzweig offener Parallelzweig 277724 Verknuumlpfungsergebnis negieren im Kontaktplan 278725 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen im Kontaktplan 278726 Guumlltigkeitspruumlfung einer Gleitpunktvariablen im Kontaktplan 279727 Vergleich von Variablen im Kontaktplan 280728 VARIANT-Zeiger testen und vergleichen im Kontaktplan 281

73 Speicherfunktionen mit KOP programmieren 282731 Einfache und negierende Spule 282732 Setzen- und Ruumlcksetzen-Spule 283733 Speicherndes Verhalten durch Selbsthaltung 284734 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Kontaktplan 285735 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Kontaktplan 286736 Spulen mit Zeitverhalten 286

74 Q-Boxen mit KOP programmieren 287741 Speicher-Boxen im Kontaktplan 288742 Flankenauswertung des Stromflusses 288743 Beispiel Binaumlruntersetzer im Kontaktplan 289744 Zeitfunktionen im Kontaktplan 291745 Zaumlhlfunktionen im Kontaktplan 292

75 ENENO-Boxen mit KOP programmieren 293751 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 293752 Uumlbertragungsfunktionen im Kontaktplan 295753 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte im Kontaktplan 296754 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte im Kontaktplan 298755 Mathematische Funktionen im Kontaktplan 298

Inhaltsverzeichnis

13

756 Konvertierungsfunktionen im Kontaktplan 299757 Schiebefunktionen im Kontaktplan 300758 Logikfunktionen im Kontaktplan 300759 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Kontaktplan 3017510 Die CALCULATE-Box im Kontaktplan 302

76 Programmsteuerung mit KOP 302761 Sprungfunktionen im Kontaktplan 303762 Sprungliste im Kontaktplan 304763 Sprungverteiler im Kontaktplan 304764 Bausteinende-Funktion im Kontaktplan 305765 Bausteinaufruf-Funktionen im Kontaktplan 306

8 Funktionsplan FUP 308

81 Einfuumlhrung 308811 Mit Funktionsplan programmieren 308812 Programmelemente des Funktionsplans 314

82 Binaumlre Verknuumlpfungen mit FUP programmieren 314821 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 314822 Eine binaumlre Verknuumlpfung im Funktionsplan programmieren 316823 T-Abzweig im Funktionsplan 319824 Verknuumlpfungsergebnis negieren im Funktionsplan 319825 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen im Funktionsplan 321826 Guumlltigkeitspruumlfung einer Gleitpunktvariablen im Funktionsplan 321827 Vergleich von Variablen im Funktionsplan 322828 VARIANT-Zeiger testen und vergleichen im Funktionsplan 323

83 Standard-Boxen mit FUP programmieren 324831 Zuweisung und negierende Zuweisung 324832 Setzen- und Ruumlcksetzen-Box 326833 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Funktionsplan 326834 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Funktionsplan 327835 Standardboxen mit Zeitverhalten 328

84 Q-Boxen mit FUP programmieren 329841 Speicher-Boxen im Funktionsplan 329842 Flankenauswertung des Verknuumlpfungsergebnisses 330843 Beispiel Binaumlruntersetzer im Funktionsplan 330844 Zeitfunktionen im Funktionsplan 331845 Zaumlhlfunktionen im Funktionsplan 333

85 ENENO-Boxen mit FUP programmieren 334851 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 334852 Uumlbertragungsfunktionen im Funktionsplan 336853 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte im Funktionsplan 338854 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte im Funktionsplan 339855 Mathematische Funktionen im Funktionsplan 340856 Konvertierungsfunktionen im Funktionsplan 340857 Schiebefunktionen im Funktionsplan 341

Inhaltsverzeichnis

14

858 Logikfunktionen im Funktionsplan 342859 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Funktionsplan 3438510 Die CALCULATE-Box im Funktionsplan 344

86 Programmsteuerung mit FUP 344861 Sprungfunktionen im Funktionsplan 344862 Sprungliste im Funktionsplan 346863 Sprungverteiler im Funktionsplan 347864 Bausteinende-Funktion im Funktionsplan 347865 Bausteinaufruf-Funktionen im Funktionsplan 347

9 Structured Control Language SCL 350

91 Einfuumlhrung 350911 Mit SCL programmieren 350912 SCL-Anweisungen und Operatoren 355913 Datentyp-Konvertierung bei SCL 357

92 Uumlbertragungsfunktionen 359921 Wertzuweisung einer Binaumlrvariablen 359922 Flankenauswertung bei SCL 360923 Wertzuweisung einer Digitalvariablen 361924 Uumlbertragen von VARIANT-Variablen bei SCL 362925 Datenbereiche uumlbertragen und fuumlllen 363926 Bytes tauschen 363927 Datenuumlbertragung mit PEEK und POKE 364

93 Logische Ausdruumlcke und Logikfunktionen 366931 Binaumlre Verknuumlpfungen mit SCL programmieren 366932 Wortverknuumlpfungen bei SCL 369933 Codier- Auswahl- und Begrenzerfunktionen bei SCL 370

94 Arithmetische Ausdruumlcke 371941 Arithmetische Funktionen bei SCL 371942 Mathematische Funktionen bei SCL 372

95 Vergleichsausdruumlcke 373951 Vergleichsfunktionen bei SCL 373952 VARIANT-Zeiger testen 373

96 Weitere Funktionen fuumlr SCL 375961 Zeitfunktionen bei SCL 375962 Zaumlhlfunktionen bei SCL 375963 Schiebefunktionen bei SCL 377964 Zeichenkettenfunktionen bei SCL 378

97 Programmsteuerung mit SCL 378971 Kontrollanweisungen 378972 Bausteinende-Funktion bei SCL 389973 Aufruf einer Funktion (FC) bei SCL 389974 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) bei SCL 390975 Versorgung von Parametern 391

98 Arbeiten mit Quelldateien 392

Inhaltsverzeichnis

15

10 Basisfunktionen 396

101 Binaumlre Verknuumlpfungen 3961011 Einfuumlhrung 3961012 Arbeiten mit Binaumlrsignalen 3971013 UND-Funktion Reihenschaltung 3991014 ODER-Funktion Parallelschaltung 3991015 Exklusiv-ODER-Funktion Antivalenzfunktion 4021016 Verknuumlpfungsergebnis negieren NOT-Kontakt 402

102 Speicherfunktionen 4031021 Einfuumlhrung 4031022 Einfache und negierende Spule Zuweisung 4041023 Einzelnes Setzen und Ruumlcksetzen 4041024 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen 4061025 Vorrangiges Setzen und Ruumlcksetzen Speicher-Boxen 407

103 Flankenauswertungen 407

104 Zeitfunktionen 4131041 Wissenswertes zu Zeitfunktionen 4131042 Impulsbildung TP 4141043 Einschaltverzoumlgerung TON 4151044 Ausschaltverzoumlgerung TOF 4161045 Akkumulierende Einschaltverzoumlgerung TONR 4181046 Eine Zeitfunktion mit einer Zeitdauer laden 4191047 Eine Zeitfunktion zuruumlcksetzen 419

105 Zaumlhlfunktionen 4201051 Wissenswertes zu Zaumlhlfunktionen 4201052 Vorwaumlrtszaumlhler CTU 4221053 Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTD 4231054 Vorwaumlrts-Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTUD 424

11 Digitalfunktionen 426

111 Uumlbertragungsfunktionen 4261111 Variable kopieren MOVE- und S_MOVE-Box bei KOP und FUP 4271112 Wertzuweisungen bei SCL 4291113 VARIANT-Variable lesen und schreiben 4311114 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK_VARIANT 4321115 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK und UMOVE_BLK 4331116 Datenbereich fuumlllen mit FILL_BLK und UFILL_BLK 4351117 Variable von und zu einen BYTE-Feld uumlbertragen 4371118 Variable von und zu einem Bitfeld uumlbertragen 4401119 Byte-Reihenfolge aumlndern 44211110 Bereichsgrenzen ermitteln 442

112 Vergleichsfunktionen 4421121 Vergleich von Variablenwerten 4431122 Bereichsvergleich (KOP FUP) 445

Inhaltsverzeichnis

16

1123 Gleitpunkt-Variable testen (KOP FUP) 445

1124 VARIANT-Zeiger testen (KOP FUP) 446

1125 VARIANT-Zeiger testen (SCL) 448

113 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte 451

1131 Grundrechnungsarten 451

1132 Division mit Rest als Ergebnis MOD 453

1133 Dekrementieren DEC Inkrementieren INC 453

114 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte 454

1141 Addition T_ADD 454

1142 Subtraktion T_SUB 455

1143 Differenz T_DIFF 456

1144 Zusammenfassen T_COMBINE 456

115 Mathematische Funktionen 456

1151 Winkelfunktionen SIN COS TAN 457

1152 Arcusfunktionen ASIN ACOS ATAN 458

1153 Quadrat bilden SQR 458

1154 Quadratwurzel ziehen SQRT 458

1155 Potenzieren zur Basis e EXP 459

1156 Natuumlrlichen Logarithmus berechnen LN 459

1157 Nachkommastellen extrahieren FRAC 460

1158 Potenzieren zu einer beliebigen Basis EXPT 460

1159 Absolutwertbildung ABS 460

11510 Negation NEG 460

116 Konvertierungsfunktionen (Datentypwandlung) 461

1161 Implizite Datentypkonvertierung 462

1162 Variablen uumlberlagern (Datentypsichten) 464

1163 Konvertierungsfunktionen CONVERT S_CONV und T_CONV 466

1164 Konvertierungsfunktionen fuumlr Gleitpunktzahlen 472

1165 Konvertierungsfunktionen STRG_TO_CHARS und CHARS_TO_STRG 473

1166 Konvertierungsfunktionen STRG_VAL und VAL_STRG 475

1167 Konvertierungsfunktionen ATH und HTA 478

1168 Konvertierungsfunktionen SCALE_X und NORM_X 480

117 Schiebefunktionen 480

118 Logikfunktionen 483

1181 Wortverknuumlpfungen 483

1182 Invertieren INVERT 485

1183 Codierfunktionen DECO und ENCO 485

1184 Auswahlfunktionen SEL MUX und DEMUX 487

1185 Auswahlfunktionen MIN und MAX 488

1186 Begrenzer LIMIT 490

119 Zeichenketten bearbeiten 490

1110 Rechnen mit der CALCULATE-Box (KOP FUP) 496

1111 Symbolnamen lesen 498

Inhaltsverzeichnis

17

12 Programmsteuerung 503

121 Sprungfunktionen 503

1211 Sprung abhaumlngig vom Verknuumlpfungsergebnis (KOP FUP) 504

1212 Sprungliste JMP_LIST (KOP FUP) 505

1213 Sprungverteiler SWITCH (KOP FUP) 506

1214 Absoluter Sprung GOTO (SCL) 507

122 Bausteinende-Funktion 508

123 Aufruf von Codebausteinen 509

1231 Wissenswertes zum Bausteinaufruf 509

1232 Aufruf einer Funktion (FC) 510

1233 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) 510

1234 Asynchron arbeitende Systembausteine 511

1235 ENENO-Mechanismus 513

124 Arbeiten mit Bausteinen 515

1241 Bausteine mit optimiertem und Standardzugriff 515

1242 Datentypen der lokalen Variablen 517

1243 Bausteinparameter adressieren 519

1244 Bausteinparameter versorgen 521

1245 Parametertyp VARIANT 523

1246 Uumlbergabe von Bausteinparametern 525

125 Datenbausteinfunktionen 528

1251 Hardware-Datentyp DB_ANY 529

1252 Konvertierung von DB_ANY 530

1253 Operandenbereich Daten 531

1254 Adressierung von Datenbausteinen 533

1255 Datenbausteinattribute lesen 534

1256 CPU-Datenbausteine 535

1257 Ladespeicher lesen und schreiben 538

13 Online-Betrieb Diagnose und Test 542

131 Programmiergeraumlt an die PLC-Station anschlieszligen 543

132 Projektdaten uumlbertragen 545

1321 Die Projektdaten erstmalig laden 546

1322 Die Projektdaten nachladen 548

1323 Das Anwenderprogramm schuumltzen 549

1324 Mit Online-Projektdaten arbeiten 552

1325 Mit der Memory Card arbeiten 554

133 Mit Bausteinen im Online-Betrieb arbeiten 557

1331 Einfuumlhrung 557

1332 Einen Online-Baustein bearbeiten 558

1333 Einen Baustein laden und zuruumlckladen 559

1334 Ohne Reinitialisierung laden 560

1335 Mit Momentaufnahmen arbeiten 562

Inhaltsverzeichnis

18

1336 Mit Einstellwerten arbeiten 563

1337 Bausteine vergleichen 565

134 Hardware-Diagnose 568

1341 Status-Anzeigen an den Baugruppen 569

1342 Diagnosefenster 570

1343 Diagnosepuffer 571

1344 Online-Tools 572

1345 Weitere Diagnose-Informationen uumlber das Programmiergeraumlt 573

135 Anwenderprogramm testen 574

1351 Aufrufumgebung definieren 575

1352 Testen mit Programmstatus 575

1353 PLC-Variablen beobachten 580

1354 Datenvariablen beobachten und steuern 580

1355 Testen mit Beobachtungstabellen 581

1356 Testen mit der Force-Tabelle 588

136 Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion 591

1361 Einfuumlhrung 591

1362 Erstellen der Trace-Konfiguration 591

1363 Messwerte aufzeichnen 592

1364 Messungen auswerten 593

1365 Messungen speichern 595

14 Dezentrale Peripherie 596

141 Einfuumlhrung Uumlbersicht 596

142 PROFINET IO 597

1421 Komponenten von PROFINET IO 597

1422 Adressen bei PROFINET IO 599

1423 PROFINET IO projektieren 601

1424 Echtzeit-Kommunikation bei PROFINET IO 606

143 PROFIBUS DP 607

1431 Komponenten von PROFIBUS DP 607

1432 Adressen bei PROFIBUS DP 610

1433 PROFIBUS DP projektieren 612

144 Systembausteine fuumlr PROFINET IO und PROFIBUS DP 615

1441 Peripheriedaten lesen und schreiben 615

1442 Datensaumltze uumlbertragen 618

1443 Dezentrale Station aktivierendeaktivieren 621

145 DPV1-Alarme 622

146 AktorSensor-Interface 624

1461 Komponenten von AktorSensor-Interface 624

1462 AS-i-Master CM 1243-2 projektieren 624

1463 AktorSensor-Interface projektieren 624

1464 Schnittstelle zum Anwenderprogramm 626

Inhaltsverzeichnis

19

15 Kommunikation 628

151 Uumlbersicht 628

152 Open User Communication 631

1521 Grundlagen 631

1522 Datenstruktur der Open User Communication 631

1523 Verbindung aufbauen und Daten senden mit TSEND_C 632

1524 Verbindung aufbauen und Daten empfangen mit TRCV_C 634

1525 Open User Communication projektieren 636

1526 Weitere Funktionen fuumlr die Open User Communication 637

153 S7-Kommunikation 639

1531 Grundlagen 639

1532 Datenaustausch mit GET und PUT 640

1533 S7-Kommunikation projektieren 642

154 Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 643

1541 Einfuumlhrung in die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 643

1542 Konfigurieren der Kommunikationsbaugruppe CM 1241 643

1543 Funktionen fuumlr die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 646

155 Weitere Kommunikationsfunktionen 649

1551 USS-Protokoll fuumlr Antriebe 649

1552 Modbus RTU 651

1553 Modbus TCP 653

16 Visualisierung 656

161 Einfuumlhrung in die Visualisierung 656

1611 Uumlbersicht HMI Panels in STEP 7 (TIA Portal) 657

1612 Ein Projekt mit einer HMI-Station anlegen 659

1613 Querverweise fuumlr HMI-Objekte 661

162 HMI-Variablen und Bereichszeiger anlegen 663

1621 Einfuumlhrung HMI-Variablen 663

1622 Eine HMI-Variable anlegen 664

1623 Einen Bereichszeiger anlegen 665

163 Prozessbilder projektieren 667

1631 Einfuumlhrung in die Projektierung von Prozessbildern 667

1632 Arbeitsfenster fuumlr Prozessbilder 668

1633 Arbeiten mit Bildebenen 668

1634 Arbeiten mit Vorlagen 669

1635 Arbeiten mit Funktionstasten 670

1636 Ein neues Bild anlegen 672

1637 Einen Bildwechsel projektieren 672

1638 Arbeiten mit Objekten in Prozessbildern 673

1639 Bildobjekte zur Laufzeit veraumlndern 674

16310 Basisobjekte fuumlr die Bildprojektierung 674

Inhaltsverzeichnis

20

164 Bedien- und Beobachtungsfunktionen 6751641 Eingabe und Anzeige von Prozesswerten 6751642 Arbeiten mit Meldungen 6781643 Arbeiten mit Rezepturen 6871644 Arbeiten mit der Benutzerverwaltung 6921645 Arbeiten mit Archiven 6951646 Aufgaben planen 697

165 HMI-Projektierung fertig stellen 6971651 HMI-Projektierung uumlbersetzen (Konsistenzpruumlfung) 6971652 Simulation der HMI-Projektierung 6981653 Projektierung in die HMI-Station laden 6991654 Wartung der HMI-Station 701

17 Anhang 704

171 Integrierte und technologische Funktionen 7041711 High Speed Counter (HSC) 7041712 Impulsgenerator 7101713 Technologieobjekte fuumlr Motion Control 7131714 Technologieobjekte fuumlr PID Control 718

172 Fernverbindung mit TeleService 722

173 TeleControl mit CP 1242-7 724

174 Webserver 7261741 Webserver aktivieren 7261742 Zugriff auf den Webserver 7261743 Standard-Webseiten 727

175 Daten protokollieren und mit Rezepturen arbeiten 7291751 Einfuumlhrung in die Datenprotokollierung 7291752 Funktionen fuumlr die Datenprotokollierung 7301753 Einfuumlhrung zur Rezepturenuumlbertragung 7321754 Funktionen fuumlr die Rezepturenuumlbertragung 734

176 Simulation mit S7-PLCSIM 7351761 S7-PLCSIM allgemein 7351762 Die Bedienoberflaumlche von S7-PLCSIM 7361763 In S7-PLCSIM mit STEP-7-Testfunktionen testen 7371764 Mit einem Simulationsprojekt arbeiten 7391765 Mit dem Adressbereich testen 7401766 Mit der SIM-Tabelle testen 7411767 Mit der Sequenztabelle testen 742

Stichwortverzeichnis 746

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

21

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

SIMATIC S7-1200 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den unteren undmittleren Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Signalbaugruppen sowie mit Kommunikationsbaugruppenmodular erweitert werden Das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200 ist naht-los eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Die Controller SIMATIC S7-1200 bilden als speicherprogrammierbare Steuerun-gen (SPS oder PLC Programmable Logic Controller) die Basis des Automatisie-rungssystems Mehrere Controller mit abgestufter Leistungsfaumlhigkeit uumlberdeckenden unteren und mittleren Bereich der industriellen Steuerungen

SIMATIC HMI bedeutet Bedienen und Beobachten (HMI Human Machine Inter-face) Die Basic Panels sind so ausgelegt dass sie optimal mit SIMATIC S7-1200zusammenarbeiten Die Geraumlte sind in Displaygroumlszligen von 36 Zoll bis 15 Zoll ver-fuumlgbar und werden uumlber Touchscreen bedient Bis auf das 15-Zoll-Geraumlt haben dieGeraumlte zusaumltzlich Funktionstasten

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1200

SIMATIC Controller steuern die Maschine oder Anlage

Bedienen und Beobachten zum Fuumlhrender Anlage im laufenden Betrieb

SIMATIC NET

SIMATIC HMI STEP 7(TIA Portal)

SIMATIC S7-1200

Vernetzung zum Datenaustauschund zentralen Online-Zugriff

Software zum Konfigurierenund ProgrammierenProjektieren

SS

S S S

Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

22

SIMATIC NET verbindet alle SIMATIC-Stationen und sorgt fuumlr komplikationslosenDatenaustausch SIMATIC S7-1200 mit PROFINET-Schnittstelle verwendet dasIndustrial Ethernet Netzwerk um mit anderen PLC-Stationen HMI-Stationen undProgrammiergeraumlten Daten auszutauschen Kommunikationsbaugruppen erwei-tern die Kommunikationsfaumlhigkeit auf andere Netze wie PROFIBUS DP AktorSen-sor-Interface oder Punkt-zu-Punkt-Kopplung auf RS232- oder RS485-Basis

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert und parametriert mit STEP 7 wird das Anwenderprogrammerstellt und getestet Das TIA Portal ist die zentrale Bedienoberflaumlche zum Verwal-ten der Werkzeuge und Automatisierungsdaten STEP 7 im TIA Portal gibt es in denVarianten STEP 7 Professional und STEP 7 Basic Mit beiden Varianten kann eine S7-1200-Station projektiert und programmiert werden In diesem Buch ist die Anwen-dung von STEP 7 Basic beschrieben

Komponenten und Anschluumlsse

Das Bild 12 zeigt einen Uumlberblick uumlber die Anschlussmoumlglichkeiten an einen BasicController S7-1200

Die Zentralbaugruppe (Central Processor Unit CPU) enthaumllt das Betriebssystemund das Anwenderprogramm Das Anwenderprogramm befindet sich span-nungsausfallsicher im Ladespeicher Die ablaufrelevanten Teile des Anwender-programms werden in einem Arbeitsspeicher mit schnellem Zugriff bearbeitetVariablenwerte die auch bei Spannungsausfall oder beim Aus- und Einschaltenihren Wert behalten sollen werden im Remanenzspeicher abgelegt

Mithilfe einer steckbaren Speicherkarte (Memory Card MC) kann das Anwender-programm auf die CPU-Baugruppe uumlbertragen werden ndash alternativ zum Uumlbertragenuumlber eine Online-Verbindung mit dem Programmiergeraumlt Die Speicherkarte kannauch als externer Ladespeicher oder zum Firmware-Update eingesetzt werden

Die Verbindung zur Anlage oder zum Prozess uumlbernehmen Onboard-Ein- und-Ausgaben die je nach Version der Zentralbaugruppe in unterschiedlicher Anzahlvorhanden sind Die Onboard-Ein- und -Ausgaben sind auch speziell fuumlr denBetrieb der integrierten Hochgeschwindigkeitszaumlhler (HSC High Speed Counter)ausgelegt Das Betriebssystem enthaumllt auszligerdem Impulsgeneratoren mit weiten-modulierter Impulsausgabe sowie die Technologieobjekte Achse zur Ansteuerungvon Schrittmotoren und Servomotoren mit Pulsschnittstelle und PID Compacteinen PID-Regler mit optimierter Selbsteinstellung

Mit einem Signal Board (SB) koumlnnen die Onboard-Ein- und -Ausgaben erweitertwerden Das Communication Board (CB) schafft einen Punkt-zu-Punkt-Anschlussfuumlr die CPU-Baugruppe und das Battery Board (BB) verlaumlngert die Gangreserve derintegrierten Hardware-Uhr auf etwa ein Jahr

Sind zusaumltzliche Ein- und Ausgaumlnge erforderlich koumlnnen ndash je nach Version derCPU-Baugruppe ndash Ein-Ausgabebaugruppen (Signal Modules SM) an die CPU-Baugruppe angesteckt werden Sie sind fuumlr Digital- und Analogsignale verfuumlgbar

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

23

Die PROFINET-Schnittstelle verbindet die CPU-Baugruppe mit dem SubnetzIndustrial Ethernet An ihr wird das Programmiergeraumlt angeschlossen wenn bei-spielsweise das Anwenderprogramm online zur CPU-Baugruppe uumlbertragen undan der Maschine getestet werden soll Uumlber diese Schnittstelle geschieht auch derDatenaustausch mit HMI-Stationen oder anderen Automatisierungsgeraumlten

Wird die CPU-Baugruppe mit nur einem Geraumlt uumlber Ethernet verbunden kann esdirekt mit einem Standard- oder bdquoCross-overldquo-Kabel geschehen Bei der Vernetzungvon mehr als zwei Geraumlten die nur eine PROFINET-Schnittstelle haben muumlssen dieVerbindungskabel uumlber einen Vervielfacher z B das Communication SwitchModule (CSM) gefuumlhrt werden CPU 1215 und CPU 1217 haben zwei mit einemSwitch verbundene Anschluumlsse so dass sie mit dem naumlchsten Automatisierungsge-raumlt ohne zwischengeschalteten Anschlussvervielfacher vernetzt werden koumlnnen

Kommunikationsbaugruppen (Communication Modules CM) gestatten denBetrieb an weiteren Bussystemen wie beispielsweise PROFIBUS DP Hier kann eine

Bild 12 Anschlussmoumlglichkeiten an eine PLC-Station mit CPU 1200

S

Anschluss von Geraumlten uumlberCommunication Module (CM)an PROFIBUS AS-Interfaceoder Punkt-zu-Punkt

Anschluss einesProgrammier-geraumlts

Anschluss einerHMI-Station(Basic Panel)

Anschluss einerweiteren S7-1200-Station oderanderer Geraumlte aufder Basis derOpen UserCommunication

Vervielfaumlltigung des Ethernet-Anschlusses mit demCommunication Switch Module(CSM)

Anschluss von Sensoren zBTaster oder Endschalter an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Anschluss von Aktoren zBSchuumltze oder Leuchten an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Mit einer Memory Card(MC) kann dasSteuerungsprogrammuumlbertragen und dasBetriebssystemhochgeruumlstet werden

Anschlussmoumlglichkeiten an eine CPU 1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

24

S7-1200-Station in einem DP-Mastersystem sowohl der DP-Master als auch ein DP-Slave sein An AS-Interface kann eine S7-1200-Station der AS-Interface-Master seinund bis zu 62 AS-Interface-Feldgeraumlte steuern Die Kommunikationsbaugruppe fuumlrdie Punkt-zu-Punkt-Kopplung gibt es mit RS232- oder RS485-Schnittstelle an diebeispielsweise ein Barcode- oder RFID-Leser angeschlossen werden kann

12 Uumlbersicht STEP 7

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Nutzungsberechtigung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuel-len Betriebssystemen Microsoft Windows Mit STEP 7 Basic oder STEP 7 Professionalkoumlnnen die S7-1200-Controller und ndash mit dem mitgelieferten WinCC Basic ndash dieBasic Panels projektiert werden Die Projektierung geschieht mit zwei Ansichtendie Portalansicht und die Projektansicht (Bild 13)

Die Portalansicht bietet eine aufgabenorientierte Sicht auf die installierten Werk-zeuge Auf der linken Seite sind die Portale fuumlr die Werkzeuge aufgelistet und in derMitte stehen die Aktionen zum ausgewaumlhlten Portal Das Fenster auf der rechtenSeite zeigt die Objekte die mit der ausgewaumlhlten Aktion bearbeitet werden koumlnnenFalls es erforderlich ist wird zur Bearbeitung des ausgewaumlhlten Objekts zur Pro-jektansicht gewechselt

Bild 13 Bedienoberflaumlchen im TIA Portal Portalansicht und Projektansicht

12 Uumlbersicht STEP 7

25

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt In der Geraumltekonfigurationsteht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittelpunkt In derGeraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platzierten Baugruppengezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt die Eigenschaften derselektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibt Unterstuumltzungdurch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Baugruppen DieNetzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

Bei der PLC-Programmierung bearbeiten Sie im Arbeitsbereich den ausgewaumlhltenBaustein Wiederum sehen Sie im Inspektorfenster die Eigenschaften des markier-ten Objekts und koumlnnen diese einstellen Das Aufgabenfenster enthaumllt diesmal denProgrammelemente-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Anweisungen undFunktionen Aumlhnliches gilt fuumlr die Bearbeitung der PLC-Variablen beim Online-Programmtest durch Beobachtungstabellen oder beim Projektieren eines HMI-Geraumlts

Und stets haben Sie die Projektnavigation im Blickfeld Sie enthaumllt alle Objekte desSTEP-7-Projekts So koumlnnen Sie jederzeit ein Objekt beispielsweise einen Pro-grammbaustein oder eine Beobachtungstabelle auswaumlhlen und dieses Objekt mitden entsprechenden Editoren die beim Oumlffnen des Objekts automatisch startenbearbeiten

Allgemeine Vorgehensweise fuumlr die Erstellung eines Steuerungsprogramms

Alle fuumlr die Steuerung und Bedienung der Maschine oder Anlage notwendigenAutomatisierungsdaten sind in einem Projekt zusammengefasst Ein Projekt isteine Ordnerstruktur im Dateisystem des Programmiergeraumlts

Mit STEP 7 legen Sie ein neues Projekt an und fuumlgen ein Automatisierungsgeraumlt(eine Station) hinzu Dabei bestimmen Sie den Typ des Controllers den Sie fuumlr IhrVorhaben benoumltigen Je nach Bedarf erweitern Sie die Station mit zusaumltzlichen Bau-gruppen die Sie dem Hardware-Katalog entnehmen Mit dem Konfigurationseditorstellen Sie alle Hardware-Parameter ein beispielsweise das Verhalten der Zentral-baugruppe beim Einschalten der Versorgungsspannung oder die Adressen derBaugruppen Im weiteren Verlauf der Projektbearbeitung koumlnnen Sie jederzeitzusaumltzliche Baugruppen hinzustecken vorhandene Baugruppen aus der Konfigu-ration entfernen oder die Einstellungen der Baugruppen aumlndern

Bei der Hardware-Konfiguration erhaumllt jeder Ein- und Ausgang eine Adresse diesich aus der Adresse der Signalbaugruppe ableitet Dieser Absolutadresse ordnenSie in der PLC-Variablentabelle einen Namen (eine Symboladresse) zu Der Pro-grammeditor arbeitet primaumlr mit Symboladressen die er ndash falls keine (Anwender-)Symboladressen vergeben werden ndash mit laufender Nummer generiert Diese auto-matisch generierten Symboladressen sagen nichts uumlber die Bedeutung des Ein-gangs oder Ausgangs aus Es wird empfohlen nur aussagekraumlftige Namen zu ver-wenden denn dadurch sinkt die Fehleranfaumllligkeit und das Anwenderprogrammist leichter lesbar

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

26

Das Steuerungsprogramm (das Anwenderprogramm) besteht aus einzelnen Unter-programmen die man Bausteine nennt Alle Anwenderbausteine sind im OrdnerProgrammbausteine gespeichert Beim Anlegen einer Station wird in diesen Ordnerein Organisationsbaustein mit der Nummer 1 (OB 1) und der Symboladresse Main(Hauptprogramm) eingefuumlgt Organisationsbausteine sind die Schnittstelle zwi-schen dem Betriebssystem der CPU und dem Anwenderprogramm Fuumlr die Struktu-rierung des Anwenderprogramms gibt es zusaumltzlich Funktionsbausteine undFunktionen und fuumlr die Anwenderdaten die Datenbausteine Ein Doppelklick aufeinen Baustein oumlffnet ihn und Sie koumlnnen das Bausteinprogramm eingeben DieProgrammiersprache fuumlr einen Baustein koumlnnen Sie frei waumlhlen je nachdem wel-che Vorlieben Sie haben oder welche Funktion der Baustein erfuumlllen soll Im Steue-rungsprogramm koumlnnen also alle Programmiersprachen vertreten sein

Die benoumltigten Programmelemente entnehmen Sie dem Programmelemente-Kata-log dessen Inhalt sich automatisch der verwendeten Programmiersprache anpasstDazu bdquoziehenldquo Sie mit der Maus das Programmelement aus dem Katalog in dengeoumlffneten Baustein (bdquodrag and dropldquo) Anschlieszligend beschriften Sie das Pro-grammelement mit den gewuumlnschten Variablen Das sind die (globalen) Variablenaus der PLC-Variablentabelle (Ein- und Ausgaumlnge) und die (lokalen) Variablen dieSie im Baustein selbst definieren zum Beispiel Zwischenspeicher fuumlr temporaumlreErgebnisse oder Bausteinparameter fuumlr die Uumlbergabe von Werten an das Baustein-programm

Sie koumlnnen jederzeit die Projektierung oder Programmierung unterbrechen dieeingegebenen Daten speichern und die Arbeiten zu einem spaumlteren Zeitpunkt fort-setzen Es wird immer das komplette Projekt gespeichert Dabei spielt es keineRolle ob das eingegebene Programm und die Daten vollstaumlndig oder in sich konsis-tent sind

Ein Projekt koumlnnen Sie bdquoofflineldquo ndash das heiszligt ohne Steuerungs-Hardware ndash erstellenZum Testen und Betreiben an der Maschine muumlssen Sie die Projektdaten in dieSteuerung bdquoladenldquo Beim Laden werden die Projektdaten bdquouumlbersetztldquo Dabei wirdder Code erzeugt den der Steuerungsprozessor bearbeiten kann Jetzt muss dasAnwenderprogramm vollstaumlndig und in sich konsistent sein sonst wird der Lade-vorgang nicht ausgefuumlhrt Sie koumlnnen eine Uumlbersetzung auch waumlhrend der Pro-grammerstellung anstoszligen und so beispielsweise pruumlfen ob der bis dahin einge-gebene Programmcode konsistent ist Mit einer im Programmiergeraumlt simulierten(Software-)Station koumlnnen Sie auch einem bdquoVorabtestldquo durchfuumlhren

STEP 7 stellt Ihnen zum Testen und Fehlersuchen umfangreiche Werkzeuge zurVerfuumlgung So koumlnnen Sie beispielsweise den Verlauf der Signalzustaumlnde im bear-beiteten Programm beobachten Variablenwerte vorgeben und vom getesteten Pro-gramm Zwischensicherungen erstellen Nach der Inbetriebnahme koumlnnen Sie dasAnwenderprogramm in komprimierter Form archivieren

Ein Projekt muss mindestens eine Station enthalten Das kann eine PLC- eine HMI-oder eine PC-Station sein In einem Projekt koumlnnen sich auch mehrere Stationenunterschiedlicher Art befinden Mit der Netzprojektierung erstellen Sie dann dieKommunikationsverbindungen fuumlr den Datenaustausch zwischen den Stationen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

27

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Die Automatisierungsdaten liegen im Automatisierungssystem an verschiedenenSpeicherplaumltzen Da ist zuerst einmal das Programmiergeraumlt Auf dessen Festplattewerden in einem STEP-7-Projekt saumlmtliche Automatisierungsdaten gespeichertBeim Konfigurieren Projektieren und Programmieren bearbeiten Sie die Projekt-daten mit STEP 7 im Hauptspeicher des Programmiergeraumlts (Bild 14)

Die Automatisierungsdaten im Programmiergeraumlt sind die Offline-ProjektdatenWenn STEP 7 die Automatisierungsdaten entsprechend aufbereitet (bdquouumlbersetztldquo)hat koumlnnen sie in ein angeschlossenes Automatisierungsgeraumlt geladen werdenDie in den Anwenderspeicher der CPU-Baugruppe geladenen Daten sind die Online-Projektdaten

Die Uumlbertragung der Projektdaten zwischen Programmiergeraumlt und CPU-Bau-gruppe kann mithilfe der SIMATIC Memory Card erfolgen Der Normalfall ist eineOnline-Verbindung zum Uumlbertragen Testen und Diagnostizieren

Anwenderspeicher

Der Anwenderspeicher in der CPU-Baugruppe besteht aus dem Ladespeicher demArbeitsspeicher und dem Remanenzspeicher

Im Ladespeicher steht das gesamte Anwenderprogramm einschlieszliglich Konfigu-rationsdaten (Systemdaten) Reicht der Umfang des internen auf der CPU-Bau-

Bild 14 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Memory Card

ArbeitsspeicherRemanenzspeicher

Hauptspeicher

Festplatte

Ladespeicher

Im Ladespeicher stehendie zur CPU uumlbertragenenProjektdaten Zusammen

mit den aktuellenVariablenwerten aus demArbeitsspeicher bilden siedie Online-Projektdaten

Mit der Memory Cardkann das Steuerungs-

programm zur CPUuumlbertragen werden

Im Arbeitsspeicher stehtder ablauffaumlhige Teil desSteuerungsprogramms

der zur Laufzeit bearbeitetwird

Im Remanenzspeicherstehen die Variablen die

ihren Wert bei Spannungs-ausfall oder beim Aus-

und Einschalten behalten

Auf der Festplattesind die Offline-

Projektdaten gespeichert

Alle Projektdaten werdenim Hauptspeicher desProgrammiergeraumlts

bearbeitet

Programmiergeraumlt CPU-Baugruppe

Uumlbertragung mit Online-Verbindung

Uumlbertragungbeim Einschalten

Speichern derProjektdaten

Datenhaltung im SIMATIC Automatisierungssystem

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

28

gruppe liegenden Ladespeichers nicht aus kann er auf die Memory Card bdquoverla-gertldquo werden (externer Ladespeicher) Vom Programmiergeraumlt aus wird dasAnwenderprogramm immer zuerst in den Ladespeicher uumlbertragen und von hieraus in den Arbeitsspeicher Das Programm im Ladespeicher wird nicht als Anwen-derprogramm bearbeitet Datenbausteine die beispielsweise Rezepte enthaltenkoumlnnen als bdquonicht ablaufrelevantldquo gekennzeichnet werden und werden dann nichtin den Arbeitsspeicher uumlbertragen Mit Systembausteinen kann vom Anwenderpro-gramm aus auf diese Datenbausteine zugegriffen werden Wie das Anwenderpro-gramm aus Bausteinen strukturiert ist entnehmen Sie dem Kapitel 16 bdquoBearbei-tung des Anwenderprogrammsldquo auf Seite 35

Der Arbeitsspeicher ist als schneller in vollem Umfang in der CPU integrierterRAM-Speicher ausgelegt Das Betriebssystem der CPU kopiert den bdquoablaufrelevan-tenldquo Programmcode und die Anwenderdaten in den Arbeitsspeicher bdquoAblaufrele-vantldquo ist eine Eigenschaft der vorhandenen Objekte nicht gleichbedeutend mit derTatsache dass ein bestimmter Codebaustein auch aufgerufen und bearbeitet wirdDas bdquoeigentlicheldquo Anwenderprogramm wird im Arbeitsspeicher bearbeitet

Beim Zuruumlckladen des gesamten Anwenderprogramms in das Programmiergeraumltwerden die Bausteine aus dem Ladespeicher geholt ergaumlnzt um die aktuellenWerte der Daten aus dem Arbeitsspeicher

Der Remanenzspeicher enthaumllt die als remanent definierten Merker und Datenva-riablen Die Werte im Remanenzspeicher bleiben nach einem Spannungsausfalloder beim Aus- und Einschalten der Versorgungsspannung erhalten Die Wertewerden geloumlscht bei einem Urloumlschen oder beim Zuruumlcksetzen der CPU-Baugruppeauf die Werkseinstellungen

Der Systemspeicher enthaumllt die Prozessabbilder fuumlr die Ein- und Ausgaumlnge Dassind Kopien der Ein- und Ausgangssignale von den Baugruppen Ebenfalls im Sys-temspeicher liegen die Operandenbereiche Merker und die temporaumlren Lokalda-ten Die temporaumlren Lokaldaten sind Zwischenspeicher fuumlr die Programmbearbei-tung in den Bausteinen des Anwenderprogramms

Die Memory Card kann als Uumlbertragungskarte das Anwenderprogramm in den CPU-Speicher uumlbertragen oder als Programmkarte der externe Ladespeicher sein Bei derAnwendung als Programmkarte muss die Memory Card zur Laufzeit in der CPU-Baugruppe gesteckt bleiben

Operandenbereiche

Beim Steuern einer Maschine oder eines Prozesses werden Signalzustaumlnde undZahlenwerte verarbeitet Eingaumlnge werden abgefragt deren Signalzustaumlndegemaumlszlig der Steuerungsaufgabe miteinander verknuumlpft und mit den Ergebnissendie Ausgaumlnge gesteuert Aumlhnlich ist es mit Zahlenwerten die ausgewaumlhlt berech-net verglichen und gespeichert werden CPU 1200 stellt fuumlr diese variablen Wertedie im Bild 15 gezeigten Speicherbereiche zur Verfuumlgung

b Peripherie-Eingaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Eingabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B die Einstellungvon Bedienelementen oder Sensoren abzufragen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

29

b Eingaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Eingaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn Signalzustaumlndeder Maschine abgefragt und verknuumlpft werden sollen Die Gesamtheit der Ein-gaumlnge ist das Eingangs-Prozessabbild

b Peripherie-Ausgaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Ausgabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B Anzeigen Ven-tile oder Schuumltze zu steuern

b Ausgaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Ausgaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn die Ergebnisseder Steuerungsfunktionen ausgegeben werden sollen Die Gesamtheit der Aus-gaumlnge ist das Ausgangs-Prozessabbild

b Merker sind ein Speicherbereich im Systemspeicher der CPU der als globalerZwischenspeicher bevorzugt fuumlr Binaumlrsignale verwendet wird

b Temporaumlre Lokaldaten sind Speicherbereiche die die CPU einem Codebausteinwaumlhrend der Bearbeitung zuweist Hier kann das Programm im Baustein Signal-zustaumlnde und Zahlenwerte temporaumlr zwischenspeichern die mit dem Bearbei-tungsende des Bausteins ihre Guumlltigkeit verlieren

b Daten sind Variablen im Anwenderspeicher die in Datenbausteinen mit ver-schiedenen Strukturen zusammengefasst sind Ein Datenbaustein der einemCodebaustein zugeordnet ist (Instanz-Datenbaustein) enthaumllt den Operanden-bereich statische Lokaldaten

Weitergehende Beschreibungen finden Sie in den Kapiteln 62 bdquoGlobale OperandenKonstanten und Adressierungldquo auf Seite 199 666 bdquoOperandenbereich temporaumlreLokaldatenldquo auf Seite 240 und 1253 bdquoOperandenbereich Datenldquo auf Seite 531

Globale und lokale Variablen

Variablen enthalten die im Anwenderprogramm bearbeiteten Werte Man kann siegrob in zwei Kategorien einteilen in globale und lokale Variablen

Bild 15 Operandenbereiche in einer PLC-Station

TemporaumlreLokaldaten

Ausgangs-Prozessabbild

Peripherie-Ausgaumlnge

Eingangs-Prozessabbild

Global-Daten-bausteine

Instanz-Daten-bausteine

Typ-Daten-bausteine

Peripherie-Eingaumlnge

Systemspeicher

Anwenderspeicher

Eingabe-baugruppen

Ausgabe-baugruppen

Merker

Operandenbereiche in einer CPU 1200

Der Inhalt des Buchs auf einen Blick

6

Der Inhalt des Buchs auf einen Blick

1 Start

Das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200 in der Uumlbersicht

Die Engineeringsoftware SIMATIC STEP 7 in der Uumlbersicht

Adressierung Datentypen und Programmbearbeitung in der Uumlbersicht

2 Einfuumlhrung in STEP 7

STEP 7 installieren und starten Die Benutzeroberflaumlche von STEP 7Die Grundlage der Automatisierungsloumlsung Ein Projekt erstellen und bearbeiten

3 Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200

Die Baugruppen von SIMATIC S7-1200 in der Uumlbersicht Aufbau eines Automatisierungs-systems CPU-Baugruppen Signal- und Kommunikationsbaugruppen

4 Geraumltekonfiguration

Eine Station konfigurieren Baugruppen parametrieren und Stationen vernetzen Hardware-Objekte adressieren

5 Programmbearbeitung

Wie sich die CPU-Baugruppe in den Betriebszustaumlnden ANLAUF RUN und STOP verhaumllt

Wie das Anwenderprogramm durch Bausteine strukturiert wird welche Eigenschaften die Bausteine haben und wie sie aufgerufen werden mit Programmierempfehlungen

Wie das Anwenderprogramm bearbeitet wird Anlaufverhalten Hauptprogramm Alarmbe-arbeitung Fehlerbehandlung und Diagnose

6 Der Programmeditor

Operanden Adressierung und Datentypen mit der PLC-Variablentabelle arbeiten

PLC-Datentypen Codebausteine und Datenbausteine erstellen und bearbeiten Bausteine uumlbersetzen und Programminformationen auswerten

7 Die Programmiersprache Kontaktplan KOP

Das Charakteristische der KOP-Programmierung Reihen- und Parallelschaltung von Kon-takten der Einsatz von Spulen Standard-Boxen Q-Boxen und ENENO-Boxen

8 Die Programmiersprache Funktionsplan FUP

Das Charakteristische der FUP-Programmierung Boxen fuumlr binaumlre Verknuumlpfungen der Ein-satz von Standard-Boxen Q-Boxen und ENENO-Boxen

9 Die Programmiersprache Structured Control Language SCL

Das Charakteristische der SCL-Programmierung Operatoren und Ausdruumlcke Arbeiten mit Binaumlr- und Digitalfunktionen Programmbearbeitung steuern mit Kontrollanweisungen

Der Inhalt des Buchs auf einen Blick

7

Die Beschreibung der Steuerungsfunktionen

10 Basisfunktionen Funktionen fuumlr Binaumlrsignale binaumlre Verknuumlpfungen Speicherfunkti-onen Flankenauswertungen Zeit- und Zaumlhlfunktionen

11 Digitalfunktionen Funktionen fuumlr Digitalvariablen Uumlbertragungs- Vergleichs- Arith-metik- Mathematik- Konvertierungs- Schiebe- Logik- und Zeichenkettenfunktionen

12 Programmsteuerung Sprungfunktionen Bausteine aufrufen und beenden Baustein-parameter adressieren beschalten und uumlbergeben Datenbausteinfunktionen

13 Online-Betrieb Diagnose und Programmtest

Ein Programmiergeraumlt an die PLC-Station anschlieszligen den Online-Betrieb einschalten Die Anwenderbausteine laden aumlndern loumlschen und vergleichen Mit der Hardware-Diagnose arbeiten Das Anwenderprogramm testen Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion

14 Dezentrale Peripherie

Wie ein PROFINET IO System ein PROFIBUS DP Mastersystem und ein AktorSensor-Inter-face System projektiert werden und welche Eigenschaften sie haben DPV1-Alarme

15 Kommunikation

Welche Eigenschaften und welche Kommunikationsfunktionen die Open User Communica-tion die S7-Kommunikation und die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation haben und wie sie projektiert werden Kommunikationsfunktionen fuumlr USS-Antriebe Modbus RTU und TCP

16 Visualisierung

Einfuumlhrung Die Basic Panels in der Uumlbersicht

Start Ein HMI-Projekt einrichten der Bediengeraumlte-Assistent

Verbindung zur PLC HMI-Variablen und Bereichszeiger anlegen

Bilder erstellen Die Projektierung der Prozessbilder ndash Vorlagen Ebenen und Bildwechsel

Arbeiten mit Bildelementen Bedien- und Anzeigeelemente anordnen und editieren

Ein Meldesystem projektieren Rezepturen anlegen und Datensaumltze uumlbertragen die Benut-zerverwaltung verwenden Variablen- und Meldearchive einrichten Aufgaben planen

Das HMI-Programm fertig stellen Das HMI-Programm mit PLC-Station oder mit Variablen-tabelle simulieren Das HMI-Programm zur HMI-Station uumlbertragen

17 Anhang

Integrierte und technologische Funktionen High Speed Counter Impulsgenerator Motion Control PID Control Mit TeleService und TeleControl Daten uumlbertragen

Wie der Webserver der CPU-Baugruppe projektiert wird und welche Moumlglichkeiten er bietet

Mit der Datenprotokollierung und mit Rezepturen in der PLC-Station Prozesswerte uumlbertra-gen und speichern

Mit der Simulationssoftware S7-PLCSIM ein Anwenderprogramm offline testen

Inhaltsverzeichnis

8

Inhaltsverzeichnis

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten 21

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200 21

12 Uumlbersicht STEP 7 24

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem 27

14 Uumlbersicht Adressierung 31

15 Uumlbersicht Datentypen 32

16 Bearbeitung des Anwenderprogramms 35

17 Bedienen und Beobachten mit Prozessbildern 38

2 Einfuumlhrung in STEP 7 40

21 STEP 7 installieren und starten 40211 STEP 7 installieren 40212 Automation License Manager 40213 STEP 7 Basic starten 41

22 Die Benutzeroberflaumlche von STEP 7 41221 Portalansicht 41222 Die Fenster der Projektansicht 42223 Informationssystem 45224 Bedienoberflaumlche anpassen 46225 Mehrsprachige Projekte 46

23 Ein SIMATIC-Projekt bearbeiten 47231 Strukturierte Darstellung der Projektdaten 48232 Projektdaten und Editoren fuumlr eine PLC-Station 49233 Mit Projekten arbeiten 52234 Mit Referenzprojekten arbeiten 57235 Mit Bibliotheken arbeiten 57

3 Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200 62

31 Komponenten einer S7-1200-Station 62

32 CPU-Baugruppen S7-1200 63321 CPU-Varianten 63322 Onboard-Peripherie 65323 PROFINET-Anschluss 66324 Status-Leuchtdioden 66325 SIMATIC Memory Card 67326 Erweiterungen der CPU-Baugruppe 67

Inhaltsverzeichnis

9

33 Signalbaugruppen 69331 Digitalein-ausgabebaugruppen 69332 Analogein-ausgabebaugruppen 70333 Eigenschaften der Peripherieanschluumlsse 70

34 Technologiebaugruppen 72341 IO-Link-Master 72342 Waumlgemodule SIWAREX 73343 Power Signal Booster 73

35 Kommunikationsbaugruppen 73351 Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 74352 PROFIBUS DP 74353 AktorSensor-Interface 74354 Industrial Remote Communication 75355 Kommunikationsbaugruppe RF120C 76

36 Weitere Baugruppen 77361 Anschlussvervielfacher 77362 Externe Spannungsversorgung 77363 TS-Adapter IE Basic 77364 Simulatormodule SIM 1274 78

37 SIPLUS S7-1200 79

4 Geraumltekonfiguration 80

41 Einfuumlhrung 80

42 Eine Station konfigurieren 82421 Eine PLC-Station hinzufuumlgen 82422 Eine Baugruppe hinzufuumlgen 82423 Eine HMI-Station hinzufuumlgen 83

43 Baugruppen parametrieren 84431 Die CPU-Eigenschaften parametrieren 84432 Baugruppen adressieren 87433 Digitaleingaben parametrieren 89434 Digitalausgaben parametrieren 90435 Analogeingaben parametrieren 91436 Analogausgaben parametrieren 91437 Kommunikationsbaugruppen parametrieren 92

44 Hardware-Objekte adressieren 92

45 Konfigurationssteuerung projektieren 94

46 Eine Vernetzung projektieren 96461 Einfuumlhrung 96462 Eine Station vernetzen 97463 Teilnehmeradressen in einem Subnetz 99464 Verbindungen 100465 Ein PROFINET-Subnetz projektieren 103466 Ein PROFIBUS-Subnetz projektieren 106467 Ein AS-i-Subnetz projektieren 107

Inhaltsverzeichnis

10

5 Anwenderprogramm bearbeiten 109

51 Betriebszustaumlnde 109

511 Betriebszustand STOP 110

512 Betriebszustand ANLAUF 111

513 Betriebszustand RUN 113

514 Remanenzverhalten von Operanden 113

52 Anwenderprogramm erstellen 114

521 Programmbearbeitung 114

522 Strukturierung des Anwenderprogramms 116

523 Bausteinarten 119

524 Bausteineigenschaften 121

525 Bausteinschnittstelle 121

526 Einen Codebaustein aufrufen 126

527 Programmierempfehlungen 128

53 Anlaufprogramm 136

531 Organisationsbausteine fuumlr das Anlaufprogramm 136

532 Baugruppenadresse ermitteln 137

54 Hauptprogramm 141

541 Organisationsbausteine fuumlr das Hauptprogramm 141

542 Prozessabbild-Aktualisierung 142

543 Zykluszeit 143

544 Reaktionszeit 146

545 Programmbearbeitung stoppen 147

546 Uhrzeit 148

547 Betriebsstundenzaumlhler 152

55 Alarmbearbeitung 154

551 Einfuumlhrung zur Alarmbearbeitung 154

552 Uhrzeitalarme 159

553 Verzoumlgerungsalarme 163

554 Weckalarme 167

555 Prozessalarme 170

556 Alarme zur Laufzeit zuordnen 173

557 Alarme und Asynchronfehler verzoumlgern und freigeben 174

558 Startinformation lesen 175

56 Fehlerbehandlung Diagnose 176

561 Fehlerursachen und Fehlerreaktionen 176

562 Lokale Fehlerbehandlung 178

563 Zeitfehler OB 80 182

564 Diagnosealarm OB 82 183

565 ZiehenStecken-Alarm OB 83 184

566 Baugruppentraumlgerfehler OB 86 185

567 Diagnosefunktionen im Anwenderprogramm 186

568 Anwender-Diagnosemeldung erzeugen 194

Inhaltsverzeichnis

11

6 Programmeditor 198

61 Einfuumlhrung 198

62 Globale Operanden Konstanten und Adressierung 199621 Eingaumlnge Peripherie-Eingaumlnge 199622 Ausgaumlnge Peripherie-Ausgaumlnge 199623 Operandenbereich Merker 200624 Absolute Adressierung 202625 Symbolische Adressierung 203626 Adressierung von Konstanten 205627 Indirekte Adressierung (Uumlbersicht) 206

63 Datentypen 207631 Datentypen fuumlr Bitfolgen 207632 Datentypen fuumlr BCD-Werte 207633 Datentypen fuumlr Ganzzahlen 208634 Datentypen fuumlr Gleitpunktzahlen 209635 Datentypen fuumlr Zeitwerte 210636 Datentypen fuumlr Zeichen 211637 Datentyp ARRAY 214638 Datentyp STRUCT 217

64 PLC-Variablentabelle 219641 PLC-Variablentabelle anlegen und bearbeiten 219642 PLC-Variablen definieren 219643 PLC-Variablentabellen vergleichen 222644 PLC-Variablentabelle exportieren und importieren 222645 Konstantentabellen 223

65 PLC-Datentypen 224651 Einen PLC-Datentyp programmieren 224652 Einen PLC-Datentyp anwenden 225653 PLC-Datentypen vergleichen 226654 Einen PLC-Datentyp umnummerieren 227

66 Einen Codebaustein programmieren 228661 Einen neuen Codebaustein anlegen 228662 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Codebausteine 229663 Bausteineigenschaften fuumlr Codebausteine festlegen 230664 Einen Codebaustein schuumltzen 234665 Bausteinschnittstelle programmieren 237666 Operandenbereich temporaumlre Lokaldaten 240667 Allgemeines Vorgehen beim Programmieren der Steuerungsfunktion 241668 Instanzdaten anlegen 244

67 Einen Datenbaustein programmieren 248671 Einen neuen Datenbaustein anlegen 248672 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Datenbausteine 249673 Bausteineigenschaften fuumlr Datenbausteine festlegen 250674 Datenvariablen deklarieren 252675 Datenvariablen in Global-Datenbausteinen eingeben 253

Inhaltsverzeichnis

12

68 Bausteine uumlbersetzen 255681 Uumlbersetzung starten 255682 SCL-Bausteine uumlbersetzen 256683 Fehler nach der Uumlbersetzung beheben 256

69 Programminformationen 258691 Querverweisliste 258692 Belegungsplan 261693 Aufrufstruktur 262694 Abhaumlngigkeitsstruktur 263695 Konsistenzpruumlfung 264696 Speicherauslastung der CPU 265

7 Kontaktplan KOP 266

71 Einfuumlhrung 266711 Mit Kontaktplan programmieren 266712 Programmelemente des Kontaktplans 272

72 Binaumlre Verknuumlpfungen mit KOP programmieren 272721 Schlieszligerkontakt und Oumlffnerkontakt 272722 Reihen- und Parallelschaltung von Kontakten 274723 T-Abzweig offener Parallelzweig 277724 Verknuumlpfungsergebnis negieren im Kontaktplan 278725 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen im Kontaktplan 278726 Guumlltigkeitspruumlfung einer Gleitpunktvariablen im Kontaktplan 279727 Vergleich von Variablen im Kontaktplan 280728 VARIANT-Zeiger testen und vergleichen im Kontaktplan 281

73 Speicherfunktionen mit KOP programmieren 282731 Einfache und negierende Spule 282732 Setzen- und Ruumlcksetzen-Spule 283733 Speicherndes Verhalten durch Selbsthaltung 284734 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Kontaktplan 285735 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Kontaktplan 286736 Spulen mit Zeitverhalten 286

74 Q-Boxen mit KOP programmieren 287741 Speicher-Boxen im Kontaktplan 288742 Flankenauswertung des Stromflusses 288743 Beispiel Binaumlruntersetzer im Kontaktplan 289744 Zeitfunktionen im Kontaktplan 291745 Zaumlhlfunktionen im Kontaktplan 292

75 ENENO-Boxen mit KOP programmieren 293751 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 293752 Uumlbertragungsfunktionen im Kontaktplan 295753 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte im Kontaktplan 296754 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte im Kontaktplan 298755 Mathematische Funktionen im Kontaktplan 298

Inhaltsverzeichnis

13

756 Konvertierungsfunktionen im Kontaktplan 299757 Schiebefunktionen im Kontaktplan 300758 Logikfunktionen im Kontaktplan 300759 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Kontaktplan 3017510 Die CALCULATE-Box im Kontaktplan 302

76 Programmsteuerung mit KOP 302761 Sprungfunktionen im Kontaktplan 303762 Sprungliste im Kontaktplan 304763 Sprungverteiler im Kontaktplan 304764 Bausteinende-Funktion im Kontaktplan 305765 Bausteinaufruf-Funktionen im Kontaktplan 306

8 Funktionsplan FUP 308

81 Einfuumlhrung 308811 Mit Funktionsplan programmieren 308812 Programmelemente des Funktionsplans 314

82 Binaumlre Verknuumlpfungen mit FUP programmieren 314821 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 314822 Eine binaumlre Verknuumlpfung im Funktionsplan programmieren 316823 T-Abzweig im Funktionsplan 319824 Verknuumlpfungsergebnis negieren im Funktionsplan 319825 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen im Funktionsplan 321826 Guumlltigkeitspruumlfung einer Gleitpunktvariablen im Funktionsplan 321827 Vergleich von Variablen im Funktionsplan 322828 VARIANT-Zeiger testen und vergleichen im Funktionsplan 323

83 Standard-Boxen mit FUP programmieren 324831 Zuweisung und negierende Zuweisung 324832 Setzen- und Ruumlcksetzen-Box 326833 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Funktionsplan 326834 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Funktionsplan 327835 Standardboxen mit Zeitverhalten 328

84 Q-Boxen mit FUP programmieren 329841 Speicher-Boxen im Funktionsplan 329842 Flankenauswertung des Verknuumlpfungsergebnisses 330843 Beispiel Binaumlruntersetzer im Funktionsplan 330844 Zeitfunktionen im Funktionsplan 331845 Zaumlhlfunktionen im Funktionsplan 333

85 ENENO-Boxen mit FUP programmieren 334851 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 334852 Uumlbertragungsfunktionen im Funktionsplan 336853 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte im Funktionsplan 338854 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte im Funktionsplan 339855 Mathematische Funktionen im Funktionsplan 340856 Konvertierungsfunktionen im Funktionsplan 340857 Schiebefunktionen im Funktionsplan 341

Inhaltsverzeichnis

14

858 Logikfunktionen im Funktionsplan 342859 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Funktionsplan 3438510 Die CALCULATE-Box im Funktionsplan 344

86 Programmsteuerung mit FUP 344861 Sprungfunktionen im Funktionsplan 344862 Sprungliste im Funktionsplan 346863 Sprungverteiler im Funktionsplan 347864 Bausteinende-Funktion im Funktionsplan 347865 Bausteinaufruf-Funktionen im Funktionsplan 347

9 Structured Control Language SCL 350

91 Einfuumlhrung 350911 Mit SCL programmieren 350912 SCL-Anweisungen und Operatoren 355913 Datentyp-Konvertierung bei SCL 357

92 Uumlbertragungsfunktionen 359921 Wertzuweisung einer Binaumlrvariablen 359922 Flankenauswertung bei SCL 360923 Wertzuweisung einer Digitalvariablen 361924 Uumlbertragen von VARIANT-Variablen bei SCL 362925 Datenbereiche uumlbertragen und fuumlllen 363926 Bytes tauschen 363927 Datenuumlbertragung mit PEEK und POKE 364

93 Logische Ausdruumlcke und Logikfunktionen 366931 Binaumlre Verknuumlpfungen mit SCL programmieren 366932 Wortverknuumlpfungen bei SCL 369933 Codier- Auswahl- und Begrenzerfunktionen bei SCL 370

94 Arithmetische Ausdruumlcke 371941 Arithmetische Funktionen bei SCL 371942 Mathematische Funktionen bei SCL 372

95 Vergleichsausdruumlcke 373951 Vergleichsfunktionen bei SCL 373952 VARIANT-Zeiger testen 373

96 Weitere Funktionen fuumlr SCL 375961 Zeitfunktionen bei SCL 375962 Zaumlhlfunktionen bei SCL 375963 Schiebefunktionen bei SCL 377964 Zeichenkettenfunktionen bei SCL 378

97 Programmsteuerung mit SCL 378971 Kontrollanweisungen 378972 Bausteinende-Funktion bei SCL 389973 Aufruf einer Funktion (FC) bei SCL 389974 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) bei SCL 390975 Versorgung von Parametern 391

98 Arbeiten mit Quelldateien 392

Inhaltsverzeichnis

15

10 Basisfunktionen 396

101 Binaumlre Verknuumlpfungen 3961011 Einfuumlhrung 3961012 Arbeiten mit Binaumlrsignalen 3971013 UND-Funktion Reihenschaltung 3991014 ODER-Funktion Parallelschaltung 3991015 Exklusiv-ODER-Funktion Antivalenzfunktion 4021016 Verknuumlpfungsergebnis negieren NOT-Kontakt 402

102 Speicherfunktionen 4031021 Einfuumlhrung 4031022 Einfache und negierende Spule Zuweisung 4041023 Einzelnes Setzen und Ruumlcksetzen 4041024 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen 4061025 Vorrangiges Setzen und Ruumlcksetzen Speicher-Boxen 407

103 Flankenauswertungen 407

104 Zeitfunktionen 4131041 Wissenswertes zu Zeitfunktionen 4131042 Impulsbildung TP 4141043 Einschaltverzoumlgerung TON 4151044 Ausschaltverzoumlgerung TOF 4161045 Akkumulierende Einschaltverzoumlgerung TONR 4181046 Eine Zeitfunktion mit einer Zeitdauer laden 4191047 Eine Zeitfunktion zuruumlcksetzen 419

105 Zaumlhlfunktionen 4201051 Wissenswertes zu Zaumlhlfunktionen 4201052 Vorwaumlrtszaumlhler CTU 4221053 Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTD 4231054 Vorwaumlrts-Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTUD 424

11 Digitalfunktionen 426

111 Uumlbertragungsfunktionen 4261111 Variable kopieren MOVE- und S_MOVE-Box bei KOP und FUP 4271112 Wertzuweisungen bei SCL 4291113 VARIANT-Variable lesen und schreiben 4311114 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK_VARIANT 4321115 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK und UMOVE_BLK 4331116 Datenbereich fuumlllen mit FILL_BLK und UFILL_BLK 4351117 Variable von und zu einen BYTE-Feld uumlbertragen 4371118 Variable von und zu einem Bitfeld uumlbertragen 4401119 Byte-Reihenfolge aumlndern 44211110 Bereichsgrenzen ermitteln 442

112 Vergleichsfunktionen 4421121 Vergleich von Variablenwerten 4431122 Bereichsvergleich (KOP FUP) 445

Inhaltsverzeichnis

16

1123 Gleitpunkt-Variable testen (KOP FUP) 445

1124 VARIANT-Zeiger testen (KOP FUP) 446

1125 VARIANT-Zeiger testen (SCL) 448

113 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte 451

1131 Grundrechnungsarten 451

1132 Division mit Rest als Ergebnis MOD 453

1133 Dekrementieren DEC Inkrementieren INC 453

114 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte 454

1141 Addition T_ADD 454

1142 Subtraktion T_SUB 455

1143 Differenz T_DIFF 456

1144 Zusammenfassen T_COMBINE 456

115 Mathematische Funktionen 456

1151 Winkelfunktionen SIN COS TAN 457

1152 Arcusfunktionen ASIN ACOS ATAN 458

1153 Quadrat bilden SQR 458

1154 Quadratwurzel ziehen SQRT 458

1155 Potenzieren zur Basis e EXP 459

1156 Natuumlrlichen Logarithmus berechnen LN 459

1157 Nachkommastellen extrahieren FRAC 460

1158 Potenzieren zu einer beliebigen Basis EXPT 460

1159 Absolutwertbildung ABS 460

11510 Negation NEG 460

116 Konvertierungsfunktionen (Datentypwandlung) 461

1161 Implizite Datentypkonvertierung 462

1162 Variablen uumlberlagern (Datentypsichten) 464

1163 Konvertierungsfunktionen CONVERT S_CONV und T_CONV 466

1164 Konvertierungsfunktionen fuumlr Gleitpunktzahlen 472

1165 Konvertierungsfunktionen STRG_TO_CHARS und CHARS_TO_STRG 473

1166 Konvertierungsfunktionen STRG_VAL und VAL_STRG 475

1167 Konvertierungsfunktionen ATH und HTA 478

1168 Konvertierungsfunktionen SCALE_X und NORM_X 480

117 Schiebefunktionen 480

118 Logikfunktionen 483

1181 Wortverknuumlpfungen 483

1182 Invertieren INVERT 485

1183 Codierfunktionen DECO und ENCO 485

1184 Auswahlfunktionen SEL MUX und DEMUX 487

1185 Auswahlfunktionen MIN und MAX 488

1186 Begrenzer LIMIT 490

119 Zeichenketten bearbeiten 490

1110 Rechnen mit der CALCULATE-Box (KOP FUP) 496

1111 Symbolnamen lesen 498

Inhaltsverzeichnis

17

12 Programmsteuerung 503

121 Sprungfunktionen 503

1211 Sprung abhaumlngig vom Verknuumlpfungsergebnis (KOP FUP) 504

1212 Sprungliste JMP_LIST (KOP FUP) 505

1213 Sprungverteiler SWITCH (KOP FUP) 506

1214 Absoluter Sprung GOTO (SCL) 507

122 Bausteinende-Funktion 508

123 Aufruf von Codebausteinen 509

1231 Wissenswertes zum Bausteinaufruf 509

1232 Aufruf einer Funktion (FC) 510

1233 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) 510

1234 Asynchron arbeitende Systembausteine 511

1235 ENENO-Mechanismus 513

124 Arbeiten mit Bausteinen 515

1241 Bausteine mit optimiertem und Standardzugriff 515

1242 Datentypen der lokalen Variablen 517

1243 Bausteinparameter adressieren 519

1244 Bausteinparameter versorgen 521

1245 Parametertyp VARIANT 523

1246 Uumlbergabe von Bausteinparametern 525

125 Datenbausteinfunktionen 528

1251 Hardware-Datentyp DB_ANY 529

1252 Konvertierung von DB_ANY 530

1253 Operandenbereich Daten 531

1254 Adressierung von Datenbausteinen 533

1255 Datenbausteinattribute lesen 534

1256 CPU-Datenbausteine 535

1257 Ladespeicher lesen und schreiben 538

13 Online-Betrieb Diagnose und Test 542

131 Programmiergeraumlt an die PLC-Station anschlieszligen 543

132 Projektdaten uumlbertragen 545

1321 Die Projektdaten erstmalig laden 546

1322 Die Projektdaten nachladen 548

1323 Das Anwenderprogramm schuumltzen 549

1324 Mit Online-Projektdaten arbeiten 552

1325 Mit der Memory Card arbeiten 554

133 Mit Bausteinen im Online-Betrieb arbeiten 557

1331 Einfuumlhrung 557

1332 Einen Online-Baustein bearbeiten 558

1333 Einen Baustein laden und zuruumlckladen 559

1334 Ohne Reinitialisierung laden 560

1335 Mit Momentaufnahmen arbeiten 562

Inhaltsverzeichnis

18

1336 Mit Einstellwerten arbeiten 563

1337 Bausteine vergleichen 565

134 Hardware-Diagnose 568

1341 Status-Anzeigen an den Baugruppen 569

1342 Diagnosefenster 570

1343 Diagnosepuffer 571

1344 Online-Tools 572

1345 Weitere Diagnose-Informationen uumlber das Programmiergeraumlt 573

135 Anwenderprogramm testen 574

1351 Aufrufumgebung definieren 575

1352 Testen mit Programmstatus 575

1353 PLC-Variablen beobachten 580

1354 Datenvariablen beobachten und steuern 580

1355 Testen mit Beobachtungstabellen 581

1356 Testen mit der Force-Tabelle 588

136 Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion 591

1361 Einfuumlhrung 591

1362 Erstellen der Trace-Konfiguration 591

1363 Messwerte aufzeichnen 592

1364 Messungen auswerten 593

1365 Messungen speichern 595

14 Dezentrale Peripherie 596

141 Einfuumlhrung Uumlbersicht 596

142 PROFINET IO 597

1421 Komponenten von PROFINET IO 597

1422 Adressen bei PROFINET IO 599

1423 PROFINET IO projektieren 601

1424 Echtzeit-Kommunikation bei PROFINET IO 606

143 PROFIBUS DP 607

1431 Komponenten von PROFIBUS DP 607

1432 Adressen bei PROFIBUS DP 610

1433 PROFIBUS DP projektieren 612

144 Systembausteine fuumlr PROFINET IO und PROFIBUS DP 615

1441 Peripheriedaten lesen und schreiben 615

1442 Datensaumltze uumlbertragen 618

1443 Dezentrale Station aktivierendeaktivieren 621

145 DPV1-Alarme 622

146 AktorSensor-Interface 624

1461 Komponenten von AktorSensor-Interface 624

1462 AS-i-Master CM 1243-2 projektieren 624

1463 AktorSensor-Interface projektieren 624

1464 Schnittstelle zum Anwenderprogramm 626

Inhaltsverzeichnis

19

15 Kommunikation 628

151 Uumlbersicht 628

152 Open User Communication 631

1521 Grundlagen 631

1522 Datenstruktur der Open User Communication 631

1523 Verbindung aufbauen und Daten senden mit TSEND_C 632

1524 Verbindung aufbauen und Daten empfangen mit TRCV_C 634

1525 Open User Communication projektieren 636

1526 Weitere Funktionen fuumlr die Open User Communication 637

153 S7-Kommunikation 639

1531 Grundlagen 639

1532 Datenaustausch mit GET und PUT 640

1533 S7-Kommunikation projektieren 642

154 Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 643

1541 Einfuumlhrung in die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 643

1542 Konfigurieren der Kommunikationsbaugruppe CM 1241 643

1543 Funktionen fuumlr die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 646

155 Weitere Kommunikationsfunktionen 649

1551 USS-Protokoll fuumlr Antriebe 649

1552 Modbus RTU 651

1553 Modbus TCP 653

16 Visualisierung 656

161 Einfuumlhrung in die Visualisierung 656

1611 Uumlbersicht HMI Panels in STEP 7 (TIA Portal) 657

1612 Ein Projekt mit einer HMI-Station anlegen 659

1613 Querverweise fuumlr HMI-Objekte 661

162 HMI-Variablen und Bereichszeiger anlegen 663

1621 Einfuumlhrung HMI-Variablen 663

1622 Eine HMI-Variable anlegen 664

1623 Einen Bereichszeiger anlegen 665

163 Prozessbilder projektieren 667

1631 Einfuumlhrung in die Projektierung von Prozessbildern 667

1632 Arbeitsfenster fuumlr Prozessbilder 668

1633 Arbeiten mit Bildebenen 668

1634 Arbeiten mit Vorlagen 669

1635 Arbeiten mit Funktionstasten 670

1636 Ein neues Bild anlegen 672

1637 Einen Bildwechsel projektieren 672

1638 Arbeiten mit Objekten in Prozessbildern 673

1639 Bildobjekte zur Laufzeit veraumlndern 674

16310 Basisobjekte fuumlr die Bildprojektierung 674

Inhaltsverzeichnis

20

164 Bedien- und Beobachtungsfunktionen 6751641 Eingabe und Anzeige von Prozesswerten 6751642 Arbeiten mit Meldungen 6781643 Arbeiten mit Rezepturen 6871644 Arbeiten mit der Benutzerverwaltung 6921645 Arbeiten mit Archiven 6951646 Aufgaben planen 697

165 HMI-Projektierung fertig stellen 6971651 HMI-Projektierung uumlbersetzen (Konsistenzpruumlfung) 6971652 Simulation der HMI-Projektierung 6981653 Projektierung in die HMI-Station laden 6991654 Wartung der HMI-Station 701

17 Anhang 704

171 Integrierte und technologische Funktionen 7041711 High Speed Counter (HSC) 7041712 Impulsgenerator 7101713 Technologieobjekte fuumlr Motion Control 7131714 Technologieobjekte fuumlr PID Control 718

172 Fernverbindung mit TeleService 722

173 TeleControl mit CP 1242-7 724

174 Webserver 7261741 Webserver aktivieren 7261742 Zugriff auf den Webserver 7261743 Standard-Webseiten 727

175 Daten protokollieren und mit Rezepturen arbeiten 7291751 Einfuumlhrung in die Datenprotokollierung 7291752 Funktionen fuumlr die Datenprotokollierung 7301753 Einfuumlhrung zur Rezepturenuumlbertragung 7321754 Funktionen fuumlr die Rezepturenuumlbertragung 734

176 Simulation mit S7-PLCSIM 7351761 S7-PLCSIM allgemein 7351762 Die Bedienoberflaumlche von S7-PLCSIM 7361763 In S7-PLCSIM mit STEP-7-Testfunktionen testen 7371764 Mit einem Simulationsprojekt arbeiten 7391765 Mit dem Adressbereich testen 7401766 Mit der SIM-Tabelle testen 7411767 Mit der Sequenztabelle testen 742

Stichwortverzeichnis 746

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

21

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

SIMATIC S7-1200 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den unteren undmittleren Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Signalbaugruppen sowie mit Kommunikationsbaugruppenmodular erweitert werden Das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200 ist naht-los eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Die Controller SIMATIC S7-1200 bilden als speicherprogrammierbare Steuerun-gen (SPS oder PLC Programmable Logic Controller) die Basis des Automatisie-rungssystems Mehrere Controller mit abgestufter Leistungsfaumlhigkeit uumlberdeckenden unteren und mittleren Bereich der industriellen Steuerungen

SIMATIC HMI bedeutet Bedienen und Beobachten (HMI Human Machine Inter-face) Die Basic Panels sind so ausgelegt dass sie optimal mit SIMATIC S7-1200zusammenarbeiten Die Geraumlte sind in Displaygroumlszligen von 36 Zoll bis 15 Zoll ver-fuumlgbar und werden uumlber Touchscreen bedient Bis auf das 15-Zoll-Geraumlt haben dieGeraumlte zusaumltzlich Funktionstasten

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1200

SIMATIC Controller steuern die Maschine oder Anlage

Bedienen und Beobachten zum Fuumlhrender Anlage im laufenden Betrieb

SIMATIC NET

SIMATIC HMI STEP 7(TIA Portal)

SIMATIC S7-1200

Vernetzung zum Datenaustauschund zentralen Online-Zugriff

Software zum Konfigurierenund ProgrammierenProjektieren

SS

S S S

Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

22

SIMATIC NET verbindet alle SIMATIC-Stationen und sorgt fuumlr komplikationslosenDatenaustausch SIMATIC S7-1200 mit PROFINET-Schnittstelle verwendet dasIndustrial Ethernet Netzwerk um mit anderen PLC-Stationen HMI-Stationen undProgrammiergeraumlten Daten auszutauschen Kommunikationsbaugruppen erwei-tern die Kommunikationsfaumlhigkeit auf andere Netze wie PROFIBUS DP AktorSen-sor-Interface oder Punkt-zu-Punkt-Kopplung auf RS232- oder RS485-Basis

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert und parametriert mit STEP 7 wird das Anwenderprogrammerstellt und getestet Das TIA Portal ist die zentrale Bedienoberflaumlche zum Verwal-ten der Werkzeuge und Automatisierungsdaten STEP 7 im TIA Portal gibt es in denVarianten STEP 7 Professional und STEP 7 Basic Mit beiden Varianten kann eine S7-1200-Station projektiert und programmiert werden In diesem Buch ist die Anwen-dung von STEP 7 Basic beschrieben

Komponenten und Anschluumlsse

Das Bild 12 zeigt einen Uumlberblick uumlber die Anschlussmoumlglichkeiten an einen BasicController S7-1200

Die Zentralbaugruppe (Central Processor Unit CPU) enthaumllt das Betriebssystemund das Anwenderprogramm Das Anwenderprogramm befindet sich span-nungsausfallsicher im Ladespeicher Die ablaufrelevanten Teile des Anwender-programms werden in einem Arbeitsspeicher mit schnellem Zugriff bearbeitetVariablenwerte die auch bei Spannungsausfall oder beim Aus- und Einschaltenihren Wert behalten sollen werden im Remanenzspeicher abgelegt

Mithilfe einer steckbaren Speicherkarte (Memory Card MC) kann das Anwender-programm auf die CPU-Baugruppe uumlbertragen werden ndash alternativ zum Uumlbertragenuumlber eine Online-Verbindung mit dem Programmiergeraumlt Die Speicherkarte kannauch als externer Ladespeicher oder zum Firmware-Update eingesetzt werden

Die Verbindung zur Anlage oder zum Prozess uumlbernehmen Onboard-Ein- und-Ausgaben die je nach Version der Zentralbaugruppe in unterschiedlicher Anzahlvorhanden sind Die Onboard-Ein- und -Ausgaben sind auch speziell fuumlr denBetrieb der integrierten Hochgeschwindigkeitszaumlhler (HSC High Speed Counter)ausgelegt Das Betriebssystem enthaumllt auszligerdem Impulsgeneratoren mit weiten-modulierter Impulsausgabe sowie die Technologieobjekte Achse zur Ansteuerungvon Schrittmotoren und Servomotoren mit Pulsschnittstelle und PID Compacteinen PID-Regler mit optimierter Selbsteinstellung

Mit einem Signal Board (SB) koumlnnen die Onboard-Ein- und -Ausgaben erweitertwerden Das Communication Board (CB) schafft einen Punkt-zu-Punkt-Anschlussfuumlr die CPU-Baugruppe und das Battery Board (BB) verlaumlngert die Gangreserve derintegrierten Hardware-Uhr auf etwa ein Jahr

Sind zusaumltzliche Ein- und Ausgaumlnge erforderlich koumlnnen ndash je nach Version derCPU-Baugruppe ndash Ein-Ausgabebaugruppen (Signal Modules SM) an die CPU-Baugruppe angesteckt werden Sie sind fuumlr Digital- und Analogsignale verfuumlgbar

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

23

Die PROFINET-Schnittstelle verbindet die CPU-Baugruppe mit dem SubnetzIndustrial Ethernet An ihr wird das Programmiergeraumlt angeschlossen wenn bei-spielsweise das Anwenderprogramm online zur CPU-Baugruppe uumlbertragen undan der Maschine getestet werden soll Uumlber diese Schnittstelle geschieht auch derDatenaustausch mit HMI-Stationen oder anderen Automatisierungsgeraumlten

Wird die CPU-Baugruppe mit nur einem Geraumlt uumlber Ethernet verbunden kann esdirekt mit einem Standard- oder bdquoCross-overldquo-Kabel geschehen Bei der Vernetzungvon mehr als zwei Geraumlten die nur eine PROFINET-Schnittstelle haben muumlssen dieVerbindungskabel uumlber einen Vervielfacher z B das Communication SwitchModule (CSM) gefuumlhrt werden CPU 1215 und CPU 1217 haben zwei mit einemSwitch verbundene Anschluumlsse so dass sie mit dem naumlchsten Automatisierungsge-raumlt ohne zwischengeschalteten Anschlussvervielfacher vernetzt werden koumlnnen

Kommunikationsbaugruppen (Communication Modules CM) gestatten denBetrieb an weiteren Bussystemen wie beispielsweise PROFIBUS DP Hier kann eine

Bild 12 Anschlussmoumlglichkeiten an eine PLC-Station mit CPU 1200

S

Anschluss von Geraumlten uumlberCommunication Module (CM)an PROFIBUS AS-Interfaceoder Punkt-zu-Punkt

Anschluss einesProgrammier-geraumlts

Anschluss einerHMI-Station(Basic Panel)

Anschluss einerweiteren S7-1200-Station oderanderer Geraumlte aufder Basis derOpen UserCommunication

Vervielfaumlltigung des Ethernet-Anschlusses mit demCommunication Switch Module(CSM)

Anschluss von Sensoren zBTaster oder Endschalter an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Anschluss von Aktoren zBSchuumltze oder Leuchten an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Mit einer Memory Card(MC) kann dasSteuerungsprogrammuumlbertragen und dasBetriebssystemhochgeruumlstet werden

Anschlussmoumlglichkeiten an eine CPU 1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

24

S7-1200-Station in einem DP-Mastersystem sowohl der DP-Master als auch ein DP-Slave sein An AS-Interface kann eine S7-1200-Station der AS-Interface-Master seinund bis zu 62 AS-Interface-Feldgeraumlte steuern Die Kommunikationsbaugruppe fuumlrdie Punkt-zu-Punkt-Kopplung gibt es mit RS232- oder RS485-Schnittstelle an diebeispielsweise ein Barcode- oder RFID-Leser angeschlossen werden kann

12 Uumlbersicht STEP 7

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Nutzungsberechtigung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuel-len Betriebssystemen Microsoft Windows Mit STEP 7 Basic oder STEP 7 Professionalkoumlnnen die S7-1200-Controller und ndash mit dem mitgelieferten WinCC Basic ndash dieBasic Panels projektiert werden Die Projektierung geschieht mit zwei Ansichtendie Portalansicht und die Projektansicht (Bild 13)

Die Portalansicht bietet eine aufgabenorientierte Sicht auf die installierten Werk-zeuge Auf der linken Seite sind die Portale fuumlr die Werkzeuge aufgelistet und in derMitte stehen die Aktionen zum ausgewaumlhlten Portal Das Fenster auf der rechtenSeite zeigt die Objekte die mit der ausgewaumlhlten Aktion bearbeitet werden koumlnnenFalls es erforderlich ist wird zur Bearbeitung des ausgewaumlhlten Objekts zur Pro-jektansicht gewechselt

Bild 13 Bedienoberflaumlchen im TIA Portal Portalansicht und Projektansicht

12 Uumlbersicht STEP 7

25

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt In der Geraumltekonfigurationsteht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittelpunkt In derGeraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platzierten Baugruppengezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt die Eigenschaften derselektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibt Unterstuumltzungdurch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Baugruppen DieNetzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

Bei der PLC-Programmierung bearbeiten Sie im Arbeitsbereich den ausgewaumlhltenBaustein Wiederum sehen Sie im Inspektorfenster die Eigenschaften des markier-ten Objekts und koumlnnen diese einstellen Das Aufgabenfenster enthaumllt diesmal denProgrammelemente-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Anweisungen undFunktionen Aumlhnliches gilt fuumlr die Bearbeitung der PLC-Variablen beim Online-Programmtest durch Beobachtungstabellen oder beim Projektieren eines HMI-Geraumlts

Und stets haben Sie die Projektnavigation im Blickfeld Sie enthaumllt alle Objekte desSTEP-7-Projekts So koumlnnen Sie jederzeit ein Objekt beispielsweise einen Pro-grammbaustein oder eine Beobachtungstabelle auswaumlhlen und dieses Objekt mitden entsprechenden Editoren die beim Oumlffnen des Objekts automatisch startenbearbeiten

Allgemeine Vorgehensweise fuumlr die Erstellung eines Steuerungsprogramms

Alle fuumlr die Steuerung und Bedienung der Maschine oder Anlage notwendigenAutomatisierungsdaten sind in einem Projekt zusammengefasst Ein Projekt isteine Ordnerstruktur im Dateisystem des Programmiergeraumlts

Mit STEP 7 legen Sie ein neues Projekt an und fuumlgen ein Automatisierungsgeraumlt(eine Station) hinzu Dabei bestimmen Sie den Typ des Controllers den Sie fuumlr IhrVorhaben benoumltigen Je nach Bedarf erweitern Sie die Station mit zusaumltzlichen Bau-gruppen die Sie dem Hardware-Katalog entnehmen Mit dem Konfigurationseditorstellen Sie alle Hardware-Parameter ein beispielsweise das Verhalten der Zentral-baugruppe beim Einschalten der Versorgungsspannung oder die Adressen derBaugruppen Im weiteren Verlauf der Projektbearbeitung koumlnnen Sie jederzeitzusaumltzliche Baugruppen hinzustecken vorhandene Baugruppen aus der Konfigu-ration entfernen oder die Einstellungen der Baugruppen aumlndern

Bei der Hardware-Konfiguration erhaumllt jeder Ein- und Ausgang eine Adresse diesich aus der Adresse der Signalbaugruppe ableitet Dieser Absolutadresse ordnenSie in der PLC-Variablentabelle einen Namen (eine Symboladresse) zu Der Pro-grammeditor arbeitet primaumlr mit Symboladressen die er ndash falls keine (Anwender-)Symboladressen vergeben werden ndash mit laufender Nummer generiert Diese auto-matisch generierten Symboladressen sagen nichts uumlber die Bedeutung des Ein-gangs oder Ausgangs aus Es wird empfohlen nur aussagekraumlftige Namen zu ver-wenden denn dadurch sinkt die Fehleranfaumllligkeit und das Anwenderprogrammist leichter lesbar

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

26

Das Steuerungsprogramm (das Anwenderprogramm) besteht aus einzelnen Unter-programmen die man Bausteine nennt Alle Anwenderbausteine sind im OrdnerProgrammbausteine gespeichert Beim Anlegen einer Station wird in diesen Ordnerein Organisationsbaustein mit der Nummer 1 (OB 1) und der Symboladresse Main(Hauptprogramm) eingefuumlgt Organisationsbausteine sind die Schnittstelle zwi-schen dem Betriebssystem der CPU und dem Anwenderprogramm Fuumlr die Struktu-rierung des Anwenderprogramms gibt es zusaumltzlich Funktionsbausteine undFunktionen und fuumlr die Anwenderdaten die Datenbausteine Ein Doppelklick aufeinen Baustein oumlffnet ihn und Sie koumlnnen das Bausteinprogramm eingeben DieProgrammiersprache fuumlr einen Baustein koumlnnen Sie frei waumlhlen je nachdem wel-che Vorlieben Sie haben oder welche Funktion der Baustein erfuumlllen soll Im Steue-rungsprogramm koumlnnen also alle Programmiersprachen vertreten sein

Die benoumltigten Programmelemente entnehmen Sie dem Programmelemente-Kata-log dessen Inhalt sich automatisch der verwendeten Programmiersprache anpasstDazu bdquoziehenldquo Sie mit der Maus das Programmelement aus dem Katalog in dengeoumlffneten Baustein (bdquodrag and dropldquo) Anschlieszligend beschriften Sie das Pro-grammelement mit den gewuumlnschten Variablen Das sind die (globalen) Variablenaus der PLC-Variablentabelle (Ein- und Ausgaumlnge) und die (lokalen) Variablen dieSie im Baustein selbst definieren zum Beispiel Zwischenspeicher fuumlr temporaumlreErgebnisse oder Bausteinparameter fuumlr die Uumlbergabe von Werten an das Baustein-programm

Sie koumlnnen jederzeit die Projektierung oder Programmierung unterbrechen dieeingegebenen Daten speichern und die Arbeiten zu einem spaumlteren Zeitpunkt fort-setzen Es wird immer das komplette Projekt gespeichert Dabei spielt es keineRolle ob das eingegebene Programm und die Daten vollstaumlndig oder in sich konsis-tent sind

Ein Projekt koumlnnen Sie bdquoofflineldquo ndash das heiszligt ohne Steuerungs-Hardware ndash erstellenZum Testen und Betreiben an der Maschine muumlssen Sie die Projektdaten in dieSteuerung bdquoladenldquo Beim Laden werden die Projektdaten bdquouumlbersetztldquo Dabei wirdder Code erzeugt den der Steuerungsprozessor bearbeiten kann Jetzt muss dasAnwenderprogramm vollstaumlndig und in sich konsistent sein sonst wird der Lade-vorgang nicht ausgefuumlhrt Sie koumlnnen eine Uumlbersetzung auch waumlhrend der Pro-grammerstellung anstoszligen und so beispielsweise pruumlfen ob der bis dahin einge-gebene Programmcode konsistent ist Mit einer im Programmiergeraumlt simulierten(Software-)Station koumlnnen Sie auch einem bdquoVorabtestldquo durchfuumlhren

STEP 7 stellt Ihnen zum Testen und Fehlersuchen umfangreiche Werkzeuge zurVerfuumlgung So koumlnnen Sie beispielsweise den Verlauf der Signalzustaumlnde im bear-beiteten Programm beobachten Variablenwerte vorgeben und vom getesteten Pro-gramm Zwischensicherungen erstellen Nach der Inbetriebnahme koumlnnen Sie dasAnwenderprogramm in komprimierter Form archivieren

Ein Projekt muss mindestens eine Station enthalten Das kann eine PLC- eine HMI-oder eine PC-Station sein In einem Projekt koumlnnen sich auch mehrere Stationenunterschiedlicher Art befinden Mit der Netzprojektierung erstellen Sie dann dieKommunikationsverbindungen fuumlr den Datenaustausch zwischen den Stationen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

27

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Die Automatisierungsdaten liegen im Automatisierungssystem an verschiedenenSpeicherplaumltzen Da ist zuerst einmal das Programmiergeraumlt Auf dessen Festplattewerden in einem STEP-7-Projekt saumlmtliche Automatisierungsdaten gespeichertBeim Konfigurieren Projektieren und Programmieren bearbeiten Sie die Projekt-daten mit STEP 7 im Hauptspeicher des Programmiergeraumlts (Bild 14)

Die Automatisierungsdaten im Programmiergeraumlt sind die Offline-ProjektdatenWenn STEP 7 die Automatisierungsdaten entsprechend aufbereitet (bdquouumlbersetztldquo)hat koumlnnen sie in ein angeschlossenes Automatisierungsgeraumlt geladen werdenDie in den Anwenderspeicher der CPU-Baugruppe geladenen Daten sind die Online-Projektdaten

Die Uumlbertragung der Projektdaten zwischen Programmiergeraumlt und CPU-Bau-gruppe kann mithilfe der SIMATIC Memory Card erfolgen Der Normalfall ist eineOnline-Verbindung zum Uumlbertragen Testen und Diagnostizieren

Anwenderspeicher

Der Anwenderspeicher in der CPU-Baugruppe besteht aus dem Ladespeicher demArbeitsspeicher und dem Remanenzspeicher

Im Ladespeicher steht das gesamte Anwenderprogramm einschlieszliglich Konfigu-rationsdaten (Systemdaten) Reicht der Umfang des internen auf der CPU-Bau-

Bild 14 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Memory Card

ArbeitsspeicherRemanenzspeicher

Hauptspeicher

Festplatte

Ladespeicher

Im Ladespeicher stehendie zur CPU uumlbertragenenProjektdaten Zusammen

mit den aktuellenVariablenwerten aus demArbeitsspeicher bilden siedie Online-Projektdaten

Mit der Memory Cardkann das Steuerungs-

programm zur CPUuumlbertragen werden

Im Arbeitsspeicher stehtder ablauffaumlhige Teil desSteuerungsprogramms

der zur Laufzeit bearbeitetwird

Im Remanenzspeicherstehen die Variablen die

ihren Wert bei Spannungs-ausfall oder beim Aus-

und Einschalten behalten

Auf der Festplattesind die Offline-

Projektdaten gespeichert

Alle Projektdaten werdenim Hauptspeicher desProgrammiergeraumlts

bearbeitet

Programmiergeraumlt CPU-Baugruppe

Uumlbertragung mit Online-Verbindung

Uumlbertragungbeim Einschalten

Speichern derProjektdaten

Datenhaltung im SIMATIC Automatisierungssystem

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

28

gruppe liegenden Ladespeichers nicht aus kann er auf die Memory Card bdquoverla-gertldquo werden (externer Ladespeicher) Vom Programmiergeraumlt aus wird dasAnwenderprogramm immer zuerst in den Ladespeicher uumlbertragen und von hieraus in den Arbeitsspeicher Das Programm im Ladespeicher wird nicht als Anwen-derprogramm bearbeitet Datenbausteine die beispielsweise Rezepte enthaltenkoumlnnen als bdquonicht ablaufrelevantldquo gekennzeichnet werden und werden dann nichtin den Arbeitsspeicher uumlbertragen Mit Systembausteinen kann vom Anwenderpro-gramm aus auf diese Datenbausteine zugegriffen werden Wie das Anwenderpro-gramm aus Bausteinen strukturiert ist entnehmen Sie dem Kapitel 16 bdquoBearbei-tung des Anwenderprogrammsldquo auf Seite 35

Der Arbeitsspeicher ist als schneller in vollem Umfang in der CPU integrierterRAM-Speicher ausgelegt Das Betriebssystem der CPU kopiert den bdquoablaufrelevan-tenldquo Programmcode und die Anwenderdaten in den Arbeitsspeicher bdquoAblaufrele-vantldquo ist eine Eigenschaft der vorhandenen Objekte nicht gleichbedeutend mit derTatsache dass ein bestimmter Codebaustein auch aufgerufen und bearbeitet wirdDas bdquoeigentlicheldquo Anwenderprogramm wird im Arbeitsspeicher bearbeitet

Beim Zuruumlckladen des gesamten Anwenderprogramms in das Programmiergeraumltwerden die Bausteine aus dem Ladespeicher geholt ergaumlnzt um die aktuellenWerte der Daten aus dem Arbeitsspeicher

Der Remanenzspeicher enthaumllt die als remanent definierten Merker und Datenva-riablen Die Werte im Remanenzspeicher bleiben nach einem Spannungsausfalloder beim Aus- und Einschalten der Versorgungsspannung erhalten Die Wertewerden geloumlscht bei einem Urloumlschen oder beim Zuruumlcksetzen der CPU-Baugruppeauf die Werkseinstellungen

Der Systemspeicher enthaumllt die Prozessabbilder fuumlr die Ein- und Ausgaumlnge Dassind Kopien der Ein- und Ausgangssignale von den Baugruppen Ebenfalls im Sys-temspeicher liegen die Operandenbereiche Merker und die temporaumlren Lokalda-ten Die temporaumlren Lokaldaten sind Zwischenspeicher fuumlr die Programmbearbei-tung in den Bausteinen des Anwenderprogramms

Die Memory Card kann als Uumlbertragungskarte das Anwenderprogramm in den CPU-Speicher uumlbertragen oder als Programmkarte der externe Ladespeicher sein Bei derAnwendung als Programmkarte muss die Memory Card zur Laufzeit in der CPU-Baugruppe gesteckt bleiben

Operandenbereiche

Beim Steuern einer Maschine oder eines Prozesses werden Signalzustaumlnde undZahlenwerte verarbeitet Eingaumlnge werden abgefragt deren Signalzustaumlndegemaumlszlig der Steuerungsaufgabe miteinander verknuumlpft und mit den Ergebnissendie Ausgaumlnge gesteuert Aumlhnlich ist es mit Zahlenwerten die ausgewaumlhlt berech-net verglichen und gespeichert werden CPU 1200 stellt fuumlr diese variablen Wertedie im Bild 15 gezeigten Speicherbereiche zur Verfuumlgung

b Peripherie-Eingaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Eingabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B die Einstellungvon Bedienelementen oder Sensoren abzufragen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

29

b Eingaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Eingaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn Signalzustaumlndeder Maschine abgefragt und verknuumlpft werden sollen Die Gesamtheit der Ein-gaumlnge ist das Eingangs-Prozessabbild

b Peripherie-Ausgaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Ausgabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B Anzeigen Ven-tile oder Schuumltze zu steuern

b Ausgaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Ausgaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn die Ergebnisseder Steuerungsfunktionen ausgegeben werden sollen Die Gesamtheit der Aus-gaumlnge ist das Ausgangs-Prozessabbild

b Merker sind ein Speicherbereich im Systemspeicher der CPU der als globalerZwischenspeicher bevorzugt fuumlr Binaumlrsignale verwendet wird

b Temporaumlre Lokaldaten sind Speicherbereiche die die CPU einem Codebausteinwaumlhrend der Bearbeitung zuweist Hier kann das Programm im Baustein Signal-zustaumlnde und Zahlenwerte temporaumlr zwischenspeichern die mit dem Bearbei-tungsende des Bausteins ihre Guumlltigkeit verlieren

b Daten sind Variablen im Anwenderspeicher die in Datenbausteinen mit ver-schiedenen Strukturen zusammengefasst sind Ein Datenbaustein der einemCodebaustein zugeordnet ist (Instanz-Datenbaustein) enthaumllt den Operanden-bereich statische Lokaldaten

Weitergehende Beschreibungen finden Sie in den Kapiteln 62 bdquoGlobale OperandenKonstanten und Adressierungldquo auf Seite 199 666 bdquoOperandenbereich temporaumlreLokaldatenldquo auf Seite 240 und 1253 bdquoOperandenbereich Datenldquo auf Seite 531

Globale und lokale Variablen

Variablen enthalten die im Anwenderprogramm bearbeiteten Werte Man kann siegrob in zwei Kategorien einteilen in globale und lokale Variablen

Bild 15 Operandenbereiche in einer PLC-Station

TemporaumlreLokaldaten

Ausgangs-Prozessabbild

Peripherie-Ausgaumlnge

Eingangs-Prozessabbild

Global-Daten-bausteine

Instanz-Daten-bausteine

Typ-Daten-bausteine

Peripherie-Eingaumlnge

Systemspeicher

Anwenderspeicher

Eingabe-baugruppen

Ausgabe-baugruppen

Merker

Operandenbereiche in einer CPU 1200

Der Inhalt des Buchs auf einen Blick

7

Die Beschreibung der Steuerungsfunktionen

10 Basisfunktionen Funktionen fuumlr Binaumlrsignale binaumlre Verknuumlpfungen Speicherfunkti-onen Flankenauswertungen Zeit- und Zaumlhlfunktionen

11 Digitalfunktionen Funktionen fuumlr Digitalvariablen Uumlbertragungs- Vergleichs- Arith-metik- Mathematik- Konvertierungs- Schiebe- Logik- und Zeichenkettenfunktionen

12 Programmsteuerung Sprungfunktionen Bausteine aufrufen und beenden Baustein-parameter adressieren beschalten und uumlbergeben Datenbausteinfunktionen

13 Online-Betrieb Diagnose und Programmtest

Ein Programmiergeraumlt an die PLC-Station anschlieszligen den Online-Betrieb einschalten Die Anwenderbausteine laden aumlndern loumlschen und vergleichen Mit der Hardware-Diagnose arbeiten Das Anwenderprogramm testen Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion

14 Dezentrale Peripherie

Wie ein PROFINET IO System ein PROFIBUS DP Mastersystem und ein AktorSensor-Inter-face System projektiert werden und welche Eigenschaften sie haben DPV1-Alarme

15 Kommunikation

Welche Eigenschaften und welche Kommunikationsfunktionen die Open User Communica-tion die S7-Kommunikation und die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation haben und wie sie projektiert werden Kommunikationsfunktionen fuumlr USS-Antriebe Modbus RTU und TCP

16 Visualisierung

Einfuumlhrung Die Basic Panels in der Uumlbersicht

Start Ein HMI-Projekt einrichten der Bediengeraumlte-Assistent

Verbindung zur PLC HMI-Variablen und Bereichszeiger anlegen

Bilder erstellen Die Projektierung der Prozessbilder ndash Vorlagen Ebenen und Bildwechsel

Arbeiten mit Bildelementen Bedien- und Anzeigeelemente anordnen und editieren

Ein Meldesystem projektieren Rezepturen anlegen und Datensaumltze uumlbertragen die Benut-zerverwaltung verwenden Variablen- und Meldearchive einrichten Aufgaben planen

Das HMI-Programm fertig stellen Das HMI-Programm mit PLC-Station oder mit Variablen-tabelle simulieren Das HMI-Programm zur HMI-Station uumlbertragen

17 Anhang

Integrierte und technologische Funktionen High Speed Counter Impulsgenerator Motion Control PID Control Mit TeleService und TeleControl Daten uumlbertragen

Wie der Webserver der CPU-Baugruppe projektiert wird und welche Moumlglichkeiten er bietet

Mit der Datenprotokollierung und mit Rezepturen in der PLC-Station Prozesswerte uumlbertra-gen und speichern

Mit der Simulationssoftware S7-PLCSIM ein Anwenderprogramm offline testen

Inhaltsverzeichnis

8

Inhaltsverzeichnis

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten 21

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200 21

12 Uumlbersicht STEP 7 24

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem 27

14 Uumlbersicht Adressierung 31

15 Uumlbersicht Datentypen 32

16 Bearbeitung des Anwenderprogramms 35

17 Bedienen und Beobachten mit Prozessbildern 38

2 Einfuumlhrung in STEP 7 40

21 STEP 7 installieren und starten 40211 STEP 7 installieren 40212 Automation License Manager 40213 STEP 7 Basic starten 41

22 Die Benutzeroberflaumlche von STEP 7 41221 Portalansicht 41222 Die Fenster der Projektansicht 42223 Informationssystem 45224 Bedienoberflaumlche anpassen 46225 Mehrsprachige Projekte 46

23 Ein SIMATIC-Projekt bearbeiten 47231 Strukturierte Darstellung der Projektdaten 48232 Projektdaten und Editoren fuumlr eine PLC-Station 49233 Mit Projekten arbeiten 52234 Mit Referenzprojekten arbeiten 57235 Mit Bibliotheken arbeiten 57

3 Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200 62

31 Komponenten einer S7-1200-Station 62

32 CPU-Baugruppen S7-1200 63321 CPU-Varianten 63322 Onboard-Peripherie 65323 PROFINET-Anschluss 66324 Status-Leuchtdioden 66325 SIMATIC Memory Card 67326 Erweiterungen der CPU-Baugruppe 67

Inhaltsverzeichnis

9

33 Signalbaugruppen 69331 Digitalein-ausgabebaugruppen 69332 Analogein-ausgabebaugruppen 70333 Eigenschaften der Peripherieanschluumlsse 70

34 Technologiebaugruppen 72341 IO-Link-Master 72342 Waumlgemodule SIWAREX 73343 Power Signal Booster 73

35 Kommunikationsbaugruppen 73351 Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 74352 PROFIBUS DP 74353 AktorSensor-Interface 74354 Industrial Remote Communication 75355 Kommunikationsbaugruppe RF120C 76

36 Weitere Baugruppen 77361 Anschlussvervielfacher 77362 Externe Spannungsversorgung 77363 TS-Adapter IE Basic 77364 Simulatormodule SIM 1274 78

37 SIPLUS S7-1200 79

4 Geraumltekonfiguration 80

41 Einfuumlhrung 80

42 Eine Station konfigurieren 82421 Eine PLC-Station hinzufuumlgen 82422 Eine Baugruppe hinzufuumlgen 82423 Eine HMI-Station hinzufuumlgen 83

43 Baugruppen parametrieren 84431 Die CPU-Eigenschaften parametrieren 84432 Baugruppen adressieren 87433 Digitaleingaben parametrieren 89434 Digitalausgaben parametrieren 90435 Analogeingaben parametrieren 91436 Analogausgaben parametrieren 91437 Kommunikationsbaugruppen parametrieren 92

44 Hardware-Objekte adressieren 92

45 Konfigurationssteuerung projektieren 94

46 Eine Vernetzung projektieren 96461 Einfuumlhrung 96462 Eine Station vernetzen 97463 Teilnehmeradressen in einem Subnetz 99464 Verbindungen 100465 Ein PROFINET-Subnetz projektieren 103466 Ein PROFIBUS-Subnetz projektieren 106467 Ein AS-i-Subnetz projektieren 107

Inhaltsverzeichnis

10

5 Anwenderprogramm bearbeiten 109

51 Betriebszustaumlnde 109

511 Betriebszustand STOP 110

512 Betriebszustand ANLAUF 111

513 Betriebszustand RUN 113

514 Remanenzverhalten von Operanden 113

52 Anwenderprogramm erstellen 114

521 Programmbearbeitung 114

522 Strukturierung des Anwenderprogramms 116

523 Bausteinarten 119

524 Bausteineigenschaften 121

525 Bausteinschnittstelle 121

526 Einen Codebaustein aufrufen 126

527 Programmierempfehlungen 128

53 Anlaufprogramm 136

531 Organisationsbausteine fuumlr das Anlaufprogramm 136

532 Baugruppenadresse ermitteln 137

54 Hauptprogramm 141

541 Organisationsbausteine fuumlr das Hauptprogramm 141

542 Prozessabbild-Aktualisierung 142

543 Zykluszeit 143

544 Reaktionszeit 146

545 Programmbearbeitung stoppen 147

546 Uhrzeit 148

547 Betriebsstundenzaumlhler 152

55 Alarmbearbeitung 154

551 Einfuumlhrung zur Alarmbearbeitung 154

552 Uhrzeitalarme 159

553 Verzoumlgerungsalarme 163

554 Weckalarme 167

555 Prozessalarme 170

556 Alarme zur Laufzeit zuordnen 173

557 Alarme und Asynchronfehler verzoumlgern und freigeben 174

558 Startinformation lesen 175

56 Fehlerbehandlung Diagnose 176

561 Fehlerursachen und Fehlerreaktionen 176

562 Lokale Fehlerbehandlung 178

563 Zeitfehler OB 80 182

564 Diagnosealarm OB 82 183

565 ZiehenStecken-Alarm OB 83 184

566 Baugruppentraumlgerfehler OB 86 185

567 Diagnosefunktionen im Anwenderprogramm 186

568 Anwender-Diagnosemeldung erzeugen 194

Inhaltsverzeichnis

11

6 Programmeditor 198

61 Einfuumlhrung 198

62 Globale Operanden Konstanten und Adressierung 199621 Eingaumlnge Peripherie-Eingaumlnge 199622 Ausgaumlnge Peripherie-Ausgaumlnge 199623 Operandenbereich Merker 200624 Absolute Adressierung 202625 Symbolische Adressierung 203626 Adressierung von Konstanten 205627 Indirekte Adressierung (Uumlbersicht) 206

63 Datentypen 207631 Datentypen fuumlr Bitfolgen 207632 Datentypen fuumlr BCD-Werte 207633 Datentypen fuumlr Ganzzahlen 208634 Datentypen fuumlr Gleitpunktzahlen 209635 Datentypen fuumlr Zeitwerte 210636 Datentypen fuumlr Zeichen 211637 Datentyp ARRAY 214638 Datentyp STRUCT 217

64 PLC-Variablentabelle 219641 PLC-Variablentabelle anlegen und bearbeiten 219642 PLC-Variablen definieren 219643 PLC-Variablentabellen vergleichen 222644 PLC-Variablentabelle exportieren und importieren 222645 Konstantentabellen 223

65 PLC-Datentypen 224651 Einen PLC-Datentyp programmieren 224652 Einen PLC-Datentyp anwenden 225653 PLC-Datentypen vergleichen 226654 Einen PLC-Datentyp umnummerieren 227

66 Einen Codebaustein programmieren 228661 Einen neuen Codebaustein anlegen 228662 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Codebausteine 229663 Bausteineigenschaften fuumlr Codebausteine festlegen 230664 Einen Codebaustein schuumltzen 234665 Bausteinschnittstelle programmieren 237666 Operandenbereich temporaumlre Lokaldaten 240667 Allgemeines Vorgehen beim Programmieren der Steuerungsfunktion 241668 Instanzdaten anlegen 244

67 Einen Datenbaustein programmieren 248671 Einen neuen Datenbaustein anlegen 248672 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Datenbausteine 249673 Bausteineigenschaften fuumlr Datenbausteine festlegen 250674 Datenvariablen deklarieren 252675 Datenvariablen in Global-Datenbausteinen eingeben 253

Inhaltsverzeichnis

12

68 Bausteine uumlbersetzen 255681 Uumlbersetzung starten 255682 SCL-Bausteine uumlbersetzen 256683 Fehler nach der Uumlbersetzung beheben 256

69 Programminformationen 258691 Querverweisliste 258692 Belegungsplan 261693 Aufrufstruktur 262694 Abhaumlngigkeitsstruktur 263695 Konsistenzpruumlfung 264696 Speicherauslastung der CPU 265

7 Kontaktplan KOP 266

71 Einfuumlhrung 266711 Mit Kontaktplan programmieren 266712 Programmelemente des Kontaktplans 272

72 Binaumlre Verknuumlpfungen mit KOP programmieren 272721 Schlieszligerkontakt und Oumlffnerkontakt 272722 Reihen- und Parallelschaltung von Kontakten 274723 T-Abzweig offener Parallelzweig 277724 Verknuumlpfungsergebnis negieren im Kontaktplan 278725 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen im Kontaktplan 278726 Guumlltigkeitspruumlfung einer Gleitpunktvariablen im Kontaktplan 279727 Vergleich von Variablen im Kontaktplan 280728 VARIANT-Zeiger testen und vergleichen im Kontaktplan 281

73 Speicherfunktionen mit KOP programmieren 282731 Einfache und negierende Spule 282732 Setzen- und Ruumlcksetzen-Spule 283733 Speicherndes Verhalten durch Selbsthaltung 284734 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Kontaktplan 285735 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Kontaktplan 286736 Spulen mit Zeitverhalten 286

74 Q-Boxen mit KOP programmieren 287741 Speicher-Boxen im Kontaktplan 288742 Flankenauswertung des Stromflusses 288743 Beispiel Binaumlruntersetzer im Kontaktplan 289744 Zeitfunktionen im Kontaktplan 291745 Zaumlhlfunktionen im Kontaktplan 292

75 ENENO-Boxen mit KOP programmieren 293751 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 293752 Uumlbertragungsfunktionen im Kontaktplan 295753 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte im Kontaktplan 296754 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte im Kontaktplan 298755 Mathematische Funktionen im Kontaktplan 298

Inhaltsverzeichnis

13

756 Konvertierungsfunktionen im Kontaktplan 299757 Schiebefunktionen im Kontaktplan 300758 Logikfunktionen im Kontaktplan 300759 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Kontaktplan 3017510 Die CALCULATE-Box im Kontaktplan 302

76 Programmsteuerung mit KOP 302761 Sprungfunktionen im Kontaktplan 303762 Sprungliste im Kontaktplan 304763 Sprungverteiler im Kontaktplan 304764 Bausteinende-Funktion im Kontaktplan 305765 Bausteinaufruf-Funktionen im Kontaktplan 306

8 Funktionsplan FUP 308

81 Einfuumlhrung 308811 Mit Funktionsplan programmieren 308812 Programmelemente des Funktionsplans 314

82 Binaumlre Verknuumlpfungen mit FUP programmieren 314821 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 314822 Eine binaumlre Verknuumlpfung im Funktionsplan programmieren 316823 T-Abzweig im Funktionsplan 319824 Verknuumlpfungsergebnis negieren im Funktionsplan 319825 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen im Funktionsplan 321826 Guumlltigkeitspruumlfung einer Gleitpunktvariablen im Funktionsplan 321827 Vergleich von Variablen im Funktionsplan 322828 VARIANT-Zeiger testen und vergleichen im Funktionsplan 323

83 Standard-Boxen mit FUP programmieren 324831 Zuweisung und negierende Zuweisung 324832 Setzen- und Ruumlcksetzen-Box 326833 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Funktionsplan 326834 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Funktionsplan 327835 Standardboxen mit Zeitverhalten 328

84 Q-Boxen mit FUP programmieren 329841 Speicher-Boxen im Funktionsplan 329842 Flankenauswertung des Verknuumlpfungsergebnisses 330843 Beispiel Binaumlruntersetzer im Funktionsplan 330844 Zeitfunktionen im Funktionsplan 331845 Zaumlhlfunktionen im Funktionsplan 333

85 ENENO-Boxen mit FUP programmieren 334851 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 334852 Uumlbertragungsfunktionen im Funktionsplan 336853 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte im Funktionsplan 338854 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte im Funktionsplan 339855 Mathematische Funktionen im Funktionsplan 340856 Konvertierungsfunktionen im Funktionsplan 340857 Schiebefunktionen im Funktionsplan 341

Inhaltsverzeichnis

14

858 Logikfunktionen im Funktionsplan 342859 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Funktionsplan 3438510 Die CALCULATE-Box im Funktionsplan 344

86 Programmsteuerung mit FUP 344861 Sprungfunktionen im Funktionsplan 344862 Sprungliste im Funktionsplan 346863 Sprungverteiler im Funktionsplan 347864 Bausteinende-Funktion im Funktionsplan 347865 Bausteinaufruf-Funktionen im Funktionsplan 347

9 Structured Control Language SCL 350

91 Einfuumlhrung 350911 Mit SCL programmieren 350912 SCL-Anweisungen und Operatoren 355913 Datentyp-Konvertierung bei SCL 357

92 Uumlbertragungsfunktionen 359921 Wertzuweisung einer Binaumlrvariablen 359922 Flankenauswertung bei SCL 360923 Wertzuweisung einer Digitalvariablen 361924 Uumlbertragen von VARIANT-Variablen bei SCL 362925 Datenbereiche uumlbertragen und fuumlllen 363926 Bytes tauschen 363927 Datenuumlbertragung mit PEEK und POKE 364

93 Logische Ausdruumlcke und Logikfunktionen 366931 Binaumlre Verknuumlpfungen mit SCL programmieren 366932 Wortverknuumlpfungen bei SCL 369933 Codier- Auswahl- und Begrenzerfunktionen bei SCL 370

94 Arithmetische Ausdruumlcke 371941 Arithmetische Funktionen bei SCL 371942 Mathematische Funktionen bei SCL 372

95 Vergleichsausdruumlcke 373951 Vergleichsfunktionen bei SCL 373952 VARIANT-Zeiger testen 373

96 Weitere Funktionen fuumlr SCL 375961 Zeitfunktionen bei SCL 375962 Zaumlhlfunktionen bei SCL 375963 Schiebefunktionen bei SCL 377964 Zeichenkettenfunktionen bei SCL 378

97 Programmsteuerung mit SCL 378971 Kontrollanweisungen 378972 Bausteinende-Funktion bei SCL 389973 Aufruf einer Funktion (FC) bei SCL 389974 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) bei SCL 390975 Versorgung von Parametern 391

98 Arbeiten mit Quelldateien 392

Inhaltsverzeichnis

15

10 Basisfunktionen 396

101 Binaumlre Verknuumlpfungen 3961011 Einfuumlhrung 3961012 Arbeiten mit Binaumlrsignalen 3971013 UND-Funktion Reihenschaltung 3991014 ODER-Funktion Parallelschaltung 3991015 Exklusiv-ODER-Funktion Antivalenzfunktion 4021016 Verknuumlpfungsergebnis negieren NOT-Kontakt 402

102 Speicherfunktionen 4031021 Einfuumlhrung 4031022 Einfache und negierende Spule Zuweisung 4041023 Einzelnes Setzen und Ruumlcksetzen 4041024 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen 4061025 Vorrangiges Setzen und Ruumlcksetzen Speicher-Boxen 407

103 Flankenauswertungen 407

104 Zeitfunktionen 4131041 Wissenswertes zu Zeitfunktionen 4131042 Impulsbildung TP 4141043 Einschaltverzoumlgerung TON 4151044 Ausschaltverzoumlgerung TOF 4161045 Akkumulierende Einschaltverzoumlgerung TONR 4181046 Eine Zeitfunktion mit einer Zeitdauer laden 4191047 Eine Zeitfunktion zuruumlcksetzen 419

105 Zaumlhlfunktionen 4201051 Wissenswertes zu Zaumlhlfunktionen 4201052 Vorwaumlrtszaumlhler CTU 4221053 Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTD 4231054 Vorwaumlrts-Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTUD 424

11 Digitalfunktionen 426

111 Uumlbertragungsfunktionen 4261111 Variable kopieren MOVE- und S_MOVE-Box bei KOP und FUP 4271112 Wertzuweisungen bei SCL 4291113 VARIANT-Variable lesen und schreiben 4311114 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK_VARIANT 4321115 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK und UMOVE_BLK 4331116 Datenbereich fuumlllen mit FILL_BLK und UFILL_BLK 4351117 Variable von und zu einen BYTE-Feld uumlbertragen 4371118 Variable von und zu einem Bitfeld uumlbertragen 4401119 Byte-Reihenfolge aumlndern 44211110 Bereichsgrenzen ermitteln 442

112 Vergleichsfunktionen 4421121 Vergleich von Variablenwerten 4431122 Bereichsvergleich (KOP FUP) 445

Inhaltsverzeichnis

16

1123 Gleitpunkt-Variable testen (KOP FUP) 445

1124 VARIANT-Zeiger testen (KOP FUP) 446

1125 VARIANT-Zeiger testen (SCL) 448

113 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte 451

1131 Grundrechnungsarten 451

1132 Division mit Rest als Ergebnis MOD 453

1133 Dekrementieren DEC Inkrementieren INC 453

114 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte 454

1141 Addition T_ADD 454

1142 Subtraktion T_SUB 455

1143 Differenz T_DIFF 456

1144 Zusammenfassen T_COMBINE 456

115 Mathematische Funktionen 456

1151 Winkelfunktionen SIN COS TAN 457

1152 Arcusfunktionen ASIN ACOS ATAN 458

1153 Quadrat bilden SQR 458

1154 Quadratwurzel ziehen SQRT 458

1155 Potenzieren zur Basis e EXP 459

1156 Natuumlrlichen Logarithmus berechnen LN 459

1157 Nachkommastellen extrahieren FRAC 460

1158 Potenzieren zu einer beliebigen Basis EXPT 460

1159 Absolutwertbildung ABS 460

11510 Negation NEG 460

116 Konvertierungsfunktionen (Datentypwandlung) 461

1161 Implizite Datentypkonvertierung 462

1162 Variablen uumlberlagern (Datentypsichten) 464

1163 Konvertierungsfunktionen CONVERT S_CONV und T_CONV 466

1164 Konvertierungsfunktionen fuumlr Gleitpunktzahlen 472

1165 Konvertierungsfunktionen STRG_TO_CHARS und CHARS_TO_STRG 473

1166 Konvertierungsfunktionen STRG_VAL und VAL_STRG 475

1167 Konvertierungsfunktionen ATH und HTA 478

1168 Konvertierungsfunktionen SCALE_X und NORM_X 480

117 Schiebefunktionen 480

118 Logikfunktionen 483

1181 Wortverknuumlpfungen 483

1182 Invertieren INVERT 485

1183 Codierfunktionen DECO und ENCO 485

1184 Auswahlfunktionen SEL MUX und DEMUX 487

1185 Auswahlfunktionen MIN und MAX 488

1186 Begrenzer LIMIT 490

119 Zeichenketten bearbeiten 490

1110 Rechnen mit der CALCULATE-Box (KOP FUP) 496

1111 Symbolnamen lesen 498

Inhaltsverzeichnis

17

12 Programmsteuerung 503

121 Sprungfunktionen 503

1211 Sprung abhaumlngig vom Verknuumlpfungsergebnis (KOP FUP) 504

1212 Sprungliste JMP_LIST (KOP FUP) 505

1213 Sprungverteiler SWITCH (KOP FUP) 506

1214 Absoluter Sprung GOTO (SCL) 507

122 Bausteinende-Funktion 508

123 Aufruf von Codebausteinen 509

1231 Wissenswertes zum Bausteinaufruf 509

1232 Aufruf einer Funktion (FC) 510

1233 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) 510

1234 Asynchron arbeitende Systembausteine 511

1235 ENENO-Mechanismus 513

124 Arbeiten mit Bausteinen 515

1241 Bausteine mit optimiertem und Standardzugriff 515

1242 Datentypen der lokalen Variablen 517

1243 Bausteinparameter adressieren 519

1244 Bausteinparameter versorgen 521

1245 Parametertyp VARIANT 523

1246 Uumlbergabe von Bausteinparametern 525

125 Datenbausteinfunktionen 528

1251 Hardware-Datentyp DB_ANY 529

1252 Konvertierung von DB_ANY 530

1253 Operandenbereich Daten 531

1254 Adressierung von Datenbausteinen 533

1255 Datenbausteinattribute lesen 534

1256 CPU-Datenbausteine 535

1257 Ladespeicher lesen und schreiben 538

13 Online-Betrieb Diagnose und Test 542

131 Programmiergeraumlt an die PLC-Station anschlieszligen 543

132 Projektdaten uumlbertragen 545

1321 Die Projektdaten erstmalig laden 546

1322 Die Projektdaten nachladen 548

1323 Das Anwenderprogramm schuumltzen 549

1324 Mit Online-Projektdaten arbeiten 552

1325 Mit der Memory Card arbeiten 554

133 Mit Bausteinen im Online-Betrieb arbeiten 557

1331 Einfuumlhrung 557

1332 Einen Online-Baustein bearbeiten 558

1333 Einen Baustein laden und zuruumlckladen 559

1334 Ohne Reinitialisierung laden 560

1335 Mit Momentaufnahmen arbeiten 562

Inhaltsverzeichnis

18

1336 Mit Einstellwerten arbeiten 563

1337 Bausteine vergleichen 565

134 Hardware-Diagnose 568

1341 Status-Anzeigen an den Baugruppen 569

1342 Diagnosefenster 570

1343 Diagnosepuffer 571

1344 Online-Tools 572

1345 Weitere Diagnose-Informationen uumlber das Programmiergeraumlt 573

135 Anwenderprogramm testen 574

1351 Aufrufumgebung definieren 575

1352 Testen mit Programmstatus 575

1353 PLC-Variablen beobachten 580

1354 Datenvariablen beobachten und steuern 580

1355 Testen mit Beobachtungstabellen 581

1356 Testen mit der Force-Tabelle 588

136 Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion 591

1361 Einfuumlhrung 591

1362 Erstellen der Trace-Konfiguration 591

1363 Messwerte aufzeichnen 592

1364 Messungen auswerten 593

1365 Messungen speichern 595

14 Dezentrale Peripherie 596

141 Einfuumlhrung Uumlbersicht 596

142 PROFINET IO 597

1421 Komponenten von PROFINET IO 597

1422 Adressen bei PROFINET IO 599

1423 PROFINET IO projektieren 601

1424 Echtzeit-Kommunikation bei PROFINET IO 606

143 PROFIBUS DP 607

1431 Komponenten von PROFIBUS DP 607

1432 Adressen bei PROFIBUS DP 610

1433 PROFIBUS DP projektieren 612

144 Systembausteine fuumlr PROFINET IO und PROFIBUS DP 615

1441 Peripheriedaten lesen und schreiben 615

1442 Datensaumltze uumlbertragen 618

1443 Dezentrale Station aktivierendeaktivieren 621

145 DPV1-Alarme 622

146 AktorSensor-Interface 624

1461 Komponenten von AktorSensor-Interface 624

1462 AS-i-Master CM 1243-2 projektieren 624

1463 AktorSensor-Interface projektieren 624

1464 Schnittstelle zum Anwenderprogramm 626

Inhaltsverzeichnis

19

15 Kommunikation 628

151 Uumlbersicht 628

152 Open User Communication 631

1521 Grundlagen 631

1522 Datenstruktur der Open User Communication 631

1523 Verbindung aufbauen und Daten senden mit TSEND_C 632

1524 Verbindung aufbauen und Daten empfangen mit TRCV_C 634

1525 Open User Communication projektieren 636

1526 Weitere Funktionen fuumlr die Open User Communication 637

153 S7-Kommunikation 639

1531 Grundlagen 639

1532 Datenaustausch mit GET und PUT 640

1533 S7-Kommunikation projektieren 642

154 Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 643

1541 Einfuumlhrung in die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 643

1542 Konfigurieren der Kommunikationsbaugruppe CM 1241 643

1543 Funktionen fuumlr die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 646

155 Weitere Kommunikationsfunktionen 649

1551 USS-Protokoll fuumlr Antriebe 649

1552 Modbus RTU 651

1553 Modbus TCP 653

16 Visualisierung 656

161 Einfuumlhrung in die Visualisierung 656

1611 Uumlbersicht HMI Panels in STEP 7 (TIA Portal) 657

1612 Ein Projekt mit einer HMI-Station anlegen 659

1613 Querverweise fuumlr HMI-Objekte 661

162 HMI-Variablen und Bereichszeiger anlegen 663

1621 Einfuumlhrung HMI-Variablen 663

1622 Eine HMI-Variable anlegen 664

1623 Einen Bereichszeiger anlegen 665

163 Prozessbilder projektieren 667

1631 Einfuumlhrung in die Projektierung von Prozessbildern 667

1632 Arbeitsfenster fuumlr Prozessbilder 668

1633 Arbeiten mit Bildebenen 668

1634 Arbeiten mit Vorlagen 669

1635 Arbeiten mit Funktionstasten 670

1636 Ein neues Bild anlegen 672

1637 Einen Bildwechsel projektieren 672

1638 Arbeiten mit Objekten in Prozessbildern 673

1639 Bildobjekte zur Laufzeit veraumlndern 674

16310 Basisobjekte fuumlr die Bildprojektierung 674

Inhaltsverzeichnis

20

164 Bedien- und Beobachtungsfunktionen 6751641 Eingabe und Anzeige von Prozesswerten 6751642 Arbeiten mit Meldungen 6781643 Arbeiten mit Rezepturen 6871644 Arbeiten mit der Benutzerverwaltung 6921645 Arbeiten mit Archiven 6951646 Aufgaben planen 697

165 HMI-Projektierung fertig stellen 6971651 HMI-Projektierung uumlbersetzen (Konsistenzpruumlfung) 6971652 Simulation der HMI-Projektierung 6981653 Projektierung in die HMI-Station laden 6991654 Wartung der HMI-Station 701

17 Anhang 704

171 Integrierte und technologische Funktionen 7041711 High Speed Counter (HSC) 7041712 Impulsgenerator 7101713 Technologieobjekte fuumlr Motion Control 7131714 Technologieobjekte fuumlr PID Control 718

172 Fernverbindung mit TeleService 722

173 TeleControl mit CP 1242-7 724

174 Webserver 7261741 Webserver aktivieren 7261742 Zugriff auf den Webserver 7261743 Standard-Webseiten 727

175 Daten protokollieren und mit Rezepturen arbeiten 7291751 Einfuumlhrung in die Datenprotokollierung 7291752 Funktionen fuumlr die Datenprotokollierung 7301753 Einfuumlhrung zur Rezepturenuumlbertragung 7321754 Funktionen fuumlr die Rezepturenuumlbertragung 734

176 Simulation mit S7-PLCSIM 7351761 S7-PLCSIM allgemein 7351762 Die Bedienoberflaumlche von S7-PLCSIM 7361763 In S7-PLCSIM mit STEP-7-Testfunktionen testen 7371764 Mit einem Simulationsprojekt arbeiten 7391765 Mit dem Adressbereich testen 7401766 Mit der SIM-Tabelle testen 7411767 Mit der Sequenztabelle testen 742

Stichwortverzeichnis 746

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

21

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

SIMATIC S7-1200 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den unteren undmittleren Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Signalbaugruppen sowie mit Kommunikationsbaugruppenmodular erweitert werden Das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200 ist naht-los eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Die Controller SIMATIC S7-1200 bilden als speicherprogrammierbare Steuerun-gen (SPS oder PLC Programmable Logic Controller) die Basis des Automatisie-rungssystems Mehrere Controller mit abgestufter Leistungsfaumlhigkeit uumlberdeckenden unteren und mittleren Bereich der industriellen Steuerungen

SIMATIC HMI bedeutet Bedienen und Beobachten (HMI Human Machine Inter-face) Die Basic Panels sind so ausgelegt dass sie optimal mit SIMATIC S7-1200zusammenarbeiten Die Geraumlte sind in Displaygroumlszligen von 36 Zoll bis 15 Zoll ver-fuumlgbar und werden uumlber Touchscreen bedient Bis auf das 15-Zoll-Geraumlt haben dieGeraumlte zusaumltzlich Funktionstasten

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1200

SIMATIC Controller steuern die Maschine oder Anlage

Bedienen und Beobachten zum Fuumlhrender Anlage im laufenden Betrieb

SIMATIC NET

SIMATIC HMI STEP 7(TIA Portal)

SIMATIC S7-1200

Vernetzung zum Datenaustauschund zentralen Online-Zugriff

Software zum Konfigurierenund ProgrammierenProjektieren

SS

S S S

Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

22

SIMATIC NET verbindet alle SIMATIC-Stationen und sorgt fuumlr komplikationslosenDatenaustausch SIMATIC S7-1200 mit PROFINET-Schnittstelle verwendet dasIndustrial Ethernet Netzwerk um mit anderen PLC-Stationen HMI-Stationen undProgrammiergeraumlten Daten auszutauschen Kommunikationsbaugruppen erwei-tern die Kommunikationsfaumlhigkeit auf andere Netze wie PROFIBUS DP AktorSen-sor-Interface oder Punkt-zu-Punkt-Kopplung auf RS232- oder RS485-Basis

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert und parametriert mit STEP 7 wird das Anwenderprogrammerstellt und getestet Das TIA Portal ist die zentrale Bedienoberflaumlche zum Verwal-ten der Werkzeuge und Automatisierungsdaten STEP 7 im TIA Portal gibt es in denVarianten STEP 7 Professional und STEP 7 Basic Mit beiden Varianten kann eine S7-1200-Station projektiert und programmiert werden In diesem Buch ist die Anwen-dung von STEP 7 Basic beschrieben

Komponenten und Anschluumlsse

Das Bild 12 zeigt einen Uumlberblick uumlber die Anschlussmoumlglichkeiten an einen BasicController S7-1200

Die Zentralbaugruppe (Central Processor Unit CPU) enthaumllt das Betriebssystemund das Anwenderprogramm Das Anwenderprogramm befindet sich span-nungsausfallsicher im Ladespeicher Die ablaufrelevanten Teile des Anwender-programms werden in einem Arbeitsspeicher mit schnellem Zugriff bearbeitetVariablenwerte die auch bei Spannungsausfall oder beim Aus- und Einschaltenihren Wert behalten sollen werden im Remanenzspeicher abgelegt

Mithilfe einer steckbaren Speicherkarte (Memory Card MC) kann das Anwender-programm auf die CPU-Baugruppe uumlbertragen werden ndash alternativ zum Uumlbertragenuumlber eine Online-Verbindung mit dem Programmiergeraumlt Die Speicherkarte kannauch als externer Ladespeicher oder zum Firmware-Update eingesetzt werden

Die Verbindung zur Anlage oder zum Prozess uumlbernehmen Onboard-Ein- und-Ausgaben die je nach Version der Zentralbaugruppe in unterschiedlicher Anzahlvorhanden sind Die Onboard-Ein- und -Ausgaben sind auch speziell fuumlr denBetrieb der integrierten Hochgeschwindigkeitszaumlhler (HSC High Speed Counter)ausgelegt Das Betriebssystem enthaumllt auszligerdem Impulsgeneratoren mit weiten-modulierter Impulsausgabe sowie die Technologieobjekte Achse zur Ansteuerungvon Schrittmotoren und Servomotoren mit Pulsschnittstelle und PID Compacteinen PID-Regler mit optimierter Selbsteinstellung

Mit einem Signal Board (SB) koumlnnen die Onboard-Ein- und -Ausgaben erweitertwerden Das Communication Board (CB) schafft einen Punkt-zu-Punkt-Anschlussfuumlr die CPU-Baugruppe und das Battery Board (BB) verlaumlngert die Gangreserve derintegrierten Hardware-Uhr auf etwa ein Jahr

Sind zusaumltzliche Ein- und Ausgaumlnge erforderlich koumlnnen ndash je nach Version derCPU-Baugruppe ndash Ein-Ausgabebaugruppen (Signal Modules SM) an die CPU-Baugruppe angesteckt werden Sie sind fuumlr Digital- und Analogsignale verfuumlgbar

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

23

Die PROFINET-Schnittstelle verbindet die CPU-Baugruppe mit dem SubnetzIndustrial Ethernet An ihr wird das Programmiergeraumlt angeschlossen wenn bei-spielsweise das Anwenderprogramm online zur CPU-Baugruppe uumlbertragen undan der Maschine getestet werden soll Uumlber diese Schnittstelle geschieht auch derDatenaustausch mit HMI-Stationen oder anderen Automatisierungsgeraumlten

Wird die CPU-Baugruppe mit nur einem Geraumlt uumlber Ethernet verbunden kann esdirekt mit einem Standard- oder bdquoCross-overldquo-Kabel geschehen Bei der Vernetzungvon mehr als zwei Geraumlten die nur eine PROFINET-Schnittstelle haben muumlssen dieVerbindungskabel uumlber einen Vervielfacher z B das Communication SwitchModule (CSM) gefuumlhrt werden CPU 1215 und CPU 1217 haben zwei mit einemSwitch verbundene Anschluumlsse so dass sie mit dem naumlchsten Automatisierungsge-raumlt ohne zwischengeschalteten Anschlussvervielfacher vernetzt werden koumlnnen

Kommunikationsbaugruppen (Communication Modules CM) gestatten denBetrieb an weiteren Bussystemen wie beispielsweise PROFIBUS DP Hier kann eine

Bild 12 Anschlussmoumlglichkeiten an eine PLC-Station mit CPU 1200

S

Anschluss von Geraumlten uumlberCommunication Module (CM)an PROFIBUS AS-Interfaceoder Punkt-zu-Punkt

Anschluss einesProgrammier-geraumlts

Anschluss einerHMI-Station(Basic Panel)

Anschluss einerweiteren S7-1200-Station oderanderer Geraumlte aufder Basis derOpen UserCommunication

Vervielfaumlltigung des Ethernet-Anschlusses mit demCommunication Switch Module(CSM)

Anschluss von Sensoren zBTaster oder Endschalter an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Anschluss von Aktoren zBSchuumltze oder Leuchten an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Mit einer Memory Card(MC) kann dasSteuerungsprogrammuumlbertragen und dasBetriebssystemhochgeruumlstet werden

Anschlussmoumlglichkeiten an eine CPU 1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

24

S7-1200-Station in einem DP-Mastersystem sowohl der DP-Master als auch ein DP-Slave sein An AS-Interface kann eine S7-1200-Station der AS-Interface-Master seinund bis zu 62 AS-Interface-Feldgeraumlte steuern Die Kommunikationsbaugruppe fuumlrdie Punkt-zu-Punkt-Kopplung gibt es mit RS232- oder RS485-Schnittstelle an diebeispielsweise ein Barcode- oder RFID-Leser angeschlossen werden kann

12 Uumlbersicht STEP 7

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Nutzungsberechtigung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuel-len Betriebssystemen Microsoft Windows Mit STEP 7 Basic oder STEP 7 Professionalkoumlnnen die S7-1200-Controller und ndash mit dem mitgelieferten WinCC Basic ndash dieBasic Panels projektiert werden Die Projektierung geschieht mit zwei Ansichtendie Portalansicht und die Projektansicht (Bild 13)

Die Portalansicht bietet eine aufgabenorientierte Sicht auf die installierten Werk-zeuge Auf der linken Seite sind die Portale fuumlr die Werkzeuge aufgelistet und in derMitte stehen die Aktionen zum ausgewaumlhlten Portal Das Fenster auf der rechtenSeite zeigt die Objekte die mit der ausgewaumlhlten Aktion bearbeitet werden koumlnnenFalls es erforderlich ist wird zur Bearbeitung des ausgewaumlhlten Objekts zur Pro-jektansicht gewechselt

Bild 13 Bedienoberflaumlchen im TIA Portal Portalansicht und Projektansicht

12 Uumlbersicht STEP 7

25

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt In der Geraumltekonfigurationsteht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittelpunkt In derGeraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platzierten Baugruppengezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt die Eigenschaften derselektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibt Unterstuumltzungdurch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Baugruppen DieNetzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

Bei der PLC-Programmierung bearbeiten Sie im Arbeitsbereich den ausgewaumlhltenBaustein Wiederum sehen Sie im Inspektorfenster die Eigenschaften des markier-ten Objekts und koumlnnen diese einstellen Das Aufgabenfenster enthaumllt diesmal denProgrammelemente-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Anweisungen undFunktionen Aumlhnliches gilt fuumlr die Bearbeitung der PLC-Variablen beim Online-Programmtest durch Beobachtungstabellen oder beim Projektieren eines HMI-Geraumlts

Und stets haben Sie die Projektnavigation im Blickfeld Sie enthaumllt alle Objekte desSTEP-7-Projekts So koumlnnen Sie jederzeit ein Objekt beispielsweise einen Pro-grammbaustein oder eine Beobachtungstabelle auswaumlhlen und dieses Objekt mitden entsprechenden Editoren die beim Oumlffnen des Objekts automatisch startenbearbeiten

Allgemeine Vorgehensweise fuumlr die Erstellung eines Steuerungsprogramms

Alle fuumlr die Steuerung und Bedienung der Maschine oder Anlage notwendigenAutomatisierungsdaten sind in einem Projekt zusammengefasst Ein Projekt isteine Ordnerstruktur im Dateisystem des Programmiergeraumlts

Mit STEP 7 legen Sie ein neues Projekt an und fuumlgen ein Automatisierungsgeraumlt(eine Station) hinzu Dabei bestimmen Sie den Typ des Controllers den Sie fuumlr IhrVorhaben benoumltigen Je nach Bedarf erweitern Sie die Station mit zusaumltzlichen Bau-gruppen die Sie dem Hardware-Katalog entnehmen Mit dem Konfigurationseditorstellen Sie alle Hardware-Parameter ein beispielsweise das Verhalten der Zentral-baugruppe beim Einschalten der Versorgungsspannung oder die Adressen derBaugruppen Im weiteren Verlauf der Projektbearbeitung koumlnnen Sie jederzeitzusaumltzliche Baugruppen hinzustecken vorhandene Baugruppen aus der Konfigu-ration entfernen oder die Einstellungen der Baugruppen aumlndern

Bei der Hardware-Konfiguration erhaumllt jeder Ein- und Ausgang eine Adresse diesich aus der Adresse der Signalbaugruppe ableitet Dieser Absolutadresse ordnenSie in der PLC-Variablentabelle einen Namen (eine Symboladresse) zu Der Pro-grammeditor arbeitet primaumlr mit Symboladressen die er ndash falls keine (Anwender-)Symboladressen vergeben werden ndash mit laufender Nummer generiert Diese auto-matisch generierten Symboladressen sagen nichts uumlber die Bedeutung des Ein-gangs oder Ausgangs aus Es wird empfohlen nur aussagekraumlftige Namen zu ver-wenden denn dadurch sinkt die Fehleranfaumllligkeit und das Anwenderprogrammist leichter lesbar

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

26

Das Steuerungsprogramm (das Anwenderprogramm) besteht aus einzelnen Unter-programmen die man Bausteine nennt Alle Anwenderbausteine sind im OrdnerProgrammbausteine gespeichert Beim Anlegen einer Station wird in diesen Ordnerein Organisationsbaustein mit der Nummer 1 (OB 1) und der Symboladresse Main(Hauptprogramm) eingefuumlgt Organisationsbausteine sind die Schnittstelle zwi-schen dem Betriebssystem der CPU und dem Anwenderprogramm Fuumlr die Struktu-rierung des Anwenderprogramms gibt es zusaumltzlich Funktionsbausteine undFunktionen und fuumlr die Anwenderdaten die Datenbausteine Ein Doppelklick aufeinen Baustein oumlffnet ihn und Sie koumlnnen das Bausteinprogramm eingeben DieProgrammiersprache fuumlr einen Baustein koumlnnen Sie frei waumlhlen je nachdem wel-che Vorlieben Sie haben oder welche Funktion der Baustein erfuumlllen soll Im Steue-rungsprogramm koumlnnen also alle Programmiersprachen vertreten sein

Die benoumltigten Programmelemente entnehmen Sie dem Programmelemente-Kata-log dessen Inhalt sich automatisch der verwendeten Programmiersprache anpasstDazu bdquoziehenldquo Sie mit der Maus das Programmelement aus dem Katalog in dengeoumlffneten Baustein (bdquodrag and dropldquo) Anschlieszligend beschriften Sie das Pro-grammelement mit den gewuumlnschten Variablen Das sind die (globalen) Variablenaus der PLC-Variablentabelle (Ein- und Ausgaumlnge) und die (lokalen) Variablen dieSie im Baustein selbst definieren zum Beispiel Zwischenspeicher fuumlr temporaumlreErgebnisse oder Bausteinparameter fuumlr die Uumlbergabe von Werten an das Baustein-programm

Sie koumlnnen jederzeit die Projektierung oder Programmierung unterbrechen dieeingegebenen Daten speichern und die Arbeiten zu einem spaumlteren Zeitpunkt fort-setzen Es wird immer das komplette Projekt gespeichert Dabei spielt es keineRolle ob das eingegebene Programm und die Daten vollstaumlndig oder in sich konsis-tent sind

Ein Projekt koumlnnen Sie bdquoofflineldquo ndash das heiszligt ohne Steuerungs-Hardware ndash erstellenZum Testen und Betreiben an der Maschine muumlssen Sie die Projektdaten in dieSteuerung bdquoladenldquo Beim Laden werden die Projektdaten bdquouumlbersetztldquo Dabei wirdder Code erzeugt den der Steuerungsprozessor bearbeiten kann Jetzt muss dasAnwenderprogramm vollstaumlndig und in sich konsistent sein sonst wird der Lade-vorgang nicht ausgefuumlhrt Sie koumlnnen eine Uumlbersetzung auch waumlhrend der Pro-grammerstellung anstoszligen und so beispielsweise pruumlfen ob der bis dahin einge-gebene Programmcode konsistent ist Mit einer im Programmiergeraumlt simulierten(Software-)Station koumlnnen Sie auch einem bdquoVorabtestldquo durchfuumlhren

STEP 7 stellt Ihnen zum Testen und Fehlersuchen umfangreiche Werkzeuge zurVerfuumlgung So koumlnnen Sie beispielsweise den Verlauf der Signalzustaumlnde im bear-beiteten Programm beobachten Variablenwerte vorgeben und vom getesteten Pro-gramm Zwischensicherungen erstellen Nach der Inbetriebnahme koumlnnen Sie dasAnwenderprogramm in komprimierter Form archivieren

Ein Projekt muss mindestens eine Station enthalten Das kann eine PLC- eine HMI-oder eine PC-Station sein In einem Projekt koumlnnen sich auch mehrere Stationenunterschiedlicher Art befinden Mit der Netzprojektierung erstellen Sie dann dieKommunikationsverbindungen fuumlr den Datenaustausch zwischen den Stationen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

27

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Die Automatisierungsdaten liegen im Automatisierungssystem an verschiedenenSpeicherplaumltzen Da ist zuerst einmal das Programmiergeraumlt Auf dessen Festplattewerden in einem STEP-7-Projekt saumlmtliche Automatisierungsdaten gespeichertBeim Konfigurieren Projektieren und Programmieren bearbeiten Sie die Projekt-daten mit STEP 7 im Hauptspeicher des Programmiergeraumlts (Bild 14)

Die Automatisierungsdaten im Programmiergeraumlt sind die Offline-ProjektdatenWenn STEP 7 die Automatisierungsdaten entsprechend aufbereitet (bdquouumlbersetztldquo)hat koumlnnen sie in ein angeschlossenes Automatisierungsgeraumlt geladen werdenDie in den Anwenderspeicher der CPU-Baugruppe geladenen Daten sind die Online-Projektdaten

Die Uumlbertragung der Projektdaten zwischen Programmiergeraumlt und CPU-Bau-gruppe kann mithilfe der SIMATIC Memory Card erfolgen Der Normalfall ist eineOnline-Verbindung zum Uumlbertragen Testen und Diagnostizieren

Anwenderspeicher

Der Anwenderspeicher in der CPU-Baugruppe besteht aus dem Ladespeicher demArbeitsspeicher und dem Remanenzspeicher

Im Ladespeicher steht das gesamte Anwenderprogramm einschlieszliglich Konfigu-rationsdaten (Systemdaten) Reicht der Umfang des internen auf der CPU-Bau-

Bild 14 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Memory Card

ArbeitsspeicherRemanenzspeicher

Hauptspeicher

Festplatte

Ladespeicher

Im Ladespeicher stehendie zur CPU uumlbertragenenProjektdaten Zusammen

mit den aktuellenVariablenwerten aus demArbeitsspeicher bilden siedie Online-Projektdaten

Mit der Memory Cardkann das Steuerungs-

programm zur CPUuumlbertragen werden

Im Arbeitsspeicher stehtder ablauffaumlhige Teil desSteuerungsprogramms

der zur Laufzeit bearbeitetwird

Im Remanenzspeicherstehen die Variablen die

ihren Wert bei Spannungs-ausfall oder beim Aus-

und Einschalten behalten

Auf der Festplattesind die Offline-

Projektdaten gespeichert

Alle Projektdaten werdenim Hauptspeicher desProgrammiergeraumlts

bearbeitet

Programmiergeraumlt CPU-Baugruppe

Uumlbertragung mit Online-Verbindung

Uumlbertragungbeim Einschalten

Speichern derProjektdaten

Datenhaltung im SIMATIC Automatisierungssystem

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

28

gruppe liegenden Ladespeichers nicht aus kann er auf die Memory Card bdquoverla-gertldquo werden (externer Ladespeicher) Vom Programmiergeraumlt aus wird dasAnwenderprogramm immer zuerst in den Ladespeicher uumlbertragen und von hieraus in den Arbeitsspeicher Das Programm im Ladespeicher wird nicht als Anwen-derprogramm bearbeitet Datenbausteine die beispielsweise Rezepte enthaltenkoumlnnen als bdquonicht ablaufrelevantldquo gekennzeichnet werden und werden dann nichtin den Arbeitsspeicher uumlbertragen Mit Systembausteinen kann vom Anwenderpro-gramm aus auf diese Datenbausteine zugegriffen werden Wie das Anwenderpro-gramm aus Bausteinen strukturiert ist entnehmen Sie dem Kapitel 16 bdquoBearbei-tung des Anwenderprogrammsldquo auf Seite 35

Der Arbeitsspeicher ist als schneller in vollem Umfang in der CPU integrierterRAM-Speicher ausgelegt Das Betriebssystem der CPU kopiert den bdquoablaufrelevan-tenldquo Programmcode und die Anwenderdaten in den Arbeitsspeicher bdquoAblaufrele-vantldquo ist eine Eigenschaft der vorhandenen Objekte nicht gleichbedeutend mit derTatsache dass ein bestimmter Codebaustein auch aufgerufen und bearbeitet wirdDas bdquoeigentlicheldquo Anwenderprogramm wird im Arbeitsspeicher bearbeitet

Beim Zuruumlckladen des gesamten Anwenderprogramms in das Programmiergeraumltwerden die Bausteine aus dem Ladespeicher geholt ergaumlnzt um die aktuellenWerte der Daten aus dem Arbeitsspeicher

Der Remanenzspeicher enthaumllt die als remanent definierten Merker und Datenva-riablen Die Werte im Remanenzspeicher bleiben nach einem Spannungsausfalloder beim Aus- und Einschalten der Versorgungsspannung erhalten Die Wertewerden geloumlscht bei einem Urloumlschen oder beim Zuruumlcksetzen der CPU-Baugruppeauf die Werkseinstellungen

Der Systemspeicher enthaumllt die Prozessabbilder fuumlr die Ein- und Ausgaumlnge Dassind Kopien der Ein- und Ausgangssignale von den Baugruppen Ebenfalls im Sys-temspeicher liegen die Operandenbereiche Merker und die temporaumlren Lokalda-ten Die temporaumlren Lokaldaten sind Zwischenspeicher fuumlr die Programmbearbei-tung in den Bausteinen des Anwenderprogramms

Die Memory Card kann als Uumlbertragungskarte das Anwenderprogramm in den CPU-Speicher uumlbertragen oder als Programmkarte der externe Ladespeicher sein Bei derAnwendung als Programmkarte muss die Memory Card zur Laufzeit in der CPU-Baugruppe gesteckt bleiben

Operandenbereiche

Beim Steuern einer Maschine oder eines Prozesses werden Signalzustaumlnde undZahlenwerte verarbeitet Eingaumlnge werden abgefragt deren Signalzustaumlndegemaumlszlig der Steuerungsaufgabe miteinander verknuumlpft und mit den Ergebnissendie Ausgaumlnge gesteuert Aumlhnlich ist es mit Zahlenwerten die ausgewaumlhlt berech-net verglichen und gespeichert werden CPU 1200 stellt fuumlr diese variablen Wertedie im Bild 15 gezeigten Speicherbereiche zur Verfuumlgung

b Peripherie-Eingaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Eingabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B die Einstellungvon Bedienelementen oder Sensoren abzufragen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

29

b Eingaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Eingaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn Signalzustaumlndeder Maschine abgefragt und verknuumlpft werden sollen Die Gesamtheit der Ein-gaumlnge ist das Eingangs-Prozessabbild

b Peripherie-Ausgaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Ausgabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B Anzeigen Ven-tile oder Schuumltze zu steuern

b Ausgaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Ausgaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn die Ergebnisseder Steuerungsfunktionen ausgegeben werden sollen Die Gesamtheit der Aus-gaumlnge ist das Ausgangs-Prozessabbild

b Merker sind ein Speicherbereich im Systemspeicher der CPU der als globalerZwischenspeicher bevorzugt fuumlr Binaumlrsignale verwendet wird

b Temporaumlre Lokaldaten sind Speicherbereiche die die CPU einem Codebausteinwaumlhrend der Bearbeitung zuweist Hier kann das Programm im Baustein Signal-zustaumlnde und Zahlenwerte temporaumlr zwischenspeichern die mit dem Bearbei-tungsende des Bausteins ihre Guumlltigkeit verlieren

b Daten sind Variablen im Anwenderspeicher die in Datenbausteinen mit ver-schiedenen Strukturen zusammengefasst sind Ein Datenbaustein der einemCodebaustein zugeordnet ist (Instanz-Datenbaustein) enthaumllt den Operanden-bereich statische Lokaldaten

Weitergehende Beschreibungen finden Sie in den Kapiteln 62 bdquoGlobale OperandenKonstanten und Adressierungldquo auf Seite 199 666 bdquoOperandenbereich temporaumlreLokaldatenldquo auf Seite 240 und 1253 bdquoOperandenbereich Datenldquo auf Seite 531

Globale und lokale Variablen

Variablen enthalten die im Anwenderprogramm bearbeiteten Werte Man kann siegrob in zwei Kategorien einteilen in globale und lokale Variablen

Bild 15 Operandenbereiche in einer PLC-Station

TemporaumlreLokaldaten

Ausgangs-Prozessabbild

Peripherie-Ausgaumlnge

Eingangs-Prozessabbild

Global-Daten-bausteine

Instanz-Daten-bausteine

Typ-Daten-bausteine

Peripherie-Eingaumlnge

Systemspeicher

Anwenderspeicher

Eingabe-baugruppen

Ausgabe-baugruppen

Merker

Operandenbereiche in einer CPU 1200

Inhaltsverzeichnis

8

Inhaltsverzeichnis

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten 21

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200 21

12 Uumlbersicht STEP 7 24

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem 27

14 Uumlbersicht Adressierung 31

15 Uumlbersicht Datentypen 32

16 Bearbeitung des Anwenderprogramms 35

17 Bedienen und Beobachten mit Prozessbildern 38

2 Einfuumlhrung in STEP 7 40

21 STEP 7 installieren und starten 40211 STEP 7 installieren 40212 Automation License Manager 40213 STEP 7 Basic starten 41

22 Die Benutzeroberflaumlche von STEP 7 41221 Portalansicht 41222 Die Fenster der Projektansicht 42223 Informationssystem 45224 Bedienoberflaumlche anpassen 46225 Mehrsprachige Projekte 46

23 Ein SIMATIC-Projekt bearbeiten 47231 Strukturierte Darstellung der Projektdaten 48232 Projektdaten und Editoren fuumlr eine PLC-Station 49233 Mit Projekten arbeiten 52234 Mit Referenzprojekten arbeiten 57235 Mit Bibliotheken arbeiten 57

3 Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200 62

31 Komponenten einer S7-1200-Station 62

32 CPU-Baugruppen S7-1200 63321 CPU-Varianten 63322 Onboard-Peripherie 65323 PROFINET-Anschluss 66324 Status-Leuchtdioden 66325 SIMATIC Memory Card 67326 Erweiterungen der CPU-Baugruppe 67

Inhaltsverzeichnis

9

33 Signalbaugruppen 69331 Digitalein-ausgabebaugruppen 69332 Analogein-ausgabebaugruppen 70333 Eigenschaften der Peripherieanschluumlsse 70

34 Technologiebaugruppen 72341 IO-Link-Master 72342 Waumlgemodule SIWAREX 73343 Power Signal Booster 73

35 Kommunikationsbaugruppen 73351 Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 74352 PROFIBUS DP 74353 AktorSensor-Interface 74354 Industrial Remote Communication 75355 Kommunikationsbaugruppe RF120C 76

36 Weitere Baugruppen 77361 Anschlussvervielfacher 77362 Externe Spannungsversorgung 77363 TS-Adapter IE Basic 77364 Simulatormodule SIM 1274 78

37 SIPLUS S7-1200 79

4 Geraumltekonfiguration 80

41 Einfuumlhrung 80

42 Eine Station konfigurieren 82421 Eine PLC-Station hinzufuumlgen 82422 Eine Baugruppe hinzufuumlgen 82423 Eine HMI-Station hinzufuumlgen 83

43 Baugruppen parametrieren 84431 Die CPU-Eigenschaften parametrieren 84432 Baugruppen adressieren 87433 Digitaleingaben parametrieren 89434 Digitalausgaben parametrieren 90435 Analogeingaben parametrieren 91436 Analogausgaben parametrieren 91437 Kommunikationsbaugruppen parametrieren 92

44 Hardware-Objekte adressieren 92

45 Konfigurationssteuerung projektieren 94

46 Eine Vernetzung projektieren 96461 Einfuumlhrung 96462 Eine Station vernetzen 97463 Teilnehmeradressen in einem Subnetz 99464 Verbindungen 100465 Ein PROFINET-Subnetz projektieren 103466 Ein PROFIBUS-Subnetz projektieren 106467 Ein AS-i-Subnetz projektieren 107

Inhaltsverzeichnis

10

5 Anwenderprogramm bearbeiten 109

51 Betriebszustaumlnde 109

511 Betriebszustand STOP 110

512 Betriebszustand ANLAUF 111

513 Betriebszustand RUN 113

514 Remanenzverhalten von Operanden 113

52 Anwenderprogramm erstellen 114

521 Programmbearbeitung 114

522 Strukturierung des Anwenderprogramms 116

523 Bausteinarten 119

524 Bausteineigenschaften 121

525 Bausteinschnittstelle 121

526 Einen Codebaustein aufrufen 126

527 Programmierempfehlungen 128

53 Anlaufprogramm 136

531 Organisationsbausteine fuumlr das Anlaufprogramm 136

532 Baugruppenadresse ermitteln 137

54 Hauptprogramm 141

541 Organisationsbausteine fuumlr das Hauptprogramm 141

542 Prozessabbild-Aktualisierung 142

543 Zykluszeit 143

544 Reaktionszeit 146

545 Programmbearbeitung stoppen 147

546 Uhrzeit 148

547 Betriebsstundenzaumlhler 152

55 Alarmbearbeitung 154

551 Einfuumlhrung zur Alarmbearbeitung 154

552 Uhrzeitalarme 159

553 Verzoumlgerungsalarme 163

554 Weckalarme 167

555 Prozessalarme 170

556 Alarme zur Laufzeit zuordnen 173

557 Alarme und Asynchronfehler verzoumlgern und freigeben 174

558 Startinformation lesen 175

56 Fehlerbehandlung Diagnose 176

561 Fehlerursachen und Fehlerreaktionen 176

562 Lokale Fehlerbehandlung 178

563 Zeitfehler OB 80 182

564 Diagnosealarm OB 82 183

565 ZiehenStecken-Alarm OB 83 184

566 Baugruppentraumlgerfehler OB 86 185

567 Diagnosefunktionen im Anwenderprogramm 186

568 Anwender-Diagnosemeldung erzeugen 194

Inhaltsverzeichnis

11

6 Programmeditor 198

61 Einfuumlhrung 198

62 Globale Operanden Konstanten und Adressierung 199621 Eingaumlnge Peripherie-Eingaumlnge 199622 Ausgaumlnge Peripherie-Ausgaumlnge 199623 Operandenbereich Merker 200624 Absolute Adressierung 202625 Symbolische Adressierung 203626 Adressierung von Konstanten 205627 Indirekte Adressierung (Uumlbersicht) 206

63 Datentypen 207631 Datentypen fuumlr Bitfolgen 207632 Datentypen fuumlr BCD-Werte 207633 Datentypen fuumlr Ganzzahlen 208634 Datentypen fuumlr Gleitpunktzahlen 209635 Datentypen fuumlr Zeitwerte 210636 Datentypen fuumlr Zeichen 211637 Datentyp ARRAY 214638 Datentyp STRUCT 217

64 PLC-Variablentabelle 219641 PLC-Variablentabelle anlegen und bearbeiten 219642 PLC-Variablen definieren 219643 PLC-Variablentabellen vergleichen 222644 PLC-Variablentabelle exportieren und importieren 222645 Konstantentabellen 223

65 PLC-Datentypen 224651 Einen PLC-Datentyp programmieren 224652 Einen PLC-Datentyp anwenden 225653 PLC-Datentypen vergleichen 226654 Einen PLC-Datentyp umnummerieren 227

66 Einen Codebaustein programmieren 228661 Einen neuen Codebaustein anlegen 228662 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Codebausteine 229663 Bausteineigenschaften fuumlr Codebausteine festlegen 230664 Einen Codebaustein schuumltzen 234665 Bausteinschnittstelle programmieren 237666 Operandenbereich temporaumlre Lokaldaten 240667 Allgemeines Vorgehen beim Programmieren der Steuerungsfunktion 241668 Instanzdaten anlegen 244

67 Einen Datenbaustein programmieren 248671 Einen neuen Datenbaustein anlegen 248672 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Datenbausteine 249673 Bausteineigenschaften fuumlr Datenbausteine festlegen 250674 Datenvariablen deklarieren 252675 Datenvariablen in Global-Datenbausteinen eingeben 253

Inhaltsverzeichnis

12

68 Bausteine uumlbersetzen 255681 Uumlbersetzung starten 255682 SCL-Bausteine uumlbersetzen 256683 Fehler nach der Uumlbersetzung beheben 256

69 Programminformationen 258691 Querverweisliste 258692 Belegungsplan 261693 Aufrufstruktur 262694 Abhaumlngigkeitsstruktur 263695 Konsistenzpruumlfung 264696 Speicherauslastung der CPU 265

7 Kontaktplan KOP 266

71 Einfuumlhrung 266711 Mit Kontaktplan programmieren 266712 Programmelemente des Kontaktplans 272

72 Binaumlre Verknuumlpfungen mit KOP programmieren 272721 Schlieszligerkontakt und Oumlffnerkontakt 272722 Reihen- und Parallelschaltung von Kontakten 274723 T-Abzweig offener Parallelzweig 277724 Verknuumlpfungsergebnis negieren im Kontaktplan 278725 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen im Kontaktplan 278726 Guumlltigkeitspruumlfung einer Gleitpunktvariablen im Kontaktplan 279727 Vergleich von Variablen im Kontaktplan 280728 VARIANT-Zeiger testen und vergleichen im Kontaktplan 281

73 Speicherfunktionen mit KOP programmieren 282731 Einfache und negierende Spule 282732 Setzen- und Ruumlcksetzen-Spule 283733 Speicherndes Verhalten durch Selbsthaltung 284734 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Kontaktplan 285735 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Kontaktplan 286736 Spulen mit Zeitverhalten 286

74 Q-Boxen mit KOP programmieren 287741 Speicher-Boxen im Kontaktplan 288742 Flankenauswertung des Stromflusses 288743 Beispiel Binaumlruntersetzer im Kontaktplan 289744 Zeitfunktionen im Kontaktplan 291745 Zaumlhlfunktionen im Kontaktplan 292

75 ENENO-Boxen mit KOP programmieren 293751 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 293752 Uumlbertragungsfunktionen im Kontaktplan 295753 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte im Kontaktplan 296754 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte im Kontaktplan 298755 Mathematische Funktionen im Kontaktplan 298

Inhaltsverzeichnis

13

756 Konvertierungsfunktionen im Kontaktplan 299757 Schiebefunktionen im Kontaktplan 300758 Logikfunktionen im Kontaktplan 300759 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Kontaktplan 3017510 Die CALCULATE-Box im Kontaktplan 302

76 Programmsteuerung mit KOP 302761 Sprungfunktionen im Kontaktplan 303762 Sprungliste im Kontaktplan 304763 Sprungverteiler im Kontaktplan 304764 Bausteinende-Funktion im Kontaktplan 305765 Bausteinaufruf-Funktionen im Kontaktplan 306

8 Funktionsplan FUP 308

81 Einfuumlhrung 308811 Mit Funktionsplan programmieren 308812 Programmelemente des Funktionsplans 314

82 Binaumlre Verknuumlpfungen mit FUP programmieren 314821 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 314822 Eine binaumlre Verknuumlpfung im Funktionsplan programmieren 316823 T-Abzweig im Funktionsplan 319824 Verknuumlpfungsergebnis negieren im Funktionsplan 319825 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen im Funktionsplan 321826 Guumlltigkeitspruumlfung einer Gleitpunktvariablen im Funktionsplan 321827 Vergleich von Variablen im Funktionsplan 322828 VARIANT-Zeiger testen und vergleichen im Funktionsplan 323

83 Standard-Boxen mit FUP programmieren 324831 Zuweisung und negierende Zuweisung 324832 Setzen- und Ruumlcksetzen-Box 326833 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Funktionsplan 326834 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Funktionsplan 327835 Standardboxen mit Zeitverhalten 328

84 Q-Boxen mit FUP programmieren 329841 Speicher-Boxen im Funktionsplan 329842 Flankenauswertung des Verknuumlpfungsergebnisses 330843 Beispiel Binaumlruntersetzer im Funktionsplan 330844 Zeitfunktionen im Funktionsplan 331845 Zaumlhlfunktionen im Funktionsplan 333

85 ENENO-Boxen mit FUP programmieren 334851 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 334852 Uumlbertragungsfunktionen im Funktionsplan 336853 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte im Funktionsplan 338854 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte im Funktionsplan 339855 Mathematische Funktionen im Funktionsplan 340856 Konvertierungsfunktionen im Funktionsplan 340857 Schiebefunktionen im Funktionsplan 341

Inhaltsverzeichnis

14

858 Logikfunktionen im Funktionsplan 342859 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Funktionsplan 3438510 Die CALCULATE-Box im Funktionsplan 344

86 Programmsteuerung mit FUP 344861 Sprungfunktionen im Funktionsplan 344862 Sprungliste im Funktionsplan 346863 Sprungverteiler im Funktionsplan 347864 Bausteinende-Funktion im Funktionsplan 347865 Bausteinaufruf-Funktionen im Funktionsplan 347

9 Structured Control Language SCL 350

91 Einfuumlhrung 350911 Mit SCL programmieren 350912 SCL-Anweisungen und Operatoren 355913 Datentyp-Konvertierung bei SCL 357

92 Uumlbertragungsfunktionen 359921 Wertzuweisung einer Binaumlrvariablen 359922 Flankenauswertung bei SCL 360923 Wertzuweisung einer Digitalvariablen 361924 Uumlbertragen von VARIANT-Variablen bei SCL 362925 Datenbereiche uumlbertragen und fuumlllen 363926 Bytes tauschen 363927 Datenuumlbertragung mit PEEK und POKE 364

93 Logische Ausdruumlcke und Logikfunktionen 366931 Binaumlre Verknuumlpfungen mit SCL programmieren 366932 Wortverknuumlpfungen bei SCL 369933 Codier- Auswahl- und Begrenzerfunktionen bei SCL 370

94 Arithmetische Ausdruumlcke 371941 Arithmetische Funktionen bei SCL 371942 Mathematische Funktionen bei SCL 372

95 Vergleichsausdruumlcke 373951 Vergleichsfunktionen bei SCL 373952 VARIANT-Zeiger testen 373

96 Weitere Funktionen fuumlr SCL 375961 Zeitfunktionen bei SCL 375962 Zaumlhlfunktionen bei SCL 375963 Schiebefunktionen bei SCL 377964 Zeichenkettenfunktionen bei SCL 378

97 Programmsteuerung mit SCL 378971 Kontrollanweisungen 378972 Bausteinende-Funktion bei SCL 389973 Aufruf einer Funktion (FC) bei SCL 389974 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) bei SCL 390975 Versorgung von Parametern 391

98 Arbeiten mit Quelldateien 392

Inhaltsverzeichnis

15

10 Basisfunktionen 396

101 Binaumlre Verknuumlpfungen 3961011 Einfuumlhrung 3961012 Arbeiten mit Binaumlrsignalen 3971013 UND-Funktion Reihenschaltung 3991014 ODER-Funktion Parallelschaltung 3991015 Exklusiv-ODER-Funktion Antivalenzfunktion 4021016 Verknuumlpfungsergebnis negieren NOT-Kontakt 402

102 Speicherfunktionen 4031021 Einfuumlhrung 4031022 Einfache und negierende Spule Zuweisung 4041023 Einzelnes Setzen und Ruumlcksetzen 4041024 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen 4061025 Vorrangiges Setzen und Ruumlcksetzen Speicher-Boxen 407

103 Flankenauswertungen 407

104 Zeitfunktionen 4131041 Wissenswertes zu Zeitfunktionen 4131042 Impulsbildung TP 4141043 Einschaltverzoumlgerung TON 4151044 Ausschaltverzoumlgerung TOF 4161045 Akkumulierende Einschaltverzoumlgerung TONR 4181046 Eine Zeitfunktion mit einer Zeitdauer laden 4191047 Eine Zeitfunktion zuruumlcksetzen 419

105 Zaumlhlfunktionen 4201051 Wissenswertes zu Zaumlhlfunktionen 4201052 Vorwaumlrtszaumlhler CTU 4221053 Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTD 4231054 Vorwaumlrts-Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTUD 424

11 Digitalfunktionen 426

111 Uumlbertragungsfunktionen 4261111 Variable kopieren MOVE- und S_MOVE-Box bei KOP und FUP 4271112 Wertzuweisungen bei SCL 4291113 VARIANT-Variable lesen und schreiben 4311114 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK_VARIANT 4321115 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK und UMOVE_BLK 4331116 Datenbereich fuumlllen mit FILL_BLK und UFILL_BLK 4351117 Variable von und zu einen BYTE-Feld uumlbertragen 4371118 Variable von und zu einem Bitfeld uumlbertragen 4401119 Byte-Reihenfolge aumlndern 44211110 Bereichsgrenzen ermitteln 442

112 Vergleichsfunktionen 4421121 Vergleich von Variablenwerten 4431122 Bereichsvergleich (KOP FUP) 445

Inhaltsverzeichnis

16

1123 Gleitpunkt-Variable testen (KOP FUP) 445

1124 VARIANT-Zeiger testen (KOP FUP) 446

1125 VARIANT-Zeiger testen (SCL) 448

113 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte 451

1131 Grundrechnungsarten 451

1132 Division mit Rest als Ergebnis MOD 453

1133 Dekrementieren DEC Inkrementieren INC 453

114 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte 454

1141 Addition T_ADD 454

1142 Subtraktion T_SUB 455

1143 Differenz T_DIFF 456

1144 Zusammenfassen T_COMBINE 456

115 Mathematische Funktionen 456

1151 Winkelfunktionen SIN COS TAN 457

1152 Arcusfunktionen ASIN ACOS ATAN 458

1153 Quadrat bilden SQR 458

1154 Quadratwurzel ziehen SQRT 458

1155 Potenzieren zur Basis e EXP 459

1156 Natuumlrlichen Logarithmus berechnen LN 459

1157 Nachkommastellen extrahieren FRAC 460

1158 Potenzieren zu einer beliebigen Basis EXPT 460

1159 Absolutwertbildung ABS 460

11510 Negation NEG 460

116 Konvertierungsfunktionen (Datentypwandlung) 461

1161 Implizite Datentypkonvertierung 462

1162 Variablen uumlberlagern (Datentypsichten) 464

1163 Konvertierungsfunktionen CONVERT S_CONV und T_CONV 466

1164 Konvertierungsfunktionen fuumlr Gleitpunktzahlen 472

1165 Konvertierungsfunktionen STRG_TO_CHARS und CHARS_TO_STRG 473

1166 Konvertierungsfunktionen STRG_VAL und VAL_STRG 475

1167 Konvertierungsfunktionen ATH und HTA 478

1168 Konvertierungsfunktionen SCALE_X und NORM_X 480

117 Schiebefunktionen 480

118 Logikfunktionen 483

1181 Wortverknuumlpfungen 483

1182 Invertieren INVERT 485

1183 Codierfunktionen DECO und ENCO 485

1184 Auswahlfunktionen SEL MUX und DEMUX 487

1185 Auswahlfunktionen MIN und MAX 488

1186 Begrenzer LIMIT 490

119 Zeichenketten bearbeiten 490

1110 Rechnen mit der CALCULATE-Box (KOP FUP) 496

1111 Symbolnamen lesen 498

Inhaltsverzeichnis

17

12 Programmsteuerung 503

121 Sprungfunktionen 503

1211 Sprung abhaumlngig vom Verknuumlpfungsergebnis (KOP FUP) 504

1212 Sprungliste JMP_LIST (KOP FUP) 505

1213 Sprungverteiler SWITCH (KOP FUP) 506

1214 Absoluter Sprung GOTO (SCL) 507

122 Bausteinende-Funktion 508

123 Aufruf von Codebausteinen 509

1231 Wissenswertes zum Bausteinaufruf 509

1232 Aufruf einer Funktion (FC) 510

1233 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) 510

1234 Asynchron arbeitende Systembausteine 511

1235 ENENO-Mechanismus 513

124 Arbeiten mit Bausteinen 515

1241 Bausteine mit optimiertem und Standardzugriff 515

1242 Datentypen der lokalen Variablen 517

1243 Bausteinparameter adressieren 519

1244 Bausteinparameter versorgen 521

1245 Parametertyp VARIANT 523

1246 Uumlbergabe von Bausteinparametern 525

125 Datenbausteinfunktionen 528

1251 Hardware-Datentyp DB_ANY 529

1252 Konvertierung von DB_ANY 530

1253 Operandenbereich Daten 531

1254 Adressierung von Datenbausteinen 533

1255 Datenbausteinattribute lesen 534

1256 CPU-Datenbausteine 535

1257 Ladespeicher lesen und schreiben 538

13 Online-Betrieb Diagnose und Test 542

131 Programmiergeraumlt an die PLC-Station anschlieszligen 543

132 Projektdaten uumlbertragen 545

1321 Die Projektdaten erstmalig laden 546

1322 Die Projektdaten nachladen 548

1323 Das Anwenderprogramm schuumltzen 549

1324 Mit Online-Projektdaten arbeiten 552

1325 Mit der Memory Card arbeiten 554

133 Mit Bausteinen im Online-Betrieb arbeiten 557

1331 Einfuumlhrung 557

1332 Einen Online-Baustein bearbeiten 558

1333 Einen Baustein laden und zuruumlckladen 559

1334 Ohne Reinitialisierung laden 560

1335 Mit Momentaufnahmen arbeiten 562

Inhaltsverzeichnis

18

1336 Mit Einstellwerten arbeiten 563

1337 Bausteine vergleichen 565

134 Hardware-Diagnose 568

1341 Status-Anzeigen an den Baugruppen 569

1342 Diagnosefenster 570

1343 Diagnosepuffer 571

1344 Online-Tools 572

1345 Weitere Diagnose-Informationen uumlber das Programmiergeraumlt 573

135 Anwenderprogramm testen 574

1351 Aufrufumgebung definieren 575

1352 Testen mit Programmstatus 575

1353 PLC-Variablen beobachten 580

1354 Datenvariablen beobachten und steuern 580

1355 Testen mit Beobachtungstabellen 581

1356 Testen mit der Force-Tabelle 588

136 Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion 591

1361 Einfuumlhrung 591

1362 Erstellen der Trace-Konfiguration 591

1363 Messwerte aufzeichnen 592

1364 Messungen auswerten 593

1365 Messungen speichern 595

14 Dezentrale Peripherie 596

141 Einfuumlhrung Uumlbersicht 596

142 PROFINET IO 597

1421 Komponenten von PROFINET IO 597

1422 Adressen bei PROFINET IO 599

1423 PROFINET IO projektieren 601

1424 Echtzeit-Kommunikation bei PROFINET IO 606

143 PROFIBUS DP 607

1431 Komponenten von PROFIBUS DP 607

1432 Adressen bei PROFIBUS DP 610

1433 PROFIBUS DP projektieren 612

144 Systembausteine fuumlr PROFINET IO und PROFIBUS DP 615

1441 Peripheriedaten lesen und schreiben 615

1442 Datensaumltze uumlbertragen 618

1443 Dezentrale Station aktivierendeaktivieren 621

145 DPV1-Alarme 622

146 AktorSensor-Interface 624

1461 Komponenten von AktorSensor-Interface 624

1462 AS-i-Master CM 1243-2 projektieren 624

1463 AktorSensor-Interface projektieren 624

1464 Schnittstelle zum Anwenderprogramm 626

Inhaltsverzeichnis

19

15 Kommunikation 628

151 Uumlbersicht 628

152 Open User Communication 631

1521 Grundlagen 631

1522 Datenstruktur der Open User Communication 631

1523 Verbindung aufbauen und Daten senden mit TSEND_C 632

1524 Verbindung aufbauen und Daten empfangen mit TRCV_C 634

1525 Open User Communication projektieren 636

1526 Weitere Funktionen fuumlr die Open User Communication 637

153 S7-Kommunikation 639

1531 Grundlagen 639

1532 Datenaustausch mit GET und PUT 640

1533 S7-Kommunikation projektieren 642

154 Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 643

1541 Einfuumlhrung in die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 643

1542 Konfigurieren der Kommunikationsbaugruppe CM 1241 643

1543 Funktionen fuumlr die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 646

155 Weitere Kommunikationsfunktionen 649

1551 USS-Protokoll fuumlr Antriebe 649

1552 Modbus RTU 651

1553 Modbus TCP 653

16 Visualisierung 656

161 Einfuumlhrung in die Visualisierung 656

1611 Uumlbersicht HMI Panels in STEP 7 (TIA Portal) 657

1612 Ein Projekt mit einer HMI-Station anlegen 659

1613 Querverweise fuumlr HMI-Objekte 661

162 HMI-Variablen und Bereichszeiger anlegen 663

1621 Einfuumlhrung HMI-Variablen 663

1622 Eine HMI-Variable anlegen 664

1623 Einen Bereichszeiger anlegen 665

163 Prozessbilder projektieren 667

1631 Einfuumlhrung in die Projektierung von Prozessbildern 667

1632 Arbeitsfenster fuumlr Prozessbilder 668

1633 Arbeiten mit Bildebenen 668

1634 Arbeiten mit Vorlagen 669

1635 Arbeiten mit Funktionstasten 670

1636 Ein neues Bild anlegen 672

1637 Einen Bildwechsel projektieren 672

1638 Arbeiten mit Objekten in Prozessbildern 673

1639 Bildobjekte zur Laufzeit veraumlndern 674

16310 Basisobjekte fuumlr die Bildprojektierung 674

Inhaltsverzeichnis

20

164 Bedien- und Beobachtungsfunktionen 6751641 Eingabe und Anzeige von Prozesswerten 6751642 Arbeiten mit Meldungen 6781643 Arbeiten mit Rezepturen 6871644 Arbeiten mit der Benutzerverwaltung 6921645 Arbeiten mit Archiven 6951646 Aufgaben planen 697

165 HMI-Projektierung fertig stellen 6971651 HMI-Projektierung uumlbersetzen (Konsistenzpruumlfung) 6971652 Simulation der HMI-Projektierung 6981653 Projektierung in die HMI-Station laden 6991654 Wartung der HMI-Station 701

17 Anhang 704

171 Integrierte und technologische Funktionen 7041711 High Speed Counter (HSC) 7041712 Impulsgenerator 7101713 Technologieobjekte fuumlr Motion Control 7131714 Technologieobjekte fuumlr PID Control 718

172 Fernverbindung mit TeleService 722

173 TeleControl mit CP 1242-7 724

174 Webserver 7261741 Webserver aktivieren 7261742 Zugriff auf den Webserver 7261743 Standard-Webseiten 727

175 Daten protokollieren und mit Rezepturen arbeiten 7291751 Einfuumlhrung in die Datenprotokollierung 7291752 Funktionen fuumlr die Datenprotokollierung 7301753 Einfuumlhrung zur Rezepturenuumlbertragung 7321754 Funktionen fuumlr die Rezepturenuumlbertragung 734

176 Simulation mit S7-PLCSIM 7351761 S7-PLCSIM allgemein 7351762 Die Bedienoberflaumlche von S7-PLCSIM 7361763 In S7-PLCSIM mit STEP-7-Testfunktionen testen 7371764 Mit einem Simulationsprojekt arbeiten 7391765 Mit dem Adressbereich testen 7401766 Mit der SIM-Tabelle testen 7411767 Mit der Sequenztabelle testen 742

Stichwortverzeichnis 746

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

21

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

SIMATIC S7-1200 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den unteren undmittleren Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Signalbaugruppen sowie mit Kommunikationsbaugruppenmodular erweitert werden Das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200 ist naht-los eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Die Controller SIMATIC S7-1200 bilden als speicherprogrammierbare Steuerun-gen (SPS oder PLC Programmable Logic Controller) die Basis des Automatisie-rungssystems Mehrere Controller mit abgestufter Leistungsfaumlhigkeit uumlberdeckenden unteren und mittleren Bereich der industriellen Steuerungen

SIMATIC HMI bedeutet Bedienen und Beobachten (HMI Human Machine Inter-face) Die Basic Panels sind so ausgelegt dass sie optimal mit SIMATIC S7-1200zusammenarbeiten Die Geraumlte sind in Displaygroumlszligen von 36 Zoll bis 15 Zoll ver-fuumlgbar und werden uumlber Touchscreen bedient Bis auf das 15-Zoll-Geraumlt haben dieGeraumlte zusaumltzlich Funktionstasten

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1200

SIMATIC Controller steuern die Maschine oder Anlage

Bedienen und Beobachten zum Fuumlhrender Anlage im laufenden Betrieb

SIMATIC NET

SIMATIC HMI STEP 7(TIA Portal)

SIMATIC S7-1200

Vernetzung zum Datenaustauschund zentralen Online-Zugriff

Software zum Konfigurierenund ProgrammierenProjektieren

SS

S S S

Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

22

SIMATIC NET verbindet alle SIMATIC-Stationen und sorgt fuumlr komplikationslosenDatenaustausch SIMATIC S7-1200 mit PROFINET-Schnittstelle verwendet dasIndustrial Ethernet Netzwerk um mit anderen PLC-Stationen HMI-Stationen undProgrammiergeraumlten Daten auszutauschen Kommunikationsbaugruppen erwei-tern die Kommunikationsfaumlhigkeit auf andere Netze wie PROFIBUS DP AktorSen-sor-Interface oder Punkt-zu-Punkt-Kopplung auf RS232- oder RS485-Basis

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert und parametriert mit STEP 7 wird das Anwenderprogrammerstellt und getestet Das TIA Portal ist die zentrale Bedienoberflaumlche zum Verwal-ten der Werkzeuge und Automatisierungsdaten STEP 7 im TIA Portal gibt es in denVarianten STEP 7 Professional und STEP 7 Basic Mit beiden Varianten kann eine S7-1200-Station projektiert und programmiert werden In diesem Buch ist die Anwen-dung von STEP 7 Basic beschrieben

Komponenten und Anschluumlsse

Das Bild 12 zeigt einen Uumlberblick uumlber die Anschlussmoumlglichkeiten an einen BasicController S7-1200

Die Zentralbaugruppe (Central Processor Unit CPU) enthaumllt das Betriebssystemund das Anwenderprogramm Das Anwenderprogramm befindet sich span-nungsausfallsicher im Ladespeicher Die ablaufrelevanten Teile des Anwender-programms werden in einem Arbeitsspeicher mit schnellem Zugriff bearbeitetVariablenwerte die auch bei Spannungsausfall oder beim Aus- und Einschaltenihren Wert behalten sollen werden im Remanenzspeicher abgelegt

Mithilfe einer steckbaren Speicherkarte (Memory Card MC) kann das Anwender-programm auf die CPU-Baugruppe uumlbertragen werden ndash alternativ zum Uumlbertragenuumlber eine Online-Verbindung mit dem Programmiergeraumlt Die Speicherkarte kannauch als externer Ladespeicher oder zum Firmware-Update eingesetzt werden

Die Verbindung zur Anlage oder zum Prozess uumlbernehmen Onboard-Ein- und-Ausgaben die je nach Version der Zentralbaugruppe in unterschiedlicher Anzahlvorhanden sind Die Onboard-Ein- und -Ausgaben sind auch speziell fuumlr denBetrieb der integrierten Hochgeschwindigkeitszaumlhler (HSC High Speed Counter)ausgelegt Das Betriebssystem enthaumllt auszligerdem Impulsgeneratoren mit weiten-modulierter Impulsausgabe sowie die Technologieobjekte Achse zur Ansteuerungvon Schrittmotoren und Servomotoren mit Pulsschnittstelle und PID Compacteinen PID-Regler mit optimierter Selbsteinstellung

Mit einem Signal Board (SB) koumlnnen die Onboard-Ein- und -Ausgaben erweitertwerden Das Communication Board (CB) schafft einen Punkt-zu-Punkt-Anschlussfuumlr die CPU-Baugruppe und das Battery Board (BB) verlaumlngert die Gangreserve derintegrierten Hardware-Uhr auf etwa ein Jahr

Sind zusaumltzliche Ein- und Ausgaumlnge erforderlich koumlnnen ndash je nach Version derCPU-Baugruppe ndash Ein-Ausgabebaugruppen (Signal Modules SM) an die CPU-Baugruppe angesteckt werden Sie sind fuumlr Digital- und Analogsignale verfuumlgbar

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

23

Die PROFINET-Schnittstelle verbindet die CPU-Baugruppe mit dem SubnetzIndustrial Ethernet An ihr wird das Programmiergeraumlt angeschlossen wenn bei-spielsweise das Anwenderprogramm online zur CPU-Baugruppe uumlbertragen undan der Maschine getestet werden soll Uumlber diese Schnittstelle geschieht auch derDatenaustausch mit HMI-Stationen oder anderen Automatisierungsgeraumlten

Wird die CPU-Baugruppe mit nur einem Geraumlt uumlber Ethernet verbunden kann esdirekt mit einem Standard- oder bdquoCross-overldquo-Kabel geschehen Bei der Vernetzungvon mehr als zwei Geraumlten die nur eine PROFINET-Schnittstelle haben muumlssen dieVerbindungskabel uumlber einen Vervielfacher z B das Communication SwitchModule (CSM) gefuumlhrt werden CPU 1215 und CPU 1217 haben zwei mit einemSwitch verbundene Anschluumlsse so dass sie mit dem naumlchsten Automatisierungsge-raumlt ohne zwischengeschalteten Anschlussvervielfacher vernetzt werden koumlnnen

Kommunikationsbaugruppen (Communication Modules CM) gestatten denBetrieb an weiteren Bussystemen wie beispielsweise PROFIBUS DP Hier kann eine

Bild 12 Anschlussmoumlglichkeiten an eine PLC-Station mit CPU 1200

S

Anschluss von Geraumlten uumlberCommunication Module (CM)an PROFIBUS AS-Interfaceoder Punkt-zu-Punkt

Anschluss einesProgrammier-geraumlts

Anschluss einerHMI-Station(Basic Panel)

Anschluss einerweiteren S7-1200-Station oderanderer Geraumlte aufder Basis derOpen UserCommunication

Vervielfaumlltigung des Ethernet-Anschlusses mit demCommunication Switch Module(CSM)

Anschluss von Sensoren zBTaster oder Endschalter an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Anschluss von Aktoren zBSchuumltze oder Leuchten an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Mit einer Memory Card(MC) kann dasSteuerungsprogrammuumlbertragen und dasBetriebssystemhochgeruumlstet werden

Anschlussmoumlglichkeiten an eine CPU 1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

24

S7-1200-Station in einem DP-Mastersystem sowohl der DP-Master als auch ein DP-Slave sein An AS-Interface kann eine S7-1200-Station der AS-Interface-Master seinund bis zu 62 AS-Interface-Feldgeraumlte steuern Die Kommunikationsbaugruppe fuumlrdie Punkt-zu-Punkt-Kopplung gibt es mit RS232- oder RS485-Schnittstelle an diebeispielsweise ein Barcode- oder RFID-Leser angeschlossen werden kann

12 Uumlbersicht STEP 7

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Nutzungsberechtigung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuel-len Betriebssystemen Microsoft Windows Mit STEP 7 Basic oder STEP 7 Professionalkoumlnnen die S7-1200-Controller und ndash mit dem mitgelieferten WinCC Basic ndash dieBasic Panels projektiert werden Die Projektierung geschieht mit zwei Ansichtendie Portalansicht und die Projektansicht (Bild 13)

Die Portalansicht bietet eine aufgabenorientierte Sicht auf die installierten Werk-zeuge Auf der linken Seite sind die Portale fuumlr die Werkzeuge aufgelistet und in derMitte stehen die Aktionen zum ausgewaumlhlten Portal Das Fenster auf der rechtenSeite zeigt die Objekte die mit der ausgewaumlhlten Aktion bearbeitet werden koumlnnenFalls es erforderlich ist wird zur Bearbeitung des ausgewaumlhlten Objekts zur Pro-jektansicht gewechselt

Bild 13 Bedienoberflaumlchen im TIA Portal Portalansicht und Projektansicht

12 Uumlbersicht STEP 7

25

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt In der Geraumltekonfigurationsteht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittelpunkt In derGeraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platzierten Baugruppengezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt die Eigenschaften derselektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibt Unterstuumltzungdurch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Baugruppen DieNetzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

Bei der PLC-Programmierung bearbeiten Sie im Arbeitsbereich den ausgewaumlhltenBaustein Wiederum sehen Sie im Inspektorfenster die Eigenschaften des markier-ten Objekts und koumlnnen diese einstellen Das Aufgabenfenster enthaumllt diesmal denProgrammelemente-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Anweisungen undFunktionen Aumlhnliches gilt fuumlr die Bearbeitung der PLC-Variablen beim Online-Programmtest durch Beobachtungstabellen oder beim Projektieren eines HMI-Geraumlts

Und stets haben Sie die Projektnavigation im Blickfeld Sie enthaumllt alle Objekte desSTEP-7-Projekts So koumlnnen Sie jederzeit ein Objekt beispielsweise einen Pro-grammbaustein oder eine Beobachtungstabelle auswaumlhlen und dieses Objekt mitden entsprechenden Editoren die beim Oumlffnen des Objekts automatisch startenbearbeiten

Allgemeine Vorgehensweise fuumlr die Erstellung eines Steuerungsprogramms

Alle fuumlr die Steuerung und Bedienung der Maschine oder Anlage notwendigenAutomatisierungsdaten sind in einem Projekt zusammengefasst Ein Projekt isteine Ordnerstruktur im Dateisystem des Programmiergeraumlts

Mit STEP 7 legen Sie ein neues Projekt an und fuumlgen ein Automatisierungsgeraumlt(eine Station) hinzu Dabei bestimmen Sie den Typ des Controllers den Sie fuumlr IhrVorhaben benoumltigen Je nach Bedarf erweitern Sie die Station mit zusaumltzlichen Bau-gruppen die Sie dem Hardware-Katalog entnehmen Mit dem Konfigurationseditorstellen Sie alle Hardware-Parameter ein beispielsweise das Verhalten der Zentral-baugruppe beim Einschalten der Versorgungsspannung oder die Adressen derBaugruppen Im weiteren Verlauf der Projektbearbeitung koumlnnen Sie jederzeitzusaumltzliche Baugruppen hinzustecken vorhandene Baugruppen aus der Konfigu-ration entfernen oder die Einstellungen der Baugruppen aumlndern

Bei der Hardware-Konfiguration erhaumllt jeder Ein- und Ausgang eine Adresse diesich aus der Adresse der Signalbaugruppe ableitet Dieser Absolutadresse ordnenSie in der PLC-Variablentabelle einen Namen (eine Symboladresse) zu Der Pro-grammeditor arbeitet primaumlr mit Symboladressen die er ndash falls keine (Anwender-)Symboladressen vergeben werden ndash mit laufender Nummer generiert Diese auto-matisch generierten Symboladressen sagen nichts uumlber die Bedeutung des Ein-gangs oder Ausgangs aus Es wird empfohlen nur aussagekraumlftige Namen zu ver-wenden denn dadurch sinkt die Fehleranfaumllligkeit und das Anwenderprogrammist leichter lesbar

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

26

Das Steuerungsprogramm (das Anwenderprogramm) besteht aus einzelnen Unter-programmen die man Bausteine nennt Alle Anwenderbausteine sind im OrdnerProgrammbausteine gespeichert Beim Anlegen einer Station wird in diesen Ordnerein Organisationsbaustein mit der Nummer 1 (OB 1) und der Symboladresse Main(Hauptprogramm) eingefuumlgt Organisationsbausteine sind die Schnittstelle zwi-schen dem Betriebssystem der CPU und dem Anwenderprogramm Fuumlr die Struktu-rierung des Anwenderprogramms gibt es zusaumltzlich Funktionsbausteine undFunktionen und fuumlr die Anwenderdaten die Datenbausteine Ein Doppelklick aufeinen Baustein oumlffnet ihn und Sie koumlnnen das Bausteinprogramm eingeben DieProgrammiersprache fuumlr einen Baustein koumlnnen Sie frei waumlhlen je nachdem wel-che Vorlieben Sie haben oder welche Funktion der Baustein erfuumlllen soll Im Steue-rungsprogramm koumlnnen also alle Programmiersprachen vertreten sein

Die benoumltigten Programmelemente entnehmen Sie dem Programmelemente-Kata-log dessen Inhalt sich automatisch der verwendeten Programmiersprache anpasstDazu bdquoziehenldquo Sie mit der Maus das Programmelement aus dem Katalog in dengeoumlffneten Baustein (bdquodrag and dropldquo) Anschlieszligend beschriften Sie das Pro-grammelement mit den gewuumlnschten Variablen Das sind die (globalen) Variablenaus der PLC-Variablentabelle (Ein- und Ausgaumlnge) und die (lokalen) Variablen dieSie im Baustein selbst definieren zum Beispiel Zwischenspeicher fuumlr temporaumlreErgebnisse oder Bausteinparameter fuumlr die Uumlbergabe von Werten an das Baustein-programm

Sie koumlnnen jederzeit die Projektierung oder Programmierung unterbrechen dieeingegebenen Daten speichern und die Arbeiten zu einem spaumlteren Zeitpunkt fort-setzen Es wird immer das komplette Projekt gespeichert Dabei spielt es keineRolle ob das eingegebene Programm und die Daten vollstaumlndig oder in sich konsis-tent sind

Ein Projekt koumlnnen Sie bdquoofflineldquo ndash das heiszligt ohne Steuerungs-Hardware ndash erstellenZum Testen und Betreiben an der Maschine muumlssen Sie die Projektdaten in dieSteuerung bdquoladenldquo Beim Laden werden die Projektdaten bdquouumlbersetztldquo Dabei wirdder Code erzeugt den der Steuerungsprozessor bearbeiten kann Jetzt muss dasAnwenderprogramm vollstaumlndig und in sich konsistent sein sonst wird der Lade-vorgang nicht ausgefuumlhrt Sie koumlnnen eine Uumlbersetzung auch waumlhrend der Pro-grammerstellung anstoszligen und so beispielsweise pruumlfen ob der bis dahin einge-gebene Programmcode konsistent ist Mit einer im Programmiergeraumlt simulierten(Software-)Station koumlnnen Sie auch einem bdquoVorabtestldquo durchfuumlhren

STEP 7 stellt Ihnen zum Testen und Fehlersuchen umfangreiche Werkzeuge zurVerfuumlgung So koumlnnen Sie beispielsweise den Verlauf der Signalzustaumlnde im bear-beiteten Programm beobachten Variablenwerte vorgeben und vom getesteten Pro-gramm Zwischensicherungen erstellen Nach der Inbetriebnahme koumlnnen Sie dasAnwenderprogramm in komprimierter Form archivieren

Ein Projekt muss mindestens eine Station enthalten Das kann eine PLC- eine HMI-oder eine PC-Station sein In einem Projekt koumlnnen sich auch mehrere Stationenunterschiedlicher Art befinden Mit der Netzprojektierung erstellen Sie dann dieKommunikationsverbindungen fuumlr den Datenaustausch zwischen den Stationen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

27

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Die Automatisierungsdaten liegen im Automatisierungssystem an verschiedenenSpeicherplaumltzen Da ist zuerst einmal das Programmiergeraumlt Auf dessen Festplattewerden in einem STEP-7-Projekt saumlmtliche Automatisierungsdaten gespeichertBeim Konfigurieren Projektieren und Programmieren bearbeiten Sie die Projekt-daten mit STEP 7 im Hauptspeicher des Programmiergeraumlts (Bild 14)

Die Automatisierungsdaten im Programmiergeraumlt sind die Offline-ProjektdatenWenn STEP 7 die Automatisierungsdaten entsprechend aufbereitet (bdquouumlbersetztldquo)hat koumlnnen sie in ein angeschlossenes Automatisierungsgeraumlt geladen werdenDie in den Anwenderspeicher der CPU-Baugruppe geladenen Daten sind die Online-Projektdaten

Die Uumlbertragung der Projektdaten zwischen Programmiergeraumlt und CPU-Bau-gruppe kann mithilfe der SIMATIC Memory Card erfolgen Der Normalfall ist eineOnline-Verbindung zum Uumlbertragen Testen und Diagnostizieren

Anwenderspeicher

Der Anwenderspeicher in der CPU-Baugruppe besteht aus dem Ladespeicher demArbeitsspeicher und dem Remanenzspeicher

Im Ladespeicher steht das gesamte Anwenderprogramm einschlieszliglich Konfigu-rationsdaten (Systemdaten) Reicht der Umfang des internen auf der CPU-Bau-

Bild 14 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Memory Card

ArbeitsspeicherRemanenzspeicher

Hauptspeicher

Festplatte

Ladespeicher

Im Ladespeicher stehendie zur CPU uumlbertragenenProjektdaten Zusammen

mit den aktuellenVariablenwerten aus demArbeitsspeicher bilden siedie Online-Projektdaten

Mit der Memory Cardkann das Steuerungs-

programm zur CPUuumlbertragen werden

Im Arbeitsspeicher stehtder ablauffaumlhige Teil desSteuerungsprogramms

der zur Laufzeit bearbeitetwird

Im Remanenzspeicherstehen die Variablen die

ihren Wert bei Spannungs-ausfall oder beim Aus-

und Einschalten behalten

Auf der Festplattesind die Offline-

Projektdaten gespeichert

Alle Projektdaten werdenim Hauptspeicher desProgrammiergeraumlts

bearbeitet

Programmiergeraumlt CPU-Baugruppe

Uumlbertragung mit Online-Verbindung

Uumlbertragungbeim Einschalten

Speichern derProjektdaten

Datenhaltung im SIMATIC Automatisierungssystem

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

28

gruppe liegenden Ladespeichers nicht aus kann er auf die Memory Card bdquoverla-gertldquo werden (externer Ladespeicher) Vom Programmiergeraumlt aus wird dasAnwenderprogramm immer zuerst in den Ladespeicher uumlbertragen und von hieraus in den Arbeitsspeicher Das Programm im Ladespeicher wird nicht als Anwen-derprogramm bearbeitet Datenbausteine die beispielsweise Rezepte enthaltenkoumlnnen als bdquonicht ablaufrelevantldquo gekennzeichnet werden und werden dann nichtin den Arbeitsspeicher uumlbertragen Mit Systembausteinen kann vom Anwenderpro-gramm aus auf diese Datenbausteine zugegriffen werden Wie das Anwenderpro-gramm aus Bausteinen strukturiert ist entnehmen Sie dem Kapitel 16 bdquoBearbei-tung des Anwenderprogrammsldquo auf Seite 35

Der Arbeitsspeicher ist als schneller in vollem Umfang in der CPU integrierterRAM-Speicher ausgelegt Das Betriebssystem der CPU kopiert den bdquoablaufrelevan-tenldquo Programmcode und die Anwenderdaten in den Arbeitsspeicher bdquoAblaufrele-vantldquo ist eine Eigenschaft der vorhandenen Objekte nicht gleichbedeutend mit derTatsache dass ein bestimmter Codebaustein auch aufgerufen und bearbeitet wirdDas bdquoeigentlicheldquo Anwenderprogramm wird im Arbeitsspeicher bearbeitet

Beim Zuruumlckladen des gesamten Anwenderprogramms in das Programmiergeraumltwerden die Bausteine aus dem Ladespeicher geholt ergaumlnzt um die aktuellenWerte der Daten aus dem Arbeitsspeicher

Der Remanenzspeicher enthaumllt die als remanent definierten Merker und Datenva-riablen Die Werte im Remanenzspeicher bleiben nach einem Spannungsausfalloder beim Aus- und Einschalten der Versorgungsspannung erhalten Die Wertewerden geloumlscht bei einem Urloumlschen oder beim Zuruumlcksetzen der CPU-Baugruppeauf die Werkseinstellungen

Der Systemspeicher enthaumllt die Prozessabbilder fuumlr die Ein- und Ausgaumlnge Dassind Kopien der Ein- und Ausgangssignale von den Baugruppen Ebenfalls im Sys-temspeicher liegen die Operandenbereiche Merker und die temporaumlren Lokalda-ten Die temporaumlren Lokaldaten sind Zwischenspeicher fuumlr die Programmbearbei-tung in den Bausteinen des Anwenderprogramms

Die Memory Card kann als Uumlbertragungskarte das Anwenderprogramm in den CPU-Speicher uumlbertragen oder als Programmkarte der externe Ladespeicher sein Bei derAnwendung als Programmkarte muss die Memory Card zur Laufzeit in der CPU-Baugruppe gesteckt bleiben

Operandenbereiche

Beim Steuern einer Maschine oder eines Prozesses werden Signalzustaumlnde undZahlenwerte verarbeitet Eingaumlnge werden abgefragt deren Signalzustaumlndegemaumlszlig der Steuerungsaufgabe miteinander verknuumlpft und mit den Ergebnissendie Ausgaumlnge gesteuert Aumlhnlich ist es mit Zahlenwerten die ausgewaumlhlt berech-net verglichen und gespeichert werden CPU 1200 stellt fuumlr diese variablen Wertedie im Bild 15 gezeigten Speicherbereiche zur Verfuumlgung

b Peripherie-Eingaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Eingabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B die Einstellungvon Bedienelementen oder Sensoren abzufragen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

29

b Eingaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Eingaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn Signalzustaumlndeder Maschine abgefragt und verknuumlpft werden sollen Die Gesamtheit der Ein-gaumlnge ist das Eingangs-Prozessabbild

b Peripherie-Ausgaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Ausgabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B Anzeigen Ven-tile oder Schuumltze zu steuern

b Ausgaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Ausgaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn die Ergebnisseder Steuerungsfunktionen ausgegeben werden sollen Die Gesamtheit der Aus-gaumlnge ist das Ausgangs-Prozessabbild

b Merker sind ein Speicherbereich im Systemspeicher der CPU der als globalerZwischenspeicher bevorzugt fuumlr Binaumlrsignale verwendet wird

b Temporaumlre Lokaldaten sind Speicherbereiche die die CPU einem Codebausteinwaumlhrend der Bearbeitung zuweist Hier kann das Programm im Baustein Signal-zustaumlnde und Zahlenwerte temporaumlr zwischenspeichern die mit dem Bearbei-tungsende des Bausteins ihre Guumlltigkeit verlieren

b Daten sind Variablen im Anwenderspeicher die in Datenbausteinen mit ver-schiedenen Strukturen zusammengefasst sind Ein Datenbaustein der einemCodebaustein zugeordnet ist (Instanz-Datenbaustein) enthaumllt den Operanden-bereich statische Lokaldaten

Weitergehende Beschreibungen finden Sie in den Kapiteln 62 bdquoGlobale OperandenKonstanten und Adressierungldquo auf Seite 199 666 bdquoOperandenbereich temporaumlreLokaldatenldquo auf Seite 240 und 1253 bdquoOperandenbereich Datenldquo auf Seite 531

Globale und lokale Variablen

Variablen enthalten die im Anwenderprogramm bearbeiteten Werte Man kann siegrob in zwei Kategorien einteilen in globale und lokale Variablen

Bild 15 Operandenbereiche in einer PLC-Station

TemporaumlreLokaldaten

Ausgangs-Prozessabbild

Peripherie-Ausgaumlnge

Eingangs-Prozessabbild

Global-Daten-bausteine

Instanz-Daten-bausteine

Typ-Daten-bausteine

Peripherie-Eingaumlnge

Systemspeicher

Anwenderspeicher

Eingabe-baugruppen

Ausgabe-baugruppen

Merker

Operandenbereiche in einer CPU 1200

Inhaltsverzeichnis

9

33 Signalbaugruppen 69331 Digitalein-ausgabebaugruppen 69332 Analogein-ausgabebaugruppen 70333 Eigenschaften der Peripherieanschluumlsse 70

34 Technologiebaugruppen 72341 IO-Link-Master 72342 Waumlgemodule SIWAREX 73343 Power Signal Booster 73

35 Kommunikationsbaugruppen 73351 Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 74352 PROFIBUS DP 74353 AktorSensor-Interface 74354 Industrial Remote Communication 75355 Kommunikationsbaugruppe RF120C 76

36 Weitere Baugruppen 77361 Anschlussvervielfacher 77362 Externe Spannungsversorgung 77363 TS-Adapter IE Basic 77364 Simulatormodule SIM 1274 78

37 SIPLUS S7-1200 79

4 Geraumltekonfiguration 80

41 Einfuumlhrung 80

42 Eine Station konfigurieren 82421 Eine PLC-Station hinzufuumlgen 82422 Eine Baugruppe hinzufuumlgen 82423 Eine HMI-Station hinzufuumlgen 83

43 Baugruppen parametrieren 84431 Die CPU-Eigenschaften parametrieren 84432 Baugruppen adressieren 87433 Digitaleingaben parametrieren 89434 Digitalausgaben parametrieren 90435 Analogeingaben parametrieren 91436 Analogausgaben parametrieren 91437 Kommunikationsbaugruppen parametrieren 92

44 Hardware-Objekte adressieren 92

45 Konfigurationssteuerung projektieren 94

46 Eine Vernetzung projektieren 96461 Einfuumlhrung 96462 Eine Station vernetzen 97463 Teilnehmeradressen in einem Subnetz 99464 Verbindungen 100465 Ein PROFINET-Subnetz projektieren 103466 Ein PROFIBUS-Subnetz projektieren 106467 Ein AS-i-Subnetz projektieren 107

Inhaltsverzeichnis

10

5 Anwenderprogramm bearbeiten 109

51 Betriebszustaumlnde 109

511 Betriebszustand STOP 110

512 Betriebszustand ANLAUF 111

513 Betriebszustand RUN 113

514 Remanenzverhalten von Operanden 113

52 Anwenderprogramm erstellen 114

521 Programmbearbeitung 114

522 Strukturierung des Anwenderprogramms 116

523 Bausteinarten 119

524 Bausteineigenschaften 121

525 Bausteinschnittstelle 121

526 Einen Codebaustein aufrufen 126

527 Programmierempfehlungen 128

53 Anlaufprogramm 136

531 Organisationsbausteine fuumlr das Anlaufprogramm 136

532 Baugruppenadresse ermitteln 137

54 Hauptprogramm 141

541 Organisationsbausteine fuumlr das Hauptprogramm 141

542 Prozessabbild-Aktualisierung 142

543 Zykluszeit 143

544 Reaktionszeit 146

545 Programmbearbeitung stoppen 147

546 Uhrzeit 148

547 Betriebsstundenzaumlhler 152

55 Alarmbearbeitung 154

551 Einfuumlhrung zur Alarmbearbeitung 154

552 Uhrzeitalarme 159

553 Verzoumlgerungsalarme 163

554 Weckalarme 167

555 Prozessalarme 170

556 Alarme zur Laufzeit zuordnen 173

557 Alarme und Asynchronfehler verzoumlgern und freigeben 174

558 Startinformation lesen 175

56 Fehlerbehandlung Diagnose 176

561 Fehlerursachen und Fehlerreaktionen 176

562 Lokale Fehlerbehandlung 178

563 Zeitfehler OB 80 182

564 Diagnosealarm OB 82 183

565 ZiehenStecken-Alarm OB 83 184

566 Baugruppentraumlgerfehler OB 86 185

567 Diagnosefunktionen im Anwenderprogramm 186

568 Anwender-Diagnosemeldung erzeugen 194

Inhaltsverzeichnis

11

6 Programmeditor 198

61 Einfuumlhrung 198

62 Globale Operanden Konstanten und Adressierung 199621 Eingaumlnge Peripherie-Eingaumlnge 199622 Ausgaumlnge Peripherie-Ausgaumlnge 199623 Operandenbereich Merker 200624 Absolute Adressierung 202625 Symbolische Adressierung 203626 Adressierung von Konstanten 205627 Indirekte Adressierung (Uumlbersicht) 206

63 Datentypen 207631 Datentypen fuumlr Bitfolgen 207632 Datentypen fuumlr BCD-Werte 207633 Datentypen fuumlr Ganzzahlen 208634 Datentypen fuumlr Gleitpunktzahlen 209635 Datentypen fuumlr Zeitwerte 210636 Datentypen fuumlr Zeichen 211637 Datentyp ARRAY 214638 Datentyp STRUCT 217

64 PLC-Variablentabelle 219641 PLC-Variablentabelle anlegen und bearbeiten 219642 PLC-Variablen definieren 219643 PLC-Variablentabellen vergleichen 222644 PLC-Variablentabelle exportieren und importieren 222645 Konstantentabellen 223

65 PLC-Datentypen 224651 Einen PLC-Datentyp programmieren 224652 Einen PLC-Datentyp anwenden 225653 PLC-Datentypen vergleichen 226654 Einen PLC-Datentyp umnummerieren 227

66 Einen Codebaustein programmieren 228661 Einen neuen Codebaustein anlegen 228662 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Codebausteine 229663 Bausteineigenschaften fuumlr Codebausteine festlegen 230664 Einen Codebaustein schuumltzen 234665 Bausteinschnittstelle programmieren 237666 Operandenbereich temporaumlre Lokaldaten 240667 Allgemeines Vorgehen beim Programmieren der Steuerungsfunktion 241668 Instanzdaten anlegen 244

67 Einen Datenbaustein programmieren 248671 Einen neuen Datenbaustein anlegen 248672 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Datenbausteine 249673 Bausteineigenschaften fuumlr Datenbausteine festlegen 250674 Datenvariablen deklarieren 252675 Datenvariablen in Global-Datenbausteinen eingeben 253

Inhaltsverzeichnis

12

68 Bausteine uumlbersetzen 255681 Uumlbersetzung starten 255682 SCL-Bausteine uumlbersetzen 256683 Fehler nach der Uumlbersetzung beheben 256

69 Programminformationen 258691 Querverweisliste 258692 Belegungsplan 261693 Aufrufstruktur 262694 Abhaumlngigkeitsstruktur 263695 Konsistenzpruumlfung 264696 Speicherauslastung der CPU 265

7 Kontaktplan KOP 266

71 Einfuumlhrung 266711 Mit Kontaktplan programmieren 266712 Programmelemente des Kontaktplans 272

72 Binaumlre Verknuumlpfungen mit KOP programmieren 272721 Schlieszligerkontakt und Oumlffnerkontakt 272722 Reihen- und Parallelschaltung von Kontakten 274723 T-Abzweig offener Parallelzweig 277724 Verknuumlpfungsergebnis negieren im Kontaktplan 278725 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen im Kontaktplan 278726 Guumlltigkeitspruumlfung einer Gleitpunktvariablen im Kontaktplan 279727 Vergleich von Variablen im Kontaktplan 280728 VARIANT-Zeiger testen und vergleichen im Kontaktplan 281

73 Speicherfunktionen mit KOP programmieren 282731 Einfache und negierende Spule 282732 Setzen- und Ruumlcksetzen-Spule 283733 Speicherndes Verhalten durch Selbsthaltung 284734 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Kontaktplan 285735 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Kontaktplan 286736 Spulen mit Zeitverhalten 286

74 Q-Boxen mit KOP programmieren 287741 Speicher-Boxen im Kontaktplan 288742 Flankenauswertung des Stromflusses 288743 Beispiel Binaumlruntersetzer im Kontaktplan 289744 Zeitfunktionen im Kontaktplan 291745 Zaumlhlfunktionen im Kontaktplan 292

75 ENENO-Boxen mit KOP programmieren 293751 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 293752 Uumlbertragungsfunktionen im Kontaktplan 295753 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte im Kontaktplan 296754 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte im Kontaktplan 298755 Mathematische Funktionen im Kontaktplan 298

Inhaltsverzeichnis

13

756 Konvertierungsfunktionen im Kontaktplan 299757 Schiebefunktionen im Kontaktplan 300758 Logikfunktionen im Kontaktplan 300759 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Kontaktplan 3017510 Die CALCULATE-Box im Kontaktplan 302

76 Programmsteuerung mit KOP 302761 Sprungfunktionen im Kontaktplan 303762 Sprungliste im Kontaktplan 304763 Sprungverteiler im Kontaktplan 304764 Bausteinende-Funktion im Kontaktplan 305765 Bausteinaufruf-Funktionen im Kontaktplan 306

8 Funktionsplan FUP 308

81 Einfuumlhrung 308811 Mit Funktionsplan programmieren 308812 Programmelemente des Funktionsplans 314

82 Binaumlre Verknuumlpfungen mit FUP programmieren 314821 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 314822 Eine binaumlre Verknuumlpfung im Funktionsplan programmieren 316823 T-Abzweig im Funktionsplan 319824 Verknuumlpfungsergebnis negieren im Funktionsplan 319825 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen im Funktionsplan 321826 Guumlltigkeitspruumlfung einer Gleitpunktvariablen im Funktionsplan 321827 Vergleich von Variablen im Funktionsplan 322828 VARIANT-Zeiger testen und vergleichen im Funktionsplan 323

83 Standard-Boxen mit FUP programmieren 324831 Zuweisung und negierende Zuweisung 324832 Setzen- und Ruumlcksetzen-Box 326833 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Funktionsplan 326834 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Funktionsplan 327835 Standardboxen mit Zeitverhalten 328

84 Q-Boxen mit FUP programmieren 329841 Speicher-Boxen im Funktionsplan 329842 Flankenauswertung des Verknuumlpfungsergebnisses 330843 Beispiel Binaumlruntersetzer im Funktionsplan 330844 Zeitfunktionen im Funktionsplan 331845 Zaumlhlfunktionen im Funktionsplan 333

85 ENENO-Boxen mit FUP programmieren 334851 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 334852 Uumlbertragungsfunktionen im Funktionsplan 336853 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte im Funktionsplan 338854 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte im Funktionsplan 339855 Mathematische Funktionen im Funktionsplan 340856 Konvertierungsfunktionen im Funktionsplan 340857 Schiebefunktionen im Funktionsplan 341

Inhaltsverzeichnis

14

858 Logikfunktionen im Funktionsplan 342859 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Funktionsplan 3438510 Die CALCULATE-Box im Funktionsplan 344

86 Programmsteuerung mit FUP 344861 Sprungfunktionen im Funktionsplan 344862 Sprungliste im Funktionsplan 346863 Sprungverteiler im Funktionsplan 347864 Bausteinende-Funktion im Funktionsplan 347865 Bausteinaufruf-Funktionen im Funktionsplan 347

9 Structured Control Language SCL 350

91 Einfuumlhrung 350911 Mit SCL programmieren 350912 SCL-Anweisungen und Operatoren 355913 Datentyp-Konvertierung bei SCL 357

92 Uumlbertragungsfunktionen 359921 Wertzuweisung einer Binaumlrvariablen 359922 Flankenauswertung bei SCL 360923 Wertzuweisung einer Digitalvariablen 361924 Uumlbertragen von VARIANT-Variablen bei SCL 362925 Datenbereiche uumlbertragen und fuumlllen 363926 Bytes tauschen 363927 Datenuumlbertragung mit PEEK und POKE 364

93 Logische Ausdruumlcke und Logikfunktionen 366931 Binaumlre Verknuumlpfungen mit SCL programmieren 366932 Wortverknuumlpfungen bei SCL 369933 Codier- Auswahl- und Begrenzerfunktionen bei SCL 370

94 Arithmetische Ausdruumlcke 371941 Arithmetische Funktionen bei SCL 371942 Mathematische Funktionen bei SCL 372

95 Vergleichsausdruumlcke 373951 Vergleichsfunktionen bei SCL 373952 VARIANT-Zeiger testen 373

96 Weitere Funktionen fuumlr SCL 375961 Zeitfunktionen bei SCL 375962 Zaumlhlfunktionen bei SCL 375963 Schiebefunktionen bei SCL 377964 Zeichenkettenfunktionen bei SCL 378

97 Programmsteuerung mit SCL 378971 Kontrollanweisungen 378972 Bausteinende-Funktion bei SCL 389973 Aufruf einer Funktion (FC) bei SCL 389974 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) bei SCL 390975 Versorgung von Parametern 391

98 Arbeiten mit Quelldateien 392

Inhaltsverzeichnis

15

10 Basisfunktionen 396

101 Binaumlre Verknuumlpfungen 3961011 Einfuumlhrung 3961012 Arbeiten mit Binaumlrsignalen 3971013 UND-Funktion Reihenschaltung 3991014 ODER-Funktion Parallelschaltung 3991015 Exklusiv-ODER-Funktion Antivalenzfunktion 4021016 Verknuumlpfungsergebnis negieren NOT-Kontakt 402

102 Speicherfunktionen 4031021 Einfuumlhrung 4031022 Einfache und negierende Spule Zuweisung 4041023 Einzelnes Setzen und Ruumlcksetzen 4041024 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen 4061025 Vorrangiges Setzen und Ruumlcksetzen Speicher-Boxen 407

103 Flankenauswertungen 407

104 Zeitfunktionen 4131041 Wissenswertes zu Zeitfunktionen 4131042 Impulsbildung TP 4141043 Einschaltverzoumlgerung TON 4151044 Ausschaltverzoumlgerung TOF 4161045 Akkumulierende Einschaltverzoumlgerung TONR 4181046 Eine Zeitfunktion mit einer Zeitdauer laden 4191047 Eine Zeitfunktion zuruumlcksetzen 419

105 Zaumlhlfunktionen 4201051 Wissenswertes zu Zaumlhlfunktionen 4201052 Vorwaumlrtszaumlhler CTU 4221053 Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTD 4231054 Vorwaumlrts-Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTUD 424

11 Digitalfunktionen 426

111 Uumlbertragungsfunktionen 4261111 Variable kopieren MOVE- und S_MOVE-Box bei KOP und FUP 4271112 Wertzuweisungen bei SCL 4291113 VARIANT-Variable lesen und schreiben 4311114 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK_VARIANT 4321115 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK und UMOVE_BLK 4331116 Datenbereich fuumlllen mit FILL_BLK und UFILL_BLK 4351117 Variable von und zu einen BYTE-Feld uumlbertragen 4371118 Variable von und zu einem Bitfeld uumlbertragen 4401119 Byte-Reihenfolge aumlndern 44211110 Bereichsgrenzen ermitteln 442

112 Vergleichsfunktionen 4421121 Vergleich von Variablenwerten 4431122 Bereichsvergleich (KOP FUP) 445

Inhaltsverzeichnis

16

1123 Gleitpunkt-Variable testen (KOP FUP) 445

1124 VARIANT-Zeiger testen (KOP FUP) 446

1125 VARIANT-Zeiger testen (SCL) 448

113 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte 451

1131 Grundrechnungsarten 451

1132 Division mit Rest als Ergebnis MOD 453

1133 Dekrementieren DEC Inkrementieren INC 453

114 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte 454

1141 Addition T_ADD 454

1142 Subtraktion T_SUB 455

1143 Differenz T_DIFF 456

1144 Zusammenfassen T_COMBINE 456

115 Mathematische Funktionen 456

1151 Winkelfunktionen SIN COS TAN 457

1152 Arcusfunktionen ASIN ACOS ATAN 458

1153 Quadrat bilden SQR 458

1154 Quadratwurzel ziehen SQRT 458

1155 Potenzieren zur Basis e EXP 459

1156 Natuumlrlichen Logarithmus berechnen LN 459

1157 Nachkommastellen extrahieren FRAC 460

1158 Potenzieren zu einer beliebigen Basis EXPT 460

1159 Absolutwertbildung ABS 460

11510 Negation NEG 460

116 Konvertierungsfunktionen (Datentypwandlung) 461

1161 Implizite Datentypkonvertierung 462

1162 Variablen uumlberlagern (Datentypsichten) 464

1163 Konvertierungsfunktionen CONVERT S_CONV und T_CONV 466

1164 Konvertierungsfunktionen fuumlr Gleitpunktzahlen 472

1165 Konvertierungsfunktionen STRG_TO_CHARS und CHARS_TO_STRG 473

1166 Konvertierungsfunktionen STRG_VAL und VAL_STRG 475

1167 Konvertierungsfunktionen ATH und HTA 478

1168 Konvertierungsfunktionen SCALE_X und NORM_X 480

117 Schiebefunktionen 480

118 Logikfunktionen 483

1181 Wortverknuumlpfungen 483

1182 Invertieren INVERT 485

1183 Codierfunktionen DECO und ENCO 485

1184 Auswahlfunktionen SEL MUX und DEMUX 487

1185 Auswahlfunktionen MIN und MAX 488

1186 Begrenzer LIMIT 490

119 Zeichenketten bearbeiten 490

1110 Rechnen mit der CALCULATE-Box (KOP FUP) 496

1111 Symbolnamen lesen 498

Inhaltsverzeichnis

17

12 Programmsteuerung 503

121 Sprungfunktionen 503

1211 Sprung abhaumlngig vom Verknuumlpfungsergebnis (KOP FUP) 504

1212 Sprungliste JMP_LIST (KOP FUP) 505

1213 Sprungverteiler SWITCH (KOP FUP) 506

1214 Absoluter Sprung GOTO (SCL) 507

122 Bausteinende-Funktion 508

123 Aufruf von Codebausteinen 509

1231 Wissenswertes zum Bausteinaufruf 509

1232 Aufruf einer Funktion (FC) 510

1233 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) 510

1234 Asynchron arbeitende Systembausteine 511

1235 ENENO-Mechanismus 513

124 Arbeiten mit Bausteinen 515

1241 Bausteine mit optimiertem und Standardzugriff 515

1242 Datentypen der lokalen Variablen 517

1243 Bausteinparameter adressieren 519

1244 Bausteinparameter versorgen 521

1245 Parametertyp VARIANT 523

1246 Uumlbergabe von Bausteinparametern 525

125 Datenbausteinfunktionen 528

1251 Hardware-Datentyp DB_ANY 529

1252 Konvertierung von DB_ANY 530

1253 Operandenbereich Daten 531

1254 Adressierung von Datenbausteinen 533

1255 Datenbausteinattribute lesen 534

1256 CPU-Datenbausteine 535

1257 Ladespeicher lesen und schreiben 538

13 Online-Betrieb Diagnose und Test 542

131 Programmiergeraumlt an die PLC-Station anschlieszligen 543

132 Projektdaten uumlbertragen 545

1321 Die Projektdaten erstmalig laden 546

1322 Die Projektdaten nachladen 548

1323 Das Anwenderprogramm schuumltzen 549

1324 Mit Online-Projektdaten arbeiten 552

1325 Mit der Memory Card arbeiten 554

133 Mit Bausteinen im Online-Betrieb arbeiten 557

1331 Einfuumlhrung 557

1332 Einen Online-Baustein bearbeiten 558

1333 Einen Baustein laden und zuruumlckladen 559

1334 Ohne Reinitialisierung laden 560

1335 Mit Momentaufnahmen arbeiten 562

Inhaltsverzeichnis

18

1336 Mit Einstellwerten arbeiten 563

1337 Bausteine vergleichen 565

134 Hardware-Diagnose 568

1341 Status-Anzeigen an den Baugruppen 569

1342 Diagnosefenster 570

1343 Diagnosepuffer 571

1344 Online-Tools 572

1345 Weitere Diagnose-Informationen uumlber das Programmiergeraumlt 573

135 Anwenderprogramm testen 574

1351 Aufrufumgebung definieren 575

1352 Testen mit Programmstatus 575

1353 PLC-Variablen beobachten 580

1354 Datenvariablen beobachten und steuern 580

1355 Testen mit Beobachtungstabellen 581

1356 Testen mit der Force-Tabelle 588

136 Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion 591

1361 Einfuumlhrung 591

1362 Erstellen der Trace-Konfiguration 591

1363 Messwerte aufzeichnen 592

1364 Messungen auswerten 593

1365 Messungen speichern 595

14 Dezentrale Peripherie 596

141 Einfuumlhrung Uumlbersicht 596

142 PROFINET IO 597

1421 Komponenten von PROFINET IO 597

1422 Adressen bei PROFINET IO 599

1423 PROFINET IO projektieren 601

1424 Echtzeit-Kommunikation bei PROFINET IO 606

143 PROFIBUS DP 607

1431 Komponenten von PROFIBUS DP 607

1432 Adressen bei PROFIBUS DP 610

1433 PROFIBUS DP projektieren 612

144 Systembausteine fuumlr PROFINET IO und PROFIBUS DP 615

1441 Peripheriedaten lesen und schreiben 615

1442 Datensaumltze uumlbertragen 618

1443 Dezentrale Station aktivierendeaktivieren 621

145 DPV1-Alarme 622

146 AktorSensor-Interface 624

1461 Komponenten von AktorSensor-Interface 624

1462 AS-i-Master CM 1243-2 projektieren 624

1463 AktorSensor-Interface projektieren 624

1464 Schnittstelle zum Anwenderprogramm 626

Inhaltsverzeichnis

19

15 Kommunikation 628

151 Uumlbersicht 628

152 Open User Communication 631

1521 Grundlagen 631

1522 Datenstruktur der Open User Communication 631

1523 Verbindung aufbauen und Daten senden mit TSEND_C 632

1524 Verbindung aufbauen und Daten empfangen mit TRCV_C 634

1525 Open User Communication projektieren 636

1526 Weitere Funktionen fuumlr die Open User Communication 637

153 S7-Kommunikation 639

1531 Grundlagen 639

1532 Datenaustausch mit GET und PUT 640

1533 S7-Kommunikation projektieren 642

154 Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 643

1541 Einfuumlhrung in die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 643

1542 Konfigurieren der Kommunikationsbaugruppe CM 1241 643

1543 Funktionen fuumlr die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 646

155 Weitere Kommunikationsfunktionen 649

1551 USS-Protokoll fuumlr Antriebe 649

1552 Modbus RTU 651

1553 Modbus TCP 653

16 Visualisierung 656

161 Einfuumlhrung in die Visualisierung 656

1611 Uumlbersicht HMI Panels in STEP 7 (TIA Portal) 657

1612 Ein Projekt mit einer HMI-Station anlegen 659

1613 Querverweise fuumlr HMI-Objekte 661

162 HMI-Variablen und Bereichszeiger anlegen 663

1621 Einfuumlhrung HMI-Variablen 663

1622 Eine HMI-Variable anlegen 664

1623 Einen Bereichszeiger anlegen 665

163 Prozessbilder projektieren 667

1631 Einfuumlhrung in die Projektierung von Prozessbildern 667

1632 Arbeitsfenster fuumlr Prozessbilder 668

1633 Arbeiten mit Bildebenen 668

1634 Arbeiten mit Vorlagen 669

1635 Arbeiten mit Funktionstasten 670

1636 Ein neues Bild anlegen 672

1637 Einen Bildwechsel projektieren 672

1638 Arbeiten mit Objekten in Prozessbildern 673

1639 Bildobjekte zur Laufzeit veraumlndern 674

16310 Basisobjekte fuumlr die Bildprojektierung 674

Inhaltsverzeichnis

20

164 Bedien- und Beobachtungsfunktionen 6751641 Eingabe und Anzeige von Prozesswerten 6751642 Arbeiten mit Meldungen 6781643 Arbeiten mit Rezepturen 6871644 Arbeiten mit der Benutzerverwaltung 6921645 Arbeiten mit Archiven 6951646 Aufgaben planen 697

165 HMI-Projektierung fertig stellen 6971651 HMI-Projektierung uumlbersetzen (Konsistenzpruumlfung) 6971652 Simulation der HMI-Projektierung 6981653 Projektierung in die HMI-Station laden 6991654 Wartung der HMI-Station 701

17 Anhang 704

171 Integrierte und technologische Funktionen 7041711 High Speed Counter (HSC) 7041712 Impulsgenerator 7101713 Technologieobjekte fuumlr Motion Control 7131714 Technologieobjekte fuumlr PID Control 718

172 Fernverbindung mit TeleService 722

173 TeleControl mit CP 1242-7 724

174 Webserver 7261741 Webserver aktivieren 7261742 Zugriff auf den Webserver 7261743 Standard-Webseiten 727

175 Daten protokollieren und mit Rezepturen arbeiten 7291751 Einfuumlhrung in die Datenprotokollierung 7291752 Funktionen fuumlr die Datenprotokollierung 7301753 Einfuumlhrung zur Rezepturenuumlbertragung 7321754 Funktionen fuumlr die Rezepturenuumlbertragung 734

176 Simulation mit S7-PLCSIM 7351761 S7-PLCSIM allgemein 7351762 Die Bedienoberflaumlche von S7-PLCSIM 7361763 In S7-PLCSIM mit STEP-7-Testfunktionen testen 7371764 Mit einem Simulationsprojekt arbeiten 7391765 Mit dem Adressbereich testen 7401766 Mit der SIM-Tabelle testen 7411767 Mit der Sequenztabelle testen 742

Stichwortverzeichnis 746

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

21

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

SIMATIC S7-1200 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den unteren undmittleren Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Signalbaugruppen sowie mit Kommunikationsbaugruppenmodular erweitert werden Das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200 ist naht-los eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Die Controller SIMATIC S7-1200 bilden als speicherprogrammierbare Steuerun-gen (SPS oder PLC Programmable Logic Controller) die Basis des Automatisie-rungssystems Mehrere Controller mit abgestufter Leistungsfaumlhigkeit uumlberdeckenden unteren und mittleren Bereich der industriellen Steuerungen

SIMATIC HMI bedeutet Bedienen und Beobachten (HMI Human Machine Inter-face) Die Basic Panels sind so ausgelegt dass sie optimal mit SIMATIC S7-1200zusammenarbeiten Die Geraumlte sind in Displaygroumlszligen von 36 Zoll bis 15 Zoll ver-fuumlgbar und werden uumlber Touchscreen bedient Bis auf das 15-Zoll-Geraumlt haben dieGeraumlte zusaumltzlich Funktionstasten

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1200

SIMATIC Controller steuern die Maschine oder Anlage

Bedienen und Beobachten zum Fuumlhrender Anlage im laufenden Betrieb

SIMATIC NET

SIMATIC HMI STEP 7(TIA Portal)

SIMATIC S7-1200

Vernetzung zum Datenaustauschund zentralen Online-Zugriff

Software zum Konfigurierenund ProgrammierenProjektieren

SS

S S S

Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

22

SIMATIC NET verbindet alle SIMATIC-Stationen und sorgt fuumlr komplikationslosenDatenaustausch SIMATIC S7-1200 mit PROFINET-Schnittstelle verwendet dasIndustrial Ethernet Netzwerk um mit anderen PLC-Stationen HMI-Stationen undProgrammiergeraumlten Daten auszutauschen Kommunikationsbaugruppen erwei-tern die Kommunikationsfaumlhigkeit auf andere Netze wie PROFIBUS DP AktorSen-sor-Interface oder Punkt-zu-Punkt-Kopplung auf RS232- oder RS485-Basis

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert und parametriert mit STEP 7 wird das Anwenderprogrammerstellt und getestet Das TIA Portal ist die zentrale Bedienoberflaumlche zum Verwal-ten der Werkzeuge und Automatisierungsdaten STEP 7 im TIA Portal gibt es in denVarianten STEP 7 Professional und STEP 7 Basic Mit beiden Varianten kann eine S7-1200-Station projektiert und programmiert werden In diesem Buch ist die Anwen-dung von STEP 7 Basic beschrieben

Komponenten und Anschluumlsse

Das Bild 12 zeigt einen Uumlberblick uumlber die Anschlussmoumlglichkeiten an einen BasicController S7-1200

Die Zentralbaugruppe (Central Processor Unit CPU) enthaumllt das Betriebssystemund das Anwenderprogramm Das Anwenderprogramm befindet sich span-nungsausfallsicher im Ladespeicher Die ablaufrelevanten Teile des Anwender-programms werden in einem Arbeitsspeicher mit schnellem Zugriff bearbeitetVariablenwerte die auch bei Spannungsausfall oder beim Aus- und Einschaltenihren Wert behalten sollen werden im Remanenzspeicher abgelegt

Mithilfe einer steckbaren Speicherkarte (Memory Card MC) kann das Anwender-programm auf die CPU-Baugruppe uumlbertragen werden ndash alternativ zum Uumlbertragenuumlber eine Online-Verbindung mit dem Programmiergeraumlt Die Speicherkarte kannauch als externer Ladespeicher oder zum Firmware-Update eingesetzt werden

Die Verbindung zur Anlage oder zum Prozess uumlbernehmen Onboard-Ein- und-Ausgaben die je nach Version der Zentralbaugruppe in unterschiedlicher Anzahlvorhanden sind Die Onboard-Ein- und -Ausgaben sind auch speziell fuumlr denBetrieb der integrierten Hochgeschwindigkeitszaumlhler (HSC High Speed Counter)ausgelegt Das Betriebssystem enthaumllt auszligerdem Impulsgeneratoren mit weiten-modulierter Impulsausgabe sowie die Technologieobjekte Achse zur Ansteuerungvon Schrittmotoren und Servomotoren mit Pulsschnittstelle und PID Compacteinen PID-Regler mit optimierter Selbsteinstellung

Mit einem Signal Board (SB) koumlnnen die Onboard-Ein- und -Ausgaben erweitertwerden Das Communication Board (CB) schafft einen Punkt-zu-Punkt-Anschlussfuumlr die CPU-Baugruppe und das Battery Board (BB) verlaumlngert die Gangreserve derintegrierten Hardware-Uhr auf etwa ein Jahr

Sind zusaumltzliche Ein- und Ausgaumlnge erforderlich koumlnnen ndash je nach Version derCPU-Baugruppe ndash Ein-Ausgabebaugruppen (Signal Modules SM) an die CPU-Baugruppe angesteckt werden Sie sind fuumlr Digital- und Analogsignale verfuumlgbar

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

23

Die PROFINET-Schnittstelle verbindet die CPU-Baugruppe mit dem SubnetzIndustrial Ethernet An ihr wird das Programmiergeraumlt angeschlossen wenn bei-spielsweise das Anwenderprogramm online zur CPU-Baugruppe uumlbertragen undan der Maschine getestet werden soll Uumlber diese Schnittstelle geschieht auch derDatenaustausch mit HMI-Stationen oder anderen Automatisierungsgeraumlten

Wird die CPU-Baugruppe mit nur einem Geraumlt uumlber Ethernet verbunden kann esdirekt mit einem Standard- oder bdquoCross-overldquo-Kabel geschehen Bei der Vernetzungvon mehr als zwei Geraumlten die nur eine PROFINET-Schnittstelle haben muumlssen dieVerbindungskabel uumlber einen Vervielfacher z B das Communication SwitchModule (CSM) gefuumlhrt werden CPU 1215 und CPU 1217 haben zwei mit einemSwitch verbundene Anschluumlsse so dass sie mit dem naumlchsten Automatisierungsge-raumlt ohne zwischengeschalteten Anschlussvervielfacher vernetzt werden koumlnnen

Kommunikationsbaugruppen (Communication Modules CM) gestatten denBetrieb an weiteren Bussystemen wie beispielsweise PROFIBUS DP Hier kann eine

Bild 12 Anschlussmoumlglichkeiten an eine PLC-Station mit CPU 1200

S

Anschluss von Geraumlten uumlberCommunication Module (CM)an PROFIBUS AS-Interfaceoder Punkt-zu-Punkt

Anschluss einesProgrammier-geraumlts

Anschluss einerHMI-Station(Basic Panel)

Anschluss einerweiteren S7-1200-Station oderanderer Geraumlte aufder Basis derOpen UserCommunication

Vervielfaumlltigung des Ethernet-Anschlusses mit demCommunication Switch Module(CSM)

Anschluss von Sensoren zBTaster oder Endschalter an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Anschluss von Aktoren zBSchuumltze oder Leuchten an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Mit einer Memory Card(MC) kann dasSteuerungsprogrammuumlbertragen und dasBetriebssystemhochgeruumlstet werden

Anschlussmoumlglichkeiten an eine CPU 1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

24

S7-1200-Station in einem DP-Mastersystem sowohl der DP-Master als auch ein DP-Slave sein An AS-Interface kann eine S7-1200-Station der AS-Interface-Master seinund bis zu 62 AS-Interface-Feldgeraumlte steuern Die Kommunikationsbaugruppe fuumlrdie Punkt-zu-Punkt-Kopplung gibt es mit RS232- oder RS485-Schnittstelle an diebeispielsweise ein Barcode- oder RFID-Leser angeschlossen werden kann

12 Uumlbersicht STEP 7

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Nutzungsberechtigung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuel-len Betriebssystemen Microsoft Windows Mit STEP 7 Basic oder STEP 7 Professionalkoumlnnen die S7-1200-Controller und ndash mit dem mitgelieferten WinCC Basic ndash dieBasic Panels projektiert werden Die Projektierung geschieht mit zwei Ansichtendie Portalansicht und die Projektansicht (Bild 13)

Die Portalansicht bietet eine aufgabenorientierte Sicht auf die installierten Werk-zeuge Auf der linken Seite sind die Portale fuumlr die Werkzeuge aufgelistet und in derMitte stehen die Aktionen zum ausgewaumlhlten Portal Das Fenster auf der rechtenSeite zeigt die Objekte die mit der ausgewaumlhlten Aktion bearbeitet werden koumlnnenFalls es erforderlich ist wird zur Bearbeitung des ausgewaumlhlten Objekts zur Pro-jektansicht gewechselt

Bild 13 Bedienoberflaumlchen im TIA Portal Portalansicht und Projektansicht

12 Uumlbersicht STEP 7

25

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt In der Geraumltekonfigurationsteht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittelpunkt In derGeraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platzierten Baugruppengezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt die Eigenschaften derselektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibt Unterstuumltzungdurch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Baugruppen DieNetzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

Bei der PLC-Programmierung bearbeiten Sie im Arbeitsbereich den ausgewaumlhltenBaustein Wiederum sehen Sie im Inspektorfenster die Eigenschaften des markier-ten Objekts und koumlnnen diese einstellen Das Aufgabenfenster enthaumllt diesmal denProgrammelemente-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Anweisungen undFunktionen Aumlhnliches gilt fuumlr die Bearbeitung der PLC-Variablen beim Online-Programmtest durch Beobachtungstabellen oder beim Projektieren eines HMI-Geraumlts

Und stets haben Sie die Projektnavigation im Blickfeld Sie enthaumllt alle Objekte desSTEP-7-Projekts So koumlnnen Sie jederzeit ein Objekt beispielsweise einen Pro-grammbaustein oder eine Beobachtungstabelle auswaumlhlen und dieses Objekt mitden entsprechenden Editoren die beim Oumlffnen des Objekts automatisch startenbearbeiten

Allgemeine Vorgehensweise fuumlr die Erstellung eines Steuerungsprogramms

Alle fuumlr die Steuerung und Bedienung der Maschine oder Anlage notwendigenAutomatisierungsdaten sind in einem Projekt zusammengefasst Ein Projekt isteine Ordnerstruktur im Dateisystem des Programmiergeraumlts

Mit STEP 7 legen Sie ein neues Projekt an und fuumlgen ein Automatisierungsgeraumlt(eine Station) hinzu Dabei bestimmen Sie den Typ des Controllers den Sie fuumlr IhrVorhaben benoumltigen Je nach Bedarf erweitern Sie die Station mit zusaumltzlichen Bau-gruppen die Sie dem Hardware-Katalog entnehmen Mit dem Konfigurationseditorstellen Sie alle Hardware-Parameter ein beispielsweise das Verhalten der Zentral-baugruppe beim Einschalten der Versorgungsspannung oder die Adressen derBaugruppen Im weiteren Verlauf der Projektbearbeitung koumlnnen Sie jederzeitzusaumltzliche Baugruppen hinzustecken vorhandene Baugruppen aus der Konfigu-ration entfernen oder die Einstellungen der Baugruppen aumlndern

Bei der Hardware-Konfiguration erhaumllt jeder Ein- und Ausgang eine Adresse diesich aus der Adresse der Signalbaugruppe ableitet Dieser Absolutadresse ordnenSie in der PLC-Variablentabelle einen Namen (eine Symboladresse) zu Der Pro-grammeditor arbeitet primaumlr mit Symboladressen die er ndash falls keine (Anwender-)Symboladressen vergeben werden ndash mit laufender Nummer generiert Diese auto-matisch generierten Symboladressen sagen nichts uumlber die Bedeutung des Ein-gangs oder Ausgangs aus Es wird empfohlen nur aussagekraumlftige Namen zu ver-wenden denn dadurch sinkt die Fehleranfaumllligkeit und das Anwenderprogrammist leichter lesbar

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

26

Das Steuerungsprogramm (das Anwenderprogramm) besteht aus einzelnen Unter-programmen die man Bausteine nennt Alle Anwenderbausteine sind im OrdnerProgrammbausteine gespeichert Beim Anlegen einer Station wird in diesen Ordnerein Organisationsbaustein mit der Nummer 1 (OB 1) und der Symboladresse Main(Hauptprogramm) eingefuumlgt Organisationsbausteine sind die Schnittstelle zwi-schen dem Betriebssystem der CPU und dem Anwenderprogramm Fuumlr die Struktu-rierung des Anwenderprogramms gibt es zusaumltzlich Funktionsbausteine undFunktionen und fuumlr die Anwenderdaten die Datenbausteine Ein Doppelklick aufeinen Baustein oumlffnet ihn und Sie koumlnnen das Bausteinprogramm eingeben DieProgrammiersprache fuumlr einen Baustein koumlnnen Sie frei waumlhlen je nachdem wel-che Vorlieben Sie haben oder welche Funktion der Baustein erfuumlllen soll Im Steue-rungsprogramm koumlnnen also alle Programmiersprachen vertreten sein

Die benoumltigten Programmelemente entnehmen Sie dem Programmelemente-Kata-log dessen Inhalt sich automatisch der verwendeten Programmiersprache anpasstDazu bdquoziehenldquo Sie mit der Maus das Programmelement aus dem Katalog in dengeoumlffneten Baustein (bdquodrag and dropldquo) Anschlieszligend beschriften Sie das Pro-grammelement mit den gewuumlnschten Variablen Das sind die (globalen) Variablenaus der PLC-Variablentabelle (Ein- und Ausgaumlnge) und die (lokalen) Variablen dieSie im Baustein selbst definieren zum Beispiel Zwischenspeicher fuumlr temporaumlreErgebnisse oder Bausteinparameter fuumlr die Uumlbergabe von Werten an das Baustein-programm

Sie koumlnnen jederzeit die Projektierung oder Programmierung unterbrechen dieeingegebenen Daten speichern und die Arbeiten zu einem spaumlteren Zeitpunkt fort-setzen Es wird immer das komplette Projekt gespeichert Dabei spielt es keineRolle ob das eingegebene Programm und die Daten vollstaumlndig oder in sich konsis-tent sind

Ein Projekt koumlnnen Sie bdquoofflineldquo ndash das heiszligt ohne Steuerungs-Hardware ndash erstellenZum Testen und Betreiben an der Maschine muumlssen Sie die Projektdaten in dieSteuerung bdquoladenldquo Beim Laden werden die Projektdaten bdquouumlbersetztldquo Dabei wirdder Code erzeugt den der Steuerungsprozessor bearbeiten kann Jetzt muss dasAnwenderprogramm vollstaumlndig und in sich konsistent sein sonst wird der Lade-vorgang nicht ausgefuumlhrt Sie koumlnnen eine Uumlbersetzung auch waumlhrend der Pro-grammerstellung anstoszligen und so beispielsweise pruumlfen ob der bis dahin einge-gebene Programmcode konsistent ist Mit einer im Programmiergeraumlt simulierten(Software-)Station koumlnnen Sie auch einem bdquoVorabtestldquo durchfuumlhren

STEP 7 stellt Ihnen zum Testen und Fehlersuchen umfangreiche Werkzeuge zurVerfuumlgung So koumlnnen Sie beispielsweise den Verlauf der Signalzustaumlnde im bear-beiteten Programm beobachten Variablenwerte vorgeben und vom getesteten Pro-gramm Zwischensicherungen erstellen Nach der Inbetriebnahme koumlnnen Sie dasAnwenderprogramm in komprimierter Form archivieren

Ein Projekt muss mindestens eine Station enthalten Das kann eine PLC- eine HMI-oder eine PC-Station sein In einem Projekt koumlnnen sich auch mehrere Stationenunterschiedlicher Art befinden Mit der Netzprojektierung erstellen Sie dann dieKommunikationsverbindungen fuumlr den Datenaustausch zwischen den Stationen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

27

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Die Automatisierungsdaten liegen im Automatisierungssystem an verschiedenenSpeicherplaumltzen Da ist zuerst einmal das Programmiergeraumlt Auf dessen Festplattewerden in einem STEP-7-Projekt saumlmtliche Automatisierungsdaten gespeichertBeim Konfigurieren Projektieren und Programmieren bearbeiten Sie die Projekt-daten mit STEP 7 im Hauptspeicher des Programmiergeraumlts (Bild 14)

Die Automatisierungsdaten im Programmiergeraumlt sind die Offline-ProjektdatenWenn STEP 7 die Automatisierungsdaten entsprechend aufbereitet (bdquouumlbersetztldquo)hat koumlnnen sie in ein angeschlossenes Automatisierungsgeraumlt geladen werdenDie in den Anwenderspeicher der CPU-Baugruppe geladenen Daten sind die Online-Projektdaten

Die Uumlbertragung der Projektdaten zwischen Programmiergeraumlt und CPU-Bau-gruppe kann mithilfe der SIMATIC Memory Card erfolgen Der Normalfall ist eineOnline-Verbindung zum Uumlbertragen Testen und Diagnostizieren

Anwenderspeicher

Der Anwenderspeicher in der CPU-Baugruppe besteht aus dem Ladespeicher demArbeitsspeicher und dem Remanenzspeicher

Im Ladespeicher steht das gesamte Anwenderprogramm einschlieszliglich Konfigu-rationsdaten (Systemdaten) Reicht der Umfang des internen auf der CPU-Bau-

Bild 14 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Memory Card

ArbeitsspeicherRemanenzspeicher

Hauptspeicher

Festplatte

Ladespeicher

Im Ladespeicher stehendie zur CPU uumlbertragenenProjektdaten Zusammen

mit den aktuellenVariablenwerten aus demArbeitsspeicher bilden siedie Online-Projektdaten

Mit der Memory Cardkann das Steuerungs-

programm zur CPUuumlbertragen werden

Im Arbeitsspeicher stehtder ablauffaumlhige Teil desSteuerungsprogramms

der zur Laufzeit bearbeitetwird

Im Remanenzspeicherstehen die Variablen die

ihren Wert bei Spannungs-ausfall oder beim Aus-

und Einschalten behalten

Auf der Festplattesind die Offline-

Projektdaten gespeichert

Alle Projektdaten werdenim Hauptspeicher desProgrammiergeraumlts

bearbeitet

Programmiergeraumlt CPU-Baugruppe

Uumlbertragung mit Online-Verbindung

Uumlbertragungbeim Einschalten

Speichern derProjektdaten

Datenhaltung im SIMATIC Automatisierungssystem

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

28

gruppe liegenden Ladespeichers nicht aus kann er auf die Memory Card bdquoverla-gertldquo werden (externer Ladespeicher) Vom Programmiergeraumlt aus wird dasAnwenderprogramm immer zuerst in den Ladespeicher uumlbertragen und von hieraus in den Arbeitsspeicher Das Programm im Ladespeicher wird nicht als Anwen-derprogramm bearbeitet Datenbausteine die beispielsweise Rezepte enthaltenkoumlnnen als bdquonicht ablaufrelevantldquo gekennzeichnet werden und werden dann nichtin den Arbeitsspeicher uumlbertragen Mit Systembausteinen kann vom Anwenderpro-gramm aus auf diese Datenbausteine zugegriffen werden Wie das Anwenderpro-gramm aus Bausteinen strukturiert ist entnehmen Sie dem Kapitel 16 bdquoBearbei-tung des Anwenderprogrammsldquo auf Seite 35

Der Arbeitsspeicher ist als schneller in vollem Umfang in der CPU integrierterRAM-Speicher ausgelegt Das Betriebssystem der CPU kopiert den bdquoablaufrelevan-tenldquo Programmcode und die Anwenderdaten in den Arbeitsspeicher bdquoAblaufrele-vantldquo ist eine Eigenschaft der vorhandenen Objekte nicht gleichbedeutend mit derTatsache dass ein bestimmter Codebaustein auch aufgerufen und bearbeitet wirdDas bdquoeigentlicheldquo Anwenderprogramm wird im Arbeitsspeicher bearbeitet

Beim Zuruumlckladen des gesamten Anwenderprogramms in das Programmiergeraumltwerden die Bausteine aus dem Ladespeicher geholt ergaumlnzt um die aktuellenWerte der Daten aus dem Arbeitsspeicher

Der Remanenzspeicher enthaumllt die als remanent definierten Merker und Datenva-riablen Die Werte im Remanenzspeicher bleiben nach einem Spannungsausfalloder beim Aus- und Einschalten der Versorgungsspannung erhalten Die Wertewerden geloumlscht bei einem Urloumlschen oder beim Zuruumlcksetzen der CPU-Baugruppeauf die Werkseinstellungen

Der Systemspeicher enthaumllt die Prozessabbilder fuumlr die Ein- und Ausgaumlnge Dassind Kopien der Ein- und Ausgangssignale von den Baugruppen Ebenfalls im Sys-temspeicher liegen die Operandenbereiche Merker und die temporaumlren Lokalda-ten Die temporaumlren Lokaldaten sind Zwischenspeicher fuumlr die Programmbearbei-tung in den Bausteinen des Anwenderprogramms

Die Memory Card kann als Uumlbertragungskarte das Anwenderprogramm in den CPU-Speicher uumlbertragen oder als Programmkarte der externe Ladespeicher sein Bei derAnwendung als Programmkarte muss die Memory Card zur Laufzeit in der CPU-Baugruppe gesteckt bleiben

Operandenbereiche

Beim Steuern einer Maschine oder eines Prozesses werden Signalzustaumlnde undZahlenwerte verarbeitet Eingaumlnge werden abgefragt deren Signalzustaumlndegemaumlszlig der Steuerungsaufgabe miteinander verknuumlpft und mit den Ergebnissendie Ausgaumlnge gesteuert Aumlhnlich ist es mit Zahlenwerten die ausgewaumlhlt berech-net verglichen und gespeichert werden CPU 1200 stellt fuumlr diese variablen Wertedie im Bild 15 gezeigten Speicherbereiche zur Verfuumlgung

b Peripherie-Eingaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Eingabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B die Einstellungvon Bedienelementen oder Sensoren abzufragen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

29

b Eingaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Eingaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn Signalzustaumlndeder Maschine abgefragt und verknuumlpft werden sollen Die Gesamtheit der Ein-gaumlnge ist das Eingangs-Prozessabbild

b Peripherie-Ausgaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Ausgabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B Anzeigen Ven-tile oder Schuumltze zu steuern

b Ausgaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Ausgaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn die Ergebnisseder Steuerungsfunktionen ausgegeben werden sollen Die Gesamtheit der Aus-gaumlnge ist das Ausgangs-Prozessabbild

b Merker sind ein Speicherbereich im Systemspeicher der CPU der als globalerZwischenspeicher bevorzugt fuumlr Binaumlrsignale verwendet wird

b Temporaumlre Lokaldaten sind Speicherbereiche die die CPU einem Codebausteinwaumlhrend der Bearbeitung zuweist Hier kann das Programm im Baustein Signal-zustaumlnde und Zahlenwerte temporaumlr zwischenspeichern die mit dem Bearbei-tungsende des Bausteins ihre Guumlltigkeit verlieren

b Daten sind Variablen im Anwenderspeicher die in Datenbausteinen mit ver-schiedenen Strukturen zusammengefasst sind Ein Datenbaustein der einemCodebaustein zugeordnet ist (Instanz-Datenbaustein) enthaumllt den Operanden-bereich statische Lokaldaten

Weitergehende Beschreibungen finden Sie in den Kapiteln 62 bdquoGlobale OperandenKonstanten und Adressierungldquo auf Seite 199 666 bdquoOperandenbereich temporaumlreLokaldatenldquo auf Seite 240 und 1253 bdquoOperandenbereich Datenldquo auf Seite 531

Globale und lokale Variablen

Variablen enthalten die im Anwenderprogramm bearbeiteten Werte Man kann siegrob in zwei Kategorien einteilen in globale und lokale Variablen

Bild 15 Operandenbereiche in einer PLC-Station

TemporaumlreLokaldaten

Ausgangs-Prozessabbild

Peripherie-Ausgaumlnge

Eingangs-Prozessabbild

Global-Daten-bausteine

Instanz-Daten-bausteine

Typ-Daten-bausteine

Peripherie-Eingaumlnge

Systemspeicher

Anwenderspeicher

Eingabe-baugruppen

Ausgabe-baugruppen

Merker

Operandenbereiche in einer CPU 1200

Inhaltsverzeichnis

10

5 Anwenderprogramm bearbeiten 109

51 Betriebszustaumlnde 109

511 Betriebszustand STOP 110

512 Betriebszustand ANLAUF 111

513 Betriebszustand RUN 113

514 Remanenzverhalten von Operanden 113

52 Anwenderprogramm erstellen 114

521 Programmbearbeitung 114

522 Strukturierung des Anwenderprogramms 116

523 Bausteinarten 119

524 Bausteineigenschaften 121

525 Bausteinschnittstelle 121

526 Einen Codebaustein aufrufen 126

527 Programmierempfehlungen 128

53 Anlaufprogramm 136

531 Organisationsbausteine fuumlr das Anlaufprogramm 136

532 Baugruppenadresse ermitteln 137

54 Hauptprogramm 141

541 Organisationsbausteine fuumlr das Hauptprogramm 141

542 Prozessabbild-Aktualisierung 142

543 Zykluszeit 143

544 Reaktionszeit 146

545 Programmbearbeitung stoppen 147

546 Uhrzeit 148

547 Betriebsstundenzaumlhler 152

55 Alarmbearbeitung 154

551 Einfuumlhrung zur Alarmbearbeitung 154

552 Uhrzeitalarme 159

553 Verzoumlgerungsalarme 163

554 Weckalarme 167

555 Prozessalarme 170

556 Alarme zur Laufzeit zuordnen 173

557 Alarme und Asynchronfehler verzoumlgern und freigeben 174

558 Startinformation lesen 175

56 Fehlerbehandlung Diagnose 176

561 Fehlerursachen und Fehlerreaktionen 176

562 Lokale Fehlerbehandlung 178

563 Zeitfehler OB 80 182

564 Diagnosealarm OB 82 183

565 ZiehenStecken-Alarm OB 83 184

566 Baugruppentraumlgerfehler OB 86 185

567 Diagnosefunktionen im Anwenderprogramm 186

568 Anwender-Diagnosemeldung erzeugen 194

Inhaltsverzeichnis

11

6 Programmeditor 198

61 Einfuumlhrung 198

62 Globale Operanden Konstanten und Adressierung 199621 Eingaumlnge Peripherie-Eingaumlnge 199622 Ausgaumlnge Peripherie-Ausgaumlnge 199623 Operandenbereich Merker 200624 Absolute Adressierung 202625 Symbolische Adressierung 203626 Adressierung von Konstanten 205627 Indirekte Adressierung (Uumlbersicht) 206

63 Datentypen 207631 Datentypen fuumlr Bitfolgen 207632 Datentypen fuumlr BCD-Werte 207633 Datentypen fuumlr Ganzzahlen 208634 Datentypen fuumlr Gleitpunktzahlen 209635 Datentypen fuumlr Zeitwerte 210636 Datentypen fuumlr Zeichen 211637 Datentyp ARRAY 214638 Datentyp STRUCT 217

64 PLC-Variablentabelle 219641 PLC-Variablentabelle anlegen und bearbeiten 219642 PLC-Variablen definieren 219643 PLC-Variablentabellen vergleichen 222644 PLC-Variablentabelle exportieren und importieren 222645 Konstantentabellen 223

65 PLC-Datentypen 224651 Einen PLC-Datentyp programmieren 224652 Einen PLC-Datentyp anwenden 225653 PLC-Datentypen vergleichen 226654 Einen PLC-Datentyp umnummerieren 227

66 Einen Codebaustein programmieren 228661 Einen neuen Codebaustein anlegen 228662 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Codebausteine 229663 Bausteineigenschaften fuumlr Codebausteine festlegen 230664 Einen Codebaustein schuumltzen 234665 Bausteinschnittstelle programmieren 237666 Operandenbereich temporaumlre Lokaldaten 240667 Allgemeines Vorgehen beim Programmieren der Steuerungsfunktion 241668 Instanzdaten anlegen 244

67 Einen Datenbaustein programmieren 248671 Einen neuen Datenbaustein anlegen 248672 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Datenbausteine 249673 Bausteineigenschaften fuumlr Datenbausteine festlegen 250674 Datenvariablen deklarieren 252675 Datenvariablen in Global-Datenbausteinen eingeben 253

Inhaltsverzeichnis

12

68 Bausteine uumlbersetzen 255681 Uumlbersetzung starten 255682 SCL-Bausteine uumlbersetzen 256683 Fehler nach der Uumlbersetzung beheben 256

69 Programminformationen 258691 Querverweisliste 258692 Belegungsplan 261693 Aufrufstruktur 262694 Abhaumlngigkeitsstruktur 263695 Konsistenzpruumlfung 264696 Speicherauslastung der CPU 265

7 Kontaktplan KOP 266

71 Einfuumlhrung 266711 Mit Kontaktplan programmieren 266712 Programmelemente des Kontaktplans 272

72 Binaumlre Verknuumlpfungen mit KOP programmieren 272721 Schlieszligerkontakt und Oumlffnerkontakt 272722 Reihen- und Parallelschaltung von Kontakten 274723 T-Abzweig offener Parallelzweig 277724 Verknuumlpfungsergebnis negieren im Kontaktplan 278725 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen im Kontaktplan 278726 Guumlltigkeitspruumlfung einer Gleitpunktvariablen im Kontaktplan 279727 Vergleich von Variablen im Kontaktplan 280728 VARIANT-Zeiger testen und vergleichen im Kontaktplan 281

73 Speicherfunktionen mit KOP programmieren 282731 Einfache und negierende Spule 282732 Setzen- und Ruumlcksetzen-Spule 283733 Speicherndes Verhalten durch Selbsthaltung 284734 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Kontaktplan 285735 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Kontaktplan 286736 Spulen mit Zeitverhalten 286

74 Q-Boxen mit KOP programmieren 287741 Speicher-Boxen im Kontaktplan 288742 Flankenauswertung des Stromflusses 288743 Beispiel Binaumlruntersetzer im Kontaktplan 289744 Zeitfunktionen im Kontaktplan 291745 Zaumlhlfunktionen im Kontaktplan 292

75 ENENO-Boxen mit KOP programmieren 293751 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 293752 Uumlbertragungsfunktionen im Kontaktplan 295753 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte im Kontaktplan 296754 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte im Kontaktplan 298755 Mathematische Funktionen im Kontaktplan 298

Inhaltsverzeichnis

13

756 Konvertierungsfunktionen im Kontaktplan 299757 Schiebefunktionen im Kontaktplan 300758 Logikfunktionen im Kontaktplan 300759 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Kontaktplan 3017510 Die CALCULATE-Box im Kontaktplan 302

76 Programmsteuerung mit KOP 302761 Sprungfunktionen im Kontaktplan 303762 Sprungliste im Kontaktplan 304763 Sprungverteiler im Kontaktplan 304764 Bausteinende-Funktion im Kontaktplan 305765 Bausteinaufruf-Funktionen im Kontaktplan 306

8 Funktionsplan FUP 308

81 Einfuumlhrung 308811 Mit Funktionsplan programmieren 308812 Programmelemente des Funktionsplans 314

82 Binaumlre Verknuumlpfungen mit FUP programmieren 314821 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 314822 Eine binaumlre Verknuumlpfung im Funktionsplan programmieren 316823 T-Abzweig im Funktionsplan 319824 Verknuumlpfungsergebnis negieren im Funktionsplan 319825 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen im Funktionsplan 321826 Guumlltigkeitspruumlfung einer Gleitpunktvariablen im Funktionsplan 321827 Vergleich von Variablen im Funktionsplan 322828 VARIANT-Zeiger testen und vergleichen im Funktionsplan 323

83 Standard-Boxen mit FUP programmieren 324831 Zuweisung und negierende Zuweisung 324832 Setzen- und Ruumlcksetzen-Box 326833 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Funktionsplan 326834 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Funktionsplan 327835 Standardboxen mit Zeitverhalten 328

84 Q-Boxen mit FUP programmieren 329841 Speicher-Boxen im Funktionsplan 329842 Flankenauswertung des Verknuumlpfungsergebnisses 330843 Beispiel Binaumlruntersetzer im Funktionsplan 330844 Zeitfunktionen im Funktionsplan 331845 Zaumlhlfunktionen im Funktionsplan 333

85 ENENO-Boxen mit FUP programmieren 334851 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 334852 Uumlbertragungsfunktionen im Funktionsplan 336853 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte im Funktionsplan 338854 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte im Funktionsplan 339855 Mathematische Funktionen im Funktionsplan 340856 Konvertierungsfunktionen im Funktionsplan 340857 Schiebefunktionen im Funktionsplan 341

Inhaltsverzeichnis

14

858 Logikfunktionen im Funktionsplan 342859 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Funktionsplan 3438510 Die CALCULATE-Box im Funktionsplan 344

86 Programmsteuerung mit FUP 344861 Sprungfunktionen im Funktionsplan 344862 Sprungliste im Funktionsplan 346863 Sprungverteiler im Funktionsplan 347864 Bausteinende-Funktion im Funktionsplan 347865 Bausteinaufruf-Funktionen im Funktionsplan 347

9 Structured Control Language SCL 350

91 Einfuumlhrung 350911 Mit SCL programmieren 350912 SCL-Anweisungen und Operatoren 355913 Datentyp-Konvertierung bei SCL 357

92 Uumlbertragungsfunktionen 359921 Wertzuweisung einer Binaumlrvariablen 359922 Flankenauswertung bei SCL 360923 Wertzuweisung einer Digitalvariablen 361924 Uumlbertragen von VARIANT-Variablen bei SCL 362925 Datenbereiche uumlbertragen und fuumlllen 363926 Bytes tauschen 363927 Datenuumlbertragung mit PEEK und POKE 364

93 Logische Ausdruumlcke und Logikfunktionen 366931 Binaumlre Verknuumlpfungen mit SCL programmieren 366932 Wortverknuumlpfungen bei SCL 369933 Codier- Auswahl- und Begrenzerfunktionen bei SCL 370

94 Arithmetische Ausdruumlcke 371941 Arithmetische Funktionen bei SCL 371942 Mathematische Funktionen bei SCL 372

95 Vergleichsausdruumlcke 373951 Vergleichsfunktionen bei SCL 373952 VARIANT-Zeiger testen 373

96 Weitere Funktionen fuumlr SCL 375961 Zeitfunktionen bei SCL 375962 Zaumlhlfunktionen bei SCL 375963 Schiebefunktionen bei SCL 377964 Zeichenkettenfunktionen bei SCL 378

97 Programmsteuerung mit SCL 378971 Kontrollanweisungen 378972 Bausteinende-Funktion bei SCL 389973 Aufruf einer Funktion (FC) bei SCL 389974 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) bei SCL 390975 Versorgung von Parametern 391

98 Arbeiten mit Quelldateien 392

Inhaltsverzeichnis

15

10 Basisfunktionen 396

101 Binaumlre Verknuumlpfungen 3961011 Einfuumlhrung 3961012 Arbeiten mit Binaumlrsignalen 3971013 UND-Funktion Reihenschaltung 3991014 ODER-Funktion Parallelschaltung 3991015 Exklusiv-ODER-Funktion Antivalenzfunktion 4021016 Verknuumlpfungsergebnis negieren NOT-Kontakt 402

102 Speicherfunktionen 4031021 Einfuumlhrung 4031022 Einfache und negierende Spule Zuweisung 4041023 Einzelnes Setzen und Ruumlcksetzen 4041024 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen 4061025 Vorrangiges Setzen und Ruumlcksetzen Speicher-Boxen 407

103 Flankenauswertungen 407

104 Zeitfunktionen 4131041 Wissenswertes zu Zeitfunktionen 4131042 Impulsbildung TP 4141043 Einschaltverzoumlgerung TON 4151044 Ausschaltverzoumlgerung TOF 4161045 Akkumulierende Einschaltverzoumlgerung TONR 4181046 Eine Zeitfunktion mit einer Zeitdauer laden 4191047 Eine Zeitfunktion zuruumlcksetzen 419

105 Zaumlhlfunktionen 4201051 Wissenswertes zu Zaumlhlfunktionen 4201052 Vorwaumlrtszaumlhler CTU 4221053 Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTD 4231054 Vorwaumlrts-Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTUD 424

11 Digitalfunktionen 426

111 Uumlbertragungsfunktionen 4261111 Variable kopieren MOVE- und S_MOVE-Box bei KOP und FUP 4271112 Wertzuweisungen bei SCL 4291113 VARIANT-Variable lesen und schreiben 4311114 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK_VARIANT 4321115 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK und UMOVE_BLK 4331116 Datenbereich fuumlllen mit FILL_BLK und UFILL_BLK 4351117 Variable von und zu einen BYTE-Feld uumlbertragen 4371118 Variable von und zu einem Bitfeld uumlbertragen 4401119 Byte-Reihenfolge aumlndern 44211110 Bereichsgrenzen ermitteln 442

112 Vergleichsfunktionen 4421121 Vergleich von Variablenwerten 4431122 Bereichsvergleich (KOP FUP) 445

Inhaltsverzeichnis

16

1123 Gleitpunkt-Variable testen (KOP FUP) 445

1124 VARIANT-Zeiger testen (KOP FUP) 446

1125 VARIANT-Zeiger testen (SCL) 448

113 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte 451

1131 Grundrechnungsarten 451

1132 Division mit Rest als Ergebnis MOD 453

1133 Dekrementieren DEC Inkrementieren INC 453

114 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte 454

1141 Addition T_ADD 454

1142 Subtraktion T_SUB 455

1143 Differenz T_DIFF 456

1144 Zusammenfassen T_COMBINE 456

115 Mathematische Funktionen 456

1151 Winkelfunktionen SIN COS TAN 457

1152 Arcusfunktionen ASIN ACOS ATAN 458

1153 Quadrat bilden SQR 458

1154 Quadratwurzel ziehen SQRT 458

1155 Potenzieren zur Basis e EXP 459

1156 Natuumlrlichen Logarithmus berechnen LN 459

1157 Nachkommastellen extrahieren FRAC 460

1158 Potenzieren zu einer beliebigen Basis EXPT 460

1159 Absolutwertbildung ABS 460

11510 Negation NEG 460

116 Konvertierungsfunktionen (Datentypwandlung) 461

1161 Implizite Datentypkonvertierung 462

1162 Variablen uumlberlagern (Datentypsichten) 464

1163 Konvertierungsfunktionen CONVERT S_CONV und T_CONV 466

1164 Konvertierungsfunktionen fuumlr Gleitpunktzahlen 472

1165 Konvertierungsfunktionen STRG_TO_CHARS und CHARS_TO_STRG 473

1166 Konvertierungsfunktionen STRG_VAL und VAL_STRG 475

1167 Konvertierungsfunktionen ATH und HTA 478

1168 Konvertierungsfunktionen SCALE_X und NORM_X 480

117 Schiebefunktionen 480

118 Logikfunktionen 483

1181 Wortverknuumlpfungen 483

1182 Invertieren INVERT 485

1183 Codierfunktionen DECO und ENCO 485

1184 Auswahlfunktionen SEL MUX und DEMUX 487

1185 Auswahlfunktionen MIN und MAX 488

1186 Begrenzer LIMIT 490

119 Zeichenketten bearbeiten 490

1110 Rechnen mit der CALCULATE-Box (KOP FUP) 496

1111 Symbolnamen lesen 498

Inhaltsverzeichnis

17

12 Programmsteuerung 503

121 Sprungfunktionen 503

1211 Sprung abhaumlngig vom Verknuumlpfungsergebnis (KOP FUP) 504

1212 Sprungliste JMP_LIST (KOP FUP) 505

1213 Sprungverteiler SWITCH (KOP FUP) 506

1214 Absoluter Sprung GOTO (SCL) 507

122 Bausteinende-Funktion 508

123 Aufruf von Codebausteinen 509

1231 Wissenswertes zum Bausteinaufruf 509

1232 Aufruf einer Funktion (FC) 510

1233 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) 510

1234 Asynchron arbeitende Systembausteine 511

1235 ENENO-Mechanismus 513

124 Arbeiten mit Bausteinen 515

1241 Bausteine mit optimiertem und Standardzugriff 515

1242 Datentypen der lokalen Variablen 517

1243 Bausteinparameter adressieren 519

1244 Bausteinparameter versorgen 521

1245 Parametertyp VARIANT 523

1246 Uumlbergabe von Bausteinparametern 525

125 Datenbausteinfunktionen 528

1251 Hardware-Datentyp DB_ANY 529

1252 Konvertierung von DB_ANY 530

1253 Operandenbereich Daten 531

1254 Adressierung von Datenbausteinen 533

1255 Datenbausteinattribute lesen 534

1256 CPU-Datenbausteine 535

1257 Ladespeicher lesen und schreiben 538

13 Online-Betrieb Diagnose und Test 542

131 Programmiergeraumlt an die PLC-Station anschlieszligen 543

132 Projektdaten uumlbertragen 545

1321 Die Projektdaten erstmalig laden 546

1322 Die Projektdaten nachladen 548

1323 Das Anwenderprogramm schuumltzen 549

1324 Mit Online-Projektdaten arbeiten 552

1325 Mit der Memory Card arbeiten 554

133 Mit Bausteinen im Online-Betrieb arbeiten 557

1331 Einfuumlhrung 557

1332 Einen Online-Baustein bearbeiten 558

1333 Einen Baustein laden und zuruumlckladen 559

1334 Ohne Reinitialisierung laden 560

1335 Mit Momentaufnahmen arbeiten 562

Inhaltsverzeichnis

18

1336 Mit Einstellwerten arbeiten 563

1337 Bausteine vergleichen 565

134 Hardware-Diagnose 568

1341 Status-Anzeigen an den Baugruppen 569

1342 Diagnosefenster 570

1343 Diagnosepuffer 571

1344 Online-Tools 572

1345 Weitere Diagnose-Informationen uumlber das Programmiergeraumlt 573

135 Anwenderprogramm testen 574

1351 Aufrufumgebung definieren 575

1352 Testen mit Programmstatus 575

1353 PLC-Variablen beobachten 580

1354 Datenvariablen beobachten und steuern 580

1355 Testen mit Beobachtungstabellen 581

1356 Testen mit der Force-Tabelle 588

136 Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion 591

1361 Einfuumlhrung 591

1362 Erstellen der Trace-Konfiguration 591

1363 Messwerte aufzeichnen 592

1364 Messungen auswerten 593

1365 Messungen speichern 595

14 Dezentrale Peripherie 596

141 Einfuumlhrung Uumlbersicht 596

142 PROFINET IO 597

1421 Komponenten von PROFINET IO 597

1422 Adressen bei PROFINET IO 599

1423 PROFINET IO projektieren 601

1424 Echtzeit-Kommunikation bei PROFINET IO 606

143 PROFIBUS DP 607

1431 Komponenten von PROFIBUS DP 607

1432 Adressen bei PROFIBUS DP 610

1433 PROFIBUS DP projektieren 612

144 Systembausteine fuumlr PROFINET IO und PROFIBUS DP 615

1441 Peripheriedaten lesen und schreiben 615

1442 Datensaumltze uumlbertragen 618

1443 Dezentrale Station aktivierendeaktivieren 621

145 DPV1-Alarme 622

146 AktorSensor-Interface 624

1461 Komponenten von AktorSensor-Interface 624

1462 AS-i-Master CM 1243-2 projektieren 624

1463 AktorSensor-Interface projektieren 624

1464 Schnittstelle zum Anwenderprogramm 626

Inhaltsverzeichnis

19

15 Kommunikation 628

151 Uumlbersicht 628

152 Open User Communication 631

1521 Grundlagen 631

1522 Datenstruktur der Open User Communication 631

1523 Verbindung aufbauen und Daten senden mit TSEND_C 632

1524 Verbindung aufbauen und Daten empfangen mit TRCV_C 634

1525 Open User Communication projektieren 636

1526 Weitere Funktionen fuumlr die Open User Communication 637

153 S7-Kommunikation 639

1531 Grundlagen 639

1532 Datenaustausch mit GET und PUT 640

1533 S7-Kommunikation projektieren 642

154 Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 643

1541 Einfuumlhrung in die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 643

1542 Konfigurieren der Kommunikationsbaugruppe CM 1241 643

1543 Funktionen fuumlr die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 646

155 Weitere Kommunikationsfunktionen 649

1551 USS-Protokoll fuumlr Antriebe 649

1552 Modbus RTU 651

1553 Modbus TCP 653

16 Visualisierung 656

161 Einfuumlhrung in die Visualisierung 656

1611 Uumlbersicht HMI Panels in STEP 7 (TIA Portal) 657

1612 Ein Projekt mit einer HMI-Station anlegen 659

1613 Querverweise fuumlr HMI-Objekte 661

162 HMI-Variablen und Bereichszeiger anlegen 663

1621 Einfuumlhrung HMI-Variablen 663

1622 Eine HMI-Variable anlegen 664

1623 Einen Bereichszeiger anlegen 665

163 Prozessbilder projektieren 667

1631 Einfuumlhrung in die Projektierung von Prozessbildern 667

1632 Arbeitsfenster fuumlr Prozessbilder 668

1633 Arbeiten mit Bildebenen 668

1634 Arbeiten mit Vorlagen 669

1635 Arbeiten mit Funktionstasten 670

1636 Ein neues Bild anlegen 672

1637 Einen Bildwechsel projektieren 672

1638 Arbeiten mit Objekten in Prozessbildern 673

1639 Bildobjekte zur Laufzeit veraumlndern 674

16310 Basisobjekte fuumlr die Bildprojektierung 674

Inhaltsverzeichnis

20

164 Bedien- und Beobachtungsfunktionen 6751641 Eingabe und Anzeige von Prozesswerten 6751642 Arbeiten mit Meldungen 6781643 Arbeiten mit Rezepturen 6871644 Arbeiten mit der Benutzerverwaltung 6921645 Arbeiten mit Archiven 6951646 Aufgaben planen 697

165 HMI-Projektierung fertig stellen 6971651 HMI-Projektierung uumlbersetzen (Konsistenzpruumlfung) 6971652 Simulation der HMI-Projektierung 6981653 Projektierung in die HMI-Station laden 6991654 Wartung der HMI-Station 701

17 Anhang 704

171 Integrierte und technologische Funktionen 7041711 High Speed Counter (HSC) 7041712 Impulsgenerator 7101713 Technologieobjekte fuumlr Motion Control 7131714 Technologieobjekte fuumlr PID Control 718

172 Fernverbindung mit TeleService 722

173 TeleControl mit CP 1242-7 724

174 Webserver 7261741 Webserver aktivieren 7261742 Zugriff auf den Webserver 7261743 Standard-Webseiten 727

175 Daten protokollieren und mit Rezepturen arbeiten 7291751 Einfuumlhrung in die Datenprotokollierung 7291752 Funktionen fuumlr die Datenprotokollierung 7301753 Einfuumlhrung zur Rezepturenuumlbertragung 7321754 Funktionen fuumlr die Rezepturenuumlbertragung 734

176 Simulation mit S7-PLCSIM 7351761 S7-PLCSIM allgemein 7351762 Die Bedienoberflaumlche von S7-PLCSIM 7361763 In S7-PLCSIM mit STEP-7-Testfunktionen testen 7371764 Mit einem Simulationsprojekt arbeiten 7391765 Mit dem Adressbereich testen 7401766 Mit der SIM-Tabelle testen 7411767 Mit der Sequenztabelle testen 742

Stichwortverzeichnis 746

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

21

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

SIMATIC S7-1200 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den unteren undmittleren Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Signalbaugruppen sowie mit Kommunikationsbaugruppenmodular erweitert werden Das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200 ist naht-los eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Die Controller SIMATIC S7-1200 bilden als speicherprogrammierbare Steuerun-gen (SPS oder PLC Programmable Logic Controller) die Basis des Automatisie-rungssystems Mehrere Controller mit abgestufter Leistungsfaumlhigkeit uumlberdeckenden unteren und mittleren Bereich der industriellen Steuerungen

SIMATIC HMI bedeutet Bedienen und Beobachten (HMI Human Machine Inter-face) Die Basic Panels sind so ausgelegt dass sie optimal mit SIMATIC S7-1200zusammenarbeiten Die Geraumlte sind in Displaygroumlszligen von 36 Zoll bis 15 Zoll ver-fuumlgbar und werden uumlber Touchscreen bedient Bis auf das 15-Zoll-Geraumlt haben dieGeraumlte zusaumltzlich Funktionstasten

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1200

SIMATIC Controller steuern die Maschine oder Anlage

Bedienen und Beobachten zum Fuumlhrender Anlage im laufenden Betrieb

SIMATIC NET

SIMATIC HMI STEP 7(TIA Portal)

SIMATIC S7-1200

Vernetzung zum Datenaustauschund zentralen Online-Zugriff

Software zum Konfigurierenund ProgrammierenProjektieren

SS

S S S

Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

22

SIMATIC NET verbindet alle SIMATIC-Stationen und sorgt fuumlr komplikationslosenDatenaustausch SIMATIC S7-1200 mit PROFINET-Schnittstelle verwendet dasIndustrial Ethernet Netzwerk um mit anderen PLC-Stationen HMI-Stationen undProgrammiergeraumlten Daten auszutauschen Kommunikationsbaugruppen erwei-tern die Kommunikationsfaumlhigkeit auf andere Netze wie PROFIBUS DP AktorSen-sor-Interface oder Punkt-zu-Punkt-Kopplung auf RS232- oder RS485-Basis

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert und parametriert mit STEP 7 wird das Anwenderprogrammerstellt und getestet Das TIA Portal ist die zentrale Bedienoberflaumlche zum Verwal-ten der Werkzeuge und Automatisierungsdaten STEP 7 im TIA Portal gibt es in denVarianten STEP 7 Professional und STEP 7 Basic Mit beiden Varianten kann eine S7-1200-Station projektiert und programmiert werden In diesem Buch ist die Anwen-dung von STEP 7 Basic beschrieben

Komponenten und Anschluumlsse

Das Bild 12 zeigt einen Uumlberblick uumlber die Anschlussmoumlglichkeiten an einen BasicController S7-1200

Die Zentralbaugruppe (Central Processor Unit CPU) enthaumllt das Betriebssystemund das Anwenderprogramm Das Anwenderprogramm befindet sich span-nungsausfallsicher im Ladespeicher Die ablaufrelevanten Teile des Anwender-programms werden in einem Arbeitsspeicher mit schnellem Zugriff bearbeitetVariablenwerte die auch bei Spannungsausfall oder beim Aus- und Einschaltenihren Wert behalten sollen werden im Remanenzspeicher abgelegt

Mithilfe einer steckbaren Speicherkarte (Memory Card MC) kann das Anwender-programm auf die CPU-Baugruppe uumlbertragen werden ndash alternativ zum Uumlbertragenuumlber eine Online-Verbindung mit dem Programmiergeraumlt Die Speicherkarte kannauch als externer Ladespeicher oder zum Firmware-Update eingesetzt werden

Die Verbindung zur Anlage oder zum Prozess uumlbernehmen Onboard-Ein- und-Ausgaben die je nach Version der Zentralbaugruppe in unterschiedlicher Anzahlvorhanden sind Die Onboard-Ein- und -Ausgaben sind auch speziell fuumlr denBetrieb der integrierten Hochgeschwindigkeitszaumlhler (HSC High Speed Counter)ausgelegt Das Betriebssystem enthaumllt auszligerdem Impulsgeneratoren mit weiten-modulierter Impulsausgabe sowie die Technologieobjekte Achse zur Ansteuerungvon Schrittmotoren und Servomotoren mit Pulsschnittstelle und PID Compacteinen PID-Regler mit optimierter Selbsteinstellung

Mit einem Signal Board (SB) koumlnnen die Onboard-Ein- und -Ausgaben erweitertwerden Das Communication Board (CB) schafft einen Punkt-zu-Punkt-Anschlussfuumlr die CPU-Baugruppe und das Battery Board (BB) verlaumlngert die Gangreserve derintegrierten Hardware-Uhr auf etwa ein Jahr

Sind zusaumltzliche Ein- und Ausgaumlnge erforderlich koumlnnen ndash je nach Version derCPU-Baugruppe ndash Ein-Ausgabebaugruppen (Signal Modules SM) an die CPU-Baugruppe angesteckt werden Sie sind fuumlr Digital- und Analogsignale verfuumlgbar

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

23

Die PROFINET-Schnittstelle verbindet die CPU-Baugruppe mit dem SubnetzIndustrial Ethernet An ihr wird das Programmiergeraumlt angeschlossen wenn bei-spielsweise das Anwenderprogramm online zur CPU-Baugruppe uumlbertragen undan der Maschine getestet werden soll Uumlber diese Schnittstelle geschieht auch derDatenaustausch mit HMI-Stationen oder anderen Automatisierungsgeraumlten

Wird die CPU-Baugruppe mit nur einem Geraumlt uumlber Ethernet verbunden kann esdirekt mit einem Standard- oder bdquoCross-overldquo-Kabel geschehen Bei der Vernetzungvon mehr als zwei Geraumlten die nur eine PROFINET-Schnittstelle haben muumlssen dieVerbindungskabel uumlber einen Vervielfacher z B das Communication SwitchModule (CSM) gefuumlhrt werden CPU 1215 und CPU 1217 haben zwei mit einemSwitch verbundene Anschluumlsse so dass sie mit dem naumlchsten Automatisierungsge-raumlt ohne zwischengeschalteten Anschlussvervielfacher vernetzt werden koumlnnen

Kommunikationsbaugruppen (Communication Modules CM) gestatten denBetrieb an weiteren Bussystemen wie beispielsweise PROFIBUS DP Hier kann eine

Bild 12 Anschlussmoumlglichkeiten an eine PLC-Station mit CPU 1200

S

Anschluss von Geraumlten uumlberCommunication Module (CM)an PROFIBUS AS-Interfaceoder Punkt-zu-Punkt

Anschluss einesProgrammier-geraumlts

Anschluss einerHMI-Station(Basic Panel)

Anschluss einerweiteren S7-1200-Station oderanderer Geraumlte aufder Basis derOpen UserCommunication

Vervielfaumlltigung des Ethernet-Anschlusses mit demCommunication Switch Module(CSM)

Anschluss von Sensoren zBTaster oder Endschalter an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Anschluss von Aktoren zBSchuumltze oder Leuchten an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Mit einer Memory Card(MC) kann dasSteuerungsprogrammuumlbertragen und dasBetriebssystemhochgeruumlstet werden

Anschlussmoumlglichkeiten an eine CPU 1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

24

S7-1200-Station in einem DP-Mastersystem sowohl der DP-Master als auch ein DP-Slave sein An AS-Interface kann eine S7-1200-Station der AS-Interface-Master seinund bis zu 62 AS-Interface-Feldgeraumlte steuern Die Kommunikationsbaugruppe fuumlrdie Punkt-zu-Punkt-Kopplung gibt es mit RS232- oder RS485-Schnittstelle an diebeispielsweise ein Barcode- oder RFID-Leser angeschlossen werden kann

12 Uumlbersicht STEP 7

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Nutzungsberechtigung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuel-len Betriebssystemen Microsoft Windows Mit STEP 7 Basic oder STEP 7 Professionalkoumlnnen die S7-1200-Controller und ndash mit dem mitgelieferten WinCC Basic ndash dieBasic Panels projektiert werden Die Projektierung geschieht mit zwei Ansichtendie Portalansicht und die Projektansicht (Bild 13)

Die Portalansicht bietet eine aufgabenorientierte Sicht auf die installierten Werk-zeuge Auf der linken Seite sind die Portale fuumlr die Werkzeuge aufgelistet und in derMitte stehen die Aktionen zum ausgewaumlhlten Portal Das Fenster auf der rechtenSeite zeigt die Objekte die mit der ausgewaumlhlten Aktion bearbeitet werden koumlnnenFalls es erforderlich ist wird zur Bearbeitung des ausgewaumlhlten Objekts zur Pro-jektansicht gewechselt

Bild 13 Bedienoberflaumlchen im TIA Portal Portalansicht und Projektansicht

12 Uumlbersicht STEP 7

25

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt In der Geraumltekonfigurationsteht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittelpunkt In derGeraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platzierten Baugruppengezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt die Eigenschaften derselektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibt Unterstuumltzungdurch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Baugruppen DieNetzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

Bei der PLC-Programmierung bearbeiten Sie im Arbeitsbereich den ausgewaumlhltenBaustein Wiederum sehen Sie im Inspektorfenster die Eigenschaften des markier-ten Objekts und koumlnnen diese einstellen Das Aufgabenfenster enthaumllt diesmal denProgrammelemente-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Anweisungen undFunktionen Aumlhnliches gilt fuumlr die Bearbeitung der PLC-Variablen beim Online-Programmtest durch Beobachtungstabellen oder beim Projektieren eines HMI-Geraumlts

Und stets haben Sie die Projektnavigation im Blickfeld Sie enthaumllt alle Objekte desSTEP-7-Projekts So koumlnnen Sie jederzeit ein Objekt beispielsweise einen Pro-grammbaustein oder eine Beobachtungstabelle auswaumlhlen und dieses Objekt mitden entsprechenden Editoren die beim Oumlffnen des Objekts automatisch startenbearbeiten

Allgemeine Vorgehensweise fuumlr die Erstellung eines Steuerungsprogramms

Alle fuumlr die Steuerung und Bedienung der Maschine oder Anlage notwendigenAutomatisierungsdaten sind in einem Projekt zusammengefasst Ein Projekt isteine Ordnerstruktur im Dateisystem des Programmiergeraumlts

Mit STEP 7 legen Sie ein neues Projekt an und fuumlgen ein Automatisierungsgeraumlt(eine Station) hinzu Dabei bestimmen Sie den Typ des Controllers den Sie fuumlr IhrVorhaben benoumltigen Je nach Bedarf erweitern Sie die Station mit zusaumltzlichen Bau-gruppen die Sie dem Hardware-Katalog entnehmen Mit dem Konfigurationseditorstellen Sie alle Hardware-Parameter ein beispielsweise das Verhalten der Zentral-baugruppe beim Einschalten der Versorgungsspannung oder die Adressen derBaugruppen Im weiteren Verlauf der Projektbearbeitung koumlnnen Sie jederzeitzusaumltzliche Baugruppen hinzustecken vorhandene Baugruppen aus der Konfigu-ration entfernen oder die Einstellungen der Baugruppen aumlndern

Bei der Hardware-Konfiguration erhaumllt jeder Ein- und Ausgang eine Adresse diesich aus der Adresse der Signalbaugruppe ableitet Dieser Absolutadresse ordnenSie in der PLC-Variablentabelle einen Namen (eine Symboladresse) zu Der Pro-grammeditor arbeitet primaumlr mit Symboladressen die er ndash falls keine (Anwender-)Symboladressen vergeben werden ndash mit laufender Nummer generiert Diese auto-matisch generierten Symboladressen sagen nichts uumlber die Bedeutung des Ein-gangs oder Ausgangs aus Es wird empfohlen nur aussagekraumlftige Namen zu ver-wenden denn dadurch sinkt die Fehleranfaumllligkeit und das Anwenderprogrammist leichter lesbar

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

26

Das Steuerungsprogramm (das Anwenderprogramm) besteht aus einzelnen Unter-programmen die man Bausteine nennt Alle Anwenderbausteine sind im OrdnerProgrammbausteine gespeichert Beim Anlegen einer Station wird in diesen Ordnerein Organisationsbaustein mit der Nummer 1 (OB 1) und der Symboladresse Main(Hauptprogramm) eingefuumlgt Organisationsbausteine sind die Schnittstelle zwi-schen dem Betriebssystem der CPU und dem Anwenderprogramm Fuumlr die Struktu-rierung des Anwenderprogramms gibt es zusaumltzlich Funktionsbausteine undFunktionen und fuumlr die Anwenderdaten die Datenbausteine Ein Doppelklick aufeinen Baustein oumlffnet ihn und Sie koumlnnen das Bausteinprogramm eingeben DieProgrammiersprache fuumlr einen Baustein koumlnnen Sie frei waumlhlen je nachdem wel-che Vorlieben Sie haben oder welche Funktion der Baustein erfuumlllen soll Im Steue-rungsprogramm koumlnnen also alle Programmiersprachen vertreten sein

Die benoumltigten Programmelemente entnehmen Sie dem Programmelemente-Kata-log dessen Inhalt sich automatisch der verwendeten Programmiersprache anpasstDazu bdquoziehenldquo Sie mit der Maus das Programmelement aus dem Katalog in dengeoumlffneten Baustein (bdquodrag and dropldquo) Anschlieszligend beschriften Sie das Pro-grammelement mit den gewuumlnschten Variablen Das sind die (globalen) Variablenaus der PLC-Variablentabelle (Ein- und Ausgaumlnge) und die (lokalen) Variablen dieSie im Baustein selbst definieren zum Beispiel Zwischenspeicher fuumlr temporaumlreErgebnisse oder Bausteinparameter fuumlr die Uumlbergabe von Werten an das Baustein-programm

Sie koumlnnen jederzeit die Projektierung oder Programmierung unterbrechen dieeingegebenen Daten speichern und die Arbeiten zu einem spaumlteren Zeitpunkt fort-setzen Es wird immer das komplette Projekt gespeichert Dabei spielt es keineRolle ob das eingegebene Programm und die Daten vollstaumlndig oder in sich konsis-tent sind

Ein Projekt koumlnnen Sie bdquoofflineldquo ndash das heiszligt ohne Steuerungs-Hardware ndash erstellenZum Testen und Betreiben an der Maschine muumlssen Sie die Projektdaten in dieSteuerung bdquoladenldquo Beim Laden werden die Projektdaten bdquouumlbersetztldquo Dabei wirdder Code erzeugt den der Steuerungsprozessor bearbeiten kann Jetzt muss dasAnwenderprogramm vollstaumlndig und in sich konsistent sein sonst wird der Lade-vorgang nicht ausgefuumlhrt Sie koumlnnen eine Uumlbersetzung auch waumlhrend der Pro-grammerstellung anstoszligen und so beispielsweise pruumlfen ob der bis dahin einge-gebene Programmcode konsistent ist Mit einer im Programmiergeraumlt simulierten(Software-)Station koumlnnen Sie auch einem bdquoVorabtestldquo durchfuumlhren

STEP 7 stellt Ihnen zum Testen und Fehlersuchen umfangreiche Werkzeuge zurVerfuumlgung So koumlnnen Sie beispielsweise den Verlauf der Signalzustaumlnde im bear-beiteten Programm beobachten Variablenwerte vorgeben und vom getesteten Pro-gramm Zwischensicherungen erstellen Nach der Inbetriebnahme koumlnnen Sie dasAnwenderprogramm in komprimierter Form archivieren

Ein Projekt muss mindestens eine Station enthalten Das kann eine PLC- eine HMI-oder eine PC-Station sein In einem Projekt koumlnnen sich auch mehrere Stationenunterschiedlicher Art befinden Mit der Netzprojektierung erstellen Sie dann dieKommunikationsverbindungen fuumlr den Datenaustausch zwischen den Stationen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

27

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Die Automatisierungsdaten liegen im Automatisierungssystem an verschiedenenSpeicherplaumltzen Da ist zuerst einmal das Programmiergeraumlt Auf dessen Festplattewerden in einem STEP-7-Projekt saumlmtliche Automatisierungsdaten gespeichertBeim Konfigurieren Projektieren und Programmieren bearbeiten Sie die Projekt-daten mit STEP 7 im Hauptspeicher des Programmiergeraumlts (Bild 14)

Die Automatisierungsdaten im Programmiergeraumlt sind die Offline-ProjektdatenWenn STEP 7 die Automatisierungsdaten entsprechend aufbereitet (bdquouumlbersetztldquo)hat koumlnnen sie in ein angeschlossenes Automatisierungsgeraumlt geladen werdenDie in den Anwenderspeicher der CPU-Baugruppe geladenen Daten sind die Online-Projektdaten

Die Uumlbertragung der Projektdaten zwischen Programmiergeraumlt und CPU-Bau-gruppe kann mithilfe der SIMATIC Memory Card erfolgen Der Normalfall ist eineOnline-Verbindung zum Uumlbertragen Testen und Diagnostizieren

Anwenderspeicher

Der Anwenderspeicher in der CPU-Baugruppe besteht aus dem Ladespeicher demArbeitsspeicher und dem Remanenzspeicher

Im Ladespeicher steht das gesamte Anwenderprogramm einschlieszliglich Konfigu-rationsdaten (Systemdaten) Reicht der Umfang des internen auf der CPU-Bau-

Bild 14 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Memory Card

ArbeitsspeicherRemanenzspeicher

Hauptspeicher

Festplatte

Ladespeicher

Im Ladespeicher stehendie zur CPU uumlbertragenenProjektdaten Zusammen

mit den aktuellenVariablenwerten aus demArbeitsspeicher bilden siedie Online-Projektdaten

Mit der Memory Cardkann das Steuerungs-

programm zur CPUuumlbertragen werden

Im Arbeitsspeicher stehtder ablauffaumlhige Teil desSteuerungsprogramms

der zur Laufzeit bearbeitetwird

Im Remanenzspeicherstehen die Variablen die

ihren Wert bei Spannungs-ausfall oder beim Aus-

und Einschalten behalten

Auf der Festplattesind die Offline-

Projektdaten gespeichert

Alle Projektdaten werdenim Hauptspeicher desProgrammiergeraumlts

bearbeitet

Programmiergeraumlt CPU-Baugruppe

Uumlbertragung mit Online-Verbindung

Uumlbertragungbeim Einschalten

Speichern derProjektdaten

Datenhaltung im SIMATIC Automatisierungssystem

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

28

gruppe liegenden Ladespeichers nicht aus kann er auf die Memory Card bdquoverla-gertldquo werden (externer Ladespeicher) Vom Programmiergeraumlt aus wird dasAnwenderprogramm immer zuerst in den Ladespeicher uumlbertragen und von hieraus in den Arbeitsspeicher Das Programm im Ladespeicher wird nicht als Anwen-derprogramm bearbeitet Datenbausteine die beispielsweise Rezepte enthaltenkoumlnnen als bdquonicht ablaufrelevantldquo gekennzeichnet werden und werden dann nichtin den Arbeitsspeicher uumlbertragen Mit Systembausteinen kann vom Anwenderpro-gramm aus auf diese Datenbausteine zugegriffen werden Wie das Anwenderpro-gramm aus Bausteinen strukturiert ist entnehmen Sie dem Kapitel 16 bdquoBearbei-tung des Anwenderprogrammsldquo auf Seite 35

Der Arbeitsspeicher ist als schneller in vollem Umfang in der CPU integrierterRAM-Speicher ausgelegt Das Betriebssystem der CPU kopiert den bdquoablaufrelevan-tenldquo Programmcode und die Anwenderdaten in den Arbeitsspeicher bdquoAblaufrele-vantldquo ist eine Eigenschaft der vorhandenen Objekte nicht gleichbedeutend mit derTatsache dass ein bestimmter Codebaustein auch aufgerufen und bearbeitet wirdDas bdquoeigentlicheldquo Anwenderprogramm wird im Arbeitsspeicher bearbeitet

Beim Zuruumlckladen des gesamten Anwenderprogramms in das Programmiergeraumltwerden die Bausteine aus dem Ladespeicher geholt ergaumlnzt um die aktuellenWerte der Daten aus dem Arbeitsspeicher

Der Remanenzspeicher enthaumllt die als remanent definierten Merker und Datenva-riablen Die Werte im Remanenzspeicher bleiben nach einem Spannungsausfalloder beim Aus- und Einschalten der Versorgungsspannung erhalten Die Wertewerden geloumlscht bei einem Urloumlschen oder beim Zuruumlcksetzen der CPU-Baugruppeauf die Werkseinstellungen

Der Systemspeicher enthaumllt die Prozessabbilder fuumlr die Ein- und Ausgaumlnge Dassind Kopien der Ein- und Ausgangssignale von den Baugruppen Ebenfalls im Sys-temspeicher liegen die Operandenbereiche Merker und die temporaumlren Lokalda-ten Die temporaumlren Lokaldaten sind Zwischenspeicher fuumlr die Programmbearbei-tung in den Bausteinen des Anwenderprogramms

Die Memory Card kann als Uumlbertragungskarte das Anwenderprogramm in den CPU-Speicher uumlbertragen oder als Programmkarte der externe Ladespeicher sein Bei derAnwendung als Programmkarte muss die Memory Card zur Laufzeit in der CPU-Baugruppe gesteckt bleiben

Operandenbereiche

Beim Steuern einer Maschine oder eines Prozesses werden Signalzustaumlnde undZahlenwerte verarbeitet Eingaumlnge werden abgefragt deren Signalzustaumlndegemaumlszlig der Steuerungsaufgabe miteinander verknuumlpft und mit den Ergebnissendie Ausgaumlnge gesteuert Aumlhnlich ist es mit Zahlenwerten die ausgewaumlhlt berech-net verglichen und gespeichert werden CPU 1200 stellt fuumlr diese variablen Wertedie im Bild 15 gezeigten Speicherbereiche zur Verfuumlgung

b Peripherie-Eingaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Eingabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B die Einstellungvon Bedienelementen oder Sensoren abzufragen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

29

b Eingaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Eingaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn Signalzustaumlndeder Maschine abgefragt und verknuumlpft werden sollen Die Gesamtheit der Ein-gaumlnge ist das Eingangs-Prozessabbild

b Peripherie-Ausgaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Ausgabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B Anzeigen Ven-tile oder Schuumltze zu steuern

b Ausgaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Ausgaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn die Ergebnisseder Steuerungsfunktionen ausgegeben werden sollen Die Gesamtheit der Aus-gaumlnge ist das Ausgangs-Prozessabbild

b Merker sind ein Speicherbereich im Systemspeicher der CPU der als globalerZwischenspeicher bevorzugt fuumlr Binaumlrsignale verwendet wird

b Temporaumlre Lokaldaten sind Speicherbereiche die die CPU einem Codebausteinwaumlhrend der Bearbeitung zuweist Hier kann das Programm im Baustein Signal-zustaumlnde und Zahlenwerte temporaumlr zwischenspeichern die mit dem Bearbei-tungsende des Bausteins ihre Guumlltigkeit verlieren

b Daten sind Variablen im Anwenderspeicher die in Datenbausteinen mit ver-schiedenen Strukturen zusammengefasst sind Ein Datenbaustein der einemCodebaustein zugeordnet ist (Instanz-Datenbaustein) enthaumllt den Operanden-bereich statische Lokaldaten

Weitergehende Beschreibungen finden Sie in den Kapiteln 62 bdquoGlobale OperandenKonstanten und Adressierungldquo auf Seite 199 666 bdquoOperandenbereich temporaumlreLokaldatenldquo auf Seite 240 und 1253 bdquoOperandenbereich Datenldquo auf Seite 531

Globale und lokale Variablen

Variablen enthalten die im Anwenderprogramm bearbeiteten Werte Man kann siegrob in zwei Kategorien einteilen in globale und lokale Variablen

Bild 15 Operandenbereiche in einer PLC-Station

TemporaumlreLokaldaten

Ausgangs-Prozessabbild

Peripherie-Ausgaumlnge

Eingangs-Prozessabbild

Global-Daten-bausteine

Instanz-Daten-bausteine

Typ-Daten-bausteine

Peripherie-Eingaumlnge

Systemspeicher

Anwenderspeicher

Eingabe-baugruppen

Ausgabe-baugruppen

Merker

Operandenbereiche in einer CPU 1200

Inhaltsverzeichnis

11

6 Programmeditor 198

61 Einfuumlhrung 198

62 Globale Operanden Konstanten und Adressierung 199621 Eingaumlnge Peripherie-Eingaumlnge 199622 Ausgaumlnge Peripherie-Ausgaumlnge 199623 Operandenbereich Merker 200624 Absolute Adressierung 202625 Symbolische Adressierung 203626 Adressierung von Konstanten 205627 Indirekte Adressierung (Uumlbersicht) 206

63 Datentypen 207631 Datentypen fuumlr Bitfolgen 207632 Datentypen fuumlr BCD-Werte 207633 Datentypen fuumlr Ganzzahlen 208634 Datentypen fuumlr Gleitpunktzahlen 209635 Datentypen fuumlr Zeitwerte 210636 Datentypen fuumlr Zeichen 211637 Datentyp ARRAY 214638 Datentyp STRUCT 217

64 PLC-Variablentabelle 219641 PLC-Variablentabelle anlegen und bearbeiten 219642 PLC-Variablen definieren 219643 PLC-Variablentabellen vergleichen 222644 PLC-Variablentabelle exportieren und importieren 222645 Konstantentabellen 223

65 PLC-Datentypen 224651 Einen PLC-Datentyp programmieren 224652 Einen PLC-Datentyp anwenden 225653 PLC-Datentypen vergleichen 226654 Einen PLC-Datentyp umnummerieren 227

66 Einen Codebaustein programmieren 228661 Einen neuen Codebaustein anlegen 228662 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Codebausteine 229663 Bausteineigenschaften fuumlr Codebausteine festlegen 230664 Einen Codebaustein schuumltzen 234665 Bausteinschnittstelle programmieren 237666 Operandenbereich temporaumlre Lokaldaten 240667 Allgemeines Vorgehen beim Programmieren der Steuerungsfunktion 241668 Instanzdaten anlegen 244

67 Einen Datenbaustein programmieren 248671 Einen neuen Datenbaustein anlegen 248672 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Datenbausteine 249673 Bausteineigenschaften fuumlr Datenbausteine festlegen 250674 Datenvariablen deklarieren 252675 Datenvariablen in Global-Datenbausteinen eingeben 253

Inhaltsverzeichnis

12

68 Bausteine uumlbersetzen 255681 Uumlbersetzung starten 255682 SCL-Bausteine uumlbersetzen 256683 Fehler nach der Uumlbersetzung beheben 256

69 Programminformationen 258691 Querverweisliste 258692 Belegungsplan 261693 Aufrufstruktur 262694 Abhaumlngigkeitsstruktur 263695 Konsistenzpruumlfung 264696 Speicherauslastung der CPU 265

7 Kontaktplan KOP 266

71 Einfuumlhrung 266711 Mit Kontaktplan programmieren 266712 Programmelemente des Kontaktplans 272

72 Binaumlre Verknuumlpfungen mit KOP programmieren 272721 Schlieszligerkontakt und Oumlffnerkontakt 272722 Reihen- und Parallelschaltung von Kontakten 274723 T-Abzweig offener Parallelzweig 277724 Verknuumlpfungsergebnis negieren im Kontaktplan 278725 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen im Kontaktplan 278726 Guumlltigkeitspruumlfung einer Gleitpunktvariablen im Kontaktplan 279727 Vergleich von Variablen im Kontaktplan 280728 VARIANT-Zeiger testen und vergleichen im Kontaktplan 281

73 Speicherfunktionen mit KOP programmieren 282731 Einfache und negierende Spule 282732 Setzen- und Ruumlcksetzen-Spule 283733 Speicherndes Verhalten durch Selbsthaltung 284734 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Kontaktplan 285735 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Kontaktplan 286736 Spulen mit Zeitverhalten 286

74 Q-Boxen mit KOP programmieren 287741 Speicher-Boxen im Kontaktplan 288742 Flankenauswertung des Stromflusses 288743 Beispiel Binaumlruntersetzer im Kontaktplan 289744 Zeitfunktionen im Kontaktplan 291745 Zaumlhlfunktionen im Kontaktplan 292

75 ENENO-Boxen mit KOP programmieren 293751 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 293752 Uumlbertragungsfunktionen im Kontaktplan 295753 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte im Kontaktplan 296754 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte im Kontaktplan 298755 Mathematische Funktionen im Kontaktplan 298

Inhaltsverzeichnis

13

756 Konvertierungsfunktionen im Kontaktplan 299757 Schiebefunktionen im Kontaktplan 300758 Logikfunktionen im Kontaktplan 300759 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Kontaktplan 3017510 Die CALCULATE-Box im Kontaktplan 302

76 Programmsteuerung mit KOP 302761 Sprungfunktionen im Kontaktplan 303762 Sprungliste im Kontaktplan 304763 Sprungverteiler im Kontaktplan 304764 Bausteinende-Funktion im Kontaktplan 305765 Bausteinaufruf-Funktionen im Kontaktplan 306

8 Funktionsplan FUP 308

81 Einfuumlhrung 308811 Mit Funktionsplan programmieren 308812 Programmelemente des Funktionsplans 314

82 Binaumlre Verknuumlpfungen mit FUP programmieren 314821 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 314822 Eine binaumlre Verknuumlpfung im Funktionsplan programmieren 316823 T-Abzweig im Funktionsplan 319824 Verknuumlpfungsergebnis negieren im Funktionsplan 319825 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen im Funktionsplan 321826 Guumlltigkeitspruumlfung einer Gleitpunktvariablen im Funktionsplan 321827 Vergleich von Variablen im Funktionsplan 322828 VARIANT-Zeiger testen und vergleichen im Funktionsplan 323

83 Standard-Boxen mit FUP programmieren 324831 Zuweisung und negierende Zuweisung 324832 Setzen- und Ruumlcksetzen-Box 326833 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Funktionsplan 326834 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Funktionsplan 327835 Standardboxen mit Zeitverhalten 328

84 Q-Boxen mit FUP programmieren 329841 Speicher-Boxen im Funktionsplan 329842 Flankenauswertung des Verknuumlpfungsergebnisses 330843 Beispiel Binaumlruntersetzer im Funktionsplan 330844 Zeitfunktionen im Funktionsplan 331845 Zaumlhlfunktionen im Funktionsplan 333

85 ENENO-Boxen mit FUP programmieren 334851 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 334852 Uumlbertragungsfunktionen im Funktionsplan 336853 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte im Funktionsplan 338854 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte im Funktionsplan 339855 Mathematische Funktionen im Funktionsplan 340856 Konvertierungsfunktionen im Funktionsplan 340857 Schiebefunktionen im Funktionsplan 341

Inhaltsverzeichnis

14

858 Logikfunktionen im Funktionsplan 342859 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Funktionsplan 3438510 Die CALCULATE-Box im Funktionsplan 344

86 Programmsteuerung mit FUP 344861 Sprungfunktionen im Funktionsplan 344862 Sprungliste im Funktionsplan 346863 Sprungverteiler im Funktionsplan 347864 Bausteinende-Funktion im Funktionsplan 347865 Bausteinaufruf-Funktionen im Funktionsplan 347

9 Structured Control Language SCL 350

91 Einfuumlhrung 350911 Mit SCL programmieren 350912 SCL-Anweisungen und Operatoren 355913 Datentyp-Konvertierung bei SCL 357

92 Uumlbertragungsfunktionen 359921 Wertzuweisung einer Binaumlrvariablen 359922 Flankenauswertung bei SCL 360923 Wertzuweisung einer Digitalvariablen 361924 Uumlbertragen von VARIANT-Variablen bei SCL 362925 Datenbereiche uumlbertragen und fuumlllen 363926 Bytes tauschen 363927 Datenuumlbertragung mit PEEK und POKE 364

93 Logische Ausdruumlcke und Logikfunktionen 366931 Binaumlre Verknuumlpfungen mit SCL programmieren 366932 Wortverknuumlpfungen bei SCL 369933 Codier- Auswahl- und Begrenzerfunktionen bei SCL 370

94 Arithmetische Ausdruumlcke 371941 Arithmetische Funktionen bei SCL 371942 Mathematische Funktionen bei SCL 372

95 Vergleichsausdruumlcke 373951 Vergleichsfunktionen bei SCL 373952 VARIANT-Zeiger testen 373

96 Weitere Funktionen fuumlr SCL 375961 Zeitfunktionen bei SCL 375962 Zaumlhlfunktionen bei SCL 375963 Schiebefunktionen bei SCL 377964 Zeichenkettenfunktionen bei SCL 378

97 Programmsteuerung mit SCL 378971 Kontrollanweisungen 378972 Bausteinende-Funktion bei SCL 389973 Aufruf einer Funktion (FC) bei SCL 389974 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) bei SCL 390975 Versorgung von Parametern 391

98 Arbeiten mit Quelldateien 392

Inhaltsverzeichnis

15

10 Basisfunktionen 396

101 Binaumlre Verknuumlpfungen 3961011 Einfuumlhrung 3961012 Arbeiten mit Binaumlrsignalen 3971013 UND-Funktion Reihenschaltung 3991014 ODER-Funktion Parallelschaltung 3991015 Exklusiv-ODER-Funktion Antivalenzfunktion 4021016 Verknuumlpfungsergebnis negieren NOT-Kontakt 402

102 Speicherfunktionen 4031021 Einfuumlhrung 4031022 Einfache und negierende Spule Zuweisung 4041023 Einzelnes Setzen und Ruumlcksetzen 4041024 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen 4061025 Vorrangiges Setzen und Ruumlcksetzen Speicher-Boxen 407

103 Flankenauswertungen 407

104 Zeitfunktionen 4131041 Wissenswertes zu Zeitfunktionen 4131042 Impulsbildung TP 4141043 Einschaltverzoumlgerung TON 4151044 Ausschaltverzoumlgerung TOF 4161045 Akkumulierende Einschaltverzoumlgerung TONR 4181046 Eine Zeitfunktion mit einer Zeitdauer laden 4191047 Eine Zeitfunktion zuruumlcksetzen 419

105 Zaumlhlfunktionen 4201051 Wissenswertes zu Zaumlhlfunktionen 4201052 Vorwaumlrtszaumlhler CTU 4221053 Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTD 4231054 Vorwaumlrts-Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTUD 424

11 Digitalfunktionen 426

111 Uumlbertragungsfunktionen 4261111 Variable kopieren MOVE- und S_MOVE-Box bei KOP und FUP 4271112 Wertzuweisungen bei SCL 4291113 VARIANT-Variable lesen und schreiben 4311114 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK_VARIANT 4321115 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK und UMOVE_BLK 4331116 Datenbereich fuumlllen mit FILL_BLK und UFILL_BLK 4351117 Variable von und zu einen BYTE-Feld uumlbertragen 4371118 Variable von und zu einem Bitfeld uumlbertragen 4401119 Byte-Reihenfolge aumlndern 44211110 Bereichsgrenzen ermitteln 442

112 Vergleichsfunktionen 4421121 Vergleich von Variablenwerten 4431122 Bereichsvergleich (KOP FUP) 445

Inhaltsverzeichnis

16

1123 Gleitpunkt-Variable testen (KOP FUP) 445

1124 VARIANT-Zeiger testen (KOP FUP) 446

1125 VARIANT-Zeiger testen (SCL) 448

113 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte 451

1131 Grundrechnungsarten 451

1132 Division mit Rest als Ergebnis MOD 453

1133 Dekrementieren DEC Inkrementieren INC 453

114 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte 454

1141 Addition T_ADD 454

1142 Subtraktion T_SUB 455

1143 Differenz T_DIFF 456

1144 Zusammenfassen T_COMBINE 456

115 Mathematische Funktionen 456

1151 Winkelfunktionen SIN COS TAN 457

1152 Arcusfunktionen ASIN ACOS ATAN 458

1153 Quadrat bilden SQR 458

1154 Quadratwurzel ziehen SQRT 458

1155 Potenzieren zur Basis e EXP 459

1156 Natuumlrlichen Logarithmus berechnen LN 459

1157 Nachkommastellen extrahieren FRAC 460

1158 Potenzieren zu einer beliebigen Basis EXPT 460

1159 Absolutwertbildung ABS 460

11510 Negation NEG 460

116 Konvertierungsfunktionen (Datentypwandlung) 461

1161 Implizite Datentypkonvertierung 462

1162 Variablen uumlberlagern (Datentypsichten) 464

1163 Konvertierungsfunktionen CONVERT S_CONV und T_CONV 466

1164 Konvertierungsfunktionen fuumlr Gleitpunktzahlen 472

1165 Konvertierungsfunktionen STRG_TO_CHARS und CHARS_TO_STRG 473

1166 Konvertierungsfunktionen STRG_VAL und VAL_STRG 475

1167 Konvertierungsfunktionen ATH und HTA 478

1168 Konvertierungsfunktionen SCALE_X und NORM_X 480

117 Schiebefunktionen 480

118 Logikfunktionen 483

1181 Wortverknuumlpfungen 483

1182 Invertieren INVERT 485

1183 Codierfunktionen DECO und ENCO 485

1184 Auswahlfunktionen SEL MUX und DEMUX 487

1185 Auswahlfunktionen MIN und MAX 488

1186 Begrenzer LIMIT 490

119 Zeichenketten bearbeiten 490

1110 Rechnen mit der CALCULATE-Box (KOP FUP) 496

1111 Symbolnamen lesen 498

Inhaltsverzeichnis

17

12 Programmsteuerung 503

121 Sprungfunktionen 503

1211 Sprung abhaumlngig vom Verknuumlpfungsergebnis (KOP FUP) 504

1212 Sprungliste JMP_LIST (KOP FUP) 505

1213 Sprungverteiler SWITCH (KOP FUP) 506

1214 Absoluter Sprung GOTO (SCL) 507

122 Bausteinende-Funktion 508

123 Aufruf von Codebausteinen 509

1231 Wissenswertes zum Bausteinaufruf 509

1232 Aufruf einer Funktion (FC) 510

1233 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) 510

1234 Asynchron arbeitende Systembausteine 511

1235 ENENO-Mechanismus 513

124 Arbeiten mit Bausteinen 515

1241 Bausteine mit optimiertem und Standardzugriff 515

1242 Datentypen der lokalen Variablen 517

1243 Bausteinparameter adressieren 519

1244 Bausteinparameter versorgen 521

1245 Parametertyp VARIANT 523

1246 Uumlbergabe von Bausteinparametern 525

125 Datenbausteinfunktionen 528

1251 Hardware-Datentyp DB_ANY 529

1252 Konvertierung von DB_ANY 530

1253 Operandenbereich Daten 531

1254 Adressierung von Datenbausteinen 533

1255 Datenbausteinattribute lesen 534

1256 CPU-Datenbausteine 535

1257 Ladespeicher lesen und schreiben 538

13 Online-Betrieb Diagnose und Test 542

131 Programmiergeraumlt an die PLC-Station anschlieszligen 543

132 Projektdaten uumlbertragen 545

1321 Die Projektdaten erstmalig laden 546

1322 Die Projektdaten nachladen 548

1323 Das Anwenderprogramm schuumltzen 549

1324 Mit Online-Projektdaten arbeiten 552

1325 Mit der Memory Card arbeiten 554

133 Mit Bausteinen im Online-Betrieb arbeiten 557

1331 Einfuumlhrung 557

1332 Einen Online-Baustein bearbeiten 558

1333 Einen Baustein laden und zuruumlckladen 559

1334 Ohne Reinitialisierung laden 560

1335 Mit Momentaufnahmen arbeiten 562

Inhaltsverzeichnis

18

1336 Mit Einstellwerten arbeiten 563

1337 Bausteine vergleichen 565

134 Hardware-Diagnose 568

1341 Status-Anzeigen an den Baugruppen 569

1342 Diagnosefenster 570

1343 Diagnosepuffer 571

1344 Online-Tools 572

1345 Weitere Diagnose-Informationen uumlber das Programmiergeraumlt 573

135 Anwenderprogramm testen 574

1351 Aufrufumgebung definieren 575

1352 Testen mit Programmstatus 575

1353 PLC-Variablen beobachten 580

1354 Datenvariablen beobachten und steuern 580

1355 Testen mit Beobachtungstabellen 581

1356 Testen mit der Force-Tabelle 588

136 Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion 591

1361 Einfuumlhrung 591

1362 Erstellen der Trace-Konfiguration 591

1363 Messwerte aufzeichnen 592

1364 Messungen auswerten 593

1365 Messungen speichern 595

14 Dezentrale Peripherie 596

141 Einfuumlhrung Uumlbersicht 596

142 PROFINET IO 597

1421 Komponenten von PROFINET IO 597

1422 Adressen bei PROFINET IO 599

1423 PROFINET IO projektieren 601

1424 Echtzeit-Kommunikation bei PROFINET IO 606

143 PROFIBUS DP 607

1431 Komponenten von PROFIBUS DP 607

1432 Adressen bei PROFIBUS DP 610

1433 PROFIBUS DP projektieren 612

144 Systembausteine fuumlr PROFINET IO und PROFIBUS DP 615

1441 Peripheriedaten lesen und schreiben 615

1442 Datensaumltze uumlbertragen 618

1443 Dezentrale Station aktivierendeaktivieren 621

145 DPV1-Alarme 622

146 AktorSensor-Interface 624

1461 Komponenten von AktorSensor-Interface 624

1462 AS-i-Master CM 1243-2 projektieren 624

1463 AktorSensor-Interface projektieren 624

1464 Schnittstelle zum Anwenderprogramm 626

Inhaltsverzeichnis

19

15 Kommunikation 628

151 Uumlbersicht 628

152 Open User Communication 631

1521 Grundlagen 631

1522 Datenstruktur der Open User Communication 631

1523 Verbindung aufbauen und Daten senden mit TSEND_C 632

1524 Verbindung aufbauen und Daten empfangen mit TRCV_C 634

1525 Open User Communication projektieren 636

1526 Weitere Funktionen fuumlr die Open User Communication 637

153 S7-Kommunikation 639

1531 Grundlagen 639

1532 Datenaustausch mit GET und PUT 640

1533 S7-Kommunikation projektieren 642

154 Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 643

1541 Einfuumlhrung in die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 643

1542 Konfigurieren der Kommunikationsbaugruppe CM 1241 643

1543 Funktionen fuumlr die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 646

155 Weitere Kommunikationsfunktionen 649

1551 USS-Protokoll fuumlr Antriebe 649

1552 Modbus RTU 651

1553 Modbus TCP 653

16 Visualisierung 656

161 Einfuumlhrung in die Visualisierung 656

1611 Uumlbersicht HMI Panels in STEP 7 (TIA Portal) 657

1612 Ein Projekt mit einer HMI-Station anlegen 659

1613 Querverweise fuumlr HMI-Objekte 661

162 HMI-Variablen und Bereichszeiger anlegen 663

1621 Einfuumlhrung HMI-Variablen 663

1622 Eine HMI-Variable anlegen 664

1623 Einen Bereichszeiger anlegen 665

163 Prozessbilder projektieren 667

1631 Einfuumlhrung in die Projektierung von Prozessbildern 667

1632 Arbeitsfenster fuumlr Prozessbilder 668

1633 Arbeiten mit Bildebenen 668

1634 Arbeiten mit Vorlagen 669

1635 Arbeiten mit Funktionstasten 670

1636 Ein neues Bild anlegen 672

1637 Einen Bildwechsel projektieren 672

1638 Arbeiten mit Objekten in Prozessbildern 673

1639 Bildobjekte zur Laufzeit veraumlndern 674

16310 Basisobjekte fuumlr die Bildprojektierung 674

Inhaltsverzeichnis

20

164 Bedien- und Beobachtungsfunktionen 6751641 Eingabe und Anzeige von Prozesswerten 6751642 Arbeiten mit Meldungen 6781643 Arbeiten mit Rezepturen 6871644 Arbeiten mit der Benutzerverwaltung 6921645 Arbeiten mit Archiven 6951646 Aufgaben planen 697

165 HMI-Projektierung fertig stellen 6971651 HMI-Projektierung uumlbersetzen (Konsistenzpruumlfung) 6971652 Simulation der HMI-Projektierung 6981653 Projektierung in die HMI-Station laden 6991654 Wartung der HMI-Station 701

17 Anhang 704

171 Integrierte und technologische Funktionen 7041711 High Speed Counter (HSC) 7041712 Impulsgenerator 7101713 Technologieobjekte fuumlr Motion Control 7131714 Technologieobjekte fuumlr PID Control 718

172 Fernverbindung mit TeleService 722

173 TeleControl mit CP 1242-7 724

174 Webserver 7261741 Webserver aktivieren 7261742 Zugriff auf den Webserver 7261743 Standard-Webseiten 727

175 Daten protokollieren und mit Rezepturen arbeiten 7291751 Einfuumlhrung in die Datenprotokollierung 7291752 Funktionen fuumlr die Datenprotokollierung 7301753 Einfuumlhrung zur Rezepturenuumlbertragung 7321754 Funktionen fuumlr die Rezepturenuumlbertragung 734

176 Simulation mit S7-PLCSIM 7351761 S7-PLCSIM allgemein 7351762 Die Bedienoberflaumlche von S7-PLCSIM 7361763 In S7-PLCSIM mit STEP-7-Testfunktionen testen 7371764 Mit einem Simulationsprojekt arbeiten 7391765 Mit dem Adressbereich testen 7401766 Mit der SIM-Tabelle testen 7411767 Mit der Sequenztabelle testen 742

Stichwortverzeichnis 746

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

21

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

SIMATIC S7-1200 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den unteren undmittleren Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Signalbaugruppen sowie mit Kommunikationsbaugruppenmodular erweitert werden Das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200 ist naht-los eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Die Controller SIMATIC S7-1200 bilden als speicherprogrammierbare Steuerun-gen (SPS oder PLC Programmable Logic Controller) die Basis des Automatisie-rungssystems Mehrere Controller mit abgestufter Leistungsfaumlhigkeit uumlberdeckenden unteren und mittleren Bereich der industriellen Steuerungen

SIMATIC HMI bedeutet Bedienen und Beobachten (HMI Human Machine Inter-face) Die Basic Panels sind so ausgelegt dass sie optimal mit SIMATIC S7-1200zusammenarbeiten Die Geraumlte sind in Displaygroumlszligen von 36 Zoll bis 15 Zoll ver-fuumlgbar und werden uumlber Touchscreen bedient Bis auf das 15-Zoll-Geraumlt haben dieGeraumlte zusaumltzlich Funktionstasten

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1200

SIMATIC Controller steuern die Maschine oder Anlage

Bedienen und Beobachten zum Fuumlhrender Anlage im laufenden Betrieb

SIMATIC NET

SIMATIC HMI STEP 7(TIA Portal)

SIMATIC S7-1200

Vernetzung zum Datenaustauschund zentralen Online-Zugriff

Software zum Konfigurierenund ProgrammierenProjektieren

SS

S S S

Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

22

SIMATIC NET verbindet alle SIMATIC-Stationen und sorgt fuumlr komplikationslosenDatenaustausch SIMATIC S7-1200 mit PROFINET-Schnittstelle verwendet dasIndustrial Ethernet Netzwerk um mit anderen PLC-Stationen HMI-Stationen undProgrammiergeraumlten Daten auszutauschen Kommunikationsbaugruppen erwei-tern die Kommunikationsfaumlhigkeit auf andere Netze wie PROFIBUS DP AktorSen-sor-Interface oder Punkt-zu-Punkt-Kopplung auf RS232- oder RS485-Basis

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert und parametriert mit STEP 7 wird das Anwenderprogrammerstellt und getestet Das TIA Portal ist die zentrale Bedienoberflaumlche zum Verwal-ten der Werkzeuge und Automatisierungsdaten STEP 7 im TIA Portal gibt es in denVarianten STEP 7 Professional und STEP 7 Basic Mit beiden Varianten kann eine S7-1200-Station projektiert und programmiert werden In diesem Buch ist die Anwen-dung von STEP 7 Basic beschrieben

Komponenten und Anschluumlsse

Das Bild 12 zeigt einen Uumlberblick uumlber die Anschlussmoumlglichkeiten an einen BasicController S7-1200

Die Zentralbaugruppe (Central Processor Unit CPU) enthaumllt das Betriebssystemund das Anwenderprogramm Das Anwenderprogramm befindet sich span-nungsausfallsicher im Ladespeicher Die ablaufrelevanten Teile des Anwender-programms werden in einem Arbeitsspeicher mit schnellem Zugriff bearbeitetVariablenwerte die auch bei Spannungsausfall oder beim Aus- und Einschaltenihren Wert behalten sollen werden im Remanenzspeicher abgelegt

Mithilfe einer steckbaren Speicherkarte (Memory Card MC) kann das Anwender-programm auf die CPU-Baugruppe uumlbertragen werden ndash alternativ zum Uumlbertragenuumlber eine Online-Verbindung mit dem Programmiergeraumlt Die Speicherkarte kannauch als externer Ladespeicher oder zum Firmware-Update eingesetzt werden

Die Verbindung zur Anlage oder zum Prozess uumlbernehmen Onboard-Ein- und-Ausgaben die je nach Version der Zentralbaugruppe in unterschiedlicher Anzahlvorhanden sind Die Onboard-Ein- und -Ausgaben sind auch speziell fuumlr denBetrieb der integrierten Hochgeschwindigkeitszaumlhler (HSC High Speed Counter)ausgelegt Das Betriebssystem enthaumllt auszligerdem Impulsgeneratoren mit weiten-modulierter Impulsausgabe sowie die Technologieobjekte Achse zur Ansteuerungvon Schrittmotoren und Servomotoren mit Pulsschnittstelle und PID Compacteinen PID-Regler mit optimierter Selbsteinstellung

Mit einem Signal Board (SB) koumlnnen die Onboard-Ein- und -Ausgaben erweitertwerden Das Communication Board (CB) schafft einen Punkt-zu-Punkt-Anschlussfuumlr die CPU-Baugruppe und das Battery Board (BB) verlaumlngert die Gangreserve derintegrierten Hardware-Uhr auf etwa ein Jahr

Sind zusaumltzliche Ein- und Ausgaumlnge erforderlich koumlnnen ndash je nach Version derCPU-Baugruppe ndash Ein-Ausgabebaugruppen (Signal Modules SM) an die CPU-Baugruppe angesteckt werden Sie sind fuumlr Digital- und Analogsignale verfuumlgbar

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

23

Die PROFINET-Schnittstelle verbindet die CPU-Baugruppe mit dem SubnetzIndustrial Ethernet An ihr wird das Programmiergeraumlt angeschlossen wenn bei-spielsweise das Anwenderprogramm online zur CPU-Baugruppe uumlbertragen undan der Maschine getestet werden soll Uumlber diese Schnittstelle geschieht auch derDatenaustausch mit HMI-Stationen oder anderen Automatisierungsgeraumlten

Wird die CPU-Baugruppe mit nur einem Geraumlt uumlber Ethernet verbunden kann esdirekt mit einem Standard- oder bdquoCross-overldquo-Kabel geschehen Bei der Vernetzungvon mehr als zwei Geraumlten die nur eine PROFINET-Schnittstelle haben muumlssen dieVerbindungskabel uumlber einen Vervielfacher z B das Communication SwitchModule (CSM) gefuumlhrt werden CPU 1215 und CPU 1217 haben zwei mit einemSwitch verbundene Anschluumlsse so dass sie mit dem naumlchsten Automatisierungsge-raumlt ohne zwischengeschalteten Anschlussvervielfacher vernetzt werden koumlnnen

Kommunikationsbaugruppen (Communication Modules CM) gestatten denBetrieb an weiteren Bussystemen wie beispielsweise PROFIBUS DP Hier kann eine

Bild 12 Anschlussmoumlglichkeiten an eine PLC-Station mit CPU 1200

S

Anschluss von Geraumlten uumlberCommunication Module (CM)an PROFIBUS AS-Interfaceoder Punkt-zu-Punkt

Anschluss einesProgrammier-geraumlts

Anschluss einerHMI-Station(Basic Panel)

Anschluss einerweiteren S7-1200-Station oderanderer Geraumlte aufder Basis derOpen UserCommunication

Vervielfaumlltigung des Ethernet-Anschlusses mit demCommunication Switch Module(CSM)

Anschluss von Sensoren zBTaster oder Endschalter an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Anschluss von Aktoren zBSchuumltze oder Leuchten an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Mit einer Memory Card(MC) kann dasSteuerungsprogrammuumlbertragen und dasBetriebssystemhochgeruumlstet werden

Anschlussmoumlglichkeiten an eine CPU 1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

24

S7-1200-Station in einem DP-Mastersystem sowohl der DP-Master als auch ein DP-Slave sein An AS-Interface kann eine S7-1200-Station der AS-Interface-Master seinund bis zu 62 AS-Interface-Feldgeraumlte steuern Die Kommunikationsbaugruppe fuumlrdie Punkt-zu-Punkt-Kopplung gibt es mit RS232- oder RS485-Schnittstelle an diebeispielsweise ein Barcode- oder RFID-Leser angeschlossen werden kann

12 Uumlbersicht STEP 7

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Nutzungsberechtigung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuel-len Betriebssystemen Microsoft Windows Mit STEP 7 Basic oder STEP 7 Professionalkoumlnnen die S7-1200-Controller und ndash mit dem mitgelieferten WinCC Basic ndash dieBasic Panels projektiert werden Die Projektierung geschieht mit zwei Ansichtendie Portalansicht und die Projektansicht (Bild 13)

Die Portalansicht bietet eine aufgabenorientierte Sicht auf die installierten Werk-zeuge Auf der linken Seite sind die Portale fuumlr die Werkzeuge aufgelistet und in derMitte stehen die Aktionen zum ausgewaumlhlten Portal Das Fenster auf der rechtenSeite zeigt die Objekte die mit der ausgewaumlhlten Aktion bearbeitet werden koumlnnenFalls es erforderlich ist wird zur Bearbeitung des ausgewaumlhlten Objekts zur Pro-jektansicht gewechselt

Bild 13 Bedienoberflaumlchen im TIA Portal Portalansicht und Projektansicht

12 Uumlbersicht STEP 7

25

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt In der Geraumltekonfigurationsteht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittelpunkt In derGeraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platzierten Baugruppengezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt die Eigenschaften derselektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibt Unterstuumltzungdurch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Baugruppen DieNetzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

Bei der PLC-Programmierung bearbeiten Sie im Arbeitsbereich den ausgewaumlhltenBaustein Wiederum sehen Sie im Inspektorfenster die Eigenschaften des markier-ten Objekts und koumlnnen diese einstellen Das Aufgabenfenster enthaumllt diesmal denProgrammelemente-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Anweisungen undFunktionen Aumlhnliches gilt fuumlr die Bearbeitung der PLC-Variablen beim Online-Programmtest durch Beobachtungstabellen oder beim Projektieren eines HMI-Geraumlts

Und stets haben Sie die Projektnavigation im Blickfeld Sie enthaumllt alle Objekte desSTEP-7-Projekts So koumlnnen Sie jederzeit ein Objekt beispielsweise einen Pro-grammbaustein oder eine Beobachtungstabelle auswaumlhlen und dieses Objekt mitden entsprechenden Editoren die beim Oumlffnen des Objekts automatisch startenbearbeiten

Allgemeine Vorgehensweise fuumlr die Erstellung eines Steuerungsprogramms

Alle fuumlr die Steuerung und Bedienung der Maschine oder Anlage notwendigenAutomatisierungsdaten sind in einem Projekt zusammengefasst Ein Projekt isteine Ordnerstruktur im Dateisystem des Programmiergeraumlts

Mit STEP 7 legen Sie ein neues Projekt an und fuumlgen ein Automatisierungsgeraumlt(eine Station) hinzu Dabei bestimmen Sie den Typ des Controllers den Sie fuumlr IhrVorhaben benoumltigen Je nach Bedarf erweitern Sie die Station mit zusaumltzlichen Bau-gruppen die Sie dem Hardware-Katalog entnehmen Mit dem Konfigurationseditorstellen Sie alle Hardware-Parameter ein beispielsweise das Verhalten der Zentral-baugruppe beim Einschalten der Versorgungsspannung oder die Adressen derBaugruppen Im weiteren Verlauf der Projektbearbeitung koumlnnen Sie jederzeitzusaumltzliche Baugruppen hinzustecken vorhandene Baugruppen aus der Konfigu-ration entfernen oder die Einstellungen der Baugruppen aumlndern

Bei der Hardware-Konfiguration erhaumllt jeder Ein- und Ausgang eine Adresse diesich aus der Adresse der Signalbaugruppe ableitet Dieser Absolutadresse ordnenSie in der PLC-Variablentabelle einen Namen (eine Symboladresse) zu Der Pro-grammeditor arbeitet primaumlr mit Symboladressen die er ndash falls keine (Anwender-)Symboladressen vergeben werden ndash mit laufender Nummer generiert Diese auto-matisch generierten Symboladressen sagen nichts uumlber die Bedeutung des Ein-gangs oder Ausgangs aus Es wird empfohlen nur aussagekraumlftige Namen zu ver-wenden denn dadurch sinkt die Fehleranfaumllligkeit und das Anwenderprogrammist leichter lesbar

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

26

Das Steuerungsprogramm (das Anwenderprogramm) besteht aus einzelnen Unter-programmen die man Bausteine nennt Alle Anwenderbausteine sind im OrdnerProgrammbausteine gespeichert Beim Anlegen einer Station wird in diesen Ordnerein Organisationsbaustein mit der Nummer 1 (OB 1) und der Symboladresse Main(Hauptprogramm) eingefuumlgt Organisationsbausteine sind die Schnittstelle zwi-schen dem Betriebssystem der CPU und dem Anwenderprogramm Fuumlr die Struktu-rierung des Anwenderprogramms gibt es zusaumltzlich Funktionsbausteine undFunktionen und fuumlr die Anwenderdaten die Datenbausteine Ein Doppelklick aufeinen Baustein oumlffnet ihn und Sie koumlnnen das Bausteinprogramm eingeben DieProgrammiersprache fuumlr einen Baustein koumlnnen Sie frei waumlhlen je nachdem wel-che Vorlieben Sie haben oder welche Funktion der Baustein erfuumlllen soll Im Steue-rungsprogramm koumlnnen also alle Programmiersprachen vertreten sein

Die benoumltigten Programmelemente entnehmen Sie dem Programmelemente-Kata-log dessen Inhalt sich automatisch der verwendeten Programmiersprache anpasstDazu bdquoziehenldquo Sie mit der Maus das Programmelement aus dem Katalog in dengeoumlffneten Baustein (bdquodrag and dropldquo) Anschlieszligend beschriften Sie das Pro-grammelement mit den gewuumlnschten Variablen Das sind die (globalen) Variablenaus der PLC-Variablentabelle (Ein- und Ausgaumlnge) und die (lokalen) Variablen dieSie im Baustein selbst definieren zum Beispiel Zwischenspeicher fuumlr temporaumlreErgebnisse oder Bausteinparameter fuumlr die Uumlbergabe von Werten an das Baustein-programm

Sie koumlnnen jederzeit die Projektierung oder Programmierung unterbrechen dieeingegebenen Daten speichern und die Arbeiten zu einem spaumlteren Zeitpunkt fort-setzen Es wird immer das komplette Projekt gespeichert Dabei spielt es keineRolle ob das eingegebene Programm und die Daten vollstaumlndig oder in sich konsis-tent sind

Ein Projekt koumlnnen Sie bdquoofflineldquo ndash das heiszligt ohne Steuerungs-Hardware ndash erstellenZum Testen und Betreiben an der Maschine muumlssen Sie die Projektdaten in dieSteuerung bdquoladenldquo Beim Laden werden die Projektdaten bdquouumlbersetztldquo Dabei wirdder Code erzeugt den der Steuerungsprozessor bearbeiten kann Jetzt muss dasAnwenderprogramm vollstaumlndig und in sich konsistent sein sonst wird der Lade-vorgang nicht ausgefuumlhrt Sie koumlnnen eine Uumlbersetzung auch waumlhrend der Pro-grammerstellung anstoszligen und so beispielsweise pruumlfen ob der bis dahin einge-gebene Programmcode konsistent ist Mit einer im Programmiergeraumlt simulierten(Software-)Station koumlnnen Sie auch einem bdquoVorabtestldquo durchfuumlhren

STEP 7 stellt Ihnen zum Testen und Fehlersuchen umfangreiche Werkzeuge zurVerfuumlgung So koumlnnen Sie beispielsweise den Verlauf der Signalzustaumlnde im bear-beiteten Programm beobachten Variablenwerte vorgeben und vom getesteten Pro-gramm Zwischensicherungen erstellen Nach der Inbetriebnahme koumlnnen Sie dasAnwenderprogramm in komprimierter Form archivieren

Ein Projekt muss mindestens eine Station enthalten Das kann eine PLC- eine HMI-oder eine PC-Station sein In einem Projekt koumlnnen sich auch mehrere Stationenunterschiedlicher Art befinden Mit der Netzprojektierung erstellen Sie dann dieKommunikationsverbindungen fuumlr den Datenaustausch zwischen den Stationen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

27

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Die Automatisierungsdaten liegen im Automatisierungssystem an verschiedenenSpeicherplaumltzen Da ist zuerst einmal das Programmiergeraumlt Auf dessen Festplattewerden in einem STEP-7-Projekt saumlmtliche Automatisierungsdaten gespeichertBeim Konfigurieren Projektieren und Programmieren bearbeiten Sie die Projekt-daten mit STEP 7 im Hauptspeicher des Programmiergeraumlts (Bild 14)

Die Automatisierungsdaten im Programmiergeraumlt sind die Offline-ProjektdatenWenn STEP 7 die Automatisierungsdaten entsprechend aufbereitet (bdquouumlbersetztldquo)hat koumlnnen sie in ein angeschlossenes Automatisierungsgeraumlt geladen werdenDie in den Anwenderspeicher der CPU-Baugruppe geladenen Daten sind die Online-Projektdaten

Die Uumlbertragung der Projektdaten zwischen Programmiergeraumlt und CPU-Bau-gruppe kann mithilfe der SIMATIC Memory Card erfolgen Der Normalfall ist eineOnline-Verbindung zum Uumlbertragen Testen und Diagnostizieren

Anwenderspeicher

Der Anwenderspeicher in der CPU-Baugruppe besteht aus dem Ladespeicher demArbeitsspeicher und dem Remanenzspeicher

Im Ladespeicher steht das gesamte Anwenderprogramm einschlieszliglich Konfigu-rationsdaten (Systemdaten) Reicht der Umfang des internen auf der CPU-Bau-

Bild 14 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Memory Card

ArbeitsspeicherRemanenzspeicher

Hauptspeicher

Festplatte

Ladespeicher

Im Ladespeicher stehendie zur CPU uumlbertragenenProjektdaten Zusammen

mit den aktuellenVariablenwerten aus demArbeitsspeicher bilden siedie Online-Projektdaten

Mit der Memory Cardkann das Steuerungs-

programm zur CPUuumlbertragen werden

Im Arbeitsspeicher stehtder ablauffaumlhige Teil desSteuerungsprogramms

der zur Laufzeit bearbeitetwird

Im Remanenzspeicherstehen die Variablen die

ihren Wert bei Spannungs-ausfall oder beim Aus-

und Einschalten behalten

Auf der Festplattesind die Offline-

Projektdaten gespeichert

Alle Projektdaten werdenim Hauptspeicher desProgrammiergeraumlts

bearbeitet

Programmiergeraumlt CPU-Baugruppe

Uumlbertragung mit Online-Verbindung

Uumlbertragungbeim Einschalten

Speichern derProjektdaten

Datenhaltung im SIMATIC Automatisierungssystem

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

28

gruppe liegenden Ladespeichers nicht aus kann er auf die Memory Card bdquoverla-gertldquo werden (externer Ladespeicher) Vom Programmiergeraumlt aus wird dasAnwenderprogramm immer zuerst in den Ladespeicher uumlbertragen und von hieraus in den Arbeitsspeicher Das Programm im Ladespeicher wird nicht als Anwen-derprogramm bearbeitet Datenbausteine die beispielsweise Rezepte enthaltenkoumlnnen als bdquonicht ablaufrelevantldquo gekennzeichnet werden und werden dann nichtin den Arbeitsspeicher uumlbertragen Mit Systembausteinen kann vom Anwenderpro-gramm aus auf diese Datenbausteine zugegriffen werden Wie das Anwenderpro-gramm aus Bausteinen strukturiert ist entnehmen Sie dem Kapitel 16 bdquoBearbei-tung des Anwenderprogrammsldquo auf Seite 35

Der Arbeitsspeicher ist als schneller in vollem Umfang in der CPU integrierterRAM-Speicher ausgelegt Das Betriebssystem der CPU kopiert den bdquoablaufrelevan-tenldquo Programmcode und die Anwenderdaten in den Arbeitsspeicher bdquoAblaufrele-vantldquo ist eine Eigenschaft der vorhandenen Objekte nicht gleichbedeutend mit derTatsache dass ein bestimmter Codebaustein auch aufgerufen und bearbeitet wirdDas bdquoeigentlicheldquo Anwenderprogramm wird im Arbeitsspeicher bearbeitet

Beim Zuruumlckladen des gesamten Anwenderprogramms in das Programmiergeraumltwerden die Bausteine aus dem Ladespeicher geholt ergaumlnzt um die aktuellenWerte der Daten aus dem Arbeitsspeicher

Der Remanenzspeicher enthaumllt die als remanent definierten Merker und Datenva-riablen Die Werte im Remanenzspeicher bleiben nach einem Spannungsausfalloder beim Aus- und Einschalten der Versorgungsspannung erhalten Die Wertewerden geloumlscht bei einem Urloumlschen oder beim Zuruumlcksetzen der CPU-Baugruppeauf die Werkseinstellungen

Der Systemspeicher enthaumllt die Prozessabbilder fuumlr die Ein- und Ausgaumlnge Dassind Kopien der Ein- und Ausgangssignale von den Baugruppen Ebenfalls im Sys-temspeicher liegen die Operandenbereiche Merker und die temporaumlren Lokalda-ten Die temporaumlren Lokaldaten sind Zwischenspeicher fuumlr die Programmbearbei-tung in den Bausteinen des Anwenderprogramms

Die Memory Card kann als Uumlbertragungskarte das Anwenderprogramm in den CPU-Speicher uumlbertragen oder als Programmkarte der externe Ladespeicher sein Bei derAnwendung als Programmkarte muss die Memory Card zur Laufzeit in der CPU-Baugruppe gesteckt bleiben

Operandenbereiche

Beim Steuern einer Maschine oder eines Prozesses werden Signalzustaumlnde undZahlenwerte verarbeitet Eingaumlnge werden abgefragt deren Signalzustaumlndegemaumlszlig der Steuerungsaufgabe miteinander verknuumlpft und mit den Ergebnissendie Ausgaumlnge gesteuert Aumlhnlich ist es mit Zahlenwerten die ausgewaumlhlt berech-net verglichen und gespeichert werden CPU 1200 stellt fuumlr diese variablen Wertedie im Bild 15 gezeigten Speicherbereiche zur Verfuumlgung

b Peripherie-Eingaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Eingabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B die Einstellungvon Bedienelementen oder Sensoren abzufragen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

29

b Eingaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Eingaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn Signalzustaumlndeder Maschine abgefragt und verknuumlpft werden sollen Die Gesamtheit der Ein-gaumlnge ist das Eingangs-Prozessabbild

b Peripherie-Ausgaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Ausgabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B Anzeigen Ven-tile oder Schuumltze zu steuern

b Ausgaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Ausgaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn die Ergebnisseder Steuerungsfunktionen ausgegeben werden sollen Die Gesamtheit der Aus-gaumlnge ist das Ausgangs-Prozessabbild

b Merker sind ein Speicherbereich im Systemspeicher der CPU der als globalerZwischenspeicher bevorzugt fuumlr Binaumlrsignale verwendet wird

b Temporaumlre Lokaldaten sind Speicherbereiche die die CPU einem Codebausteinwaumlhrend der Bearbeitung zuweist Hier kann das Programm im Baustein Signal-zustaumlnde und Zahlenwerte temporaumlr zwischenspeichern die mit dem Bearbei-tungsende des Bausteins ihre Guumlltigkeit verlieren

b Daten sind Variablen im Anwenderspeicher die in Datenbausteinen mit ver-schiedenen Strukturen zusammengefasst sind Ein Datenbaustein der einemCodebaustein zugeordnet ist (Instanz-Datenbaustein) enthaumllt den Operanden-bereich statische Lokaldaten

Weitergehende Beschreibungen finden Sie in den Kapiteln 62 bdquoGlobale OperandenKonstanten und Adressierungldquo auf Seite 199 666 bdquoOperandenbereich temporaumlreLokaldatenldquo auf Seite 240 und 1253 bdquoOperandenbereich Datenldquo auf Seite 531

Globale und lokale Variablen

Variablen enthalten die im Anwenderprogramm bearbeiteten Werte Man kann siegrob in zwei Kategorien einteilen in globale und lokale Variablen

Bild 15 Operandenbereiche in einer PLC-Station

TemporaumlreLokaldaten

Ausgangs-Prozessabbild

Peripherie-Ausgaumlnge

Eingangs-Prozessabbild

Global-Daten-bausteine

Instanz-Daten-bausteine

Typ-Daten-bausteine

Peripherie-Eingaumlnge

Systemspeicher

Anwenderspeicher

Eingabe-baugruppen

Ausgabe-baugruppen

Merker

Operandenbereiche in einer CPU 1200

Inhaltsverzeichnis

12

68 Bausteine uumlbersetzen 255681 Uumlbersetzung starten 255682 SCL-Bausteine uumlbersetzen 256683 Fehler nach der Uumlbersetzung beheben 256

69 Programminformationen 258691 Querverweisliste 258692 Belegungsplan 261693 Aufrufstruktur 262694 Abhaumlngigkeitsstruktur 263695 Konsistenzpruumlfung 264696 Speicherauslastung der CPU 265

7 Kontaktplan KOP 266

71 Einfuumlhrung 266711 Mit Kontaktplan programmieren 266712 Programmelemente des Kontaktplans 272

72 Binaumlre Verknuumlpfungen mit KOP programmieren 272721 Schlieszligerkontakt und Oumlffnerkontakt 272722 Reihen- und Parallelschaltung von Kontakten 274723 T-Abzweig offener Parallelzweig 277724 Verknuumlpfungsergebnis negieren im Kontaktplan 278725 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen im Kontaktplan 278726 Guumlltigkeitspruumlfung einer Gleitpunktvariablen im Kontaktplan 279727 Vergleich von Variablen im Kontaktplan 280728 VARIANT-Zeiger testen und vergleichen im Kontaktplan 281

73 Speicherfunktionen mit KOP programmieren 282731 Einfache und negierende Spule 282732 Setzen- und Ruumlcksetzen-Spule 283733 Speicherndes Verhalten durch Selbsthaltung 284734 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Kontaktplan 285735 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Kontaktplan 286736 Spulen mit Zeitverhalten 286

74 Q-Boxen mit KOP programmieren 287741 Speicher-Boxen im Kontaktplan 288742 Flankenauswertung des Stromflusses 288743 Beispiel Binaumlruntersetzer im Kontaktplan 289744 Zeitfunktionen im Kontaktplan 291745 Zaumlhlfunktionen im Kontaktplan 292

75 ENENO-Boxen mit KOP programmieren 293751 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 293752 Uumlbertragungsfunktionen im Kontaktplan 295753 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte im Kontaktplan 296754 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte im Kontaktplan 298755 Mathematische Funktionen im Kontaktplan 298

Inhaltsverzeichnis

13

756 Konvertierungsfunktionen im Kontaktplan 299757 Schiebefunktionen im Kontaktplan 300758 Logikfunktionen im Kontaktplan 300759 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Kontaktplan 3017510 Die CALCULATE-Box im Kontaktplan 302

76 Programmsteuerung mit KOP 302761 Sprungfunktionen im Kontaktplan 303762 Sprungliste im Kontaktplan 304763 Sprungverteiler im Kontaktplan 304764 Bausteinende-Funktion im Kontaktplan 305765 Bausteinaufruf-Funktionen im Kontaktplan 306

8 Funktionsplan FUP 308

81 Einfuumlhrung 308811 Mit Funktionsplan programmieren 308812 Programmelemente des Funktionsplans 314

82 Binaumlre Verknuumlpfungen mit FUP programmieren 314821 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 314822 Eine binaumlre Verknuumlpfung im Funktionsplan programmieren 316823 T-Abzweig im Funktionsplan 319824 Verknuumlpfungsergebnis negieren im Funktionsplan 319825 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen im Funktionsplan 321826 Guumlltigkeitspruumlfung einer Gleitpunktvariablen im Funktionsplan 321827 Vergleich von Variablen im Funktionsplan 322828 VARIANT-Zeiger testen und vergleichen im Funktionsplan 323

83 Standard-Boxen mit FUP programmieren 324831 Zuweisung und negierende Zuweisung 324832 Setzen- und Ruumlcksetzen-Box 326833 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Funktionsplan 326834 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Funktionsplan 327835 Standardboxen mit Zeitverhalten 328

84 Q-Boxen mit FUP programmieren 329841 Speicher-Boxen im Funktionsplan 329842 Flankenauswertung des Verknuumlpfungsergebnisses 330843 Beispiel Binaumlruntersetzer im Funktionsplan 330844 Zeitfunktionen im Funktionsplan 331845 Zaumlhlfunktionen im Funktionsplan 333

85 ENENO-Boxen mit FUP programmieren 334851 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 334852 Uumlbertragungsfunktionen im Funktionsplan 336853 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte im Funktionsplan 338854 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte im Funktionsplan 339855 Mathematische Funktionen im Funktionsplan 340856 Konvertierungsfunktionen im Funktionsplan 340857 Schiebefunktionen im Funktionsplan 341

Inhaltsverzeichnis

14

858 Logikfunktionen im Funktionsplan 342859 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Funktionsplan 3438510 Die CALCULATE-Box im Funktionsplan 344

86 Programmsteuerung mit FUP 344861 Sprungfunktionen im Funktionsplan 344862 Sprungliste im Funktionsplan 346863 Sprungverteiler im Funktionsplan 347864 Bausteinende-Funktion im Funktionsplan 347865 Bausteinaufruf-Funktionen im Funktionsplan 347

9 Structured Control Language SCL 350

91 Einfuumlhrung 350911 Mit SCL programmieren 350912 SCL-Anweisungen und Operatoren 355913 Datentyp-Konvertierung bei SCL 357

92 Uumlbertragungsfunktionen 359921 Wertzuweisung einer Binaumlrvariablen 359922 Flankenauswertung bei SCL 360923 Wertzuweisung einer Digitalvariablen 361924 Uumlbertragen von VARIANT-Variablen bei SCL 362925 Datenbereiche uumlbertragen und fuumlllen 363926 Bytes tauschen 363927 Datenuumlbertragung mit PEEK und POKE 364

93 Logische Ausdruumlcke und Logikfunktionen 366931 Binaumlre Verknuumlpfungen mit SCL programmieren 366932 Wortverknuumlpfungen bei SCL 369933 Codier- Auswahl- und Begrenzerfunktionen bei SCL 370

94 Arithmetische Ausdruumlcke 371941 Arithmetische Funktionen bei SCL 371942 Mathematische Funktionen bei SCL 372

95 Vergleichsausdruumlcke 373951 Vergleichsfunktionen bei SCL 373952 VARIANT-Zeiger testen 373

96 Weitere Funktionen fuumlr SCL 375961 Zeitfunktionen bei SCL 375962 Zaumlhlfunktionen bei SCL 375963 Schiebefunktionen bei SCL 377964 Zeichenkettenfunktionen bei SCL 378

97 Programmsteuerung mit SCL 378971 Kontrollanweisungen 378972 Bausteinende-Funktion bei SCL 389973 Aufruf einer Funktion (FC) bei SCL 389974 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) bei SCL 390975 Versorgung von Parametern 391

98 Arbeiten mit Quelldateien 392

Inhaltsverzeichnis

15

10 Basisfunktionen 396

101 Binaumlre Verknuumlpfungen 3961011 Einfuumlhrung 3961012 Arbeiten mit Binaumlrsignalen 3971013 UND-Funktion Reihenschaltung 3991014 ODER-Funktion Parallelschaltung 3991015 Exklusiv-ODER-Funktion Antivalenzfunktion 4021016 Verknuumlpfungsergebnis negieren NOT-Kontakt 402

102 Speicherfunktionen 4031021 Einfuumlhrung 4031022 Einfache und negierende Spule Zuweisung 4041023 Einzelnes Setzen und Ruumlcksetzen 4041024 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen 4061025 Vorrangiges Setzen und Ruumlcksetzen Speicher-Boxen 407

103 Flankenauswertungen 407

104 Zeitfunktionen 4131041 Wissenswertes zu Zeitfunktionen 4131042 Impulsbildung TP 4141043 Einschaltverzoumlgerung TON 4151044 Ausschaltverzoumlgerung TOF 4161045 Akkumulierende Einschaltverzoumlgerung TONR 4181046 Eine Zeitfunktion mit einer Zeitdauer laden 4191047 Eine Zeitfunktion zuruumlcksetzen 419

105 Zaumlhlfunktionen 4201051 Wissenswertes zu Zaumlhlfunktionen 4201052 Vorwaumlrtszaumlhler CTU 4221053 Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTD 4231054 Vorwaumlrts-Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTUD 424

11 Digitalfunktionen 426

111 Uumlbertragungsfunktionen 4261111 Variable kopieren MOVE- und S_MOVE-Box bei KOP und FUP 4271112 Wertzuweisungen bei SCL 4291113 VARIANT-Variable lesen und schreiben 4311114 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK_VARIANT 4321115 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK und UMOVE_BLK 4331116 Datenbereich fuumlllen mit FILL_BLK und UFILL_BLK 4351117 Variable von und zu einen BYTE-Feld uumlbertragen 4371118 Variable von und zu einem Bitfeld uumlbertragen 4401119 Byte-Reihenfolge aumlndern 44211110 Bereichsgrenzen ermitteln 442

112 Vergleichsfunktionen 4421121 Vergleich von Variablenwerten 4431122 Bereichsvergleich (KOP FUP) 445

Inhaltsverzeichnis

16

1123 Gleitpunkt-Variable testen (KOP FUP) 445

1124 VARIANT-Zeiger testen (KOP FUP) 446

1125 VARIANT-Zeiger testen (SCL) 448

113 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte 451

1131 Grundrechnungsarten 451

1132 Division mit Rest als Ergebnis MOD 453

1133 Dekrementieren DEC Inkrementieren INC 453

114 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte 454

1141 Addition T_ADD 454

1142 Subtraktion T_SUB 455

1143 Differenz T_DIFF 456

1144 Zusammenfassen T_COMBINE 456

115 Mathematische Funktionen 456

1151 Winkelfunktionen SIN COS TAN 457

1152 Arcusfunktionen ASIN ACOS ATAN 458

1153 Quadrat bilden SQR 458

1154 Quadratwurzel ziehen SQRT 458

1155 Potenzieren zur Basis e EXP 459

1156 Natuumlrlichen Logarithmus berechnen LN 459

1157 Nachkommastellen extrahieren FRAC 460

1158 Potenzieren zu einer beliebigen Basis EXPT 460

1159 Absolutwertbildung ABS 460

11510 Negation NEG 460

116 Konvertierungsfunktionen (Datentypwandlung) 461

1161 Implizite Datentypkonvertierung 462

1162 Variablen uumlberlagern (Datentypsichten) 464

1163 Konvertierungsfunktionen CONVERT S_CONV und T_CONV 466

1164 Konvertierungsfunktionen fuumlr Gleitpunktzahlen 472

1165 Konvertierungsfunktionen STRG_TO_CHARS und CHARS_TO_STRG 473

1166 Konvertierungsfunktionen STRG_VAL und VAL_STRG 475

1167 Konvertierungsfunktionen ATH und HTA 478

1168 Konvertierungsfunktionen SCALE_X und NORM_X 480

117 Schiebefunktionen 480

118 Logikfunktionen 483

1181 Wortverknuumlpfungen 483

1182 Invertieren INVERT 485

1183 Codierfunktionen DECO und ENCO 485

1184 Auswahlfunktionen SEL MUX und DEMUX 487

1185 Auswahlfunktionen MIN und MAX 488

1186 Begrenzer LIMIT 490

119 Zeichenketten bearbeiten 490

1110 Rechnen mit der CALCULATE-Box (KOP FUP) 496

1111 Symbolnamen lesen 498

Inhaltsverzeichnis

17

12 Programmsteuerung 503

121 Sprungfunktionen 503

1211 Sprung abhaumlngig vom Verknuumlpfungsergebnis (KOP FUP) 504

1212 Sprungliste JMP_LIST (KOP FUP) 505

1213 Sprungverteiler SWITCH (KOP FUP) 506

1214 Absoluter Sprung GOTO (SCL) 507

122 Bausteinende-Funktion 508

123 Aufruf von Codebausteinen 509

1231 Wissenswertes zum Bausteinaufruf 509

1232 Aufruf einer Funktion (FC) 510

1233 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) 510

1234 Asynchron arbeitende Systembausteine 511

1235 ENENO-Mechanismus 513

124 Arbeiten mit Bausteinen 515

1241 Bausteine mit optimiertem und Standardzugriff 515

1242 Datentypen der lokalen Variablen 517

1243 Bausteinparameter adressieren 519

1244 Bausteinparameter versorgen 521

1245 Parametertyp VARIANT 523

1246 Uumlbergabe von Bausteinparametern 525

125 Datenbausteinfunktionen 528

1251 Hardware-Datentyp DB_ANY 529

1252 Konvertierung von DB_ANY 530

1253 Operandenbereich Daten 531

1254 Adressierung von Datenbausteinen 533

1255 Datenbausteinattribute lesen 534

1256 CPU-Datenbausteine 535

1257 Ladespeicher lesen und schreiben 538

13 Online-Betrieb Diagnose und Test 542

131 Programmiergeraumlt an die PLC-Station anschlieszligen 543

132 Projektdaten uumlbertragen 545

1321 Die Projektdaten erstmalig laden 546

1322 Die Projektdaten nachladen 548

1323 Das Anwenderprogramm schuumltzen 549

1324 Mit Online-Projektdaten arbeiten 552

1325 Mit der Memory Card arbeiten 554

133 Mit Bausteinen im Online-Betrieb arbeiten 557

1331 Einfuumlhrung 557

1332 Einen Online-Baustein bearbeiten 558

1333 Einen Baustein laden und zuruumlckladen 559

1334 Ohne Reinitialisierung laden 560

1335 Mit Momentaufnahmen arbeiten 562

Inhaltsverzeichnis

18

1336 Mit Einstellwerten arbeiten 563

1337 Bausteine vergleichen 565

134 Hardware-Diagnose 568

1341 Status-Anzeigen an den Baugruppen 569

1342 Diagnosefenster 570

1343 Diagnosepuffer 571

1344 Online-Tools 572

1345 Weitere Diagnose-Informationen uumlber das Programmiergeraumlt 573

135 Anwenderprogramm testen 574

1351 Aufrufumgebung definieren 575

1352 Testen mit Programmstatus 575

1353 PLC-Variablen beobachten 580

1354 Datenvariablen beobachten und steuern 580

1355 Testen mit Beobachtungstabellen 581

1356 Testen mit der Force-Tabelle 588

136 Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion 591

1361 Einfuumlhrung 591

1362 Erstellen der Trace-Konfiguration 591

1363 Messwerte aufzeichnen 592

1364 Messungen auswerten 593

1365 Messungen speichern 595

14 Dezentrale Peripherie 596

141 Einfuumlhrung Uumlbersicht 596

142 PROFINET IO 597

1421 Komponenten von PROFINET IO 597

1422 Adressen bei PROFINET IO 599

1423 PROFINET IO projektieren 601

1424 Echtzeit-Kommunikation bei PROFINET IO 606

143 PROFIBUS DP 607

1431 Komponenten von PROFIBUS DP 607

1432 Adressen bei PROFIBUS DP 610

1433 PROFIBUS DP projektieren 612

144 Systembausteine fuumlr PROFINET IO und PROFIBUS DP 615

1441 Peripheriedaten lesen und schreiben 615

1442 Datensaumltze uumlbertragen 618

1443 Dezentrale Station aktivierendeaktivieren 621

145 DPV1-Alarme 622

146 AktorSensor-Interface 624

1461 Komponenten von AktorSensor-Interface 624

1462 AS-i-Master CM 1243-2 projektieren 624

1463 AktorSensor-Interface projektieren 624

1464 Schnittstelle zum Anwenderprogramm 626

Inhaltsverzeichnis

19

15 Kommunikation 628

151 Uumlbersicht 628

152 Open User Communication 631

1521 Grundlagen 631

1522 Datenstruktur der Open User Communication 631

1523 Verbindung aufbauen und Daten senden mit TSEND_C 632

1524 Verbindung aufbauen und Daten empfangen mit TRCV_C 634

1525 Open User Communication projektieren 636

1526 Weitere Funktionen fuumlr die Open User Communication 637

153 S7-Kommunikation 639

1531 Grundlagen 639

1532 Datenaustausch mit GET und PUT 640

1533 S7-Kommunikation projektieren 642

154 Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 643

1541 Einfuumlhrung in die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 643

1542 Konfigurieren der Kommunikationsbaugruppe CM 1241 643

1543 Funktionen fuumlr die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 646

155 Weitere Kommunikationsfunktionen 649

1551 USS-Protokoll fuumlr Antriebe 649

1552 Modbus RTU 651

1553 Modbus TCP 653

16 Visualisierung 656

161 Einfuumlhrung in die Visualisierung 656

1611 Uumlbersicht HMI Panels in STEP 7 (TIA Portal) 657

1612 Ein Projekt mit einer HMI-Station anlegen 659

1613 Querverweise fuumlr HMI-Objekte 661

162 HMI-Variablen und Bereichszeiger anlegen 663

1621 Einfuumlhrung HMI-Variablen 663

1622 Eine HMI-Variable anlegen 664

1623 Einen Bereichszeiger anlegen 665

163 Prozessbilder projektieren 667

1631 Einfuumlhrung in die Projektierung von Prozessbildern 667

1632 Arbeitsfenster fuumlr Prozessbilder 668

1633 Arbeiten mit Bildebenen 668

1634 Arbeiten mit Vorlagen 669

1635 Arbeiten mit Funktionstasten 670

1636 Ein neues Bild anlegen 672

1637 Einen Bildwechsel projektieren 672

1638 Arbeiten mit Objekten in Prozessbildern 673

1639 Bildobjekte zur Laufzeit veraumlndern 674

16310 Basisobjekte fuumlr die Bildprojektierung 674

Inhaltsverzeichnis

20

164 Bedien- und Beobachtungsfunktionen 6751641 Eingabe und Anzeige von Prozesswerten 6751642 Arbeiten mit Meldungen 6781643 Arbeiten mit Rezepturen 6871644 Arbeiten mit der Benutzerverwaltung 6921645 Arbeiten mit Archiven 6951646 Aufgaben planen 697

165 HMI-Projektierung fertig stellen 6971651 HMI-Projektierung uumlbersetzen (Konsistenzpruumlfung) 6971652 Simulation der HMI-Projektierung 6981653 Projektierung in die HMI-Station laden 6991654 Wartung der HMI-Station 701

17 Anhang 704

171 Integrierte und technologische Funktionen 7041711 High Speed Counter (HSC) 7041712 Impulsgenerator 7101713 Technologieobjekte fuumlr Motion Control 7131714 Technologieobjekte fuumlr PID Control 718

172 Fernverbindung mit TeleService 722

173 TeleControl mit CP 1242-7 724

174 Webserver 7261741 Webserver aktivieren 7261742 Zugriff auf den Webserver 7261743 Standard-Webseiten 727

175 Daten protokollieren und mit Rezepturen arbeiten 7291751 Einfuumlhrung in die Datenprotokollierung 7291752 Funktionen fuumlr die Datenprotokollierung 7301753 Einfuumlhrung zur Rezepturenuumlbertragung 7321754 Funktionen fuumlr die Rezepturenuumlbertragung 734

176 Simulation mit S7-PLCSIM 7351761 S7-PLCSIM allgemein 7351762 Die Bedienoberflaumlche von S7-PLCSIM 7361763 In S7-PLCSIM mit STEP-7-Testfunktionen testen 7371764 Mit einem Simulationsprojekt arbeiten 7391765 Mit dem Adressbereich testen 7401766 Mit der SIM-Tabelle testen 7411767 Mit der Sequenztabelle testen 742

Stichwortverzeichnis 746

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

21

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

SIMATIC S7-1200 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den unteren undmittleren Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Signalbaugruppen sowie mit Kommunikationsbaugruppenmodular erweitert werden Das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200 ist naht-los eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Die Controller SIMATIC S7-1200 bilden als speicherprogrammierbare Steuerun-gen (SPS oder PLC Programmable Logic Controller) die Basis des Automatisie-rungssystems Mehrere Controller mit abgestufter Leistungsfaumlhigkeit uumlberdeckenden unteren und mittleren Bereich der industriellen Steuerungen

SIMATIC HMI bedeutet Bedienen und Beobachten (HMI Human Machine Inter-face) Die Basic Panels sind so ausgelegt dass sie optimal mit SIMATIC S7-1200zusammenarbeiten Die Geraumlte sind in Displaygroumlszligen von 36 Zoll bis 15 Zoll ver-fuumlgbar und werden uumlber Touchscreen bedient Bis auf das 15-Zoll-Geraumlt haben dieGeraumlte zusaumltzlich Funktionstasten

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1200

SIMATIC Controller steuern die Maschine oder Anlage

Bedienen und Beobachten zum Fuumlhrender Anlage im laufenden Betrieb

SIMATIC NET

SIMATIC HMI STEP 7(TIA Portal)

SIMATIC S7-1200

Vernetzung zum Datenaustauschund zentralen Online-Zugriff

Software zum Konfigurierenund ProgrammierenProjektieren

SS

S S S

Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

22

SIMATIC NET verbindet alle SIMATIC-Stationen und sorgt fuumlr komplikationslosenDatenaustausch SIMATIC S7-1200 mit PROFINET-Schnittstelle verwendet dasIndustrial Ethernet Netzwerk um mit anderen PLC-Stationen HMI-Stationen undProgrammiergeraumlten Daten auszutauschen Kommunikationsbaugruppen erwei-tern die Kommunikationsfaumlhigkeit auf andere Netze wie PROFIBUS DP AktorSen-sor-Interface oder Punkt-zu-Punkt-Kopplung auf RS232- oder RS485-Basis

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert und parametriert mit STEP 7 wird das Anwenderprogrammerstellt und getestet Das TIA Portal ist die zentrale Bedienoberflaumlche zum Verwal-ten der Werkzeuge und Automatisierungsdaten STEP 7 im TIA Portal gibt es in denVarianten STEP 7 Professional und STEP 7 Basic Mit beiden Varianten kann eine S7-1200-Station projektiert und programmiert werden In diesem Buch ist die Anwen-dung von STEP 7 Basic beschrieben

Komponenten und Anschluumlsse

Das Bild 12 zeigt einen Uumlberblick uumlber die Anschlussmoumlglichkeiten an einen BasicController S7-1200

Die Zentralbaugruppe (Central Processor Unit CPU) enthaumllt das Betriebssystemund das Anwenderprogramm Das Anwenderprogramm befindet sich span-nungsausfallsicher im Ladespeicher Die ablaufrelevanten Teile des Anwender-programms werden in einem Arbeitsspeicher mit schnellem Zugriff bearbeitetVariablenwerte die auch bei Spannungsausfall oder beim Aus- und Einschaltenihren Wert behalten sollen werden im Remanenzspeicher abgelegt

Mithilfe einer steckbaren Speicherkarte (Memory Card MC) kann das Anwender-programm auf die CPU-Baugruppe uumlbertragen werden ndash alternativ zum Uumlbertragenuumlber eine Online-Verbindung mit dem Programmiergeraumlt Die Speicherkarte kannauch als externer Ladespeicher oder zum Firmware-Update eingesetzt werden

Die Verbindung zur Anlage oder zum Prozess uumlbernehmen Onboard-Ein- und-Ausgaben die je nach Version der Zentralbaugruppe in unterschiedlicher Anzahlvorhanden sind Die Onboard-Ein- und -Ausgaben sind auch speziell fuumlr denBetrieb der integrierten Hochgeschwindigkeitszaumlhler (HSC High Speed Counter)ausgelegt Das Betriebssystem enthaumllt auszligerdem Impulsgeneratoren mit weiten-modulierter Impulsausgabe sowie die Technologieobjekte Achse zur Ansteuerungvon Schrittmotoren und Servomotoren mit Pulsschnittstelle und PID Compacteinen PID-Regler mit optimierter Selbsteinstellung

Mit einem Signal Board (SB) koumlnnen die Onboard-Ein- und -Ausgaben erweitertwerden Das Communication Board (CB) schafft einen Punkt-zu-Punkt-Anschlussfuumlr die CPU-Baugruppe und das Battery Board (BB) verlaumlngert die Gangreserve derintegrierten Hardware-Uhr auf etwa ein Jahr

Sind zusaumltzliche Ein- und Ausgaumlnge erforderlich koumlnnen ndash je nach Version derCPU-Baugruppe ndash Ein-Ausgabebaugruppen (Signal Modules SM) an die CPU-Baugruppe angesteckt werden Sie sind fuumlr Digital- und Analogsignale verfuumlgbar

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

23

Die PROFINET-Schnittstelle verbindet die CPU-Baugruppe mit dem SubnetzIndustrial Ethernet An ihr wird das Programmiergeraumlt angeschlossen wenn bei-spielsweise das Anwenderprogramm online zur CPU-Baugruppe uumlbertragen undan der Maschine getestet werden soll Uumlber diese Schnittstelle geschieht auch derDatenaustausch mit HMI-Stationen oder anderen Automatisierungsgeraumlten

Wird die CPU-Baugruppe mit nur einem Geraumlt uumlber Ethernet verbunden kann esdirekt mit einem Standard- oder bdquoCross-overldquo-Kabel geschehen Bei der Vernetzungvon mehr als zwei Geraumlten die nur eine PROFINET-Schnittstelle haben muumlssen dieVerbindungskabel uumlber einen Vervielfacher z B das Communication SwitchModule (CSM) gefuumlhrt werden CPU 1215 und CPU 1217 haben zwei mit einemSwitch verbundene Anschluumlsse so dass sie mit dem naumlchsten Automatisierungsge-raumlt ohne zwischengeschalteten Anschlussvervielfacher vernetzt werden koumlnnen

Kommunikationsbaugruppen (Communication Modules CM) gestatten denBetrieb an weiteren Bussystemen wie beispielsweise PROFIBUS DP Hier kann eine

Bild 12 Anschlussmoumlglichkeiten an eine PLC-Station mit CPU 1200

S

Anschluss von Geraumlten uumlberCommunication Module (CM)an PROFIBUS AS-Interfaceoder Punkt-zu-Punkt

Anschluss einesProgrammier-geraumlts

Anschluss einerHMI-Station(Basic Panel)

Anschluss einerweiteren S7-1200-Station oderanderer Geraumlte aufder Basis derOpen UserCommunication

Vervielfaumlltigung des Ethernet-Anschlusses mit demCommunication Switch Module(CSM)

Anschluss von Sensoren zBTaster oder Endschalter an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Anschluss von Aktoren zBSchuumltze oder Leuchten an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Mit einer Memory Card(MC) kann dasSteuerungsprogrammuumlbertragen und dasBetriebssystemhochgeruumlstet werden

Anschlussmoumlglichkeiten an eine CPU 1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

24

S7-1200-Station in einem DP-Mastersystem sowohl der DP-Master als auch ein DP-Slave sein An AS-Interface kann eine S7-1200-Station der AS-Interface-Master seinund bis zu 62 AS-Interface-Feldgeraumlte steuern Die Kommunikationsbaugruppe fuumlrdie Punkt-zu-Punkt-Kopplung gibt es mit RS232- oder RS485-Schnittstelle an diebeispielsweise ein Barcode- oder RFID-Leser angeschlossen werden kann

12 Uumlbersicht STEP 7

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Nutzungsberechtigung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuel-len Betriebssystemen Microsoft Windows Mit STEP 7 Basic oder STEP 7 Professionalkoumlnnen die S7-1200-Controller und ndash mit dem mitgelieferten WinCC Basic ndash dieBasic Panels projektiert werden Die Projektierung geschieht mit zwei Ansichtendie Portalansicht und die Projektansicht (Bild 13)

Die Portalansicht bietet eine aufgabenorientierte Sicht auf die installierten Werk-zeuge Auf der linken Seite sind die Portale fuumlr die Werkzeuge aufgelistet und in derMitte stehen die Aktionen zum ausgewaumlhlten Portal Das Fenster auf der rechtenSeite zeigt die Objekte die mit der ausgewaumlhlten Aktion bearbeitet werden koumlnnenFalls es erforderlich ist wird zur Bearbeitung des ausgewaumlhlten Objekts zur Pro-jektansicht gewechselt

Bild 13 Bedienoberflaumlchen im TIA Portal Portalansicht und Projektansicht

12 Uumlbersicht STEP 7

25

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt In der Geraumltekonfigurationsteht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittelpunkt In derGeraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platzierten Baugruppengezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt die Eigenschaften derselektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibt Unterstuumltzungdurch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Baugruppen DieNetzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

Bei der PLC-Programmierung bearbeiten Sie im Arbeitsbereich den ausgewaumlhltenBaustein Wiederum sehen Sie im Inspektorfenster die Eigenschaften des markier-ten Objekts und koumlnnen diese einstellen Das Aufgabenfenster enthaumllt diesmal denProgrammelemente-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Anweisungen undFunktionen Aumlhnliches gilt fuumlr die Bearbeitung der PLC-Variablen beim Online-Programmtest durch Beobachtungstabellen oder beim Projektieren eines HMI-Geraumlts

Und stets haben Sie die Projektnavigation im Blickfeld Sie enthaumllt alle Objekte desSTEP-7-Projekts So koumlnnen Sie jederzeit ein Objekt beispielsweise einen Pro-grammbaustein oder eine Beobachtungstabelle auswaumlhlen und dieses Objekt mitden entsprechenden Editoren die beim Oumlffnen des Objekts automatisch startenbearbeiten

Allgemeine Vorgehensweise fuumlr die Erstellung eines Steuerungsprogramms

Alle fuumlr die Steuerung und Bedienung der Maschine oder Anlage notwendigenAutomatisierungsdaten sind in einem Projekt zusammengefasst Ein Projekt isteine Ordnerstruktur im Dateisystem des Programmiergeraumlts

Mit STEP 7 legen Sie ein neues Projekt an und fuumlgen ein Automatisierungsgeraumlt(eine Station) hinzu Dabei bestimmen Sie den Typ des Controllers den Sie fuumlr IhrVorhaben benoumltigen Je nach Bedarf erweitern Sie die Station mit zusaumltzlichen Bau-gruppen die Sie dem Hardware-Katalog entnehmen Mit dem Konfigurationseditorstellen Sie alle Hardware-Parameter ein beispielsweise das Verhalten der Zentral-baugruppe beim Einschalten der Versorgungsspannung oder die Adressen derBaugruppen Im weiteren Verlauf der Projektbearbeitung koumlnnen Sie jederzeitzusaumltzliche Baugruppen hinzustecken vorhandene Baugruppen aus der Konfigu-ration entfernen oder die Einstellungen der Baugruppen aumlndern

Bei der Hardware-Konfiguration erhaumllt jeder Ein- und Ausgang eine Adresse diesich aus der Adresse der Signalbaugruppe ableitet Dieser Absolutadresse ordnenSie in der PLC-Variablentabelle einen Namen (eine Symboladresse) zu Der Pro-grammeditor arbeitet primaumlr mit Symboladressen die er ndash falls keine (Anwender-)Symboladressen vergeben werden ndash mit laufender Nummer generiert Diese auto-matisch generierten Symboladressen sagen nichts uumlber die Bedeutung des Ein-gangs oder Ausgangs aus Es wird empfohlen nur aussagekraumlftige Namen zu ver-wenden denn dadurch sinkt die Fehleranfaumllligkeit und das Anwenderprogrammist leichter lesbar

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

26

Das Steuerungsprogramm (das Anwenderprogramm) besteht aus einzelnen Unter-programmen die man Bausteine nennt Alle Anwenderbausteine sind im OrdnerProgrammbausteine gespeichert Beim Anlegen einer Station wird in diesen Ordnerein Organisationsbaustein mit der Nummer 1 (OB 1) und der Symboladresse Main(Hauptprogramm) eingefuumlgt Organisationsbausteine sind die Schnittstelle zwi-schen dem Betriebssystem der CPU und dem Anwenderprogramm Fuumlr die Struktu-rierung des Anwenderprogramms gibt es zusaumltzlich Funktionsbausteine undFunktionen und fuumlr die Anwenderdaten die Datenbausteine Ein Doppelklick aufeinen Baustein oumlffnet ihn und Sie koumlnnen das Bausteinprogramm eingeben DieProgrammiersprache fuumlr einen Baustein koumlnnen Sie frei waumlhlen je nachdem wel-che Vorlieben Sie haben oder welche Funktion der Baustein erfuumlllen soll Im Steue-rungsprogramm koumlnnen also alle Programmiersprachen vertreten sein

Die benoumltigten Programmelemente entnehmen Sie dem Programmelemente-Kata-log dessen Inhalt sich automatisch der verwendeten Programmiersprache anpasstDazu bdquoziehenldquo Sie mit der Maus das Programmelement aus dem Katalog in dengeoumlffneten Baustein (bdquodrag and dropldquo) Anschlieszligend beschriften Sie das Pro-grammelement mit den gewuumlnschten Variablen Das sind die (globalen) Variablenaus der PLC-Variablentabelle (Ein- und Ausgaumlnge) und die (lokalen) Variablen dieSie im Baustein selbst definieren zum Beispiel Zwischenspeicher fuumlr temporaumlreErgebnisse oder Bausteinparameter fuumlr die Uumlbergabe von Werten an das Baustein-programm

Sie koumlnnen jederzeit die Projektierung oder Programmierung unterbrechen dieeingegebenen Daten speichern und die Arbeiten zu einem spaumlteren Zeitpunkt fort-setzen Es wird immer das komplette Projekt gespeichert Dabei spielt es keineRolle ob das eingegebene Programm und die Daten vollstaumlndig oder in sich konsis-tent sind

Ein Projekt koumlnnen Sie bdquoofflineldquo ndash das heiszligt ohne Steuerungs-Hardware ndash erstellenZum Testen und Betreiben an der Maschine muumlssen Sie die Projektdaten in dieSteuerung bdquoladenldquo Beim Laden werden die Projektdaten bdquouumlbersetztldquo Dabei wirdder Code erzeugt den der Steuerungsprozessor bearbeiten kann Jetzt muss dasAnwenderprogramm vollstaumlndig und in sich konsistent sein sonst wird der Lade-vorgang nicht ausgefuumlhrt Sie koumlnnen eine Uumlbersetzung auch waumlhrend der Pro-grammerstellung anstoszligen und so beispielsweise pruumlfen ob der bis dahin einge-gebene Programmcode konsistent ist Mit einer im Programmiergeraumlt simulierten(Software-)Station koumlnnen Sie auch einem bdquoVorabtestldquo durchfuumlhren

STEP 7 stellt Ihnen zum Testen und Fehlersuchen umfangreiche Werkzeuge zurVerfuumlgung So koumlnnen Sie beispielsweise den Verlauf der Signalzustaumlnde im bear-beiteten Programm beobachten Variablenwerte vorgeben und vom getesteten Pro-gramm Zwischensicherungen erstellen Nach der Inbetriebnahme koumlnnen Sie dasAnwenderprogramm in komprimierter Form archivieren

Ein Projekt muss mindestens eine Station enthalten Das kann eine PLC- eine HMI-oder eine PC-Station sein In einem Projekt koumlnnen sich auch mehrere Stationenunterschiedlicher Art befinden Mit der Netzprojektierung erstellen Sie dann dieKommunikationsverbindungen fuumlr den Datenaustausch zwischen den Stationen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

27

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Die Automatisierungsdaten liegen im Automatisierungssystem an verschiedenenSpeicherplaumltzen Da ist zuerst einmal das Programmiergeraumlt Auf dessen Festplattewerden in einem STEP-7-Projekt saumlmtliche Automatisierungsdaten gespeichertBeim Konfigurieren Projektieren und Programmieren bearbeiten Sie die Projekt-daten mit STEP 7 im Hauptspeicher des Programmiergeraumlts (Bild 14)

Die Automatisierungsdaten im Programmiergeraumlt sind die Offline-ProjektdatenWenn STEP 7 die Automatisierungsdaten entsprechend aufbereitet (bdquouumlbersetztldquo)hat koumlnnen sie in ein angeschlossenes Automatisierungsgeraumlt geladen werdenDie in den Anwenderspeicher der CPU-Baugruppe geladenen Daten sind die Online-Projektdaten

Die Uumlbertragung der Projektdaten zwischen Programmiergeraumlt und CPU-Bau-gruppe kann mithilfe der SIMATIC Memory Card erfolgen Der Normalfall ist eineOnline-Verbindung zum Uumlbertragen Testen und Diagnostizieren

Anwenderspeicher

Der Anwenderspeicher in der CPU-Baugruppe besteht aus dem Ladespeicher demArbeitsspeicher und dem Remanenzspeicher

Im Ladespeicher steht das gesamte Anwenderprogramm einschlieszliglich Konfigu-rationsdaten (Systemdaten) Reicht der Umfang des internen auf der CPU-Bau-

Bild 14 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Memory Card

ArbeitsspeicherRemanenzspeicher

Hauptspeicher

Festplatte

Ladespeicher

Im Ladespeicher stehendie zur CPU uumlbertragenenProjektdaten Zusammen

mit den aktuellenVariablenwerten aus demArbeitsspeicher bilden siedie Online-Projektdaten

Mit der Memory Cardkann das Steuerungs-

programm zur CPUuumlbertragen werden

Im Arbeitsspeicher stehtder ablauffaumlhige Teil desSteuerungsprogramms

der zur Laufzeit bearbeitetwird

Im Remanenzspeicherstehen die Variablen die

ihren Wert bei Spannungs-ausfall oder beim Aus-

und Einschalten behalten

Auf der Festplattesind die Offline-

Projektdaten gespeichert

Alle Projektdaten werdenim Hauptspeicher desProgrammiergeraumlts

bearbeitet

Programmiergeraumlt CPU-Baugruppe

Uumlbertragung mit Online-Verbindung

Uumlbertragungbeim Einschalten

Speichern derProjektdaten

Datenhaltung im SIMATIC Automatisierungssystem

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

28

gruppe liegenden Ladespeichers nicht aus kann er auf die Memory Card bdquoverla-gertldquo werden (externer Ladespeicher) Vom Programmiergeraumlt aus wird dasAnwenderprogramm immer zuerst in den Ladespeicher uumlbertragen und von hieraus in den Arbeitsspeicher Das Programm im Ladespeicher wird nicht als Anwen-derprogramm bearbeitet Datenbausteine die beispielsweise Rezepte enthaltenkoumlnnen als bdquonicht ablaufrelevantldquo gekennzeichnet werden und werden dann nichtin den Arbeitsspeicher uumlbertragen Mit Systembausteinen kann vom Anwenderpro-gramm aus auf diese Datenbausteine zugegriffen werden Wie das Anwenderpro-gramm aus Bausteinen strukturiert ist entnehmen Sie dem Kapitel 16 bdquoBearbei-tung des Anwenderprogrammsldquo auf Seite 35

Der Arbeitsspeicher ist als schneller in vollem Umfang in der CPU integrierterRAM-Speicher ausgelegt Das Betriebssystem der CPU kopiert den bdquoablaufrelevan-tenldquo Programmcode und die Anwenderdaten in den Arbeitsspeicher bdquoAblaufrele-vantldquo ist eine Eigenschaft der vorhandenen Objekte nicht gleichbedeutend mit derTatsache dass ein bestimmter Codebaustein auch aufgerufen und bearbeitet wirdDas bdquoeigentlicheldquo Anwenderprogramm wird im Arbeitsspeicher bearbeitet

Beim Zuruumlckladen des gesamten Anwenderprogramms in das Programmiergeraumltwerden die Bausteine aus dem Ladespeicher geholt ergaumlnzt um die aktuellenWerte der Daten aus dem Arbeitsspeicher

Der Remanenzspeicher enthaumllt die als remanent definierten Merker und Datenva-riablen Die Werte im Remanenzspeicher bleiben nach einem Spannungsausfalloder beim Aus- und Einschalten der Versorgungsspannung erhalten Die Wertewerden geloumlscht bei einem Urloumlschen oder beim Zuruumlcksetzen der CPU-Baugruppeauf die Werkseinstellungen

Der Systemspeicher enthaumllt die Prozessabbilder fuumlr die Ein- und Ausgaumlnge Dassind Kopien der Ein- und Ausgangssignale von den Baugruppen Ebenfalls im Sys-temspeicher liegen die Operandenbereiche Merker und die temporaumlren Lokalda-ten Die temporaumlren Lokaldaten sind Zwischenspeicher fuumlr die Programmbearbei-tung in den Bausteinen des Anwenderprogramms

Die Memory Card kann als Uumlbertragungskarte das Anwenderprogramm in den CPU-Speicher uumlbertragen oder als Programmkarte der externe Ladespeicher sein Bei derAnwendung als Programmkarte muss die Memory Card zur Laufzeit in der CPU-Baugruppe gesteckt bleiben

Operandenbereiche

Beim Steuern einer Maschine oder eines Prozesses werden Signalzustaumlnde undZahlenwerte verarbeitet Eingaumlnge werden abgefragt deren Signalzustaumlndegemaumlszlig der Steuerungsaufgabe miteinander verknuumlpft und mit den Ergebnissendie Ausgaumlnge gesteuert Aumlhnlich ist es mit Zahlenwerten die ausgewaumlhlt berech-net verglichen und gespeichert werden CPU 1200 stellt fuumlr diese variablen Wertedie im Bild 15 gezeigten Speicherbereiche zur Verfuumlgung

b Peripherie-Eingaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Eingabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B die Einstellungvon Bedienelementen oder Sensoren abzufragen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

29

b Eingaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Eingaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn Signalzustaumlndeder Maschine abgefragt und verknuumlpft werden sollen Die Gesamtheit der Ein-gaumlnge ist das Eingangs-Prozessabbild

b Peripherie-Ausgaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Ausgabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B Anzeigen Ven-tile oder Schuumltze zu steuern

b Ausgaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Ausgaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn die Ergebnisseder Steuerungsfunktionen ausgegeben werden sollen Die Gesamtheit der Aus-gaumlnge ist das Ausgangs-Prozessabbild

b Merker sind ein Speicherbereich im Systemspeicher der CPU der als globalerZwischenspeicher bevorzugt fuumlr Binaumlrsignale verwendet wird

b Temporaumlre Lokaldaten sind Speicherbereiche die die CPU einem Codebausteinwaumlhrend der Bearbeitung zuweist Hier kann das Programm im Baustein Signal-zustaumlnde und Zahlenwerte temporaumlr zwischenspeichern die mit dem Bearbei-tungsende des Bausteins ihre Guumlltigkeit verlieren

b Daten sind Variablen im Anwenderspeicher die in Datenbausteinen mit ver-schiedenen Strukturen zusammengefasst sind Ein Datenbaustein der einemCodebaustein zugeordnet ist (Instanz-Datenbaustein) enthaumllt den Operanden-bereich statische Lokaldaten

Weitergehende Beschreibungen finden Sie in den Kapiteln 62 bdquoGlobale OperandenKonstanten und Adressierungldquo auf Seite 199 666 bdquoOperandenbereich temporaumlreLokaldatenldquo auf Seite 240 und 1253 bdquoOperandenbereich Datenldquo auf Seite 531

Globale und lokale Variablen

Variablen enthalten die im Anwenderprogramm bearbeiteten Werte Man kann siegrob in zwei Kategorien einteilen in globale und lokale Variablen

Bild 15 Operandenbereiche in einer PLC-Station

TemporaumlreLokaldaten

Ausgangs-Prozessabbild

Peripherie-Ausgaumlnge

Eingangs-Prozessabbild

Global-Daten-bausteine

Instanz-Daten-bausteine

Typ-Daten-bausteine

Peripherie-Eingaumlnge

Systemspeicher

Anwenderspeicher

Eingabe-baugruppen

Ausgabe-baugruppen

Merker

Operandenbereiche in einer CPU 1200

Inhaltsverzeichnis

13

756 Konvertierungsfunktionen im Kontaktplan 299757 Schiebefunktionen im Kontaktplan 300758 Logikfunktionen im Kontaktplan 300759 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Kontaktplan 3017510 Die CALCULATE-Box im Kontaktplan 302

76 Programmsteuerung mit KOP 302761 Sprungfunktionen im Kontaktplan 303762 Sprungliste im Kontaktplan 304763 Sprungverteiler im Kontaktplan 304764 Bausteinende-Funktion im Kontaktplan 305765 Bausteinaufruf-Funktionen im Kontaktplan 306

8 Funktionsplan FUP 308

81 Einfuumlhrung 308811 Mit Funktionsplan programmieren 308812 Programmelemente des Funktionsplans 314

82 Binaumlre Verknuumlpfungen mit FUP programmieren 314821 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 314822 Eine binaumlre Verknuumlpfung im Funktionsplan programmieren 316823 T-Abzweig im Funktionsplan 319824 Verknuumlpfungsergebnis negieren im Funktionsplan 319825 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen im Funktionsplan 321826 Guumlltigkeitspruumlfung einer Gleitpunktvariablen im Funktionsplan 321827 Vergleich von Variablen im Funktionsplan 322828 VARIANT-Zeiger testen und vergleichen im Funktionsplan 323

83 Standard-Boxen mit FUP programmieren 324831 Zuweisung und negierende Zuweisung 324832 Setzen- und Ruumlcksetzen-Box 326833 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Funktionsplan 326834 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Funktionsplan 327835 Standardboxen mit Zeitverhalten 328

84 Q-Boxen mit FUP programmieren 329841 Speicher-Boxen im Funktionsplan 329842 Flankenauswertung des Verknuumlpfungsergebnisses 330843 Beispiel Binaumlruntersetzer im Funktionsplan 330844 Zeitfunktionen im Funktionsplan 331845 Zaumlhlfunktionen im Funktionsplan 333

85 ENENO-Boxen mit FUP programmieren 334851 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 334852 Uumlbertragungsfunktionen im Funktionsplan 336853 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte im Funktionsplan 338854 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte im Funktionsplan 339855 Mathematische Funktionen im Funktionsplan 340856 Konvertierungsfunktionen im Funktionsplan 340857 Schiebefunktionen im Funktionsplan 341

Inhaltsverzeichnis

14

858 Logikfunktionen im Funktionsplan 342859 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Funktionsplan 3438510 Die CALCULATE-Box im Funktionsplan 344

86 Programmsteuerung mit FUP 344861 Sprungfunktionen im Funktionsplan 344862 Sprungliste im Funktionsplan 346863 Sprungverteiler im Funktionsplan 347864 Bausteinende-Funktion im Funktionsplan 347865 Bausteinaufruf-Funktionen im Funktionsplan 347

9 Structured Control Language SCL 350

91 Einfuumlhrung 350911 Mit SCL programmieren 350912 SCL-Anweisungen und Operatoren 355913 Datentyp-Konvertierung bei SCL 357

92 Uumlbertragungsfunktionen 359921 Wertzuweisung einer Binaumlrvariablen 359922 Flankenauswertung bei SCL 360923 Wertzuweisung einer Digitalvariablen 361924 Uumlbertragen von VARIANT-Variablen bei SCL 362925 Datenbereiche uumlbertragen und fuumlllen 363926 Bytes tauschen 363927 Datenuumlbertragung mit PEEK und POKE 364

93 Logische Ausdruumlcke und Logikfunktionen 366931 Binaumlre Verknuumlpfungen mit SCL programmieren 366932 Wortverknuumlpfungen bei SCL 369933 Codier- Auswahl- und Begrenzerfunktionen bei SCL 370

94 Arithmetische Ausdruumlcke 371941 Arithmetische Funktionen bei SCL 371942 Mathematische Funktionen bei SCL 372

95 Vergleichsausdruumlcke 373951 Vergleichsfunktionen bei SCL 373952 VARIANT-Zeiger testen 373

96 Weitere Funktionen fuumlr SCL 375961 Zeitfunktionen bei SCL 375962 Zaumlhlfunktionen bei SCL 375963 Schiebefunktionen bei SCL 377964 Zeichenkettenfunktionen bei SCL 378

97 Programmsteuerung mit SCL 378971 Kontrollanweisungen 378972 Bausteinende-Funktion bei SCL 389973 Aufruf einer Funktion (FC) bei SCL 389974 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) bei SCL 390975 Versorgung von Parametern 391

98 Arbeiten mit Quelldateien 392

Inhaltsverzeichnis

15

10 Basisfunktionen 396

101 Binaumlre Verknuumlpfungen 3961011 Einfuumlhrung 3961012 Arbeiten mit Binaumlrsignalen 3971013 UND-Funktion Reihenschaltung 3991014 ODER-Funktion Parallelschaltung 3991015 Exklusiv-ODER-Funktion Antivalenzfunktion 4021016 Verknuumlpfungsergebnis negieren NOT-Kontakt 402

102 Speicherfunktionen 4031021 Einfuumlhrung 4031022 Einfache und negierende Spule Zuweisung 4041023 Einzelnes Setzen und Ruumlcksetzen 4041024 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen 4061025 Vorrangiges Setzen und Ruumlcksetzen Speicher-Boxen 407

103 Flankenauswertungen 407

104 Zeitfunktionen 4131041 Wissenswertes zu Zeitfunktionen 4131042 Impulsbildung TP 4141043 Einschaltverzoumlgerung TON 4151044 Ausschaltverzoumlgerung TOF 4161045 Akkumulierende Einschaltverzoumlgerung TONR 4181046 Eine Zeitfunktion mit einer Zeitdauer laden 4191047 Eine Zeitfunktion zuruumlcksetzen 419

105 Zaumlhlfunktionen 4201051 Wissenswertes zu Zaumlhlfunktionen 4201052 Vorwaumlrtszaumlhler CTU 4221053 Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTD 4231054 Vorwaumlrts-Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTUD 424

11 Digitalfunktionen 426

111 Uumlbertragungsfunktionen 4261111 Variable kopieren MOVE- und S_MOVE-Box bei KOP und FUP 4271112 Wertzuweisungen bei SCL 4291113 VARIANT-Variable lesen und schreiben 4311114 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK_VARIANT 4321115 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK und UMOVE_BLK 4331116 Datenbereich fuumlllen mit FILL_BLK und UFILL_BLK 4351117 Variable von und zu einen BYTE-Feld uumlbertragen 4371118 Variable von und zu einem Bitfeld uumlbertragen 4401119 Byte-Reihenfolge aumlndern 44211110 Bereichsgrenzen ermitteln 442

112 Vergleichsfunktionen 4421121 Vergleich von Variablenwerten 4431122 Bereichsvergleich (KOP FUP) 445

Inhaltsverzeichnis

16

1123 Gleitpunkt-Variable testen (KOP FUP) 445

1124 VARIANT-Zeiger testen (KOP FUP) 446

1125 VARIANT-Zeiger testen (SCL) 448

113 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte 451

1131 Grundrechnungsarten 451

1132 Division mit Rest als Ergebnis MOD 453

1133 Dekrementieren DEC Inkrementieren INC 453

114 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte 454

1141 Addition T_ADD 454

1142 Subtraktion T_SUB 455

1143 Differenz T_DIFF 456

1144 Zusammenfassen T_COMBINE 456

115 Mathematische Funktionen 456

1151 Winkelfunktionen SIN COS TAN 457

1152 Arcusfunktionen ASIN ACOS ATAN 458

1153 Quadrat bilden SQR 458

1154 Quadratwurzel ziehen SQRT 458

1155 Potenzieren zur Basis e EXP 459

1156 Natuumlrlichen Logarithmus berechnen LN 459

1157 Nachkommastellen extrahieren FRAC 460

1158 Potenzieren zu einer beliebigen Basis EXPT 460

1159 Absolutwertbildung ABS 460

11510 Negation NEG 460

116 Konvertierungsfunktionen (Datentypwandlung) 461

1161 Implizite Datentypkonvertierung 462

1162 Variablen uumlberlagern (Datentypsichten) 464

1163 Konvertierungsfunktionen CONVERT S_CONV und T_CONV 466

1164 Konvertierungsfunktionen fuumlr Gleitpunktzahlen 472

1165 Konvertierungsfunktionen STRG_TO_CHARS und CHARS_TO_STRG 473

1166 Konvertierungsfunktionen STRG_VAL und VAL_STRG 475

1167 Konvertierungsfunktionen ATH und HTA 478

1168 Konvertierungsfunktionen SCALE_X und NORM_X 480

117 Schiebefunktionen 480

118 Logikfunktionen 483

1181 Wortverknuumlpfungen 483

1182 Invertieren INVERT 485

1183 Codierfunktionen DECO und ENCO 485

1184 Auswahlfunktionen SEL MUX und DEMUX 487

1185 Auswahlfunktionen MIN und MAX 488

1186 Begrenzer LIMIT 490

119 Zeichenketten bearbeiten 490

1110 Rechnen mit der CALCULATE-Box (KOP FUP) 496

1111 Symbolnamen lesen 498

Inhaltsverzeichnis

17

12 Programmsteuerung 503

121 Sprungfunktionen 503

1211 Sprung abhaumlngig vom Verknuumlpfungsergebnis (KOP FUP) 504

1212 Sprungliste JMP_LIST (KOP FUP) 505

1213 Sprungverteiler SWITCH (KOP FUP) 506

1214 Absoluter Sprung GOTO (SCL) 507

122 Bausteinende-Funktion 508

123 Aufruf von Codebausteinen 509

1231 Wissenswertes zum Bausteinaufruf 509

1232 Aufruf einer Funktion (FC) 510

1233 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) 510

1234 Asynchron arbeitende Systembausteine 511

1235 ENENO-Mechanismus 513

124 Arbeiten mit Bausteinen 515

1241 Bausteine mit optimiertem und Standardzugriff 515

1242 Datentypen der lokalen Variablen 517

1243 Bausteinparameter adressieren 519

1244 Bausteinparameter versorgen 521

1245 Parametertyp VARIANT 523

1246 Uumlbergabe von Bausteinparametern 525

125 Datenbausteinfunktionen 528

1251 Hardware-Datentyp DB_ANY 529

1252 Konvertierung von DB_ANY 530

1253 Operandenbereich Daten 531

1254 Adressierung von Datenbausteinen 533

1255 Datenbausteinattribute lesen 534

1256 CPU-Datenbausteine 535

1257 Ladespeicher lesen und schreiben 538

13 Online-Betrieb Diagnose und Test 542

131 Programmiergeraumlt an die PLC-Station anschlieszligen 543

132 Projektdaten uumlbertragen 545

1321 Die Projektdaten erstmalig laden 546

1322 Die Projektdaten nachladen 548

1323 Das Anwenderprogramm schuumltzen 549

1324 Mit Online-Projektdaten arbeiten 552

1325 Mit der Memory Card arbeiten 554

133 Mit Bausteinen im Online-Betrieb arbeiten 557

1331 Einfuumlhrung 557

1332 Einen Online-Baustein bearbeiten 558

1333 Einen Baustein laden und zuruumlckladen 559

1334 Ohne Reinitialisierung laden 560

1335 Mit Momentaufnahmen arbeiten 562

Inhaltsverzeichnis

18

1336 Mit Einstellwerten arbeiten 563

1337 Bausteine vergleichen 565

134 Hardware-Diagnose 568

1341 Status-Anzeigen an den Baugruppen 569

1342 Diagnosefenster 570

1343 Diagnosepuffer 571

1344 Online-Tools 572

1345 Weitere Diagnose-Informationen uumlber das Programmiergeraumlt 573

135 Anwenderprogramm testen 574

1351 Aufrufumgebung definieren 575

1352 Testen mit Programmstatus 575

1353 PLC-Variablen beobachten 580

1354 Datenvariablen beobachten und steuern 580

1355 Testen mit Beobachtungstabellen 581

1356 Testen mit der Force-Tabelle 588

136 Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion 591

1361 Einfuumlhrung 591

1362 Erstellen der Trace-Konfiguration 591

1363 Messwerte aufzeichnen 592

1364 Messungen auswerten 593

1365 Messungen speichern 595

14 Dezentrale Peripherie 596

141 Einfuumlhrung Uumlbersicht 596

142 PROFINET IO 597

1421 Komponenten von PROFINET IO 597

1422 Adressen bei PROFINET IO 599

1423 PROFINET IO projektieren 601

1424 Echtzeit-Kommunikation bei PROFINET IO 606

143 PROFIBUS DP 607

1431 Komponenten von PROFIBUS DP 607

1432 Adressen bei PROFIBUS DP 610

1433 PROFIBUS DP projektieren 612

144 Systembausteine fuumlr PROFINET IO und PROFIBUS DP 615

1441 Peripheriedaten lesen und schreiben 615

1442 Datensaumltze uumlbertragen 618

1443 Dezentrale Station aktivierendeaktivieren 621

145 DPV1-Alarme 622

146 AktorSensor-Interface 624

1461 Komponenten von AktorSensor-Interface 624

1462 AS-i-Master CM 1243-2 projektieren 624

1463 AktorSensor-Interface projektieren 624

1464 Schnittstelle zum Anwenderprogramm 626

Inhaltsverzeichnis

19

15 Kommunikation 628

151 Uumlbersicht 628

152 Open User Communication 631

1521 Grundlagen 631

1522 Datenstruktur der Open User Communication 631

1523 Verbindung aufbauen und Daten senden mit TSEND_C 632

1524 Verbindung aufbauen und Daten empfangen mit TRCV_C 634

1525 Open User Communication projektieren 636

1526 Weitere Funktionen fuumlr die Open User Communication 637

153 S7-Kommunikation 639

1531 Grundlagen 639

1532 Datenaustausch mit GET und PUT 640

1533 S7-Kommunikation projektieren 642

154 Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 643

1541 Einfuumlhrung in die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 643

1542 Konfigurieren der Kommunikationsbaugruppe CM 1241 643

1543 Funktionen fuumlr die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 646

155 Weitere Kommunikationsfunktionen 649

1551 USS-Protokoll fuumlr Antriebe 649

1552 Modbus RTU 651

1553 Modbus TCP 653

16 Visualisierung 656

161 Einfuumlhrung in die Visualisierung 656

1611 Uumlbersicht HMI Panels in STEP 7 (TIA Portal) 657

1612 Ein Projekt mit einer HMI-Station anlegen 659

1613 Querverweise fuumlr HMI-Objekte 661

162 HMI-Variablen und Bereichszeiger anlegen 663

1621 Einfuumlhrung HMI-Variablen 663

1622 Eine HMI-Variable anlegen 664

1623 Einen Bereichszeiger anlegen 665

163 Prozessbilder projektieren 667

1631 Einfuumlhrung in die Projektierung von Prozessbildern 667

1632 Arbeitsfenster fuumlr Prozessbilder 668

1633 Arbeiten mit Bildebenen 668

1634 Arbeiten mit Vorlagen 669

1635 Arbeiten mit Funktionstasten 670

1636 Ein neues Bild anlegen 672

1637 Einen Bildwechsel projektieren 672

1638 Arbeiten mit Objekten in Prozessbildern 673

1639 Bildobjekte zur Laufzeit veraumlndern 674

16310 Basisobjekte fuumlr die Bildprojektierung 674

Inhaltsverzeichnis

20

164 Bedien- und Beobachtungsfunktionen 6751641 Eingabe und Anzeige von Prozesswerten 6751642 Arbeiten mit Meldungen 6781643 Arbeiten mit Rezepturen 6871644 Arbeiten mit der Benutzerverwaltung 6921645 Arbeiten mit Archiven 6951646 Aufgaben planen 697

165 HMI-Projektierung fertig stellen 6971651 HMI-Projektierung uumlbersetzen (Konsistenzpruumlfung) 6971652 Simulation der HMI-Projektierung 6981653 Projektierung in die HMI-Station laden 6991654 Wartung der HMI-Station 701

17 Anhang 704

171 Integrierte und technologische Funktionen 7041711 High Speed Counter (HSC) 7041712 Impulsgenerator 7101713 Technologieobjekte fuumlr Motion Control 7131714 Technologieobjekte fuumlr PID Control 718

172 Fernverbindung mit TeleService 722

173 TeleControl mit CP 1242-7 724

174 Webserver 7261741 Webserver aktivieren 7261742 Zugriff auf den Webserver 7261743 Standard-Webseiten 727

175 Daten protokollieren und mit Rezepturen arbeiten 7291751 Einfuumlhrung in die Datenprotokollierung 7291752 Funktionen fuumlr die Datenprotokollierung 7301753 Einfuumlhrung zur Rezepturenuumlbertragung 7321754 Funktionen fuumlr die Rezepturenuumlbertragung 734

176 Simulation mit S7-PLCSIM 7351761 S7-PLCSIM allgemein 7351762 Die Bedienoberflaumlche von S7-PLCSIM 7361763 In S7-PLCSIM mit STEP-7-Testfunktionen testen 7371764 Mit einem Simulationsprojekt arbeiten 7391765 Mit dem Adressbereich testen 7401766 Mit der SIM-Tabelle testen 7411767 Mit der Sequenztabelle testen 742

Stichwortverzeichnis 746

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

21

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

SIMATIC S7-1200 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den unteren undmittleren Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Signalbaugruppen sowie mit Kommunikationsbaugruppenmodular erweitert werden Das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200 ist naht-los eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Die Controller SIMATIC S7-1200 bilden als speicherprogrammierbare Steuerun-gen (SPS oder PLC Programmable Logic Controller) die Basis des Automatisie-rungssystems Mehrere Controller mit abgestufter Leistungsfaumlhigkeit uumlberdeckenden unteren und mittleren Bereich der industriellen Steuerungen

SIMATIC HMI bedeutet Bedienen und Beobachten (HMI Human Machine Inter-face) Die Basic Panels sind so ausgelegt dass sie optimal mit SIMATIC S7-1200zusammenarbeiten Die Geraumlte sind in Displaygroumlszligen von 36 Zoll bis 15 Zoll ver-fuumlgbar und werden uumlber Touchscreen bedient Bis auf das 15-Zoll-Geraumlt haben dieGeraumlte zusaumltzlich Funktionstasten

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1200

SIMATIC Controller steuern die Maschine oder Anlage

Bedienen und Beobachten zum Fuumlhrender Anlage im laufenden Betrieb

SIMATIC NET

SIMATIC HMI STEP 7(TIA Portal)

SIMATIC S7-1200

Vernetzung zum Datenaustauschund zentralen Online-Zugriff

Software zum Konfigurierenund ProgrammierenProjektieren

SS

S S S

Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

22

SIMATIC NET verbindet alle SIMATIC-Stationen und sorgt fuumlr komplikationslosenDatenaustausch SIMATIC S7-1200 mit PROFINET-Schnittstelle verwendet dasIndustrial Ethernet Netzwerk um mit anderen PLC-Stationen HMI-Stationen undProgrammiergeraumlten Daten auszutauschen Kommunikationsbaugruppen erwei-tern die Kommunikationsfaumlhigkeit auf andere Netze wie PROFIBUS DP AktorSen-sor-Interface oder Punkt-zu-Punkt-Kopplung auf RS232- oder RS485-Basis

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert und parametriert mit STEP 7 wird das Anwenderprogrammerstellt und getestet Das TIA Portal ist die zentrale Bedienoberflaumlche zum Verwal-ten der Werkzeuge und Automatisierungsdaten STEP 7 im TIA Portal gibt es in denVarianten STEP 7 Professional und STEP 7 Basic Mit beiden Varianten kann eine S7-1200-Station projektiert und programmiert werden In diesem Buch ist die Anwen-dung von STEP 7 Basic beschrieben

Komponenten und Anschluumlsse

Das Bild 12 zeigt einen Uumlberblick uumlber die Anschlussmoumlglichkeiten an einen BasicController S7-1200

Die Zentralbaugruppe (Central Processor Unit CPU) enthaumllt das Betriebssystemund das Anwenderprogramm Das Anwenderprogramm befindet sich span-nungsausfallsicher im Ladespeicher Die ablaufrelevanten Teile des Anwender-programms werden in einem Arbeitsspeicher mit schnellem Zugriff bearbeitetVariablenwerte die auch bei Spannungsausfall oder beim Aus- und Einschaltenihren Wert behalten sollen werden im Remanenzspeicher abgelegt

Mithilfe einer steckbaren Speicherkarte (Memory Card MC) kann das Anwender-programm auf die CPU-Baugruppe uumlbertragen werden ndash alternativ zum Uumlbertragenuumlber eine Online-Verbindung mit dem Programmiergeraumlt Die Speicherkarte kannauch als externer Ladespeicher oder zum Firmware-Update eingesetzt werden

Die Verbindung zur Anlage oder zum Prozess uumlbernehmen Onboard-Ein- und-Ausgaben die je nach Version der Zentralbaugruppe in unterschiedlicher Anzahlvorhanden sind Die Onboard-Ein- und -Ausgaben sind auch speziell fuumlr denBetrieb der integrierten Hochgeschwindigkeitszaumlhler (HSC High Speed Counter)ausgelegt Das Betriebssystem enthaumllt auszligerdem Impulsgeneratoren mit weiten-modulierter Impulsausgabe sowie die Technologieobjekte Achse zur Ansteuerungvon Schrittmotoren und Servomotoren mit Pulsschnittstelle und PID Compacteinen PID-Regler mit optimierter Selbsteinstellung

Mit einem Signal Board (SB) koumlnnen die Onboard-Ein- und -Ausgaben erweitertwerden Das Communication Board (CB) schafft einen Punkt-zu-Punkt-Anschlussfuumlr die CPU-Baugruppe und das Battery Board (BB) verlaumlngert die Gangreserve derintegrierten Hardware-Uhr auf etwa ein Jahr

Sind zusaumltzliche Ein- und Ausgaumlnge erforderlich koumlnnen ndash je nach Version derCPU-Baugruppe ndash Ein-Ausgabebaugruppen (Signal Modules SM) an die CPU-Baugruppe angesteckt werden Sie sind fuumlr Digital- und Analogsignale verfuumlgbar

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

23

Die PROFINET-Schnittstelle verbindet die CPU-Baugruppe mit dem SubnetzIndustrial Ethernet An ihr wird das Programmiergeraumlt angeschlossen wenn bei-spielsweise das Anwenderprogramm online zur CPU-Baugruppe uumlbertragen undan der Maschine getestet werden soll Uumlber diese Schnittstelle geschieht auch derDatenaustausch mit HMI-Stationen oder anderen Automatisierungsgeraumlten

Wird die CPU-Baugruppe mit nur einem Geraumlt uumlber Ethernet verbunden kann esdirekt mit einem Standard- oder bdquoCross-overldquo-Kabel geschehen Bei der Vernetzungvon mehr als zwei Geraumlten die nur eine PROFINET-Schnittstelle haben muumlssen dieVerbindungskabel uumlber einen Vervielfacher z B das Communication SwitchModule (CSM) gefuumlhrt werden CPU 1215 und CPU 1217 haben zwei mit einemSwitch verbundene Anschluumlsse so dass sie mit dem naumlchsten Automatisierungsge-raumlt ohne zwischengeschalteten Anschlussvervielfacher vernetzt werden koumlnnen

Kommunikationsbaugruppen (Communication Modules CM) gestatten denBetrieb an weiteren Bussystemen wie beispielsweise PROFIBUS DP Hier kann eine

Bild 12 Anschlussmoumlglichkeiten an eine PLC-Station mit CPU 1200

S

Anschluss von Geraumlten uumlberCommunication Module (CM)an PROFIBUS AS-Interfaceoder Punkt-zu-Punkt

Anschluss einesProgrammier-geraumlts

Anschluss einerHMI-Station(Basic Panel)

Anschluss einerweiteren S7-1200-Station oderanderer Geraumlte aufder Basis derOpen UserCommunication

Vervielfaumlltigung des Ethernet-Anschlusses mit demCommunication Switch Module(CSM)

Anschluss von Sensoren zBTaster oder Endschalter an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Anschluss von Aktoren zBSchuumltze oder Leuchten an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Mit einer Memory Card(MC) kann dasSteuerungsprogrammuumlbertragen und dasBetriebssystemhochgeruumlstet werden

Anschlussmoumlglichkeiten an eine CPU 1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

24

S7-1200-Station in einem DP-Mastersystem sowohl der DP-Master als auch ein DP-Slave sein An AS-Interface kann eine S7-1200-Station der AS-Interface-Master seinund bis zu 62 AS-Interface-Feldgeraumlte steuern Die Kommunikationsbaugruppe fuumlrdie Punkt-zu-Punkt-Kopplung gibt es mit RS232- oder RS485-Schnittstelle an diebeispielsweise ein Barcode- oder RFID-Leser angeschlossen werden kann

12 Uumlbersicht STEP 7

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Nutzungsberechtigung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuel-len Betriebssystemen Microsoft Windows Mit STEP 7 Basic oder STEP 7 Professionalkoumlnnen die S7-1200-Controller und ndash mit dem mitgelieferten WinCC Basic ndash dieBasic Panels projektiert werden Die Projektierung geschieht mit zwei Ansichtendie Portalansicht und die Projektansicht (Bild 13)

Die Portalansicht bietet eine aufgabenorientierte Sicht auf die installierten Werk-zeuge Auf der linken Seite sind die Portale fuumlr die Werkzeuge aufgelistet und in derMitte stehen die Aktionen zum ausgewaumlhlten Portal Das Fenster auf der rechtenSeite zeigt die Objekte die mit der ausgewaumlhlten Aktion bearbeitet werden koumlnnenFalls es erforderlich ist wird zur Bearbeitung des ausgewaumlhlten Objekts zur Pro-jektansicht gewechselt

Bild 13 Bedienoberflaumlchen im TIA Portal Portalansicht und Projektansicht

12 Uumlbersicht STEP 7

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Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt In der Geraumltekonfigurationsteht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittelpunkt In derGeraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platzierten Baugruppengezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt die Eigenschaften derselektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibt Unterstuumltzungdurch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Baugruppen DieNetzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

Bei der PLC-Programmierung bearbeiten Sie im Arbeitsbereich den ausgewaumlhltenBaustein Wiederum sehen Sie im Inspektorfenster die Eigenschaften des markier-ten Objekts und koumlnnen diese einstellen Das Aufgabenfenster enthaumllt diesmal denProgrammelemente-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Anweisungen undFunktionen Aumlhnliches gilt fuumlr die Bearbeitung der PLC-Variablen beim Online-Programmtest durch Beobachtungstabellen oder beim Projektieren eines HMI-Geraumlts

Und stets haben Sie die Projektnavigation im Blickfeld Sie enthaumllt alle Objekte desSTEP-7-Projekts So koumlnnen Sie jederzeit ein Objekt beispielsweise einen Pro-grammbaustein oder eine Beobachtungstabelle auswaumlhlen und dieses Objekt mitden entsprechenden Editoren die beim Oumlffnen des Objekts automatisch startenbearbeiten

Allgemeine Vorgehensweise fuumlr die Erstellung eines Steuerungsprogramms

Alle fuumlr die Steuerung und Bedienung der Maschine oder Anlage notwendigenAutomatisierungsdaten sind in einem Projekt zusammengefasst Ein Projekt isteine Ordnerstruktur im Dateisystem des Programmiergeraumlts

Mit STEP 7 legen Sie ein neues Projekt an und fuumlgen ein Automatisierungsgeraumlt(eine Station) hinzu Dabei bestimmen Sie den Typ des Controllers den Sie fuumlr IhrVorhaben benoumltigen Je nach Bedarf erweitern Sie die Station mit zusaumltzlichen Bau-gruppen die Sie dem Hardware-Katalog entnehmen Mit dem Konfigurationseditorstellen Sie alle Hardware-Parameter ein beispielsweise das Verhalten der Zentral-baugruppe beim Einschalten der Versorgungsspannung oder die Adressen derBaugruppen Im weiteren Verlauf der Projektbearbeitung koumlnnen Sie jederzeitzusaumltzliche Baugruppen hinzustecken vorhandene Baugruppen aus der Konfigu-ration entfernen oder die Einstellungen der Baugruppen aumlndern

Bei der Hardware-Konfiguration erhaumllt jeder Ein- und Ausgang eine Adresse diesich aus der Adresse der Signalbaugruppe ableitet Dieser Absolutadresse ordnenSie in der PLC-Variablentabelle einen Namen (eine Symboladresse) zu Der Pro-grammeditor arbeitet primaumlr mit Symboladressen die er ndash falls keine (Anwender-)Symboladressen vergeben werden ndash mit laufender Nummer generiert Diese auto-matisch generierten Symboladressen sagen nichts uumlber die Bedeutung des Ein-gangs oder Ausgangs aus Es wird empfohlen nur aussagekraumlftige Namen zu ver-wenden denn dadurch sinkt die Fehleranfaumllligkeit und das Anwenderprogrammist leichter lesbar

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

26

Das Steuerungsprogramm (das Anwenderprogramm) besteht aus einzelnen Unter-programmen die man Bausteine nennt Alle Anwenderbausteine sind im OrdnerProgrammbausteine gespeichert Beim Anlegen einer Station wird in diesen Ordnerein Organisationsbaustein mit der Nummer 1 (OB 1) und der Symboladresse Main(Hauptprogramm) eingefuumlgt Organisationsbausteine sind die Schnittstelle zwi-schen dem Betriebssystem der CPU und dem Anwenderprogramm Fuumlr die Struktu-rierung des Anwenderprogramms gibt es zusaumltzlich Funktionsbausteine undFunktionen und fuumlr die Anwenderdaten die Datenbausteine Ein Doppelklick aufeinen Baustein oumlffnet ihn und Sie koumlnnen das Bausteinprogramm eingeben DieProgrammiersprache fuumlr einen Baustein koumlnnen Sie frei waumlhlen je nachdem wel-che Vorlieben Sie haben oder welche Funktion der Baustein erfuumlllen soll Im Steue-rungsprogramm koumlnnen also alle Programmiersprachen vertreten sein

Die benoumltigten Programmelemente entnehmen Sie dem Programmelemente-Kata-log dessen Inhalt sich automatisch der verwendeten Programmiersprache anpasstDazu bdquoziehenldquo Sie mit der Maus das Programmelement aus dem Katalog in dengeoumlffneten Baustein (bdquodrag and dropldquo) Anschlieszligend beschriften Sie das Pro-grammelement mit den gewuumlnschten Variablen Das sind die (globalen) Variablenaus der PLC-Variablentabelle (Ein- und Ausgaumlnge) und die (lokalen) Variablen dieSie im Baustein selbst definieren zum Beispiel Zwischenspeicher fuumlr temporaumlreErgebnisse oder Bausteinparameter fuumlr die Uumlbergabe von Werten an das Baustein-programm

Sie koumlnnen jederzeit die Projektierung oder Programmierung unterbrechen dieeingegebenen Daten speichern und die Arbeiten zu einem spaumlteren Zeitpunkt fort-setzen Es wird immer das komplette Projekt gespeichert Dabei spielt es keineRolle ob das eingegebene Programm und die Daten vollstaumlndig oder in sich konsis-tent sind

Ein Projekt koumlnnen Sie bdquoofflineldquo ndash das heiszligt ohne Steuerungs-Hardware ndash erstellenZum Testen und Betreiben an der Maschine muumlssen Sie die Projektdaten in dieSteuerung bdquoladenldquo Beim Laden werden die Projektdaten bdquouumlbersetztldquo Dabei wirdder Code erzeugt den der Steuerungsprozessor bearbeiten kann Jetzt muss dasAnwenderprogramm vollstaumlndig und in sich konsistent sein sonst wird der Lade-vorgang nicht ausgefuumlhrt Sie koumlnnen eine Uumlbersetzung auch waumlhrend der Pro-grammerstellung anstoszligen und so beispielsweise pruumlfen ob der bis dahin einge-gebene Programmcode konsistent ist Mit einer im Programmiergeraumlt simulierten(Software-)Station koumlnnen Sie auch einem bdquoVorabtestldquo durchfuumlhren

STEP 7 stellt Ihnen zum Testen und Fehlersuchen umfangreiche Werkzeuge zurVerfuumlgung So koumlnnen Sie beispielsweise den Verlauf der Signalzustaumlnde im bear-beiteten Programm beobachten Variablenwerte vorgeben und vom getesteten Pro-gramm Zwischensicherungen erstellen Nach der Inbetriebnahme koumlnnen Sie dasAnwenderprogramm in komprimierter Form archivieren

Ein Projekt muss mindestens eine Station enthalten Das kann eine PLC- eine HMI-oder eine PC-Station sein In einem Projekt koumlnnen sich auch mehrere Stationenunterschiedlicher Art befinden Mit der Netzprojektierung erstellen Sie dann dieKommunikationsverbindungen fuumlr den Datenaustausch zwischen den Stationen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

27

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Die Automatisierungsdaten liegen im Automatisierungssystem an verschiedenenSpeicherplaumltzen Da ist zuerst einmal das Programmiergeraumlt Auf dessen Festplattewerden in einem STEP-7-Projekt saumlmtliche Automatisierungsdaten gespeichertBeim Konfigurieren Projektieren und Programmieren bearbeiten Sie die Projekt-daten mit STEP 7 im Hauptspeicher des Programmiergeraumlts (Bild 14)

Die Automatisierungsdaten im Programmiergeraumlt sind die Offline-ProjektdatenWenn STEP 7 die Automatisierungsdaten entsprechend aufbereitet (bdquouumlbersetztldquo)hat koumlnnen sie in ein angeschlossenes Automatisierungsgeraumlt geladen werdenDie in den Anwenderspeicher der CPU-Baugruppe geladenen Daten sind die Online-Projektdaten

Die Uumlbertragung der Projektdaten zwischen Programmiergeraumlt und CPU-Bau-gruppe kann mithilfe der SIMATIC Memory Card erfolgen Der Normalfall ist eineOnline-Verbindung zum Uumlbertragen Testen und Diagnostizieren

Anwenderspeicher

Der Anwenderspeicher in der CPU-Baugruppe besteht aus dem Ladespeicher demArbeitsspeicher und dem Remanenzspeicher

Im Ladespeicher steht das gesamte Anwenderprogramm einschlieszliglich Konfigu-rationsdaten (Systemdaten) Reicht der Umfang des internen auf der CPU-Bau-

Bild 14 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Memory Card

ArbeitsspeicherRemanenzspeicher

Hauptspeicher

Festplatte

Ladespeicher

Im Ladespeicher stehendie zur CPU uumlbertragenenProjektdaten Zusammen

mit den aktuellenVariablenwerten aus demArbeitsspeicher bilden siedie Online-Projektdaten

Mit der Memory Cardkann das Steuerungs-

programm zur CPUuumlbertragen werden

Im Arbeitsspeicher stehtder ablauffaumlhige Teil desSteuerungsprogramms

der zur Laufzeit bearbeitetwird

Im Remanenzspeicherstehen die Variablen die

ihren Wert bei Spannungs-ausfall oder beim Aus-

und Einschalten behalten

Auf der Festplattesind die Offline-

Projektdaten gespeichert

Alle Projektdaten werdenim Hauptspeicher desProgrammiergeraumlts

bearbeitet

Programmiergeraumlt CPU-Baugruppe

Uumlbertragung mit Online-Verbindung

Uumlbertragungbeim Einschalten

Speichern derProjektdaten

Datenhaltung im SIMATIC Automatisierungssystem

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

28

gruppe liegenden Ladespeichers nicht aus kann er auf die Memory Card bdquoverla-gertldquo werden (externer Ladespeicher) Vom Programmiergeraumlt aus wird dasAnwenderprogramm immer zuerst in den Ladespeicher uumlbertragen und von hieraus in den Arbeitsspeicher Das Programm im Ladespeicher wird nicht als Anwen-derprogramm bearbeitet Datenbausteine die beispielsweise Rezepte enthaltenkoumlnnen als bdquonicht ablaufrelevantldquo gekennzeichnet werden und werden dann nichtin den Arbeitsspeicher uumlbertragen Mit Systembausteinen kann vom Anwenderpro-gramm aus auf diese Datenbausteine zugegriffen werden Wie das Anwenderpro-gramm aus Bausteinen strukturiert ist entnehmen Sie dem Kapitel 16 bdquoBearbei-tung des Anwenderprogrammsldquo auf Seite 35

Der Arbeitsspeicher ist als schneller in vollem Umfang in der CPU integrierterRAM-Speicher ausgelegt Das Betriebssystem der CPU kopiert den bdquoablaufrelevan-tenldquo Programmcode und die Anwenderdaten in den Arbeitsspeicher bdquoAblaufrele-vantldquo ist eine Eigenschaft der vorhandenen Objekte nicht gleichbedeutend mit derTatsache dass ein bestimmter Codebaustein auch aufgerufen und bearbeitet wirdDas bdquoeigentlicheldquo Anwenderprogramm wird im Arbeitsspeicher bearbeitet

Beim Zuruumlckladen des gesamten Anwenderprogramms in das Programmiergeraumltwerden die Bausteine aus dem Ladespeicher geholt ergaumlnzt um die aktuellenWerte der Daten aus dem Arbeitsspeicher

Der Remanenzspeicher enthaumllt die als remanent definierten Merker und Datenva-riablen Die Werte im Remanenzspeicher bleiben nach einem Spannungsausfalloder beim Aus- und Einschalten der Versorgungsspannung erhalten Die Wertewerden geloumlscht bei einem Urloumlschen oder beim Zuruumlcksetzen der CPU-Baugruppeauf die Werkseinstellungen

Der Systemspeicher enthaumllt die Prozessabbilder fuumlr die Ein- und Ausgaumlnge Dassind Kopien der Ein- und Ausgangssignale von den Baugruppen Ebenfalls im Sys-temspeicher liegen die Operandenbereiche Merker und die temporaumlren Lokalda-ten Die temporaumlren Lokaldaten sind Zwischenspeicher fuumlr die Programmbearbei-tung in den Bausteinen des Anwenderprogramms

Die Memory Card kann als Uumlbertragungskarte das Anwenderprogramm in den CPU-Speicher uumlbertragen oder als Programmkarte der externe Ladespeicher sein Bei derAnwendung als Programmkarte muss die Memory Card zur Laufzeit in der CPU-Baugruppe gesteckt bleiben

Operandenbereiche

Beim Steuern einer Maschine oder eines Prozesses werden Signalzustaumlnde undZahlenwerte verarbeitet Eingaumlnge werden abgefragt deren Signalzustaumlndegemaumlszlig der Steuerungsaufgabe miteinander verknuumlpft und mit den Ergebnissendie Ausgaumlnge gesteuert Aumlhnlich ist es mit Zahlenwerten die ausgewaumlhlt berech-net verglichen und gespeichert werden CPU 1200 stellt fuumlr diese variablen Wertedie im Bild 15 gezeigten Speicherbereiche zur Verfuumlgung

b Peripherie-Eingaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Eingabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B die Einstellungvon Bedienelementen oder Sensoren abzufragen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

29

b Eingaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Eingaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn Signalzustaumlndeder Maschine abgefragt und verknuumlpft werden sollen Die Gesamtheit der Ein-gaumlnge ist das Eingangs-Prozessabbild

b Peripherie-Ausgaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Ausgabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B Anzeigen Ven-tile oder Schuumltze zu steuern

b Ausgaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Ausgaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn die Ergebnisseder Steuerungsfunktionen ausgegeben werden sollen Die Gesamtheit der Aus-gaumlnge ist das Ausgangs-Prozessabbild

b Merker sind ein Speicherbereich im Systemspeicher der CPU der als globalerZwischenspeicher bevorzugt fuumlr Binaumlrsignale verwendet wird

b Temporaumlre Lokaldaten sind Speicherbereiche die die CPU einem Codebausteinwaumlhrend der Bearbeitung zuweist Hier kann das Programm im Baustein Signal-zustaumlnde und Zahlenwerte temporaumlr zwischenspeichern die mit dem Bearbei-tungsende des Bausteins ihre Guumlltigkeit verlieren

b Daten sind Variablen im Anwenderspeicher die in Datenbausteinen mit ver-schiedenen Strukturen zusammengefasst sind Ein Datenbaustein der einemCodebaustein zugeordnet ist (Instanz-Datenbaustein) enthaumllt den Operanden-bereich statische Lokaldaten

Weitergehende Beschreibungen finden Sie in den Kapiteln 62 bdquoGlobale OperandenKonstanten und Adressierungldquo auf Seite 199 666 bdquoOperandenbereich temporaumlreLokaldatenldquo auf Seite 240 und 1253 bdquoOperandenbereich Datenldquo auf Seite 531

Globale und lokale Variablen

Variablen enthalten die im Anwenderprogramm bearbeiteten Werte Man kann siegrob in zwei Kategorien einteilen in globale und lokale Variablen

Bild 15 Operandenbereiche in einer PLC-Station

TemporaumlreLokaldaten

Ausgangs-Prozessabbild

Peripherie-Ausgaumlnge

Eingangs-Prozessabbild

Global-Daten-bausteine

Instanz-Daten-bausteine

Typ-Daten-bausteine

Peripherie-Eingaumlnge

Systemspeicher

Anwenderspeicher

Eingabe-baugruppen

Ausgabe-baugruppen

Merker

Operandenbereiche in einer CPU 1200

Inhaltsverzeichnis

14

858 Logikfunktionen im Funktionsplan 342859 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Funktionsplan 3438510 Die CALCULATE-Box im Funktionsplan 344

86 Programmsteuerung mit FUP 344861 Sprungfunktionen im Funktionsplan 344862 Sprungliste im Funktionsplan 346863 Sprungverteiler im Funktionsplan 347864 Bausteinende-Funktion im Funktionsplan 347865 Bausteinaufruf-Funktionen im Funktionsplan 347

9 Structured Control Language SCL 350

91 Einfuumlhrung 350911 Mit SCL programmieren 350912 SCL-Anweisungen und Operatoren 355913 Datentyp-Konvertierung bei SCL 357

92 Uumlbertragungsfunktionen 359921 Wertzuweisung einer Binaumlrvariablen 359922 Flankenauswertung bei SCL 360923 Wertzuweisung einer Digitalvariablen 361924 Uumlbertragen von VARIANT-Variablen bei SCL 362925 Datenbereiche uumlbertragen und fuumlllen 363926 Bytes tauschen 363927 Datenuumlbertragung mit PEEK und POKE 364

93 Logische Ausdruumlcke und Logikfunktionen 366931 Binaumlre Verknuumlpfungen mit SCL programmieren 366932 Wortverknuumlpfungen bei SCL 369933 Codier- Auswahl- und Begrenzerfunktionen bei SCL 370

94 Arithmetische Ausdruumlcke 371941 Arithmetische Funktionen bei SCL 371942 Mathematische Funktionen bei SCL 372

95 Vergleichsausdruumlcke 373951 Vergleichsfunktionen bei SCL 373952 VARIANT-Zeiger testen 373

96 Weitere Funktionen fuumlr SCL 375961 Zeitfunktionen bei SCL 375962 Zaumlhlfunktionen bei SCL 375963 Schiebefunktionen bei SCL 377964 Zeichenkettenfunktionen bei SCL 378

97 Programmsteuerung mit SCL 378971 Kontrollanweisungen 378972 Bausteinende-Funktion bei SCL 389973 Aufruf einer Funktion (FC) bei SCL 389974 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) bei SCL 390975 Versorgung von Parametern 391

98 Arbeiten mit Quelldateien 392

Inhaltsverzeichnis

15

10 Basisfunktionen 396

101 Binaumlre Verknuumlpfungen 3961011 Einfuumlhrung 3961012 Arbeiten mit Binaumlrsignalen 3971013 UND-Funktion Reihenschaltung 3991014 ODER-Funktion Parallelschaltung 3991015 Exklusiv-ODER-Funktion Antivalenzfunktion 4021016 Verknuumlpfungsergebnis negieren NOT-Kontakt 402

102 Speicherfunktionen 4031021 Einfuumlhrung 4031022 Einfache und negierende Spule Zuweisung 4041023 Einzelnes Setzen und Ruumlcksetzen 4041024 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen 4061025 Vorrangiges Setzen und Ruumlcksetzen Speicher-Boxen 407

103 Flankenauswertungen 407

104 Zeitfunktionen 4131041 Wissenswertes zu Zeitfunktionen 4131042 Impulsbildung TP 4141043 Einschaltverzoumlgerung TON 4151044 Ausschaltverzoumlgerung TOF 4161045 Akkumulierende Einschaltverzoumlgerung TONR 4181046 Eine Zeitfunktion mit einer Zeitdauer laden 4191047 Eine Zeitfunktion zuruumlcksetzen 419

105 Zaumlhlfunktionen 4201051 Wissenswertes zu Zaumlhlfunktionen 4201052 Vorwaumlrtszaumlhler CTU 4221053 Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTD 4231054 Vorwaumlrts-Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTUD 424

11 Digitalfunktionen 426

111 Uumlbertragungsfunktionen 4261111 Variable kopieren MOVE- und S_MOVE-Box bei KOP und FUP 4271112 Wertzuweisungen bei SCL 4291113 VARIANT-Variable lesen und schreiben 4311114 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK_VARIANT 4321115 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK und UMOVE_BLK 4331116 Datenbereich fuumlllen mit FILL_BLK und UFILL_BLK 4351117 Variable von und zu einen BYTE-Feld uumlbertragen 4371118 Variable von und zu einem Bitfeld uumlbertragen 4401119 Byte-Reihenfolge aumlndern 44211110 Bereichsgrenzen ermitteln 442

112 Vergleichsfunktionen 4421121 Vergleich von Variablenwerten 4431122 Bereichsvergleich (KOP FUP) 445

Inhaltsverzeichnis

16

1123 Gleitpunkt-Variable testen (KOP FUP) 445

1124 VARIANT-Zeiger testen (KOP FUP) 446

1125 VARIANT-Zeiger testen (SCL) 448

113 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte 451

1131 Grundrechnungsarten 451

1132 Division mit Rest als Ergebnis MOD 453

1133 Dekrementieren DEC Inkrementieren INC 453

114 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte 454

1141 Addition T_ADD 454

1142 Subtraktion T_SUB 455

1143 Differenz T_DIFF 456

1144 Zusammenfassen T_COMBINE 456

115 Mathematische Funktionen 456

1151 Winkelfunktionen SIN COS TAN 457

1152 Arcusfunktionen ASIN ACOS ATAN 458

1153 Quadrat bilden SQR 458

1154 Quadratwurzel ziehen SQRT 458

1155 Potenzieren zur Basis e EXP 459

1156 Natuumlrlichen Logarithmus berechnen LN 459

1157 Nachkommastellen extrahieren FRAC 460

1158 Potenzieren zu einer beliebigen Basis EXPT 460

1159 Absolutwertbildung ABS 460

11510 Negation NEG 460

116 Konvertierungsfunktionen (Datentypwandlung) 461

1161 Implizite Datentypkonvertierung 462

1162 Variablen uumlberlagern (Datentypsichten) 464

1163 Konvertierungsfunktionen CONVERT S_CONV und T_CONV 466

1164 Konvertierungsfunktionen fuumlr Gleitpunktzahlen 472

1165 Konvertierungsfunktionen STRG_TO_CHARS und CHARS_TO_STRG 473

1166 Konvertierungsfunktionen STRG_VAL und VAL_STRG 475

1167 Konvertierungsfunktionen ATH und HTA 478

1168 Konvertierungsfunktionen SCALE_X und NORM_X 480

117 Schiebefunktionen 480

118 Logikfunktionen 483

1181 Wortverknuumlpfungen 483

1182 Invertieren INVERT 485

1183 Codierfunktionen DECO und ENCO 485

1184 Auswahlfunktionen SEL MUX und DEMUX 487

1185 Auswahlfunktionen MIN und MAX 488

1186 Begrenzer LIMIT 490

119 Zeichenketten bearbeiten 490

1110 Rechnen mit der CALCULATE-Box (KOP FUP) 496

1111 Symbolnamen lesen 498

Inhaltsverzeichnis

17

12 Programmsteuerung 503

121 Sprungfunktionen 503

1211 Sprung abhaumlngig vom Verknuumlpfungsergebnis (KOP FUP) 504

1212 Sprungliste JMP_LIST (KOP FUP) 505

1213 Sprungverteiler SWITCH (KOP FUP) 506

1214 Absoluter Sprung GOTO (SCL) 507

122 Bausteinende-Funktion 508

123 Aufruf von Codebausteinen 509

1231 Wissenswertes zum Bausteinaufruf 509

1232 Aufruf einer Funktion (FC) 510

1233 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) 510

1234 Asynchron arbeitende Systembausteine 511

1235 ENENO-Mechanismus 513

124 Arbeiten mit Bausteinen 515

1241 Bausteine mit optimiertem und Standardzugriff 515

1242 Datentypen der lokalen Variablen 517

1243 Bausteinparameter adressieren 519

1244 Bausteinparameter versorgen 521

1245 Parametertyp VARIANT 523

1246 Uumlbergabe von Bausteinparametern 525

125 Datenbausteinfunktionen 528

1251 Hardware-Datentyp DB_ANY 529

1252 Konvertierung von DB_ANY 530

1253 Operandenbereich Daten 531

1254 Adressierung von Datenbausteinen 533

1255 Datenbausteinattribute lesen 534

1256 CPU-Datenbausteine 535

1257 Ladespeicher lesen und schreiben 538

13 Online-Betrieb Diagnose und Test 542

131 Programmiergeraumlt an die PLC-Station anschlieszligen 543

132 Projektdaten uumlbertragen 545

1321 Die Projektdaten erstmalig laden 546

1322 Die Projektdaten nachladen 548

1323 Das Anwenderprogramm schuumltzen 549

1324 Mit Online-Projektdaten arbeiten 552

1325 Mit der Memory Card arbeiten 554

133 Mit Bausteinen im Online-Betrieb arbeiten 557

1331 Einfuumlhrung 557

1332 Einen Online-Baustein bearbeiten 558

1333 Einen Baustein laden und zuruumlckladen 559

1334 Ohne Reinitialisierung laden 560

1335 Mit Momentaufnahmen arbeiten 562

Inhaltsverzeichnis

18

1336 Mit Einstellwerten arbeiten 563

1337 Bausteine vergleichen 565

134 Hardware-Diagnose 568

1341 Status-Anzeigen an den Baugruppen 569

1342 Diagnosefenster 570

1343 Diagnosepuffer 571

1344 Online-Tools 572

1345 Weitere Diagnose-Informationen uumlber das Programmiergeraumlt 573

135 Anwenderprogramm testen 574

1351 Aufrufumgebung definieren 575

1352 Testen mit Programmstatus 575

1353 PLC-Variablen beobachten 580

1354 Datenvariablen beobachten und steuern 580

1355 Testen mit Beobachtungstabellen 581

1356 Testen mit der Force-Tabelle 588

136 Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion 591

1361 Einfuumlhrung 591

1362 Erstellen der Trace-Konfiguration 591

1363 Messwerte aufzeichnen 592

1364 Messungen auswerten 593

1365 Messungen speichern 595

14 Dezentrale Peripherie 596

141 Einfuumlhrung Uumlbersicht 596

142 PROFINET IO 597

1421 Komponenten von PROFINET IO 597

1422 Adressen bei PROFINET IO 599

1423 PROFINET IO projektieren 601

1424 Echtzeit-Kommunikation bei PROFINET IO 606

143 PROFIBUS DP 607

1431 Komponenten von PROFIBUS DP 607

1432 Adressen bei PROFIBUS DP 610

1433 PROFIBUS DP projektieren 612

144 Systembausteine fuumlr PROFINET IO und PROFIBUS DP 615

1441 Peripheriedaten lesen und schreiben 615

1442 Datensaumltze uumlbertragen 618

1443 Dezentrale Station aktivierendeaktivieren 621

145 DPV1-Alarme 622

146 AktorSensor-Interface 624

1461 Komponenten von AktorSensor-Interface 624

1462 AS-i-Master CM 1243-2 projektieren 624

1463 AktorSensor-Interface projektieren 624

1464 Schnittstelle zum Anwenderprogramm 626

Inhaltsverzeichnis

19

15 Kommunikation 628

151 Uumlbersicht 628

152 Open User Communication 631

1521 Grundlagen 631

1522 Datenstruktur der Open User Communication 631

1523 Verbindung aufbauen und Daten senden mit TSEND_C 632

1524 Verbindung aufbauen und Daten empfangen mit TRCV_C 634

1525 Open User Communication projektieren 636

1526 Weitere Funktionen fuumlr die Open User Communication 637

153 S7-Kommunikation 639

1531 Grundlagen 639

1532 Datenaustausch mit GET und PUT 640

1533 S7-Kommunikation projektieren 642

154 Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 643

1541 Einfuumlhrung in die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 643

1542 Konfigurieren der Kommunikationsbaugruppe CM 1241 643

1543 Funktionen fuumlr die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 646

155 Weitere Kommunikationsfunktionen 649

1551 USS-Protokoll fuumlr Antriebe 649

1552 Modbus RTU 651

1553 Modbus TCP 653

16 Visualisierung 656

161 Einfuumlhrung in die Visualisierung 656

1611 Uumlbersicht HMI Panels in STEP 7 (TIA Portal) 657

1612 Ein Projekt mit einer HMI-Station anlegen 659

1613 Querverweise fuumlr HMI-Objekte 661

162 HMI-Variablen und Bereichszeiger anlegen 663

1621 Einfuumlhrung HMI-Variablen 663

1622 Eine HMI-Variable anlegen 664

1623 Einen Bereichszeiger anlegen 665

163 Prozessbilder projektieren 667

1631 Einfuumlhrung in die Projektierung von Prozessbildern 667

1632 Arbeitsfenster fuumlr Prozessbilder 668

1633 Arbeiten mit Bildebenen 668

1634 Arbeiten mit Vorlagen 669

1635 Arbeiten mit Funktionstasten 670

1636 Ein neues Bild anlegen 672

1637 Einen Bildwechsel projektieren 672

1638 Arbeiten mit Objekten in Prozessbildern 673

1639 Bildobjekte zur Laufzeit veraumlndern 674

16310 Basisobjekte fuumlr die Bildprojektierung 674

Inhaltsverzeichnis

20

164 Bedien- und Beobachtungsfunktionen 6751641 Eingabe und Anzeige von Prozesswerten 6751642 Arbeiten mit Meldungen 6781643 Arbeiten mit Rezepturen 6871644 Arbeiten mit der Benutzerverwaltung 6921645 Arbeiten mit Archiven 6951646 Aufgaben planen 697

165 HMI-Projektierung fertig stellen 6971651 HMI-Projektierung uumlbersetzen (Konsistenzpruumlfung) 6971652 Simulation der HMI-Projektierung 6981653 Projektierung in die HMI-Station laden 6991654 Wartung der HMI-Station 701

17 Anhang 704

171 Integrierte und technologische Funktionen 7041711 High Speed Counter (HSC) 7041712 Impulsgenerator 7101713 Technologieobjekte fuumlr Motion Control 7131714 Technologieobjekte fuumlr PID Control 718

172 Fernverbindung mit TeleService 722

173 TeleControl mit CP 1242-7 724

174 Webserver 7261741 Webserver aktivieren 7261742 Zugriff auf den Webserver 7261743 Standard-Webseiten 727

175 Daten protokollieren und mit Rezepturen arbeiten 7291751 Einfuumlhrung in die Datenprotokollierung 7291752 Funktionen fuumlr die Datenprotokollierung 7301753 Einfuumlhrung zur Rezepturenuumlbertragung 7321754 Funktionen fuumlr die Rezepturenuumlbertragung 734

176 Simulation mit S7-PLCSIM 7351761 S7-PLCSIM allgemein 7351762 Die Bedienoberflaumlche von S7-PLCSIM 7361763 In S7-PLCSIM mit STEP-7-Testfunktionen testen 7371764 Mit einem Simulationsprojekt arbeiten 7391765 Mit dem Adressbereich testen 7401766 Mit der SIM-Tabelle testen 7411767 Mit der Sequenztabelle testen 742

Stichwortverzeichnis 746

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

21

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

SIMATIC S7-1200 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den unteren undmittleren Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Signalbaugruppen sowie mit Kommunikationsbaugruppenmodular erweitert werden Das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200 ist naht-los eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Die Controller SIMATIC S7-1200 bilden als speicherprogrammierbare Steuerun-gen (SPS oder PLC Programmable Logic Controller) die Basis des Automatisie-rungssystems Mehrere Controller mit abgestufter Leistungsfaumlhigkeit uumlberdeckenden unteren und mittleren Bereich der industriellen Steuerungen

SIMATIC HMI bedeutet Bedienen und Beobachten (HMI Human Machine Inter-face) Die Basic Panels sind so ausgelegt dass sie optimal mit SIMATIC S7-1200zusammenarbeiten Die Geraumlte sind in Displaygroumlszligen von 36 Zoll bis 15 Zoll ver-fuumlgbar und werden uumlber Touchscreen bedient Bis auf das 15-Zoll-Geraumlt haben dieGeraumlte zusaumltzlich Funktionstasten

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1200

SIMATIC Controller steuern die Maschine oder Anlage

Bedienen und Beobachten zum Fuumlhrender Anlage im laufenden Betrieb

SIMATIC NET

SIMATIC HMI STEP 7(TIA Portal)

SIMATIC S7-1200

Vernetzung zum Datenaustauschund zentralen Online-Zugriff

Software zum Konfigurierenund ProgrammierenProjektieren

SS

S S S

Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

22

SIMATIC NET verbindet alle SIMATIC-Stationen und sorgt fuumlr komplikationslosenDatenaustausch SIMATIC S7-1200 mit PROFINET-Schnittstelle verwendet dasIndustrial Ethernet Netzwerk um mit anderen PLC-Stationen HMI-Stationen undProgrammiergeraumlten Daten auszutauschen Kommunikationsbaugruppen erwei-tern die Kommunikationsfaumlhigkeit auf andere Netze wie PROFIBUS DP AktorSen-sor-Interface oder Punkt-zu-Punkt-Kopplung auf RS232- oder RS485-Basis

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert und parametriert mit STEP 7 wird das Anwenderprogrammerstellt und getestet Das TIA Portal ist die zentrale Bedienoberflaumlche zum Verwal-ten der Werkzeuge und Automatisierungsdaten STEP 7 im TIA Portal gibt es in denVarianten STEP 7 Professional und STEP 7 Basic Mit beiden Varianten kann eine S7-1200-Station projektiert und programmiert werden In diesem Buch ist die Anwen-dung von STEP 7 Basic beschrieben

Komponenten und Anschluumlsse

Das Bild 12 zeigt einen Uumlberblick uumlber die Anschlussmoumlglichkeiten an einen BasicController S7-1200

Die Zentralbaugruppe (Central Processor Unit CPU) enthaumllt das Betriebssystemund das Anwenderprogramm Das Anwenderprogramm befindet sich span-nungsausfallsicher im Ladespeicher Die ablaufrelevanten Teile des Anwender-programms werden in einem Arbeitsspeicher mit schnellem Zugriff bearbeitetVariablenwerte die auch bei Spannungsausfall oder beim Aus- und Einschaltenihren Wert behalten sollen werden im Remanenzspeicher abgelegt

Mithilfe einer steckbaren Speicherkarte (Memory Card MC) kann das Anwender-programm auf die CPU-Baugruppe uumlbertragen werden ndash alternativ zum Uumlbertragenuumlber eine Online-Verbindung mit dem Programmiergeraumlt Die Speicherkarte kannauch als externer Ladespeicher oder zum Firmware-Update eingesetzt werden

Die Verbindung zur Anlage oder zum Prozess uumlbernehmen Onboard-Ein- und-Ausgaben die je nach Version der Zentralbaugruppe in unterschiedlicher Anzahlvorhanden sind Die Onboard-Ein- und -Ausgaben sind auch speziell fuumlr denBetrieb der integrierten Hochgeschwindigkeitszaumlhler (HSC High Speed Counter)ausgelegt Das Betriebssystem enthaumllt auszligerdem Impulsgeneratoren mit weiten-modulierter Impulsausgabe sowie die Technologieobjekte Achse zur Ansteuerungvon Schrittmotoren und Servomotoren mit Pulsschnittstelle und PID Compacteinen PID-Regler mit optimierter Selbsteinstellung

Mit einem Signal Board (SB) koumlnnen die Onboard-Ein- und -Ausgaben erweitertwerden Das Communication Board (CB) schafft einen Punkt-zu-Punkt-Anschlussfuumlr die CPU-Baugruppe und das Battery Board (BB) verlaumlngert die Gangreserve derintegrierten Hardware-Uhr auf etwa ein Jahr

Sind zusaumltzliche Ein- und Ausgaumlnge erforderlich koumlnnen ndash je nach Version derCPU-Baugruppe ndash Ein-Ausgabebaugruppen (Signal Modules SM) an die CPU-Baugruppe angesteckt werden Sie sind fuumlr Digital- und Analogsignale verfuumlgbar

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

23

Die PROFINET-Schnittstelle verbindet die CPU-Baugruppe mit dem SubnetzIndustrial Ethernet An ihr wird das Programmiergeraumlt angeschlossen wenn bei-spielsweise das Anwenderprogramm online zur CPU-Baugruppe uumlbertragen undan der Maschine getestet werden soll Uumlber diese Schnittstelle geschieht auch derDatenaustausch mit HMI-Stationen oder anderen Automatisierungsgeraumlten

Wird die CPU-Baugruppe mit nur einem Geraumlt uumlber Ethernet verbunden kann esdirekt mit einem Standard- oder bdquoCross-overldquo-Kabel geschehen Bei der Vernetzungvon mehr als zwei Geraumlten die nur eine PROFINET-Schnittstelle haben muumlssen dieVerbindungskabel uumlber einen Vervielfacher z B das Communication SwitchModule (CSM) gefuumlhrt werden CPU 1215 und CPU 1217 haben zwei mit einemSwitch verbundene Anschluumlsse so dass sie mit dem naumlchsten Automatisierungsge-raumlt ohne zwischengeschalteten Anschlussvervielfacher vernetzt werden koumlnnen

Kommunikationsbaugruppen (Communication Modules CM) gestatten denBetrieb an weiteren Bussystemen wie beispielsweise PROFIBUS DP Hier kann eine

Bild 12 Anschlussmoumlglichkeiten an eine PLC-Station mit CPU 1200

S

Anschluss von Geraumlten uumlberCommunication Module (CM)an PROFIBUS AS-Interfaceoder Punkt-zu-Punkt

Anschluss einesProgrammier-geraumlts

Anschluss einerHMI-Station(Basic Panel)

Anschluss einerweiteren S7-1200-Station oderanderer Geraumlte aufder Basis derOpen UserCommunication

Vervielfaumlltigung des Ethernet-Anschlusses mit demCommunication Switch Module(CSM)

Anschluss von Sensoren zBTaster oder Endschalter an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Anschluss von Aktoren zBSchuumltze oder Leuchten an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Mit einer Memory Card(MC) kann dasSteuerungsprogrammuumlbertragen und dasBetriebssystemhochgeruumlstet werden

Anschlussmoumlglichkeiten an eine CPU 1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

24

S7-1200-Station in einem DP-Mastersystem sowohl der DP-Master als auch ein DP-Slave sein An AS-Interface kann eine S7-1200-Station der AS-Interface-Master seinund bis zu 62 AS-Interface-Feldgeraumlte steuern Die Kommunikationsbaugruppe fuumlrdie Punkt-zu-Punkt-Kopplung gibt es mit RS232- oder RS485-Schnittstelle an diebeispielsweise ein Barcode- oder RFID-Leser angeschlossen werden kann

12 Uumlbersicht STEP 7

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Nutzungsberechtigung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuel-len Betriebssystemen Microsoft Windows Mit STEP 7 Basic oder STEP 7 Professionalkoumlnnen die S7-1200-Controller und ndash mit dem mitgelieferten WinCC Basic ndash dieBasic Panels projektiert werden Die Projektierung geschieht mit zwei Ansichtendie Portalansicht und die Projektansicht (Bild 13)

Die Portalansicht bietet eine aufgabenorientierte Sicht auf die installierten Werk-zeuge Auf der linken Seite sind die Portale fuumlr die Werkzeuge aufgelistet und in derMitte stehen die Aktionen zum ausgewaumlhlten Portal Das Fenster auf der rechtenSeite zeigt die Objekte die mit der ausgewaumlhlten Aktion bearbeitet werden koumlnnenFalls es erforderlich ist wird zur Bearbeitung des ausgewaumlhlten Objekts zur Pro-jektansicht gewechselt

Bild 13 Bedienoberflaumlchen im TIA Portal Portalansicht und Projektansicht

12 Uumlbersicht STEP 7

25

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt In der Geraumltekonfigurationsteht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittelpunkt In derGeraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platzierten Baugruppengezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt die Eigenschaften derselektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibt Unterstuumltzungdurch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Baugruppen DieNetzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

Bei der PLC-Programmierung bearbeiten Sie im Arbeitsbereich den ausgewaumlhltenBaustein Wiederum sehen Sie im Inspektorfenster die Eigenschaften des markier-ten Objekts und koumlnnen diese einstellen Das Aufgabenfenster enthaumllt diesmal denProgrammelemente-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Anweisungen undFunktionen Aumlhnliches gilt fuumlr die Bearbeitung der PLC-Variablen beim Online-Programmtest durch Beobachtungstabellen oder beim Projektieren eines HMI-Geraumlts

Und stets haben Sie die Projektnavigation im Blickfeld Sie enthaumllt alle Objekte desSTEP-7-Projekts So koumlnnen Sie jederzeit ein Objekt beispielsweise einen Pro-grammbaustein oder eine Beobachtungstabelle auswaumlhlen und dieses Objekt mitden entsprechenden Editoren die beim Oumlffnen des Objekts automatisch startenbearbeiten

Allgemeine Vorgehensweise fuumlr die Erstellung eines Steuerungsprogramms

Alle fuumlr die Steuerung und Bedienung der Maschine oder Anlage notwendigenAutomatisierungsdaten sind in einem Projekt zusammengefasst Ein Projekt isteine Ordnerstruktur im Dateisystem des Programmiergeraumlts

Mit STEP 7 legen Sie ein neues Projekt an und fuumlgen ein Automatisierungsgeraumlt(eine Station) hinzu Dabei bestimmen Sie den Typ des Controllers den Sie fuumlr IhrVorhaben benoumltigen Je nach Bedarf erweitern Sie die Station mit zusaumltzlichen Bau-gruppen die Sie dem Hardware-Katalog entnehmen Mit dem Konfigurationseditorstellen Sie alle Hardware-Parameter ein beispielsweise das Verhalten der Zentral-baugruppe beim Einschalten der Versorgungsspannung oder die Adressen derBaugruppen Im weiteren Verlauf der Projektbearbeitung koumlnnen Sie jederzeitzusaumltzliche Baugruppen hinzustecken vorhandene Baugruppen aus der Konfigu-ration entfernen oder die Einstellungen der Baugruppen aumlndern

Bei der Hardware-Konfiguration erhaumllt jeder Ein- und Ausgang eine Adresse diesich aus der Adresse der Signalbaugruppe ableitet Dieser Absolutadresse ordnenSie in der PLC-Variablentabelle einen Namen (eine Symboladresse) zu Der Pro-grammeditor arbeitet primaumlr mit Symboladressen die er ndash falls keine (Anwender-)Symboladressen vergeben werden ndash mit laufender Nummer generiert Diese auto-matisch generierten Symboladressen sagen nichts uumlber die Bedeutung des Ein-gangs oder Ausgangs aus Es wird empfohlen nur aussagekraumlftige Namen zu ver-wenden denn dadurch sinkt die Fehleranfaumllligkeit und das Anwenderprogrammist leichter lesbar

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

26

Das Steuerungsprogramm (das Anwenderprogramm) besteht aus einzelnen Unter-programmen die man Bausteine nennt Alle Anwenderbausteine sind im OrdnerProgrammbausteine gespeichert Beim Anlegen einer Station wird in diesen Ordnerein Organisationsbaustein mit der Nummer 1 (OB 1) und der Symboladresse Main(Hauptprogramm) eingefuumlgt Organisationsbausteine sind die Schnittstelle zwi-schen dem Betriebssystem der CPU und dem Anwenderprogramm Fuumlr die Struktu-rierung des Anwenderprogramms gibt es zusaumltzlich Funktionsbausteine undFunktionen und fuumlr die Anwenderdaten die Datenbausteine Ein Doppelklick aufeinen Baustein oumlffnet ihn und Sie koumlnnen das Bausteinprogramm eingeben DieProgrammiersprache fuumlr einen Baustein koumlnnen Sie frei waumlhlen je nachdem wel-che Vorlieben Sie haben oder welche Funktion der Baustein erfuumlllen soll Im Steue-rungsprogramm koumlnnen also alle Programmiersprachen vertreten sein

Die benoumltigten Programmelemente entnehmen Sie dem Programmelemente-Kata-log dessen Inhalt sich automatisch der verwendeten Programmiersprache anpasstDazu bdquoziehenldquo Sie mit der Maus das Programmelement aus dem Katalog in dengeoumlffneten Baustein (bdquodrag and dropldquo) Anschlieszligend beschriften Sie das Pro-grammelement mit den gewuumlnschten Variablen Das sind die (globalen) Variablenaus der PLC-Variablentabelle (Ein- und Ausgaumlnge) und die (lokalen) Variablen dieSie im Baustein selbst definieren zum Beispiel Zwischenspeicher fuumlr temporaumlreErgebnisse oder Bausteinparameter fuumlr die Uumlbergabe von Werten an das Baustein-programm

Sie koumlnnen jederzeit die Projektierung oder Programmierung unterbrechen dieeingegebenen Daten speichern und die Arbeiten zu einem spaumlteren Zeitpunkt fort-setzen Es wird immer das komplette Projekt gespeichert Dabei spielt es keineRolle ob das eingegebene Programm und die Daten vollstaumlndig oder in sich konsis-tent sind

Ein Projekt koumlnnen Sie bdquoofflineldquo ndash das heiszligt ohne Steuerungs-Hardware ndash erstellenZum Testen und Betreiben an der Maschine muumlssen Sie die Projektdaten in dieSteuerung bdquoladenldquo Beim Laden werden die Projektdaten bdquouumlbersetztldquo Dabei wirdder Code erzeugt den der Steuerungsprozessor bearbeiten kann Jetzt muss dasAnwenderprogramm vollstaumlndig und in sich konsistent sein sonst wird der Lade-vorgang nicht ausgefuumlhrt Sie koumlnnen eine Uumlbersetzung auch waumlhrend der Pro-grammerstellung anstoszligen und so beispielsweise pruumlfen ob der bis dahin einge-gebene Programmcode konsistent ist Mit einer im Programmiergeraumlt simulierten(Software-)Station koumlnnen Sie auch einem bdquoVorabtestldquo durchfuumlhren

STEP 7 stellt Ihnen zum Testen und Fehlersuchen umfangreiche Werkzeuge zurVerfuumlgung So koumlnnen Sie beispielsweise den Verlauf der Signalzustaumlnde im bear-beiteten Programm beobachten Variablenwerte vorgeben und vom getesteten Pro-gramm Zwischensicherungen erstellen Nach der Inbetriebnahme koumlnnen Sie dasAnwenderprogramm in komprimierter Form archivieren

Ein Projekt muss mindestens eine Station enthalten Das kann eine PLC- eine HMI-oder eine PC-Station sein In einem Projekt koumlnnen sich auch mehrere Stationenunterschiedlicher Art befinden Mit der Netzprojektierung erstellen Sie dann dieKommunikationsverbindungen fuumlr den Datenaustausch zwischen den Stationen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

27

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Die Automatisierungsdaten liegen im Automatisierungssystem an verschiedenenSpeicherplaumltzen Da ist zuerst einmal das Programmiergeraumlt Auf dessen Festplattewerden in einem STEP-7-Projekt saumlmtliche Automatisierungsdaten gespeichertBeim Konfigurieren Projektieren und Programmieren bearbeiten Sie die Projekt-daten mit STEP 7 im Hauptspeicher des Programmiergeraumlts (Bild 14)

Die Automatisierungsdaten im Programmiergeraumlt sind die Offline-ProjektdatenWenn STEP 7 die Automatisierungsdaten entsprechend aufbereitet (bdquouumlbersetztldquo)hat koumlnnen sie in ein angeschlossenes Automatisierungsgeraumlt geladen werdenDie in den Anwenderspeicher der CPU-Baugruppe geladenen Daten sind die Online-Projektdaten

Die Uumlbertragung der Projektdaten zwischen Programmiergeraumlt und CPU-Bau-gruppe kann mithilfe der SIMATIC Memory Card erfolgen Der Normalfall ist eineOnline-Verbindung zum Uumlbertragen Testen und Diagnostizieren

Anwenderspeicher

Der Anwenderspeicher in der CPU-Baugruppe besteht aus dem Ladespeicher demArbeitsspeicher und dem Remanenzspeicher

Im Ladespeicher steht das gesamte Anwenderprogramm einschlieszliglich Konfigu-rationsdaten (Systemdaten) Reicht der Umfang des internen auf der CPU-Bau-

Bild 14 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Memory Card

ArbeitsspeicherRemanenzspeicher

Hauptspeicher

Festplatte

Ladespeicher

Im Ladespeicher stehendie zur CPU uumlbertragenenProjektdaten Zusammen

mit den aktuellenVariablenwerten aus demArbeitsspeicher bilden siedie Online-Projektdaten

Mit der Memory Cardkann das Steuerungs-

programm zur CPUuumlbertragen werden

Im Arbeitsspeicher stehtder ablauffaumlhige Teil desSteuerungsprogramms

der zur Laufzeit bearbeitetwird

Im Remanenzspeicherstehen die Variablen die

ihren Wert bei Spannungs-ausfall oder beim Aus-

und Einschalten behalten

Auf der Festplattesind die Offline-

Projektdaten gespeichert

Alle Projektdaten werdenim Hauptspeicher desProgrammiergeraumlts

bearbeitet

Programmiergeraumlt CPU-Baugruppe

Uumlbertragung mit Online-Verbindung

Uumlbertragungbeim Einschalten

Speichern derProjektdaten

Datenhaltung im SIMATIC Automatisierungssystem

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

28

gruppe liegenden Ladespeichers nicht aus kann er auf die Memory Card bdquoverla-gertldquo werden (externer Ladespeicher) Vom Programmiergeraumlt aus wird dasAnwenderprogramm immer zuerst in den Ladespeicher uumlbertragen und von hieraus in den Arbeitsspeicher Das Programm im Ladespeicher wird nicht als Anwen-derprogramm bearbeitet Datenbausteine die beispielsweise Rezepte enthaltenkoumlnnen als bdquonicht ablaufrelevantldquo gekennzeichnet werden und werden dann nichtin den Arbeitsspeicher uumlbertragen Mit Systembausteinen kann vom Anwenderpro-gramm aus auf diese Datenbausteine zugegriffen werden Wie das Anwenderpro-gramm aus Bausteinen strukturiert ist entnehmen Sie dem Kapitel 16 bdquoBearbei-tung des Anwenderprogrammsldquo auf Seite 35

Der Arbeitsspeicher ist als schneller in vollem Umfang in der CPU integrierterRAM-Speicher ausgelegt Das Betriebssystem der CPU kopiert den bdquoablaufrelevan-tenldquo Programmcode und die Anwenderdaten in den Arbeitsspeicher bdquoAblaufrele-vantldquo ist eine Eigenschaft der vorhandenen Objekte nicht gleichbedeutend mit derTatsache dass ein bestimmter Codebaustein auch aufgerufen und bearbeitet wirdDas bdquoeigentlicheldquo Anwenderprogramm wird im Arbeitsspeicher bearbeitet

Beim Zuruumlckladen des gesamten Anwenderprogramms in das Programmiergeraumltwerden die Bausteine aus dem Ladespeicher geholt ergaumlnzt um die aktuellenWerte der Daten aus dem Arbeitsspeicher

Der Remanenzspeicher enthaumllt die als remanent definierten Merker und Datenva-riablen Die Werte im Remanenzspeicher bleiben nach einem Spannungsausfalloder beim Aus- und Einschalten der Versorgungsspannung erhalten Die Wertewerden geloumlscht bei einem Urloumlschen oder beim Zuruumlcksetzen der CPU-Baugruppeauf die Werkseinstellungen

Der Systemspeicher enthaumllt die Prozessabbilder fuumlr die Ein- und Ausgaumlnge Dassind Kopien der Ein- und Ausgangssignale von den Baugruppen Ebenfalls im Sys-temspeicher liegen die Operandenbereiche Merker und die temporaumlren Lokalda-ten Die temporaumlren Lokaldaten sind Zwischenspeicher fuumlr die Programmbearbei-tung in den Bausteinen des Anwenderprogramms

Die Memory Card kann als Uumlbertragungskarte das Anwenderprogramm in den CPU-Speicher uumlbertragen oder als Programmkarte der externe Ladespeicher sein Bei derAnwendung als Programmkarte muss die Memory Card zur Laufzeit in der CPU-Baugruppe gesteckt bleiben

Operandenbereiche

Beim Steuern einer Maschine oder eines Prozesses werden Signalzustaumlnde undZahlenwerte verarbeitet Eingaumlnge werden abgefragt deren Signalzustaumlndegemaumlszlig der Steuerungsaufgabe miteinander verknuumlpft und mit den Ergebnissendie Ausgaumlnge gesteuert Aumlhnlich ist es mit Zahlenwerten die ausgewaumlhlt berech-net verglichen und gespeichert werden CPU 1200 stellt fuumlr diese variablen Wertedie im Bild 15 gezeigten Speicherbereiche zur Verfuumlgung

b Peripherie-Eingaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Eingabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B die Einstellungvon Bedienelementen oder Sensoren abzufragen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

29

b Eingaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Eingaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn Signalzustaumlndeder Maschine abgefragt und verknuumlpft werden sollen Die Gesamtheit der Ein-gaumlnge ist das Eingangs-Prozessabbild

b Peripherie-Ausgaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Ausgabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B Anzeigen Ven-tile oder Schuumltze zu steuern

b Ausgaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Ausgaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn die Ergebnisseder Steuerungsfunktionen ausgegeben werden sollen Die Gesamtheit der Aus-gaumlnge ist das Ausgangs-Prozessabbild

b Merker sind ein Speicherbereich im Systemspeicher der CPU der als globalerZwischenspeicher bevorzugt fuumlr Binaumlrsignale verwendet wird

b Temporaumlre Lokaldaten sind Speicherbereiche die die CPU einem Codebausteinwaumlhrend der Bearbeitung zuweist Hier kann das Programm im Baustein Signal-zustaumlnde und Zahlenwerte temporaumlr zwischenspeichern die mit dem Bearbei-tungsende des Bausteins ihre Guumlltigkeit verlieren

b Daten sind Variablen im Anwenderspeicher die in Datenbausteinen mit ver-schiedenen Strukturen zusammengefasst sind Ein Datenbaustein der einemCodebaustein zugeordnet ist (Instanz-Datenbaustein) enthaumllt den Operanden-bereich statische Lokaldaten

Weitergehende Beschreibungen finden Sie in den Kapiteln 62 bdquoGlobale OperandenKonstanten und Adressierungldquo auf Seite 199 666 bdquoOperandenbereich temporaumlreLokaldatenldquo auf Seite 240 und 1253 bdquoOperandenbereich Datenldquo auf Seite 531

Globale und lokale Variablen

Variablen enthalten die im Anwenderprogramm bearbeiteten Werte Man kann siegrob in zwei Kategorien einteilen in globale und lokale Variablen

Bild 15 Operandenbereiche in einer PLC-Station

TemporaumlreLokaldaten

Ausgangs-Prozessabbild

Peripherie-Ausgaumlnge

Eingangs-Prozessabbild

Global-Daten-bausteine

Instanz-Daten-bausteine

Typ-Daten-bausteine

Peripherie-Eingaumlnge

Systemspeicher

Anwenderspeicher

Eingabe-baugruppen

Ausgabe-baugruppen

Merker

Operandenbereiche in einer CPU 1200

Inhaltsverzeichnis

15

10 Basisfunktionen 396

101 Binaumlre Verknuumlpfungen 3961011 Einfuumlhrung 3961012 Arbeiten mit Binaumlrsignalen 3971013 UND-Funktion Reihenschaltung 3991014 ODER-Funktion Parallelschaltung 3991015 Exklusiv-ODER-Funktion Antivalenzfunktion 4021016 Verknuumlpfungsergebnis negieren NOT-Kontakt 402

102 Speicherfunktionen 4031021 Einfuumlhrung 4031022 Einfache und negierende Spule Zuweisung 4041023 Einzelnes Setzen und Ruumlcksetzen 4041024 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen 4061025 Vorrangiges Setzen und Ruumlcksetzen Speicher-Boxen 407

103 Flankenauswertungen 407

104 Zeitfunktionen 4131041 Wissenswertes zu Zeitfunktionen 4131042 Impulsbildung TP 4141043 Einschaltverzoumlgerung TON 4151044 Ausschaltverzoumlgerung TOF 4161045 Akkumulierende Einschaltverzoumlgerung TONR 4181046 Eine Zeitfunktion mit einer Zeitdauer laden 4191047 Eine Zeitfunktion zuruumlcksetzen 419

105 Zaumlhlfunktionen 4201051 Wissenswertes zu Zaumlhlfunktionen 4201052 Vorwaumlrtszaumlhler CTU 4221053 Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTD 4231054 Vorwaumlrts-Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTUD 424

11 Digitalfunktionen 426

111 Uumlbertragungsfunktionen 4261111 Variable kopieren MOVE- und S_MOVE-Box bei KOP und FUP 4271112 Wertzuweisungen bei SCL 4291113 VARIANT-Variable lesen und schreiben 4311114 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK_VARIANT 4321115 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK und UMOVE_BLK 4331116 Datenbereich fuumlllen mit FILL_BLK und UFILL_BLK 4351117 Variable von und zu einen BYTE-Feld uumlbertragen 4371118 Variable von und zu einem Bitfeld uumlbertragen 4401119 Byte-Reihenfolge aumlndern 44211110 Bereichsgrenzen ermitteln 442

112 Vergleichsfunktionen 4421121 Vergleich von Variablenwerten 4431122 Bereichsvergleich (KOP FUP) 445

Inhaltsverzeichnis

16

1123 Gleitpunkt-Variable testen (KOP FUP) 445

1124 VARIANT-Zeiger testen (KOP FUP) 446

1125 VARIANT-Zeiger testen (SCL) 448

113 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte 451

1131 Grundrechnungsarten 451

1132 Division mit Rest als Ergebnis MOD 453

1133 Dekrementieren DEC Inkrementieren INC 453

114 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte 454

1141 Addition T_ADD 454

1142 Subtraktion T_SUB 455

1143 Differenz T_DIFF 456

1144 Zusammenfassen T_COMBINE 456

115 Mathematische Funktionen 456

1151 Winkelfunktionen SIN COS TAN 457

1152 Arcusfunktionen ASIN ACOS ATAN 458

1153 Quadrat bilden SQR 458

1154 Quadratwurzel ziehen SQRT 458

1155 Potenzieren zur Basis e EXP 459

1156 Natuumlrlichen Logarithmus berechnen LN 459

1157 Nachkommastellen extrahieren FRAC 460

1158 Potenzieren zu einer beliebigen Basis EXPT 460

1159 Absolutwertbildung ABS 460

11510 Negation NEG 460

116 Konvertierungsfunktionen (Datentypwandlung) 461

1161 Implizite Datentypkonvertierung 462

1162 Variablen uumlberlagern (Datentypsichten) 464

1163 Konvertierungsfunktionen CONVERT S_CONV und T_CONV 466

1164 Konvertierungsfunktionen fuumlr Gleitpunktzahlen 472

1165 Konvertierungsfunktionen STRG_TO_CHARS und CHARS_TO_STRG 473

1166 Konvertierungsfunktionen STRG_VAL und VAL_STRG 475

1167 Konvertierungsfunktionen ATH und HTA 478

1168 Konvertierungsfunktionen SCALE_X und NORM_X 480

117 Schiebefunktionen 480

118 Logikfunktionen 483

1181 Wortverknuumlpfungen 483

1182 Invertieren INVERT 485

1183 Codierfunktionen DECO und ENCO 485

1184 Auswahlfunktionen SEL MUX und DEMUX 487

1185 Auswahlfunktionen MIN und MAX 488

1186 Begrenzer LIMIT 490

119 Zeichenketten bearbeiten 490

1110 Rechnen mit der CALCULATE-Box (KOP FUP) 496

1111 Symbolnamen lesen 498

Inhaltsverzeichnis

17

12 Programmsteuerung 503

121 Sprungfunktionen 503

1211 Sprung abhaumlngig vom Verknuumlpfungsergebnis (KOP FUP) 504

1212 Sprungliste JMP_LIST (KOP FUP) 505

1213 Sprungverteiler SWITCH (KOP FUP) 506

1214 Absoluter Sprung GOTO (SCL) 507

122 Bausteinende-Funktion 508

123 Aufruf von Codebausteinen 509

1231 Wissenswertes zum Bausteinaufruf 509

1232 Aufruf einer Funktion (FC) 510

1233 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) 510

1234 Asynchron arbeitende Systembausteine 511

1235 ENENO-Mechanismus 513

124 Arbeiten mit Bausteinen 515

1241 Bausteine mit optimiertem und Standardzugriff 515

1242 Datentypen der lokalen Variablen 517

1243 Bausteinparameter adressieren 519

1244 Bausteinparameter versorgen 521

1245 Parametertyp VARIANT 523

1246 Uumlbergabe von Bausteinparametern 525

125 Datenbausteinfunktionen 528

1251 Hardware-Datentyp DB_ANY 529

1252 Konvertierung von DB_ANY 530

1253 Operandenbereich Daten 531

1254 Adressierung von Datenbausteinen 533

1255 Datenbausteinattribute lesen 534

1256 CPU-Datenbausteine 535

1257 Ladespeicher lesen und schreiben 538

13 Online-Betrieb Diagnose und Test 542

131 Programmiergeraumlt an die PLC-Station anschlieszligen 543

132 Projektdaten uumlbertragen 545

1321 Die Projektdaten erstmalig laden 546

1322 Die Projektdaten nachladen 548

1323 Das Anwenderprogramm schuumltzen 549

1324 Mit Online-Projektdaten arbeiten 552

1325 Mit der Memory Card arbeiten 554

133 Mit Bausteinen im Online-Betrieb arbeiten 557

1331 Einfuumlhrung 557

1332 Einen Online-Baustein bearbeiten 558

1333 Einen Baustein laden und zuruumlckladen 559

1334 Ohne Reinitialisierung laden 560

1335 Mit Momentaufnahmen arbeiten 562

Inhaltsverzeichnis

18

1336 Mit Einstellwerten arbeiten 563

1337 Bausteine vergleichen 565

134 Hardware-Diagnose 568

1341 Status-Anzeigen an den Baugruppen 569

1342 Diagnosefenster 570

1343 Diagnosepuffer 571

1344 Online-Tools 572

1345 Weitere Diagnose-Informationen uumlber das Programmiergeraumlt 573

135 Anwenderprogramm testen 574

1351 Aufrufumgebung definieren 575

1352 Testen mit Programmstatus 575

1353 PLC-Variablen beobachten 580

1354 Datenvariablen beobachten und steuern 580

1355 Testen mit Beobachtungstabellen 581

1356 Testen mit der Force-Tabelle 588

136 Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion 591

1361 Einfuumlhrung 591

1362 Erstellen der Trace-Konfiguration 591

1363 Messwerte aufzeichnen 592

1364 Messungen auswerten 593

1365 Messungen speichern 595

14 Dezentrale Peripherie 596

141 Einfuumlhrung Uumlbersicht 596

142 PROFINET IO 597

1421 Komponenten von PROFINET IO 597

1422 Adressen bei PROFINET IO 599

1423 PROFINET IO projektieren 601

1424 Echtzeit-Kommunikation bei PROFINET IO 606

143 PROFIBUS DP 607

1431 Komponenten von PROFIBUS DP 607

1432 Adressen bei PROFIBUS DP 610

1433 PROFIBUS DP projektieren 612

144 Systembausteine fuumlr PROFINET IO und PROFIBUS DP 615

1441 Peripheriedaten lesen und schreiben 615

1442 Datensaumltze uumlbertragen 618

1443 Dezentrale Station aktivierendeaktivieren 621

145 DPV1-Alarme 622

146 AktorSensor-Interface 624

1461 Komponenten von AktorSensor-Interface 624

1462 AS-i-Master CM 1243-2 projektieren 624

1463 AktorSensor-Interface projektieren 624

1464 Schnittstelle zum Anwenderprogramm 626

Inhaltsverzeichnis

19

15 Kommunikation 628

151 Uumlbersicht 628

152 Open User Communication 631

1521 Grundlagen 631

1522 Datenstruktur der Open User Communication 631

1523 Verbindung aufbauen und Daten senden mit TSEND_C 632

1524 Verbindung aufbauen und Daten empfangen mit TRCV_C 634

1525 Open User Communication projektieren 636

1526 Weitere Funktionen fuumlr die Open User Communication 637

153 S7-Kommunikation 639

1531 Grundlagen 639

1532 Datenaustausch mit GET und PUT 640

1533 S7-Kommunikation projektieren 642

154 Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 643

1541 Einfuumlhrung in die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 643

1542 Konfigurieren der Kommunikationsbaugruppe CM 1241 643

1543 Funktionen fuumlr die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 646

155 Weitere Kommunikationsfunktionen 649

1551 USS-Protokoll fuumlr Antriebe 649

1552 Modbus RTU 651

1553 Modbus TCP 653

16 Visualisierung 656

161 Einfuumlhrung in die Visualisierung 656

1611 Uumlbersicht HMI Panels in STEP 7 (TIA Portal) 657

1612 Ein Projekt mit einer HMI-Station anlegen 659

1613 Querverweise fuumlr HMI-Objekte 661

162 HMI-Variablen und Bereichszeiger anlegen 663

1621 Einfuumlhrung HMI-Variablen 663

1622 Eine HMI-Variable anlegen 664

1623 Einen Bereichszeiger anlegen 665

163 Prozessbilder projektieren 667

1631 Einfuumlhrung in die Projektierung von Prozessbildern 667

1632 Arbeitsfenster fuumlr Prozessbilder 668

1633 Arbeiten mit Bildebenen 668

1634 Arbeiten mit Vorlagen 669

1635 Arbeiten mit Funktionstasten 670

1636 Ein neues Bild anlegen 672

1637 Einen Bildwechsel projektieren 672

1638 Arbeiten mit Objekten in Prozessbildern 673

1639 Bildobjekte zur Laufzeit veraumlndern 674

16310 Basisobjekte fuumlr die Bildprojektierung 674

Inhaltsverzeichnis

20

164 Bedien- und Beobachtungsfunktionen 6751641 Eingabe und Anzeige von Prozesswerten 6751642 Arbeiten mit Meldungen 6781643 Arbeiten mit Rezepturen 6871644 Arbeiten mit der Benutzerverwaltung 6921645 Arbeiten mit Archiven 6951646 Aufgaben planen 697

165 HMI-Projektierung fertig stellen 6971651 HMI-Projektierung uumlbersetzen (Konsistenzpruumlfung) 6971652 Simulation der HMI-Projektierung 6981653 Projektierung in die HMI-Station laden 6991654 Wartung der HMI-Station 701

17 Anhang 704

171 Integrierte und technologische Funktionen 7041711 High Speed Counter (HSC) 7041712 Impulsgenerator 7101713 Technologieobjekte fuumlr Motion Control 7131714 Technologieobjekte fuumlr PID Control 718

172 Fernverbindung mit TeleService 722

173 TeleControl mit CP 1242-7 724

174 Webserver 7261741 Webserver aktivieren 7261742 Zugriff auf den Webserver 7261743 Standard-Webseiten 727

175 Daten protokollieren und mit Rezepturen arbeiten 7291751 Einfuumlhrung in die Datenprotokollierung 7291752 Funktionen fuumlr die Datenprotokollierung 7301753 Einfuumlhrung zur Rezepturenuumlbertragung 7321754 Funktionen fuumlr die Rezepturenuumlbertragung 734

176 Simulation mit S7-PLCSIM 7351761 S7-PLCSIM allgemein 7351762 Die Bedienoberflaumlche von S7-PLCSIM 7361763 In S7-PLCSIM mit STEP-7-Testfunktionen testen 7371764 Mit einem Simulationsprojekt arbeiten 7391765 Mit dem Adressbereich testen 7401766 Mit der SIM-Tabelle testen 7411767 Mit der Sequenztabelle testen 742

Stichwortverzeichnis 746

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

21

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

SIMATIC S7-1200 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den unteren undmittleren Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Signalbaugruppen sowie mit Kommunikationsbaugruppenmodular erweitert werden Das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200 ist naht-los eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Die Controller SIMATIC S7-1200 bilden als speicherprogrammierbare Steuerun-gen (SPS oder PLC Programmable Logic Controller) die Basis des Automatisie-rungssystems Mehrere Controller mit abgestufter Leistungsfaumlhigkeit uumlberdeckenden unteren und mittleren Bereich der industriellen Steuerungen

SIMATIC HMI bedeutet Bedienen und Beobachten (HMI Human Machine Inter-face) Die Basic Panels sind so ausgelegt dass sie optimal mit SIMATIC S7-1200zusammenarbeiten Die Geraumlte sind in Displaygroumlszligen von 36 Zoll bis 15 Zoll ver-fuumlgbar und werden uumlber Touchscreen bedient Bis auf das 15-Zoll-Geraumlt haben dieGeraumlte zusaumltzlich Funktionstasten

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1200

SIMATIC Controller steuern die Maschine oder Anlage

Bedienen und Beobachten zum Fuumlhrender Anlage im laufenden Betrieb

SIMATIC NET

SIMATIC HMI STEP 7(TIA Portal)

SIMATIC S7-1200

Vernetzung zum Datenaustauschund zentralen Online-Zugriff

Software zum Konfigurierenund ProgrammierenProjektieren

SS

S S S

Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

22

SIMATIC NET verbindet alle SIMATIC-Stationen und sorgt fuumlr komplikationslosenDatenaustausch SIMATIC S7-1200 mit PROFINET-Schnittstelle verwendet dasIndustrial Ethernet Netzwerk um mit anderen PLC-Stationen HMI-Stationen undProgrammiergeraumlten Daten auszutauschen Kommunikationsbaugruppen erwei-tern die Kommunikationsfaumlhigkeit auf andere Netze wie PROFIBUS DP AktorSen-sor-Interface oder Punkt-zu-Punkt-Kopplung auf RS232- oder RS485-Basis

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert und parametriert mit STEP 7 wird das Anwenderprogrammerstellt und getestet Das TIA Portal ist die zentrale Bedienoberflaumlche zum Verwal-ten der Werkzeuge und Automatisierungsdaten STEP 7 im TIA Portal gibt es in denVarianten STEP 7 Professional und STEP 7 Basic Mit beiden Varianten kann eine S7-1200-Station projektiert und programmiert werden In diesem Buch ist die Anwen-dung von STEP 7 Basic beschrieben

Komponenten und Anschluumlsse

Das Bild 12 zeigt einen Uumlberblick uumlber die Anschlussmoumlglichkeiten an einen BasicController S7-1200

Die Zentralbaugruppe (Central Processor Unit CPU) enthaumllt das Betriebssystemund das Anwenderprogramm Das Anwenderprogramm befindet sich span-nungsausfallsicher im Ladespeicher Die ablaufrelevanten Teile des Anwender-programms werden in einem Arbeitsspeicher mit schnellem Zugriff bearbeitetVariablenwerte die auch bei Spannungsausfall oder beim Aus- und Einschaltenihren Wert behalten sollen werden im Remanenzspeicher abgelegt

Mithilfe einer steckbaren Speicherkarte (Memory Card MC) kann das Anwender-programm auf die CPU-Baugruppe uumlbertragen werden ndash alternativ zum Uumlbertragenuumlber eine Online-Verbindung mit dem Programmiergeraumlt Die Speicherkarte kannauch als externer Ladespeicher oder zum Firmware-Update eingesetzt werden

Die Verbindung zur Anlage oder zum Prozess uumlbernehmen Onboard-Ein- und-Ausgaben die je nach Version der Zentralbaugruppe in unterschiedlicher Anzahlvorhanden sind Die Onboard-Ein- und -Ausgaben sind auch speziell fuumlr denBetrieb der integrierten Hochgeschwindigkeitszaumlhler (HSC High Speed Counter)ausgelegt Das Betriebssystem enthaumllt auszligerdem Impulsgeneratoren mit weiten-modulierter Impulsausgabe sowie die Technologieobjekte Achse zur Ansteuerungvon Schrittmotoren und Servomotoren mit Pulsschnittstelle und PID Compacteinen PID-Regler mit optimierter Selbsteinstellung

Mit einem Signal Board (SB) koumlnnen die Onboard-Ein- und -Ausgaben erweitertwerden Das Communication Board (CB) schafft einen Punkt-zu-Punkt-Anschlussfuumlr die CPU-Baugruppe und das Battery Board (BB) verlaumlngert die Gangreserve derintegrierten Hardware-Uhr auf etwa ein Jahr

Sind zusaumltzliche Ein- und Ausgaumlnge erforderlich koumlnnen ndash je nach Version derCPU-Baugruppe ndash Ein-Ausgabebaugruppen (Signal Modules SM) an die CPU-Baugruppe angesteckt werden Sie sind fuumlr Digital- und Analogsignale verfuumlgbar

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

23

Die PROFINET-Schnittstelle verbindet die CPU-Baugruppe mit dem SubnetzIndustrial Ethernet An ihr wird das Programmiergeraumlt angeschlossen wenn bei-spielsweise das Anwenderprogramm online zur CPU-Baugruppe uumlbertragen undan der Maschine getestet werden soll Uumlber diese Schnittstelle geschieht auch derDatenaustausch mit HMI-Stationen oder anderen Automatisierungsgeraumlten

Wird die CPU-Baugruppe mit nur einem Geraumlt uumlber Ethernet verbunden kann esdirekt mit einem Standard- oder bdquoCross-overldquo-Kabel geschehen Bei der Vernetzungvon mehr als zwei Geraumlten die nur eine PROFINET-Schnittstelle haben muumlssen dieVerbindungskabel uumlber einen Vervielfacher z B das Communication SwitchModule (CSM) gefuumlhrt werden CPU 1215 und CPU 1217 haben zwei mit einemSwitch verbundene Anschluumlsse so dass sie mit dem naumlchsten Automatisierungsge-raumlt ohne zwischengeschalteten Anschlussvervielfacher vernetzt werden koumlnnen

Kommunikationsbaugruppen (Communication Modules CM) gestatten denBetrieb an weiteren Bussystemen wie beispielsweise PROFIBUS DP Hier kann eine

Bild 12 Anschlussmoumlglichkeiten an eine PLC-Station mit CPU 1200

S

Anschluss von Geraumlten uumlberCommunication Module (CM)an PROFIBUS AS-Interfaceoder Punkt-zu-Punkt

Anschluss einesProgrammier-geraumlts

Anschluss einerHMI-Station(Basic Panel)

Anschluss einerweiteren S7-1200-Station oderanderer Geraumlte aufder Basis derOpen UserCommunication

Vervielfaumlltigung des Ethernet-Anschlusses mit demCommunication Switch Module(CSM)

Anschluss von Sensoren zBTaster oder Endschalter an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Anschluss von Aktoren zBSchuumltze oder Leuchten an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Mit einer Memory Card(MC) kann dasSteuerungsprogrammuumlbertragen und dasBetriebssystemhochgeruumlstet werden

Anschlussmoumlglichkeiten an eine CPU 1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

24

S7-1200-Station in einem DP-Mastersystem sowohl der DP-Master als auch ein DP-Slave sein An AS-Interface kann eine S7-1200-Station der AS-Interface-Master seinund bis zu 62 AS-Interface-Feldgeraumlte steuern Die Kommunikationsbaugruppe fuumlrdie Punkt-zu-Punkt-Kopplung gibt es mit RS232- oder RS485-Schnittstelle an diebeispielsweise ein Barcode- oder RFID-Leser angeschlossen werden kann

12 Uumlbersicht STEP 7

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Nutzungsberechtigung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuel-len Betriebssystemen Microsoft Windows Mit STEP 7 Basic oder STEP 7 Professionalkoumlnnen die S7-1200-Controller und ndash mit dem mitgelieferten WinCC Basic ndash dieBasic Panels projektiert werden Die Projektierung geschieht mit zwei Ansichtendie Portalansicht und die Projektansicht (Bild 13)

Die Portalansicht bietet eine aufgabenorientierte Sicht auf die installierten Werk-zeuge Auf der linken Seite sind die Portale fuumlr die Werkzeuge aufgelistet und in derMitte stehen die Aktionen zum ausgewaumlhlten Portal Das Fenster auf der rechtenSeite zeigt die Objekte die mit der ausgewaumlhlten Aktion bearbeitet werden koumlnnenFalls es erforderlich ist wird zur Bearbeitung des ausgewaumlhlten Objekts zur Pro-jektansicht gewechselt

Bild 13 Bedienoberflaumlchen im TIA Portal Portalansicht und Projektansicht

12 Uumlbersicht STEP 7

25

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt In der Geraumltekonfigurationsteht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittelpunkt In derGeraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platzierten Baugruppengezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt die Eigenschaften derselektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibt Unterstuumltzungdurch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Baugruppen DieNetzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

Bei der PLC-Programmierung bearbeiten Sie im Arbeitsbereich den ausgewaumlhltenBaustein Wiederum sehen Sie im Inspektorfenster die Eigenschaften des markier-ten Objekts und koumlnnen diese einstellen Das Aufgabenfenster enthaumllt diesmal denProgrammelemente-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Anweisungen undFunktionen Aumlhnliches gilt fuumlr die Bearbeitung der PLC-Variablen beim Online-Programmtest durch Beobachtungstabellen oder beim Projektieren eines HMI-Geraumlts

Und stets haben Sie die Projektnavigation im Blickfeld Sie enthaumllt alle Objekte desSTEP-7-Projekts So koumlnnen Sie jederzeit ein Objekt beispielsweise einen Pro-grammbaustein oder eine Beobachtungstabelle auswaumlhlen und dieses Objekt mitden entsprechenden Editoren die beim Oumlffnen des Objekts automatisch startenbearbeiten

Allgemeine Vorgehensweise fuumlr die Erstellung eines Steuerungsprogramms

Alle fuumlr die Steuerung und Bedienung der Maschine oder Anlage notwendigenAutomatisierungsdaten sind in einem Projekt zusammengefasst Ein Projekt isteine Ordnerstruktur im Dateisystem des Programmiergeraumlts

Mit STEP 7 legen Sie ein neues Projekt an und fuumlgen ein Automatisierungsgeraumlt(eine Station) hinzu Dabei bestimmen Sie den Typ des Controllers den Sie fuumlr IhrVorhaben benoumltigen Je nach Bedarf erweitern Sie die Station mit zusaumltzlichen Bau-gruppen die Sie dem Hardware-Katalog entnehmen Mit dem Konfigurationseditorstellen Sie alle Hardware-Parameter ein beispielsweise das Verhalten der Zentral-baugruppe beim Einschalten der Versorgungsspannung oder die Adressen derBaugruppen Im weiteren Verlauf der Projektbearbeitung koumlnnen Sie jederzeitzusaumltzliche Baugruppen hinzustecken vorhandene Baugruppen aus der Konfigu-ration entfernen oder die Einstellungen der Baugruppen aumlndern

Bei der Hardware-Konfiguration erhaumllt jeder Ein- und Ausgang eine Adresse diesich aus der Adresse der Signalbaugruppe ableitet Dieser Absolutadresse ordnenSie in der PLC-Variablentabelle einen Namen (eine Symboladresse) zu Der Pro-grammeditor arbeitet primaumlr mit Symboladressen die er ndash falls keine (Anwender-)Symboladressen vergeben werden ndash mit laufender Nummer generiert Diese auto-matisch generierten Symboladressen sagen nichts uumlber die Bedeutung des Ein-gangs oder Ausgangs aus Es wird empfohlen nur aussagekraumlftige Namen zu ver-wenden denn dadurch sinkt die Fehleranfaumllligkeit und das Anwenderprogrammist leichter lesbar

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

26

Das Steuerungsprogramm (das Anwenderprogramm) besteht aus einzelnen Unter-programmen die man Bausteine nennt Alle Anwenderbausteine sind im OrdnerProgrammbausteine gespeichert Beim Anlegen einer Station wird in diesen Ordnerein Organisationsbaustein mit der Nummer 1 (OB 1) und der Symboladresse Main(Hauptprogramm) eingefuumlgt Organisationsbausteine sind die Schnittstelle zwi-schen dem Betriebssystem der CPU und dem Anwenderprogramm Fuumlr die Struktu-rierung des Anwenderprogramms gibt es zusaumltzlich Funktionsbausteine undFunktionen und fuumlr die Anwenderdaten die Datenbausteine Ein Doppelklick aufeinen Baustein oumlffnet ihn und Sie koumlnnen das Bausteinprogramm eingeben DieProgrammiersprache fuumlr einen Baustein koumlnnen Sie frei waumlhlen je nachdem wel-che Vorlieben Sie haben oder welche Funktion der Baustein erfuumlllen soll Im Steue-rungsprogramm koumlnnen also alle Programmiersprachen vertreten sein

Die benoumltigten Programmelemente entnehmen Sie dem Programmelemente-Kata-log dessen Inhalt sich automatisch der verwendeten Programmiersprache anpasstDazu bdquoziehenldquo Sie mit der Maus das Programmelement aus dem Katalog in dengeoumlffneten Baustein (bdquodrag and dropldquo) Anschlieszligend beschriften Sie das Pro-grammelement mit den gewuumlnschten Variablen Das sind die (globalen) Variablenaus der PLC-Variablentabelle (Ein- und Ausgaumlnge) und die (lokalen) Variablen dieSie im Baustein selbst definieren zum Beispiel Zwischenspeicher fuumlr temporaumlreErgebnisse oder Bausteinparameter fuumlr die Uumlbergabe von Werten an das Baustein-programm

Sie koumlnnen jederzeit die Projektierung oder Programmierung unterbrechen dieeingegebenen Daten speichern und die Arbeiten zu einem spaumlteren Zeitpunkt fort-setzen Es wird immer das komplette Projekt gespeichert Dabei spielt es keineRolle ob das eingegebene Programm und die Daten vollstaumlndig oder in sich konsis-tent sind

Ein Projekt koumlnnen Sie bdquoofflineldquo ndash das heiszligt ohne Steuerungs-Hardware ndash erstellenZum Testen und Betreiben an der Maschine muumlssen Sie die Projektdaten in dieSteuerung bdquoladenldquo Beim Laden werden die Projektdaten bdquouumlbersetztldquo Dabei wirdder Code erzeugt den der Steuerungsprozessor bearbeiten kann Jetzt muss dasAnwenderprogramm vollstaumlndig und in sich konsistent sein sonst wird der Lade-vorgang nicht ausgefuumlhrt Sie koumlnnen eine Uumlbersetzung auch waumlhrend der Pro-grammerstellung anstoszligen und so beispielsweise pruumlfen ob der bis dahin einge-gebene Programmcode konsistent ist Mit einer im Programmiergeraumlt simulierten(Software-)Station koumlnnen Sie auch einem bdquoVorabtestldquo durchfuumlhren

STEP 7 stellt Ihnen zum Testen und Fehlersuchen umfangreiche Werkzeuge zurVerfuumlgung So koumlnnen Sie beispielsweise den Verlauf der Signalzustaumlnde im bear-beiteten Programm beobachten Variablenwerte vorgeben und vom getesteten Pro-gramm Zwischensicherungen erstellen Nach der Inbetriebnahme koumlnnen Sie dasAnwenderprogramm in komprimierter Form archivieren

Ein Projekt muss mindestens eine Station enthalten Das kann eine PLC- eine HMI-oder eine PC-Station sein In einem Projekt koumlnnen sich auch mehrere Stationenunterschiedlicher Art befinden Mit der Netzprojektierung erstellen Sie dann dieKommunikationsverbindungen fuumlr den Datenaustausch zwischen den Stationen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

27

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Die Automatisierungsdaten liegen im Automatisierungssystem an verschiedenenSpeicherplaumltzen Da ist zuerst einmal das Programmiergeraumlt Auf dessen Festplattewerden in einem STEP-7-Projekt saumlmtliche Automatisierungsdaten gespeichertBeim Konfigurieren Projektieren und Programmieren bearbeiten Sie die Projekt-daten mit STEP 7 im Hauptspeicher des Programmiergeraumlts (Bild 14)

Die Automatisierungsdaten im Programmiergeraumlt sind die Offline-ProjektdatenWenn STEP 7 die Automatisierungsdaten entsprechend aufbereitet (bdquouumlbersetztldquo)hat koumlnnen sie in ein angeschlossenes Automatisierungsgeraumlt geladen werdenDie in den Anwenderspeicher der CPU-Baugruppe geladenen Daten sind die Online-Projektdaten

Die Uumlbertragung der Projektdaten zwischen Programmiergeraumlt und CPU-Bau-gruppe kann mithilfe der SIMATIC Memory Card erfolgen Der Normalfall ist eineOnline-Verbindung zum Uumlbertragen Testen und Diagnostizieren

Anwenderspeicher

Der Anwenderspeicher in der CPU-Baugruppe besteht aus dem Ladespeicher demArbeitsspeicher und dem Remanenzspeicher

Im Ladespeicher steht das gesamte Anwenderprogramm einschlieszliglich Konfigu-rationsdaten (Systemdaten) Reicht der Umfang des internen auf der CPU-Bau-

Bild 14 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Memory Card

ArbeitsspeicherRemanenzspeicher

Hauptspeicher

Festplatte

Ladespeicher

Im Ladespeicher stehendie zur CPU uumlbertragenenProjektdaten Zusammen

mit den aktuellenVariablenwerten aus demArbeitsspeicher bilden siedie Online-Projektdaten

Mit der Memory Cardkann das Steuerungs-

programm zur CPUuumlbertragen werden

Im Arbeitsspeicher stehtder ablauffaumlhige Teil desSteuerungsprogramms

der zur Laufzeit bearbeitetwird

Im Remanenzspeicherstehen die Variablen die

ihren Wert bei Spannungs-ausfall oder beim Aus-

und Einschalten behalten

Auf der Festplattesind die Offline-

Projektdaten gespeichert

Alle Projektdaten werdenim Hauptspeicher desProgrammiergeraumlts

bearbeitet

Programmiergeraumlt CPU-Baugruppe

Uumlbertragung mit Online-Verbindung

Uumlbertragungbeim Einschalten

Speichern derProjektdaten

Datenhaltung im SIMATIC Automatisierungssystem

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

28

gruppe liegenden Ladespeichers nicht aus kann er auf die Memory Card bdquoverla-gertldquo werden (externer Ladespeicher) Vom Programmiergeraumlt aus wird dasAnwenderprogramm immer zuerst in den Ladespeicher uumlbertragen und von hieraus in den Arbeitsspeicher Das Programm im Ladespeicher wird nicht als Anwen-derprogramm bearbeitet Datenbausteine die beispielsweise Rezepte enthaltenkoumlnnen als bdquonicht ablaufrelevantldquo gekennzeichnet werden und werden dann nichtin den Arbeitsspeicher uumlbertragen Mit Systembausteinen kann vom Anwenderpro-gramm aus auf diese Datenbausteine zugegriffen werden Wie das Anwenderpro-gramm aus Bausteinen strukturiert ist entnehmen Sie dem Kapitel 16 bdquoBearbei-tung des Anwenderprogrammsldquo auf Seite 35

Der Arbeitsspeicher ist als schneller in vollem Umfang in der CPU integrierterRAM-Speicher ausgelegt Das Betriebssystem der CPU kopiert den bdquoablaufrelevan-tenldquo Programmcode und die Anwenderdaten in den Arbeitsspeicher bdquoAblaufrele-vantldquo ist eine Eigenschaft der vorhandenen Objekte nicht gleichbedeutend mit derTatsache dass ein bestimmter Codebaustein auch aufgerufen und bearbeitet wirdDas bdquoeigentlicheldquo Anwenderprogramm wird im Arbeitsspeicher bearbeitet

Beim Zuruumlckladen des gesamten Anwenderprogramms in das Programmiergeraumltwerden die Bausteine aus dem Ladespeicher geholt ergaumlnzt um die aktuellenWerte der Daten aus dem Arbeitsspeicher

Der Remanenzspeicher enthaumllt die als remanent definierten Merker und Datenva-riablen Die Werte im Remanenzspeicher bleiben nach einem Spannungsausfalloder beim Aus- und Einschalten der Versorgungsspannung erhalten Die Wertewerden geloumlscht bei einem Urloumlschen oder beim Zuruumlcksetzen der CPU-Baugruppeauf die Werkseinstellungen

Der Systemspeicher enthaumllt die Prozessabbilder fuumlr die Ein- und Ausgaumlnge Dassind Kopien der Ein- und Ausgangssignale von den Baugruppen Ebenfalls im Sys-temspeicher liegen die Operandenbereiche Merker und die temporaumlren Lokalda-ten Die temporaumlren Lokaldaten sind Zwischenspeicher fuumlr die Programmbearbei-tung in den Bausteinen des Anwenderprogramms

Die Memory Card kann als Uumlbertragungskarte das Anwenderprogramm in den CPU-Speicher uumlbertragen oder als Programmkarte der externe Ladespeicher sein Bei derAnwendung als Programmkarte muss die Memory Card zur Laufzeit in der CPU-Baugruppe gesteckt bleiben

Operandenbereiche

Beim Steuern einer Maschine oder eines Prozesses werden Signalzustaumlnde undZahlenwerte verarbeitet Eingaumlnge werden abgefragt deren Signalzustaumlndegemaumlszlig der Steuerungsaufgabe miteinander verknuumlpft und mit den Ergebnissendie Ausgaumlnge gesteuert Aumlhnlich ist es mit Zahlenwerten die ausgewaumlhlt berech-net verglichen und gespeichert werden CPU 1200 stellt fuumlr diese variablen Wertedie im Bild 15 gezeigten Speicherbereiche zur Verfuumlgung

b Peripherie-Eingaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Eingabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B die Einstellungvon Bedienelementen oder Sensoren abzufragen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

29

b Eingaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Eingaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn Signalzustaumlndeder Maschine abgefragt und verknuumlpft werden sollen Die Gesamtheit der Ein-gaumlnge ist das Eingangs-Prozessabbild

b Peripherie-Ausgaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Ausgabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B Anzeigen Ven-tile oder Schuumltze zu steuern

b Ausgaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Ausgaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn die Ergebnisseder Steuerungsfunktionen ausgegeben werden sollen Die Gesamtheit der Aus-gaumlnge ist das Ausgangs-Prozessabbild

b Merker sind ein Speicherbereich im Systemspeicher der CPU der als globalerZwischenspeicher bevorzugt fuumlr Binaumlrsignale verwendet wird

b Temporaumlre Lokaldaten sind Speicherbereiche die die CPU einem Codebausteinwaumlhrend der Bearbeitung zuweist Hier kann das Programm im Baustein Signal-zustaumlnde und Zahlenwerte temporaumlr zwischenspeichern die mit dem Bearbei-tungsende des Bausteins ihre Guumlltigkeit verlieren

b Daten sind Variablen im Anwenderspeicher die in Datenbausteinen mit ver-schiedenen Strukturen zusammengefasst sind Ein Datenbaustein der einemCodebaustein zugeordnet ist (Instanz-Datenbaustein) enthaumllt den Operanden-bereich statische Lokaldaten

Weitergehende Beschreibungen finden Sie in den Kapiteln 62 bdquoGlobale OperandenKonstanten und Adressierungldquo auf Seite 199 666 bdquoOperandenbereich temporaumlreLokaldatenldquo auf Seite 240 und 1253 bdquoOperandenbereich Datenldquo auf Seite 531

Globale und lokale Variablen

Variablen enthalten die im Anwenderprogramm bearbeiteten Werte Man kann siegrob in zwei Kategorien einteilen in globale und lokale Variablen

Bild 15 Operandenbereiche in einer PLC-Station

TemporaumlreLokaldaten

Ausgangs-Prozessabbild

Peripherie-Ausgaumlnge

Eingangs-Prozessabbild

Global-Daten-bausteine

Instanz-Daten-bausteine

Typ-Daten-bausteine

Peripherie-Eingaumlnge

Systemspeicher

Anwenderspeicher

Eingabe-baugruppen

Ausgabe-baugruppen

Merker

Operandenbereiche in einer CPU 1200

Inhaltsverzeichnis

16

1123 Gleitpunkt-Variable testen (KOP FUP) 445

1124 VARIANT-Zeiger testen (KOP FUP) 446

1125 VARIANT-Zeiger testen (SCL) 448

113 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte 451

1131 Grundrechnungsarten 451

1132 Division mit Rest als Ergebnis MOD 453

1133 Dekrementieren DEC Inkrementieren INC 453

114 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte 454

1141 Addition T_ADD 454

1142 Subtraktion T_SUB 455

1143 Differenz T_DIFF 456

1144 Zusammenfassen T_COMBINE 456

115 Mathematische Funktionen 456

1151 Winkelfunktionen SIN COS TAN 457

1152 Arcusfunktionen ASIN ACOS ATAN 458

1153 Quadrat bilden SQR 458

1154 Quadratwurzel ziehen SQRT 458

1155 Potenzieren zur Basis e EXP 459

1156 Natuumlrlichen Logarithmus berechnen LN 459

1157 Nachkommastellen extrahieren FRAC 460

1158 Potenzieren zu einer beliebigen Basis EXPT 460

1159 Absolutwertbildung ABS 460

11510 Negation NEG 460

116 Konvertierungsfunktionen (Datentypwandlung) 461

1161 Implizite Datentypkonvertierung 462

1162 Variablen uumlberlagern (Datentypsichten) 464

1163 Konvertierungsfunktionen CONVERT S_CONV und T_CONV 466

1164 Konvertierungsfunktionen fuumlr Gleitpunktzahlen 472

1165 Konvertierungsfunktionen STRG_TO_CHARS und CHARS_TO_STRG 473

1166 Konvertierungsfunktionen STRG_VAL und VAL_STRG 475

1167 Konvertierungsfunktionen ATH und HTA 478

1168 Konvertierungsfunktionen SCALE_X und NORM_X 480

117 Schiebefunktionen 480

118 Logikfunktionen 483

1181 Wortverknuumlpfungen 483

1182 Invertieren INVERT 485

1183 Codierfunktionen DECO und ENCO 485

1184 Auswahlfunktionen SEL MUX und DEMUX 487

1185 Auswahlfunktionen MIN und MAX 488

1186 Begrenzer LIMIT 490

119 Zeichenketten bearbeiten 490

1110 Rechnen mit der CALCULATE-Box (KOP FUP) 496

1111 Symbolnamen lesen 498

Inhaltsverzeichnis

17

12 Programmsteuerung 503

121 Sprungfunktionen 503

1211 Sprung abhaumlngig vom Verknuumlpfungsergebnis (KOP FUP) 504

1212 Sprungliste JMP_LIST (KOP FUP) 505

1213 Sprungverteiler SWITCH (KOP FUP) 506

1214 Absoluter Sprung GOTO (SCL) 507

122 Bausteinende-Funktion 508

123 Aufruf von Codebausteinen 509

1231 Wissenswertes zum Bausteinaufruf 509

1232 Aufruf einer Funktion (FC) 510

1233 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) 510

1234 Asynchron arbeitende Systembausteine 511

1235 ENENO-Mechanismus 513

124 Arbeiten mit Bausteinen 515

1241 Bausteine mit optimiertem und Standardzugriff 515

1242 Datentypen der lokalen Variablen 517

1243 Bausteinparameter adressieren 519

1244 Bausteinparameter versorgen 521

1245 Parametertyp VARIANT 523

1246 Uumlbergabe von Bausteinparametern 525

125 Datenbausteinfunktionen 528

1251 Hardware-Datentyp DB_ANY 529

1252 Konvertierung von DB_ANY 530

1253 Operandenbereich Daten 531

1254 Adressierung von Datenbausteinen 533

1255 Datenbausteinattribute lesen 534

1256 CPU-Datenbausteine 535

1257 Ladespeicher lesen und schreiben 538

13 Online-Betrieb Diagnose und Test 542

131 Programmiergeraumlt an die PLC-Station anschlieszligen 543

132 Projektdaten uumlbertragen 545

1321 Die Projektdaten erstmalig laden 546

1322 Die Projektdaten nachladen 548

1323 Das Anwenderprogramm schuumltzen 549

1324 Mit Online-Projektdaten arbeiten 552

1325 Mit der Memory Card arbeiten 554

133 Mit Bausteinen im Online-Betrieb arbeiten 557

1331 Einfuumlhrung 557

1332 Einen Online-Baustein bearbeiten 558

1333 Einen Baustein laden und zuruumlckladen 559

1334 Ohne Reinitialisierung laden 560

1335 Mit Momentaufnahmen arbeiten 562

Inhaltsverzeichnis

18

1336 Mit Einstellwerten arbeiten 563

1337 Bausteine vergleichen 565

134 Hardware-Diagnose 568

1341 Status-Anzeigen an den Baugruppen 569

1342 Diagnosefenster 570

1343 Diagnosepuffer 571

1344 Online-Tools 572

1345 Weitere Diagnose-Informationen uumlber das Programmiergeraumlt 573

135 Anwenderprogramm testen 574

1351 Aufrufumgebung definieren 575

1352 Testen mit Programmstatus 575

1353 PLC-Variablen beobachten 580

1354 Datenvariablen beobachten und steuern 580

1355 Testen mit Beobachtungstabellen 581

1356 Testen mit der Force-Tabelle 588

136 Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion 591

1361 Einfuumlhrung 591

1362 Erstellen der Trace-Konfiguration 591

1363 Messwerte aufzeichnen 592

1364 Messungen auswerten 593

1365 Messungen speichern 595

14 Dezentrale Peripherie 596

141 Einfuumlhrung Uumlbersicht 596

142 PROFINET IO 597

1421 Komponenten von PROFINET IO 597

1422 Adressen bei PROFINET IO 599

1423 PROFINET IO projektieren 601

1424 Echtzeit-Kommunikation bei PROFINET IO 606

143 PROFIBUS DP 607

1431 Komponenten von PROFIBUS DP 607

1432 Adressen bei PROFIBUS DP 610

1433 PROFIBUS DP projektieren 612

144 Systembausteine fuumlr PROFINET IO und PROFIBUS DP 615

1441 Peripheriedaten lesen und schreiben 615

1442 Datensaumltze uumlbertragen 618

1443 Dezentrale Station aktivierendeaktivieren 621

145 DPV1-Alarme 622

146 AktorSensor-Interface 624

1461 Komponenten von AktorSensor-Interface 624

1462 AS-i-Master CM 1243-2 projektieren 624

1463 AktorSensor-Interface projektieren 624

1464 Schnittstelle zum Anwenderprogramm 626

Inhaltsverzeichnis

19

15 Kommunikation 628

151 Uumlbersicht 628

152 Open User Communication 631

1521 Grundlagen 631

1522 Datenstruktur der Open User Communication 631

1523 Verbindung aufbauen und Daten senden mit TSEND_C 632

1524 Verbindung aufbauen und Daten empfangen mit TRCV_C 634

1525 Open User Communication projektieren 636

1526 Weitere Funktionen fuumlr die Open User Communication 637

153 S7-Kommunikation 639

1531 Grundlagen 639

1532 Datenaustausch mit GET und PUT 640

1533 S7-Kommunikation projektieren 642

154 Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 643

1541 Einfuumlhrung in die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 643

1542 Konfigurieren der Kommunikationsbaugruppe CM 1241 643

1543 Funktionen fuumlr die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 646

155 Weitere Kommunikationsfunktionen 649

1551 USS-Protokoll fuumlr Antriebe 649

1552 Modbus RTU 651

1553 Modbus TCP 653

16 Visualisierung 656

161 Einfuumlhrung in die Visualisierung 656

1611 Uumlbersicht HMI Panels in STEP 7 (TIA Portal) 657

1612 Ein Projekt mit einer HMI-Station anlegen 659

1613 Querverweise fuumlr HMI-Objekte 661

162 HMI-Variablen und Bereichszeiger anlegen 663

1621 Einfuumlhrung HMI-Variablen 663

1622 Eine HMI-Variable anlegen 664

1623 Einen Bereichszeiger anlegen 665

163 Prozessbilder projektieren 667

1631 Einfuumlhrung in die Projektierung von Prozessbildern 667

1632 Arbeitsfenster fuumlr Prozessbilder 668

1633 Arbeiten mit Bildebenen 668

1634 Arbeiten mit Vorlagen 669

1635 Arbeiten mit Funktionstasten 670

1636 Ein neues Bild anlegen 672

1637 Einen Bildwechsel projektieren 672

1638 Arbeiten mit Objekten in Prozessbildern 673

1639 Bildobjekte zur Laufzeit veraumlndern 674

16310 Basisobjekte fuumlr die Bildprojektierung 674

Inhaltsverzeichnis

20

164 Bedien- und Beobachtungsfunktionen 6751641 Eingabe und Anzeige von Prozesswerten 6751642 Arbeiten mit Meldungen 6781643 Arbeiten mit Rezepturen 6871644 Arbeiten mit der Benutzerverwaltung 6921645 Arbeiten mit Archiven 6951646 Aufgaben planen 697

165 HMI-Projektierung fertig stellen 6971651 HMI-Projektierung uumlbersetzen (Konsistenzpruumlfung) 6971652 Simulation der HMI-Projektierung 6981653 Projektierung in die HMI-Station laden 6991654 Wartung der HMI-Station 701

17 Anhang 704

171 Integrierte und technologische Funktionen 7041711 High Speed Counter (HSC) 7041712 Impulsgenerator 7101713 Technologieobjekte fuumlr Motion Control 7131714 Technologieobjekte fuumlr PID Control 718

172 Fernverbindung mit TeleService 722

173 TeleControl mit CP 1242-7 724

174 Webserver 7261741 Webserver aktivieren 7261742 Zugriff auf den Webserver 7261743 Standard-Webseiten 727

175 Daten protokollieren und mit Rezepturen arbeiten 7291751 Einfuumlhrung in die Datenprotokollierung 7291752 Funktionen fuumlr die Datenprotokollierung 7301753 Einfuumlhrung zur Rezepturenuumlbertragung 7321754 Funktionen fuumlr die Rezepturenuumlbertragung 734

176 Simulation mit S7-PLCSIM 7351761 S7-PLCSIM allgemein 7351762 Die Bedienoberflaumlche von S7-PLCSIM 7361763 In S7-PLCSIM mit STEP-7-Testfunktionen testen 7371764 Mit einem Simulationsprojekt arbeiten 7391765 Mit dem Adressbereich testen 7401766 Mit der SIM-Tabelle testen 7411767 Mit der Sequenztabelle testen 742

Stichwortverzeichnis 746

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

21

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

SIMATIC S7-1200 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den unteren undmittleren Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Signalbaugruppen sowie mit Kommunikationsbaugruppenmodular erweitert werden Das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200 ist naht-los eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Die Controller SIMATIC S7-1200 bilden als speicherprogrammierbare Steuerun-gen (SPS oder PLC Programmable Logic Controller) die Basis des Automatisie-rungssystems Mehrere Controller mit abgestufter Leistungsfaumlhigkeit uumlberdeckenden unteren und mittleren Bereich der industriellen Steuerungen

SIMATIC HMI bedeutet Bedienen und Beobachten (HMI Human Machine Inter-face) Die Basic Panels sind so ausgelegt dass sie optimal mit SIMATIC S7-1200zusammenarbeiten Die Geraumlte sind in Displaygroumlszligen von 36 Zoll bis 15 Zoll ver-fuumlgbar und werden uumlber Touchscreen bedient Bis auf das 15-Zoll-Geraumlt haben dieGeraumlte zusaumltzlich Funktionstasten

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1200

SIMATIC Controller steuern die Maschine oder Anlage

Bedienen und Beobachten zum Fuumlhrender Anlage im laufenden Betrieb

SIMATIC NET

SIMATIC HMI STEP 7(TIA Portal)

SIMATIC S7-1200

Vernetzung zum Datenaustauschund zentralen Online-Zugriff

Software zum Konfigurierenund ProgrammierenProjektieren

SS

S S S

Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

22

SIMATIC NET verbindet alle SIMATIC-Stationen und sorgt fuumlr komplikationslosenDatenaustausch SIMATIC S7-1200 mit PROFINET-Schnittstelle verwendet dasIndustrial Ethernet Netzwerk um mit anderen PLC-Stationen HMI-Stationen undProgrammiergeraumlten Daten auszutauschen Kommunikationsbaugruppen erwei-tern die Kommunikationsfaumlhigkeit auf andere Netze wie PROFIBUS DP AktorSen-sor-Interface oder Punkt-zu-Punkt-Kopplung auf RS232- oder RS485-Basis

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert und parametriert mit STEP 7 wird das Anwenderprogrammerstellt und getestet Das TIA Portal ist die zentrale Bedienoberflaumlche zum Verwal-ten der Werkzeuge und Automatisierungsdaten STEP 7 im TIA Portal gibt es in denVarianten STEP 7 Professional und STEP 7 Basic Mit beiden Varianten kann eine S7-1200-Station projektiert und programmiert werden In diesem Buch ist die Anwen-dung von STEP 7 Basic beschrieben

Komponenten und Anschluumlsse

Das Bild 12 zeigt einen Uumlberblick uumlber die Anschlussmoumlglichkeiten an einen BasicController S7-1200

Die Zentralbaugruppe (Central Processor Unit CPU) enthaumllt das Betriebssystemund das Anwenderprogramm Das Anwenderprogramm befindet sich span-nungsausfallsicher im Ladespeicher Die ablaufrelevanten Teile des Anwender-programms werden in einem Arbeitsspeicher mit schnellem Zugriff bearbeitetVariablenwerte die auch bei Spannungsausfall oder beim Aus- und Einschaltenihren Wert behalten sollen werden im Remanenzspeicher abgelegt

Mithilfe einer steckbaren Speicherkarte (Memory Card MC) kann das Anwender-programm auf die CPU-Baugruppe uumlbertragen werden ndash alternativ zum Uumlbertragenuumlber eine Online-Verbindung mit dem Programmiergeraumlt Die Speicherkarte kannauch als externer Ladespeicher oder zum Firmware-Update eingesetzt werden

Die Verbindung zur Anlage oder zum Prozess uumlbernehmen Onboard-Ein- und-Ausgaben die je nach Version der Zentralbaugruppe in unterschiedlicher Anzahlvorhanden sind Die Onboard-Ein- und -Ausgaben sind auch speziell fuumlr denBetrieb der integrierten Hochgeschwindigkeitszaumlhler (HSC High Speed Counter)ausgelegt Das Betriebssystem enthaumllt auszligerdem Impulsgeneratoren mit weiten-modulierter Impulsausgabe sowie die Technologieobjekte Achse zur Ansteuerungvon Schrittmotoren und Servomotoren mit Pulsschnittstelle und PID Compacteinen PID-Regler mit optimierter Selbsteinstellung

Mit einem Signal Board (SB) koumlnnen die Onboard-Ein- und -Ausgaben erweitertwerden Das Communication Board (CB) schafft einen Punkt-zu-Punkt-Anschlussfuumlr die CPU-Baugruppe und das Battery Board (BB) verlaumlngert die Gangreserve derintegrierten Hardware-Uhr auf etwa ein Jahr

Sind zusaumltzliche Ein- und Ausgaumlnge erforderlich koumlnnen ndash je nach Version derCPU-Baugruppe ndash Ein-Ausgabebaugruppen (Signal Modules SM) an die CPU-Baugruppe angesteckt werden Sie sind fuumlr Digital- und Analogsignale verfuumlgbar

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

23

Die PROFINET-Schnittstelle verbindet die CPU-Baugruppe mit dem SubnetzIndustrial Ethernet An ihr wird das Programmiergeraumlt angeschlossen wenn bei-spielsweise das Anwenderprogramm online zur CPU-Baugruppe uumlbertragen undan der Maschine getestet werden soll Uumlber diese Schnittstelle geschieht auch derDatenaustausch mit HMI-Stationen oder anderen Automatisierungsgeraumlten

Wird die CPU-Baugruppe mit nur einem Geraumlt uumlber Ethernet verbunden kann esdirekt mit einem Standard- oder bdquoCross-overldquo-Kabel geschehen Bei der Vernetzungvon mehr als zwei Geraumlten die nur eine PROFINET-Schnittstelle haben muumlssen dieVerbindungskabel uumlber einen Vervielfacher z B das Communication SwitchModule (CSM) gefuumlhrt werden CPU 1215 und CPU 1217 haben zwei mit einemSwitch verbundene Anschluumlsse so dass sie mit dem naumlchsten Automatisierungsge-raumlt ohne zwischengeschalteten Anschlussvervielfacher vernetzt werden koumlnnen

Kommunikationsbaugruppen (Communication Modules CM) gestatten denBetrieb an weiteren Bussystemen wie beispielsweise PROFIBUS DP Hier kann eine

Bild 12 Anschlussmoumlglichkeiten an eine PLC-Station mit CPU 1200

S

Anschluss von Geraumlten uumlberCommunication Module (CM)an PROFIBUS AS-Interfaceoder Punkt-zu-Punkt

Anschluss einesProgrammier-geraumlts

Anschluss einerHMI-Station(Basic Panel)

Anschluss einerweiteren S7-1200-Station oderanderer Geraumlte aufder Basis derOpen UserCommunication

Vervielfaumlltigung des Ethernet-Anschlusses mit demCommunication Switch Module(CSM)

Anschluss von Sensoren zBTaster oder Endschalter an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Anschluss von Aktoren zBSchuumltze oder Leuchten an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Mit einer Memory Card(MC) kann dasSteuerungsprogrammuumlbertragen und dasBetriebssystemhochgeruumlstet werden

Anschlussmoumlglichkeiten an eine CPU 1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

24

S7-1200-Station in einem DP-Mastersystem sowohl der DP-Master als auch ein DP-Slave sein An AS-Interface kann eine S7-1200-Station der AS-Interface-Master seinund bis zu 62 AS-Interface-Feldgeraumlte steuern Die Kommunikationsbaugruppe fuumlrdie Punkt-zu-Punkt-Kopplung gibt es mit RS232- oder RS485-Schnittstelle an diebeispielsweise ein Barcode- oder RFID-Leser angeschlossen werden kann

12 Uumlbersicht STEP 7

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Nutzungsberechtigung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuel-len Betriebssystemen Microsoft Windows Mit STEP 7 Basic oder STEP 7 Professionalkoumlnnen die S7-1200-Controller und ndash mit dem mitgelieferten WinCC Basic ndash dieBasic Panels projektiert werden Die Projektierung geschieht mit zwei Ansichtendie Portalansicht und die Projektansicht (Bild 13)

Die Portalansicht bietet eine aufgabenorientierte Sicht auf die installierten Werk-zeuge Auf der linken Seite sind die Portale fuumlr die Werkzeuge aufgelistet und in derMitte stehen die Aktionen zum ausgewaumlhlten Portal Das Fenster auf der rechtenSeite zeigt die Objekte die mit der ausgewaumlhlten Aktion bearbeitet werden koumlnnenFalls es erforderlich ist wird zur Bearbeitung des ausgewaumlhlten Objekts zur Pro-jektansicht gewechselt

Bild 13 Bedienoberflaumlchen im TIA Portal Portalansicht und Projektansicht

12 Uumlbersicht STEP 7

25

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt In der Geraumltekonfigurationsteht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittelpunkt In derGeraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platzierten Baugruppengezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt die Eigenschaften derselektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibt Unterstuumltzungdurch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Baugruppen DieNetzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

Bei der PLC-Programmierung bearbeiten Sie im Arbeitsbereich den ausgewaumlhltenBaustein Wiederum sehen Sie im Inspektorfenster die Eigenschaften des markier-ten Objekts und koumlnnen diese einstellen Das Aufgabenfenster enthaumllt diesmal denProgrammelemente-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Anweisungen undFunktionen Aumlhnliches gilt fuumlr die Bearbeitung der PLC-Variablen beim Online-Programmtest durch Beobachtungstabellen oder beim Projektieren eines HMI-Geraumlts

Und stets haben Sie die Projektnavigation im Blickfeld Sie enthaumllt alle Objekte desSTEP-7-Projekts So koumlnnen Sie jederzeit ein Objekt beispielsweise einen Pro-grammbaustein oder eine Beobachtungstabelle auswaumlhlen und dieses Objekt mitden entsprechenden Editoren die beim Oumlffnen des Objekts automatisch startenbearbeiten

Allgemeine Vorgehensweise fuumlr die Erstellung eines Steuerungsprogramms

Alle fuumlr die Steuerung und Bedienung der Maschine oder Anlage notwendigenAutomatisierungsdaten sind in einem Projekt zusammengefasst Ein Projekt isteine Ordnerstruktur im Dateisystem des Programmiergeraumlts

Mit STEP 7 legen Sie ein neues Projekt an und fuumlgen ein Automatisierungsgeraumlt(eine Station) hinzu Dabei bestimmen Sie den Typ des Controllers den Sie fuumlr IhrVorhaben benoumltigen Je nach Bedarf erweitern Sie die Station mit zusaumltzlichen Bau-gruppen die Sie dem Hardware-Katalog entnehmen Mit dem Konfigurationseditorstellen Sie alle Hardware-Parameter ein beispielsweise das Verhalten der Zentral-baugruppe beim Einschalten der Versorgungsspannung oder die Adressen derBaugruppen Im weiteren Verlauf der Projektbearbeitung koumlnnen Sie jederzeitzusaumltzliche Baugruppen hinzustecken vorhandene Baugruppen aus der Konfigu-ration entfernen oder die Einstellungen der Baugruppen aumlndern

Bei der Hardware-Konfiguration erhaumllt jeder Ein- und Ausgang eine Adresse diesich aus der Adresse der Signalbaugruppe ableitet Dieser Absolutadresse ordnenSie in der PLC-Variablentabelle einen Namen (eine Symboladresse) zu Der Pro-grammeditor arbeitet primaumlr mit Symboladressen die er ndash falls keine (Anwender-)Symboladressen vergeben werden ndash mit laufender Nummer generiert Diese auto-matisch generierten Symboladressen sagen nichts uumlber die Bedeutung des Ein-gangs oder Ausgangs aus Es wird empfohlen nur aussagekraumlftige Namen zu ver-wenden denn dadurch sinkt die Fehleranfaumllligkeit und das Anwenderprogrammist leichter lesbar

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

26

Das Steuerungsprogramm (das Anwenderprogramm) besteht aus einzelnen Unter-programmen die man Bausteine nennt Alle Anwenderbausteine sind im OrdnerProgrammbausteine gespeichert Beim Anlegen einer Station wird in diesen Ordnerein Organisationsbaustein mit der Nummer 1 (OB 1) und der Symboladresse Main(Hauptprogramm) eingefuumlgt Organisationsbausteine sind die Schnittstelle zwi-schen dem Betriebssystem der CPU und dem Anwenderprogramm Fuumlr die Struktu-rierung des Anwenderprogramms gibt es zusaumltzlich Funktionsbausteine undFunktionen und fuumlr die Anwenderdaten die Datenbausteine Ein Doppelklick aufeinen Baustein oumlffnet ihn und Sie koumlnnen das Bausteinprogramm eingeben DieProgrammiersprache fuumlr einen Baustein koumlnnen Sie frei waumlhlen je nachdem wel-che Vorlieben Sie haben oder welche Funktion der Baustein erfuumlllen soll Im Steue-rungsprogramm koumlnnen also alle Programmiersprachen vertreten sein

Die benoumltigten Programmelemente entnehmen Sie dem Programmelemente-Kata-log dessen Inhalt sich automatisch der verwendeten Programmiersprache anpasstDazu bdquoziehenldquo Sie mit der Maus das Programmelement aus dem Katalog in dengeoumlffneten Baustein (bdquodrag and dropldquo) Anschlieszligend beschriften Sie das Pro-grammelement mit den gewuumlnschten Variablen Das sind die (globalen) Variablenaus der PLC-Variablentabelle (Ein- und Ausgaumlnge) und die (lokalen) Variablen dieSie im Baustein selbst definieren zum Beispiel Zwischenspeicher fuumlr temporaumlreErgebnisse oder Bausteinparameter fuumlr die Uumlbergabe von Werten an das Baustein-programm

Sie koumlnnen jederzeit die Projektierung oder Programmierung unterbrechen dieeingegebenen Daten speichern und die Arbeiten zu einem spaumlteren Zeitpunkt fort-setzen Es wird immer das komplette Projekt gespeichert Dabei spielt es keineRolle ob das eingegebene Programm und die Daten vollstaumlndig oder in sich konsis-tent sind

Ein Projekt koumlnnen Sie bdquoofflineldquo ndash das heiszligt ohne Steuerungs-Hardware ndash erstellenZum Testen und Betreiben an der Maschine muumlssen Sie die Projektdaten in dieSteuerung bdquoladenldquo Beim Laden werden die Projektdaten bdquouumlbersetztldquo Dabei wirdder Code erzeugt den der Steuerungsprozessor bearbeiten kann Jetzt muss dasAnwenderprogramm vollstaumlndig und in sich konsistent sein sonst wird der Lade-vorgang nicht ausgefuumlhrt Sie koumlnnen eine Uumlbersetzung auch waumlhrend der Pro-grammerstellung anstoszligen und so beispielsweise pruumlfen ob der bis dahin einge-gebene Programmcode konsistent ist Mit einer im Programmiergeraumlt simulierten(Software-)Station koumlnnen Sie auch einem bdquoVorabtestldquo durchfuumlhren

STEP 7 stellt Ihnen zum Testen und Fehlersuchen umfangreiche Werkzeuge zurVerfuumlgung So koumlnnen Sie beispielsweise den Verlauf der Signalzustaumlnde im bear-beiteten Programm beobachten Variablenwerte vorgeben und vom getesteten Pro-gramm Zwischensicherungen erstellen Nach der Inbetriebnahme koumlnnen Sie dasAnwenderprogramm in komprimierter Form archivieren

Ein Projekt muss mindestens eine Station enthalten Das kann eine PLC- eine HMI-oder eine PC-Station sein In einem Projekt koumlnnen sich auch mehrere Stationenunterschiedlicher Art befinden Mit der Netzprojektierung erstellen Sie dann dieKommunikationsverbindungen fuumlr den Datenaustausch zwischen den Stationen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

27

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Die Automatisierungsdaten liegen im Automatisierungssystem an verschiedenenSpeicherplaumltzen Da ist zuerst einmal das Programmiergeraumlt Auf dessen Festplattewerden in einem STEP-7-Projekt saumlmtliche Automatisierungsdaten gespeichertBeim Konfigurieren Projektieren und Programmieren bearbeiten Sie die Projekt-daten mit STEP 7 im Hauptspeicher des Programmiergeraumlts (Bild 14)

Die Automatisierungsdaten im Programmiergeraumlt sind die Offline-ProjektdatenWenn STEP 7 die Automatisierungsdaten entsprechend aufbereitet (bdquouumlbersetztldquo)hat koumlnnen sie in ein angeschlossenes Automatisierungsgeraumlt geladen werdenDie in den Anwenderspeicher der CPU-Baugruppe geladenen Daten sind die Online-Projektdaten

Die Uumlbertragung der Projektdaten zwischen Programmiergeraumlt und CPU-Bau-gruppe kann mithilfe der SIMATIC Memory Card erfolgen Der Normalfall ist eineOnline-Verbindung zum Uumlbertragen Testen und Diagnostizieren

Anwenderspeicher

Der Anwenderspeicher in der CPU-Baugruppe besteht aus dem Ladespeicher demArbeitsspeicher und dem Remanenzspeicher

Im Ladespeicher steht das gesamte Anwenderprogramm einschlieszliglich Konfigu-rationsdaten (Systemdaten) Reicht der Umfang des internen auf der CPU-Bau-

Bild 14 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Memory Card

ArbeitsspeicherRemanenzspeicher

Hauptspeicher

Festplatte

Ladespeicher

Im Ladespeicher stehendie zur CPU uumlbertragenenProjektdaten Zusammen

mit den aktuellenVariablenwerten aus demArbeitsspeicher bilden siedie Online-Projektdaten

Mit der Memory Cardkann das Steuerungs-

programm zur CPUuumlbertragen werden

Im Arbeitsspeicher stehtder ablauffaumlhige Teil desSteuerungsprogramms

der zur Laufzeit bearbeitetwird

Im Remanenzspeicherstehen die Variablen die

ihren Wert bei Spannungs-ausfall oder beim Aus-

und Einschalten behalten

Auf der Festplattesind die Offline-

Projektdaten gespeichert

Alle Projektdaten werdenim Hauptspeicher desProgrammiergeraumlts

bearbeitet

Programmiergeraumlt CPU-Baugruppe

Uumlbertragung mit Online-Verbindung

Uumlbertragungbeim Einschalten

Speichern derProjektdaten

Datenhaltung im SIMATIC Automatisierungssystem

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

28

gruppe liegenden Ladespeichers nicht aus kann er auf die Memory Card bdquoverla-gertldquo werden (externer Ladespeicher) Vom Programmiergeraumlt aus wird dasAnwenderprogramm immer zuerst in den Ladespeicher uumlbertragen und von hieraus in den Arbeitsspeicher Das Programm im Ladespeicher wird nicht als Anwen-derprogramm bearbeitet Datenbausteine die beispielsweise Rezepte enthaltenkoumlnnen als bdquonicht ablaufrelevantldquo gekennzeichnet werden und werden dann nichtin den Arbeitsspeicher uumlbertragen Mit Systembausteinen kann vom Anwenderpro-gramm aus auf diese Datenbausteine zugegriffen werden Wie das Anwenderpro-gramm aus Bausteinen strukturiert ist entnehmen Sie dem Kapitel 16 bdquoBearbei-tung des Anwenderprogrammsldquo auf Seite 35

Der Arbeitsspeicher ist als schneller in vollem Umfang in der CPU integrierterRAM-Speicher ausgelegt Das Betriebssystem der CPU kopiert den bdquoablaufrelevan-tenldquo Programmcode und die Anwenderdaten in den Arbeitsspeicher bdquoAblaufrele-vantldquo ist eine Eigenschaft der vorhandenen Objekte nicht gleichbedeutend mit derTatsache dass ein bestimmter Codebaustein auch aufgerufen und bearbeitet wirdDas bdquoeigentlicheldquo Anwenderprogramm wird im Arbeitsspeicher bearbeitet

Beim Zuruumlckladen des gesamten Anwenderprogramms in das Programmiergeraumltwerden die Bausteine aus dem Ladespeicher geholt ergaumlnzt um die aktuellenWerte der Daten aus dem Arbeitsspeicher

Der Remanenzspeicher enthaumllt die als remanent definierten Merker und Datenva-riablen Die Werte im Remanenzspeicher bleiben nach einem Spannungsausfalloder beim Aus- und Einschalten der Versorgungsspannung erhalten Die Wertewerden geloumlscht bei einem Urloumlschen oder beim Zuruumlcksetzen der CPU-Baugruppeauf die Werkseinstellungen

Der Systemspeicher enthaumllt die Prozessabbilder fuumlr die Ein- und Ausgaumlnge Dassind Kopien der Ein- und Ausgangssignale von den Baugruppen Ebenfalls im Sys-temspeicher liegen die Operandenbereiche Merker und die temporaumlren Lokalda-ten Die temporaumlren Lokaldaten sind Zwischenspeicher fuumlr die Programmbearbei-tung in den Bausteinen des Anwenderprogramms

Die Memory Card kann als Uumlbertragungskarte das Anwenderprogramm in den CPU-Speicher uumlbertragen oder als Programmkarte der externe Ladespeicher sein Bei derAnwendung als Programmkarte muss die Memory Card zur Laufzeit in der CPU-Baugruppe gesteckt bleiben

Operandenbereiche

Beim Steuern einer Maschine oder eines Prozesses werden Signalzustaumlnde undZahlenwerte verarbeitet Eingaumlnge werden abgefragt deren Signalzustaumlndegemaumlszlig der Steuerungsaufgabe miteinander verknuumlpft und mit den Ergebnissendie Ausgaumlnge gesteuert Aumlhnlich ist es mit Zahlenwerten die ausgewaumlhlt berech-net verglichen und gespeichert werden CPU 1200 stellt fuumlr diese variablen Wertedie im Bild 15 gezeigten Speicherbereiche zur Verfuumlgung

b Peripherie-Eingaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Eingabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B die Einstellungvon Bedienelementen oder Sensoren abzufragen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

29

b Eingaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Eingaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn Signalzustaumlndeder Maschine abgefragt und verknuumlpft werden sollen Die Gesamtheit der Ein-gaumlnge ist das Eingangs-Prozessabbild

b Peripherie-Ausgaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Ausgabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B Anzeigen Ven-tile oder Schuumltze zu steuern

b Ausgaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Ausgaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn die Ergebnisseder Steuerungsfunktionen ausgegeben werden sollen Die Gesamtheit der Aus-gaumlnge ist das Ausgangs-Prozessabbild

b Merker sind ein Speicherbereich im Systemspeicher der CPU der als globalerZwischenspeicher bevorzugt fuumlr Binaumlrsignale verwendet wird

b Temporaumlre Lokaldaten sind Speicherbereiche die die CPU einem Codebausteinwaumlhrend der Bearbeitung zuweist Hier kann das Programm im Baustein Signal-zustaumlnde und Zahlenwerte temporaumlr zwischenspeichern die mit dem Bearbei-tungsende des Bausteins ihre Guumlltigkeit verlieren

b Daten sind Variablen im Anwenderspeicher die in Datenbausteinen mit ver-schiedenen Strukturen zusammengefasst sind Ein Datenbaustein der einemCodebaustein zugeordnet ist (Instanz-Datenbaustein) enthaumllt den Operanden-bereich statische Lokaldaten

Weitergehende Beschreibungen finden Sie in den Kapiteln 62 bdquoGlobale OperandenKonstanten und Adressierungldquo auf Seite 199 666 bdquoOperandenbereich temporaumlreLokaldatenldquo auf Seite 240 und 1253 bdquoOperandenbereich Datenldquo auf Seite 531

Globale und lokale Variablen

Variablen enthalten die im Anwenderprogramm bearbeiteten Werte Man kann siegrob in zwei Kategorien einteilen in globale und lokale Variablen

Bild 15 Operandenbereiche in einer PLC-Station

TemporaumlreLokaldaten

Ausgangs-Prozessabbild

Peripherie-Ausgaumlnge

Eingangs-Prozessabbild

Global-Daten-bausteine

Instanz-Daten-bausteine

Typ-Daten-bausteine

Peripherie-Eingaumlnge

Systemspeicher

Anwenderspeicher

Eingabe-baugruppen

Ausgabe-baugruppen

Merker

Operandenbereiche in einer CPU 1200

Inhaltsverzeichnis

17

12 Programmsteuerung 503

121 Sprungfunktionen 503

1211 Sprung abhaumlngig vom Verknuumlpfungsergebnis (KOP FUP) 504

1212 Sprungliste JMP_LIST (KOP FUP) 505

1213 Sprungverteiler SWITCH (KOP FUP) 506

1214 Absoluter Sprung GOTO (SCL) 507

122 Bausteinende-Funktion 508

123 Aufruf von Codebausteinen 509

1231 Wissenswertes zum Bausteinaufruf 509

1232 Aufruf einer Funktion (FC) 510

1233 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) 510

1234 Asynchron arbeitende Systembausteine 511

1235 ENENO-Mechanismus 513

124 Arbeiten mit Bausteinen 515

1241 Bausteine mit optimiertem und Standardzugriff 515

1242 Datentypen der lokalen Variablen 517

1243 Bausteinparameter adressieren 519

1244 Bausteinparameter versorgen 521

1245 Parametertyp VARIANT 523

1246 Uumlbergabe von Bausteinparametern 525

125 Datenbausteinfunktionen 528

1251 Hardware-Datentyp DB_ANY 529

1252 Konvertierung von DB_ANY 530

1253 Operandenbereich Daten 531

1254 Adressierung von Datenbausteinen 533

1255 Datenbausteinattribute lesen 534

1256 CPU-Datenbausteine 535

1257 Ladespeicher lesen und schreiben 538

13 Online-Betrieb Diagnose und Test 542

131 Programmiergeraumlt an die PLC-Station anschlieszligen 543

132 Projektdaten uumlbertragen 545

1321 Die Projektdaten erstmalig laden 546

1322 Die Projektdaten nachladen 548

1323 Das Anwenderprogramm schuumltzen 549

1324 Mit Online-Projektdaten arbeiten 552

1325 Mit der Memory Card arbeiten 554

133 Mit Bausteinen im Online-Betrieb arbeiten 557

1331 Einfuumlhrung 557

1332 Einen Online-Baustein bearbeiten 558

1333 Einen Baustein laden und zuruumlckladen 559

1334 Ohne Reinitialisierung laden 560

1335 Mit Momentaufnahmen arbeiten 562

Inhaltsverzeichnis

18

1336 Mit Einstellwerten arbeiten 563

1337 Bausteine vergleichen 565

134 Hardware-Diagnose 568

1341 Status-Anzeigen an den Baugruppen 569

1342 Diagnosefenster 570

1343 Diagnosepuffer 571

1344 Online-Tools 572

1345 Weitere Diagnose-Informationen uumlber das Programmiergeraumlt 573

135 Anwenderprogramm testen 574

1351 Aufrufumgebung definieren 575

1352 Testen mit Programmstatus 575

1353 PLC-Variablen beobachten 580

1354 Datenvariablen beobachten und steuern 580

1355 Testen mit Beobachtungstabellen 581

1356 Testen mit der Force-Tabelle 588

136 Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion 591

1361 Einfuumlhrung 591

1362 Erstellen der Trace-Konfiguration 591

1363 Messwerte aufzeichnen 592

1364 Messungen auswerten 593

1365 Messungen speichern 595

14 Dezentrale Peripherie 596

141 Einfuumlhrung Uumlbersicht 596

142 PROFINET IO 597

1421 Komponenten von PROFINET IO 597

1422 Adressen bei PROFINET IO 599

1423 PROFINET IO projektieren 601

1424 Echtzeit-Kommunikation bei PROFINET IO 606

143 PROFIBUS DP 607

1431 Komponenten von PROFIBUS DP 607

1432 Adressen bei PROFIBUS DP 610

1433 PROFIBUS DP projektieren 612

144 Systembausteine fuumlr PROFINET IO und PROFIBUS DP 615

1441 Peripheriedaten lesen und schreiben 615

1442 Datensaumltze uumlbertragen 618

1443 Dezentrale Station aktivierendeaktivieren 621

145 DPV1-Alarme 622

146 AktorSensor-Interface 624

1461 Komponenten von AktorSensor-Interface 624

1462 AS-i-Master CM 1243-2 projektieren 624

1463 AktorSensor-Interface projektieren 624

1464 Schnittstelle zum Anwenderprogramm 626

Inhaltsverzeichnis

19

15 Kommunikation 628

151 Uumlbersicht 628

152 Open User Communication 631

1521 Grundlagen 631

1522 Datenstruktur der Open User Communication 631

1523 Verbindung aufbauen und Daten senden mit TSEND_C 632

1524 Verbindung aufbauen und Daten empfangen mit TRCV_C 634

1525 Open User Communication projektieren 636

1526 Weitere Funktionen fuumlr die Open User Communication 637

153 S7-Kommunikation 639

1531 Grundlagen 639

1532 Datenaustausch mit GET und PUT 640

1533 S7-Kommunikation projektieren 642

154 Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 643

1541 Einfuumlhrung in die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 643

1542 Konfigurieren der Kommunikationsbaugruppe CM 1241 643

1543 Funktionen fuumlr die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 646

155 Weitere Kommunikationsfunktionen 649

1551 USS-Protokoll fuumlr Antriebe 649

1552 Modbus RTU 651

1553 Modbus TCP 653

16 Visualisierung 656

161 Einfuumlhrung in die Visualisierung 656

1611 Uumlbersicht HMI Panels in STEP 7 (TIA Portal) 657

1612 Ein Projekt mit einer HMI-Station anlegen 659

1613 Querverweise fuumlr HMI-Objekte 661

162 HMI-Variablen und Bereichszeiger anlegen 663

1621 Einfuumlhrung HMI-Variablen 663

1622 Eine HMI-Variable anlegen 664

1623 Einen Bereichszeiger anlegen 665

163 Prozessbilder projektieren 667

1631 Einfuumlhrung in die Projektierung von Prozessbildern 667

1632 Arbeitsfenster fuumlr Prozessbilder 668

1633 Arbeiten mit Bildebenen 668

1634 Arbeiten mit Vorlagen 669

1635 Arbeiten mit Funktionstasten 670

1636 Ein neues Bild anlegen 672

1637 Einen Bildwechsel projektieren 672

1638 Arbeiten mit Objekten in Prozessbildern 673

1639 Bildobjekte zur Laufzeit veraumlndern 674

16310 Basisobjekte fuumlr die Bildprojektierung 674

Inhaltsverzeichnis

20

164 Bedien- und Beobachtungsfunktionen 6751641 Eingabe und Anzeige von Prozesswerten 6751642 Arbeiten mit Meldungen 6781643 Arbeiten mit Rezepturen 6871644 Arbeiten mit der Benutzerverwaltung 6921645 Arbeiten mit Archiven 6951646 Aufgaben planen 697

165 HMI-Projektierung fertig stellen 6971651 HMI-Projektierung uumlbersetzen (Konsistenzpruumlfung) 6971652 Simulation der HMI-Projektierung 6981653 Projektierung in die HMI-Station laden 6991654 Wartung der HMI-Station 701

17 Anhang 704

171 Integrierte und technologische Funktionen 7041711 High Speed Counter (HSC) 7041712 Impulsgenerator 7101713 Technologieobjekte fuumlr Motion Control 7131714 Technologieobjekte fuumlr PID Control 718

172 Fernverbindung mit TeleService 722

173 TeleControl mit CP 1242-7 724

174 Webserver 7261741 Webserver aktivieren 7261742 Zugriff auf den Webserver 7261743 Standard-Webseiten 727

175 Daten protokollieren und mit Rezepturen arbeiten 7291751 Einfuumlhrung in die Datenprotokollierung 7291752 Funktionen fuumlr die Datenprotokollierung 7301753 Einfuumlhrung zur Rezepturenuumlbertragung 7321754 Funktionen fuumlr die Rezepturenuumlbertragung 734

176 Simulation mit S7-PLCSIM 7351761 S7-PLCSIM allgemein 7351762 Die Bedienoberflaumlche von S7-PLCSIM 7361763 In S7-PLCSIM mit STEP-7-Testfunktionen testen 7371764 Mit einem Simulationsprojekt arbeiten 7391765 Mit dem Adressbereich testen 7401766 Mit der SIM-Tabelle testen 7411767 Mit der Sequenztabelle testen 742

Stichwortverzeichnis 746

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

21

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

SIMATIC S7-1200 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den unteren undmittleren Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Signalbaugruppen sowie mit Kommunikationsbaugruppenmodular erweitert werden Das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200 ist naht-los eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Die Controller SIMATIC S7-1200 bilden als speicherprogrammierbare Steuerun-gen (SPS oder PLC Programmable Logic Controller) die Basis des Automatisie-rungssystems Mehrere Controller mit abgestufter Leistungsfaumlhigkeit uumlberdeckenden unteren und mittleren Bereich der industriellen Steuerungen

SIMATIC HMI bedeutet Bedienen und Beobachten (HMI Human Machine Inter-face) Die Basic Panels sind so ausgelegt dass sie optimal mit SIMATIC S7-1200zusammenarbeiten Die Geraumlte sind in Displaygroumlszligen von 36 Zoll bis 15 Zoll ver-fuumlgbar und werden uumlber Touchscreen bedient Bis auf das 15-Zoll-Geraumlt haben dieGeraumlte zusaumltzlich Funktionstasten

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1200

SIMATIC Controller steuern die Maschine oder Anlage

Bedienen und Beobachten zum Fuumlhrender Anlage im laufenden Betrieb

SIMATIC NET

SIMATIC HMI STEP 7(TIA Portal)

SIMATIC S7-1200

Vernetzung zum Datenaustauschund zentralen Online-Zugriff

Software zum Konfigurierenund ProgrammierenProjektieren

SS

S S S

Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

22

SIMATIC NET verbindet alle SIMATIC-Stationen und sorgt fuumlr komplikationslosenDatenaustausch SIMATIC S7-1200 mit PROFINET-Schnittstelle verwendet dasIndustrial Ethernet Netzwerk um mit anderen PLC-Stationen HMI-Stationen undProgrammiergeraumlten Daten auszutauschen Kommunikationsbaugruppen erwei-tern die Kommunikationsfaumlhigkeit auf andere Netze wie PROFIBUS DP AktorSen-sor-Interface oder Punkt-zu-Punkt-Kopplung auf RS232- oder RS485-Basis

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert und parametriert mit STEP 7 wird das Anwenderprogrammerstellt und getestet Das TIA Portal ist die zentrale Bedienoberflaumlche zum Verwal-ten der Werkzeuge und Automatisierungsdaten STEP 7 im TIA Portal gibt es in denVarianten STEP 7 Professional und STEP 7 Basic Mit beiden Varianten kann eine S7-1200-Station projektiert und programmiert werden In diesem Buch ist die Anwen-dung von STEP 7 Basic beschrieben

Komponenten und Anschluumlsse

Das Bild 12 zeigt einen Uumlberblick uumlber die Anschlussmoumlglichkeiten an einen BasicController S7-1200

Die Zentralbaugruppe (Central Processor Unit CPU) enthaumllt das Betriebssystemund das Anwenderprogramm Das Anwenderprogramm befindet sich span-nungsausfallsicher im Ladespeicher Die ablaufrelevanten Teile des Anwender-programms werden in einem Arbeitsspeicher mit schnellem Zugriff bearbeitetVariablenwerte die auch bei Spannungsausfall oder beim Aus- und Einschaltenihren Wert behalten sollen werden im Remanenzspeicher abgelegt

Mithilfe einer steckbaren Speicherkarte (Memory Card MC) kann das Anwender-programm auf die CPU-Baugruppe uumlbertragen werden ndash alternativ zum Uumlbertragenuumlber eine Online-Verbindung mit dem Programmiergeraumlt Die Speicherkarte kannauch als externer Ladespeicher oder zum Firmware-Update eingesetzt werden

Die Verbindung zur Anlage oder zum Prozess uumlbernehmen Onboard-Ein- und-Ausgaben die je nach Version der Zentralbaugruppe in unterschiedlicher Anzahlvorhanden sind Die Onboard-Ein- und -Ausgaben sind auch speziell fuumlr denBetrieb der integrierten Hochgeschwindigkeitszaumlhler (HSC High Speed Counter)ausgelegt Das Betriebssystem enthaumllt auszligerdem Impulsgeneratoren mit weiten-modulierter Impulsausgabe sowie die Technologieobjekte Achse zur Ansteuerungvon Schrittmotoren und Servomotoren mit Pulsschnittstelle und PID Compacteinen PID-Regler mit optimierter Selbsteinstellung

Mit einem Signal Board (SB) koumlnnen die Onboard-Ein- und -Ausgaben erweitertwerden Das Communication Board (CB) schafft einen Punkt-zu-Punkt-Anschlussfuumlr die CPU-Baugruppe und das Battery Board (BB) verlaumlngert die Gangreserve derintegrierten Hardware-Uhr auf etwa ein Jahr

Sind zusaumltzliche Ein- und Ausgaumlnge erforderlich koumlnnen ndash je nach Version derCPU-Baugruppe ndash Ein-Ausgabebaugruppen (Signal Modules SM) an die CPU-Baugruppe angesteckt werden Sie sind fuumlr Digital- und Analogsignale verfuumlgbar

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

23

Die PROFINET-Schnittstelle verbindet die CPU-Baugruppe mit dem SubnetzIndustrial Ethernet An ihr wird das Programmiergeraumlt angeschlossen wenn bei-spielsweise das Anwenderprogramm online zur CPU-Baugruppe uumlbertragen undan der Maschine getestet werden soll Uumlber diese Schnittstelle geschieht auch derDatenaustausch mit HMI-Stationen oder anderen Automatisierungsgeraumlten

Wird die CPU-Baugruppe mit nur einem Geraumlt uumlber Ethernet verbunden kann esdirekt mit einem Standard- oder bdquoCross-overldquo-Kabel geschehen Bei der Vernetzungvon mehr als zwei Geraumlten die nur eine PROFINET-Schnittstelle haben muumlssen dieVerbindungskabel uumlber einen Vervielfacher z B das Communication SwitchModule (CSM) gefuumlhrt werden CPU 1215 und CPU 1217 haben zwei mit einemSwitch verbundene Anschluumlsse so dass sie mit dem naumlchsten Automatisierungsge-raumlt ohne zwischengeschalteten Anschlussvervielfacher vernetzt werden koumlnnen

Kommunikationsbaugruppen (Communication Modules CM) gestatten denBetrieb an weiteren Bussystemen wie beispielsweise PROFIBUS DP Hier kann eine

Bild 12 Anschlussmoumlglichkeiten an eine PLC-Station mit CPU 1200

S

Anschluss von Geraumlten uumlberCommunication Module (CM)an PROFIBUS AS-Interfaceoder Punkt-zu-Punkt

Anschluss einesProgrammier-geraumlts

Anschluss einerHMI-Station(Basic Panel)

Anschluss einerweiteren S7-1200-Station oderanderer Geraumlte aufder Basis derOpen UserCommunication

Vervielfaumlltigung des Ethernet-Anschlusses mit demCommunication Switch Module(CSM)

Anschluss von Sensoren zBTaster oder Endschalter an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Anschluss von Aktoren zBSchuumltze oder Leuchten an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Mit einer Memory Card(MC) kann dasSteuerungsprogrammuumlbertragen und dasBetriebssystemhochgeruumlstet werden

Anschlussmoumlglichkeiten an eine CPU 1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

24

S7-1200-Station in einem DP-Mastersystem sowohl der DP-Master als auch ein DP-Slave sein An AS-Interface kann eine S7-1200-Station der AS-Interface-Master seinund bis zu 62 AS-Interface-Feldgeraumlte steuern Die Kommunikationsbaugruppe fuumlrdie Punkt-zu-Punkt-Kopplung gibt es mit RS232- oder RS485-Schnittstelle an diebeispielsweise ein Barcode- oder RFID-Leser angeschlossen werden kann

12 Uumlbersicht STEP 7

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Nutzungsberechtigung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuel-len Betriebssystemen Microsoft Windows Mit STEP 7 Basic oder STEP 7 Professionalkoumlnnen die S7-1200-Controller und ndash mit dem mitgelieferten WinCC Basic ndash dieBasic Panels projektiert werden Die Projektierung geschieht mit zwei Ansichtendie Portalansicht und die Projektansicht (Bild 13)

Die Portalansicht bietet eine aufgabenorientierte Sicht auf die installierten Werk-zeuge Auf der linken Seite sind die Portale fuumlr die Werkzeuge aufgelistet und in derMitte stehen die Aktionen zum ausgewaumlhlten Portal Das Fenster auf der rechtenSeite zeigt die Objekte die mit der ausgewaumlhlten Aktion bearbeitet werden koumlnnenFalls es erforderlich ist wird zur Bearbeitung des ausgewaumlhlten Objekts zur Pro-jektansicht gewechselt

Bild 13 Bedienoberflaumlchen im TIA Portal Portalansicht und Projektansicht

12 Uumlbersicht STEP 7

25

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt In der Geraumltekonfigurationsteht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittelpunkt In derGeraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platzierten Baugruppengezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt die Eigenschaften derselektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibt Unterstuumltzungdurch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Baugruppen DieNetzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

Bei der PLC-Programmierung bearbeiten Sie im Arbeitsbereich den ausgewaumlhltenBaustein Wiederum sehen Sie im Inspektorfenster die Eigenschaften des markier-ten Objekts und koumlnnen diese einstellen Das Aufgabenfenster enthaumllt diesmal denProgrammelemente-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Anweisungen undFunktionen Aumlhnliches gilt fuumlr die Bearbeitung der PLC-Variablen beim Online-Programmtest durch Beobachtungstabellen oder beim Projektieren eines HMI-Geraumlts

Und stets haben Sie die Projektnavigation im Blickfeld Sie enthaumllt alle Objekte desSTEP-7-Projekts So koumlnnen Sie jederzeit ein Objekt beispielsweise einen Pro-grammbaustein oder eine Beobachtungstabelle auswaumlhlen und dieses Objekt mitden entsprechenden Editoren die beim Oumlffnen des Objekts automatisch startenbearbeiten

Allgemeine Vorgehensweise fuumlr die Erstellung eines Steuerungsprogramms

Alle fuumlr die Steuerung und Bedienung der Maschine oder Anlage notwendigenAutomatisierungsdaten sind in einem Projekt zusammengefasst Ein Projekt isteine Ordnerstruktur im Dateisystem des Programmiergeraumlts

Mit STEP 7 legen Sie ein neues Projekt an und fuumlgen ein Automatisierungsgeraumlt(eine Station) hinzu Dabei bestimmen Sie den Typ des Controllers den Sie fuumlr IhrVorhaben benoumltigen Je nach Bedarf erweitern Sie die Station mit zusaumltzlichen Bau-gruppen die Sie dem Hardware-Katalog entnehmen Mit dem Konfigurationseditorstellen Sie alle Hardware-Parameter ein beispielsweise das Verhalten der Zentral-baugruppe beim Einschalten der Versorgungsspannung oder die Adressen derBaugruppen Im weiteren Verlauf der Projektbearbeitung koumlnnen Sie jederzeitzusaumltzliche Baugruppen hinzustecken vorhandene Baugruppen aus der Konfigu-ration entfernen oder die Einstellungen der Baugruppen aumlndern

Bei der Hardware-Konfiguration erhaumllt jeder Ein- und Ausgang eine Adresse diesich aus der Adresse der Signalbaugruppe ableitet Dieser Absolutadresse ordnenSie in der PLC-Variablentabelle einen Namen (eine Symboladresse) zu Der Pro-grammeditor arbeitet primaumlr mit Symboladressen die er ndash falls keine (Anwender-)Symboladressen vergeben werden ndash mit laufender Nummer generiert Diese auto-matisch generierten Symboladressen sagen nichts uumlber die Bedeutung des Ein-gangs oder Ausgangs aus Es wird empfohlen nur aussagekraumlftige Namen zu ver-wenden denn dadurch sinkt die Fehleranfaumllligkeit und das Anwenderprogrammist leichter lesbar

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

26

Das Steuerungsprogramm (das Anwenderprogramm) besteht aus einzelnen Unter-programmen die man Bausteine nennt Alle Anwenderbausteine sind im OrdnerProgrammbausteine gespeichert Beim Anlegen einer Station wird in diesen Ordnerein Organisationsbaustein mit der Nummer 1 (OB 1) und der Symboladresse Main(Hauptprogramm) eingefuumlgt Organisationsbausteine sind die Schnittstelle zwi-schen dem Betriebssystem der CPU und dem Anwenderprogramm Fuumlr die Struktu-rierung des Anwenderprogramms gibt es zusaumltzlich Funktionsbausteine undFunktionen und fuumlr die Anwenderdaten die Datenbausteine Ein Doppelklick aufeinen Baustein oumlffnet ihn und Sie koumlnnen das Bausteinprogramm eingeben DieProgrammiersprache fuumlr einen Baustein koumlnnen Sie frei waumlhlen je nachdem wel-che Vorlieben Sie haben oder welche Funktion der Baustein erfuumlllen soll Im Steue-rungsprogramm koumlnnen also alle Programmiersprachen vertreten sein

Die benoumltigten Programmelemente entnehmen Sie dem Programmelemente-Kata-log dessen Inhalt sich automatisch der verwendeten Programmiersprache anpasstDazu bdquoziehenldquo Sie mit der Maus das Programmelement aus dem Katalog in dengeoumlffneten Baustein (bdquodrag and dropldquo) Anschlieszligend beschriften Sie das Pro-grammelement mit den gewuumlnschten Variablen Das sind die (globalen) Variablenaus der PLC-Variablentabelle (Ein- und Ausgaumlnge) und die (lokalen) Variablen dieSie im Baustein selbst definieren zum Beispiel Zwischenspeicher fuumlr temporaumlreErgebnisse oder Bausteinparameter fuumlr die Uumlbergabe von Werten an das Baustein-programm

Sie koumlnnen jederzeit die Projektierung oder Programmierung unterbrechen dieeingegebenen Daten speichern und die Arbeiten zu einem spaumlteren Zeitpunkt fort-setzen Es wird immer das komplette Projekt gespeichert Dabei spielt es keineRolle ob das eingegebene Programm und die Daten vollstaumlndig oder in sich konsis-tent sind

Ein Projekt koumlnnen Sie bdquoofflineldquo ndash das heiszligt ohne Steuerungs-Hardware ndash erstellenZum Testen und Betreiben an der Maschine muumlssen Sie die Projektdaten in dieSteuerung bdquoladenldquo Beim Laden werden die Projektdaten bdquouumlbersetztldquo Dabei wirdder Code erzeugt den der Steuerungsprozessor bearbeiten kann Jetzt muss dasAnwenderprogramm vollstaumlndig und in sich konsistent sein sonst wird der Lade-vorgang nicht ausgefuumlhrt Sie koumlnnen eine Uumlbersetzung auch waumlhrend der Pro-grammerstellung anstoszligen und so beispielsweise pruumlfen ob der bis dahin einge-gebene Programmcode konsistent ist Mit einer im Programmiergeraumlt simulierten(Software-)Station koumlnnen Sie auch einem bdquoVorabtestldquo durchfuumlhren

STEP 7 stellt Ihnen zum Testen und Fehlersuchen umfangreiche Werkzeuge zurVerfuumlgung So koumlnnen Sie beispielsweise den Verlauf der Signalzustaumlnde im bear-beiteten Programm beobachten Variablenwerte vorgeben und vom getesteten Pro-gramm Zwischensicherungen erstellen Nach der Inbetriebnahme koumlnnen Sie dasAnwenderprogramm in komprimierter Form archivieren

Ein Projekt muss mindestens eine Station enthalten Das kann eine PLC- eine HMI-oder eine PC-Station sein In einem Projekt koumlnnen sich auch mehrere Stationenunterschiedlicher Art befinden Mit der Netzprojektierung erstellen Sie dann dieKommunikationsverbindungen fuumlr den Datenaustausch zwischen den Stationen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

27

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Die Automatisierungsdaten liegen im Automatisierungssystem an verschiedenenSpeicherplaumltzen Da ist zuerst einmal das Programmiergeraumlt Auf dessen Festplattewerden in einem STEP-7-Projekt saumlmtliche Automatisierungsdaten gespeichertBeim Konfigurieren Projektieren und Programmieren bearbeiten Sie die Projekt-daten mit STEP 7 im Hauptspeicher des Programmiergeraumlts (Bild 14)

Die Automatisierungsdaten im Programmiergeraumlt sind die Offline-ProjektdatenWenn STEP 7 die Automatisierungsdaten entsprechend aufbereitet (bdquouumlbersetztldquo)hat koumlnnen sie in ein angeschlossenes Automatisierungsgeraumlt geladen werdenDie in den Anwenderspeicher der CPU-Baugruppe geladenen Daten sind die Online-Projektdaten

Die Uumlbertragung der Projektdaten zwischen Programmiergeraumlt und CPU-Bau-gruppe kann mithilfe der SIMATIC Memory Card erfolgen Der Normalfall ist eineOnline-Verbindung zum Uumlbertragen Testen und Diagnostizieren

Anwenderspeicher

Der Anwenderspeicher in der CPU-Baugruppe besteht aus dem Ladespeicher demArbeitsspeicher und dem Remanenzspeicher

Im Ladespeicher steht das gesamte Anwenderprogramm einschlieszliglich Konfigu-rationsdaten (Systemdaten) Reicht der Umfang des internen auf der CPU-Bau-

Bild 14 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Memory Card

ArbeitsspeicherRemanenzspeicher

Hauptspeicher

Festplatte

Ladespeicher

Im Ladespeicher stehendie zur CPU uumlbertragenenProjektdaten Zusammen

mit den aktuellenVariablenwerten aus demArbeitsspeicher bilden siedie Online-Projektdaten

Mit der Memory Cardkann das Steuerungs-

programm zur CPUuumlbertragen werden

Im Arbeitsspeicher stehtder ablauffaumlhige Teil desSteuerungsprogramms

der zur Laufzeit bearbeitetwird

Im Remanenzspeicherstehen die Variablen die

ihren Wert bei Spannungs-ausfall oder beim Aus-

und Einschalten behalten

Auf der Festplattesind die Offline-

Projektdaten gespeichert

Alle Projektdaten werdenim Hauptspeicher desProgrammiergeraumlts

bearbeitet

Programmiergeraumlt CPU-Baugruppe

Uumlbertragung mit Online-Verbindung

Uumlbertragungbeim Einschalten

Speichern derProjektdaten

Datenhaltung im SIMATIC Automatisierungssystem

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

28

gruppe liegenden Ladespeichers nicht aus kann er auf die Memory Card bdquoverla-gertldquo werden (externer Ladespeicher) Vom Programmiergeraumlt aus wird dasAnwenderprogramm immer zuerst in den Ladespeicher uumlbertragen und von hieraus in den Arbeitsspeicher Das Programm im Ladespeicher wird nicht als Anwen-derprogramm bearbeitet Datenbausteine die beispielsweise Rezepte enthaltenkoumlnnen als bdquonicht ablaufrelevantldquo gekennzeichnet werden und werden dann nichtin den Arbeitsspeicher uumlbertragen Mit Systembausteinen kann vom Anwenderpro-gramm aus auf diese Datenbausteine zugegriffen werden Wie das Anwenderpro-gramm aus Bausteinen strukturiert ist entnehmen Sie dem Kapitel 16 bdquoBearbei-tung des Anwenderprogrammsldquo auf Seite 35

Der Arbeitsspeicher ist als schneller in vollem Umfang in der CPU integrierterRAM-Speicher ausgelegt Das Betriebssystem der CPU kopiert den bdquoablaufrelevan-tenldquo Programmcode und die Anwenderdaten in den Arbeitsspeicher bdquoAblaufrele-vantldquo ist eine Eigenschaft der vorhandenen Objekte nicht gleichbedeutend mit derTatsache dass ein bestimmter Codebaustein auch aufgerufen und bearbeitet wirdDas bdquoeigentlicheldquo Anwenderprogramm wird im Arbeitsspeicher bearbeitet

Beim Zuruumlckladen des gesamten Anwenderprogramms in das Programmiergeraumltwerden die Bausteine aus dem Ladespeicher geholt ergaumlnzt um die aktuellenWerte der Daten aus dem Arbeitsspeicher

Der Remanenzspeicher enthaumllt die als remanent definierten Merker und Datenva-riablen Die Werte im Remanenzspeicher bleiben nach einem Spannungsausfalloder beim Aus- und Einschalten der Versorgungsspannung erhalten Die Wertewerden geloumlscht bei einem Urloumlschen oder beim Zuruumlcksetzen der CPU-Baugruppeauf die Werkseinstellungen

Der Systemspeicher enthaumllt die Prozessabbilder fuumlr die Ein- und Ausgaumlnge Dassind Kopien der Ein- und Ausgangssignale von den Baugruppen Ebenfalls im Sys-temspeicher liegen die Operandenbereiche Merker und die temporaumlren Lokalda-ten Die temporaumlren Lokaldaten sind Zwischenspeicher fuumlr die Programmbearbei-tung in den Bausteinen des Anwenderprogramms

Die Memory Card kann als Uumlbertragungskarte das Anwenderprogramm in den CPU-Speicher uumlbertragen oder als Programmkarte der externe Ladespeicher sein Bei derAnwendung als Programmkarte muss die Memory Card zur Laufzeit in der CPU-Baugruppe gesteckt bleiben

Operandenbereiche

Beim Steuern einer Maschine oder eines Prozesses werden Signalzustaumlnde undZahlenwerte verarbeitet Eingaumlnge werden abgefragt deren Signalzustaumlndegemaumlszlig der Steuerungsaufgabe miteinander verknuumlpft und mit den Ergebnissendie Ausgaumlnge gesteuert Aumlhnlich ist es mit Zahlenwerten die ausgewaumlhlt berech-net verglichen und gespeichert werden CPU 1200 stellt fuumlr diese variablen Wertedie im Bild 15 gezeigten Speicherbereiche zur Verfuumlgung

b Peripherie-Eingaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Eingabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B die Einstellungvon Bedienelementen oder Sensoren abzufragen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

29

b Eingaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Eingaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn Signalzustaumlndeder Maschine abgefragt und verknuumlpft werden sollen Die Gesamtheit der Ein-gaumlnge ist das Eingangs-Prozessabbild

b Peripherie-Ausgaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Ausgabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B Anzeigen Ven-tile oder Schuumltze zu steuern

b Ausgaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Ausgaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn die Ergebnisseder Steuerungsfunktionen ausgegeben werden sollen Die Gesamtheit der Aus-gaumlnge ist das Ausgangs-Prozessabbild

b Merker sind ein Speicherbereich im Systemspeicher der CPU der als globalerZwischenspeicher bevorzugt fuumlr Binaumlrsignale verwendet wird

b Temporaumlre Lokaldaten sind Speicherbereiche die die CPU einem Codebausteinwaumlhrend der Bearbeitung zuweist Hier kann das Programm im Baustein Signal-zustaumlnde und Zahlenwerte temporaumlr zwischenspeichern die mit dem Bearbei-tungsende des Bausteins ihre Guumlltigkeit verlieren

b Daten sind Variablen im Anwenderspeicher die in Datenbausteinen mit ver-schiedenen Strukturen zusammengefasst sind Ein Datenbaustein der einemCodebaustein zugeordnet ist (Instanz-Datenbaustein) enthaumllt den Operanden-bereich statische Lokaldaten

Weitergehende Beschreibungen finden Sie in den Kapiteln 62 bdquoGlobale OperandenKonstanten und Adressierungldquo auf Seite 199 666 bdquoOperandenbereich temporaumlreLokaldatenldquo auf Seite 240 und 1253 bdquoOperandenbereich Datenldquo auf Seite 531

Globale und lokale Variablen

Variablen enthalten die im Anwenderprogramm bearbeiteten Werte Man kann siegrob in zwei Kategorien einteilen in globale und lokale Variablen

Bild 15 Operandenbereiche in einer PLC-Station

TemporaumlreLokaldaten

Ausgangs-Prozessabbild

Peripherie-Ausgaumlnge

Eingangs-Prozessabbild

Global-Daten-bausteine

Instanz-Daten-bausteine

Typ-Daten-bausteine

Peripherie-Eingaumlnge

Systemspeicher

Anwenderspeicher

Eingabe-baugruppen

Ausgabe-baugruppen

Merker

Operandenbereiche in einer CPU 1200

Inhaltsverzeichnis

18

1336 Mit Einstellwerten arbeiten 563

1337 Bausteine vergleichen 565

134 Hardware-Diagnose 568

1341 Status-Anzeigen an den Baugruppen 569

1342 Diagnosefenster 570

1343 Diagnosepuffer 571

1344 Online-Tools 572

1345 Weitere Diagnose-Informationen uumlber das Programmiergeraumlt 573

135 Anwenderprogramm testen 574

1351 Aufrufumgebung definieren 575

1352 Testen mit Programmstatus 575

1353 PLC-Variablen beobachten 580

1354 Datenvariablen beobachten und steuern 580

1355 Testen mit Beobachtungstabellen 581

1356 Testen mit der Force-Tabelle 588

136 Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion 591

1361 Einfuumlhrung 591

1362 Erstellen der Trace-Konfiguration 591

1363 Messwerte aufzeichnen 592

1364 Messungen auswerten 593

1365 Messungen speichern 595

14 Dezentrale Peripherie 596

141 Einfuumlhrung Uumlbersicht 596

142 PROFINET IO 597

1421 Komponenten von PROFINET IO 597

1422 Adressen bei PROFINET IO 599

1423 PROFINET IO projektieren 601

1424 Echtzeit-Kommunikation bei PROFINET IO 606

143 PROFIBUS DP 607

1431 Komponenten von PROFIBUS DP 607

1432 Adressen bei PROFIBUS DP 610

1433 PROFIBUS DP projektieren 612

144 Systembausteine fuumlr PROFINET IO und PROFIBUS DP 615

1441 Peripheriedaten lesen und schreiben 615

1442 Datensaumltze uumlbertragen 618

1443 Dezentrale Station aktivierendeaktivieren 621

145 DPV1-Alarme 622

146 AktorSensor-Interface 624

1461 Komponenten von AktorSensor-Interface 624

1462 AS-i-Master CM 1243-2 projektieren 624

1463 AktorSensor-Interface projektieren 624

1464 Schnittstelle zum Anwenderprogramm 626

Inhaltsverzeichnis

19

15 Kommunikation 628

151 Uumlbersicht 628

152 Open User Communication 631

1521 Grundlagen 631

1522 Datenstruktur der Open User Communication 631

1523 Verbindung aufbauen und Daten senden mit TSEND_C 632

1524 Verbindung aufbauen und Daten empfangen mit TRCV_C 634

1525 Open User Communication projektieren 636

1526 Weitere Funktionen fuumlr die Open User Communication 637

153 S7-Kommunikation 639

1531 Grundlagen 639

1532 Datenaustausch mit GET und PUT 640

1533 S7-Kommunikation projektieren 642

154 Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 643

1541 Einfuumlhrung in die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 643

1542 Konfigurieren der Kommunikationsbaugruppe CM 1241 643

1543 Funktionen fuumlr die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 646

155 Weitere Kommunikationsfunktionen 649

1551 USS-Protokoll fuumlr Antriebe 649

1552 Modbus RTU 651

1553 Modbus TCP 653

16 Visualisierung 656

161 Einfuumlhrung in die Visualisierung 656

1611 Uumlbersicht HMI Panels in STEP 7 (TIA Portal) 657

1612 Ein Projekt mit einer HMI-Station anlegen 659

1613 Querverweise fuumlr HMI-Objekte 661

162 HMI-Variablen und Bereichszeiger anlegen 663

1621 Einfuumlhrung HMI-Variablen 663

1622 Eine HMI-Variable anlegen 664

1623 Einen Bereichszeiger anlegen 665

163 Prozessbilder projektieren 667

1631 Einfuumlhrung in die Projektierung von Prozessbildern 667

1632 Arbeitsfenster fuumlr Prozessbilder 668

1633 Arbeiten mit Bildebenen 668

1634 Arbeiten mit Vorlagen 669

1635 Arbeiten mit Funktionstasten 670

1636 Ein neues Bild anlegen 672

1637 Einen Bildwechsel projektieren 672

1638 Arbeiten mit Objekten in Prozessbildern 673

1639 Bildobjekte zur Laufzeit veraumlndern 674

16310 Basisobjekte fuumlr die Bildprojektierung 674

Inhaltsverzeichnis

20

164 Bedien- und Beobachtungsfunktionen 6751641 Eingabe und Anzeige von Prozesswerten 6751642 Arbeiten mit Meldungen 6781643 Arbeiten mit Rezepturen 6871644 Arbeiten mit der Benutzerverwaltung 6921645 Arbeiten mit Archiven 6951646 Aufgaben planen 697

165 HMI-Projektierung fertig stellen 6971651 HMI-Projektierung uumlbersetzen (Konsistenzpruumlfung) 6971652 Simulation der HMI-Projektierung 6981653 Projektierung in die HMI-Station laden 6991654 Wartung der HMI-Station 701

17 Anhang 704

171 Integrierte und technologische Funktionen 7041711 High Speed Counter (HSC) 7041712 Impulsgenerator 7101713 Technologieobjekte fuumlr Motion Control 7131714 Technologieobjekte fuumlr PID Control 718

172 Fernverbindung mit TeleService 722

173 TeleControl mit CP 1242-7 724

174 Webserver 7261741 Webserver aktivieren 7261742 Zugriff auf den Webserver 7261743 Standard-Webseiten 727

175 Daten protokollieren und mit Rezepturen arbeiten 7291751 Einfuumlhrung in die Datenprotokollierung 7291752 Funktionen fuumlr die Datenprotokollierung 7301753 Einfuumlhrung zur Rezepturenuumlbertragung 7321754 Funktionen fuumlr die Rezepturenuumlbertragung 734

176 Simulation mit S7-PLCSIM 7351761 S7-PLCSIM allgemein 7351762 Die Bedienoberflaumlche von S7-PLCSIM 7361763 In S7-PLCSIM mit STEP-7-Testfunktionen testen 7371764 Mit einem Simulationsprojekt arbeiten 7391765 Mit dem Adressbereich testen 7401766 Mit der SIM-Tabelle testen 7411767 Mit der Sequenztabelle testen 742

Stichwortverzeichnis 746

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

21

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

SIMATIC S7-1200 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den unteren undmittleren Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Signalbaugruppen sowie mit Kommunikationsbaugruppenmodular erweitert werden Das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200 ist naht-los eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Die Controller SIMATIC S7-1200 bilden als speicherprogrammierbare Steuerun-gen (SPS oder PLC Programmable Logic Controller) die Basis des Automatisie-rungssystems Mehrere Controller mit abgestufter Leistungsfaumlhigkeit uumlberdeckenden unteren und mittleren Bereich der industriellen Steuerungen

SIMATIC HMI bedeutet Bedienen und Beobachten (HMI Human Machine Inter-face) Die Basic Panels sind so ausgelegt dass sie optimal mit SIMATIC S7-1200zusammenarbeiten Die Geraumlte sind in Displaygroumlszligen von 36 Zoll bis 15 Zoll ver-fuumlgbar und werden uumlber Touchscreen bedient Bis auf das 15-Zoll-Geraumlt haben dieGeraumlte zusaumltzlich Funktionstasten

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1200

SIMATIC Controller steuern die Maschine oder Anlage

Bedienen und Beobachten zum Fuumlhrender Anlage im laufenden Betrieb

SIMATIC NET

SIMATIC HMI STEP 7(TIA Portal)

SIMATIC S7-1200

Vernetzung zum Datenaustauschund zentralen Online-Zugriff

Software zum Konfigurierenund ProgrammierenProjektieren

SS

S S S

Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

22

SIMATIC NET verbindet alle SIMATIC-Stationen und sorgt fuumlr komplikationslosenDatenaustausch SIMATIC S7-1200 mit PROFINET-Schnittstelle verwendet dasIndustrial Ethernet Netzwerk um mit anderen PLC-Stationen HMI-Stationen undProgrammiergeraumlten Daten auszutauschen Kommunikationsbaugruppen erwei-tern die Kommunikationsfaumlhigkeit auf andere Netze wie PROFIBUS DP AktorSen-sor-Interface oder Punkt-zu-Punkt-Kopplung auf RS232- oder RS485-Basis

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert und parametriert mit STEP 7 wird das Anwenderprogrammerstellt und getestet Das TIA Portal ist die zentrale Bedienoberflaumlche zum Verwal-ten der Werkzeuge und Automatisierungsdaten STEP 7 im TIA Portal gibt es in denVarianten STEP 7 Professional und STEP 7 Basic Mit beiden Varianten kann eine S7-1200-Station projektiert und programmiert werden In diesem Buch ist die Anwen-dung von STEP 7 Basic beschrieben

Komponenten und Anschluumlsse

Das Bild 12 zeigt einen Uumlberblick uumlber die Anschlussmoumlglichkeiten an einen BasicController S7-1200

Die Zentralbaugruppe (Central Processor Unit CPU) enthaumllt das Betriebssystemund das Anwenderprogramm Das Anwenderprogramm befindet sich span-nungsausfallsicher im Ladespeicher Die ablaufrelevanten Teile des Anwender-programms werden in einem Arbeitsspeicher mit schnellem Zugriff bearbeitetVariablenwerte die auch bei Spannungsausfall oder beim Aus- und Einschaltenihren Wert behalten sollen werden im Remanenzspeicher abgelegt

Mithilfe einer steckbaren Speicherkarte (Memory Card MC) kann das Anwender-programm auf die CPU-Baugruppe uumlbertragen werden ndash alternativ zum Uumlbertragenuumlber eine Online-Verbindung mit dem Programmiergeraumlt Die Speicherkarte kannauch als externer Ladespeicher oder zum Firmware-Update eingesetzt werden

Die Verbindung zur Anlage oder zum Prozess uumlbernehmen Onboard-Ein- und-Ausgaben die je nach Version der Zentralbaugruppe in unterschiedlicher Anzahlvorhanden sind Die Onboard-Ein- und -Ausgaben sind auch speziell fuumlr denBetrieb der integrierten Hochgeschwindigkeitszaumlhler (HSC High Speed Counter)ausgelegt Das Betriebssystem enthaumllt auszligerdem Impulsgeneratoren mit weiten-modulierter Impulsausgabe sowie die Technologieobjekte Achse zur Ansteuerungvon Schrittmotoren und Servomotoren mit Pulsschnittstelle und PID Compacteinen PID-Regler mit optimierter Selbsteinstellung

Mit einem Signal Board (SB) koumlnnen die Onboard-Ein- und -Ausgaben erweitertwerden Das Communication Board (CB) schafft einen Punkt-zu-Punkt-Anschlussfuumlr die CPU-Baugruppe und das Battery Board (BB) verlaumlngert die Gangreserve derintegrierten Hardware-Uhr auf etwa ein Jahr

Sind zusaumltzliche Ein- und Ausgaumlnge erforderlich koumlnnen ndash je nach Version derCPU-Baugruppe ndash Ein-Ausgabebaugruppen (Signal Modules SM) an die CPU-Baugruppe angesteckt werden Sie sind fuumlr Digital- und Analogsignale verfuumlgbar

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

23

Die PROFINET-Schnittstelle verbindet die CPU-Baugruppe mit dem SubnetzIndustrial Ethernet An ihr wird das Programmiergeraumlt angeschlossen wenn bei-spielsweise das Anwenderprogramm online zur CPU-Baugruppe uumlbertragen undan der Maschine getestet werden soll Uumlber diese Schnittstelle geschieht auch derDatenaustausch mit HMI-Stationen oder anderen Automatisierungsgeraumlten

Wird die CPU-Baugruppe mit nur einem Geraumlt uumlber Ethernet verbunden kann esdirekt mit einem Standard- oder bdquoCross-overldquo-Kabel geschehen Bei der Vernetzungvon mehr als zwei Geraumlten die nur eine PROFINET-Schnittstelle haben muumlssen dieVerbindungskabel uumlber einen Vervielfacher z B das Communication SwitchModule (CSM) gefuumlhrt werden CPU 1215 und CPU 1217 haben zwei mit einemSwitch verbundene Anschluumlsse so dass sie mit dem naumlchsten Automatisierungsge-raumlt ohne zwischengeschalteten Anschlussvervielfacher vernetzt werden koumlnnen

Kommunikationsbaugruppen (Communication Modules CM) gestatten denBetrieb an weiteren Bussystemen wie beispielsweise PROFIBUS DP Hier kann eine

Bild 12 Anschlussmoumlglichkeiten an eine PLC-Station mit CPU 1200

S

Anschluss von Geraumlten uumlberCommunication Module (CM)an PROFIBUS AS-Interfaceoder Punkt-zu-Punkt

Anschluss einesProgrammier-geraumlts

Anschluss einerHMI-Station(Basic Panel)

Anschluss einerweiteren S7-1200-Station oderanderer Geraumlte aufder Basis derOpen UserCommunication

Vervielfaumlltigung des Ethernet-Anschlusses mit demCommunication Switch Module(CSM)

Anschluss von Sensoren zBTaster oder Endschalter an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Anschluss von Aktoren zBSchuumltze oder Leuchten an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Mit einer Memory Card(MC) kann dasSteuerungsprogrammuumlbertragen und dasBetriebssystemhochgeruumlstet werden

Anschlussmoumlglichkeiten an eine CPU 1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

24

S7-1200-Station in einem DP-Mastersystem sowohl der DP-Master als auch ein DP-Slave sein An AS-Interface kann eine S7-1200-Station der AS-Interface-Master seinund bis zu 62 AS-Interface-Feldgeraumlte steuern Die Kommunikationsbaugruppe fuumlrdie Punkt-zu-Punkt-Kopplung gibt es mit RS232- oder RS485-Schnittstelle an diebeispielsweise ein Barcode- oder RFID-Leser angeschlossen werden kann

12 Uumlbersicht STEP 7

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Nutzungsberechtigung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuel-len Betriebssystemen Microsoft Windows Mit STEP 7 Basic oder STEP 7 Professionalkoumlnnen die S7-1200-Controller und ndash mit dem mitgelieferten WinCC Basic ndash dieBasic Panels projektiert werden Die Projektierung geschieht mit zwei Ansichtendie Portalansicht und die Projektansicht (Bild 13)

Die Portalansicht bietet eine aufgabenorientierte Sicht auf die installierten Werk-zeuge Auf der linken Seite sind die Portale fuumlr die Werkzeuge aufgelistet und in derMitte stehen die Aktionen zum ausgewaumlhlten Portal Das Fenster auf der rechtenSeite zeigt die Objekte die mit der ausgewaumlhlten Aktion bearbeitet werden koumlnnenFalls es erforderlich ist wird zur Bearbeitung des ausgewaumlhlten Objekts zur Pro-jektansicht gewechselt

Bild 13 Bedienoberflaumlchen im TIA Portal Portalansicht und Projektansicht

12 Uumlbersicht STEP 7

25

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt In der Geraumltekonfigurationsteht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittelpunkt In derGeraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platzierten Baugruppengezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt die Eigenschaften derselektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibt Unterstuumltzungdurch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Baugruppen DieNetzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

Bei der PLC-Programmierung bearbeiten Sie im Arbeitsbereich den ausgewaumlhltenBaustein Wiederum sehen Sie im Inspektorfenster die Eigenschaften des markier-ten Objekts und koumlnnen diese einstellen Das Aufgabenfenster enthaumllt diesmal denProgrammelemente-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Anweisungen undFunktionen Aumlhnliches gilt fuumlr die Bearbeitung der PLC-Variablen beim Online-Programmtest durch Beobachtungstabellen oder beim Projektieren eines HMI-Geraumlts

Und stets haben Sie die Projektnavigation im Blickfeld Sie enthaumllt alle Objekte desSTEP-7-Projekts So koumlnnen Sie jederzeit ein Objekt beispielsweise einen Pro-grammbaustein oder eine Beobachtungstabelle auswaumlhlen und dieses Objekt mitden entsprechenden Editoren die beim Oumlffnen des Objekts automatisch startenbearbeiten

Allgemeine Vorgehensweise fuumlr die Erstellung eines Steuerungsprogramms

Alle fuumlr die Steuerung und Bedienung der Maschine oder Anlage notwendigenAutomatisierungsdaten sind in einem Projekt zusammengefasst Ein Projekt isteine Ordnerstruktur im Dateisystem des Programmiergeraumlts

Mit STEP 7 legen Sie ein neues Projekt an und fuumlgen ein Automatisierungsgeraumlt(eine Station) hinzu Dabei bestimmen Sie den Typ des Controllers den Sie fuumlr IhrVorhaben benoumltigen Je nach Bedarf erweitern Sie die Station mit zusaumltzlichen Bau-gruppen die Sie dem Hardware-Katalog entnehmen Mit dem Konfigurationseditorstellen Sie alle Hardware-Parameter ein beispielsweise das Verhalten der Zentral-baugruppe beim Einschalten der Versorgungsspannung oder die Adressen derBaugruppen Im weiteren Verlauf der Projektbearbeitung koumlnnen Sie jederzeitzusaumltzliche Baugruppen hinzustecken vorhandene Baugruppen aus der Konfigu-ration entfernen oder die Einstellungen der Baugruppen aumlndern

Bei der Hardware-Konfiguration erhaumllt jeder Ein- und Ausgang eine Adresse diesich aus der Adresse der Signalbaugruppe ableitet Dieser Absolutadresse ordnenSie in der PLC-Variablentabelle einen Namen (eine Symboladresse) zu Der Pro-grammeditor arbeitet primaumlr mit Symboladressen die er ndash falls keine (Anwender-)Symboladressen vergeben werden ndash mit laufender Nummer generiert Diese auto-matisch generierten Symboladressen sagen nichts uumlber die Bedeutung des Ein-gangs oder Ausgangs aus Es wird empfohlen nur aussagekraumlftige Namen zu ver-wenden denn dadurch sinkt die Fehleranfaumllligkeit und das Anwenderprogrammist leichter lesbar

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

26

Das Steuerungsprogramm (das Anwenderprogramm) besteht aus einzelnen Unter-programmen die man Bausteine nennt Alle Anwenderbausteine sind im OrdnerProgrammbausteine gespeichert Beim Anlegen einer Station wird in diesen Ordnerein Organisationsbaustein mit der Nummer 1 (OB 1) und der Symboladresse Main(Hauptprogramm) eingefuumlgt Organisationsbausteine sind die Schnittstelle zwi-schen dem Betriebssystem der CPU und dem Anwenderprogramm Fuumlr die Struktu-rierung des Anwenderprogramms gibt es zusaumltzlich Funktionsbausteine undFunktionen und fuumlr die Anwenderdaten die Datenbausteine Ein Doppelklick aufeinen Baustein oumlffnet ihn und Sie koumlnnen das Bausteinprogramm eingeben DieProgrammiersprache fuumlr einen Baustein koumlnnen Sie frei waumlhlen je nachdem wel-che Vorlieben Sie haben oder welche Funktion der Baustein erfuumlllen soll Im Steue-rungsprogramm koumlnnen also alle Programmiersprachen vertreten sein

Die benoumltigten Programmelemente entnehmen Sie dem Programmelemente-Kata-log dessen Inhalt sich automatisch der verwendeten Programmiersprache anpasstDazu bdquoziehenldquo Sie mit der Maus das Programmelement aus dem Katalog in dengeoumlffneten Baustein (bdquodrag and dropldquo) Anschlieszligend beschriften Sie das Pro-grammelement mit den gewuumlnschten Variablen Das sind die (globalen) Variablenaus der PLC-Variablentabelle (Ein- und Ausgaumlnge) und die (lokalen) Variablen dieSie im Baustein selbst definieren zum Beispiel Zwischenspeicher fuumlr temporaumlreErgebnisse oder Bausteinparameter fuumlr die Uumlbergabe von Werten an das Baustein-programm

Sie koumlnnen jederzeit die Projektierung oder Programmierung unterbrechen dieeingegebenen Daten speichern und die Arbeiten zu einem spaumlteren Zeitpunkt fort-setzen Es wird immer das komplette Projekt gespeichert Dabei spielt es keineRolle ob das eingegebene Programm und die Daten vollstaumlndig oder in sich konsis-tent sind

Ein Projekt koumlnnen Sie bdquoofflineldquo ndash das heiszligt ohne Steuerungs-Hardware ndash erstellenZum Testen und Betreiben an der Maschine muumlssen Sie die Projektdaten in dieSteuerung bdquoladenldquo Beim Laden werden die Projektdaten bdquouumlbersetztldquo Dabei wirdder Code erzeugt den der Steuerungsprozessor bearbeiten kann Jetzt muss dasAnwenderprogramm vollstaumlndig und in sich konsistent sein sonst wird der Lade-vorgang nicht ausgefuumlhrt Sie koumlnnen eine Uumlbersetzung auch waumlhrend der Pro-grammerstellung anstoszligen und so beispielsweise pruumlfen ob der bis dahin einge-gebene Programmcode konsistent ist Mit einer im Programmiergeraumlt simulierten(Software-)Station koumlnnen Sie auch einem bdquoVorabtestldquo durchfuumlhren

STEP 7 stellt Ihnen zum Testen und Fehlersuchen umfangreiche Werkzeuge zurVerfuumlgung So koumlnnen Sie beispielsweise den Verlauf der Signalzustaumlnde im bear-beiteten Programm beobachten Variablenwerte vorgeben und vom getesteten Pro-gramm Zwischensicherungen erstellen Nach der Inbetriebnahme koumlnnen Sie dasAnwenderprogramm in komprimierter Form archivieren

Ein Projekt muss mindestens eine Station enthalten Das kann eine PLC- eine HMI-oder eine PC-Station sein In einem Projekt koumlnnen sich auch mehrere Stationenunterschiedlicher Art befinden Mit der Netzprojektierung erstellen Sie dann dieKommunikationsverbindungen fuumlr den Datenaustausch zwischen den Stationen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

27

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Die Automatisierungsdaten liegen im Automatisierungssystem an verschiedenenSpeicherplaumltzen Da ist zuerst einmal das Programmiergeraumlt Auf dessen Festplattewerden in einem STEP-7-Projekt saumlmtliche Automatisierungsdaten gespeichertBeim Konfigurieren Projektieren und Programmieren bearbeiten Sie die Projekt-daten mit STEP 7 im Hauptspeicher des Programmiergeraumlts (Bild 14)

Die Automatisierungsdaten im Programmiergeraumlt sind die Offline-ProjektdatenWenn STEP 7 die Automatisierungsdaten entsprechend aufbereitet (bdquouumlbersetztldquo)hat koumlnnen sie in ein angeschlossenes Automatisierungsgeraumlt geladen werdenDie in den Anwenderspeicher der CPU-Baugruppe geladenen Daten sind die Online-Projektdaten

Die Uumlbertragung der Projektdaten zwischen Programmiergeraumlt und CPU-Bau-gruppe kann mithilfe der SIMATIC Memory Card erfolgen Der Normalfall ist eineOnline-Verbindung zum Uumlbertragen Testen und Diagnostizieren

Anwenderspeicher

Der Anwenderspeicher in der CPU-Baugruppe besteht aus dem Ladespeicher demArbeitsspeicher und dem Remanenzspeicher

Im Ladespeicher steht das gesamte Anwenderprogramm einschlieszliglich Konfigu-rationsdaten (Systemdaten) Reicht der Umfang des internen auf der CPU-Bau-

Bild 14 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Memory Card

ArbeitsspeicherRemanenzspeicher

Hauptspeicher

Festplatte

Ladespeicher

Im Ladespeicher stehendie zur CPU uumlbertragenenProjektdaten Zusammen

mit den aktuellenVariablenwerten aus demArbeitsspeicher bilden siedie Online-Projektdaten

Mit der Memory Cardkann das Steuerungs-

programm zur CPUuumlbertragen werden

Im Arbeitsspeicher stehtder ablauffaumlhige Teil desSteuerungsprogramms

der zur Laufzeit bearbeitetwird

Im Remanenzspeicherstehen die Variablen die

ihren Wert bei Spannungs-ausfall oder beim Aus-

und Einschalten behalten

Auf der Festplattesind die Offline-

Projektdaten gespeichert

Alle Projektdaten werdenim Hauptspeicher desProgrammiergeraumlts

bearbeitet

Programmiergeraumlt CPU-Baugruppe

Uumlbertragung mit Online-Verbindung

Uumlbertragungbeim Einschalten

Speichern derProjektdaten

Datenhaltung im SIMATIC Automatisierungssystem

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

28

gruppe liegenden Ladespeichers nicht aus kann er auf die Memory Card bdquoverla-gertldquo werden (externer Ladespeicher) Vom Programmiergeraumlt aus wird dasAnwenderprogramm immer zuerst in den Ladespeicher uumlbertragen und von hieraus in den Arbeitsspeicher Das Programm im Ladespeicher wird nicht als Anwen-derprogramm bearbeitet Datenbausteine die beispielsweise Rezepte enthaltenkoumlnnen als bdquonicht ablaufrelevantldquo gekennzeichnet werden und werden dann nichtin den Arbeitsspeicher uumlbertragen Mit Systembausteinen kann vom Anwenderpro-gramm aus auf diese Datenbausteine zugegriffen werden Wie das Anwenderpro-gramm aus Bausteinen strukturiert ist entnehmen Sie dem Kapitel 16 bdquoBearbei-tung des Anwenderprogrammsldquo auf Seite 35

Der Arbeitsspeicher ist als schneller in vollem Umfang in der CPU integrierterRAM-Speicher ausgelegt Das Betriebssystem der CPU kopiert den bdquoablaufrelevan-tenldquo Programmcode und die Anwenderdaten in den Arbeitsspeicher bdquoAblaufrele-vantldquo ist eine Eigenschaft der vorhandenen Objekte nicht gleichbedeutend mit derTatsache dass ein bestimmter Codebaustein auch aufgerufen und bearbeitet wirdDas bdquoeigentlicheldquo Anwenderprogramm wird im Arbeitsspeicher bearbeitet

Beim Zuruumlckladen des gesamten Anwenderprogramms in das Programmiergeraumltwerden die Bausteine aus dem Ladespeicher geholt ergaumlnzt um die aktuellenWerte der Daten aus dem Arbeitsspeicher

Der Remanenzspeicher enthaumllt die als remanent definierten Merker und Datenva-riablen Die Werte im Remanenzspeicher bleiben nach einem Spannungsausfalloder beim Aus- und Einschalten der Versorgungsspannung erhalten Die Wertewerden geloumlscht bei einem Urloumlschen oder beim Zuruumlcksetzen der CPU-Baugruppeauf die Werkseinstellungen

Der Systemspeicher enthaumllt die Prozessabbilder fuumlr die Ein- und Ausgaumlnge Dassind Kopien der Ein- und Ausgangssignale von den Baugruppen Ebenfalls im Sys-temspeicher liegen die Operandenbereiche Merker und die temporaumlren Lokalda-ten Die temporaumlren Lokaldaten sind Zwischenspeicher fuumlr die Programmbearbei-tung in den Bausteinen des Anwenderprogramms

Die Memory Card kann als Uumlbertragungskarte das Anwenderprogramm in den CPU-Speicher uumlbertragen oder als Programmkarte der externe Ladespeicher sein Bei derAnwendung als Programmkarte muss die Memory Card zur Laufzeit in der CPU-Baugruppe gesteckt bleiben

Operandenbereiche

Beim Steuern einer Maschine oder eines Prozesses werden Signalzustaumlnde undZahlenwerte verarbeitet Eingaumlnge werden abgefragt deren Signalzustaumlndegemaumlszlig der Steuerungsaufgabe miteinander verknuumlpft und mit den Ergebnissendie Ausgaumlnge gesteuert Aumlhnlich ist es mit Zahlenwerten die ausgewaumlhlt berech-net verglichen und gespeichert werden CPU 1200 stellt fuumlr diese variablen Wertedie im Bild 15 gezeigten Speicherbereiche zur Verfuumlgung

b Peripherie-Eingaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Eingabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B die Einstellungvon Bedienelementen oder Sensoren abzufragen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

29

b Eingaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Eingaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn Signalzustaumlndeder Maschine abgefragt und verknuumlpft werden sollen Die Gesamtheit der Ein-gaumlnge ist das Eingangs-Prozessabbild

b Peripherie-Ausgaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Ausgabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B Anzeigen Ven-tile oder Schuumltze zu steuern

b Ausgaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Ausgaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn die Ergebnisseder Steuerungsfunktionen ausgegeben werden sollen Die Gesamtheit der Aus-gaumlnge ist das Ausgangs-Prozessabbild

b Merker sind ein Speicherbereich im Systemspeicher der CPU der als globalerZwischenspeicher bevorzugt fuumlr Binaumlrsignale verwendet wird

b Temporaumlre Lokaldaten sind Speicherbereiche die die CPU einem Codebausteinwaumlhrend der Bearbeitung zuweist Hier kann das Programm im Baustein Signal-zustaumlnde und Zahlenwerte temporaumlr zwischenspeichern die mit dem Bearbei-tungsende des Bausteins ihre Guumlltigkeit verlieren

b Daten sind Variablen im Anwenderspeicher die in Datenbausteinen mit ver-schiedenen Strukturen zusammengefasst sind Ein Datenbaustein der einemCodebaustein zugeordnet ist (Instanz-Datenbaustein) enthaumllt den Operanden-bereich statische Lokaldaten

Weitergehende Beschreibungen finden Sie in den Kapiteln 62 bdquoGlobale OperandenKonstanten und Adressierungldquo auf Seite 199 666 bdquoOperandenbereich temporaumlreLokaldatenldquo auf Seite 240 und 1253 bdquoOperandenbereich Datenldquo auf Seite 531

Globale und lokale Variablen

Variablen enthalten die im Anwenderprogramm bearbeiteten Werte Man kann siegrob in zwei Kategorien einteilen in globale und lokale Variablen

Bild 15 Operandenbereiche in einer PLC-Station

TemporaumlreLokaldaten

Ausgangs-Prozessabbild

Peripherie-Ausgaumlnge

Eingangs-Prozessabbild

Global-Daten-bausteine

Instanz-Daten-bausteine

Typ-Daten-bausteine

Peripherie-Eingaumlnge

Systemspeicher

Anwenderspeicher

Eingabe-baugruppen

Ausgabe-baugruppen

Merker

Operandenbereiche in einer CPU 1200

Inhaltsverzeichnis

19

15 Kommunikation 628

151 Uumlbersicht 628

152 Open User Communication 631

1521 Grundlagen 631

1522 Datenstruktur der Open User Communication 631

1523 Verbindung aufbauen und Daten senden mit TSEND_C 632

1524 Verbindung aufbauen und Daten empfangen mit TRCV_C 634

1525 Open User Communication projektieren 636

1526 Weitere Funktionen fuumlr die Open User Communication 637

153 S7-Kommunikation 639

1531 Grundlagen 639

1532 Datenaustausch mit GET und PUT 640

1533 S7-Kommunikation projektieren 642

154 Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 643

1541 Einfuumlhrung in die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 643

1542 Konfigurieren der Kommunikationsbaugruppe CM 1241 643

1543 Funktionen fuumlr die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation 646

155 Weitere Kommunikationsfunktionen 649

1551 USS-Protokoll fuumlr Antriebe 649

1552 Modbus RTU 651

1553 Modbus TCP 653

16 Visualisierung 656

161 Einfuumlhrung in die Visualisierung 656

1611 Uumlbersicht HMI Panels in STEP 7 (TIA Portal) 657

1612 Ein Projekt mit einer HMI-Station anlegen 659

1613 Querverweise fuumlr HMI-Objekte 661

162 HMI-Variablen und Bereichszeiger anlegen 663

1621 Einfuumlhrung HMI-Variablen 663

1622 Eine HMI-Variable anlegen 664

1623 Einen Bereichszeiger anlegen 665

163 Prozessbilder projektieren 667

1631 Einfuumlhrung in die Projektierung von Prozessbildern 667

1632 Arbeitsfenster fuumlr Prozessbilder 668

1633 Arbeiten mit Bildebenen 668

1634 Arbeiten mit Vorlagen 669

1635 Arbeiten mit Funktionstasten 670

1636 Ein neues Bild anlegen 672

1637 Einen Bildwechsel projektieren 672

1638 Arbeiten mit Objekten in Prozessbildern 673

1639 Bildobjekte zur Laufzeit veraumlndern 674

16310 Basisobjekte fuumlr die Bildprojektierung 674

Inhaltsverzeichnis

20

164 Bedien- und Beobachtungsfunktionen 6751641 Eingabe und Anzeige von Prozesswerten 6751642 Arbeiten mit Meldungen 6781643 Arbeiten mit Rezepturen 6871644 Arbeiten mit der Benutzerverwaltung 6921645 Arbeiten mit Archiven 6951646 Aufgaben planen 697

165 HMI-Projektierung fertig stellen 6971651 HMI-Projektierung uumlbersetzen (Konsistenzpruumlfung) 6971652 Simulation der HMI-Projektierung 6981653 Projektierung in die HMI-Station laden 6991654 Wartung der HMI-Station 701

17 Anhang 704

171 Integrierte und technologische Funktionen 7041711 High Speed Counter (HSC) 7041712 Impulsgenerator 7101713 Technologieobjekte fuumlr Motion Control 7131714 Technologieobjekte fuumlr PID Control 718

172 Fernverbindung mit TeleService 722

173 TeleControl mit CP 1242-7 724

174 Webserver 7261741 Webserver aktivieren 7261742 Zugriff auf den Webserver 7261743 Standard-Webseiten 727

175 Daten protokollieren und mit Rezepturen arbeiten 7291751 Einfuumlhrung in die Datenprotokollierung 7291752 Funktionen fuumlr die Datenprotokollierung 7301753 Einfuumlhrung zur Rezepturenuumlbertragung 7321754 Funktionen fuumlr die Rezepturenuumlbertragung 734

176 Simulation mit S7-PLCSIM 7351761 S7-PLCSIM allgemein 7351762 Die Bedienoberflaumlche von S7-PLCSIM 7361763 In S7-PLCSIM mit STEP-7-Testfunktionen testen 7371764 Mit einem Simulationsprojekt arbeiten 7391765 Mit dem Adressbereich testen 7401766 Mit der SIM-Tabelle testen 7411767 Mit der Sequenztabelle testen 742

Stichwortverzeichnis 746

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

21

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

SIMATIC S7-1200 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den unteren undmittleren Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Signalbaugruppen sowie mit Kommunikationsbaugruppenmodular erweitert werden Das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200 ist naht-los eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Die Controller SIMATIC S7-1200 bilden als speicherprogrammierbare Steuerun-gen (SPS oder PLC Programmable Logic Controller) die Basis des Automatisie-rungssystems Mehrere Controller mit abgestufter Leistungsfaumlhigkeit uumlberdeckenden unteren und mittleren Bereich der industriellen Steuerungen

SIMATIC HMI bedeutet Bedienen und Beobachten (HMI Human Machine Inter-face) Die Basic Panels sind so ausgelegt dass sie optimal mit SIMATIC S7-1200zusammenarbeiten Die Geraumlte sind in Displaygroumlszligen von 36 Zoll bis 15 Zoll ver-fuumlgbar und werden uumlber Touchscreen bedient Bis auf das 15-Zoll-Geraumlt haben dieGeraumlte zusaumltzlich Funktionstasten

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1200

SIMATIC Controller steuern die Maschine oder Anlage

Bedienen und Beobachten zum Fuumlhrender Anlage im laufenden Betrieb

SIMATIC NET

SIMATIC HMI STEP 7(TIA Portal)

SIMATIC S7-1200

Vernetzung zum Datenaustauschund zentralen Online-Zugriff

Software zum Konfigurierenund ProgrammierenProjektieren

SS

S S S

Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

22

SIMATIC NET verbindet alle SIMATIC-Stationen und sorgt fuumlr komplikationslosenDatenaustausch SIMATIC S7-1200 mit PROFINET-Schnittstelle verwendet dasIndustrial Ethernet Netzwerk um mit anderen PLC-Stationen HMI-Stationen undProgrammiergeraumlten Daten auszutauschen Kommunikationsbaugruppen erwei-tern die Kommunikationsfaumlhigkeit auf andere Netze wie PROFIBUS DP AktorSen-sor-Interface oder Punkt-zu-Punkt-Kopplung auf RS232- oder RS485-Basis

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert und parametriert mit STEP 7 wird das Anwenderprogrammerstellt und getestet Das TIA Portal ist die zentrale Bedienoberflaumlche zum Verwal-ten der Werkzeuge und Automatisierungsdaten STEP 7 im TIA Portal gibt es in denVarianten STEP 7 Professional und STEP 7 Basic Mit beiden Varianten kann eine S7-1200-Station projektiert und programmiert werden In diesem Buch ist die Anwen-dung von STEP 7 Basic beschrieben

Komponenten und Anschluumlsse

Das Bild 12 zeigt einen Uumlberblick uumlber die Anschlussmoumlglichkeiten an einen BasicController S7-1200

Die Zentralbaugruppe (Central Processor Unit CPU) enthaumllt das Betriebssystemund das Anwenderprogramm Das Anwenderprogramm befindet sich span-nungsausfallsicher im Ladespeicher Die ablaufrelevanten Teile des Anwender-programms werden in einem Arbeitsspeicher mit schnellem Zugriff bearbeitetVariablenwerte die auch bei Spannungsausfall oder beim Aus- und Einschaltenihren Wert behalten sollen werden im Remanenzspeicher abgelegt

Mithilfe einer steckbaren Speicherkarte (Memory Card MC) kann das Anwender-programm auf die CPU-Baugruppe uumlbertragen werden ndash alternativ zum Uumlbertragenuumlber eine Online-Verbindung mit dem Programmiergeraumlt Die Speicherkarte kannauch als externer Ladespeicher oder zum Firmware-Update eingesetzt werden

Die Verbindung zur Anlage oder zum Prozess uumlbernehmen Onboard-Ein- und-Ausgaben die je nach Version der Zentralbaugruppe in unterschiedlicher Anzahlvorhanden sind Die Onboard-Ein- und -Ausgaben sind auch speziell fuumlr denBetrieb der integrierten Hochgeschwindigkeitszaumlhler (HSC High Speed Counter)ausgelegt Das Betriebssystem enthaumllt auszligerdem Impulsgeneratoren mit weiten-modulierter Impulsausgabe sowie die Technologieobjekte Achse zur Ansteuerungvon Schrittmotoren und Servomotoren mit Pulsschnittstelle und PID Compacteinen PID-Regler mit optimierter Selbsteinstellung

Mit einem Signal Board (SB) koumlnnen die Onboard-Ein- und -Ausgaben erweitertwerden Das Communication Board (CB) schafft einen Punkt-zu-Punkt-Anschlussfuumlr die CPU-Baugruppe und das Battery Board (BB) verlaumlngert die Gangreserve derintegrierten Hardware-Uhr auf etwa ein Jahr

Sind zusaumltzliche Ein- und Ausgaumlnge erforderlich koumlnnen ndash je nach Version derCPU-Baugruppe ndash Ein-Ausgabebaugruppen (Signal Modules SM) an die CPU-Baugruppe angesteckt werden Sie sind fuumlr Digital- und Analogsignale verfuumlgbar

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

23

Die PROFINET-Schnittstelle verbindet die CPU-Baugruppe mit dem SubnetzIndustrial Ethernet An ihr wird das Programmiergeraumlt angeschlossen wenn bei-spielsweise das Anwenderprogramm online zur CPU-Baugruppe uumlbertragen undan der Maschine getestet werden soll Uumlber diese Schnittstelle geschieht auch derDatenaustausch mit HMI-Stationen oder anderen Automatisierungsgeraumlten

Wird die CPU-Baugruppe mit nur einem Geraumlt uumlber Ethernet verbunden kann esdirekt mit einem Standard- oder bdquoCross-overldquo-Kabel geschehen Bei der Vernetzungvon mehr als zwei Geraumlten die nur eine PROFINET-Schnittstelle haben muumlssen dieVerbindungskabel uumlber einen Vervielfacher z B das Communication SwitchModule (CSM) gefuumlhrt werden CPU 1215 und CPU 1217 haben zwei mit einemSwitch verbundene Anschluumlsse so dass sie mit dem naumlchsten Automatisierungsge-raumlt ohne zwischengeschalteten Anschlussvervielfacher vernetzt werden koumlnnen

Kommunikationsbaugruppen (Communication Modules CM) gestatten denBetrieb an weiteren Bussystemen wie beispielsweise PROFIBUS DP Hier kann eine

Bild 12 Anschlussmoumlglichkeiten an eine PLC-Station mit CPU 1200

S

Anschluss von Geraumlten uumlberCommunication Module (CM)an PROFIBUS AS-Interfaceoder Punkt-zu-Punkt

Anschluss einesProgrammier-geraumlts

Anschluss einerHMI-Station(Basic Panel)

Anschluss einerweiteren S7-1200-Station oderanderer Geraumlte aufder Basis derOpen UserCommunication

Vervielfaumlltigung des Ethernet-Anschlusses mit demCommunication Switch Module(CSM)

Anschluss von Sensoren zBTaster oder Endschalter an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Anschluss von Aktoren zBSchuumltze oder Leuchten an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Mit einer Memory Card(MC) kann dasSteuerungsprogrammuumlbertragen und dasBetriebssystemhochgeruumlstet werden

Anschlussmoumlglichkeiten an eine CPU 1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

24

S7-1200-Station in einem DP-Mastersystem sowohl der DP-Master als auch ein DP-Slave sein An AS-Interface kann eine S7-1200-Station der AS-Interface-Master seinund bis zu 62 AS-Interface-Feldgeraumlte steuern Die Kommunikationsbaugruppe fuumlrdie Punkt-zu-Punkt-Kopplung gibt es mit RS232- oder RS485-Schnittstelle an diebeispielsweise ein Barcode- oder RFID-Leser angeschlossen werden kann

12 Uumlbersicht STEP 7

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Nutzungsberechtigung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuel-len Betriebssystemen Microsoft Windows Mit STEP 7 Basic oder STEP 7 Professionalkoumlnnen die S7-1200-Controller und ndash mit dem mitgelieferten WinCC Basic ndash dieBasic Panels projektiert werden Die Projektierung geschieht mit zwei Ansichtendie Portalansicht und die Projektansicht (Bild 13)

Die Portalansicht bietet eine aufgabenorientierte Sicht auf die installierten Werk-zeuge Auf der linken Seite sind die Portale fuumlr die Werkzeuge aufgelistet und in derMitte stehen die Aktionen zum ausgewaumlhlten Portal Das Fenster auf der rechtenSeite zeigt die Objekte die mit der ausgewaumlhlten Aktion bearbeitet werden koumlnnenFalls es erforderlich ist wird zur Bearbeitung des ausgewaumlhlten Objekts zur Pro-jektansicht gewechselt

Bild 13 Bedienoberflaumlchen im TIA Portal Portalansicht und Projektansicht

12 Uumlbersicht STEP 7

25

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt In der Geraumltekonfigurationsteht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittelpunkt In derGeraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platzierten Baugruppengezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt die Eigenschaften derselektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibt Unterstuumltzungdurch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Baugruppen DieNetzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

Bei der PLC-Programmierung bearbeiten Sie im Arbeitsbereich den ausgewaumlhltenBaustein Wiederum sehen Sie im Inspektorfenster die Eigenschaften des markier-ten Objekts und koumlnnen diese einstellen Das Aufgabenfenster enthaumllt diesmal denProgrammelemente-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Anweisungen undFunktionen Aumlhnliches gilt fuumlr die Bearbeitung der PLC-Variablen beim Online-Programmtest durch Beobachtungstabellen oder beim Projektieren eines HMI-Geraumlts

Und stets haben Sie die Projektnavigation im Blickfeld Sie enthaumllt alle Objekte desSTEP-7-Projekts So koumlnnen Sie jederzeit ein Objekt beispielsweise einen Pro-grammbaustein oder eine Beobachtungstabelle auswaumlhlen und dieses Objekt mitden entsprechenden Editoren die beim Oumlffnen des Objekts automatisch startenbearbeiten

Allgemeine Vorgehensweise fuumlr die Erstellung eines Steuerungsprogramms

Alle fuumlr die Steuerung und Bedienung der Maschine oder Anlage notwendigenAutomatisierungsdaten sind in einem Projekt zusammengefasst Ein Projekt isteine Ordnerstruktur im Dateisystem des Programmiergeraumlts

Mit STEP 7 legen Sie ein neues Projekt an und fuumlgen ein Automatisierungsgeraumlt(eine Station) hinzu Dabei bestimmen Sie den Typ des Controllers den Sie fuumlr IhrVorhaben benoumltigen Je nach Bedarf erweitern Sie die Station mit zusaumltzlichen Bau-gruppen die Sie dem Hardware-Katalog entnehmen Mit dem Konfigurationseditorstellen Sie alle Hardware-Parameter ein beispielsweise das Verhalten der Zentral-baugruppe beim Einschalten der Versorgungsspannung oder die Adressen derBaugruppen Im weiteren Verlauf der Projektbearbeitung koumlnnen Sie jederzeitzusaumltzliche Baugruppen hinzustecken vorhandene Baugruppen aus der Konfigu-ration entfernen oder die Einstellungen der Baugruppen aumlndern

Bei der Hardware-Konfiguration erhaumllt jeder Ein- und Ausgang eine Adresse diesich aus der Adresse der Signalbaugruppe ableitet Dieser Absolutadresse ordnenSie in der PLC-Variablentabelle einen Namen (eine Symboladresse) zu Der Pro-grammeditor arbeitet primaumlr mit Symboladressen die er ndash falls keine (Anwender-)Symboladressen vergeben werden ndash mit laufender Nummer generiert Diese auto-matisch generierten Symboladressen sagen nichts uumlber die Bedeutung des Ein-gangs oder Ausgangs aus Es wird empfohlen nur aussagekraumlftige Namen zu ver-wenden denn dadurch sinkt die Fehleranfaumllligkeit und das Anwenderprogrammist leichter lesbar

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

26

Das Steuerungsprogramm (das Anwenderprogramm) besteht aus einzelnen Unter-programmen die man Bausteine nennt Alle Anwenderbausteine sind im OrdnerProgrammbausteine gespeichert Beim Anlegen einer Station wird in diesen Ordnerein Organisationsbaustein mit der Nummer 1 (OB 1) und der Symboladresse Main(Hauptprogramm) eingefuumlgt Organisationsbausteine sind die Schnittstelle zwi-schen dem Betriebssystem der CPU und dem Anwenderprogramm Fuumlr die Struktu-rierung des Anwenderprogramms gibt es zusaumltzlich Funktionsbausteine undFunktionen und fuumlr die Anwenderdaten die Datenbausteine Ein Doppelklick aufeinen Baustein oumlffnet ihn und Sie koumlnnen das Bausteinprogramm eingeben DieProgrammiersprache fuumlr einen Baustein koumlnnen Sie frei waumlhlen je nachdem wel-che Vorlieben Sie haben oder welche Funktion der Baustein erfuumlllen soll Im Steue-rungsprogramm koumlnnen also alle Programmiersprachen vertreten sein

Die benoumltigten Programmelemente entnehmen Sie dem Programmelemente-Kata-log dessen Inhalt sich automatisch der verwendeten Programmiersprache anpasstDazu bdquoziehenldquo Sie mit der Maus das Programmelement aus dem Katalog in dengeoumlffneten Baustein (bdquodrag and dropldquo) Anschlieszligend beschriften Sie das Pro-grammelement mit den gewuumlnschten Variablen Das sind die (globalen) Variablenaus der PLC-Variablentabelle (Ein- und Ausgaumlnge) und die (lokalen) Variablen dieSie im Baustein selbst definieren zum Beispiel Zwischenspeicher fuumlr temporaumlreErgebnisse oder Bausteinparameter fuumlr die Uumlbergabe von Werten an das Baustein-programm

Sie koumlnnen jederzeit die Projektierung oder Programmierung unterbrechen dieeingegebenen Daten speichern und die Arbeiten zu einem spaumlteren Zeitpunkt fort-setzen Es wird immer das komplette Projekt gespeichert Dabei spielt es keineRolle ob das eingegebene Programm und die Daten vollstaumlndig oder in sich konsis-tent sind

Ein Projekt koumlnnen Sie bdquoofflineldquo ndash das heiszligt ohne Steuerungs-Hardware ndash erstellenZum Testen und Betreiben an der Maschine muumlssen Sie die Projektdaten in dieSteuerung bdquoladenldquo Beim Laden werden die Projektdaten bdquouumlbersetztldquo Dabei wirdder Code erzeugt den der Steuerungsprozessor bearbeiten kann Jetzt muss dasAnwenderprogramm vollstaumlndig und in sich konsistent sein sonst wird der Lade-vorgang nicht ausgefuumlhrt Sie koumlnnen eine Uumlbersetzung auch waumlhrend der Pro-grammerstellung anstoszligen und so beispielsweise pruumlfen ob der bis dahin einge-gebene Programmcode konsistent ist Mit einer im Programmiergeraumlt simulierten(Software-)Station koumlnnen Sie auch einem bdquoVorabtestldquo durchfuumlhren

STEP 7 stellt Ihnen zum Testen und Fehlersuchen umfangreiche Werkzeuge zurVerfuumlgung So koumlnnen Sie beispielsweise den Verlauf der Signalzustaumlnde im bear-beiteten Programm beobachten Variablenwerte vorgeben und vom getesteten Pro-gramm Zwischensicherungen erstellen Nach der Inbetriebnahme koumlnnen Sie dasAnwenderprogramm in komprimierter Form archivieren

Ein Projekt muss mindestens eine Station enthalten Das kann eine PLC- eine HMI-oder eine PC-Station sein In einem Projekt koumlnnen sich auch mehrere Stationenunterschiedlicher Art befinden Mit der Netzprojektierung erstellen Sie dann dieKommunikationsverbindungen fuumlr den Datenaustausch zwischen den Stationen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

27

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Die Automatisierungsdaten liegen im Automatisierungssystem an verschiedenenSpeicherplaumltzen Da ist zuerst einmal das Programmiergeraumlt Auf dessen Festplattewerden in einem STEP-7-Projekt saumlmtliche Automatisierungsdaten gespeichertBeim Konfigurieren Projektieren und Programmieren bearbeiten Sie die Projekt-daten mit STEP 7 im Hauptspeicher des Programmiergeraumlts (Bild 14)

Die Automatisierungsdaten im Programmiergeraumlt sind die Offline-ProjektdatenWenn STEP 7 die Automatisierungsdaten entsprechend aufbereitet (bdquouumlbersetztldquo)hat koumlnnen sie in ein angeschlossenes Automatisierungsgeraumlt geladen werdenDie in den Anwenderspeicher der CPU-Baugruppe geladenen Daten sind die Online-Projektdaten

Die Uumlbertragung der Projektdaten zwischen Programmiergeraumlt und CPU-Bau-gruppe kann mithilfe der SIMATIC Memory Card erfolgen Der Normalfall ist eineOnline-Verbindung zum Uumlbertragen Testen und Diagnostizieren

Anwenderspeicher

Der Anwenderspeicher in der CPU-Baugruppe besteht aus dem Ladespeicher demArbeitsspeicher und dem Remanenzspeicher

Im Ladespeicher steht das gesamte Anwenderprogramm einschlieszliglich Konfigu-rationsdaten (Systemdaten) Reicht der Umfang des internen auf der CPU-Bau-

Bild 14 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Memory Card

ArbeitsspeicherRemanenzspeicher

Hauptspeicher

Festplatte

Ladespeicher

Im Ladespeicher stehendie zur CPU uumlbertragenenProjektdaten Zusammen

mit den aktuellenVariablenwerten aus demArbeitsspeicher bilden siedie Online-Projektdaten

Mit der Memory Cardkann das Steuerungs-

programm zur CPUuumlbertragen werden

Im Arbeitsspeicher stehtder ablauffaumlhige Teil desSteuerungsprogramms

der zur Laufzeit bearbeitetwird

Im Remanenzspeicherstehen die Variablen die

ihren Wert bei Spannungs-ausfall oder beim Aus-

und Einschalten behalten

Auf der Festplattesind die Offline-

Projektdaten gespeichert

Alle Projektdaten werdenim Hauptspeicher desProgrammiergeraumlts

bearbeitet

Programmiergeraumlt CPU-Baugruppe

Uumlbertragung mit Online-Verbindung

Uumlbertragungbeim Einschalten

Speichern derProjektdaten

Datenhaltung im SIMATIC Automatisierungssystem

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

28

gruppe liegenden Ladespeichers nicht aus kann er auf die Memory Card bdquoverla-gertldquo werden (externer Ladespeicher) Vom Programmiergeraumlt aus wird dasAnwenderprogramm immer zuerst in den Ladespeicher uumlbertragen und von hieraus in den Arbeitsspeicher Das Programm im Ladespeicher wird nicht als Anwen-derprogramm bearbeitet Datenbausteine die beispielsweise Rezepte enthaltenkoumlnnen als bdquonicht ablaufrelevantldquo gekennzeichnet werden und werden dann nichtin den Arbeitsspeicher uumlbertragen Mit Systembausteinen kann vom Anwenderpro-gramm aus auf diese Datenbausteine zugegriffen werden Wie das Anwenderpro-gramm aus Bausteinen strukturiert ist entnehmen Sie dem Kapitel 16 bdquoBearbei-tung des Anwenderprogrammsldquo auf Seite 35

Der Arbeitsspeicher ist als schneller in vollem Umfang in der CPU integrierterRAM-Speicher ausgelegt Das Betriebssystem der CPU kopiert den bdquoablaufrelevan-tenldquo Programmcode und die Anwenderdaten in den Arbeitsspeicher bdquoAblaufrele-vantldquo ist eine Eigenschaft der vorhandenen Objekte nicht gleichbedeutend mit derTatsache dass ein bestimmter Codebaustein auch aufgerufen und bearbeitet wirdDas bdquoeigentlicheldquo Anwenderprogramm wird im Arbeitsspeicher bearbeitet

Beim Zuruumlckladen des gesamten Anwenderprogramms in das Programmiergeraumltwerden die Bausteine aus dem Ladespeicher geholt ergaumlnzt um die aktuellenWerte der Daten aus dem Arbeitsspeicher

Der Remanenzspeicher enthaumllt die als remanent definierten Merker und Datenva-riablen Die Werte im Remanenzspeicher bleiben nach einem Spannungsausfalloder beim Aus- und Einschalten der Versorgungsspannung erhalten Die Wertewerden geloumlscht bei einem Urloumlschen oder beim Zuruumlcksetzen der CPU-Baugruppeauf die Werkseinstellungen

Der Systemspeicher enthaumllt die Prozessabbilder fuumlr die Ein- und Ausgaumlnge Dassind Kopien der Ein- und Ausgangssignale von den Baugruppen Ebenfalls im Sys-temspeicher liegen die Operandenbereiche Merker und die temporaumlren Lokalda-ten Die temporaumlren Lokaldaten sind Zwischenspeicher fuumlr die Programmbearbei-tung in den Bausteinen des Anwenderprogramms

Die Memory Card kann als Uumlbertragungskarte das Anwenderprogramm in den CPU-Speicher uumlbertragen oder als Programmkarte der externe Ladespeicher sein Bei derAnwendung als Programmkarte muss die Memory Card zur Laufzeit in der CPU-Baugruppe gesteckt bleiben

Operandenbereiche

Beim Steuern einer Maschine oder eines Prozesses werden Signalzustaumlnde undZahlenwerte verarbeitet Eingaumlnge werden abgefragt deren Signalzustaumlndegemaumlszlig der Steuerungsaufgabe miteinander verknuumlpft und mit den Ergebnissendie Ausgaumlnge gesteuert Aumlhnlich ist es mit Zahlenwerten die ausgewaumlhlt berech-net verglichen und gespeichert werden CPU 1200 stellt fuumlr diese variablen Wertedie im Bild 15 gezeigten Speicherbereiche zur Verfuumlgung

b Peripherie-Eingaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Eingabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B die Einstellungvon Bedienelementen oder Sensoren abzufragen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

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b Eingaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Eingaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn Signalzustaumlndeder Maschine abgefragt und verknuumlpft werden sollen Die Gesamtheit der Ein-gaumlnge ist das Eingangs-Prozessabbild

b Peripherie-Ausgaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Ausgabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B Anzeigen Ven-tile oder Schuumltze zu steuern

b Ausgaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Ausgaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn die Ergebnisseder Steuerungsfunktionen ausgegeben werden sollen Die Gesamtheit der Aus-gaumlnge ist das Ausgangs-Prozessabbild

b Merker sind ein Speicherbereich im Systemspeicher der CPU der als globalerZwischenspeicher bevorzugt fuumlr Binaumlrsignale verwendet wird

b Temporaumlre Lokaldaten sind Speicherbereiche die die CPU einem Codebausteinwaumlhrend der Bearbeitung zuweist Hier kann das Programm im Baustein Signal-zustaumlnde und Zahlenwerte temporaumlr zwischenspeichern die mit dem Bearbei-tungsende des Bausteins ihre Guumlltigkeit verlieren

b Daten sind Variablen im Anwenderspeicher die in Datenbausteinen mit ver-schiedenen Strukturen zusammengefasst sind Ein Datenbaustein der einemCodebaustein zugeordnet ist (Instanz-Datenbaustein) enthaumllt den Operanden-bereich statische Lokaldaten

Weitergehende Beschreibungen finden Sie in den Kapiteln 62 bdquoGlobale OperandenKonstanten und Adressierungldquo auf Seite 199 666 bdquoOperandenbereich temporaumlreLokaldatenldquo auf Seite 240 und 1253 bdquoOperandenbereich Datenldquo auf Seite 531

Globale und lokale Variablen

Variablen enthalten die im Anwenderprogramm bearbeiteten Werte Man kann siegrob in zwei Kategorien einteilen in globale und lokale Variablen

Bild 15 Operandenbereiche in einer PLC-Station

TemporaumlreLokaldaten

Ausgangs-Prozessabbild

Peripherie-Ausgaumlnge

Eingangs-Prozessabbild

Global-Daten-bausteine

Instanz-Daten-bausteine

Typ-Daten-bausteine

Peripherie-Eingaumlnge

Systemspeicher

Anwenderspeicher

Eingabe-baugruppen

Ausgabe-baugruppen

Merker

Operandenbereiche in einer CPU 1200

Inhaltsverzeichnis

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164 Bedien- und Beobachtungsfunktionen 6751641 Eingabe und Anzeige von Prozesswerten 6751642 Arbeiten mit Meldungen 6781643 Arbeiten mit Rezepturen 6871644 Arbeiten mit der Benutzerverwaltung 6921645 Arbeiten mit Archiven 6951646 Aufgaben planen 697

165 HMI-Projektierung fertig stellen 6971651 HMI-Projektierung uumlbersetzen (Konsistenzpruumlfung) 6971652 Simulation der HMI-Projektierung 6981653 Projektierung in die HMI-Station laden 6991654 Wartung der HMI-Station 701

17 Anhang 704

171 Integrierte und technologische Funktionen 7041711 High Speed Counter (HSC) 7041712 Impulsgenerator 7101713 Technologieobjekte fuumlr Motion Control 7131714 Technologieobjekte fuumlr PID Control 718

172 Fernverbindung mit TeleService 722

173 TeleControl mit CP 1242-7 724

174 Webserver 7261741 Webserver aktivieren 7261742 Zugriff auf den Webserver 7261743 Standard-Webseiten 727

175 Daten protokollieren und mit Rezepturen arbeiten 7291751 Einfuumlhrung in die Datenprotokollierung 7291752 Funktionen fuumlr die Datenprotokollierung 7301753 Einfuumlhrung zur Rezepturenuumlbertragung 7321754 Funktionen fuumlr die Rezepturenuumlbertragung 734

176 Simulation mit S7-PLCSIM 7351761 S7-PLCSIM allgemein 7351762 Die Bedienoberflaumlche von S7-PLCSIM 7361763 In S7-PLCSIM mit STEP-7-Testfunktionen testen 7371764 Mit einem Simulationsprojekt arbeiten 7391765 Mit dem Adressbereich testen 7401766 Mit der SIM-Tabelle testen 7411767 Mit der Sequenztabelle testen 742

Stichwortverzeichnis 746

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

21

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

SIMATIC S7-1200 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den unteren undmittleren Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Signalbaugruppen sowie mit Kommunikationsbaugruppenmodular erweitert werden Das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200 ist naht-los eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Die Controller SIMATIC S7-1200 bilden als speicherprogrammierbare Steuerun-gen (SPS oder PLC Programmable Logic Controller) die Basis des Automatisie-rungssystems Mehrere Controller mit abgestufter Leistungsfaumlhigkeit uumlberdeckenden unteren und mittleren Bereich der industriellen Steuerungen

SIMATIC HMI bedeutet Bedienen und Beobachten (HMI Human Machine Inter-face) Die Basic Panels sind so ausgelegt dass sie optimal mit SIMATIC S7-1200zusammenarbeiten Die Geraumlte sind in Displaygroumlszligen von 36 Zoll bis 15 Zoll ver-fuumlgbar und werden uumlber Touchscreen bedient Bis auf das 15-Zoll-Geraumlt haben dieGeraumlte zusaumltzlich Funktionstasten

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1200

SIMATIC Controller steuern die Maschine oder Anlage

Bedienen und Beobachten zum Fuumlhrender Anlage im laufenden Betrieb

SIMATIC NET

SIMATIC HMI STEP 7(TIA Portal)

SIMATIC S7-1200

Vernetzung zum Datenaustauschund zentralen Online-Zugriff

Software zum Konfigurierenund ProgrammierenProjektieren

SS

S S S

Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

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SIMATIC NET verbindet alle SIMATIC-Stationen und sorgt fuumlr komplikationslosenDatenaustausch SIMATIC S7-1200 mit PROFINET-Schnittstelle verwendet dasIndustrial Ethernet Netzwerk um mit anderen PLC-Stationen HMI-Stationen undProgrammiergeraumlten Daten auszutauschen Kommunikationsbaugruppen erwei-tern die Kommunikationsfaumlhigkeit auf andere Netze wie PROFIBUS DP AktorSen-sor-Interface oder Punkt-zu-Punkt-Kopplung auf RS232- oder RS485-Basis

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert und parametriert mit STEP 7 wird das Anwenderprogrammerstellt und getestet Das TIA Portal ist die zentrale Bedienoberflaumlche zum Verwal-ten der Werkzeuge und Automatisierungsdaten STEP 7 im TIA Portal gibt es in denVarianten STEP 7 Professional und STEP 7 Basic Mit beiden Varianten kann eine S7-1200-Station projektiert und programmiert werden In diesem Buch ist die Anwen-dung von STEP 7 Basic beschrieben

Komponenten und Anschluumlsse

Das Bild 12 zeigt einen Uumlberblick uumlber die Anschlussmoumlglichkeiten an einen BasicController S7-1200

Die Zentralbaugruppe (Central Processor Unit CPU) enthaumllt das Betriebssystemund das Anwenderprogramm Das Anwenderprogramm befindet sich span-nungsausfallsicher im Ladespeicher Die ablaufrelevanten Teile des Anwender-programms werden in einem Arbeitsspeicher mit schnellem Zugriff bearbeitetVariablenwerte die auch bei Spannungsausfall oder beim Aus- und Einschaltenihren Wert behalten sollen werden im Remanenzspeicher abgelegt

Mithilfe einer steckbaren Speicherkarte (Memory Card MC) kann das Anwender-programm auf die CPU-Baugruppe uumlbertragen werden ndash alternativ zum Uumlbertragenuumlber eine Online-Verbindung mit dem Programmiergeraumlt Die Speicherkarte kannauch als externer Ladespeicher oder zum Firmware-Update eingesetzt werden

Die Verbindung zur Anlage oder zum Prozess uumlbernehmen Onboard-Ein- und-Ausgaben die je nach Version der Zentralbaugruppe in unterschiedlicher Anzahlvorhanden sind Die Onboard-Ein- und -Ausgaben sind auch speziell fuumlr denBetrieb der integrierten Hochgeschwindigkeitszaumlhler (HSC High Speed Counter)ausgelegt Das Betriebssystem enthaumllt auszligerdem Impulsgeneratoren mit weiten-modulierter Impulsausgabe sowie die Technologieobjekte Achse zur Ansteuerungvon Schrittmotoren und Servomotoren mit Pulsschnittstelle und PID Compacteinen PID-Regler mit optimierter Selbsteinstellung

Mit einem Signal Board (SB) koumlnnen die Onboard-Ein- und -Ausgaben erweitertwerden Das Communication Board (CB) schafft einen Punkt-zu-Punkt-Anschlussfuumlr die CPU-Baugruppe und das Battery Board (BB) verlaumlngert die Gangreserve derintegrierten Hardware-Uhr auf etwa ein Jahr

Sind zusaumltzliche Ein- und Ausgaumlnge erforderlich koumlnnen ndash je nach Version derCPU-Baugruppe ndash Ein-Ausgabebaugruppen (Signal Modules SM) an die CPU-Baugruppe angesteckt werden Sie sind fuumlr Digital- und Analogsignale verfuumlgbar

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

23

Die PROFINET-Schnittstelle verbindet die CPU-Baugruppe mit dem SubnetzIndustrial Ethernet An ihr wird das Programmiergeraumlt angeschlossen wenn bei-spielsweise das Anwenderprogramm online zur CPU-Baugruppe uumlbertragen undan der Maschine getestet werden soll Uumlber diese Schnittstelle geschieht auch derDatenaustausch mit HMI-Stationen oder anderen Automatisierungsgeraumlten

Wird die CPU-Baugruppe mit nur einem Geraumlt uumlber Ethernet verbunden kann esdirekt mit einem Standard- oder bdquoCross-overldquo-Kabel geschehen Bei der Vernetzungvon mehr als zwei Geraumlten die nur eine PROFINET-Schnittstelle haben muumlssen dieVerbindungskabel uumlber einen Vervielfacher z B das Communication SwitchModule (CSM) gefuumlhrt werden CPU 1215 und CPU 1217 haben zwei mit einemSwitch verbundene Anschluumlsse so dass sie mit dem naumlchsten Automatisierungsge-raumlt ohne zwischengeschalteten Anschlussvervielfacher vernetzt werden koumlnnen

Kommunikationsbaugruppen (Communication Modules CM) gestatten denBetrieb an weiteren Bussystemen wie beispielsweise PROFIBUS DP Hier kann eine

Bild 12 Anschlussmoumlglichkeiten an eine PLC-Station mit CPU 1200

S

Anschluss von Geraumlten uumlberCommunication Module (CM)an PROFIBUS AS-Interfaceoder Punkt-zu-Punkt

Anschluss einesProgrammier-geraumlts

Anschluss einerHMI-Station(Basic Panel)

Anschluss einerweiteren S7-1200-Station oderanderer Geraumlte aufder Basis derOpen UserCommunication

Vervielfaumlltigung des Ethernet-Anschlusses mit demCommunication Switch Module(CSM)

Anschluss von Sensoren zBTaster oder Endschalter an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Anschluss von Aktoren zBSchuumltze oder Leuchten an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Mit einer Memory Card(MC) kann dasSteuerungsprogrammuumlbertragen und dasBetriebssystemhochgeruumlstet werden

Anschlussmoumlglichkeiten an eine CPU 1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

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S7-1200-Station in einem DP-Mastersystem sowohl der DP-Master als auch ein DP-Slave sein An AS-Interface kann eine S7-1200-Station der AS-Interface-Master seinund bis zu 62 AS-Interface-Feldgeraumlte steuern Die Kommunikationsbaugruppe fuumlrdie Punkt-zu-Punkt-Kopplung gibt es mit RS232- oder RS485-Schnittstelle an diebeispielsweise ein Barcode- oder RFID-Leser angeschlossen werden kann

12 Uumlbersicht STEP 7

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Nutzungsberechtigung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuel-len Betriebssystemen Microsoft Windows Mit STEP 7 Basic oder STEP 7 Professionalkoumlnnen die S7-1200-Controller und ndash mit dem mitgelieferten WinCC Basic ndash dieBasic Panels projektiert werden Die Projektierung geschieht mit zwei Ansichtendie Portalansicht und die Projektansicht (Bild 13)

Die Portalansicht bietet eine aufgabenorientierte Sicht auf die installierten Werk-zeuge Auf der linken Seite sind die Portale fuumlr die Werkzeuge aufgelistet und in derMitte stehen die Aktionen zum ausgewaumlhlten Portal Das Fenster auf der rechtenSeite zeigt die Objekte die mit der ausgewaumlhlten Aktion bearbeitet werden koumlnnenFalls es erforderlich ist wird zur Bearbeitung des ausgewaumlhlten Objekts zur Pro-jektansicht gewechselt

Bild 13 Bedienoberflaumlchen im TIA Portal Portalansicht und Projektansicht

12 Uumlbersicht STEP 7

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Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt In der Geraumltekonfigurationsteht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittelpunkt In derGeraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platzierten Baugruppengezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt die Eigenschaften derselektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibt Unterstuumltzungdurch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Baugruppen DieNetzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

Bei der PLC-Programmierung bearbeiten Sie im Arbeitsbereich den ausgewaumlhltenBaustein Wiederum sehen Sie im Inspektorfenster die Eigenschaften des markier-ten Objekts und koumlnnen diese einstellen Das Aufgabenfenster enthaumllt diesmal denProgrammelemente-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Anweisungen undFunktionen Aumlhnliches gilt fuumlr die Bearbeitung der PLC-Variablen beim Online-Programmtest durch Beobachtungstabellen oder beim Projektieren eines HMI-Geraumlts

Und stets haben Sie die Projektnavigation im Blickfeld Sie enthaumllt alle Objekte desSTEP-7-Projekts So koumlnnen Sie jederzeit ein Objekt beispielsweise einen Pro-grammbaustein oder eine Beobachtungstabelle auswaumlhlen und dieses Objekt mitden entsprechenden Editoren die beim Oumlffnen des Objekts automatisch startenbearbeiten

Allgemeine Vorgehensweise fuumlr die Erstellung eines Steuerungsprogramms

Alle fuumlr die Steuerung und Bedienung der Maschine oder Anlage notwendigenAutomatisierungsdaten sind in einem Projekt zusammengefasst Ein Projekt isteine Ordnerstruktur im Dateisystem des Programmiergeraumlts

Mit STEP 7 legen Sie ein neues Projekt an und fuumlgen ein Automatisierungsgeraumlt(eine Station) hinzu Dabei bestimmen Sie den Typ des Controllers den Sie fuumlr IhrVorhaben benoumltigen Je nach Bedarf erweitern Sie die Station mit zusaumltzlichen Bau-gruppen die Sie dem Hardware-Katalog entnehmen Mit dem Konfigurationseditorstellen Sie alle Hardware-Parameter ein beispielsweise das Verhalten der Zentral-baugruppe beim Einschalten der Versorgungsspannung oder die Adressen derBaugruppen Im weiteren Verlauf der Projektbearbeitung koumlnnen Sie jederzeitzusaumltzliche Baugruppen hinzustecken vorhandene Baugruppen aus der Konfigu-ration entfernen oder die Einstellungen der Baugruppen aumlndern

Bei der Hardware-Konfiguration erhaumllt jeder Ein- und Ausgang eine Adresse diesich aus der Adresse der Signalbaugruppe ableitet Dieser Absolutadresse ordnenSie in der PLC-Variablentabelle einen Namen (eine Symboladresse) zu Der Pro-grammeditor arbeitet primaumlr mit Symboladressen die er ndash falls keine (Anwender-)Symboladressen vergeben werden ndash mit laufender Nummer generiert Diese auto-matisch generierten Symboladressen sagen nichts uumlber die Bedeutung des Ein-gangs oder Ausgangs aus Es wird empfohlen nur aussagekraumlftige Namen zu ver-wenden denn dadurch sinkt die Fehleranfaumllligkeit und das Anwenderprogrammist leichter lesbar

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

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Das Steuerungsprogramm (das Anwenderprogramm) besteht aus einzelnen Unter-programmen die man Bausteine nennt Alle Anwenderbausteine sind im OrdnerProgrammbausteine gespeichert Beim Anlegen einer Station wird in diesen Ordnerein Organisationsbaustein mit der Nummer 1 (OB 1) und der Symboladresse Main(Hauptprogramm) eingefuumlgt Organisationsbausteine sind die Schnittstelle zwi-schen dem Betriebssystem der CPU und dem Anwenderprogramm Fuumlr die Struktu-rierung des Anwenderprogramms gibt es zusaumltzlich Funktionsbausteine undFunktionen und fuumlr die Anwenderdaten die Datenbausteine Ein Doppelklick aufeinen Baustein oumlffnet ihn und Sie koumlnnen das Bausteinprogramm eingeben DieProgrammiersprache fuumlr einen Baustein koumlnnen Sie frei waumlhlen je nachdem wel-che Vorlieben Sie haben oder welche Funktion der Baustein erfuumlllen soll Im Steue-rungsprogramm koumlnnen also alle Programmiersprachen vertreten sein

Die benoumltigten Programmelemente entnehmen Sie dem Programmelemente-Kata-log dessen Inhalt sich automatisch der verwendeten Programmiersprache anpasstDazu bdquoziehenldquo Sie mit der Maus das Programmelement aus dem Katalog in dengeoumlffneten Baustein (bdquodrag and dropldquo) Anschlieszligend beschriften Sie das Pro-grammelement mit den gewuumlnschten Variablen Das sind die (globalen) Variablenaus der PLC-Variablentabelle (Ein- und Ausgaumlnge) und die (lokalen) Variablen dieSie im Baustein selbst definieren zum Beispiel Zwischenspeicher fuumlr temporaumlreErgebnisse oder Bausteinparameter fuumlr die Uumlbergabe von Werten an das Baustein-programm

Sie koumlnnen jederzeit die Projektierung oder Programmierung unterbrechen dieeingegebenen Daten speichern und die Arbeiten zu einem spaumlteren Zeitpunkt fort-setzen Es wird immer das komplette Projekt gespeichert Dabei spielt es keineRolle ob das eingegebene Programm und die Daten vollstaumlndig oder in sich konsis-tent sind

Ein Projekt koumlnnen Sie bdquoofflineldquo ndash das heiszligt ohne Steuerungs-Hardware ndash erstellenZum Testen und Betreiben an der Maschine muumlssen Sie die Projektdaten in dieSteuerung bdquoladenldquo Beim Laden werden die Projektdaten bdquouumlbersetztldquo Dabei wirdder Code erzeugt den der Steuerungsprozessor bearbeiten kann Jetzt muss dasAnwenderprogramm vollstaumlndig und in sich konsistent sein sonst wird der Lade-vorgang nicht ausgefuumlhrt Sie koumlnnen eine Uumlbersetzung auch waumlhrend der Pro-grammerstellung anstoszligen und so beispielsweise pruumlfen ob der bis dahin einge-gebene Programmcode konsistent ist Mit einer im Programmiergeraumlt simulierten(Software-)Station koumlnnen Sie auch einem bdquoVorabtestldquo durchfuumlhren

STEP 7 stellt Ihnen zum Testen und Fehlersuchen umfangreiche Werkzeuge zurVerfuumlgung So koumlnnen Sie beispielsweise den Verlauf der Signalzustaumlnde im bear-beiteten Programm beobachten Variablenwerte vorgeben und vom getesteten Pro-gramm Zwischensicherungen erstellen Nach der Inbetriebnahme koumlnnen Sie dasAnwenderprogramm in komprimierter Form archivieren

Ein Projekt muss mindestens eine Station enthalten Das kann eine PLC- eine HMI-oder eine PC-Station sein In einem Projekt koumlnnen sich auch mehrere Stationenunterschiedlicher Art befinden Mit der Netzprojektierung erstellen Sie dann dieKommunikationsverbindungen fuumlr den Datenaustausch zwischen den Stationen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

27

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Die Automatisierungsdaten liegen im Automatisierungssystem an verschiedenenSpeicherplaumltzen Da ist zuerst einmal das Programmiergeraumlt Auf dessen Festplattewerden in einem STEP-7-Projekt saumlmtliche Automatisierungsdaten gespeichertBeim Konfigurieren Projektieren und Programmieren bearbeiten Sie die Projekt-daten mit STEP 7 im Hauptspeicher des Programmiergeraumlts (Bild 14)

Die Automatisierungsdaten im Programmiergeraumlt sind die Offline-ProjektdatenWenn STEP 7 die Automatisierungsdaten entsprechend aufbereitet (bdquouumlbersetztldquo)hat koumlnnen sie in ein angeschlossenes Automatisierungsgeraumlt geladen werdenDie in den Anwenderspeicher der CPU-Baugruppe geladenen Daten sind die Online-Projektdaten

Die Uumlbertragung der Projektdaten zwischen Programmiergeraumlt und CPU-Bau-gruppe kann mithilfe der SIMATIC Memory Card erfolgen Der Normalfall ist eineOnline-Verbindung zum Uumlbertragen Testen und Diagnostizieren

Anwenderspeicher

Der Anwenderspeicher in der CPU-Baugruppe besteht aus dem Ladespeicher demArbeitsspeicher und dem Remanenzspeicher

Im Ladespeicher steht das gesamte Anwenderprogramm einschlieszliglich Konfigu-rationsdaten (Systemdaten) Reicht der Umfang des internen auf der CPU-Bau-

Bild 14 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Memory Card

ArbeitsspeicherRemanenzspeicher

Hauptspeicher

Festplatte

Ladespeicher

Im Ladespeicher stehendie zur CPU uumlbertragenenProjektdaten Zusammen

mit den aktuellenVariablenwerten aus demArbeitsspeicher bilden siedie Online-Projektdaten

Mit der Memory Cardkann das Steuerungs-

programm zur CPUuumlbertragen werden

Im Arbeitsspeicher stehtder ablauffaumlhige Teil desSteuerungsprogramms

der zur Laufzeit bearbeitetwird

Im Remanenzspeicherstehen die Variablen die

ihren Wert bei Spannungs-ausfall oder beim Aus-

und Einschalten behalten

Auf der Festplattesind die Offline-

Projektdaten gespeichert

Alle Projektdaten werdenim Hauptspeicher desProgrammiergeraumlts

bearbeitet

Programmiergeraumlt CPU-Baugruppe

Uumlbertragung mit Online-Verbindung

Uumlbertragungbeim Einschalten

Speichern derProjektdaten

Datenhaltung im SIMATIC Automatisierungssystem

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

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gruppe liegenden Ladespeichers nicht aus kann er auf die Memory Card bdquoverla-gertldquo werden (externer Ladespeicher) Vom Programmiergeraumlt aus wird dasAnwenderprogramm immer zuerst in den Ladespeicher uumlbertragen und von hieraus in den Arbeitsspeicher Das Programm im Ladespeicher wird nicht als Anwen-derprogramm bearbeitet Datenbausteine die beispielsweise Rezepte enthaltenkoumlnnen als bdquonicht ablaufrelevantldquo gekennzeichnet werden und werden dann nichtin den Arbeitsspeicher uumlbertragen Mit Systembausteinen kann vom Anwenderpro-gramm aus auf diese Datenbausteine zugegriffen werden Wie das Anwenderpro-gramm aus Bausteinen strukturiert ist entnehmen Sie dem Kapitel 16 bdquoBearbei-tung des Anwenderprogrammsldquo auf Seite 35

Der Arbeitsspeicher ist als schneller in vollem Umfang in der CPU integrierterRAM-Speicher ausgelegt Das Betriebssystem der CPU kopiert den bdquoablaufrelevan-tenldquo Programmcode und die Anwenderdaten in den Arbeitsspeicher bdquoAblaufrele-vantldquo ist eine Eigenschaft der vorhandenen Objekte nicht gleichbedeutend mit derTatsache dass ein bestimmter Codebaustein auch aufgerufen und bearbeitet wirdDas bdquoeigentlicheldquo Anwenderprogramm wird im Arbeitsspeicher bearbeitet

Beim Zuruumlckladen des gesamten Anwenderprogramms in das Programmiergeraumltwerden die Bausteine aus dem Ladespeicher geholt ergaumlnzt um die aktuellenWerte der Daten aus dem Arbeitsspeicher

Der Remanenzspeicher enthaumllt die als remanent definierten Merker und Datenva-riablen Die Werte im Remanenzspeicher bleiben nach einem Spannungsausfalloder beim Aus- und Einschalten der Versorgungsspannung erhalten Die Wertewerden geloumlscht bei einem Urloumlschen oder beim Zuruumlcksetzen der CPU-Baugruppeauf die Werkseinstellungen

Der Systemspeicher enthaumllt die Prozessabbilder fuumlr die Ein- und Ausgaumlnge Dassind Kopien der Ein- und Ausgangssignale von den Baugruppen Ebenfalls im Sys-temspeicher liegen die Operandenbereiche Merker und die temporaumlren Lokalda-ten Die temporaumlren Lokaldaten sind Zwischenspeicher fuumlr die Programmbearbei-tung in den Bausteinen des Anwenderprogramms

Die Memory Card kann als Uumlbertragungskarte das Anwenderprogramm in den CPU-Speicher uumlbertragen oder als Programmkarte der externe Ladespeicher sein Bei derAnwendung als Programmkarte muss die Memory Card zur Laufzeit in der CPU-Baugruppe gesteckt bleiben

Operandenbereiche

Beim Steuern einer Maschine oder eines Prozesses werden Signalzustaumlnde undZahlenwerte verarbeitet Eingaumlnge werden abgefragt deren Signalzustaumlndegemaumlszlig der Steuerungsaufgabe miteinander verknuumlpft und mit den Ergebnissendie Ausgaumlnge gesteuert Aumlhnlich ist es mit Zahlenwerten die ausgewaumlhlt berech-net verglichen und gespeichert werden CPU 1200 stellt fuumlr diese variablen Wertedie im Bild 15 gezeigten Speicherbereiche zur Verfuumlgung

b Peripherie-Eingaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Eingabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B die Einstellungvon Bedienelementen oder Sensoren abzufragen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

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b Eingaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Eingaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn Signalzustaumlndeder Maschine abgefragt und verknuumlpft werden sollen Die Gesamtheit der Ein-gaumlnge ist das Eingangs-Prozessabbild

b Peripherie-Ausgaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Ausgabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B Anzeigen Ven-tile oder Schuumltze zu steuern

b Ausgaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Ausgaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn die Ergebnisseder Steuerungsfunktionen ausgegeben werden sollen Die Gesamtheit der Aus-gaumlnge ist das Ausgangs-Prozessabbild

b Merker sind ein Speicherbereich im Systemspeicher der CPU der als globalerZwischenspeicher bevorzugt fuumlr Binaumlrsignale verwendet wird

b Temporaumlre Lokaldaten sind Speicherbereiche die die CPU einem Codebausteinwaumlhrend der Bearbeitung zuweist Hier kann das Programm im Baustein Signal-zustaumlnde und Zahlenwerte temporaumlr zwischenspeichern die mit dem Bearbei-tungsende des Bausteins ihre Guumlltigkeit verlieren

b Daten sind Variablen im Anwenderspeicher die in Datenbausteinen mit ver-schiedenen Strukturen zusammengefasst sind Ein Datenbaustein der einemCodebaustein zugeordnet ist (Instanz-Datenbaustein) enthaumllt den Operanden-bereich statische Lokaldaten

Weitergehende Beschreibungen finden Sie in den Kapiteln 62 bdquoGlobale OperandenKonstanten und Adressierungldquo auf Seite 199 666 bdquoOperandenbereich temporaumlreLokaldatenldquo auf Seite 240 und 1253 bdquoOperandenbereich Datenldquo auf Seite 531

Globale und lokale Variablen

Variablen enthalten die im Anwenderprogramm bearbeiteten Werte Man kann siegrob in zwei Kategorien einteilen in globale und lokale Variablen

Bild 15 Operandenbereiche in einer PLC-Station

TemporaumlreLokaldaten

Ausgangs-Prozessabbild

Peripherie-Ausgaumlnge

Eingangs-Prozessabbild

Global-Daten-bausteine

Instanz-Daten-bausteine

Typ-Daten-bausteine

Peripherie-Eingaumlnge

Systemspeicher

Anwenderspeicher

Eingabe-baugruppen

Ausgabe-baugruppen

Merker

Operandenbereiche in einer CPU 1200

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

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1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

SIMATIC S7-1200 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den unteren undmittleren Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Signalbaugruppen sowie mit Kommunikationsbaugruppenmodular erweitert werden Das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1200 ist naht-los eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Die Controller SIMATIC S7-1200 bilden als speicherprogrammierbare Steuerun-gen (SPS oder PLC Programmable Logic Controller) die Basis des Automatisie-rungssystems Mehrere Controller mit abgestufter Leistungsfaumlhigkeit uumlberdeckenden unteren und mittleren Bereich der industriellen Steuerungen

SIMATIC HMI bedeutet Bedienen und Beobachten (HMI Human Machine Inter-face) Die Basic Panels sind so ausgelegt dass sie optimal mit SIMATIC S7-1200zusammenarbeiten Die Geraumlte sind in Displaygroumlszligen von 36 Zoll bis 15 Zoll ver-fuumlgbar und werden uumlber Touchscreen bedient Bis auf das 15-Zoll-Geraumlt haben dieGeraumlte zusaumltzlich Funktionstasten

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1200

SIMATIC Controller steuern die Maschine oder Anlage

Bedienen und Beobachten zum Fuumlhrender Anlage im laufenden Betrieb

SIMATIC NET

SIMATIC HMI STEP 7(TIA Portal)

SIMATIC S7-1200

Vernetzung zum Datenaustauschund zentralen Online-Zugriff

Software zum Konfigurierenund ProgrammierenProjektieren

SS

S S S

Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

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SIMATIC NET verbindet alle SIMATIC-Stationen und sorgt fuumlr komplikationslosenDatenaustausch SIMATIC S7-1200 mit PROFINET-Schnittstelle verwendet dasIndustrial Ethernet Netzwerk um mit anderen PLC-Stationen HMI-Stationen undProgrammiergeraumlten Daten auszutauschen Kommunikationsbaugruppen erwei-tern die Kommunikationsfaumlhigkeit auf andere Netze wie PROFIBUS DP AktorSen-sor-Interface oder Punkt-zu-Punkt-Kopplung auf RS232- oder RS485-Basis

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert und parametriert mit STEP 7 wird das Anwenderprogrammerstellt und getestet Das TIA Portal ist die zentrale Bedienoberflaumlche zum Verwal-ten der Werkzeuge und Automatisierungsdaten STEP 7 im TIA Portal gibt es in denVarianten STEP 7 Professional und STEP 7 Basic Mit beiden Varianten kann eine S7-1200-Station projektiert und programmiert werden In diesem Buch ist die Anwen-dung von STEP 7 Basic beschrieben

Komponenten und Anschluumlsse

Das Bild 12 zeigt einen Uumlberblick uumlber die Anschlussmoumlglichkeiten an einen BasicController S7-1200

Die Zentralbaugruppe (Central Processor Unit CPU) enthaumllt das Betriebssystemund das Anwenderprogramm Das Anwenderprogramm befindet sich span-nungsausfallsicher im Ladespeicher Die ablaufrelevanten Teile des Anwender-programms werden in einem Arbeitsspeicher mit schnellem Zugriff bearbeitetVariablenwerte die auch bei Spannungsausfall oder beim Aus- und Einschaltenihren Wert behalten sollen werden im Remanenzspeicher abgelegt

Mithilfe einer steckbaren Speicherkarte (Memory Card MC) kann das Anwender-programm auf die CPU-Baugruppe uumlbertragen werden ndash alternativ zum Uumlbertragenuumlber eine Online-Verbindung mit dem Programmiergeraumlt Die Speicherkarte kannauch als externer Ladespeicher oder zum Firmware-Update eingesetzt werden

Die Verbindung zur Anlage oder zum Prozess uumlbernehmen Onboard-Ein- und-Ausgaben die je nach Version der Zentralbaugruppe in unterschiedlicher Anzahlvorhanden sind Die Onboard-Ein- und -Ausgaben sind auch speziell fuumlr denBetrieb der integrierten Hochgeschwindigkeitszaumlhler (HSC High Speed Counter)ausgelegt Das Betriebssystem enthaumllt auszligerdem Impulsgeneratoren mit weiten-modulierter Impulsausgabe sowie die Technologieobjekte Achse zur Ansteuerungvon Schrittmotoren und Servomotoren mit Pulsschnittstelle und PID Compacteinen PID-Regler mit optimierter Selbsteinstellung

Mit einem Signal Board (SB) koumlnnen die Onboard-Ein- und -Ausgaben erweitertwerden Das Communication Board (CB) schafft einen Punkt-zu-Punkt-Anschlussfuumlr die CPU-Baugruppe und das Battery Board (BB) verlaumlngert die Gangreserve derintegrierten Hardware-Uhr auf etwa ein Jahr

Sind zusaumltzliche Ein- und Ausgaumlnge erforderlich koumlnnen ndash je nach Version derCPU-Baugruppe ndash Ein-Ausgabebaugruppen (Signal Modules SM) an die CPU-Baugruppe angesteckt werden Sie sind fuumlr Digital- und Analogsignale verfuumlgbar

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

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Die PROFINET-Schnittstelle verbindet die CPU-Baugruppe mit dem SubnetzIndustrial Ethernet An ihr wird das Programmiergeraumlt angeschlossen wenn bei-spielsweise das Anwenderprogramm online zur CPU-Baugruppe uumlbertragen undan der Maschine getestet werden soll Uumlber diese Schnittstelle geschieht auch derDatenaustausch mit HMI-Stationen oder anderen Automatisierungsgeraumlten

Wird die CPU-Baugruppe mit nur einem Geraumlt uumlber Ethernet verbunden kann esdirekt mit einem Standard- oder bdquoCross-overldquo-Kabel geschehen Bei der Vernetzungvon mehr als zwei Geraumlten die nur eine PROFINET-Schnittstelle haben muumlssen dieVerbindungskabel uumlber einen Vervielfacher z B das Communication SwitchModule (CSM) gefuumlhrt werden CPU 1215 und CPU 1217 haben zwei mit einemSwitch verbundene Anschluumlsse so dass sie mit dem naumlchsten Automatisierungsge-raumlt ohne zwischengeschalteten Anschlussvervielfacher vernetzt werden koumlnnen

Kommunikationsbaugruppen (Communication Modules CM) gestatten denBetrieb an weiteren Bussystemen wie beispielsweise PROFIBUS DP Hier kann eine

Bild 12 Anschlussmoumlglichkeiten an eine PLC-Station mit CPU 1200

S

Anschluss von Geraumlten uumlberCommunication Module (CM)an PROFIBUS AS-Interfaceoder Punkt-zu-Punkt

Anschluss einesProgrammier-geraumlts

Anschluss einerHMI-Station(Basic Panel)

Anschluss einerweiteren S7-1200-Station oderanderer Geraumlte aufder Basis derOpen UserCommunication

Vervielfaumlltigung des Ethernet-Anschlusses mit demCommunication Switch Module(CSM)

Anschluss von Sensoren zBTaster oder Endschalter an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Anschluss von Aktoren zBSchuumltze oder Leuchten an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Mit einer Memory Card(MC) kann dasSteuerungsprogrammuumlbertragen und dasBetriebssystemhochgeruumlstet werden

Anschlussmoumlglichkeiten an eine CPU 1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

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S7-1200-Station in einem DP-Mastersystem sowohl der DP-Master als auch ein DP-Slave sein An AS-Interface kann eine S7-1200-Station der AS-Interface-Master seinund bis zu 62 AS-Interface-Feldgeraumlte steuern Die Kommunikationsbaugruppe fuumlrdie Punkt-zu-Punkt-Kopplung gibt es mit RS232- oder RS485-Schnittstelle an diebeispielsweise ein Barcode- oder RFID-Leser angeschlossen werden kann

12 Uumlbersicht STEP 7

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Nutzungsberechtigung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuel-len Betriebssystemen Microsoft Windows Mit STEP 7 Basic oder STEP 7 Professionalkoumlnnen die S7-1200-Controller und ndash mit dem mitgelieferten WinCC Basic ndash dieBasic Panels projektiert werden Die Projektierung geschieht mit zwei Ansichtendie Portalansicht und die Projektansicht (Bild 13)

Die Portalansicht bietet eine aufgabenorientierte Sicht auf die installierten Werk-zeuge Auf der linken Seite sind die Portale fuumlr die Werkzeuge aufgelistet und in derMitte stehen die Aktionen zum ausgewaumlhlten Portal Das Fenster auf der rechtenSeite zeigt die Objekte die mit der ausgewaumlhlten Aktion bearbeitet werden koumlnnenFalls es erforderlich ist wird zur Bearbeitung des ausgewaumlhlten Objekts zur Pro-jektansicht gewechselt

Bild 13 Bedienoberflaumlchen im TIA Portal Portalansicht und Projektansicht

12 Uumlbersicht STEP 7

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Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt In der Geraumltekonfigurationsteht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittelpunkt In derGeraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platzierten Baugruppengezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt die Eigenschaften derselektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibt Unterstuumltzungdurch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Baugruppen DieNetzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

Bei der PLC-Programmierung bearbeiten Sie im Arbeitsbereich den ausgewaumlhltenBaustein Wiederum sehen Sie im Inspektorfenster die Eigenschaften des markier-ten Objekts und koumlnnen diese einstellen Das Aufgabenfenster enthaumllt diesmal denProgrammelemente-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Anweisungen undFunktionen Aumlhnliches gilt fuumlr die Bearbeitung der PLC-Variablen beim Online-Programmtest durch Beobachtungstabellen oder beim Projektieren eines HMI-Geraumlts

Und stets haben Sie die Projektnavigation im Blickfeld Sie enthaumllt alle Objekte desSTEP-7-Projekts So koumlnnen Sie jederzeit ein Objekt beispielsweise einen Pro-grammbaustein oder eine Beobachtungstabelle auswaumlhlen und dieses Objekt mitden entsprechenden Editoren die beim Oumlffnen des Objekts automatisch startenbearbeiten

Allgemeine Vorgehensweise fuumlr die Erstellung eines Steuerungsprogramms

Alle fuumlr die Steuerung und Bedienung der Maschine oder Anlage notwendigenAutomatisierungsdaten sind in einem Projekt zusammengefasst Ein Projekt isteine Ordnerstruktur im Dateisystem des Programmiergeraumlts

Mit STEP 7 legen Sie ein neues Projekt an und fuumlgen ein Automatisierungsgeraumlt(eine Station) hinzu Dabei bestimmen Sie den Typ des Controllers den Sie fuumlr IhrVorhaben benoumltigen Je nach Bedarf erweitern Sie die Station mit zusaumltzlichen Bau-gruppen die Sie dem Hardware-Katalog entnehmen Mit dem Konfigurationseditorstellen Sie alle Hardware-Parameter ein beispielsweise das Verhalten der Zentral-baugruppe beim Einschalten der Versorgungsspannung oder die Adressen derBaugruppen Im weiteren Verlauf der Projektbearbeitung koumlnnen Sie jederzeitzusaumltzliche Baugruppen hinzustecken vorhandene Baugruppen aus der Konfigu-ration entfernen oder die Einstellungen der Baugruppen aumlndern

Bei der Hardware-Konfiguration erhaumllt jeder Ein- und Ausgang eine Adresse diesich aus der Adresse der Signalbaugruppe ableitet Dieser Absolutadresse ordnenSie in der PLC-Variablentabelle einen Namen (eine Symboladresse) zu Der Pro-grammeditor arbeitet primaumlr mit Symboladressen die er ndash falls keine (Anwender-)Symboladressen vergeben werden ndash mit laufender Nummer generiert Diese auto-matisch generierten Symboladressen sagen nichts uumlber die Bedeutung des Ein-gangs oder Ausgangs aus Es wird empfohlen nur aussagekraumlftige Namen zu ver-wenden denn dadurch sinkt die Fehleranfaumllligkeit und das Anwenderprogrammist leichter lesbar

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

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Das Steuerungsprogramm (das Anwenderprogramm) besteht aus einzelnen Unter-programmen die man Bausteine nennt Alle Anwenderbausteine sind im OrdnerProgrammbausteine gespeichert Beim Anlegen einer Station wird in diesen Ordnerein Organisationsbaustein mit der Nummer 1 (OB 1) und der Symboladresse Main(Hauptprogramm) eingefuumlgt Organisationsbausteine sind die Schnittstelle zwi-schen dem Betriebssystem der CPU und dem Anwenderprogramm Fuumlr die Struktu-rierung des Anwenderprogramms gibt es zusaumltzlich Funktionsbausteine undFunktionen und fuumlr die Anwenderdaten die Datenbausteine Ein Doppelklick aufeinen Baustein oumlffnet ihn und Sie koumlnnen das Bausteinprogramm eingeben DieProgrammiersprache fuumlr einen Baustein koumlnnen Sie frei waumlhlen je nachdem wel-che Vorlieben Sie haben oder welche Funktion der Baustein erfuumlllen soll Im Steue-rungsprogramm koumlnnen also alle Programmiersprachen vertreten sein

Die benoumltigten Programmelemente entnehmen Sie dem Programmelemente-Kata-log dessen Inhalt sich automatisch der verwendeten Programmiersprache anpasstDazu bdquoziehenldquo Sie mit der Maus das Programmelement aus dem Katalog in dengeoumlffneten Baustein (bdquodrag and dropldquo) Anschlieszligend beschriften Sie das Pro-grammelement mit den gewuumlnschten Variablen Das sind die (globalen) Variablenaus der PLC-Variablentabelle (Ein- und Ausgaumlnge) und die (lokalen) Variablen dieSie im Baustein selbst definieren zum Beispiel Zwischenspeicher fuumlr temporaumlreErgebnisse oder Bausteinparameter fuumlr die Uumlbergabe von Werten an das Baustein-programm

Sie koumlnnen jederzeit die Projektierung oder Programmierung unterbrechen dieeingegebenen Daten speichern und die Arbeiten zu einem spaumlteren Zeitpunkt fort-setzen Es wird immer das komplette Projekt gespeichert Dabei spielt es keineRolle ob das eingegebene Programm und die Daten vollstaumlndig oder in sich konsis-tent sind

Ein Projekt koumlnnen Sie bdquoofflineldquo ndash das heiszligt ohne Steuerungs-Hardware ndash erstellenZum Testen und Betreiben an der Maschine muumlssen Sie die Projektdaten in dieSteuerung bdquoladenldquo Beim Laden werden die Projektdaten bdquouumlbersetztldquo Dabei wirdder Code erzeugt den der Steuerungsprozessor bearbeiten kann Jetzt muss dasAnwenderprogramm vollstaumlndig und in sich konsistent sein sonst wird der Lade-vorgang nicht ausgefuumlhrt Sie koumlnnen eine Uumlbersetzung auch waumlhrend der Pro-grammerstellung anstoszligen und so beispielsweise pruumlfen ob der bis dahin einge-gebene Programmcode konsistent ist Mit einer im Programmiergeraumlt simulierten(Software-)Station koumlnnen Sie auch einem bdquoVorabtestldquo durchfuumlhren

STEP 7 stellt Ihnen zum Testen und Fehlersuchen umfangreiche Werkzeuge zurVerfuumlgung So koumlnnen Sie beispielsweise den Verlauf der Signalzustaumlnde im bear-beiteten Programm beobachten Variablenwerte vorgeben und vom getesteten Pro-gramm Zwischensicherungen erstellen Nach der Inbetriebnahme koumlnnen Sie dasAnwenderprogramm in komprimierter Form archivieren

Ein Projekt muss mindestens eine Station enthalten Das kann eine PLC- eine HMI-oder eine PC-Station sein In einem Projekt koumlnnen sich auch mehrere Stationenunterschiedlicher Art befinden Mit der Netzprojektierung erstellen Sie dann dieKommunikationsverbindungen fuumlr den Datenaustausch zwischen den Stationen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

27

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Die Automatisierungsdaten liegen im Automatisierungssystem an verschiedenenSpeicherplaumltzen Da ist zuerst einmal das Programmiergeraumlt Auf dessen Festplattewerden in einem STEP-7-Projekt saumlmtliche Automatisierungsdaten gespeichertBeim Konfigurieren Projektieren und Programmieren bearbeiten Sie die Projekt-daten mit STEP 7 im Hauptspeicher des Programmiergeraumlts (Bild 14)

Die Automatisierungsdaten im Programmiergeraumlt sind die Offline-ProjektdatenWenn STEP 7 die Automatisierungsdaten entsprechend aufbereitet (bdquouumlbersetztldquo)hat koumlnnen sie in ein angeschlossenes Automatisierungsgeraumlt geladen werdenDie in den Anwenderspeicher der CPU-Baugruppe geladenen Daten sind die Online-Projektdaten

Die Uumlbertragung der Projektdaten zwischen Programmiergeraumlt und CPU-Bau-gruppe kann mithilfe der SIMATIC Memory Card erfolgen Der Normalfall ist eineOnline-Verbindung zum Uumlbertragen Testen und Diagnostizieren

Anwenderspeicher

Der Anwenderspeicher in der CPU-Baugruppe besteht aus dem Ladespeicher demArbeitsspeicher und dem Remanenzspeicher

Im Ladespeicher steht das gesamte Anwenderprogramm einschlieszliglich Konfigu-rationsdaten (Systemdaten) Reicht der Umfang des internen auf der CPU-Bau-

Bild 14 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Memory Card

ArbeitsspeicherRemanenzspeicher

Hauptspeicher

Festplatte

Ladespeicher

Im Ladespeicher stehendie zur CPU uumlbertragenenProjektdaten Zusammen

mit den aktuellenVariablenwerten aus demArbeitsspeicher bilden siedie Online-Projektdaten

Mit der Memory Cardkann das Steuerungs-

programm zur CPUuumlbertragen werden

Im Arbeitsspeicher stehtder ablauffaumlhige Teil desSteuerungsprogramms

der zur Laufzeit bearbeitetwird

Im Remanenzspeicherstehen die Variablen die

ihren Wert bei Spannungs-ausfall oder beim Aus-

und Einschalten behalten

Auf der Festplattesind die Offline-

Projektdaten gespeichert

Alle Projektdaten werdenim Hauptspeicher desProgrammiergeraumlts

bearbeitet

Programmiergeraumlt CPU-Baugruppe

Uumlbertragung mit Online-Verbindung

Uumlbertragungbeim Einschalten

Speichern derProjektdaten

Datenhaltung im SIMATIC Automatisierungssystem

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

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gruppe liegenden Ladespeichers nicht aus kann er auf die Memory Card bdquoverla-gertldquo werden (externer Ladespeicher) Vom Programmiergeraumlt aus wird dasAnwenderprogramm immer zuerst in den Ladespeicher uumlbertragen und von hieraus in den Arbeitsspeicher Das Programm im Ladespeicher wird nicht als Anwen-derprogramm bearbeitet Datenbausteine die beispielsweise Rezepte enthaltenkoumlnnen als bdquonicht ablaufrelevantldquo gekennzeichnet werden und werden dann nichtin den Arbeitsspeicher uumlbertragen Mit Systembausteinen kann vom Anwenderpro-gramm aus auf diese Datenbausteine zugegriffen werden Wie das Anwenderpro-gramm aus Bausteinen strukturiert ist entnehmen Sie dem Kapitel 16 bdquoBearbei-tung des Anwenderprogrammsldquo auf Seite 35

Der Arbeitsspeicher ist als schneller in vollem Umfang in der CPU integrierterRAM-Speicher ausgelegt Das Betriebssystem der CPU kopiert den bdquoablaufrelevan-tenldquo Programmcode und die Anwenderdaten in den Arbeitsspeicher bdquoAblaufrele-vantldquo ist eine Eigenschaft der vorhandenen Objekte nicht gleichbedeutend mit derTatsache dass ein bestimmter Codebaustein auch aufgerufen und bearbeitet wirdDas bdquoeigentlicheldquo Anwenderprogramm wird im Arbeitsspeicher bearbeitet

Beim Zuruumlckladen des gesamten Anwenderprogramms in das Programmiergeraumltwerden die Bausteine aus dem Ladespeicher geholt ergaumlnzt um die aktuellenWerte der Daten aus dem Arbeitsspeicher

Der Remanenzspeicher enthaumllt die als remanent definierten Merker und Datenva-riablen Die Werte im Remanenzspeicher bleiben nach einem Spannungsausfalloder beim Aus- und Einschalten der Versorgungsspannung erhalten Die Wertewerden geloumlscht bei einem Urloumlschen oder beim Zuruumlcksetzen der CPU-Baugruppeauf die Werkseinstellungen

Der Systemspeicher enthaumllt die Prozessabbilder fuumlr die Ein- und Ausgaumlnge Dassind Kopien der Ein- und Ausgangssignale von den Baugruppen Ebenfalls im Sys-temspeicher liegen die Operandenbereiche Merker und die temporaumlren Lokalda-ten Die temporaumlren Lokaldaten sind Zwischenspeicher fuumlr die Programmbearbei-tung in den Bausteinen des Anwenderprogramms

Die Memory Card kann als Uumlbertragungskarte das Anwenderprogramm in den CPU-Speicher uumlbertragen oder als Programmkarte der externe Ladespeicher sein Bei derAnwendung als Programmkarte muss die Memory Card zur Laufzeit in der CPU-Baugruppe gesteckt bleiben

Operandenbereiche

Beim Steuern einer Maschine oder eines Prozesses werden Signalzustaumlnde undZahlenwerte verarbeitet Eingaumlnge werden abgefragt deren Signalzustaumlndegemaumlszlig der Steuerungsaufgabe miteinander verknuumlpft und mit den Ergebnissendie Ausgaumlnge gesteuert Aumlhnlich ist es mit Zahlenwerten die ausgewaumlhlt berech-net verglichen und gespeichert werden CPU 1200 stellt fuumlr diese variablen Wertedie im Bild 15 gezeigten Speicherbereiche zur Verfuumlgung

b Peripherie-Eingaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Eingabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B die Einstellungvon Bedienelementen oder Sensoren abzufragen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

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b Eingaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Eingaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn Signalzustaumlndeder Maschine abgefragt und verknuumlpft werden sollen Die Gesamtheit der Ein-gaumlnge ist das Eingangs-Prozessabbild

b Peripherie-Ausgaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Ausgabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B Anzeigen Ven-tile oder Schuumltze zu steuern

b Ausgaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Ausgaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn die Ergebnisseder Steuerungsfunktionen ausgegeben werden sollen Die Gesamtheit der Aus-gaumlnge ist das Ausgangs-Prozessabbild

b Merker sind ein Speicherbereich im Systemspeicher der CPU der als globalerZwischenspeicher bevorzugt fuumlr Binaumlrsignale verwendet wird

b Temporaumlre Lokaldaten sind Speicherbereiche die die CPU einem Codebausteinwaumlhrend der Bearbeitung zuweist Hier kann das Programm im Baustein Signal-zustaumlnde und Zahlenwerte temporaumlr zwischenspeichern die mit dem Bearbei-tungsende des Bausteins ihre Guumlltigkeit verlieren

b Daten sind Variablen im Anwenderspeicher die in Datenbausteinen mit ver-schiedenen Strukturen zusammengefasst sind Ein Datenbaustein der einemCodebaustein zugeordnet ist (Instanz-Datenbaustein) enthaumllt den Operanden-bereich statische Lokaldaten

Weitergehende Beschreibungen finden Sie in den Kapiteln 62 bdquoGlobale OperandenKonstanten und Adressierungldquo auf Seite 199 666 bdquoOperandenbereich temporaumlreLokaldatenldquo auf Seite 240 und 1253 bdquoOperandenbereich Datenldquo auf Seite 531

Globale und lokale Variablen

Variablen enthalten die im Anwenderprogramm bearbeiteten Werte Man kann siegrob in zwei Kategorien einteilen in globale und lokale Variablen

Bild 15 Operandenbereiche in einer PLC-Station

TemporaumlreLokaldaten

Ausgangs-Prozessabbild

Peripherie-Ausgaumlnge

Eingangs-Prozessabbild

Global-Daten-bausteine

Instanz-Daten-bausteine

Typ-Daten-bausteine

Peripherie-Eingaumlnge

Systemspeicher

Anwenderspeicher

Eingabe-baugruppen

Ausgabe-baugruppen

Merker

Operandenbereiche in einer CPU 1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

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SIMATIC NET verbindet alle SIMATIC-Stationen und sorgt fuumlr komplikationslosenDatenaustausch SIMATIC S7-1200 mit PROFINET-Schnittstelle verwendet dasIndustrial Ethernet Netzwerk um mit anderen PLC-Stationen HMI-Stationen undProgrammiergeraumlten Daten auszutauschen Kommunikationsbaugruppen erwei-tern die Kommunikationsfaumlhigkeit auf andere Netze wie PROFIBUS DP AktorSen-sor-Interface oder Punkt-zu-Punkt-Kopplung auf RS232- oder RS485-Basis

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert und parametriert mit STEP 7 wird das Anwenderprogrammerstellt und getestet Das TIA Portal ist die zentrale Bedienoberflaumlche zum Verwal-ten der Werkzeuge und Automatisierungsdaten STEP 7 im TIA Portal gibt es in denVarianten STEP 7 Professional und STEP 7 Basic Mit beiden Varianten kann eine S7-1200-Station projektiert und programmiert werden In diesem Buch ist die Anwen-dung von STEP 7 Basic beschrieben

Komponenten und Anschluumlsse

Das Bild 12 zeigt einen Uumlberblick uumlber die Anschlussmoumlglichkeiten an einen BasicController S7-1200

Die Zentralbaugruppe (Central Processor Unit CPU) enthaumllt das Betriebssystemund das Anwenderprogramm Das Anwenderprogramm befindet sich span-nungsausfallsicher im Ladespeicher Die ablaufrelevanten Teile des Anwender-programms werden in einem Arbeitsspeicher mit schnellem Zugriff bearbeitetVariablenwerte die auch bei Spannungsausfall oder beim Aus- und Einschaltenihren Wert behalten sollen werden im Remanenzspeicher abgelegt

Mithilfe einer steckbaren Speicherkarte (Memory Card MC) kann das Anwender-programm auf die CPU-Baugruppe uumlbertragen werden ndash alternativ zum Uumlbertragenuumlber eine Online-Verbindung mit dem Programmiergeraumlt Die Speicherkarte kannauch als externer Ladespeicher oder zum Firmware-Update eingesetzt werden

Die Verbindung zur Anlage oder zum Prozess uumlbernehmen Onboard-Ein- und-Ausgaben die je nach Version der Zentralbaugruppe in unterschiedlicher Anzahlvorhanden sind Die Onboard-Ein- und -Ausgaben sind auch speziell fuumlr denBetrieb der integrierten Hochgeschwindigkeitszaumlhler (HSC High Speed Counter)ausgelegt Das Betriebssystem enthaumllt auszligerdem Impulsgeneratoren mit weiten-modulierter Impulsausgabe sowie die Technologieobjekte Achse zur Ansteuerungvon Schrittmotoren und Servomotoren mit Pulsschnittstelle und PID Compacteinen PID-Regler mit optimierter Selbsteinstellung

Mit einem Signal Board (SB) koumlnnen die Onboard-Ein- und -Ausgaben erweitertwerden Das Communication Board (CB) schafft einen Punkt-zu-Punkt-Anschlussfuumlr die CPU-Baugruppe und das Battery Board (BB) verlaumlngert die Gangreserve derintegrierten Hardware-Uhr auf etwa ein Jahr

Sind zusaumltzliche Ein- und Ausgaumlnge erforderlich koumlnnen ndash je nach Version derCPU-Baugruppe ndash Ein-Ausgabebaugruppen (Signal Modules SM) an die CPU-Baugruppe angesteckt werden Sie sind fuumlr Digital- und Analogsignale verfuumlgbar

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

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Die PROFINET-Schnittstelle verbindet die CPU-Baugruppe mit dem SubnetzIndustrial Ethernet An ihr wird das Programmiergeraumlt angeschlossen wenn bei-spielsweise das Anwenderprogramm online zur CPU-Baugruppe uumlbertragen undan der Maschine getestet werden soll Uumlber diese Schnittstelle geschieht auch derDatenaustausch mit HMI-Stationen oder anderen Automatisierungsgeraumlten

Wird die CPU-Baugruppe mit nur einem Geraumlt uumlber Ethernet verbunden kann esdirekt mit einem Standard- oder bdquoCross-overldquo-Kabel geschehen Bei der Vernetzungvon mehr als zwei Geraumlten die nur eine PROFINET-Schnittstelle haben muumlssen dieVerbindungskabel uumlber einen Vervielfacher z B das Communication SwitchModule (CSM) gefuumlhrt werden CPU 1215 und CPU 1217 haben zwei mit einemSwitch verbundene Anschluumlsse so dass sie mit dem naumlchsten Automatisierungsge-raumlt ohne zwischengeschalteten Anschlussvervielfacher vernetzt werden koumlnnen

Kommunikationsbaugruppen (Communication Modules CM) gestatten denBetrieb an weiteren Bussystemen wie beispielsweise PROFIBUS DP Hier kann eine

Bild 12 Anschlussmoumlglichkeiten an eine PLC-Station mit CPU 1200

S

Anschluss von Geraumlten uumlberCommunication Module (CM)an PROFIBUS AS-Interfaceoder Punkt-zu-Punkt

Anschluss einesProgrammier-geraumlts

Anschluss einerHMI-Station(Basic Panel)

Anschluss einerweiteren S7-1200-Station oderanderer Geraumlte aufder Basis derOpen UserCommunication

Vervielfaumlltigung des Ethernet-Anschlusses mit demCommunication Switch Module(CSM)

Anschluss von Sensoren zBTaster oder Endschalter an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Anschluss von Aktoren zBSchuumltze oder Leuchten an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Mit einer Memory Card(MC) kann dasSteuerungsprogrammuumlbertragen und dasBetriebssystemhochgeruumlstet werden

Anschlussmoumlglichkeiten an eine CPU 1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

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S7-1200-Station in einem DP-Mastersystem sowohl der DP-Master als auch ein DP-Slave sein An AS-Interface kann eine S7-1200-Station der AS-Interface-Master seinund bis zu 62 AS-Interface-Feldgeraumlte steuern Die Kommunikationsbaugruppe fuumlrdie Punkt-zu-Punkt-Kopplung gibt es mit RS232- oder RS485-Schnittstelle an diebeispielsweise ein Barcode- oder RFID-Leser angeschlossen werden kann

12 Uumlbersicht STEP 7

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Nutzungsberechtigung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuel-len Betriebssystemen Microsoft Windows Mit STEP 7 Basic oder STEP 7 Professionalkoumlnnen die S7-1200-Controller und ndash mit dem mitgelieferten WinCC Basic ndash dieBasic Panels projektiert werden Die Projektierung geschieht mit zwei Ansichtendie Portalansicht und die Projektansicht (Bild 13)

Die Portalansicht bietet eine aufgabenorientierte Sicht auf die installierten Werk-zeuge Auf der linken Seite sind die Portale fuumlr die Werkzeuge aufgelistet und in derMitte stehen die Aktionen zum ausgewaumlhlten Portal Das Fenster auf der rechtenSeite zeigt die Objekte die mit der ausgewaumlhlten Aktion bearbeitet werden koumlnnenFalls es erforderlich ist wird zur Bearbeitung des ausgewaumlhlten Objekts zur Pro-jektansicht gewechselt

Bild 13 Bedienoberflaumlchen im TIA Portal Portalansicht und Projektansicht

12 Uumlbersicht STEP 7

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Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt In der Geraumltekonfigurationsteht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittelpunkt In derGeraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platzierten Baugruppengezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt die Eigenschaften derselektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibt Unterstuumltzungdurch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Baugruppen DieNetzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

Bei der PLC-Programmierung bearbeiten Sie im Arbeitsbereich den ausgewaumlhltenBaustein Wiederum sehen Sie im Inspektorfenster die Eigenschaften des markier-ten Objekts und koumlnnen diese einstellen Das Aufgabenfenster enthaumllt diesmal denProgrammelemente-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Anweisungen undFunktionen Aumlhnliches gilt fuumlr die Bearbeitung der PLC-Variablen beim Online-Programmtest durch Beobachtungstabellen oder beim Projektieren eines HMI-Geraumlts

Und stets haben Sie die Projektnavigation im Blickfeld Sie enthaumllt alle Objekte desSTEP-7-Projekts So koumlnnen Sie jederzeit ein Objekt beispielsweise einen Pro-grammbaustein oder eine Beobachtungstabelle auswaumlhlen und dieses Objekt mitden entsprechenden Editoren die beim Oumlffnen des Objekts automatisch startenbearbeiten

Allgemeine Vorgehensweise fuumlr die Erstellung eines Steuerungsprogramms

Alle fuumlr die Steuerung und Bedienung der Maschine oder Anlage notwendigenAutomatisierungsdaten sind in einem Projekt zusammengefasst Ein Projekt isteine Ordnerstruktur im Dateisystem des Programmiergeraumlts

Mit STEP 7 legen Sie ein neues Projekt an und fuumlgen ein Automatisierungsgeraumlt(eine Station) hinzu Dabei bestimmen Sie den Typ des Controllers den Sie fuumlr IhrVorhaben benoumltigen Je nach Bedarf erweitern Sie die Station mit zusaumltzlichen Bau-gruppen die Sie dem Hardware-Katalog entnehmen Mit dem Konfigurationseditorstellen Sie alle Hardware-Parameter ein beispielsweise das Verhalten der Zentral-baugruppe beim Einschalten der Versorgungsspannung oder die Adressen derBaugruppen Im weiteren Verlauf der Projektbearbeitung koumlnnen Sie jederzeitzusaumltzliche Baugruppen hinzustecken vorhandene Baugruppen aus der Konfigu-ration entfernen oder die Einstellungen der Baugruppen aumlndern

Bei der Hardware-Konfiguration erhaumllt jeder Ein- und Ausgang eine Adresse diesich aus der Adresse der Signalbaugruppe ableitet Dieser Absolutadresse ordnenSie in der PLC-Variablentabelle einen Namen (eine Symboladresse) zu Der Pro-grammeditor arbeitet primaumlr mit Symboladressen die er ndash falls keine (Anwender-)Symboladressen vergeben werden ndash mit laufender Nummer generiert Diese auto-matisch generierten Symboladressen sagen nichts uumlber die Bedeutung des Ein-gangs oder Ausgangs aus Es wird empfohlen nur aussagekraumlftige Namen zu ver-wenden denn dadurch sinkt die Fehleranfaumllligkeit und das Anwenderprogrammist leichter lesbar

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Das Steuerungsprogramm (das Anwenderprogramm) besteht aus einzelnen Unter-programmen die man Bausteine nennt Alle Anwenderbausteine sind im OrdnerProgrammbausteine gespeichert Beim Anlegen einer Station wird in diesen Ordnerein Organisationsbaustein mit der Nummer 1 (OB 1) und der Symboladresse Main(Hauptprogramm) eingefuumlgt Organisationsbausteine sind die Schnittstelle zwi-schen dem Betriebssystem der CPU und dem Anwenderprogramm Fuumlr die Struktu-rierung des Anwenderprogramms gibt es zusaumltzlich Funktionsbausteine undFunktionen und fuumlr die Anwenderdaten die Datenbausteine Ein Doppelklick aufeinen Baustein oumlffnet ihn und Sie koumlnnen das Bausteinprogramm eingeben DieProgrammiersprache fuumlr einen Baustein koumlnnen Sie frei waumlhlen je nachdem wel-che Vorlieben Sie haben oder welche Funktion der Baustein erfuumlllen soll Im Steue-rungsprogramm koumlnnen also alle Programmiersprachen vertreten sein

Die benoumltigten Programmelemente entnehmen Sie dem Programmelemente-Kata-log dessen Inhalt sich automatisch der verwendeten Programmiersprache anpasstDazu bdquoziehenldquo Sie mit der Maus das Programmelement aus dem Katalog in dengeoumlffneten Baustein (bdquodrag and dropldquo) Anschlieszligend beschriften Sie das Pro-grammelement mit den gewuumlnschten Variablen Das sind die (globalen) Variablenaus der PLC-Variablentabelle (Ein- und Ausgaumlnge) und die (lokalen) Variablen dieSie im Baustein selbst definieren zum Beispiel Zwischenspeicher fuumlr temporaumlreErgebnisse oder Bausteinparameter fuumlr die Uumlbergabe von Werten an das Baustein-programm

Sie koumlnnen jederzeit die Projektierung oder Programmierung unterbrechen dieeingegebenen Daten speichern und die Arbeiten zu einem spaumlteren Zeitpunkt fort-setzen Es wird immer das komplette Projekt gespeichert Dabei spielt es keineRolle ob das eingegebene Programm und die Daten vollstaumlndig oder in sich konsis-tent sind

Ein Projekt koumlnnen Sie bdquoofflineldquo ndash das heiszligt ohne Steuerungs-Hardware ndash erstellenZum Testen und Betreiben an der Maschine muumlssen Sie die Projektdaten in dieSteuerung bdquoladenldquo Beim Laden werden die Projektdaten bdquouumlbersetztldquo Dabei wirdder Code erzeugt den der Steuerungsprozessor bearbeiten kann Jetzt muss dasAnwenderprogramm vollstaumlndig und in sich konsistent sein sonst wird der Lade-vorgang nicht ausgefuumlhrt Sie koumlnnen eine Uumlbersetzung auch waumlhrend der Pro-grammerstellung anstoszligen und so beispielsweise pruumlfen ob der bis dahin einge-gebene Programmcode konsistent ist Mit einer im Programmiergeraumlt simulierten(Software-)Station koumlnnen Sie auch einem bdquoVorabtestldquo durchfuumlhren

STEP 7 stellt Ihnen zum Testen und Fehlersuchen umfangreiche Werkzeuge zurVerfuumlgung So koumlnnen Sie beispielsweise den Verlauf der Signalzustaumlnde im bear-beiteten Programm beobachten Variablenwerte vorgeben und vom getesteten Pro-gramm Zwischensicherungen erstellen Nach der Inbetriebnahme koumlnnen Sie dasAnwenderprogramm in komprimierter Form archivieren

Ein Projekt muss mindestens eine Station enthalten Das kann eine PLC- eine HMI-oder eine PC-Station sein In einem Projekt koumlnnen sich auch mehrere Stationenunterschiedlicher Art befinden Mit der Netzprojektierung erstellen Sie dann dieKommunikationsverbindungen fuumlr den Datenaustausch zwischen den Stationen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

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13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Die Automatisierungsdaten liegen im Automatisierungssystem an verschiedenenSpeicherplaumltzen Da ist zuerst einmal das Programmiergeraumlt Auf dessen Festplattewerden in einem STEP-7-Projekt saumlmtliche Automatisierungsdaten gespeichertBeim Konfigurieren Projektieren und Programmieren bearbeiten Sie die Projekt-daten mit STEP 7 im Hauptspeicher des Programmiergeraumlts (Bild 14)

Die Automatisierungsdaten im Programmiergeraumlt sind die Offline-ProjektdatenWenn STEP 7 die Automatisierungsdaten entsprechend aufbereitet (bdquouumlbersetztldquo)hat koumlnnen sie in ein angeschlossenes Automatisierungsgeraumlt geladen werdenDie in den Anwenderspeicher der CPU-Baugruppe geladenen Daten sind die Online-Projektdaten

Die Uumlbertragung der Projektdaten zwischen Programmiergeraumlt und CPU-Bau-gruppe kann mithilfe der SIMATIC Memory Card erfolgen Der Normalfall ist eineOnline-Verbindung zum Uumlbertragen Testen und Diagnostizieren

Anwenderspeicher

Der Anwenderspeicher in der CPU-Baugruppe besteht aus dem Ladespeicher demArbeitsspeicher und dem Remanenzspeicher

Im Ladespeicher steht das gesamte Anwenderprogramm einschlieszliglich Konfigu-rationsdaten (Systemdaten) Reicht der Umfang des internen auf der CPU-Bau-

Bild 14 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Memory Card

ArbeitsspeicherRemanenzspeicher

Hauptspeicher

Festplatte

Ladespeicher

Im Ladespeicher stehendie zur CPU uumlbertragenenProjektdaten Zusammen

mit den aktuellenVariablenwerten aus demArbeitsspeicher bilden siedie Online-Projektdaten

Mit der Memory Cardkann das Steuerungs-

programm zur CPUuumlbertragen werden

Im Arbeitsspeicher stehtder ablauffaumlhige Teil desSteuerungsprogramms

der zur Laufzeit bearbeitetwird

Im Remanenzspeicherstehen die Variablen die

ihren Wert bei Spannungs-ausfall oder beim Aus-

und Einschalten behalten

Auf der Festplattesind die Offline-

Projektdaten gespeichert

Alle Projektdaten werdenim Hauptspeicher desProgrammiergeraumlts

bearbeitet

Programmiergeraumlt CPU-Baugruppe

Uumlbertragung mit Online-Verbindung

Uumlbertragungbeim Einschalten

Speichern derProjektdaten

Datenhaltung im SIMATIC Automatisierungssystem

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

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gruppe liegenden Ladespeichers nicht aus kann er auf die Memory Card bdquoverla-gertldquo werden (externer Ladespeicher) Vom Programmiergeraumlt aus wird dasAnwenderprogramm immer zuerst in den Ladespeicher uumlbertragen und von hieraus in den Arbeitsspeicher Das Programm im Ladespeicher wird nicht als Anwen-derprogramm bearbeitet Datenbausteine die beispielsweise Rezepte enthaltenkoumlnnen als bdquonicht ablaufrelevantldquo gekennzeichnet werden und werden dann nichtin den Arbeitsspeicher uumlbertragen Mit Systembausteinen kann vom Anwenderpro-gramm aus auf diese Datenbausteine zugegriffen werden Wie das Anwenderpro-gramm aus Bausteinen strukturiert ist entnehmen Sie dem Kapitel 16 bdquoBearbei-tung des Anwenderprogrammsldquo auf Seite 35

Der Arbeitsspeicher ist als schneller in vollem Umfang in der CPU integrierterRAM-Speicher ausgelegt Das Betriebssystem der CPU kopiert den bdquoablaufrelevan-tenldquo Programmcode und die Anwenderdaten in den Arbeitsspeicher bdquoAblaufrele-vantldquo ist eine Eigenschaft der vorhandenen Objekte nicht gleichbedeutend mit derTatsache dass ein bestimmter Codebaustein auch aufgerufen und bearbeitet wirdDas bdquoeigentlicheldquo Anwenderprogramm wird im Arbeitsspeicher bearbeitet

Beim Zuruumlckladen des gesamten Anwenderprogramms in das Programmiergeraumltwerden die Bausteine aus dem Ladespeicher geholt ergaumlnzt um die aktuellenWerte der Daten aus dem Arbeitsspeicher

Der Remanenzspeicher enthaumllt die als remanent definierten Merker und Datenva-riablen Die Werte im Remanenzspeicher bleiben nach einem Spannungsausfalloder beim Aus- und Einschalten der Versorgungsspannung erhalten Die Wertewerden geloumlscht bei einem Urloumlschen oder beim Zuruumlcksetzen der CPU-Baugruppeauf die Werkseinstellungen

Der Systemspeicher enthaumllt die Prozessabbilder fuumlr die Ein- und Ausgaumlnge Dassind Kopien der Ein- und Ausgangssignale von den Baugruppen Ebenfalls im Sys-temspeicher liegen die Operandenbereiche Merker und die temporaumlren Lokalda-ten Die temporaumlren Lokaldaten sind Zwischenspeicher fuumlr die Programmbearbei-tung in den Bausteinen des Anwenderprogramms

Die Memory Card kann als Uumlbertragungskarte das Anwenderprogramm in den CPU-Speicher uumlbertragen oder als Programmkarte der externe Ladespeicher sein Bei derAnwendung als Programmkarte muss die Memory Card zur Laufzeit in der CPU-Baugruppe gesteckt bleiben

Operandenbereiche

Beim Steuern einer Maschine oder eines Prozesses werden Signalzustaumlnde undZahlenwerte verarbeitet Eingaumlnge werden abgefragt deren Signalzustaumlndegemaumlszlig der Steuerungsaufgabe miteinander verknuumlpft und mit den Ergebnissendie Ausgaumlnge gesteuert Aumlhnlich ist es mit Zahlenwerten die ausgewaumlhlt berech-net verglichen und gespeichert werden CPU 1200 stellt fuumlr diese variablen Wertedie im Bild 15 gezeigten Speicherbereiche zur Verfuumlgung

b Peripherie-Eingaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Eingabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B die Einstellungvon Bedienelementen oder Sensoren abzufragen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

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b Eingaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Eingaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn Signalzustaumlndeder Maschine abgefragt und verknuumlpft werden sollen Die Gesamtheit der Ein-gaumlnge ist das Eingangs-Prozessabbild

b Peripherie-Ausgaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Ausgabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B Anzeigen Ven-tile oder Schuumltze zu steuern

b Ausgaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Ausgaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn die Ergebnisseder Steuerungsfunktionen ausgegeben werden sollen Die Gesamtheit der Aus-gaumlnge ist das Ausgangs-Prozessabbild

b Merker sind ein Speicherbereich im Systemspeicher der CPU der als globalerZwischenspeicher bevorzugt fuumlr Binaumlrsignale verwendet wird

b Temporaumlre Lokaldaten sind Speicherbereiche die die CPU einem Codebausteinwaumlhrend der Bearbeitung zuweist Hier kann das Programm im Baustein Signal-zustaumlnde und Zahlenwerte temporaumlr zwischenspeichern die mit dem Bearbei-tungsende des Bausteins ihre Guumlltigkeit verlieren

b Daten sind Variablen im Anwenderspeicher die in Datenbausteinen mit ver-schiedenen Strukturen zusammengefasst sind Ein Datenbaustein der einemCodebaustein zugeordnet ist (Instanz-Datenbaustein) enthaumllt den Operanden-bereich statische Lokaldaten

Weitergehende Beschreibungen finden Sie in den Kapiteln 62 bdquoGlobale OperandenKonstanten und Adressierungldquo auf Seite 199 666 bdquoOperandenbereich temporaumlreLokaldatenldquo auf Seite 240 und 1253 bdquoOperandenbereich Datenldquo auf Seite 531

Globale und lokale Variablen

Variablen enthalten die im Anwenderprogramm bearbeiteten Werte Man kann siegrob in zwei Kategorien einteilen in globale und lokale Variablen

Bild 15 Operandenbereiche in einer PLC-Station

TemporaumlreLokaldaten

Ausgangs-Prozessabbild

Peripherie-Ausgaumlnge

Eingangs-Prozessabbild

Global-Daten-bausteine

Instanz-Daten-bausteine

Typ-Daten-bausteine

Peripherie-Eingaumlnge

Systemspeicher

Anwenderspeicher

Eingabe-baugruppen

Ausgabe-baugruppen

Merker

Operandenbereiche in einer CPU 1200

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1200

23

Die PROFINET-Schnittstelle verbindet die CPU-Baugruppe mit dem SubnetzIndustrial Ethernet An ihr wird das Programmiergeraumlt angeschlossen wenn bei-spielsweise das Anwenderprogramm online zur CPU-Baugruppe uumlbertragen undan der Maschine getestet werden soll Uumlber diese Schnittstelle geschieht auch derDatenaustausch mit HMI-Stationen oder anderen Automatisierungsgeraumlten

Wird die CPU-Baugruppe mit nur einem Geraumlt uumlber Ethernet verbunden kann esdirekt mit einem Standard- oder bdquoCross-overldquo-Kabel geschehen Bei der Vernetzungvon mehr als zwei Geraumlten die nur eine PROFINET-Schnittstelle haben muumlssen dieVerbindungskabel uumlber einen Vervielfacher z B das Communication SwitchModule (CSM) gefuumlhrt werden CPU 1215 und CPU 1217 haben zwei mit einemSwitch verbundene Anschluumlsse so dass sie mit dem naumlchsten Automatisierungsge-raumlt ohne zwischengeschalteten Anschlussvervielfacher vernetzt werden koumlnnen

Kommunikationsbaugruppen (Communication Modules CM) gestatten denBetrieb an weiteren Bussystemen wie beispielsweise PROFIBUS DP Hier kann eine

Bild 12 Anschlussmoumlglichkeiten an eine PLC-Station mit CPU 1200

S

Anschluss von Geraumlten uumlberCommunication Module (CM)an PROFIBUS AS-Interfaceoder Punkt-zu-Punkt

Anschluss einesProgrammier-geraumlts

Anschluss einerHMI-Station(Basic Panel)

Anschluss einerweiteren S7-1200-Station oderanderer Geraumlte aufder Basis derOpen UserCommunication

Vervielfaumlltigung des Ethernet-Anschlusses mit demCommunication Switch Module(CSM)

Anschluss von Sensoren zBTaster oder Endschalter an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Anschluss von Aktoren zBSchuumltze oder Leuchten an dieOnboard-Peripherie an das SignalBoard (SB) oder an ein SignalModule (SM)

Mit einer Memory Card(MC) kann dasSteuerungsprogrammuumlbertragen und dasBetriebssystemhochgeruumlstet werden

Anschlussmoumlglichkeiten an eine CPU 1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

24

S7-1200-Station in einem DP-Mastersystem sowohl der DP-Master als auch ein DP-Slave sein An AS-Interface kann eine S7-1200-Station der AS-Interface-Master seinund bis zu 62 AS-Interface-Feldgeraumlte steuern Die Kommunikationsbaugruppe fuumlrdie Punkt-zu-Punkt-Kopplung gibt es mit RS232- oder RS485-Schnittstelle an diebeispielsweise ein Barcode- oder RFID-Leser angeschlossen werden kann

12 Uumlbersicht STEP 7

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Nutzungsberechtigung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuel-len Betriebssystemen Microsoft Windows Mit STEP 7 Basic oder STEP 7 Professionalkoumlnnen die S7-1200-Controller und ndash mit dem mitgelieferten WinCC Basic ndash dieBasic Panels projektiert werden Die Projektierung geschieht mit zwei Ansichtendie Portalansicht und die Projektansicht (Bild 13)

Die Portalansicht bietet eine aufgabenorientierte Sicht auf die installierten Werk-zeuge Auf der linken Seite sind die Portale fuumlr die Werkzeuge aufgelistet und in derMitte stehen die Aktionen zum ausgewaumlhlten Portal Das Fenster auf der rechtenSeite zeigt die Objekte die mit der ausgewaumlhlten Aktion bearbeitet werden koumlnnenFalls es erforderlich ist wird zur Bearbeitung des ausgewaumlhlten Objekts zur Pro-jektansicht gewechselt

Bild 13 Bedienoberflaumlchen im TIA Portal Portalansicht und Projektansicht

12 Uumlbersicht STEP 7

25

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt In der Geraumltekonfigurationsteht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittelpunkt In derGeraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platzierten Baugruppengezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt die Eigenschaften derselektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibt Unterstuumltzungdurch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Baugruppen DieNetzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

Bei der PLC-Programmierung bearbeiten Sie im Arbeitsbereich den ausgewaumlhltenBaustein Wiederum sehen Sie im Inspektorfenster die Eigenschaften des markier-ten Objekts und koumlnnen diese einstellen Das Aufgabenfenster enthaumllt diesmal denProgrammelemente-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Anweisungen undFunktionen Aumlhnliches gilt fuumlr die Bearbeitung der PLC-Variablen beim Online-Programmtest durch Beobachtungstabellen oder beim Projektieren eines HMI-Geraumlts

Und stets haben Sie die Projektnavigation im Blickfeld Sie enthaumllt alle Objekte desSTEP-7-Projekts So koumlnnen Sie jederzeit ein Objekt beispielsweise einen Pro-grammbaustein oder eine Beobachtungstabelle auswaumlhlen und dieses Objekt mitden entsprechenden Editoren die beim Oumlffnen des Objekts automatisch startenbearbeiten

Allgemeine Vorgehensweise fuumlr die Erstellung eines Steuerungsprogramms

Alle fuumlr die Steuerung und Bedienung der Maschine oder Anlage notwendigenAutomatisierungsdaten sind in einem Projekt zusammengefasst Ein Projekt isteine Ordnerstruktur im Dateisystem des Programmiergeraumlts

Mit STEP 7 legen Sie ein neues Projekt an und fuumlgen ein Automatisierungsgeraumlt(eine Station) hinzu Dabei bestimmen Sie den Typ des Controllers den Sie fuumlr IhrVorhaben benoumltigen Je nach Bedarf erweitern Sie die Station mit zusaumltzlichen Bau-gruppen die Sie dem Hardware-Katalog entnehmen Mit dem Konfigurationseditorstellen Sie alle Hardware-Parameter ein beispielsweise das Verhalten der Zentral-baugruppe beim Einschalten der Versorgungsspannung oder die Adressen derBaugruppen Im weiteren Verlauf der Projektbearbeitung koumlnnen Sie jederzeitzusaumltzliche Baugruppen hinzustecken vorhandene Baugruppen aus der Konfigu-ration entfernen oder die Einstellungen der Baugruppen aumlndern

Bei der Hardware-Konfiguration erhaumllt jeder Ein- und Ausgang eine Adresse diesich aus der Adresse der Signalbaugruppe ableitet Dieser Absolutadresse ordnenSie in der PLC-Variablentabelle einen Namen (eine Symboladresse) zu Der Pro-grammeditor arbeitet primaumlr mit Symboladressen die er ndash falls keine (Anwender-)Symboladressen vergeben werden ndash mit laufender Nummer generiert Diese auto-matisch generierten Symboladressen sagen nichts uumlber die Bedeutung des Ein-gangs oder Ausgangs aus Es wird empfohlen nur aussagekraumlftige Namen zu ver-wenden denn dadurch sinkt die Fehleranfaumllligkeit und das Anwenderprogrammist leichter lesbar

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

26

Das Steuerungsprogramm (das Anwenderprogramm) besteht aus einzelnen Unter-programmen die man Bausteine nennt Alle Anwenderbausteine sind im OrdnerProgrammbausteine gespeichert Beim Anlegen einer Station wird in diesen Ordnerein Organisationsbaustein mit der Nummer 1 (OB 1) und der Symboladresse Main(Hauptprogramm) eingefuumlgt Organisationsbausteine sind die Schnittstelle zwi-schen dem Betriebssystem der CPU und dem Anwenderprogramm Fuumlr die Struktu-rierung des Anwenderprogramms gibt es zusaumltzlich Funktionsbausteine undFunktionen und fuumlr die Anwenderdaten die Datenbausteine Ein Doppelklick aufeinen Baustein oumlffnet ihn und Sie koumlnnen das Bausteinprogramm eingeben DieProgrammiersprache fuumlr einen Baustein koumlnnen Sie frei waumlhlen je nachdem wel-che Vorlieben Sie haben oder welche Funktion der Baustein erfuumlllen soll Im Steue-rungsprogramm koumlnnen also alle Programmiersprachen vertreten sein

Die benoumltigten Programmelemente entnehmen Sie dem Programmelemente-Kata-log dessen Inhalt sich automatisch der verwendeten Programmiersprache anpasstDazu bdquoziehenldquo Sie mit der Maus das Programmelement aus dem Katalog in dengeoumlffneten Baustein (bdquodrag and dropldquo) Anschlieszligend beschriften Sie das Pro-grammelement mit den gewuumlnschten Variablen Das sind die (globalen) Variablenaus der PLC-Variablentabelle (Ein- und Ausgaumlnge) und die (lokalen) Variablen dieSie im Baustein selbst definieren zum Beispiel Zwischenspeicher fuumlr temporaumlreErgebnisse oder Bausteinparameter fuumlr die Uumlbergabe von Werten an das Baustein-programm

Sie koumlnnen jederzeit die Projektierung oder Programmierung unterbrechen dieeingegebenen Daten speichern und die Arbeiten zu einem spaumlteren Zeitpunkt fort-setzen Es wird immer das komplette Projekt gespeichert Dabei spielt es keineRolle ob das eingegebene Programm und die Daten vollstaumlndig oder in sich konsis-tent sind

Ein Projekt koumlnnen Sie bdquoofflineldquo ndash das heiszligt ohne Steuerungs-Hardware ndash erstellenZum Testen und Betreiben an der Maschine muumlssen Sie die Projektdaten in dieSteuerung bdquoladenldquo Beim Laden werden die Projektdaten bdquouumlbersetztldquo Dabei wirdder Code erzeugt den der Steuerungsprozessor bearbeiten kann Jetzt muss dasAnwenderprogramm vollstaumlndig und in sich konsistent sein sonst wird der Lade-vorgang nicht ausgefuumlhrt Sie koumlnnen eine Uumlbersetzung auch waumlhrend der Pro-grammerstellung anstoszligen und so beispielsweise pruumlfen ob der bis dahin einge-gebene Programmcode konsistent ist Mit einer im Programmiergeraumlt simulierten(Software-)Station koumlnnen Sie auch einem bdquoVorabtestldquo durchfuumlhren

STEP 7 stellt Ihnen zum Testen und Fehlersuchen umfangreiche Werkzeuge zurVerfuumlgung So koumlnnen Sie beispielsweise den Verlauf der Signalzustaumlnde im bear-beiteten Programm beobachten Variablenwerte vorgeben und vom getesteten Pro-gramm Zwischensicherungen erstellen Nach der Inbetriebnahme koumlnnen Sie dasAnwenderprogramm in komprimierter Form archivieren

Ein Projekt muss mindestens eine Station enthalten Das kann eine PLC- eine HMI-oder eine PC-Station sein In einem Projekt koumlnnen sich auch mehrere Stationenunterschiedlicher Art befinden Mit der Netzprojektierung erstellen Sie dann dieKommunikationsverbindungen fuumlr den Datenaustausch zwischen den Stationen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

27

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Die Automatisierungsdaten liegen im Automatisierungssystem an verschiedenenSpeicherplaumltzen Da ist zuerst einmal das Programmiergeraumlt Auf dessen Festplattewerden in einem STEP-7-Projekt saumlmtliche Automatisierungsdaten gespeichertBeim Konfigurieren Projektieren und Programmieren bearbeiten Sie die Projekt-daten mit STEP 7 im Hauptspeicher des Programmiergeraumlts (Bild 14)

Die Automatisierungsdaten im Programmiergeraumlt sind die Offline-ProjektdatenWenn STEP 7 die Automatisierungsdaten entsprechend aufbereitet (bdquouumlbersetztldquo)hat koumlnnen sie in ein angeschlossenes Automatisierungsgeraumlt geladen werdenDie in den Anwenderspeicher der CPU-Baugruppe geladenen Daten sind die Online-Projektdaten

Die Uumlbertragung der Projektdaten zwischen Programmiergeraumlt und CPU-Bau-gruppe kann mithilfe der SIMATIC Memory Card erfolgen Der Normalfall ist eineOnline-Verbindung zum Uumlbertragen Testen und Diagnostizieren

Anwenderspeicher

Der Anwenderspeicher in der CPU-Baugruppe besteht aus dem Ladespeicher demArbeitsspeicher und dem Remanenzspeicher

Im Ladespeicher steht das gesamte Anwenderprogramm einschlieszliglich Konfigu-rationsdaten (Systemdaten) Reicht der Umfang des internen auf der CPU-Bau-

Bild 14 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Memory Card

ArbeitsspeicherRemanenzspeicher

Hauptspeicher

Festplatte

Ladespeicher

Im Ladespeicher stehendie zur CPU uumlbertragenenProjektdaten Zusammen

mit den aktuellenVariablenwerten aus demArbeitsspeicher bilden siedie Online-Projektdaten

Mit der Memory Cardkann das Steuerungs-

programm zur CPUuumlbertragen werden

Im Arbeitsspeicher stehtder ablauffaumlhige Teil desSteuerungsprogramms

der zur Laufzeit bearbeitetwird

Im Remanenzspeicherstehen die Variablen die

ihren Wert bei Spannungs-ausfall oder beim Aus-

und Einschalten behalten

Auf der Festplattesind die Offline-

Projektdaten gespeichert

Alle Projektdaten werdenim Hauptspeicher desProgrammiergeraumlts

bearbeitet

Programmiergeraumlt CPU-Baugruppe

Uumlbertragung mit Online-Verbindung

Uumlbertragungbeim Einschalten

Speichern derProjektdaten

Datenhaltung im SIMATIC Automatisierungssystem

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

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gruppe liegenden Ladespeichers nicht aus kann er auf die Memory Card bdquoverla-gertldquo werden (externer Ladespeicher) Vom Programmiergeraumlt aus wird dasAnwenderprogramm immer zuerst in den Ladespeicher uumlbertragen und von hieraus in den Arbeitsspeicher Das Programm im Ladespeicher wird nicht als Anwen-derprogramm bearbeitet Datenbausteine die beispielsweise Rezepte enthaltenkoumlnnen als bdquonicht ablaufrelevantldquo gekennzeichnet werden und werden dann nichtin den Arbeitsspeicher uumlbertragen Mit Systembausteinen kann vom Anwenderpro-gramm aus auf diese Datenbausteine zugegriffen werden Wie das Anwenderpro-gramm aus Bausteinen strukturiert ist entnehmen Sie dem Kapitel 16 bdquoBearbei-tung des Anwenderprogrammsldquo auf Seite 35

Der Arbeitsspeicher ist als schneller in vollem Umfang in der CPU integrierterRAM-Speicher ausgelegt Das Betriebssystem der CPU kopiert den bdquoablaufrelevan-tenldquo Programmcode und die Anwenderdaten in den Arbeitsspeicher bdquoAblaufrele-vantldquo ist eine Eigenschaft der vorhandenen Objekte nicht gleichbedeutend mit derTatsache dass ein bestimmter Codebaustein auch aufgerufen und bearbeitet wirdDas bdquoeigentlicheldquo Anwenderprogramm wird im Arbeitsspeicher bearbeitet

Beim Zuruumlckladen des gesamten Anwenderprogramms in das Programmiergeraumltwerden die Bausteine aus dem Ladespeicher geholt ergaumlnzt um die aktuellenWerte der Daten aus dem Arbeitsspeicher

Der Remanenzspeicher enthaumllt die als remanent definierten Merker und Datenva-riablen Die Werte im Remanenzspeicher bleiben nach einem Spannungsausfalloder beim Aus- und Einschalten der Versorgungsspannung erhalten Die Wertewerden geloumlscht bei einem Urloumlschen oder beim Zuruumlcksetzen der CPU-Baugruppeauf die Werkseinstellungen

Der Systemspeicher enthaumllt die Prozessabbilder fuumlr die Ein- und Ausgaumlnge Dassind Kopien der Ein- und Ausgangssignale von den Baugruppen Ebenfalls im Sys-temspeicher liegen die Operandenbereiche Merker und die temporaumlren Lokalda-ten Die temporaumlren Lokaldaten sind Zwischenspeicher fuumlr die Programmbearbei-tung in den Bausteinen des Anwenderprogramms

Die Memory Card kann als Uumlbertragungskarte das Anwenderprogramm in den CPU-Speicher uumlbertragen oder als Programmkarte der externe Ladespeicher sein Bei derAnwendung als Programmkarte muss die Memory Card zur Laufzeit in der CPU-Baugruppe gesteckt bleiben

Operandenbereiche

Beim Steuern einer Maschine oder eines Prozesses werden Signalzustaumlnde undZahlenwerte verarbeitet Eingaumlnge werden abgefragt deren Signalzustaumlndegemaumlszlig der Steuerungsaufgabe miteinander verknuumlpft und mit den Ergebnissendie Ausgaumlnge gesteuert Aumlhnlich ist es mit Zahlenwerten die ausgewaumlhlt berech-net verglichen und gespeichert werden CPU 1200 stellt fuumlr diese variablen Wertedie im Bild 15 gezeigten Speicherbereiche zur Verfuumlgung

b Peripherie-Eingaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Eingabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B die Einstellungvon Bedienelementen oder Sensoren abzufragen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

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b Eingaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Eingaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn Signalzustaumlndeder Maschine abgefragt und verknuumlpft werden sollen Die Gesamtheit der Ein-gaumlnge ist das Eingangs-Prozessabbild

b Peripherie-Ausgaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Ausgabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B Anzeigen Ven-tile oder Schuumltze zu steuern

b Ausgaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Ausgaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn die Ergebnisseder Steuerungsfunktionen ausgegeben werden sollen Die Gesamtheit der Aus-gaumlnge ist das Ausgangs-Prozessabbild

b Merker sind ein Speicherbereich im Systemspeicher der CPU der als globalerZwischenspeicher bevorzugt fuumlr Binaumlrsignale verwendet wird

b Temporaumlre Lokaldaten sind Speicherbereiche die die CPU einem Codebausteinwaumlhrend der Bearbeitung zuweist Hier kann das Programm im Baustein Signal-zustaumlnde und Zahlenwerte temporaumlr zwischenspeichern die mit dem Bearbei-tungsende des Bausteins ihre Guumlltigkeit verlieren

b Daten sind Variablen im Anwenderspeicher die in Datenbausteinen mit ver-schiedenen Strukturen zusammengefasst sind Ein Datenbaustein der einemCodebaustein zugeordnet ist (Instanz-Datenbaustein) enthaumllt den Operanden-bereich statische Lokaldaten

Weitergehende Beschreibungen finden Sie in den Kapiteln 62 bdquoGlobale OperandenKonstanten und Adressierungldquo auf Seite 199 666 bdquoOperandenbereich temporaumlreLokaldatenldquo auf Seite 240 und 1253 bdquoOperandenbereich Datenldquo auf Seite 531

Globale und lokale Variablen

Variablen enthalten die im Anwenderprogramm bearbeiteten Werte Man kann siegrob in zwei Kategorien einteilen in globale und lokale Variablen

Bild 15 Operandenbereiche in einer PLC-Station

TemporaumlreLokaldaten

Ausgangs-Prozessabbild

Peripherie-Ausgaumlnge

Eingangs-Prozessabbild

Global-Daten-bausteine

Instanz-Daten-bausteine

Typ-Daten-bausteine

Peripherie-Eingaumlnge

Systemspeicher

Anwenderspeicher

Eingabe-baugruppen

Ausgabe-baugruppen

Merker

Operandenbereiche in einer CPU 1200

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S7-1200-Station in einem DP-Mastersystem sowohl der DP-Master als auch ein DP-Slave sein An AS-Interface kann eine S7-1200-Station der AS-Interface-Master seinund bis zu 62 AS-Interface-Feldgeraumlte steuern Die Kommunikationsbaugruppe fuumlrdie Punkt-zu-Punkt-Kopplung gibt es mit RS232- oder RS485-Schnittstelle an diebeispielsweise ein Barcode- oder RFID-Leser angeschlossen werden kann

12 Uumlbersicht STEP 7

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Nutzungsberechtigung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuel-len Betriebssystemen Microsoft Windows Mit STEP 7 Basic oder STEP 7 Professionalkoumlnnen die S7-1200-Controller und ndash mit dem mitgelieferten WinCC Basic ndash dieBasic Panels projektiert werden Die Projektierung geschieht mit zwei Ansichtendie Portalansicht und die Projektansicht (Bild 13)

Die Portalansicht bietet eine aufgabenorientierte Sicht auf die installierten Werk-zeuge Auf der linken Seite sind die Portale fuumlr die Werkzeuge aufgelistet und in derMitte stehen die Aktionen zum ausgewaumlhlten Portal Das Fenster auf der rechtenSeite zeigt die Objekte die mit der ausgewaumlhlten Aktion bearbeitet werden koumlnnenFalls es erforderlich ist wird zur Bearbeitung des ausgewaumlhlten Objekts zur Pro-jektansicht gewechselt

Bild 13 Bedienoberflaumlchen im TIA Portal Portalansicht und Projektansicht

12 Uumlbersicht STEP 7

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Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt In der Geraumltekonfigurationsteht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittelpunkt In derGeraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platzierten Baugruppengezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt die Eigenschaften derselektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibt Unterstuumltzungdurch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Baugruppen DieNetzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

Bei der PLC-Programmierung bearbeiten Sie im Arbeitsbereich den ausgewaumlhltenBaustein Wiederum sehen Sie im Inspektorfenster die Eigenschaften des markier-ten Objekts und koumlnnen diese einstellen Das Aufgabenfenster enthaumllt diesmal denProgrammelemente-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Anweisungen undFunktionen Aumlhnliches gilt fuumlr die Bearbeitung der PLC-Variablen beim Online-Programmtest durch Beobachtungstabellen oder beim Projektieren eines HMI-Geraumlts

Und stets haben Sie die Projektnavigation im Blickfeld Sie enthaumllt alle Objekte desSTEP-7-Projekts So koumlnnen Sie jederzeit ein Objekt beispielsweise einen Pro-grammbaustein oder eine Beobachtungstabelle auswaumlhlen und dieses Objekt mitden entsprechenden Editoren die beim Oumlffnen des Objekts automatisch startenbearbeiten

Allgemeine Vorgehensweise fuumlr die Erstellung eines Steuerungsprogramms

Alle fuumlr die Steuerung und Bedienung der Maschine oder Anlage notwendigenAutomatisierungsdaten sind in einem Projekt zusammengefasst Ein Projekt isteine Ordnerstruktur im Dateisystem des Programmiergeraumlts

Mit STEP 7 legen Sie ein neues Projekt an und fuumlgen ein Automatisierungsgeraumlt(eine Station) hinzu Dabei bestimmen Sie den Typ des Controllers den Sie fuumlr IhrVorhaben benoumltigen Je nach Bedarf erweitern Sie die Station mit zusaumltzlichen Bau-gruppen die Sie dem Hardware-Katalog entnehmen Mit dem Konfigurationseditorstellen Sie alle Hardware-Parameter ein beispielsweise das Verhalten der Zentral-baugruppe beim Einschalten der Versorgungsspannung oder die Adressen derBaugruppen Im weiteren Verlauf der Projektbearbeitung koumlnnen Sie jederzeitzusaumltzliche Baugruppen hinzustecken vorhandene Baugruppen aus der Konfigu-ration entfernen oder die Einstellungen der Baugruppen aumlndern

Bei der Hardware-Konfiguration erhaumllt jeder Ein- und Ausgang eine Adresse diesich aus der Adresse der Signalbaugruppe ableitet Dieser Absolutadresse ordnenSie in der PLC-Variablentabelle einen Namen (eine Symboladresse) zu Der Pro-grammeditor arbeitet primaumlr mit Symboladressen die er ndash falls keine (Anwender-)Symboladressen vergeben werden ndash mit laufender Nummer generiert Diese auto-matisch generierten Symboladressen sagen nichts uumlber die Bedeutung des Ein-gangs oder Ausgangs aus Es wird empfohlen nur aussagekraumlftige Namen zu ver-wenden denn dadurch sinkt die Fehleranfaumllligkeit und das Anwenderprogrammist leichter lesbar

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

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Das Steuerungsprogramm (das Anwenderprogramm) besteht aus einzelnen Unter-programmen die man Bausteine nennt Alle Anwenderbausteine sind im OrdnerProgrammbausteine gespeichert Beim Anlegen einer Station wird in diesen Ordnerein Organisationsbaustein mit der Nummer 1 (OB 1) und der Symboladresse Main(Hauptprogramm) eingefuumlgt Organisationsbausteine sind die Schnittstelle zwi-schen dem Betriebssystem der CPU und dem Anwenderprogramm Fuumlr die Struktu-rierung des Anwenderprogramms gibt es zusaumltzlich Funktionsbausteine undFunktionen und fuumlr die Anwenderdaten die Datenbausteine Ein Doppelklick aufeinen Baustein oumlffnet ihn und Sie koumlnnen das Bausteinprogramm eingeben DieProgrammiersprache fuumlr einen Baustein koumlnnen Sie frei waumlhlen je nachdem wel-che Vorlieben Sie haben oder welche Funktion der Baustein erfuumlllen soll Im Steue-rungsprogramm koumlnnen also alle Programmiersprachen vertreten sein

Die benoumltigten Programmelemente entnehmen Sie dem Programmelemente-Kata-log dessen Inhalt sich automatisch der verwendeten Programmiersprache anpasstDazu bdquoziehenldquo Sie mit der Maus das Programmelement aus dem Katalog in dengeoumlffneten Baustein (bdquodrag and dropldquo) Anschlieszligend beschriften Sie das Pro-grammelement mit den gewuumlnschten Variablen Das sind die (globalen) Variablenaus der PLC-Variablentabelle (Ein- und Ausgaumlnge) und die (lokalen) Variablen dieSie im Baustein selbst definieren zum Beispiel Zwischenspeicher fuumlr temporaumlreErgebnisse oder Bausteinparameter fuumlr die Uumlbergabe von Werten an das Baustein-programm

Sie koumlnnen jederzeit die Projektierung oder Programmierung unterbrechen dieeingegebenen Daten speichern und die Arbeiten zu einem spaumlteren Zeitpunkt fort-setzen Es wird immer das komplette Projekt gespeichert Dabei spielt es keineRolle ob das eingegebene Programm und die Daten vollstaumlndig oder in sich konsis-tent sind

Ein Projekt koumlnnen Sie bdquoofflineldquo ndash das heiszligt ohne Steuerungs-Hardware ndash erstellenZum Testen und Betreiben an der Maschine muumlssen Sie die Projektdaten in dieSteuerung bdquoladenldquo Beim Laden werden die Projektdaten bdquouumlbersetztldquo Dabei wirdder Code erzeugt den der Steuerungsprozessor bearbeiten kann Jetzt muss dasAnwenderprogramm vollstaumlndig und in sich konsistent sein sonst wird der Lade-vorgang nicht ausgefuumlhrt Sie koumlnnen eine Uumlbersetzung auch waumlhrend der Pro-grammerstellung anstoszligen und so beispielsweise pruumlfen ob der bis dahin einge-gebene Programmcode konsistent ist Mit einer im Programmiergeraumlt simulierten(Software-)Station koumlnnen Sie auch einem bdquoVorabtestldquo durchfuumlhren

STEP 7 stellt Ihnen zum Testen und Fehlersuchen umfangreiche Werkzeuge zurVerfuumlgung So koumlnnen Sie beispielsweise den Verlauf der Signalzustaumlnde im bear-beiteten Programm beobachten Variablenwerte vorgeben und vom getesteten Pro-gramm Zwischensicherungen erstellen Nach der Inbetriebnahme koumlnnen Sie dasAnwenderprogramm in komprimierter Form archivieren

Ein Projekt muss mindestens eine Station enthalten Das kann eine PLC- eine HMI-oder eine PC-Station sein In einem Projekt koumlnnen sich auch mehrere Stationenunterschiedlicher Art befinden Mit der Netzprojektierung erstellen Sie dann dieKommunikationsverbindungen fuumlr den Datenaustausch zwischen den Stationen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

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13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Die Automatisierungsdaten liegen im Automatisierungssystem an verschiedenenSpeicherplaumltzen Da ist zuerst einmal das Programmiergeraumlt Auf dessen Festplattewerden in einem STEP-7-Projekt saumlmtliche Automatisierungsdaten gespeichertBeim Konfigurieren Projektieren und Programmieren bearbeiten Sie die Projekt-daten mit STEP 7 im Hauptspeicher des Programmiergeraumlts (Bild 14)

Die Automatisierungsdaten im Programmiergeraumlt sind die Offline-ProjektdatenWenn STEP 7 die Automatisierungsdaten entsprechend aufbereitet (bdquouumlbersetztldquo)hat koumlnnen sie in ein angeschlossenes Automatisierungsgeraumlt geladen werdenDie in den Anwenderspeicher der CPU-Baugruppe geladenen Daten sind die Online-Projektdaten

Die Uumlbertragung der Projektdaten zwischen Programmiergeraumlt und CPU-Bau-gruppe kann mithilfe der SIMATIC Memory Card erfolgen Der Normalfall ist eineOnline-Verbindung zum Uumlbertragen Testen und Diagnostizieren

Anwenderspeicher

Der Anwenderspeicher in der CPU-Baugruppe besteht aus dem Ladespeicher demArbeitsspeicher und dem Remanenzspeicher

Im Ladespeicher steht das gesamte Anwenderprogramm einschlieszliglich Konfigu-rationsdaten (Systemdaten) Reicht der Umfang des internen auf der CPU-Bau-

Bild 14 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Memory Card

ArbeitsspeicherRemanenzspeicher

Hauptspeicher

Festplatte

Ladespeicher

Im Ladespeicher stehendie zur CPU uumlbertragenenProjektdaten Zusammen

mit den aktuellenVariablenwerten aus demArbeitsspeicher bilden siedie Online-Projektdaten

Mit der Memory Cardkann das Steuerungs-

programm zur CPUuumlbertragen werden

Im Arbeitsspeicher stehtder ablauffaumlhige Teil desSteuerungsprogramms

der zur Laufzeit bearbeitetwird

Im Remanenzspeicherstehen die Variablen die

ihren Wert bei Spannungs-ausfall oder beim Aus-

und Einschalten behalten

Auf der Festplattesind die Offline-

Projektdaten gespeichert

Alle Projektdaten werdenim Hauptspeicher desProgrammiergeraumlts

bearbeitet

Programmiergeraumlt CPU-Baugruppe

Uumlbertragung mit Online-Verbindung

Uumlbertragungbeim Einschalten

Speichern derProjektdaten

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gruppe liegenden Ladespeichers nicht aus kann er auf die Memory Card bdquoverla-gertldquo werden (externer Ladespeicher) Vom Programmiergeraumlt aus wird dasAnwenderprogramm immer zuerst in den Ladespeicher uumlbertragen und von hieraus in den Arbeitsspeicher Das Programm im Ladespeicher wird nicht als Anwen-derprogramm bearbeitet Datenbausteine die beispielsweise Rezepte enthaltenkoumlnnen als bdquonicht ablaufrelevantldquo gekennzeichnet werden und werden dann nichtin den Arbeitsspeicher uumlbertragen Mit Systembausteinen kann vom Anwenderpro-gramm aus auf diese Datenbausteine zugegriffen werden Wie das Anwenderpro-gramm aus Bausteinen strukturiert ist entnehmen Sie dem Kapitel 16 bdquoBearbei-tung des Anwenderprogrammsldquo auf Seite 35

Der Arbeitsspeicher ist als schneller in vollem Umfang in der CPU integrierterRAM-Speicher ausgelegt Das Betriebssystem der CPU kopiert den bdquoablaufrelevan-tenldquo Programmcode und die Anwenderdaten in den Arbeitsspeicher bdquoAblaufrele-vantldquo ist eine Eigenschaft der vorhandenen Objekte nicht gleichbedeutend mit derTatsache dass ein bestimmter Codebaustein auch aufgerufen und bearbeitet wirdDas bdquoeigentlicheldquo Anwenderprogramm wird im Arbeitsspeicher bearbeitet

Beim Zuruumlckladen des gesamten Anwenderprogramms in das Programmiergeraumltwerden die Bausteine aus dem Ladespeicher geholt ergaumlnzt um die aktuellenWerte der Daten aus dem Arbeitsspeicher

Der Remanenzspeicher enthaumllt die als remanent definierten Merker und Datenva-riablen Die Werte im Remanenzspeicher bleiben nach einem Spannungsausfalloder beim Aus- und Einschalten der Versorgungsspannung erhalten Die Wertewerden geloumlscht bei einem Urloumlschen oder beim Zuruumlcksetzen der CPU-Baugruppeauf die Werkseinstellungen

Der Systemspeicher enthaumllt die Prozessabbilder fuumlr die Ein- und Ausgaumlnge Dassind Kopien der Ein- und Ausgangssignale von den Baugruppen Ebenfalls im Sys-temspeicher liegen die Operandenbereiche Merker und die temporaumlren Lokalda-ten Die temporaumlren Lokaldaten sind Zwischenspeicher fuumlr die Programmbearbei-tung in den Bausteinen des Anwenderprogramms

Die Memory Card kann als Uumlbertragungskarte das Anwenderprogramm in den CPU-Speicher uumlbertragen oder als Programmkarte der externe Ladespeicher sein Bei derAnwendung als Programmkarte muss die Memory Card zur Laufzeit in der CPU-Baugruppe gesteckt bleiben

Operandenbereiche

Beim Steuern einer Maschine oder eines Prozesses werden Signalzustaumlnde undZahlenwerte verarbeitet Eingaumlnge werden abgefragt deren Signalzustaumlndegemaumlszlig der Steuerungsaufgabe miteinander verknuumlpft und mit den Ergebnissendie Ausgaumlnge gesteuert Aumlhnlich ist es mit Zahlenwerten die ausgewaumlhlt berech-net verglichen und gespeichert werden CPU 1200 stellt fuumlr diese variablen Wertedie im Bild 15 gezeigten Speicherbereiche zur Verfuumlgung

b Peripherie-Eingaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Eingabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B die Einstellungvon Bedienelementen oder Sensoren abzufragen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

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b Eingaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Eingaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn Signalzustaumlndeder Maschine abgefragt und verknuumlpft werden sollen Die Gesamtheit der Ein-gaumlnge ist das Eingangs-Prozessabbild

b Peripherie-Ausgaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Ausgabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B Anzeigen Ven-tile oder Schuumltze zu steuern

b Ausgaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Ausgaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn die Ergebnisseder Steuerungsfunktionen ausgegeben werden sollen Die Gesamtheit der Aus-gaumlnge ist das Ausgangs-Prozessabbild

b Merker sind ein Speicherbereich im Systemspeicher der CPU der als globalerZwischenspeicher bevorzugt fuumlr Binaumlrsignale verwendet wird

b Temporaumlre Lokaldaten sind Speicherbereiche die die CPU einem Codebausteinwaumlhrend der Bearbeitung zuweist Hier kann das Programm im Baustein Signal-zustaumlnde und Zahlenwerte temporaumlr zwischenspeichern die mit dem Bearbei-tungsende des Bausteins ihre Guumlltigkeit verlieren

b Daten sind Variablen im Anwenderspeicher die in Datenbausteinen mit ver-schiedenen Strukturen zusammengefasst sind Ein Datenbaustein der einemCodebaustein zugeordnet ist (Instanz-Datenbaustein) enthaumllt den Operanden-bereich statische Lokaldaten

Weitergehende Beschreibungen finden Sie in den Kapiteln 62 bdquoGlobale OperandenKonstanten und Adressierungldquo auf Seite 199 666 bdquoOperandenbereich temporaumlreLokaldatenldquo auf Seite 240 und 1253 bdquoOperandenbereich Datenldquo auf Seite 531

Globale und lokale Variablen

Variablen enthalten die im Anwenderprogramm bearbeiteten Werte Man kann siegrob in zwei Kategorien einteilen in globale und lokale Variablen

Bild 15 Operandenbereiche in einer PLC-Station

TemporaumlreLokaldaten

Ausgangs-Prozessabbild

Peripherie-Ausgaumlnge

Eingangs-Prozessabbild

Global-Daten-bausteine

Instanz-Daten-bausteine

Typ-Daten-bausteine

Peripherie-Eingaumlnge

Systemspeicher

Anwenderspeicher

Eingabe-baugruppen

Ausgabe-baugruppen

Merker

Operandenbereiche in einer CPU 1200

12 Uumlbersicht STEP 7

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Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt In der Geraumltekonfigurationsteht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittelpunkt In derGeraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platzierten Baugruppengezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt die Eigenschaften derselektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibt Unterstuumltzungdurch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Baugruppen DieNetzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

Bei der PLC-Programmierung bearbeiten Sie im Arbeitsbereich den ausgewaumlhltenBaustein Wiederum sehen Sie im Inspektorfenster die Eigenschaften des markier-ten Objekts und koumlnnen diese einstellen Das Aufgabenfenster enthaumllt diesmal denProgrammelemente-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Anweisungen undFunktionen Aumlhnliches gilt fuumlr die Bearbeitung der PLC-Variablen beim Online-Programmtest durch Beobachtungstabellen oder beim Projektieren eines HMI-Geraumlts

Und stets haben Sie die Projektnavigation im Blickfeld Sie enthaumllt alle Objekte desSTEP-7-Projekts So koumlnnen Sie jederzeit ein Objekt beispielsweise einen Pro-grammbaustein oder eine Beobachtungstabelle auswaumlhlen und dieses Objekt mitden entsprechenden Editoren die beim Oumlffnen des Objekts automatisch startenbearbeiten

Allgemeine Vorgehensweise fuumlr die Erstellung eines Steuerungsprogramms

Alle fuumlr die Steuerung und Bedienung der Maschine oder Anlage notwendigenAutomatisierungsdaten sind in einem Projekt zusammengefasst Ein Projekt isteine Ordnerstruktur im Dateisystem des Programmiergeraumlts

Mit STEP 7 legen Sie ein neues Projekt an und fuumlgen ein Automatisierungsgeraumlt(eine Station) hinzu Dabei bestimmen Sie den Typ des Controllers den Sie fuumlr IhrVorhaben benoumltigen Je nach Bedarf erweitern Sie die Station mit zusaumltzlichen Bau-gruppen die Sie dem Hardware-Katalog entnehmen Mit dem Konfigurationseditorstellen Sie alle Hardware-Parameter ein beispielsweise das Verhalten der Zentral-baugruppe beim Einschalten der Versorgungsspannung oder die Adressen derBaugruppen Im weiteren Verlauf der Projektbearbeitung koumlnnen Sie jederzeitzusaumltzliche Baugruppen hinzustecken vorhandene Baugruppen aus der Konfigu-ration entfernen oder die Einstellungen der Baugruppen aumlndern

Bei der Hardware-Konfiguration erhaumllt jeder Ein- und Ausgang eine Adresse diesich aus der Adresse der Signalbaugruppe ableitet Dieser Absolutadresse ordnenSie in der PLC-Variablentabelle einen Namen (eine Symboladresse) zu Der Pro-grammeditor arbeitet primaumlr mit Symboladressen die er ndash falls keine (Anwender-)Symboladressen vergeben werden ndash mit laufender Nummer generiert Diese auto-matisch generierten Symboladressen sagen nichts uumlber die Bedeutung des Ein-gangs oder Ausgangs aus Es wird empfohlen nur aussagekraumlftige Namen zu ver-wenden denn dadurch sinkt die Fehleranfaumllligkeit und das Anwenderprogrammist leichter lesbar

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

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Das Steuerungsprogramm (das Anwenderprogramm) besteht aus einzelnen Unter-programmen die man Bausteine nennt Alle Anwenderbausteine sind im OrdnerProgrammbausteine gespeichert Beim Anlegen einer Station wird in diesen Ordnerein Organisationsbaustein mit der Nummer 1 (OB 1) und der Symboladresse Main(Hauptprogramm) eingefuumlgt Organisationsbausteine sind die Schnittstelle zwi-schen dem Betriebssystem der CPU und dem Anwenderprogramm Fuumlr die Struktu-rierung des Anwenderprogramms gibt es zusaumltzlich Funktionsbausteine undFunktionen und fuumlr die Anwenderdaten die Datenbausteine Ein Doppelklick aufeinen Baustein oumlffnet ihn und Sie koumlnnen das Bausteinprogramm eingeben DieProgrammiersprache fuumlr einen Baustein koumlnnen Sie frei waumlhlen je nachdem wel-che Vorlieben Sie haben oder welche Funktion der Baustein erfuumlllen soll Im Steue-rungsprogramm koumlnnen also alle Programmiersprachen vertreten sein

Die benoumltigten Programmelemente entnehmen Sie dem Programmelemente-Kata-log dessen Inhalt sich automatisch der verwendeten Programmiersprache anpasstDazu bdquoziehenldquo Sie mit der Maus das Programmelement aus dem Katalog in dengeoumlffneten Baustein (bdquodrag and dropldquo) Anschlieszligend beschriften Sie das Pro-grammelement mit den gewuumlnschten Variablen Das sind die (globalen) Variablenaus der PLC-Variablentabelle (Ein- und Ausgaumlnge) und die (lokalen) Variablen dieSie im Baustein selbst definieren zum Beispiel Zwischenspeicher fuumlr temporaumlreErgebnisse oder Bausteinparameter fuumlr die Uumlbergabe von Werten an das Baustein-programm

Sie koumlnnen jederzeit die Projektierung oder Programmierung unterbrechen dieeingegebenen Daten speichern und die Arbeiten zu einem spaumlteren Zeitpunkt fort-setzen Es wird immer das komplette Projekt gespeichert Dabei spielt es keineRolle ob das eingegebene Programm und die Daten vollstaumlndig oder in sich konsis-tent sind

Ein Projekt koumlnnen Sie bdquoofflineldquo ndash das heiszligt ohne Steuerungs-Hardware ndash erstellenZum Testen und Betreiben an der Maschine muumlssen Sie die Projektdaten in dieSteuerung bdquoladenldquo Beim Laden werden die Projektdaten bdquouumlbersetztldquo Dabei wirdder Code erzeugt den der Steuerungsprozessor bearbeiten kann Jetzt muss dasAnwenderprogramm vollstaumlndig und in sich konsistent sein sonst wird der Lade-vorgang nicht ausgefuumlhrt Sie koumlnnen eine Uumlbersetzung auch waumlhrend der Pro-grammerstellung anstoszligen und so beispielsweise pruumlfen ob der bis dahin einge-gebene Programmcode konsistent ist Mit einer im Programmiergeraumlt simulierten(Software-)Station koumlnnen Sie auch einem bdquoVorabtestldquo durchfuumlhren

STEP 7 stellt Ihnen zum Testen und Fehlersuchen umfangreiche Werkzeuge zurVerfuumlgung So koumlnnen Sie beispielsweise den Verlauf der Signalzustaumlnde im bear-beiteten Programm beobachten Variablenwerte vorgeben und vom getesteten Pro-gramm Zwischensicherungen erstellen Nach der Inbetriebnahme koumlnnen Sie dasAnwenderprogramm in komprimierter Form archivieren

Ein Projekt muss mindestens eine Station enthalten Das kann eine PLC- eine HMI-oder eine PC-Station sein In einem Projekt koumlnnen sich auch mehrere Stationenunterschiedlicher Art befinden Mit der Netzprojektierung erstellen Sie dann dieKommunikationsverbindungen fuumlr den Datenaustausch zwischen den Stationen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

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13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Die Automatisierungsdaten liegen im Automatisierungssystem an verschiedenenSpeicherplaumltzen Da ist zuerst einmal das Programmiergeraumlt Auf dessen Festplattewerden in einem STEP-7-Projekt saumlmtliche Automatisierungsdaten gespeichertBeim Konfigurieren Projektieren und Programmieren bearbeiten Sie die Projekt-daten mit STEP 7 im Hauptspeicher des Programmiergeraumlts (Bild 14)

Die Automatisierungsdaten im Programmiergeraumlt sind die Offline-ProjektdatenWenn STEP 7 die Automatisierungsdaten entsprechend aufbereitet (bdquouumlbersetztldquo)hat koumlnnen sie in ein angeschlossenes Automatisierungsgeraumlt geladen werdenDie in den Anwenderspeicher der CPU-Baugruppe geladenen Daten sind die Online-Projektdaten

Die Uumlbertragung der Projektdaten zwischen Programmiergeraumlt und CPU-Bau-gruppe kann mithilfe der SIMATIC Memory Card erfolgen Der Normalfall ist eineOnline-Verbindung zum Uumlbertragen Testen und Diagnostizieren

Anwenderspeicher

Der Anwenderspeicher in der CPU-Baugruppe besteht aus dem Ladespeicher demArbeitsspeicher und dem Remanenzspeicher

Im Ladespeicher steht das gesamte Anwenderprogramm einschlieszliglich Konfigu-rationsdaten (Systemdaten) Reicht der Umfang des internen auf der CPU-Bau-

Bild 14 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Memory Card

ArbeitsspeicherRemanenzspeicher

Hauptspeicher

Festplatte

Ladespeicher

Im Ladespeicher stehendie zur CPU uumlbertragenenProjektdaten Zusammen

mit den aktuellenVariablenwerten aus demArbeitsspeicher bilden siedie Online-Projektdaten

Mit der Memory Cardkann das Steuerungs-

programm zur CPUuumlbertragen werden

Im Arbeitsspeicher stehtder ablauffaumlhige Teil desSteuerungsprogramms

der zur Laufzeit bearbeitetwird

Im Remanenzspeicherstehen die Variablen die

ihren Wert bei Spannungs-ausfall oder beim Aus-

und Einschalten behalten

Auf der Festplattesind die Offline-

Projektdaten gespeichert

Alle Projektdaten werdenim Hauptspeicher desProgrammiergeraumlts

bearbeitet

Programmiergeraumlt CPU-Baugruppe

Uumlbertragung mit Online-Verbindung

Uumlbertragungbeim Einschalten

Speichern derProjektdaten

Datenhaltung im SIMATIC Automatisierungssystem

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

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gruppe liegenden Ladespeichers nicht aus kann er auf die Memory Card bdquoverla-gertldquo werden (externer Ladespeicher) Vom Programmiergeraumlt aus wird dasAnwenderprogramm immer zuerst in den Ladespeicher uumlbertragen und von hieraus in den Arbeitsspeicher Das Programm im Ladespeicher wird nicht als Anwen-derprogramm bearbeitet Datenbausteine die beispielsweise Rezepte enthaltenkoumlnnen als bdquonicht ablaufrelevantldquo gekennzeichnet werden und werden dann nichtin den Arbeitsspeicher uumlbertragen Mit Systembausteinen kann vom Anwenderpro-gramm aus auf diese Datenbausteine zugegriffen werden Wie das Anwenderpro-gramm aus Bausteinen strukturiert ist entnehmen Sie dem Kapitel 16 bdquoBearbei-tung des Anwenderprogrammsldquo auf Seite 35

Der Arbeitsspeicher ist als schneller in vollem Umfang in der CPU integrierterRAM-Speicher ausgelegt Das Betriebssystem der CPU kopiert den bdquoablaufrelevan-tenldquo Programmcode und die Anwenderdaten in den Arbeitsspeicher bdquoAblaufrele-vantldquo ist eine Eigenschaft der vorhandenen Objekte nicht gleichbedeutend mit derTatsache dass ein bestimmter Codebaustein auch aufgerufen und bearbeitet wirdDas bdquoeigentlicheldquo Anwenderprogramm wird im Arbeitsspeicher bearbeitet

Beim Zuruumlckladen des gesamten Anwenderprogramms in das Programmiergeraumltwerden die Bausteine aus dem Ladespeicher geholt ergaumlnzt um die aktuellenWerte der Daten aus dem Arbeitsspeicher

Der Remanenzspeicher enthaumllt die als remanent definierten Merker und Datenva-riablen Die Werte im Remanenzspeicher bleiben nach einem Spannungsausfalloder beim Aus- und Einschalten der Versorgungsspannung erhalten Die Wertewerden geloumlscht bei einem Urloumlschen oder beim Zuruumlcksetzen der CPU-Baugruppeauf die Werkseinstellungen

Der Systemspeicher enthaumllt die Prozessabbilder fuumlr die Ein- und Ausgaumlnge Dassind Kopien der Ein- und Ausgangssignale von den Baugruppen Ebenfalls im Sys-temspeicher liegen die Operandenbereiche Merker und die temporaumlren Lokalda-ten Die temporaumlren Lokaldaten sind Zwischenspeicher fuumlr die Programmbearbei-tung in den Bausteinen des Anwenderprogramms

Die Memory Card kann als Uumlbertragungskarte das Anwenderprogramm in den CPU-Speicher uumlbertragen oder als Programmkarte der externe Ladespeicher sein Bei derAnwendung als Programmkarte muss die Memory Card zur Laufzeit in der CPU-Baugruppe gesteckt bleiben

Operandenbereiche

Beim Steuern einer Maschine oder eines Prozesses werden Signalzustaumlnde undZahlenwerte verarbeitet Eingaumlnge werden abgefragt deren Signalzustaumlndegemaumlszlig der Steuerungsaufgabe miteinander verknuumlpft und mit den Ergebnissendie Ausgaumlnge gesteuert Aumlhnlich ist es mit Zahlenwerten die ausgewaumlhlt berech-net verglichen und gespeichert werden CPU 1200 stellt fuumlr diese variablen Wertedie im Bild 15 gezeigten Speicherbereiche zur Verfuumlgung

b Peripherie-Eingaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Eingabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B die Einstellungvon Bedienelementen oder Sensoren abzufragen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

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b Eingaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Eingaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn Signalzustaumlndeder Maschine abgefragt und verknuumlpft werden sollen Die Gesamtheit der Ein-gaumlnge ist das Eingangs-Prozessabbild

b Peripherie-Ausgaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Ausgabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B Anzeigen Ven-tile oder Schuumltze zu steuern

b Ausgaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Ausgaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn die Ergebnisseder Steuerungsfunktionen ausgegeben werden sollen Die Gesamtheit der Aus-gaumlnge ist das Ausgangs-Prozessabbild

b Merker sind ein Speicherbereich im Systemspeicher der CPU der als globalerZwischenspeicher bevorzugt fuumlr Binaumlrsignale verwendet wird

b Temporaumlre Lokaldaten sind Speicherbereiche die die CPU einem Codebausteinwaumlhrend der Bearbeitung zuweist Hier kann das Programm im Baustein Signal-zustaumlnde und Zahlenwerte temporaumlr zwischenspeichern die mit dem Bearbei-tungsende des Bausteins ihre Guumlltigkeit verlieren

b Daten sind Variablen im Anwenderspeicher die in Datenbausteinen mit ver-schiedenen Strukturen zusammengefasst sind Ein Datenbaustein der einemCodebaustein zugeordnet ist (Instanz-Datenbaustein) enthaumllt den Operanden-bereich statische Lokaldaten

Weitergehende Beschreibungen finden Sie in den Kapiteln 62 bdquoGlobale OperandenKonstanten und Adressierungldquo auf Seite 199 666 bdquoOperandenbereich temporaumlreLokaldatenldquo auf Seite 240 und 1253 bdquoOperandenbereich Datenldquo auf Seite 531

Globale und lokale Variablen

Variablen enthalten die im Anwenderprogramm bearbeiteten Werte Man kann siegrob in zwei Kategorien einteilen in globale und lokale Variablen

Bild 15 Operandenbereiche in einer PLC-Station

TemporaumlreLokaldaten

Ausgangs-Prozessabbild

Peripherie-Ausgaumlnge

Eingangs-Prozessabbild

Global-Daten-bausteine

Instanz-Daten-bausteine

Typ-Daten-bausteine

Peripherie-Eingaumlnge

Systemspeicher

Anwenderspeicher

Eingabe-baugruppen

Ausgabe-baugruppen

Merker

Operandenbereiche in einer CPU 1200

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Das Steuerungsprogramm (das Anwenderprogramm) besteht aus einzelnen Unter-programmen die man Bausteine nennt Alle Anwenderbausteine sind im OrdnerProgrammbausteine gespeichert Beim Anlegen einer Station wird in diesen Ordnerein Organisationsbaustein mit der Nummer 1 (OB 1) und der Symboladresse Main(Hauptprogramm) eingefuumlgt Organisationsbausteine sind die Schnittstelle zwi-schen dem Betriebssystem der CPU und dem Anwenderprogramm Fuumlr die Struktu-rierung des Anwenderprogramms gibt es zusaumltzlich Funktionsbausteine undFunktionen und fuumlr die Anwenderdaten die Datenbausteine Ein Doppelklick aufeinen Baustein oumlffnet ihn und Sie koumlnnen das Bausteinprogramm eingeben DieProgrammiersprache fuumlr einen Baustein koumlnnen Sie frei waumlhlen je nachdem wel-che Vorlieben Sie haben oder welche Funktion der Baustein erfuumlllen soll Im Steue-rungsprogramm koumlnnen also alle Programmiersprachen vertreten sein

Die benoumltigten Programmelemente entnehmen Sie dem Programmelemente-Kata-log dessen Inhalt sich automatisch der verwendeten Programmiersprache anpasstDazu bdquoziehenldquo Sie mit der Maus das Programmelement aus dem Katalog in dengeoumlffneten Baustein (bdquodrag and dropldquo) Anschlieszligend beschriften Sie das Pro-grammelement mit den gewuumlnschten Variablen Das sind die (globalen) Variablenaus der PLC-Variablentabelle (Ein- und Ausgaumlnge) und die (lokalen) Variablen dieSie im Baustein selbst definieren zum Beispiel Zwischenspeicher fuumlr temporaumlreErgebnisse oder Bausteinparameter fuumlr die Uumlbergabe von Werten an das Baustein-programm

Sie koumlnnen jederzeit die Projektierung oder Programmierung unterbrechen dieeingegebenen Daten speichern und die Arbeiten zu einem spaumlteren Zeitpunkt fort-setzen Es wird immer das komplette Projekt gespeichert Dabei spielt es keineRolle ob das eingegebene Programm und die Daten vollstaumlndig oder in sich konsis-tent sind

Ein Projekt koumlnnen Sie bdquoofflineldquo ndash das heiszligt ohne Steuerungs-Hardware ndash erstellenZum Testen und Betreiben an der Maschine muumlssen Sie die Projektdaten in dieSteuerung bdquoladenldquo Beim Laden werden die Projektdaten bdquouumlbersetztldquo Dabei wirdder Code erzeugt den der Steuerungsprozessor bearbeiten kann Jetzt muss dasAnwenderprogramm vollstaumlndig und in sich konsistent sein sonst wird der Lade-vorgang nicht ausgefuumlhrt Sie koumlnnen eine Uumlbersetzung auch waumlhrend der Pro-grammerstellung anstoszligen und so beispielsweise pruumlfen ob der bis dahin einge-gebene Programmcode konsistent ist Mit einer im Programmiergeraumlt simulierten(Software-)Station koumlnnen Sie auch einem bdquoVorabtestldquo durchfuumlhren

STEP 7 stellt Ihnen zum Testen und Fehlersuchen umfangreiche Werkzeuge zurVerfuumlgung So koumlnnen Sie beispielsweise den Verlauf der Signalzustaumlnde im bear-beiteten Programm beobachten Variablenwerte vorgeben und vom getesteten Pro-gramm Zwischensicherungen erstellen Nach der Inbetriebnahme koumlnnen Sie dasAnwenderprogramm in komprimierter Form archivieren

Ein Projekt muss mindestens eine Station enthalten Das kann eine PLC- eine HMI-oder eine PC-Station sein In einem Projekt koumlnnen sich auch mehrere Stationenunterschiedlicher Art befinden Mit der Netzprojektierung erstellen Sie dann dieKommunikationsverbindungen fuumlr den Datenaustausch zwischen den Stationen

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13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Die Automatisierungsdaten liegen im Automatisierungssystem an verschiedenenSpeicherplaumltzen Da ist zuerst einmal das Programmiergeraumlt Auf dessen Festplattewerden in einem STEP-7-Projekt saumlmtliche Automatisierungsdaten gespeichertBeim Konfigurieren Projektieren und Programmieren bearbeiten Sie die Projekt-daten mit STEP 7 im Hauptspeicher des Programmiergeraumlts (Bild 14)

Die Automatisierungsdaten im Programmiergeraumlt sind die Offline-ProjektdatenWenn STEP 7 die Automatisierungsdaten entsprechend aufbereitet (bdquouumlbersetztldquo)hat koumlnnen sie in ein angeschlossenes Automatisierungsgeraumlt geladen werdenDie in den Anwenderspeicher der CPU-Baugruppe geladenen Daten sind die Online-Projektdaten

Die Uumlbertragung der Projektdaten zwischen Programmiergeraumlt und CPU-Bau-gruppe kann mithilfe der SIMATIC Memory Card erfolgen Der Normalfall ist eineOnline-Verbindung zum Uumlbertragen Testen und Diagnostizieren

Anwenderspeicher

Der Anwenderspeicher in der CPU-Baugruppe besteht aus dem Ladespeicher demArbeitsspeicher und dem Remanenzspeicher

Im Ladespeicher steht das gesamte Anwenderprogramm einschlieszliglich Konfigu-rationsdaten (Systemdaten) Reicht der Umfang des internen auf der CPU-Bau-

Bild 14 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Memory Card

ArbeitsspeicherRemanenzspeicher

Hauptspeicher

Festplatte

Ladespeicher

Im Ladespeicher stehendie zur CPU uumlbertragenenProjektdaten Zusammen

mit den aktuellenVariablenwerten aus demArbeitsspeicher bilden siedie Online-Projektdaten

Mit der Memory Cardkann das Steuerungs-

programm zur CPUuumlbertragen werden

Im Arbeitsspeicher stehtder ablauffaumlhige Teil desSteuerungsprogramms

der zur Laufzeit bearbeitetwird

Im Remanenzspeicherstehen die Variablen die

ihren Wert bei Spannungs-ausfall oder beim Aus-

und Einschalten behalten

Auf der Festplattesind die Offline-

Projektdaten gespeichert

Alle Projektdaten werdenim Hauptspeicher desProgrammiergeraumlts

bearbeitet

Programmiergeraumlt CPU-Baugruppe

Uumlbertragung mit Online-Verbindung

Uumlbertragungbeim Einschalten

Speichern derProjektdaten

Datenhaltung im SIMATIC Automatisierungssystem

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

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gruppe liegenden Ladespeichers nicht aus kann er auf die Memory Card bdquoverla-gertldquo werden (externer Ladespeicher) Vom Programmiergeraumlt aus wird dasAnwenderprogramm immer zuerst in den Ladespeicher uumlbertragen und von hieraus in den Arbeitsspeicher Das Programm im Ladespeicher wird nicht als Anwen-derprogramm bearbeitet Datenbausteine die beispielsweise Rezepte enthaltenkoumlnnen als bdquonicht ablaufrelevantldquo gekennzeichnet werden und werden dann nichtin den Arbeitsspeicher uumlbertragen Mit Systembausteinen kann vom Anwenderpro-gramm aus auf diese Datenbausteine zugegriffen werden Wie das Anwenderpro-gramm aus Bausteinen strukturiert ist entnehmen Sie dem Kapitel 16 bdquoBearbei-tung des Anwenderprogrammsldquo auf Seite 35

Der Arbeitsspeicher ist als schneller in vollem Umfang in der CPU integrierterRAM-Speicher ausgelegt Das Betriebssystem der CPU kopiert den bdquoablaufrelevan-tenldquo Programmcode und die Anwenderdaten in den Arbeitsspeicher bdquoAblaufrele-vantldquo ist eine Eigenschaft der vorhandenen Objekte nicht gleichbedeutend mit derTatsache dass ein bestimmter Codebaustein auch aufgerufen und bearbeitet wirdDas bdquoeigentlicheldquo Anwenderprogramm wird im Arbeitsspeicher bearbeitet

Beim Zuruumlckladen des gesamten Anwenderprogramms in das Programmiergeraumltwerden die Bausteine aus dem Ladespeicher geholt ergaumlnzt um die aktuellenWerte der Daten aus dem Arbeitsspeicher

Der Remanenzspeicher enthaumllt die als remanent definierten Merker und Datenva-riablen Die Werte im Remanenzspeicher bleiben nach einem Spannungsausfalloder beim Aus- und Einschalten der Versorgungsspannung erhalten Die Wertewerden geloumlscht bei einem Urloumlschen oder beim Zuruumlcksetzen der CPU-Baugruppeauf die Werkseinstellungen

Der Systemspeicher enthaumllt die Prozessabbilder fuumlr die Ein- und Ausgaumlnge Dassind Kopien der Ein- und Ausgangssignale von den Baugruppen Ebenfalls im Sys-temspeicher liegen die Operandenbereiche Merker und die temporaumlren Lokalda-ten Die temporaumlren Lokaldaten sind Zwischenspeicher fuumlr die Programmbearbei-tung in den Bausteinen des Anwenderprogramms

Die Memory Card kann als Uumlbertragungskarte das Anwenderprogramm in den CPU-Speicher uumlbertragen oder als Programmkarte der externe Ladespeicher sein Bei derAnwendung als Programmkarte muss die Memory Card zur Laufzeit in der CPU-Baugruppe gesteckt bleiben

Operandenbereiche

Beim Steuern einer Maschine oder eines Prozesses werden Signalzustaumlnde undZahlenwerte verarbeitet Eingaumlnge werden abgefragt deren Signalzustaumlndegemaumlszlig der Steuerungsaufgabe miteinander verknuumlpft und mit den Ergebnissendie Ausgaumlnge gesteuert Aumlhnlich ist es mit Zahlenwerten die ausgewaumlhlt berech-net verglichen und gespeichert werden CPU 1200 stellt fuumlr diese variablen Wertedie im Bild 15 gezeigten Speicherbereiche zur Verfuumlgung

b Peripherie-Eingaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Eingabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B die Einstellungvon Bedienelementen oder Sensoren abzufragen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

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b Eingaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Eingaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn Signalzustaumlndeder Maschine abgefragt und verknuumlpft werden sollen Die Gesamtheit der Ein-gaumlnge ist das Eingangs-Prozessabbild

b Peripherie-Ausgaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Ausgabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B Anzeigen Ven-tile oder Schuumltze zu steuern

b Ausgaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Ausgaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn die Ergebnisseder Steuerungsfunktionen ausgegeben werden sollen Die Gesamtheit der Aus-gaumlnge ist das Ausgangs-Prozessabbild

b Merker sind ein Speicherbereich im Systemspeicher der CPU der als globalerZwischenspeicher bevorzugt fuumlr Binaumlrsignale verwendet wird

b Temporaumlre Lokaldaten sind Speicherbereiche die die CPU einem Codebausteinwaumlhrend der Bearbeitung zuweist Hier kann das Programm im Baustein Signal-zustaumlnde und Zahlenwerte temporaumlr zwischenspeichern die mit dem Bearbei-tungsende des Bausteins ihre Guumlltigkeit verlieren

b Daten sind Variablen im Anwenderspeicher die in Datenbausteinen mit ver-schiedenen Strukturen zusammengefasst sind Ein Datenbaustein der einemCodebaustein zugeordnet ist (Instanz-Datenbaustein) enthaumllt den Operanden-bereich statische Lokaldaten

Weitergehende Beschreibungen finden Sie in den Kapiteln 62 bdquoGlobale OperandenKonstanten und Adressierungldquo auf Seite 199 666 bdquoOperandenbereich temporaumlreLokaldatenldquo auf Seite 240 und 1253 bdquoOperandenbereich Datenldquo auf Seite 531

Globale und lokale Variablen

Variablen enthalten die im Anwenderprogramm bearbeiteten Werte Man kann siegrob in zwei Kategorien einteilen in globale und lokale Variablen

Bild 15 Operandenbereiche in einer PLC-Station

TemporaumlreLokaldaten

Ausgangs-Prozessabbild

Peripherie-Ausgaumlnge

Eingangs-Prozessabbild

Global-Daten-bausteine

Instanz-Daten-bausteine

Typ-Daten-bausteine

Peripherie-Eingaumlnge

Systemspeicher

Anwenderspeicher

Eingabe-baugruppen

Ausgabe-baugruppen

Merker

Operandenbereiche in einer CPU 1200

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13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Die Automatisierungsdaten liegen im Automatisierungssystem an verschiedenenSpeicherplaumltzen Da ist zuerst einmal das Programmiergeraumlt Auf dessen Festplattewerden in einem STEP-7-Projekt saumlmtliche Automatisierungsdaten gespeichertBeim Konfigurieren Projektieren und Programmieren bearbeiten Sie die Projekt-daten mit STEP 7 im Hauptspeicher des Programmiergeraumlts (Bild 14)

Die Automatisierungsdaten im Programmiergeraumlt sind die Offline-ProjektdatenWenn STEP 7 die Automatisierungsdaten entsprechend aufbereitet (bdquouumlbersetztldquo)hat koumlnnen sie in ein angeschlossenes Automatisierungsgeraumlt geladen werdenDie in den Anwenderspeicher der CPU-Baugruppe geladenen Daten sind die Online-Projektdaten

Die Uumlbertragung der Projektdaten zwischen Programmiergeraumlt und CPU-Bau-gruppe kann mithilfe der SIMATIC Memory Card erfolgen Der Normalfall ist eineOnline-Verbindung zum Uumlbertragen Testen und Diagnostizieren

Anwenderspeicher

Der Anwenderspeicher in der CPU-Baugruppe besteht aus dem Ladespeicher demArbeitsspeicher und dem Remanenzspeicher

Im Ladespeicher steht das gesamte Anwenderprogramm einschlieszliglich Konfigu-rationsdaten (Systemdaten) Reicht der Umfang des internen auf der CPU-Bau-

Bild 14 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

Memory Card

ArbeitsspeicherRemanenzspeicher

Hauptspeicher

Festplatte

Ladespeicher

Im Ladespeicher stehendie zur CPU uumlbertragenenProjektdaten Zusammen

mit den aktuellenVariablenwerten aus demArbeitsspeicher bilden siedie Online-Projektdaten

Mit der Memory Cardkann das Steuerungs-

programm zur CPUuumlbertragen werden

Im Arbeitsspeicher stehtder ablauffaumlhige Teil desSteuerungsprogramms

der zur Laufzeit bearbeitetwird

Im Remanenzspeicherstehen die Variablen die

ihren Wert bei Spannungs-ausfall oder beim Aus-

und Einschalten behalten

Auf der Festplattesind die Offline-

Projektdaten gespeichert

Alle Projektdaten werdenim Hauptspeicher desProgrammiergeraumlts

bearbeitet

Programmiergeraumlt CPU-Baugruppe

Uumlbertragung mit Online-Verbindung

Uumlbertragungbeim Einschalten

Speichern derProjektdaten

Datenhaltung im SIMATIC Automatisierungssystem

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gruppe liegenden Ladespeichers nicht aus kann er auf die Memory Card bdquoverla-gertldquo werden (externer Ladespeicher) Vom Programmiergeraumlt aus wird dasAnwenderprogramm immer zuerst in den Ladespeicher uumlbertragen und von hieraus in den Arbeitsspeicher Das Programm im Ladespeicher wird nicht als Anwen-derprogramm bearbeitet Datenbausteine die beispielsweise Rezepte enthaltenkoumlnnen als bdquonicht ablaufrelevantldquo gekennzeichnet werden und werden dann nichtin den Arbeitsspeicher uumlbertragen Mit Systembausteinen kann vom Anwenderpro-gramm aus auf diese Datenbausteine zugegriffen werden Wie das Anwenderpro-gramm aus Bausteinen strukturiert ist entnehmen Sie dem Kapitel 16 bdquoBearbei-tung des Anwenderprogrammsldquo auf Seite 35

Der Arbeitsspeicher ist als schneller in vollem Umfang in der CPU integrierterRAM-Speicher ausgelegt Das Betriebssystem der CPU kopiert den bdquoablaufrelevan-tenldquo Programmcode und die Anwenderdaten in den Arbeitsspeicher bdquoAblaufrele-vantldquo ist eine Eigenschaft der vorhandenen Objekte nicht gleichbedeutend mit derTatsache dass ein bestimmter Codebaustein auch aufgerufen und bearbeitet wirdDas bdquoeigentlicheldquo Anwenderprogramm wird im Arbeitsspeicher bearbeitet

Beim Zuruumlckladen des gesamten Anwenderprogramms in das Programmiergeraumltwerden die Bausteine aus dem Ladespeicher geholt ergaumlnzt um die aktuellenWerte der Daten aus dem Arbeitsspeicher

Der Remanenzspeicher enthaumllt die als remanent definierten Merker und Datenva-riablen Die Werte im Remanenzspeicher bleiben nach einem Spannungsausfalloder beim Aus- und Einschalten der Versorgungsspannung erhalten Die Wertewerden geloumlscht bei einem Urloumlschen oder beim Zuruumlcksetzen der CPU-Baugruppeauf die Werkseinstellungen

Der Systemspeicher enthaumllt die Prozessabbilder fuumlr die Ein- und Ausgaumlnge Dassind Kopien der Ein- und Ausgangssignale von den Baugruppen Ebenfalls im Sys-temspeicher liegen die Operandenbereiche Merker und die temporaumlren Lokalda-ten Die temporaumlren Lokaldaten sind Zwischenspeicher fuumlr die Programmbearbei-tung in den Bausteinen des Anwenderprogramms

Die Memory Card kann als Uumlbertragungskarte das Anwenderprogramm in den CPU-Speicher uumlbertragen oder als Programmkarte der externe Ladespeicher sein Bei derAnwendung als Programmkarte muss die Memory Card zur Laufzeit in der CPU-Baugruppe gesteckt bleiben

Operandenbereiche

Beim Steuern einer Maschine oder eines Prozesses werden Signalzustaumlnde undZahlenwerte verarbeitet Eingaumlnge werden abgefragt deren Signalzustaumlndegemaumlszlig der Steuerungsaufgabe miteinander verknuumlpft und mit den Ergebnissendie Ausgaumlnge gesteuert Aumlhnlich ist es mit Zahlenwerten die ausgewaumlhlt berech-net verglichen und gespeichert werden CPU 1200 stellt fuumlr diese variablen Wertedie im Bild 15 gezeigten Speicherbereiche zur Verfuumlgung

b Peripherie-Eingaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Eingabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B die Einstellungvon Bedienelementen oder Sensoren abzufragen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

29

b Eingaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Eingaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn Signalzustaumlndeder Maschine abgefragt und verknuumlpft werden sollen Die Gesamtheit der Ein-gaumlnge ist das Eingangs-Prozessabbild

b Peripherie-Ausgaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Ausgabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B Anzeigen Ven-tile oder Schuumltze zu steuern

b Ausgaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Ausgaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn die Ergebnisseder Steuerungsfunktionen ausgegeben werden sollen Die Gesamtheit der Aus-gaumlnge ist das Ausgangs-Prozessabbild

b Merker sind ein Speicherbereich im Systemspeicher der CPU der als globalerZwischenspeicher bevorzugt fuumlr Binaumlrsignale verwendet wird

b Temporaumlre Lokaldaten sind Speicherbereiche die die CPU einem Codebausteinwaumlhrend der Bearbeitung zuweist Hier kann das Programm im Baustein Signal-zustaumlnde und Zahlenwerte temporaumlr zwischenspeichern die mit dem Bearbei-tungsende des Bausteins ihre Guumlltigkeit verlieren

b Daten sind Variablen im Anwenderspeicher die in Datenbausteinen mit ver-schiedenen Strukturen zusammengefasst sind Ein Datenbaustein der einemCodebaustein zugeordnet ist (Instanz-Datenbaustein) enthaumllt den Operanden-bereich statische Lokaldaten

Weitergehende Beschreibungen finden Sie in den Kapiteln 62 bdquoGlobale OperandenKonstanten und Adressierungldquo auf Seite 199 666 bdquoOperandenbereich temporaumlreLokaldatenldquo auf Seite 240 und 1253 bdquoOperandenbereich Datenldquo auf Seite 531

Globale und lokale Variablen

Variablen enthalten die im Anwenderprogramm bearbeiteten Werte Man kann siegrob in zwei Kategorien einteilen in globale und lokale Variablen

Bild 15 Operandenbereiche in einer PLC-Station

TemporaumlreLokaldaten

Ausgangs-Prozessabbild

Peripherie-Ausgaumlnge

Eingangs-Prozessabbild

Global-Daten-bausteine

Instanz-Daten-bausteine

Typ-Daten-bausteine

Peripherie-Eingaumlnge

Systemspeicher

Anwenderspeicher

Eingabe-baugruppen

Ausgabe-baugruppen

Merker

Operandenbereiche in einer CPU 1200

1 Einfuumlhrung Uumlbersichten

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gruppe liegenden Ladespeichers nicht aus kann er auf die Memory Card bdquoverla-gertldquo werden (externer Ladespeicher) Vom Programmiergeraumlt aus wird dasAnwenderprogramm immer zuerst in den Ladespeicher uumlbertragen und von hieraus in den Arbeitsspeicher Das Programm im Ladespeicher wird nicht als Anwen-derprogramm bearbeitet Datenbausteine die beispielsweise Rezepte enthaltenkoumlnnen als bdquonicht ablaufrelevantldquo gekennzeichnet werden und werden dann nichtin den Arbeitsspeicher uumlbertragen Mit Systembausteinen kann vom Anwenderpro-gramm aus auf diese Datenbausteine zugegriffen werden Wie das Anwenderpro-gramm aus Bausteinen strukturiert ist entnehmen Sie dem Kapitel 16 bdquoBearbei-tung des Anwenderprogrammsldquo auf Seite 35

Der Arbeitsspeicher ist als schneller in vollem Umfang in der CPU integrierterRAM-Speicher ausgelegt Das Betriebssystem der CPU kopiert den bdquoablaufrelevan-tenldquo Programmcode und die Anwenderdaten in den Arbeitsspeicher bdquoAblaufrele-vantldquo ist eine Eigenschaft der vorhandenen Objekte nicht gleichbedeutend mit derTatsache dass ein bestimmter Codebaustein auch aufgerufen und bearbeitet wirdDas bdquoeigentlicheldquo Anwenderprogramm wird im Arbeitsspeicher bearbeitet

Beim Zuruumlckladen des gesamten Anwenderprogramms in das Programmiergeraumltwerden die Bausteine aus dem Ladespeicher geholt ergaumlnzt um die aktuellenWerte der Daten aus dem Arbeitsspeicher

Der Remanenzspeicher enthaumllt die als remanent definierten Merker und Datenva-riablen Die Werte im Remanenzspeicher bleiben nach einem Spannungsausfalloder beim Aus- und Einschalten der Versorgungsspannung erhalten Die Wertewerden geloumlscht bei einem Urloumlschen oder beim Zuruumlcksetzen der CPU-Baugruppeauf die Werkseinstellungen

Der Systemspeicher enthaumllt die Prozessabbilder fuumlr die Ein- und Ausgaumlnge Dassind Kopien der Ein- und Ausgangssignale von den Baugruppen Ebenfalls im Sys-temspeicher liegen die Operandenbereiche Merker und die temporaumlren Lokalda-ten Die temporaumlren Lokaldaten sind Zwischenspeicher fuumlr die Programmbearbei-tung in den Bausteinen des Anwenderprogramms

Die Memory Card kann als Uumlbertragungskarte das Anwenderprogramm in den CPU-Speicher uumlbertragen oder als Programmkarte der externe Ladespeicher sein Bei derAnwendung als Programmkarte muss die Memory Card zur Laufzeit in der CPU-Baugruppe gesteckt bleiben

Operandenbereiche

Beim Steuern einer Maschine oder eines Prozesses werden Signalzustaumlnde undZahlenwerte verarbeitet Eingaumlnge werden abgefragt deren Signalzustaumlndegemaumlszlig der Steuerungsaufgabe miteinander verknuumlpft und mit den Ergebnissendie Ausgaumlnge gesteuert Aumlhnlich ist es mit Zahlenwerten die ausgewaumlhlt berech-net verglichen und gespeichert werden CPU 1200 stellt fuumlr diese variablen Wertedie im Bild 15 gezeigten Speicherbereiche zur Verfuumlgung

b Peripherie-Eingaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Eingabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B die Einstellungvon Bedienelementen oder Sensoren abzufragen

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

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b Eingaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Eingaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn Signalzustaumlndeder Maschine abgefragt und verknuumlpft werden sollen Die Gesamtheit der Ein-gaumlnge ist das Eingangs-Prozessabbild

b Peripherie-Ausgaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Ausgabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B Anzeigen Ven-tile oder Schuumltze zu steuern

b Ausgaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Ausgaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn die Ergebnisseder Steuerungsfunktionen ausgegeben werden sollen Die Gesamtheit der Aus-gaumlnge ist das Ausgangs-Prozessabbild

b Merker sind ein Speicherbereich im Systemspeicher der CPU der als globalerZwischenspeicher bevorzugt fuumlr Binaumlrsignale verwendet wird

b Temporaumlre Lokaldaten sind Speicherbereiche die die CPU einem Codebausteinwaumlhrend der Bearbeitung zuweist Hier kann das Programm im Baustein Signal-zustaumlnde und Zahlenwerte temporaumlr zwischenspeichern die mit dem Bearbei-tungsende des Bausteins ihre Guumlltigkeit verlieren

b Daten sind Variablen im Anwenderspeicher die in Datenbausteinen mit ver-schiedenen Strukturen zusammengefasst sind Ein Datenbaustein der einemCodebaustein zugeordnet ist (Instanz-Datenbaustein) enthaumllt den Operanden-bereich statische Lokaldaten

Weitergehende Beschreibungen finden Sie in den Kapiteln 62 bdquoGlobale OperandenKonstanten und Adressierungldquo auf Seite 199 666 bdquoOperandenbereich temporaumlreLokaldatenldquo auf Seite 240 und 1253 bdquoOperandenbereich Datenldquo auf Seite 531

Globale und lokale Variablen

Variablen enthalten die im Anwenderprogramm bearbeiteten Werte Man kann siegrob in zwei Kategorien einteilen in globale und lokale Variablen

Bild 15 Operandenbereiche in einer PLC-Station

TemporaumlreLokaldaten

Ausgangs-Prozessabbild

Peripherie-Ausgaumlnge

Eingangs-Prozessabbild

Global-Daten-bausteine

Instanz-Daten-bausteine

Typ-Daten-bausteine

Peripherie-Eingaumlnge

Systemspeicher

Anwenderspeicher

Eingabe-baugruppen

Ausgabe-baugruppen

Merker

Operandenbereiche in einer CPU 1200

13 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem

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b Eingaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Eingaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn Signalzustaumlndeder Maschine abgefragt und verknuumlpft werden sollen Die Gesamtheit der Ein-gaumlnge ist das Eingangs-Prozessabbild

b Peripherie-Ausgaumlnge sind die Speicherbereiche auf den Ausgabebaugruppen Siesind die direkte Schnittstelle zur gesteuerten Maschine um z B Anzeigen Ven-tile oder Schuumltze zu steuern

b Ausgaumlnge sind ein Abbild der Peripherie-Ausgaumlnge im Systemspeicher der CPUMit ihnen arbeitet im Normalfall das Anwenderprogramm wenn die Ergebnisseder Steuerungsfunktionen ausgegeben werden sollen Die Gesamtheit der Aus-gaumlnge ist das Ausgangs-Prozessabbild

b Merker sind ein Speicherbereich im Systemspeicher der CPU der als globalerZwischenspeicher bevorzugt fuumlr Binaumlrsignale verwendet wird

b Temporaumlre Lokaldaten sind Speicherbereiche die die CPU einem Codebausteinwaumlhrend der Bearbeitung zuweist Hier kann das Programm im Baustein Signal-zustaumlnde und Zahlenwerte temporaumlr zwischenspeichern die mit dem Bearbei-tungsende des Bausteins ihre Guumlltigkeit verlieren

b Daten sind Variablen im Anwenderspeicher die in Datenbausteinen mit ver-schiedenen Strukturen zusammengefasst sind Ein Datenbaustein der einemCodebaustein zugeordnet ist (Instanz-Datenbaustein) enthaumllt den Operanden-bereich statische Lokaldaten

Weitergehende Beschreibungen finden Sie in den Kapiteln 62 bdquoGlobale OperandenKonstanten und Adressierungldquo auf Seite 199 666 bdquoOperandenbereich temporaumlreLokaldatenldquo auf Seite 240 und 1253 bdquoOperandenbereich Datenldquo auf Seite 531

Globale und lokale Variablen

Variablen enthalten die im Anwenderprogramm bearbeiteten Werte Man kann siegrob in zwei Kategorien einteilen in globale und lokale Variablen

Bild 15 Operandenbereiche in einer PLC-Station

TemporaumlreLokaldaten

Ausgangs-Prozessabbild

Peripherie-Ausgaumlnge

Eingangs-Prozessabbild

Global-Daten-bausteine

Instanz-Daten-bausteine

Typ-Daten-bausteine

Peripherie-Eingaumlnge

Systemspeicher

Anwenderspeicher

Eingabe-baugruppen

Ausgabe-baugruppen

Merker

Operandenbereiche in einer CPU 1200