Ethernet E/A-Module: S7 · PDF file• Turbo Pascal, Delphi, Borland C, ... Abb. 2-1: MSX-E-Modul: Aufbau. 7 . Das Prinzip der Kombination MSX-Exxxx und SPS: Grundlagen

DIN EN ISO 9001:2000 zertifiziert Ausgabe: 02.02-12/2008

Praktische Anleitung Ethernet-E/A-Module Teil 1: MSX-Exxxx und SPS: Grundlagen

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• VxWorks ist ein eingetragenes Warenzeichen von Wind River Systems, Inc. • RTX ist ein eingetragenes Warenzeichen von Ardence. • SIMATIC S7, S7-300, STEP7, CPU313C-2DP und CP343-1 Lean sind eingetragene Warenzeichen der

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Warnung

Bei unsachgemäßem Einsatz und bestimmungswidrigem Gebrauch des Moduls können:

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Umwelt verunreinigt werden

Schützen Sie sich, andere und die Umwelt!

Lesen Sie unbedingt die Sicherheitshinweise!

Liegen Ihnen keine Sicherheitshinweise vor, so fordern Sie diese bitte an.

Beachten Sie die Anweisungen dieser Anleitung!

Vergewissern Sie sich, dass Sie keinen Schritt vergessen haben. Wir übernehmen keine Verantwortung für Schäden, die aus dem falschen Einsatz des Moduls hervorgehen könnten.

Beachten Sie folgende Symbole:

i WICHTIG! Kennzeichnet Anwendungstipps und andere nützliche Informationen.

WARNUNG!

Bezeichnet eine möglicherweise gefährliche Situation. Bei Nichtbeachten des Hinweises können Modul, PC und/oder Peripherie zerstört werden.

WARNUNG!

Bezeichnet eine möglicherweise gefährliche Situation. Bei Nichtbeachten des Hinweises können Modul, PC und/oder Peripherie zerstört und Personen gefährdet werden.

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Inhaltsverzeichnis MSX-Exxxx und SPS: Grundlagen

Inhaltsverzeichnis Warnung.......................................................................................................................................3 1 Einführung........................................................................................................................5 1.1 Inhalt der Dokumentation ..............................................................................................................5 1.2 Aufbau der Dokumentation ...........................................................................................................5 2 Das Prinzip der Kombination ..........................................................................................6 2.1 Leistungsfähigere SPS durch intelligente Ethernet-E/A-Module..................................................6 2.2 Voraussetzungen hinsichtlich der Messelektronik des MSX-E-Moduls ........................................6 2.3 Die wesentlichen Vorteile der MSX-E-Module für die SPS............................................................6 2.4 Anbindung eines MSX-E-Moduls an eine SPS ................................................................................8 2.5 Die Verbindung von MSX-E-Modul und SPS ..................................................................................8 2.5.1 Erfassungsstart ohne Programmierung (Autostart) ......................................................................8 2.5.2 Erfassungsstart mit TCP/IP-MODBUS...............................................................................................9 3 Anhang............................................................................................................................10 3.1 Kompatible Ethernet-E/A-Module ................................................................................................10 3.2 Glossar ............................................................................................................................................11 3.3 Index ...............................................................................................................................................12 4 Kontakt und Support .....................................................................................................13 Abbildungen Abb. 2-1: MSX-E-Modul: Aufbau...............................................................................................................7 Abb. 2-2: MSX-E-Module: Anbindung an eine SPS ..................................................................................8 Abb. 2-3: SPS: Abfrage externer Messwerte.............................................................................................9 Tabellen Tabelle 3-1: Kompatible Ethernet-E/A-Module.......................................................................................10

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Einführung MSX-Exxxx und SPS: Grundlagen

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1 Einführung

1.1 Inhalt der Dokumentation

Diese Dokumentation beschreibt, wie mit Hilfe intelligenter Ethernet-E/A-Module, Ethernet und eines Standardprotokolls wie z.B. TCP/IP auch komplexe, „schnelle“ Messaufgaben oder Signal-bearbeitungen (wie z.B. Mittelwertermittlung) einfach, zuverlässig und in wirtschaftlicher Weise via SPS lösbar sind. Ausführliche Informationen zu den jeweiligen MSX-Exxxx-Modulen1 finden Sie im ADDI-DATA-Produktkatalog bzw. in den entsprechenden Handbüchern. Eine Übersicht der kompatiblen MSX-E-Module befindet sich in Kap. 3.1 dieses ersten Teils.

1.2 Aufbau der Dokumentation

Die Dokumentation gliedert sich in 3 Teile: Teil 1: MSX-Exxxx und SPS: Grundlagen Im ersten Teil der Dokumentation werden die Grundlagen der Kombination aus SPS und MSX-E-Modul beschrieben.

Teil 2: Anbindung an eine SPS SIMATIC S7 In Teil 2 werden folgende Fragen beantwortet: Welche Voraussetzungen sind nötig, um ein MSX-E-Modul an eine SPS anzuschließen (Hardware etc.)? Wie werden SPS und MSX-E-Modul parametriert? Welche Einstellungen sind generell vorzunehmen – und aus welchem Grund? Was ist bei der Anbindung eines (oder mehrerer) MSX-E-Module an eine SPS zu beachten? Teil 3: Weboberflächen-Beschreibung Im dritten Teil der Dokumentation wird die Oberfläche der Modul-Website (MSX-E3011 und MSX-E37xx) einschließlich der jeweiligen Einstellungen näher erläutert.

1 MSX-Exxxx = gemeinsame Bezeichnung für die Ethernet-E/A-Module

Das Prinzip der Kombination MSX-Exxxx und SPS: Grundlagen

2 Das Prinzip der Kombination

2.1 Leistungsfähigere SPS durch intelligente Ethernet-E/A-Module

Hohe Flexibilität und preiswerte Baugruppen haben dem SPS-Konzept zum Siegeszug verholfen. Neben der Steuerung und Regelung übernehmen SPSen zunehmend weitere Aufgaben wie Alarmfunktion, Visualisierung und Data-Logging. Sensoren und Aktoren werden längst nicht mehr diskret, sondern direkt bei verringertem Verdrahtungsaufwand mit der SPS verbunden. Ethernet-Netze haben sich in der Büro-IT längst bewährt. Die Verknüpfung zwischen Büro-IT und Fertigungs-IT kommt zugleich den Informations-, Kontroll- und Sicherheitsanforderungen modernen Managements entgegen. Durch die serielle Arbeitsweise sind speicherprogrammierbare Steuerungen zwar langsamer als verbindungsprogrammierte Steuerungen (VPS). Doch anspruchsvolle Aufgaben wie das zeitgleiche Abtasten mehrerer Kanäle oder die gleichzeitige Erfassung mehrerer Signaltypen, die von induktiven/ digitalen Tastern, Drehgebern oder analogen Eingängen kommen, werden mit Hilfe leistungsfähiger Messelektronik gelöst. Beispiele dafür sind das Erfassen vieler Messwerte in einem Puffer, um die Daten später zur Verfügung zu stellen, oder das sehr schnelle Erfassen und Berechnen von Werten unabhängig vom SPS Zyklus.

2.2 Voraussetzungen hinsichtlich der Messelektronik des MSX-E-Moduls

• gleichzeitiges Erfassen verschiedener Messwerte (z.B. Oberflächengüte und Position) erlaubt positionsgenaue Ausbesserungen an den erkannten Fehlerstellen

• Berechnung von Min- und Max-Werten bzw. Mittelwerten um z.B. Unebenheiten innerhalb oder außerhalb einer vordefinierten Toleranz zu

kategorisieren bzw. die SPS zu entlasten • direkter Einsatz in der Fertigungshalle nah am Prüfling • zuverlässiges Arbeiten bei hoher Temperaturbelastung und Spritzwasser • einfache Anbindung an die SPS • Kommunikation via Standard-Ethernet

Weiterleitung der Werte auch an die IT-Ebene für eine zeitnahe Auswertung der Produktionsqualität

• Parametrierung ohne Programmierung, z.B. über eine integrierte Weboberfläche Integration so einfach wie möglich gestalten

• Diagnostik und Monitoring ohne Sonderprogramme oder SPS • On-Board-Zwischenspeicher, um keine Werte zu verlieren

2.3 Die wesentlichen Vorteile der MSX-E-Module für die SPS

• kaskadierbar und im μs-Bereich synchronisierbar gleichzeitige Erfassung verschiedener Messwerte, z.B. induktive Längenmesstaster und Position

des Prüflings • erweiterter Temperaturbereich von -40 bis + 85°C • Schutzart IP 65: Schutz gegen Strahlwasser und Staub

kein „Schutz“ durch Schaltschränke notwendig; Geld- und Platzersparnis • zahlreiche Schutzbeschaltungen: galvanische Trennung bis 1000 V, Kurzschluss- und

Verpolungsschutz

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• Parametrierung und Monitoring via Webserver Messwerte direkt auf den Bildschirm des Techniker-PCs Zeitersparnis, insbesondere bei der Messstelleneinrichtung, und Flexibilität

• einfache Anbindung an die SPS über TCP/IP problemlose Weiterleitung der Messdaten an die IT-Ebene Fernwartung mit Passwortschutz und Verschlüsselung

• On-Board-RAM für die Datenspeicherung • Installation einfacher Software-Updates auf die MSX-E-Module jederzeit möglich • Durchführung komplexer Rechenaufgaben (z.B. Verrechnung mehrere Sensoren zu einem

Ergebnis) bei Bedarf realisierbar

Die MSX-E-Module sind für unterschiedliche Signaltypen erhältlich: • digitale E/A, 24 V • analoge Eingänge, Spannung oder Strom, 16 Bit • analoge Ausgänge, Spannung oder Strom, 16 Bit • induktive Längenmesstaster (HB, LVDT, Mahr-kompatibel) • Inkrementaldrehgeber und -taster • Sin/Cos-Signale (1Vss/11μAss) für Drehgeber oder Digitaltaster • etc. Die Funktionsweise aller MSX-E-Module ist identisch: Jedes Modul verfügt über eine Steuerseite und eine Signalseite. Die Anbindung an die Steuerseite ist für alle Module gleich.

Abb. 2-1: MSX-E-Modul: Aufbau

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2.4 Anbindung eines MSX-E-Moduls an eine SPS

Die MSX-E-Module werden per Ethernet an die SPS angebunden, wodurch keine speziellen Leitungen oder Kommunikationsbusse nötig sind. Weitere Module können dem Netzwerk auf einfache Weise hinzugefügt werden.

Mit Hilfe eines Ethernet-Controllers, der das TCP/IP-Protokoll verwaltet, kann die SPS auf die zusätzlichen Module zugreifen. Hierfür gibt es sowohl Hardware- (Kommunikationsprozessor, CP) als auch Softwarelösungen, wobei sich je nach Applikation eine Hardwarelösung besser eignet. Durch einen separaten Hardware-Controller wird die Kommunikation schneller und belastet die CPU der SPS weniger als die softwaremäßige Ethernet-Verwaltung über die CPU der SPS.

Abb. 2-2: MSX-E-Module: Anbindung an eine SPS

2.5 Die Verbindung von MSX-E-Modul und SPS

2.5.1 Erfassungsstart ohne Programmierung (Autostart)

Die eigentliche Messung wird auf den Modulen über die Webseite parametriert und abgespeichert. Über die Autostart-Funktion ist es möglich, die Einstellungen der Messung beim Booten des Moduls zu laden und automatisch auszuführen. Insofern entfällt der zusätzliche Programmieraufwand auf der SPS.

Beispiel:

Es sollen 16 analoge Eingänge (8x +/-10 V, 8x +/-5 V) mit einer Geschwindigkeit von je 25 kHz für insgesamt 0,5 Sekunden erfasst werden. Die Messung soll erst dann gestartet werden, wenn der Prüfling in der richtigen Position ist, d.h., die SPS signalisiert dem MSX-E-Modul über einen digitalen 24 V-Ausgang den Start der Messung (Hardwaretrigger).

Wurde die Messung einmal parametriert und auf dem Modul gespeichert, so bootet das Modul nach dem Anschalten und wartet auf den Hardwaretrigger.

Wird der Hardwaretrigger erkannt, so startet die Messung und das Modul erfasst 0,5 Sekunden lang die Messwerte – anschließend wartet es auf den nächsten Trigger.

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Über die Empfangsfunktion (FC6) kann die SPS auf die Werte zugreifen und diese in einem Datenbaustein (DB) abspeichern (1 DWORD pro Kanal). Anschließend können die Werte beliebig weiterverarbeitet werden. Die Module sind aufgrund ihrer eigenen Intelligenz (ARM9) in der Lage, Berechnungen wie z.B. die des Minimal-, Maximal- und Mittelwert selbstständig durchzuführen.

Abb. 2-3: SPS: Abfrage externer Messwerte

Eine genaue Beschreibung der Konfiguration von SPS und MSX-E-Modulen finden Sie in Teil 2 der

Praktischen Anleitung Ethernet-E/A-Module: Anbindung an eine SPS SIMATIC S7.

2.5.2 Erfassungsstart mit TCP/IP-MODBUS

Die Erfassung der Messwerte kann auch über TCP/IP-MODBUS gestartet werden. Hierbei wird die Messung bzw. Datenerfassung nicht auf den Modulen parametriert und beim Hochfahren geladen, sondern über MODBUS-Funktionen in der SPS aufgerufen.

Dieser Vorgang wird in einer separaten Dokumentation („MODBUS Interface Description“) behandelt.

Anhang MSX-Exxxx und SPS: Grundlagen

3 Anhang

3.1 Kompatible Ethernet-E/A-Module

Tabelle 3-1: Kompatible Ethernet-E/A-Module

Ethernet-E/A-Modul Beschreibung

MSX-E1516* Ethernet-Digital-E/A-Modul, 16 digitale Ein-/Ausgänge, 24 V, IP 65

Ethernet-Multifunktionszählermodul, 4 Inkrementalzählereingänge, 16 digitale E/A, 24 V, IP 65

MSX-E1701*

Ethernet-Multifunktionszählermodul, 4 Sin/Cos-Zählereingänge (1 Vss), 16 digitale E/A, 24 V, IP 65

MSX-E1711*

Ethernet-Multifunktionszählermodul, 4 Sin/Cos-Zählereingänge (11 μAss), 16 digitale E/A, 24 V, IP 65

MSX-E1721*

Ethernet-Analogeingabemodul, 16 analoge Eingänge, differentiell, 16-Bit, IP 65

MSX-E3011

Ethernet-Modul zur Längenmessung, 24-Bit, 16/8/4 induktive Messtaster, LVDT, Half-Bridge, IP 40

MSX-E3700

Ethernet-Modul zur Längenmessung, 24-Bit, 16/8/4 induktive Messtaster, LVDT, Half-Bridge, Mahr-kompatibel, IP 65

MSX-E3701

Ethernet-Modul zur Längenmessung, 24-Bit, simultan, 8 Messtaster, Zähler- und Temperatureingänge, IP 65

MSX-E3711

* auf Anfrage

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3.2 Glossar

Ethernet Hierbei handelt es sich um ein Basisband-Bussystem, das ursprünglich […] für die Verknüpfung von Minicomputern entwickelt wurde. Es basiert auf dem CSMA/CD-Zugriffs-verfahren. Als Übertragungsmedium dienen Koaxialkabel bzw. Twisted-Pair-Leitungen. Die Übertragungsgeschwindigkeiten betragen 10 Mbps (Ethernet), 100 Mbps (Fast Ethernet) sowie 1 Gbps bzw. 10 Gbps (Gigabit Ethernet). Diese weit verbreitete Technik zum Vernetzen von Rechnern in einem LAN ist seit 1985 genormt (IEEE 802.3 und ISO 8802-3). Die Ethernet-Technologie hat sich im Bürobereich allgemein durchgesetzt. Nach Ermöglichung auch sehr harter Echtzeitanforderungen und Anpassung der Gerätetechnik (Buskabel, Patchfelder, Anschlussdosen) an die rauen Einsatzbedingungen des industriellen Umfelds dringt sie zunehmend in die Feldbereiche der Automatisierungstechnik vor.

IP-Adresse Die IP-Adresse ist eine numerische Adresse, die einem Rechner im Internet zugeordnet ist und diesen eindeutig identifizierbar macht. Sie besteht aus einer Folge von vier Zahlengruppen mit je maximal drei Ziffern, die jeweils durch Punkte voneinander getrennt sind. Fest mit dem Internet verbundene Rechner haben eine feste IP-Adresse. Benutzer, die sich von Zeit zu Zeit ins Netz einwählen […], erhalten vom Provider eine dynamische IP-Adresse, die nach Beendigung der Sitzung an den nächsten Kunden weitervergeben wird.

LSB = least significant bit

Die Bits sind unterschiedlich gewichtet und das am weitesten rechts stehende hat die geringste Wertigkeit. Es wird daher auch als „least significant bit“ (LSB) bezeichnet.

MSB = most significant bit

Die Bits sind unterschiedlich gewichtet. Das erste Bit hat den höchsten Wert und wird als „most significant bit“ (MSB) bezeichnet.

PLC = programmable logic controller

PLC ist die englische Bezeichnung für SPS.

Socket Ein Socket (wörtlich übersetzt „Sockel“ oder „Steckerbuchse“) ist eine bidirektionale Software-Schnittstelle zur Interprozess- (IPC) oder Netzwerk-Kommunikation. Sockets bilden eine standardisierte Schnittstelle (API) zwischen der Netzwerk-Protokoll-Implementie-rung des Betriebssystems und der eigentlichen Applikationssoftware. SPS = speicherprogrammierbare Steuerung

Die SPS ist ein rechnerbasiertes Steuergerät, dessen Funktionalität durch ein sogenanntes Anwenderprogramm festgelegt wird. Mittels genormter Fachsprachen ist dieses Anwender-programm relativ einfach zu erstellen. Aufgrund der seriellen Arbeitsweise sind die Reaktionszeiten der SPS langsamer als bei VPS. Als Gerätefamilien mit abgestuften und leistungsmäßig aufeinander abgestimmten Komponenten beherrschen die SPS heute alle Ebenen einer Automatisierungshierarchie.

Trigger = Auslöser

Der Trigger ist ein Impuls bzw. ein Signal zum Starten bzw. Stoppen einer besonderen Aufgabe. Trigger werden häufig zur Steuerung des Datenerfassungsbetriebs eingesetzt. Zähler Der Zähler ist ein Schaltkreis, der Pulse zählt bzw. die Dauer von Pulsen messen kann.


http://de.wikipedia.org/wiki/Software

http://de.wikipedia.org/wiki/Interprozesskommunikation

http://de.wikipedia.org/wiki/Rechnernetz

http://de.wikipedia.org/wiki/Application_Programming_Interface

http://de.wikipedia.org/wiki/Betriebssystem


3.3 Index

Anbindung an SPS 8 Erfassungsstart

Autostart 8 TCP/IP-MODBUS 9

Glossar 11 Signaltypen 7 Voraussetzungen 6 Vorteile 6


Kontakt und Support MSX-Exxxx und SPS: Grundlagen

4 Kontakt und Support

Haben Sie Fragen? Schreiben Sie uns oder rufen Sie uns an:

Postanschrift: ADDI-DATA GmbH Airpark Business Center Airport Boulevard B210 77836 Rheinmünster

E-Mail: [email protected]

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Praktische Anleitung Ethernet-E/A-Module Teil 2: Anbindung an eine SPS SIMATIC® S7®











Siemens AG.

Warnung












WARNUNG!


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Inhaltsverzeichnis Anbindung an eine SPS SIMATIC S7

Inhaltsverzeichnis Warnung.......................................................................................................................................3 Kapitelübersicht ..........................................................................................................................6 1 Konfiguration von MSX-E-Modul und SPS .....................................................................7 1.1 Voraussetzung..................................................................................................................................7 1.2 Prinzipieller Aufbau.........................................................................................................................7 1.3 Programmübersicht .........................................................................................................................8 1.4 Datenkonvertierung ........................................................................................................................8 1.4.1 Little-Endian-Format (Intel-Format) ...............................................................................................9 1.4.2 Big-Endian-Format (Motorola-Format) ..........................................................................................9 2 Parametrierung der SPS ................................................................................................10 2.1 Einführung .....................................................................................................................................10 2.2 S7-Ethernet-Konfiguration............................................................................................................10 3 Lesen der Messdaten .....................................................................................................16 3.1 Einführung .....................................................................................................................................16 3.2 Voraussetzungen ...........................................................................................................................16 3.3 S7: Beschreibung der Funktionsbausteine ...................................................................................16 3.3.1 FC1: Konvertierung von Daten in das Motorola-Format ............................................................17 3.3.2 FC3: Konvertierung eines DWORD-Datentyps in einen REAL-Datentyp....................................18 3.3.3 FC4: Konvertierung in Millimeter (für Messtaster)......................................................................19 3.3.4 FC7: Konvertierung in Volt bzw. mA............................................................................................20 3.3.5 FC20: Dynamisches Lesen eines DWORD-Werts aus einer Tabelle .............................................21 3.3.6 FC21: Dynamisches Schreiben eines REAL-Werts in eine Tabelle ...............................................22 3.3.7 FC6: Lesen von Daten aus einer Netzwerkverbindung ...............................................................23 4 Einfaches S7-Beispiel .....................................................................................................26 4.1 Konfiguration des Moduls über die Weboberfläche ..................................................................26 4.1.1 Auto-Refresh-Modus......................................................................................................................26 4.1.2 Sequenz-Modus..............................................................................................................................29 4.2 S7: Beschreibung des Beispiels ......................................................................................................34 4.2.1 OB1: Hauptbaustein.......................................................................................................................34 4.2.2 Netzwerk 1: Definition der Anzahl der zu lesenden Werte .......................................................34 4.2.3 Netzwerk 2: Auswahl der passenden Konvertierungseinheit ....................................................35 4.2.4 Netzwerk 3: Lesen der Messwerte aus der TCP-Verbindung ......................................................35 4.2.5 Netzwerk 4: Initialisierung des Index ...........................................................................................36 4.2.6 Netzwerk 5: Darstellung im Motorola-Format ............................................................................37 4.2.7 Netzwerk 6: Verwaltung des Sequenzzählerwerts......................................................................37 4.2.8 Netzwerk 7: Typecast statt Konvertierung ..................................................................................38 4.2.9 Netzwerk 8: Konvertierung in Millimeter....................................................................................38 4.2.10 Netzwerk 9: Konvertierung in Volt ..............................................................................................39 4.2.11 Netzwerk 10: Bearbeitung des Sequenzzählerwerts...................................................................39 4.2.12 Netzwerk 11: Speichern und Prüfen.............................................................................................40 5 Empfehlungen................................................................................................................41 5.1 Auto-Refresh-Modus und Sequenz-Modus..................................................................................41 5.1.1 Erfassung im Auto-Refresh-Modus ...............................................................................................41 5.1.2 Erfassung im Sequenz-Modus .......................................................................................................42 5.2 Trigger ............................................................................................................................................43 5.2.1 Einführung .....................................................................................................................................43 5.2.2 Modulkonfiguration......................................................................................................................44 5.2.3 BasicSample: Beispiel für die Triggererweiterung.......................................................................44 5.3 Abfrage der aktuellen Messwerte im Auto-Refresh-Modus.......................................................45 5.3.1 Einführung .....................................................................................................................................45 5.3.2 Modulkonfiguration......................................................................................................................45 5.3.3 BasicSample: Anpassungsbeispiel zur Abfrage der Messwerte ..................................................46

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Inhaltsverzeichnis Anbindung an eine SPS SIMATIC S7

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5.4 Anschließen mehrerer Module an eine SPS .................................................................................47 6 Anhang............................................................................................................................48 6.1 Glossar ............................................................................................................................................48 6.2 Index ...............................................................................................................................................49 7 Kontakt und Support .....................................................................................................50 Abbildungen Abb. 1-1: MSX-E-Modul und SPS: Prinzipieller Aufbau ...........................................................................7 Abb. 1-2: Abfrage externer Messwerte ....................................................................................................8 Abb. 2-1: SIMATIC Manager: S7-Ethernet-Konfiguration .....................................................................10 Abb. 2-2: Ethernetkonfiguration: TCP-Verbindung...............................................................................11 Abb. 2-3: Eigenschaften TCP-Verbindung: Allgemeine Informationen ...............................................12 Abb. 2-4: Eigenschaften TCP-Verbindung: Adressen.............................................................................13 Abb. 2-5: Login-Fenster............................................................................................................................14 Abb. 2-6: Network protocol: TCP-Portnummer......................................................................................14 Abb. 2-7: Dataserver: Action ...................................................................................................................15 Abb. 2-8: Dataserver: Blocking TCP/IP transfer ......................................................................................15 Abb. 3-1: SIMATIC-Manager: Auflistung der Bausteine ........................................................................16 Abb. 3-2: Eigenschaften – TCP-Verbindung ...........................................................................................23 Abb. 3-3: Acquisition/Autostart: Binary data packet structure.............................................................24 Abb. 3-4: Datenbaustein mit der Tabelle RAW......................................................................................25 Abb. 3-5: Tabelle RAW im Datenbaustein..............................................................................................25 Abb. 5-1: Auto-Refresh-Modus: Erfassungszyklus .................................................................................41 Abb. 5-2: Sequenz-Modus: Erfassungszyklus..........................................................................................42 Abb. 5-3: Weboberfläche: TCP-Portnummer..........................................................................................46 Abb. 5-4: SIMATIC Manager: S7-Ethernetkonfiguration.......................................................................47 Tabellen Tabelle 3-1: FC1: Reihenfolge der Funktionsaufrufe ..............................................................................17 Tabelle 3-2: FC3: Reihenfolge der Funktionsaufrufe ..............................................................................18 Tabelle 3-3: FC4: Reihenfolge der Funktionsaufrufe ..............................................................................19 Tabelle 3-4: FC7: Reihenfolge der Funktionsaufrufe ..............................................................................21

Kapitelübersicht Anbindung an eine SPS SIMATIC S7

Kapitelübersicht In dieser Anleitung finden Sie folgende Informationen:

Kapitel Inhalt

1 Grundlagen der Konfiguration von MSX-E-Modul und SPS

2 Beschreibung der SPS-Parametrierung bzw. Ethernetkonfiguration

3 Erläuterung der S7-Funktionsbausteine

4 Beschreibung der Netzwerke des S7-Beispiels

5 Empfehlungen bzgl. Erfassungsmodus, Trigger etc.

6 Anhang mit Glossar und Index

7 Kontakt- und Supportadresse

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Konfiguration von MSX-E-Modul und SPS Anbindung an eine SPS SIMATIC S7

1 Konfiguration von MSX-E-Modul und SPS

1.1 Voraussetzung

Voraussetzung für die Verwendung von MSX-E-Modulen mit einer SPS ist, dass die SPS über eine Ethernet-Schnittstelle verfügt und eine aktive TCP-Verbindung (TCP-Sockets) öffnen kann.

1.2 Prinzipieller Aufbau

Jedes MSX-E-Modul verfügt über einen Datenserver, der die erfassten Messwerte zur Verfügung stellt. Über eine TCP-Verbindung kann die SPS auf diese Messwerte zugreifen und somit die Daten lesen.

Die Erfassung selbst kann je nach Applikation entweder durch einen externen Trigger (digitaler 24 V-Eingang) oder automatisch gestartet werden.

Abb. 1-1: MSX-E-Modul und SPS: Prinzipieller Aufbau

MSX-Exxxx

Datenserver

Netzwerkstecker

SPS

Triggereingang

Erfassung

TCP-Verbindung

optional

In der SPS werden die Daten mit der Funktion FC6 (Empfangsfunktion) gelesen und danach in einem Datenbaustein (DB) abgelegt. Von dort aus können sie beliebig weiterverarbeitet werden.

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1.3 Programmübersicht

Abb. 1-2: Abfrage externer Messwerte

OB1: Dieser Operationsbaustein ruft die Empfangsfunktion (FC6) auf.

FC6: Mit dieser Funktion werden Daten aus einer TCP-Verbindung (Socket) gelesen und anschließend in einem Datenbaustein gespeichert.

1.4 Datenkonvertierung

Es ist zu beachten, dass die MSX-E-Module Daten im Little-Endian-Format (Intel-Format) senden, wohingegen eine S7-SPS mit der Big-Endian-Codierung (Motorola-Format) arbeitet.

Somit müssen die Werte der MSX-E-Module auf der SPS in das Big-Endian-Format (Motorola-Format) konvertiert werden. Diese Datencodierung spielt eine wichtige Rolle, da sonst die Messergebnisse falsch interpretiert werden.

Eine entsprechende Konvertierungsfunktion wird Ihnen von ADDI-DATA zur Verfügung gestellt:

Funktion: FC1 Name: INTEL_TO_MOTOROLA.

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1.4.1 Little-Endian-Format (Intel-Format)

Das niedrigstwertige Bit (LSB = least significant bit) wird zuerst übertragen:

16-Bit 0x1234 >> 0x34 0x12 32-Bit 0x12345678 >> 0x78 0x56 0x34 0x12

1.4.2 Big-Endian-Format (Motorola-Format)

Das höchstwertige Bit (MSB = most significant bit) wird zuerst übertragen:

16-Bit 0x1234 >> 0x12 0x34 32-Bit 0x12345678 >> 0x12 0x34 0x56 0x78

Parametrierung der SPS Anbindung an eine SPS SIMATIC S7

2 Parametrierung der SPS

2.1 Einführung

ADDI-DATA liefert Ihnen ein Softwarepaket, das die Verbindung zwischen einem MSX-E-Modul und einer S7-SPS zeigt. Das Beispiel basiert auf einer SIMATIC S7 SPS von Siemens.

Wenn Sie eine S7-kompatible SPS eines anderen Herstellers (z.B. IBH-Softec, Vipa etc.) verwenden möchten, müssen Sie auf die Original-FCs des jeweiligen Herstellers zurückgreifen. Eventuell müssen Sie auch die Datenbausteine etc. anpassen (Siemens: 9 DWORD; Vipa: 36 Bytes).

Das erwähnte Beispiel für die S7 von Siemens heißt BasicSample und wurde für die Ethernet-kommunikation der S7-300 mit CP343-1 entwickelt. Es dient dem Lesen von Werten aus der TCP-Verbindung (TCP-Socket).

2.2 S7-Ethernet-Konfiguration

Die nachfolgende Konfiguration basiert auf einer S7-300 mit CP343-1. Eventuell werden bei Ihrer SPS andere Menüs angezeigt, jedoch sind die Einstellungen dieselben.

Abb. 2-1: SIMATIC Manager: S7-Ethernet-Konfiguration

Öffnen Sie den SIMATIC-Manager und anschließend das Projekt BasicSample.

Zur Konfiguration der TCP-Verbindung doppelklicken Sie auf den Objektnamen „Ethernet“.



Abb. 2-2: Ethernetkonfiguration: TCP-Verbindung

Klicken Sie auf CPU313C-2DP (siehe Pfeil oben).

In der unteren Tabelle doppelklicken Sie auf die markierte Zeile (siehe Pfeil unten).

In der Tabelle steht, dass die Ethernetverbindung eine TCP-Verbindung ist.



Abb. 2-3: Eigenschaften TCP-Verbindung: Allgemeine Informationen

Damit die S7 die Verbindung zum MSX-E-Modul herstellt, muss Aktiver Verbindungsaufbau aktiviert sein.

Auf der rechten Seite der Abbildung oben sehen Sie die Bausteinparameter, die zusammen mit der Funktion FC6 (AG_RECV) verwendet werden müssen. Die Verbindungs-ID (Socket-ID) und die Adresse werden angegeben.

Klicken Sie auf den Registerreiter Adressen.



Abb. 2-4: Eigenschaften TCP-Verbindung: Adressen

Tippen Sie bei Lokal PORT die Portnummer der S7 ein. Diese muss der Portnummer des MSX-E-Moduls entsprechen.

Geben Sie bei Partner die IP-Adresse des MSX-E-Moduls sowie dessen Portnummer ein. Letztere muss mit jener übereinstimmen, die auf der Weboberfläche des Moduls festgelegt wurde.

Um dies zu überprüfen, öffnen Sie einen Webbrowser (z.B. Firefox, Internet Explorer etc.) und geben Sie folgende Adresse ein: http://IP-Adresse des Moduls.



Ein Login-Fenster wird angezeigt.

Der Benutzername und das Passwort lauten als Standard jeweils: mxadmin.

Abb. 2-5: Login-Fenster

Klicken Sie auf der Weboberfläche auf den Menüpunkt Dataserver

Passen Sie im Abschnitt Network protocol die Portnummer an, falls Sie die Standardportnummer nicht verwenden können.

Abb. 2-6: Network protocol: TCP-Portnummer




Wenn Sie die Portnummer geändert haben, klicken Sie im Abschnitt Action auf Save und danach auf Restart.

Abb. 2-7: Dataserver: Action

Bitte achten Sie darauf, dass im Abschnitt Blocking TCP/IP transfer bei activate blocking TCP/IP transfer? die Option no ausgewählt ist.

Abb. 2-8: Dataserver: Blocking TCP/IP transfer

Wenn Sie diese Änderung vorgenommen haben, klicken Sie im Abschnitt Action auf Save und danach auf Restart (siehe Abb. 2-7).

Lesen der Messdaten Anbindung an eine SPS SIMATIC S7

3 Lesen der Messdaten

3.1 Einführung

Wie bereits in Kap. 2.1 erwähnt, stellt Ihnen ADDI-DATA das Beispiel einer S7-SPS von Siemens zur Verfügung. Ziel dieses Beispiel ist es zu demonstrieren, wie die SPS Messwerte eines MSX-E Moduls aus einer TCP-Verbindung liest.

3.2 Voraussetzungen

Bitte stellen Sie sicher, dass folgende Voraussetzungen erfüllt sind:

• Siemens CPU313C-2DP (SPS) • Siemens CP343-1 Lean (Ethernet-Modul für die SPS) • FC6 (AG_RECV) für S7-300 (Funktion zur asynchronen Kommunikation) • S7-Beispiel für STEP7.

3.3 S7: Beschreibung der Funktionsbausteine

Abb. 3-1: SIMATIC-Manager: Auflistung der Bausteine



3.3.1 FC1: Konvertierung von Daten in das Motorola-Format

Beschreibung: Bei den MSX-E-Modulen werden die Daten im Intel-Format dargestellt, bei der S7-SPS dagegen im Motorola-Format. Wenn Ihre SPS bereits das Intel-Format verwendet, benötigen Sie diesen Funktionsbaustein nicht. Arbeitet Ihre SPS aber im Motorola-Format, so können Sie mit diesem Baustein die Werte konvertieren.

Eingabe-Parameter:

INTEL: Rohwert im Intel Format als DWORD-Datentyp, der aus dem MSX-E-Modul gelesen wird

Ausgabe-Parameter:

MOTOROLA: Wert im Motorola-Format als DWORD-Datentyp

Beispiel für die Reihenfolge der Funktionsaufrufe:

Tabelle 3-1: FC1: Reihenfolge der Funktionsaufrufe

FC-Nummer Name Beschreibung

FC6 AG_RECV Wert aus dem Netzwerk lesen

FC1 INTEL_TO_MOTOROLA Wert in das Motorola-Format konvertieren



3.3.2 FC3: Konvertierung eines DWORD-Datentyps in einen REAL-Datentyp

Beschreibung: Auf den MSX-E-Modulen werden die Messwerte auf 4 Bytes kodiert und über die TCP-Verbindung als Byte-Pakete gesendet. Standardmäßig werden die Messwerte als Rohwerte gesendet. Beispiel: Modul MSX-E3011 mit Gain 1 Unipolar Wenn 10 Volt gemessen werden, sendet das Modul nicht den Wert 10, sondern 65535. Dieser Wert wird als Rohwert bezeichnet. 65535 ist ein Rohwert, der in die passende Einheit konvertiert wird: ((Spannungsbereich / Auflösung) x Rohwert) + Minimalspannung ((20 / 65535) x 65535) + (-10) = 10 Volt Falls die Module die Rohwerte sofort in die passende Einheit konvertieren und senden, so ist keine weitere Konvertierung auf der SPS nötig. Die aus der TCP-Verbindung gelesenen Werte sollen zuerst richtig dargestellt und danach mit einem Typecast in den REAL-Datentyp umgewandelt werden. Der Typecast wird benötigt, weil die empfangenen Werte nicht direkt als REAL-Typ gesendet und empfangen werden.

Eingabe-Parameter:

RAW: Rohwert, der vom Modul in die passende Einheit konvertiert wurde, als DWORD-Datentyp im Motorola-Format

Ausgabe-Parameter:

REAL_VALUE: Typecast-Wert als REAL-Datentyp






FC3 DWORD_TO_REAL Wert als REAL-Typ darstellen (Typecast)



3.3.3 FC4: Konvertierung in Millimeter (für Messtaster)

Beschreibung: Diese Funktion kann bei den Modulen MSX-E370x und MSX-E3711 verwendet werden, um Rohwerte in die Einheit Millimeter zu konvertieren.

Eingabe-Parameter:

LEN: Wert als REAL-Datentyp, der den Messtasterweg in Millimeter definiert

RAW: Wert als REAL-Datentyp, der bereits im Motorola-Format dargestellt wird (siehe Reihenfolge der Funktionsaufrufe)

Ausgabe-Parameter:

MM: Messwert als REAL-Datentyp in Millimeter







FC4 STANDARDIZATION_MM Wert in Millimeter konvertieren



3.3.4 FC7: Konvertierung in Volt bzw. mA

Beschreibung: Diese Funktion kann beim Modul MSX-E3011 verwendet werden, um Rohwerte in die Einheit Volt zu konvertieren.

Eingabe-Parameter:

RAW: Wert als REAL-Datentyp, der bereits im Motorola-Format dargestellt wird (siehe Reihenfolge der Funktionsaufrufe)

MIN: Wert als REAL-Datentyp, der den Minimalspannungswert des Spannungsbereichs definiert.

Beispiel: Modul MSX-E3011 Mit Gain 1 Bipolar ist dieser Wert gleich -10 Volt. Mit Gain 2 Bipolar beträgt dieser Wert -5 Volt.

MAX: Wert als REAL-Datentyp, der den Maximalspannungswert des Spannungsbereichs definiert.

Beispiel: Modul MSX-E3011 Mit Gain 1 Bipolar ist dieser Wert gleich +10 Volt. Mit Gain 2 Bipolar beträgt dieser Wert +5 Volt.

RESOLUTION: Wert als REAL-Datentyp, der die Auflösung des Messbereichs definiert.

Beispiel: Ein Modul MSX-E3011 hat eine Auflösung von 16 Bit (= 65535 Schritte).

Ausgabe-Parameter:

VOLTAGE: Messwert als REAL-Datentyp in Volt









FC7 STANDARDIZATION_VOLT Wert in Volt konvertieren

3.3.5 FC20: Dynamisches Lesen eines DWORD-Werts aus einer Tabelle

Beschreibung: Dieser Funktionsbaustein wird nicht unbedingt benötigt. Er ermöglicht es, einen DWORD-Wert aus einer DWORD-Tabelle (die sich selbst in einem Datenbaustein befindet) zu lesen. Statt den Index der Tabelle fest zu definieren, kann dieser durch den Baustein dynamisch verwaltet werden. FC20 enthält allerdings keine Fehlerverwaltung (z.B.: Fehler = Index > Tabellenbreite).

Eingabe-Parameter:

INDEX: Index als INT-Datentyp, der aus der Tabellenzelle zu lesen ist PDB: Datenbaustein, in dem sich die Tabelle als DWORD-Datentyp befindet

Ausgabe-Parameter:

DATA: Gelesener Wert als DWORD-Datentyp



3.3.6 FC21: Dynamisches Schreiben eines REAL-Werts in eine Tabelle

Beschreibung: Dieser Funktionsbaustein wird nicht unbedingt benötigt. Er ermöglicht es, einen REAL-Wert in eine REAL-Tabelle (die sich selbst in einem Datenbaustein befindet) zu schreiben. Statt den Index der Tabelle fest zu definieren, kann dieser durch den Baustein dynamisch verwaltet werden. FC21 enthält allerdings keine Fehlerverwaltung (z.B.: Fehler = Index > Tabellenbreite).

Eingabe-Parameter:

INDEX: Index als INT-Datentyp, der in die Tabellenzelle zu schreiben ist PDB: Datenbaustein, in dem sich die Tabelle als REAL-Datentyp befindet DATA: Wert, der als REAL-Datentyp zu schreiben ist



3.3.7 FC6: Lesen von Daten aus einer Netzwerkverbindung

Beschreibung: Dieser Funktionsbaustein wurde von Siemens erstellt und ermöglicht es, Daten aus einer Netzwerkverbindung zu lesen.

Eingabe-Parameter:

ID: 1 ist die Nummer des Kommunikationsidentifikators.

LADDR: Der Wert W#16#0100 ist die Adresse des Funktionsbausteins.

Abb. 3-2: Eigenschaften – TCP-Verbindung



RECV: Dies ist der Zeiger, in dem die Daten gespeichert werden müssen; in diesem Fall in DB101.

P#DB101.DBX0.0 BYTE 36 bedeutet, dass ein Zeiger auf dem Offset 0 dem Datenbaustein DB101 (RAW_DATABLOCK) übergeben wird und 36 Bytes (9 DWORD) erwartet werden. Die Anzahl der erwarteten Bytes kann sich je nach Bedarf ändern. Achten Sie darauf, dass die Tabelle, in der die Werte gespeichert werden, breit genug ist. Die Anzahl der Bytes entspricht immer einem Datenpaket.

Die Größe eines Datenpakets wird auf der Weboberfläche des Moduls angegeben.

Klicken Sie auf der Weboberfläche auf den Menüpunkt Acquisition/Autostart.

Wählen Sie den Auto-Refresh- oder Sequenz-Modus aus.

Im Abschnitt Binary data packet structure bzw. Binary data frame packet structure wird bei size of a packet in bytes die Größe des Datenpakets angezeigt.

Abb. 3-3: Acquisition/Autostart: Binary data packet structure




Wenn der Funktionsbaustein die Werte aus dem MSX-E-Modul empfangen hat, finden Sie in der Tabelle des Zieldatenbausteins die Werte in folgende Reihenfolge:

RAW[0]: enthält den Wert „counter“ RAW[1]: enthält den Wert „channel 1“ RAW[2]: enthält den Wert „channel 2“ … RAW[9]: enthält den Wert „channel 8“

Das nachfolgende Beispiel basiert auf einem S7-Screenshot (Binary data packet structure) und einem Datenbaustein, in dem sich die Tabelle RAW als DWORD-Datentyp mit einer Breite von 36 Bytes befindet.

Abb. 3-4: Datenbaustein mit der Tabelle RAW

Abb. 3-5: Tabelle RAW im Datenbaustein

Ausgabe-Parameter

NDR: Wenn die Anzahl der Bytes gelesen und NDR gleich 1 ist, dann ist kein Fehler aufgetreten. Beträgt NDR 0, so sind ERROR und STATUS zu überprüfen, um den angezeigten Fehler zu finden.

LEN: Dies ist die Anzahl von Lese-Bytes. Die Anzahl muss 36 betragen (= 9 x 4 Bytes).

Einfaches S7-Beispiel Anbindung an eine SPS SIMATIC S7

4 Einfaches S7-Beispiel Bitte konfigurieren Sie die Netzwerke 1-3 gemäß der Beschreibung in den nachfolgenden Kapiteln.

4.1 Konfiguration des Moduls über die Weboberfläche

In diesem Kapitel werden nur die Schritte aufgeführt, die notwendig sind, um das Programmierbeispiel BasicSample bei einem Modul anzuwenden.

Eine detaillierte Beschreibung der Weboberfläche finden Sie in Teil 3 der Praktischen Anleitung Ethernet-E/A-Module: Weboberflächen-Beschreibung.

Mit der Standardeinstellung des BasicSample können Sie eine Erfassung im Auto-Refresh- bzw. Sequenz-Modus konfigurieren. Es ist zu beachten, dass im Sequenz-Modus der Wert des Sequenzzählers (sequence counter) nicht standardmäßig übertragen wird, während im Auto-Refresh-Modus dieser Wert immer zu Verfügung steht. Aus diesem Grund muss die entsprechende Einstellung auf der Weboberfläche aktiviert werden (siehe Kap. 4.1.2).

4.1.1 Auto-Refresh-Modus

Wählen Sie auf der Weboberfläche im Menü links den Punkt Acquisition/Autostart aus.

Klicken Sie im Abschnitt Type of acquisition auf den Erfassungsmodus Auto refresh.

Wählen Sie in der unten stehenden Liste den verwendeten Messtastertyp aus. Dieser ist für alle Kanäle gleich.



Legen Sie den division factor fest.

Wählen Sie im Bereich Channels to acquire die zu erfassenden Kanäle aus.

Optional:

Das Modul kann einen Mittelwert berechnen. Sie können die Berechnungsart in der Liste Average mode auswählen. Diese Berechnung kann pro Sequenz (per sequence) oder pro Kanal (per channel) durchgeführt werden.

Bei der Berechnung per sequence werden pro Sequenz alle ausgewählten Kanäle auf einmal erfasst.

Average value ist der Wert, der verwendet wird, um die Mittelwerte zu berechnen.



Im S7-Beispiel ist die Einstellung Typecast (siehe Kap. 4.2.3) standardmäßig ausgewählt. Somit muss Convert data in mm aktiviert werden, damit das Modul die Rohwerte sofort in die richtige Einheit umrechnet. Diese ist abhängig vom Modultyp.

Klicken Sie auf Convert data in mm.

Optional:

Wählen Sie yes aus, um Autostart zu aktivieren.

Optional:

Klicken Sie auf Save, um die aktuelle Konfiguration zu speichern.



Um die Erfassung zu starten, klicken Sie im Abschnitt Start/stop acquisition auf Start.

4.1.2 Sequenz-Modus

Wählen Sie auf der Weboberfläche im Menü links den Punkt Acquisition/Autostart aus.

Klicken Sie im Abschnitt Type of acquisition auf den Erfassungsmodus Sequence.




Legen Sie den division factor fest.

Wählen Sie im Bereich Channels die zu erfassenden Kanäle aus.



Optional:

Im Abschnitt Delay haben Sie die Möglichkeit, die Wartezeit zwischen den einzelnen Sequenzen zu definieren.

Im Feld sequences to acquire wird die Anzahl der zu erfassenden Sequenzen eingegeben. Lautet dieser Wert 0, so findet eine Dauererfassung statt. Handelt es sich um einen Wert zwischen 1 und 4294967295, so ist die Anzahl der Sequenzen fest definiert.



Im S7-Beispiel ist die Einstellung Typecast (siehe Kap. 4.2.3) standardmäßig ausgewählt. Somit muss Convert data in mm aktiviert werden, damit das Modul die Rohwerte sofort in die richtige Einheit umrechnet. Diese ist abhängig vom Modultyp.

Klicken Sie auf Convert data in mm.

Im Sequenz-Modus zählt der Sequenzzähler (sequence counter) die Anzahl der bereits erfassten Sequenzen. Falls Send sequence counter aktiviert ist, so wird neben den Daten auch der Wert des Sequenzzählers gesendet.

Optional:




Optional:


Um die Erfassung zu starten, klicken Sie im Abschnitt Start/stop acquisition auf Start.



4.2 S7: Beschreibung des Beispiels

4.2.1 OB1: Hauptbaustein

Beschreibung:

Der OB1 (Organisationsbaustein 1) wird periodisch ausgeführt. Sobald er beendet ist, startet er erneut. Um einen einfachen Überblick über den gesamten Quellcode zu erhalten, werden im BasicSample alle Funktionsbausteine aus OB1 aufgerufen.

4.2.2 Netzwerk 1: Definition der Anzahl der zu lesenden Werte

Beschreibung:

Geben Sie die Anzahl der zu lesenden Werte an.

In diesem Beispiel werden 9 Werte gelesen. Der erste Wert kann ein Wert des Sequenzzählers oder ein Wert der 8 Kanäle sein. Wenn ein Sequenzzählerwert erwartet wird, dann ist die Variable COUNTER_AVAILABLE zu setzen. Falls nicht, so ist diese Variable zurückzusetzen.



4.2.3 Netzwerk 2: Auswahl der passenden Konvertierungseinheit

Beschreibung:

Bevor das BasicSample auf die S7 übertragen wird, ist in Netzwerk 2 die Einheit der Konvertierung über die Variable CONVERT_IN festzulegen.

CONVERT_IN = 0: Das Modul liefert keine Rohwerte, sondern gleich die konvertierten Werte (Typecast wird ausgeführt).

CONVERT_IN = 1: Das Modul liefert Rohwerte. Beim Modul MSX-E37xx werden diese von der SPS in die Einheit Millimeter konvertiert.

CONVERT_IN = 2: Das Modul liefert Rohwerte. Beim Modul MSX-E3011 werden diese von der SPS in die Einheit Volt konvertiert.

Wie bereits erwähnt, können Sie auf der Weboberfläche des Moduls festlegen, dass die Messwerte in die passende Einheit konvertiert werden (siehe Kap. 4.1.2: Abschnitt Other information in data packet).

4.2.4 Netzwerk 3: Lesen der Messwerte aus der TCP-Verbindung

Beschreibung:

FC6 versucht, 36 Bytes vom MSX-E-Modul aus der TCP-Verbindung ID 1 und ADDR W#16#100 zu lesen. Wenn keine Verbindungsfehler aufgetreten sind und die 36 Bytes zu Verfügung stehen, wird die Variable RCV_NDR auf „wahr“ gesetzt.

Der Eingangparameter RECV (P#DB101.DBX0.0) ist ein Zeiger auf die Daten.

DB101 ist ein Datenbaustein, in den die 36 Bytes kopiert werden (36 Bytes = 9 x DWORD). RECV kann an den jeweiligen Bedarf angepasst werden. Falls die Anzahl der zu lesenden Bytes geändert wurde, ist auch zu prüfen, ob die Anzahl der Elemente in den Datenbausteinen DB101 und DB102 ausreichend ist.

Weitere Informationen dazu finden Sie in Kapitel 3.3.7.



4.2.5 Netzwerk 4: Initialisierung des Index

Beschreibung:

Das Programm verwendet zwei Datenstrukturen.

Die Struktur RAW_DATABLOCK (DB101) enthält eine DWORD-Tabelle, in der die gelesenen Rohwerte zur Verfügung stehen. Die Datenstruktur REAL_DATABLOCK (DB102) enthält eine REAL-Tabelle, in der die konvertierten Rohwerte als REAL-Datentyp gespeichert werden. Die Variable INDEX wird auf 0 gesetzt. INDEX wird verwendet, um den Tabellenindex dynamisch zu verwalten.



4.2.6 Netzwerk 5: Darstellung im Motorola-Format

Beschreibung:

Aus der Tabelle RAW_DATABLOCK wird ein Rohwert aus der jeweiligen Zelle des INDEX gelesen. Dieser Wert wird vom Intel-Format (MSX-E-Modul) in das Motorola-Format (SPS) konvertiert.

4.2.7 Netzwerk 6: Verwaltung des Sequenzzählerwerts

Beschreibung:

Wenn der Sequenzzählerwert erwartet wird und der INDEX gleich 0 ist, dann ist der Wert ein Sequenzzählerwert. Anschließend springt das Programm in das Netzwerk, das die Markierung CPT enthält. Der Sequenzzählerwert ist immer der erste Wert in der Tabelle.



4.2.8 Netzwerk 7: Typecast statt Konvertierung

Beschreibung:

Da das Modul bereits konvertierte Werte liefert, ist keine weitere Konvertierung mehr nötig.

MOVE kopiert die DWORD-Rohwerte in eine Variable des Datentyps REAL (Typecast). Danach springt das Programm in das Netzwerk mit der Markierung SAVE.

4.2.9 Netzwerk 8: Konvertierung in Millimeter

Beschreibung:

Das Modul liefert Rohwerte. Mit FC3 werden die DWORD-Rohwerte in den REAL-Datentyp konvertiert und mit FC4 in die Einheit Millimeter. Anschließend springt das Programm in das Netzwerk mit der Markierung SAVE.



4.2.10 Netzwerk 9: Konvertierung in Volt

Beschreibung:

Das Modul liefert Rohwerte. Mit FC3 werden die DWORD-Rohwerte in den REAL-Datentyp konvertiert und mit FC7 in die Einheit Volt. Danach springt das Programm in das Netzwerk, das die Markierung SAVE enthält.

4.2.11 Netzwerk 10: Bearbeitung des Sequenzzählerwerts

Beschreibung:

Der Sequenzzählerwert wird als DWORD-Datentyp in REAL konvertiert. Das Programm springt anschließend in das Netzwerk mit der Markierung SAVE.




4.2.12 Netzwerk 11: Speichern und Prüfen

Beschreibung:

FC21 speichert den Wert in der REAL-Tabelle. ADD_I erhöht die Variable INDEX, damit der nächste Rohwert gelesen werden kann. CMP < I prüft, ob alle Rohwerte gelesen wurden. Falls nicht, dann springt das Programm in das Netzwerk mit der Markierung LOOP.

Empfehlungen Anbindung an eine SPS SIMATIC S7


5 Empfehlungen

5.1 Auto-Refresh-Modus und Sequenz-Modus

i WICHTIG! Die SPS benötigt eine gewisse Zeit, um die Werte aus der TCP-Verbindung zu lesen (SPS Zyklus > Erfassungszyklus), wenn im Auto–Refresh-Modus keine Mittelwertberechnung bzw. im Sequenz-Modus keine Wartezeit konfiguriert ist. Ebenso ist dies der Fall, wenn in beiden Modi ein kleiner „division factor“ konfiguriert ist. Somit kann es zu einer Verzögerung zwischen dem aktuellen Status der Kanäle und der gelesenen Messwerte kommen. Falls die Pakete aus der TCP-Verbindung nicht schnell genug gelesen werden, kann es einen FIFO-Überlauf geben, wodurch das Modul die Verbindung zu der SPS abbricht.

5.1.1 Erfassung im Auto-Refresh-Modus

Abb. 5-1: Auto-Refresh-Modus: Erfassungszyklus

Auto-Refresh: Erfassungszyklus: Lesen der Kanäle

Wert: ZählerWert: Kanal 0Wert: Kanal 1Wert: Kanal 2Wert: Kanal 3

Speicherstelle für 5 Werte

SPS-Zyklus: Lesen der

Werte


Speicher-DB

TCP- Verbindung



In Abb. 5-1 wird der Erfassungszyklus mit 4 Kanälen eines MSX-E-Moduls im Auto-Refresh-Modus dargestellt (hellblau).

Da für die 5 Werte nur eine Speicherstelle vorhanden ist, werden nach jedem Zyklus die Werte des vorherigen Zyklus mit denen des aktuellen Zyklus überschrieben. Das MSX-E-Modul sendet die Werte an die SPS, sobald diese angeschlossen ist.

Im SPS-Zyklus werden die Werte aus der TCP-Verbindung gelesen (grün).

MSX-E-Erfassungszyklus (Auto-Refresh) < SPS-Zyklus -> Werte können verloren gehen

MSX-E-Erfassungszyklus (Auto-Refresh) > SPS-Zyklus -> alle Werte werden empfangen

MSX-E-Erfassungszyklus (Auto-Refresh) = SPS-Zyklus -> alle Werte werden empfangen

Hinweis: Bei einem Socket-FIFO-Überlauf können Werte verloren gehen.

5.1.2 Erfassung im Sequenz-Modus

Abb. 5-2: Sequenz-Modus: Erfassungszyklus

Erfassungszyklus: Lesen der Kanäle


FIFO-Puffer X für 5 Werte


Werte


Speicher-DB

FIFO-Puffer 1 für 5 Werte


TCP- Verbindung


In Abb. 5-2 wird der Erfassungszyklus mit 4 Kanälen eines MSX-E-Moduls im Sequenz-Modus dargestellt (hellblau).

Die Werte des aktuellen Zyklus werden jeweils in einen neuen FIFO-Puffer geschrieben, d.h., es werden keine Werte überschrieben. Das MSX-E-Modul sendet die Werte an die SPS, sobald diese angeschlossen ist.


MSX-E-Erfassungszyklus (Auto-Refresh) < SPS-Zyklus -> alle Werte werden empfangen



Hinweis: Bei einem Socket-FIFO-Überlauf können Werte verloren gehen.

5.2 Trigger

5.2.1 Einführung

Bei den MSX-E-Modulen kann die Messung durch einen Trigger gestartet werden.

Weitere Informationen dazu finden Sie in Teil 3 der Praktischen Anleitung Ethernet-E/A-Module: Weboberflächen-Beschreibung.

Nachfolgend wird beschrieben, wie mit einem Hardwaretrigger der Start der Erfassung gesteuert werden kann. Jedes Mal, wenn eine steigende Flanke am Triggereingang des MSX-E-Moduls erkannt wird, sendet das Modul ein Paket mit einem Sequenzzählerwert und 8 Messwerten.



5.2.2 Modulkonfiguration

Die in Kap. 4.1.1 (Auto-Refresh-Modus) bzw. Kap. 4.1.2 (Sequenz-Modus) beschriebene Konfiguration kann als Basis verwendet werden, um folgende Triggerkonfiguration zu definieren:

5.2.3 BasicSample: Beispiel für die Triggererweiterung

Um die Erfassung zu starten, können Sie in Netzwerk 2 einen digitalen Ausgang (A124.0) der Module setzen. Dieser muss mit dem digitalen Triggereingang des Moduls (Trig/Sync In) verbunden sein.



5.3 Abfrage der aktuellen Messwerte im Auto-Refresh-Modus

5.3.1 Einführung

Die SPS bietet die Möglichkeit, einen bzw. mehrere aktuelle Messwerte asynchron abzufragen (ohne Hardwaretrigger). Diese Methode kann verwendet werden, wenn nur einer bzw. mehrere aktuelle Messwerte des Moduls zu einem bestimmtes Zeitpunkt benötig werden.

Im folgenden Kapitel wird beschrieben, wie ein aktuelles Paket mit einem Sequenzzählerwert und 8 Messwerten gelesen wird. Zu diesem Zweck wird das BasicSample entsprechend angepasst (siehe Kap. 5.3.3).

Es ist zu beachten, dass sich die Übertragungszeit verlängert, falls mehrere SPSen gleichzeitig auf ein MSX-E-Modul zugreifen.

5.3.2 Modulkonfiguration

Die in Kap. 4.1.1 (Auto-Refresh-Modus) bzw. Kap. 4.1.2 (Sequenz-Modus) beschriebene Konfiguration kann als Basis verwendet werden.

Wählen Sie auf der Weboberfläche unter Dataserver im Abschnitt Blocking TCP/IP transfer bei activate blocking TCP/IP transfer ? die Option yes aus.

Bei TCP/IP transfer timeout ? können Sie ein Timeout von 2 Sekunden einstellen, damit der Datenserver nicht dauerhaft blockiert.



Klicken Sie im Abschnitt Action auf Save und danach auf Restart.

Abb. 5-3: Weboberfläche: TCP-Portnummer

5.3.3 BasicSample: Anpassungsbeispiel zur Abfrage der Messwerte

Um die aktuellen Werte lesen zu können, müssen zwei Datenpakete erfasst werden. Dabei wird nur das zweite Paket berücksichtigt, da das erste Paket frühere Messwerte enthält.

Das BasicSample wird wie folgt angepasst:

Kopieren Sie in Netzwerk 3 den Funktionsbaustein FC6 und fügen Sie diesen rechts neben dem Originalbaustein ein.




5.4 Anschließen mehrerer Module an eine SPS

Sie können mehrere MSX-E-Module an eine SPS anschließen. In diesem Fall müssen Sie für jedes Modul eine neue TCP-Verbindung (Socket) herstellen.

Befolgen Sie hierzu bitte die Anweisungen in Kap. 2.2 und geben Sie im Fenster Eigenschaften – TCP-Verbindung jedem Modul jeweils eine andere Portnummer.

Abb. 5-4: SIMATIC Manager: S7-Ethernetkonfiguration

Anhang Anbindung an eine SPS SIMATIC S7

6 Anhang

6.1 Glossar



LSB = least significant bit

Die Bits sind unterschiedlich gewichtet und das am weitesten rechts stehende hat die geringste Wertigkeit. Es wird daher auch als „least significant bit“ (LSB) bezeichnet.

MSB = most significant bit

Die Bits sind unterschiedlich gewichtet. Das erste Bit hat den höchsten Wert und wird als „most significant bit“ (MSB) bezeichnet.





Trigger = Auslöser








Anhang Anbindung an eine SPS SIMATIC S7

6.2 Index

Anschließen mehrerer Module 47 Datenbaustein 7 Datenformat

Intel-Format 9 Motorola-Format 9

Datenkonvertierung 8, 17 Big-Endian-Format 9 Little-Endian-Format 9

Dynamisches Lesen 21 Dynamisches Schreiben 22 Empfehlungen 41 Funktionsbausteine

FC1 17 FC20 21 FC21 22 FC3 18 FC4 19 FC6 23 FC7 20

Glossar 48 Hauptbaustein 34 Intel-Format 9 Konfiguration

Ethernet – S7 10 MSX-E-Modul 26

Konvertierung Datentyp 18 Einheit 19

Millimeter 19, 38 Volt 20, 39

Motorola-Format 9, 17, 37 Netzwerk 1 34 Netzwerk 10 39 Netzwerk 11 40 Netzwerk 2 35 Netzwerk 3 35 Netzwerk 4 36 Netzwerk 5 37 Netzwerk 6 37 Netzwerk 7 38 Netzwerk 8 38 Netzwerk 9 39 OB1 34 Organisationsbaustein 34 Programmübersicht 8 Trigger 43 Triggererweiterung 44 Typecast 18 Typecast 38 Voraussetzungen S7 16 Weboberfläche

Auto-Refresh-Modus 26 Sequenz-Modus 29


Kontakt und Support Anbindung an eine SPS SIMATIC S7





Telefon: +49 7229 1847-0


www.addi-data.com




Praktische Anleitung Ethernet-E/A-Module Teil 3: Weboberflächen-Beschreibung











Siemens AG.

Warnung












WARNUNG!


WARNUNG!


www.addi-data.com 3

Inhaltsverzeichnis Weboberflächen-Beschreibung

Inhaltsverzeichnis Warnung.......................................................................................................................................3 Kapitelübersicht ..........................................................................................................................6 1 Ethernet-E/A-Modul MSX-Exxxx......................................................................................7 1.1 Einführung .......................................................................................................................................7 1.2 Zugriff auf die Weboberfläche .......................................................................................................7 1.3 Übersicht Weboberfläche................................................................................................................8 1.3.1 System information..........................................................................................................................8 1.3.2 Network............................................................................................................................................8 1.3.3 Transducers database (nur MSX-E37xx)..........................................................................................9 1.3.4 Acquisition/Autostart ......................................................................................................................9 1.3.5 Monitor.............................................................................................................................................9 1.3.6 Dataserver ........................................................................................................................................9 1.3.7 Modbus server..................................................................................................................................9 1.3.8 I/O diagnostic ...................................................................................................................................9 1.3.9 Security .............................................................................................................................................9 1.3.10 System diagnostic.............................................................................................................................9 1.3.11 NTP client..........................................................................................................................................9 1.3.12 Contact us! .......................................................................................................................................9 2 Erfassungsmodi..............................................................................................................10 2.1 Unterschied zwischen Auto-Refresh- und Sequenz-Modus........................................................10 2.2 Auto-Refresh-Modus......................................................................................................................10 2.2.1 Type of acquisition (Auswahl des Erfassungsmodus) ..................................................................10 2.2.2 Channels to acquire (Auswahl der Kanäle)..................................................................................10 2.2.3 Average setup (Berechnung des Mittelwerts) .............................................................................11 2.3 Sequence (Sequenz-Modus) ..........................................................................................................13 2.3.1 Type of acquisition (Auswahl des Erfassungsmodus) ..................................................................13 2.3.2 Channels to acquire (Auswahl der Kanäle)..................................................................................14 2.4 Delay (Wartezeit) ...........................................................................................................................14 2.5 Number of sequences to acquire (Anzahl der Sequenzen).........................................................17 3 Erfassungsmodus gemeinsamer Parameter ................................................................19 3.1 Trigger configuration (Konfiguration des Triggers) ...................................................................19 3.2 Digital trigger input filter (Digitaler Filter) .................................................................................25 3.3 Autostart (Automatischer Erfassungsstart)..................................................................................26 3.4 Action on current configuration (Speichern der Konfiguration) ...............................................27 3.5 Other information in data packet / Data frame (Zusätzliche Daten).........................................28 3.6 Binary data packet structure / Binary data frame packet structure (Paketformat) ..................29 4 MSX-E370x: Spezifische Informationen .......................................................................30 4.1 Transducer type (Auswahl des Messtasters).................................................................................30 4.2 Division Factor (Einschwingzeit) ...................................................................................................30 4.3 Acquisition time (Erfassungszeit)..................................................................................................31 5 MSX-E3011: Spezifische Informationen .......................................................................32 5.1 Conversion time (Konvertierungszeit)..........................................................................................32 5.2 Configure polarity (Auswahl der Polarität) .................................................................................33 5.3 Configure gain (Auswahl des Gain)..............................................................................................33 6 Network (Netzwerkparameter).....................................................................................35 6.1 Network configuration (Netzwerkkonfiguration) ......................................................................35 6.2 Syslog (Network-Logging).............................................................................................................35 7 Dataserver (Datenserver) ..............................................................................................36 7.1 Network protocol (Netzwerkprotokoll) .......................................................................................36 7.2 Blocking TCP/IP transfer (Blocken des TCP/IP-Transfers) .............................................................37 7.3 Data caching (Zwischenspeicherung) ...........................................................................................38 7.4 Action (Speichern und Neustarten) ..............................................................................................40

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Inhaltsverzeichnis Weboberflächen-Beschreibung

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8 Monitor ...........................................................................................................................41 8.1 Data monitor (Abfrage der Daten)...............................................................................................41 8.2 Configuration details (Abfrage der Konfiguration)....................................................................42 9 Anhang............................................................................................................................43 9.1 Glossar ............................................................................................................................................43 9.2 Index ...............................................................................................................................................44 10 Kontakt und Support .....................................................................................................45 Abbildungen

Abb. 1-1: Login-Fenster..............................................................................................................................7 Abb. 1-2: Weboberfläche: System information .......................................................................................8 Abb. 2-1: Acquisition/Autostart: Type of acquisition ............................................................................10 Abb. 2-2: Acquisition/Autostart: Channels to acquire ...........................................................................10 Abb. 2-3: Auto-Refresh-Modus: Average setup .....................................................................................11 Abb. 2-4: Average mode: Erfassung pro Sequenz .................................................................................11 Abb. 2-5: Average mode per channel.....................................................................................................12 Abb. 2-6: Average mode: Erfassung pro Kanal......................................................................................12 Abb. 2-7: Sequenz-Modus: Delay ............................................................................................................14 Abb. 2-8: Sequenz-Modus: Number of sequences to acquire...............................................................17 Tabellen

Tabelle 2-1: Vergleich: Auto-Refresh- und Sequenz-Modus ..................................................................10

Kapitelübersicht Weboberflächen-Beschreibung


Kapitel Inhalt

1 Übersicht über das Menü auf der Weboberfläche

2 Erläuterung der Erfassungsmodi, Mittelwertberechnung, Wartezeit etc.

3 Erläuterung der Triggerarten und –modi, Filter, Autostart etc.

4 Spezifische Einstellungen beim Modul MSX-E370x

5 Spezifische Einstellungen beim Modul MSX-E3011

6 Informationen über die Änderung der Netzwerkkonfiguration und Network-Logging

7 Beschreibung des Datenservers

8 Informationen über die Nutzung des Monitors



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Ethernet-E/A-Modul MSX-Exxxx Weboberflächen-Beschreibung

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1 Ethernet-E/A-Modul MSX-Exxxx

1.1 Einführung

Das Modul MSX-Exxxx1 kann so konfiguriert werden, dass die Erfassung automatisch initialisiert wird. Diese Konfiguration wird neu geladen, wenn das Modul bootet. Über die Weboberfläche können Sie das Modul bequem und ohne Programmierung konfigurieren.

1.2 Zugriff auf die Weboberfläche

Öffnen Sie einen Webbrowser (z.B. Firefox, Internet Explorer etc.) und geben Sie folgende Adresse ein: http://IP-Adresse des Moduls.


Der Benutzername und das Passwort lauten als Standard jeweils: mxadmin.


1 MSX-Exxxx = gemeinsame Bezeichnung für die Ethernet-E/A-Module


1.3 Übersicht Weboberfläche

Die Weboberfläche der MSX-E-Module bietet verschiedene Einstellungsmöglichkeiten.

Einige Teile sind für alle MSX-E-Module identisch, andere – vor allem im Bereich der Datenerfassung – sind modulspezifisch. Nicht immer stehen alle Funktionen zur Verfügung.

Nach dem Starten der Weboberfläche wird folgendes Fenster angezeigt:

Abb. 1-2: Weboberfläche: System information

Auf der Weboberfläche (siehe Abb. 1-2) befindet sich auf der linken Seite ein Menü, dessen Punkte nachfolgend erläutert werden.

1.3.1 System information

Über „System information“ können allgemeine Informationen über das MSX-E-Modul abgerufen werden, wie z.B. Seriennummer, Typ, IP-Adresse, Firmware-Revision, interne Temperatur, Status der Ethernetverbindungen etc.

1.3.2 Network

Auf dieser Seite kann die Konfiguration der Netzwerkeinstellungen, wie z.B. IP-Adresse und Hostname (Name des Modul auf dem Netz) geändert werden.

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1.3.3 Transducers database (nur MSX-E37xx)

Alle Messtaster, die auf dem MSX-E37xx-Modul definiert sind, werden auf dieser Seite aufgelistet.

1.3.4 Acquisition/Autostart

Über den Menüpunkt „Autostart“ wird die eigentliche Erfassung konfiguriert, d.h. wie sich das MSX-E-Modul nach dem Hochfahren verhalten soll.

1.3.5 Monitor

Im Bereich „Monitor“ können Sie sich die aktuellen Messwerte anzeigen lassen bzw. diese in einer Datei (z.B. *.csv) speichern und nachträglich auswerten (z.B. mit MS Excel).

1.3.6 Dataserver

Die Einstellungen des Datenservers, der die Verbindung zur SPS aufbaut und die Messwerte an die SPS sendet, können auf dieser Seite geändert werden.

1.3.7 Modbus server

Über diesen Menüpunkt können Sie den Modbus-Server konfigurieren.

1.3.8 I/O diagnostic

Über den Menüpunkt „I/O diagnostic“ können Sie Kurzschluss und Leitungsbruch an den Messtaster-signalen erkennen.

1.3.9 Security

Auf dieser Seite ist die Konfiguration der Sicherheitseinstellungen des MSX-E-Moduls wie Passwort und Verschlüsselung möglich.

1.3.10 System diagnostic

Diagnoseinformationen des Moduls wie z.B. aktueller Status, Netzwerkstatus etc. sowie Speicherbelegung und Datenaufkommen werden hier angezeigt.

1.3.11 NTP client

Wenn Sie im Netzwerk einen NTP-Server zum Einstellen der Uhrzeit haben, so können Sie hier dessen IP-Adresse eingeben – das MSX-E-Modul wird die Uhrzeit beim Hochfahren automatisch setzen.

1.3.12 Contact us!

Über den Menüpunkt „Contact us!“ können Sie sich die ADDI-DATA-Kontaktdaten anzeigen lassen.

Erfassungsmodi Weboberflächen-Beschreibung

2 Erfassungsmodi

2.1 Unterschied zwischen Auto-Refresh- und Sequenz-Modus

Tabelle 2-1: Vergleich: Auto-Refresh- und Sequenz-Modus

Auto refresh Sequence

Trigger ja ja

Mittelwert ja nein

Wartezeit (Delay) nein ja

Historie der Werte nein ja

Abfrage asynchroner Werte mit Vorbehalt nein

2.2 Auto-Refresh-Modus

Der Auto-Refresh-Modus ermöglicht die Erfassung eines oder mehrerer Kanäle. Die Erfassung kann durch einen Trigger gestartet werden. Direkt auf dem Modul kann ein Mittelwert berechnet werden.

Wählen Sie auf der Weboberfläche im Menü links den Punkt Acquisition / Autostart aus.

2.2.1 Type of acquisition (Auswahl des Erfassungsmodus)

Abb. 2-1: Acquisition/Autostart: Type of acquisition

Wählen Sie im Abschnitt Type of acquisition den Erfassungsmodus Auto refresh aus.

2.2.2 Channels to acquire (Auswahl der Kanäle)

Abb. 2-2: Acquisition/Autostart: Channels to acquire

Wählen Sie im Bereich Channels to acquire die zu erfassenden Kanäle aus.




Sequence 1

Eine Sequenz besteht aus einem bzw. mehreren Kanälen, aber pro Erfassung jeweils aus derselben Anzahl von Kanälen. Hier z.B. aus 8 Kanälen.

Ch1 Ch2 Ch3 Ch4 Ch5 Ch6 Ch7 Ch8

Sequence 2 Sequence 3 Sequence 4 Sequence 5 Sequence 6 Sequence 7 Sequence 8 Sequence 9 Sequence 10

2.2.3 Average setup (Berechnung des Mittelwerts)

Das Modul kann einen Mittelwert berechnen. Sie können die Berechnungsart in der Liste Average mode (siehe Abb. 2-3) auswählen. Diese Berechnung kann pro Sequenz (per sequence) oder pro Kanal (per channel) durchgeführt werden.

Bei der Berechnung per sequence werden pro Sequenz alle ausgewählten Kanäle auf einmal erfasst.

Average value (siehe Abb. 2-3) ist der Wert, der verwendet wird, um die Mittelwerte zu berechnen.

Abb. 2-3: Auto-Refresh-Modus: Average setup

Beispiel

Das Modul ist mit dem Average mode per sequence parametriert und erfasst Kanal 1 bis 8. Average value enthält den Wert 10. Dies bedeutet, dass eine Sequenz aus 8 Kanälen besteht und diese 10 Mal erfasst wird. (Somit wird jeder Kanal insgesamt auch 10 Mal erfasst.)

Abb. 2-4: Average mode: Erfassung pro Sequenz

Nach der Erfassung dieser 10 Sequenzen führt das Modul folgende Berechnung durch:

Mittelwert Kanal 1 = (Sequenz 1, Wert Kanal 1 + Sequenz 2, Wert Kanal 1 + … + Sequenz 10, Wert Kanal 1) / 10

Mittelwert Kanal 2 = (Sequenz 1, Wert Kanal 2 + Sequenz 2, Wert Kanal 2 + … + Sequenz 10, Wert Kanal 2) / 10

…

Mittelwert Kanal 8 = (Sequenz 1, Wert Kanal 8 + Sequenz 2, Wert Kanal 8 + … + Sequenz10, Wert Kanal 8) / 10



Der Netzwerk-Client wird nicht 10 Sequenzen empfangen, sondern nur ein Datenpaket mit den Mittelwerten von Kanal 1 bis 8.

Bei der Berechnung per channel wird jeder ausgewählte Kanal jeweils so oft erfasst, wie es dem Wert des Average value entspricht.

Abb. 2-5: Average mode per channel

Beispiel

Das Modul ist mit per channel parametriert und erfasst Kanal 1 bis 8. Average value enthält den Wert 10. Dies bedeutet, dass jeder Kanal jeweils 10 Mal erfasst wird.

Abb. 2-6: Average mode: Erfassung pro Kanal

Nach der Erfassung dieser 8 Pakete führt das Modul folgende Berechnung durch:

Mittelwert Kanal 1 = (Wert Kanal 1 + Wert Kanal 1 + … + Wert Kanal 1) / 10


…


Channel 1 10 x

Eine Paket besteht aus jeweils einem Kanal, der 10 Mal erfasst wird.

Ch1 Ch1 Ch1 Ch1 Ch1 Ch1 Ch1 Ch1

Channel 2 10 x

Channel 3 10 x

Channel 4 10 x

Channel 5 10 x

Channel 6 10 x

Channel 7 10 x

Channel 8 10 x

Ch1 Ch1

Eine Paket besteht aus jeweils einem Kanal, der 10 Mal erfasst wird.

Ch7 Ch7 Ch7 Ch7 Ch7 Ch7 Ch7 Ch7 Ch7 Ch7


Der Netzwerk-Client wird dann nicht 8 Pakete empfangen, sondern nur ein Datenpaket mit den Mittelwerten von Kanal 1 bis 8.

Wenn bei Average mode die Option none ausgewählt ist, so ist die Mittelwertberechnung deaktiviert.

2.3 Sequence (Sequenz-Modus)

Der Sequenz-Modus ermöglicht die Erfassung eines oder mehrerer Kanäle. Die Erfassung kann durch einen Trigger gestartet werden. Zwischen den einzelnen Sequenzen besteht eine Wartezeit, die definiert werden kann.

Wählen Sie auf der Weboberfläche im Menü links den Punkt Acquisition / Autostart aus.

2.3.1 Type of acquisition (Auswahl des Erfassungsmodus)

Wählen Sie im Abschnitt Type of acquisition den Erfassungsmodus Sequence aus.



2.3.2 Channels to acquire (Auswahl der Kanäle)

Wählen Sie im Bereich Channels die zu erfassenden Kanäle aus.

Sie können die Reihenfolge der Kanäle selbst definieren. Ein Kanal kann mehrmals pro Sequenz erfasst werden.

2.4 Delay (Wartezeit)

Im Abschnitt Delay haben Sie die Möglichkeit, die Wartezeit zwischen den einzelnen Sequenzen zu definieren. Es gibt zwei Modi, die nachfolgend erläutert werden.

Abb. 2-7: Sequenz-Modus: Delay

Bei time unit kann die Einheit der Wartezeit als Millisekunden (ms) oder Sekunden (second) festgelegt werden. Der Wert der Wartezeit ist bei Delay value einzugeben. Bei minimal delay value wird der minimale Wert der Wartezeit angezeigt.

Wenn bei mode die Option none ausgewählt ist, wird keine Wartezeit verwendet.



Modus 1

Als Wartezeit ist die Zeit zwischen dem jeweiligen Beginn zweier aufeinanderfolgender Sequenzen definiert.

Beispiel

Nach dem Starten der Erfassung (siehe Schaltfläche „Start“ im Abschnitt Start/stop acquisition) beträgt die Wartezeit zwischen dem Beginn der einzelnen Sequenzen jeweils 300 ms.

Start enable

Erfassung

300 ms

300 ms

300 ms



Modus 2

Als Wartezeit ist die Zeit zwischen dem Ende einer Sequenz und dem Beginn der darauf folgenden Sequenz definiert.

Beispiel

Nach dem Starten der Erfassung (siehe Schaltfläche „Start“ im Abschnitt Start/stop acquisition) beträgt die Wartezeit zwischen dem Ende und dem Beginn der einzelnen Sequenzen jeweils 2 s.

Start enable

Erfassung

2 s

2 s 2 s



2.5 Number of sequences to acquire (Anzahl der Sequenzen)

Abb. 2-8: Sequenz-Modus: Number of sequences to acquire

Im Feld sequences to acquire wird die Anzahl der zu erfassenden Sequenzen eingegeben. Lautet dieser Wert 0, so findet eine Dauererfassung statt. Handelt es sich um einen Wert zwischen 1 und 4294967295, so ist die Anzahl der Sequenzen fest definiert.

Beispiel

Um 4 Sequenzen zu erfassen, muss das Feld sequences to acquire den Wert 4 enthalten. Somit werden nach dem Start (siehe Schaltfläche „Start“ im Abschnitt Start/stop acquisition) 4 Sequenzen erfasst.

Start enable

Erfassung




Im Feld sequences before sending wird die maximale Anzahl der Sequenzen festgelegt, die zu erfassen sind, bevor die Messwerte an das Zielsystem gesendet werden. Falls der Speicherplatz auf dem Modul nicht ausreicht, um die gewünschte Anzahl von Sequenzen zu speichern, so werden die Messwerte früher gesendet, d.h. bevor die maximale Anzahl der zu erfassenden Sequenzen erreicht ist.

sequences before sending dient dazu, die Belastung des Netzverkehrs und der CPU-Ressourcen der MSX-E Module zu reduzieren.

Beispiel

Nach dem Start (siehe Schaltfläche „Start“ im Abschnitt Start/stop acquisition) beginnt die Erfassung. Wenn 2 Sequenzen erfasst sind, werden die Messwerte an den Client gesendet.

Start enable

Erfassung

Send 2 seq. Send 2 seq.

Erfassungsmodus gemeinsamer Parameter Weboberflächen-Beschreibung

3 Erfassungsmodus gemeinsamer Parameter

3.1 Trigger configuration (Konfiguration des Triggers)

Die Erfassung kann durch ein externes Signal gestartet werden. Dieses kann ein digitales Eingangs-signal oder ein Synchronisationssignal sein.

Wenn bei Trigger source die Option disabled ausgewählt ist, wird der Trigger nicht verwendet.

Ist bei Trigger source die Option hardware ausgewählt, so erfolgt der Hardwaretrigger durch den Triggereingang des Moduls. Der Hardwaretrigger ermöglicht es, den Start der Erfassung mit einem digitalen Signal (24 Volt) zu steuern.

Der digitale Ausgang einer SPS kann eine bzw. mehrere Erfassungen auf dem Modul starten. Der Hardwaretriggereingang kann auch verwendet werden, um das MSX-E-Modul mit einem weiteren Modul zu synchronisieren.

Das Hardwaretriggersignal kann von einem Modul auf ein anderes weitergeschleift werden.



Wenn bei Trigger mode der Triggermodus one-shot ausgewählt ist, so startet nur eine Erfassung. Ist bei Trigger mode die Option sequence (= multi-shot) ausgewählt, so startet eine definierte Anzahl von Erfassungen.

Hardware trigger count definiert die Anzahl der Flanken, nach der eine Erfassung gestartet wird.

Im Triggermodus sequence wird bei Number of sequence(s) per trigger die Anzahl der Sequenzen festgelegt, welche jeweils nach einem Trigger erfasst wird.

Im Feld Hardware trigger active edge wird die Art der Flanke definiert, bei der das Modul einen Trigger erkennt.

Beispiele für Flanken Rising: steigende Flanke

Software / Hardware trigger

Erfassung

Start enable Falling: fallende Flanke


Erfassung

Start enable

Both: steigende und fallende Flanke

Start enable

Erfassung




Beispiele für Hardwaretrigger mit one-shot

1) Um die Erfassung einmalig nach 3 steigenden Flanken zu starten, kann folgende Parametrierung verwendet werden:

Nach dem Start (siehe Schaltfläche Start im Abschnitt Start/stop acquisition) wartet das Modul auf 3 steigende Hardwareflanken. Wenn die 3 Flanken erkannt wurden, startet die Erfassung.


Erfassung

Start enable

2) Bei Hardware trigger active edge ist erneut rising ausgewählt und bei Hardware trigger count der Wert 1 eingegeben.

Der Trigger startet nur eine Erfassung, die nach dem Start (siehe Schaltfläche Start im Abschnitt Start/stop acquisition) bei der ersten Hardwareflanke beginnt.

Start enable

Erfassung




3) Bei Hardware trigger active edge ist die Einstellung both festgelegt und bei Hardware trigger count der Wert 3.

Nach dem Start (siehe Schaltfläche Start im Abschnitt Start/stop acquisition) wartet das Modul auf 3 steigende und fallende Hardwareflanken. Wenn die 3 Flanken erkannt wurden, startet die Erfassung.


Erfassung

Start enable

4) Bei Hardware trigger active edge ist die erneut die Option both ausgewählt und bei Hardware trigger count der Wert 1.

Wenn nach dem Start (siehe Schaltfläche Start im Abschnitt Start/stop acquisition) mehrere Flanken auftreten, wird bei der ersten Flanke die Erfassung gestartet (getriggert). Die nachfolgenden Flanken werden ignoriert.

Start enable

Erfassung




Beispiele für Hardwaretrigger mit sequence

1) Um die Erfassung jeweils nach 1 steigenden Flanke zu starten, kann folgende Parametrierung verwendet werden:


Erfassung

Start enable

2) Bei Hardware trigger active edge ist both ausgewählt und Hardware trigger count enthält den Wert 3

Nach dem Start (siehe Schaltfläche Start im Abschnitt Start/stop acquisition) wird nach 3 steigenden und fallenden Flanken die Erfassung gestartet. Ab dem Ende dieser Sequenz wird nach 3 steigenden und fallenden Flanken die nächste Sequenz gestartet etc.


Erfassung

Start enable



i WICHTIG! Flanken, die während einer Erfassung auftreten, werden ignoriert. Berücksichtigt werden nur die Flanken, die ab dem Ende einer Erfassung auftreten (siehe vorheriges und folgendes Beispiel).


Erfassung

Start enable

3) Die Einstellungen entsprechen Beispiel 2 mit Ausnahme von Number of sequence(s) per trigger, wo der Wert 2 eingegeben ist.

Pro Trigger werden jeweils 2 Sequenzen erfasst.

Start enable

Erfassung




Synchrotrigger

Ein Synchrotrigger wird im Gegensatz zu einem Hardwaretrigger aus einem anderem MSX-E-Modul erzeugt. Dadurch können mehrere MSX-E-Module parallel erfasst werden. Hinsichtlich des Triggermodus kann wie beim Hardwaretrigger zwischen one-shot und sequence ausgewählt werden.

3.2 Digital trigger input filter (Digitaler Filter)

Zur Unterdrückung von Störungen des von extern kommenden Triggersignals kann ein digitaler, per Software einstellbarer Filter verwendet werden. Es können Filterzeiten von 250 ns bis 16,38 ms festgelegt werden. Bei aktiviertem Filter wird jeder positive bzw. negative Impuls, der kleiner als die definierte Filterzeit ist, unterdrückt. Der Wert 1 entspricht einer Filterzeit von 250 ns.

Bei no ist der Filter deaktiviert; bei yes ist er aktiviert.

Beispiel 1

Filter value enthält den Wert 65535. Somit lautet die Berechnung: 65535 x 250 ns = 16,38 ms.

Diese Zeit entspricht einer Frequenz von ungefähr 30,5 Hz. Ist das Triggersignal schneller als 30,5 Hz, so wird es unterdrückt.

Beispiel 2

Die Erfassung soll nach einer steigenden Flanke getriggert werden.

15ms

15ms ~4ms ~4ms

Trigger

Erfassung



Das Triggersignal dauert stets länger als 10 ms. Da es aber nicht sauber ist und prellt, werden kurze Spannungsspitzen von ~4 ms erzeugt. Damit diese Prellsignale nicht mehr als Trigger erkannt werden, wird ein Filter von 10 ms konfiguriert.

Dauer des Triggersignals > 10 ms: Trigger wird als solcher erkannt

Dauer des Triggersignals < 10 ms: Trigger wird ignoriert

3.3 Autostart (Automatischer Erfassungsstart)

Sobald die MSX-E Module angeschaltet sind, können sie eine vordefinierte Konfiguration laden und ausführen, d.h., nach dem Hochfahren des Moduls wird die Erfassung automatisch gestartet.


Die aktuelle Konfiguration kann auch als Autostart-Konfiguration verwendet werden.




3.4 Action on current configuration (Speichern der Konfiguration)

Mit der Schaltfläche Check wird die aktuelle Konfiguration getestet. Falls ein Konfigurations-parameter nicht stimmt, wird eine Fehlermeldung angezeigt.

Save speichert die aktuelle Konfiguration auf dem Modul.

Reload saved lädt die gespeicherte Konfiguration.

Mit der Schaltfläche Display running configuration wird die Webseite mit der aktuellen Konfiguration auf dem Modul wiederhergestellt.

i WICHTIG! Die auf der Weboberfläche festgelegte Konfiguration ist nur lokal, d.h. nur auf dem Modul selbst, gespeichert. Es besteht aber die Möglichkeit, die Konfiguration über einen Rechner durch das Direktzugriffbeispiel MSX-E Common\ Direct Access Samples\Visual C++ 6.0\AutoConfig aus dem Modul zu lesen und sie in einer Datei auf dem Rechner oder einem anderen Speichermedium zu speichern. Ebenso kann die extern gespeicherte Konfiguration durch das gleiche Beispiel wieder auf dem Modul geladen werden.



3.5 Other information in data packet / Data frame (Zusätzliche Daten)

Standardmäßig werden nur die Erfassungswerte an den Client gesendet. Durch die Aktivierung der nachfolgenden Optionen kann dieser aber auch zusätzliche Informationen erhalten.

Im Sequenz-Modus zählt der Sequenzzähler (sequence counter) die Anzahl der bereits erfassten Sequenzen. Falls Send sequence counter aktiviert ist, so wird neben den Daten auch der Wert des Sequenzzählers gesendet.

Send time stamp with data: Es wird ein Zeitstempel gesendet, der das Datum der Erfassung enthält.

Convert data in… oder Data in analog format: Mit dieser Option kann das Modul die Rohwerte sofort in die richtige Einheit umrechnen. Die Einheit ist abhängig vom Modultyp. Bei einem Modul MSX-E37xx beträgt die Einheit Millimeter (mm); bei einem MSX-E3011-Modul Volt bzw. Ampere. Da durch die Umrechnung die MSX-E-CPU in gewissem Maße belastet wird, kann dies zu einer Verlangsamung der Sendegeschwindigkeit führen.

Invert value invertiert die Vorzeichen der Werte, d.h., beispielsweise wird -5 anstatt 5 gesendet.




3.6 Binary data packet structure / Binary data frame packet structure (Paketformat)

Das Modul sendet die Daten über das Netzwerk an einen oder mehrere Clients. Damit der Client die Werte richtig interpretieren kann, werden die Werte formatiert. Dieses Format ist als Binary data packet structure oder Binary data frame packet structure definiert (der Name ist abhängig vom Modultyp). Alle Messwerte sowie die zusätzlichen Daten wie z.B. Zeitstempel bilden zusammen eine Gruppe von Werten, die als Paket bezeichnet wird. Die Paketgröße wird bei size of a packet in bytes angezeigt.

i WICHTIG! Das Modul sendet die Pakete im Intel-Format (Little Endian).

Beispiel

Ein Paket besteht aus einem Zählerwert und 8 Messwerten. Das Modul sendet immer eines bzw. mehrere dieser Pakete. Der Datenclient soll so programmiert werden, dass er ein Paket empfangen und auch richtig interpretieren kann.

MSX-E370x: Spezifische Informationen Weboberflächen-Beschreibung

4 MSX-E370x: Spezifische Informationen Die folgenden Informationen befinden sich unter dem Menüpunkt Acquisition/Autostart.

4.1 Transducer type (Auswahl des Messtasters)


4.2 Division Factor (Einschwingzeit)

Der division factor gibt die Anzahl der Perioden an, die vom A/D-Wandler benötigt werden, um von einem auf den anderen Kanal einzuschwingen, d.h. um vom Spannungswert des ersten Kanals auf den Spannungswert des zweiten zu wechseln.

Die Dauer einer Periode ergibt sich aus der Abtastfrequenz des Messtasters. Je höher der division factor gewählt wird, desto genauer ist das Messergebnis – jedoch verlangsamt sich hierdurch auch die Messung.


MSX-E370x: Spezifische Informationen Weboberflächen-Beschreibung


4.3 Acquisition time (Erfassungszeit)

Die Dauer der Messung wird automatisch berechnet.

MSX-E3011: Spezifische Informationen Weboberflächen-Beschreibung

5 MSX-E3011: Spezifische Informationen Die folgenden Informationen befinden sich unter dem Menüpunkt Acquisition/Autostart.

5.1 Conversion time (Konvertierungszeit)

Bei Conversion time wird die Einschwingzeit, die von einem auf den anderen Kanal benötigt wird, festgelegt.

Die Einheit dieser Konvertierungszeit kann als Mikrosekunde (microsecond), Millisekunde (millisecond) oder Sekunde (second) definiert werden.

Der Bereich, in dem die Konvertierungszeit liegen darf, richtet sich nach der ausgewählten Einheit:

Mikrosekunde: 10 bis 65535

Millisekunde: 1 bis 65535

Sekunde: 1 bis 65535

Bei nur einem ausgewählten Kanal ist dieser Parameter unerheblich.



5.2 Configure polarity (Auswahl der Polarität)

Für jeden ausgewählten Kanal kann die Polarität definiert werden. Als Optionen stehen Unipolar und Bipolar zur Verfügung.

Bei Unipolar misst das Modul nur die Werte im positiven Bereich ab 0 Volt bzw. Ampere.

Bei Bipolar werden auch die Werte im negativen Bereich gemessen.

Die Größe des jeweiligen Messbereichs ist abhängig vom ausgewählten Gain (siehe folgendes Kap. 5.3).

In der obigen Abbildung fehlen die Kanäle 11 bis 16.

5.3 Configure gain (Auswahl des Gain)

Der Gain ermöglicht es, die Messung an den Eingangsspannungsbereich bzw. den Eingangsstrom-bereich anzupassen, um eine größere Genauigkeit zu erzielen. Es stehen 2 Gain-Arten zur Verfügung.

Der Größe des jeweiligen Messbereichs richtet sich nach dem Gain und der Polarität:

Gain 1 Unipolar: 0 bis +10 Volt bzw. 0 bis 20 mA

Gain 1 Bipolar: -10 bis +10 Volt bzw. -20 mA bis +20 mA

Gain 2 Unipolar: 0 bis +5 Volt bzw. 0 bis 20 mA

Gain 2 Bipolar: -5 bis +5 Volt bzw. -20 mA bis +20 mA




Beispiel

Gain 1 in Unipolar 16 Bit:

(10 / 65535) = 1 Bit (entspricht ca. 0,0001525 V)

Gain 2 in Unipolar 16 Bit:

(5 / 65535) = 1 Bit (entspricht ca. 0,00007695 V)

i WICHTIG! Es wird empfohlen, für Strommessungen Gain 2 zu verwenden.

Network (Netzwerkparameter) Weboberflächen-Beschreibung

6 Network (Netzwerkparameter) Über diesen Menüpunkt auf der Weboberfläche können Sie die Netzwerkkonfiguration Ihres Moduls ändern.

6.1 Network configuration (Netzwerkkonfiguration)

Geben Sie in das Feld Network address of the module eine IP-Adresse in der Form 127.0.0.1 ein und klicken Sie auf Save. Der neue Wert wird nach dem Neustart des Moduls verwendet.

In das Feld Network hostname können Sie bis zu 64 beliebige Zeichen eingeben. Nach einem Klick auf Save ist diese Änderung sofort wirksam.

6.2 Syslog (Network-Logging)

Das Modul kann Logging-Informationen an ein System im Netzwerk senden, indem das Syslog-Protokoll verwendet wird.

Geben Sie im Feld Syslog Target die IP-Adresse des Systems an, das die Informationen erhält, und klicken Sie auf Save. Bleibt das Feld Syslog Target leer, wird diese Funktionalität deaktiviert.

Im Feld Syslog Port steht die Portnummer (UDP), die verwendet werden soll. Diese liegt zwischen 1 und 65535. Als Standardwert ist 514 definiert.

Die neue Konfiguration wird nach einem Neustart des Moduls wirksam.


Dataserver (Datenserver) Weboberflächen-Beschreibung

7 Dataserver (Datenserver) Der Datenserver ist der Netzwerkservice, der die erfassten Daten über TCP/IP- oder UDP-Sockets an Clients liefert.

7.1 Network protocol (Netzwerkprotokoll)

Der Datenserver unterstützt sowohl TCP/IP- als auch UDP/IP-Protokolle.

TCP/IP-Modus

Dieser Modus basiert auf dem Programmiermodell Client/Server. Clients müssen erst mit dem Server verbunden werden und Daten am Socket lesen. Dieses Protokoll gewährt die Paketlieferung; andernfalls schlägt die Verbindung fehl. Im Feld TCP port number wird die Portnummer eingegeben, die verwendet wird, um die Verbindung mit dem Modul herzustellen. Die Standardportnummer lautet 8989.

i WICHTIG! Es können maximal 5 Clients gleichzeitig mit dem Server verbunden werden. Dies gilt für alle MSX-E-Module ab Firmware-Revision 3230.

UDP/IP-Modus

Der UDP/IP-Modus basiert auf dem Programmiermodell der getrennten Datenströme. Der Datenserver sendet Datenpakete an den/die definierten Netzwerkclient(s). Der Client muss ein Socket öffnen und Daten lesen. Die Lieferung von Datenpaketen ist nicht gewährleistet, denn der Datenserver kann nicht überprüfen, ob die Lieferung erfolgreich war. UDP/IP Clients müssen dem Datenserver im Feld UDP/IP network targets genau angegeben werden. Im Feld UDP/IP network targets ist eine Zeichenkette aus IP-Adresse und Portnummer einzugeben, die durch ein Leerzeichen getrennt wird und wie folgt aussieht: IP1:PORT1 IP2:PORT2 ... IPn:PORTn. Beispiel: 192.168.99.2:8080 192.168.99.3:8888



7.2 Blocking TCP/IP transfer (Blocken des TCP/IP-Transfers)

In diesem Modus können Sie einen TCP/IP-Timeout in der Form s.μs festlegen. Bei dem Wert „1.0" beträgt die Überwachungszeit (Timeout) 1 Sekunde, d.h., der Server wartet eine Sekunde lang auf eine Lesebestätigung des Datenclient. Gleichzeitig blockiert er das Lesen der erfassten Daten. Hat er die Bestätigung des Client nach einer Sekunde nicht erhalten, so wird die Verbindung zu diesem abgebrochen. Falls doch, so setzt der Datenserver das Abrufen der erfassten Daten fort. Bei dem Wert „0.0“ würde der Server dauerhaft blockieren, da er ununterbrochen auf eine Lesebestätigung des Datenclient warten würde.

Ist die Option yes bei activate blocking TCP/IP transfer ausgewählt, so verringert sich zwar die Durchsatzrate des Datenservers, doch ist dies von Vorteil, wenn die Verbindung mit dem Client unvorhergesehen blockiert wird.

Wenn bei activate blocking TCP/IP transfer die Option no ausgewählt ist, entspricht der tatsächliche TCP/IP-Timeout dem zulässigen Minimum des Protokolls. In diesem Modus werden Netzwerkprobleme besser erkannt als beim yes-Modus; außerdem ist die Durchsatzrate des Servers höher.



7.3 Data caching (Zwischenspeicherung)

i WICHTIG! Der Zwischenspeicher kann nur im TCP-Modus verwendet werden.

Standardmäßig gehen die vom MSX-E-Modul erfassten Werte verloren, wenn nicht mindestens ein Client angeschlossen ist, der sie liest. Der Datenserver kann die Daten zwischenspeichern, so dass es zu keinerlei Datenverlust kommt. Wenn ein Client angeschlossen wird, erhält er zuerst die zwischengespeicherten Daten und danach erst die neu erfassten Daten.

Data caching mode

Der Datenserver kann entweder im Volatile-Modus oder im Persistent-Modus arbeiten.

Volatile: In diesem Modus werden die Daten im RAM-Puffer zwischengespeichert. Diese gehen allerdings verloren, wenn das Modul ausgeschaltet wird. Im Volatile-Modus wird jedoch eine hohe Durchsatzrate erreicht.

Persistent: Die Daten werden intern in einer Datei zwischengespeichert. Wenn das Modul neu gestartet wird, stehen die zuvor erfassten Daten wieder zur Verfügung.

i WICHTIG! Aufgrund der Speichermethode erreichen Sie mit dem Persistent-Modus eine geringere Durchsatzrate als mit dem Volatile-Modus.

Read mode

Der Datenserver kann Daten löschen (delete) oder behalten (keep), wenn ein Client angeschlossen wird.

Delete-Modus: In diesem Modus wird der Cache nicht verwendet. Neu erfasste Daten werden nicht zwischengespeichert, sondern über TCP/IP direkt an die angeschlossenen Clients gesendet

Keep-Modus: Daten werden systematisch im Cache zwischengespeichert, ohne dort gelöscht zu werden.




1) Data 0 ist der älteste Messwert und Data 6 der neueste. Der Ring Buffer ist voll.

Data 0

Data 1

Data 2

Data 3

Data 4

Data 5

Data 6

Wenn ein Client angeschlossen wird, dann werden die Daten ab Data 0 gesendet. Der nächste gesendete Wert ist Data 1.

2) Beim Speichern neuer Mess- werte werden die ältesten Werte überschrieben.

Data 7

Data 8

Data 2

Data 3

Data 4

Data 5

Data 6

Wenn ein Client angeschlossen wird, dann werden die Daten ab Data 2 gesendet. Der nächste gesendete Wert ist Data 3.

Write mode

Der Datenserver kann im Simple-Modus oder im Circular-Modus arbeiten. Diese Modi legen die Vorgehensweise im Falle eines Zwischenspeicherüberlaufs fest.

Simple-Modus: Neu erfasste Werte werden ignoriert, falls der Zwischenspeicher voll ist.

Circular-Modus (Ring-Buffer): Falls der Zwischenspeicher voll ist, werden die ältesten Werte von den neuen überschrieben. Wenn ein Client angeschlossen wird, erhält dieser zuerst die älteren Werte. Dieser Modus ist bei Verwendung eines Zeitstempels empfehlenswert. Beispiel mit einem Ring-Buffer, der maximal 7 Werte enthält:



Cache size in bytes Ein weiterer Parameter ist die Zwischenspeichergröße. Dabei handelt es sich um die Anzahl an Bytes, die der Zwischenspeicher fassen kann. Der Maximalwert hängt von der Anzahl ab, die dem Speichermedium zur Verfügung steht. Um das Risiko eines Systemabsturzes zu vermeiden, teilt der Server höchstens 80% der vorhandenen Ressourcen zu, d.h., 20% des Speicherplatzes bleiben frei.

Bitte beachten Sie, dass im Persistent-Modus 16 Bytes zur Speicherung von Metadaten verwendet werden. Um die tatsächliche Speichergröße für Daten zu erhalten, müssen diese von der Zwischenspeichergröße abgezogen werden

7.4 Action (Speichern und Neustarten)

Wenn Sie auf Save klicken, speichert das Modul Ihre neue Konfiguration. Diese wird nach jedem Neustart des Systems wiederverwendet.

Über die Schaltfläche Reload wird die Webseite mit der gespeicherten Konfiguration neu geladen. Die nicht gespeicherten Änderungen gehen verloren.

Klicken Sie auf Restart, so wird der Datenserver neu gestartet.

Wenn Sie auf Restart & reset klicken, wird der Datenserver neu gestartet. Falls der Datenserver im Persistent-Modus konfiguriert wurde, wird der Inhalt der Cache-Datei gelöscht.

i WICHTIG! Wenn Sie die Konfiguration geändert haben, müssen Sie diese zuerst mit Save speichern und danach auf Restart & delete klicken, um den Datenserver neu zu starten und den Zwischenspeicher (Daten-Cache-Datei) zu leeren.

Monitor Weboberflächen-Beschreibung

8 Monitor Während einer Erfassung können auf dieser Seite die vom Modul erfassten Daten sowie die aktuelle Konfiguration abgerufen werden.

Wählen Sie auf der Weboberfläche den Menüpunkt Monitor aus.

i WICHTIG! Der Monitor ist aufzurufen, während die Erfassung läuft.

Um die Erfassung zu stoppen, müssen Sie über den Menüpunkt Acquisition/Autostart in den Bereich Start/stop acquisition wechseln.

8.1 Data monitor (Abfrage der Daten)

Sie können die Daten entweder direkt auf der Weboberfläche ansehen oder in eine CSV-Datei exportieren, die Sie mit Excel öffnen.

Die Anzahl der zu erfassenden Pakete (max. 100.000) wird bei Number of data packets to acquire festgelegt; das Ausgabeformat bei Output format of data field.

Klicken Sie auf die Schaltfläche Show data in this page, um sich die Daten vom Datenserver anzeigen zu lassen, bzw. auf Retrieve data as CSV file, falls Sie die Daten in einer CSV-Datei abrufen möchten.

i WICHTIG! Bei einer hohen Anzahl von Paketen und niedriger Geschwindigkeit des Rechners ist evtl. viel Zeit erforderlich, bis die Daten auf der Webseite angezeigt werden.


Monitor Weboberflächen-Beschreibung


8.2 Configuration details (Abfrage der Konfiguration)

In diesem Abschnitt werden die Konfigurationseinstellungen angezeigt.

Anhang Weboberflächen-Beschreibung

9 Anhang

9.1 Glossar







Trigger = Auslöser








Anhang Weboberflächen-Beschreibung

9.2 Index

Autostart 26 Datenserver 36 Delay 14 Erfassungsmodus 10

Auto-Refresh-Modus 10 Mittelwertberechnung 11

Sequenz-Modus 13 Ethernet-E/A-Modul MSX-Exxxx 7 Glossar 43 Monitor 41 MSX-E3011 32

Gain 33 Konvertierungszeit 32 Polarität 33

MSX-E370x 30 Einschwingzeit 30 Erfassungszeit 31

Network-Logging 35 Netzwerkkonfiguration 35 Netzwerkparameter 35 Netzwerkprotokoll 36 Paketformat 29

Sequenzen 17 Synchrotrigger 25 Trigger

Filter 25 Konfiguration 19 Synchrotrigger 25

Weboberfläche Acquisition/Autostart 9 Contact us 9 Dataserver 9 I/O diagnostic 9 Modbus server 9 Monitor 9 Network 8 NTP client 9 Security 9 System diagnostic 9 System information 8 Transducers database 9 Übersicht 8 Zugriff 7

Zeitstempel 28 Zwischenspeicherung 38


Kontakt und Support Weboberflächen-Beschreibung





Telefon: +49 7229 1847-0


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Praktische Anleitung Ethernet-E/A-Systeme (Teil 4) ADDI-DATA Modbus TCP Client-Bibliothek für eine SPS SIMATIC® S7®

Produktinformation Dieses Handbuch enthält die technischen Anlagen, wichtige Anleitungen zur korrekten Inbetriebnahme und Nutzung sowie Produktinformation entsprechend dem aktuellen Stand vor der Drucklegung. Der Inhalt dieses Handbuchs und die technischen Daten des Produkts können ohne vorherige Ankündigung geändert werden. Die ADDI-DATA GmbH behält sich das Recht vor, Änderungen bzgl. der technischen Daten und der hierin enthaltenen Materialien vorzunehmen.


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ADDI-DATA-Software-Produktlizenz Bitte lesen Sie diese Lizenz sorgfältig durch, bevor Sie die Standardsoftware verwenden. Das Recht zur Benutzung dieser Software wird dem Kunden nur dann gewährt, wenn er den Bedingungen dieser Lizenz zustimmt. Die Software darf nur zur Einstellung der ADDI-DATA Karten verwendet werden. Das Kopieren der Software ist verboten (außer zur Archivierung/Datensicherung und zum Austausch defekter Datenträger). Deassemblierung, Dekompilierung, Entschlüsselung und Reverse Engineering der Software ist verboten. Diese Lizenz und die Software können an eine dritte Partei übertragen werden, sofern diese Partei eine Karte käuflich erworben hat, sich mit allen Bestimmungen in diesem Lizenzvertrag einverstanden erklärt und der ursprüngliche Besitzer keine Kopien der Software zurückhält.

Warenzeichen • ADDI-DATA, APCI-1500, MSX-Box und MSX-E sind eingetragene Warenzeichen der ADDI-DATA

GmbH. • Turbo Pascal, Delphi, Borland C, Borland C++ sind eingetragene Warenzeichen der Borland

Software Corporation. • Microsoft .NET, Microsoft C, Visual C++, MS-DOS, Windows 95, Windows 98, Windows 2000,

Windows NT, Windows EmbeddedNT, Windows XP, Windows Vista, Windows 7, Windows Server 2000, Windows Server 2003, Windows Embedded und Internet Explorer sind eingetragene Warenzeichen der Microsoft Corporation.

• LabVIEW, LabWindows/CVI, DASYLab, DIAdem sind eingetragene Warenzeichen der National Instruments Corporation.

• CompactPCI ist ein eingetragenes Warenzeichen der PCI Industrial Computer Manufacturers Group. • VxWorks ist ein eingetragenes Warenzeichen von Wind River Systems, Inc. • RTX ist ein eingetragenes Warenzeichen von Ardence. • Mozilla Firefox ist ein eingetragenes Warenzeichen der Mozilla Foundation. • SIMATIC S7, S7-300, STEP 7, CPU313C-2DP und CP343-1 Lean sind eingetragene Warenzeichen der

Siemens AG.

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Warnung

Bei unsachgemäßem Einsatz und bestimmungswidrigem Gebrauch des Ethernet-Systems können:


Ethernet-System, PC und Peripherie beschädigt werden





Beachten Sie die Anweisungen des Handbuchs!

Vergewissern Sie sich, dass Sie keinen Schritt vergessen haben. Wir übernehmen keine Verantwortung für Schäden, die aus dem falschen Einsatz des Ethernet-Systems hervorgehen könnten.



WARNUNG!

Bezeichnet eine möglicherweise gefährliche Situation. Bei Nichtbeachten des Hinweises können Ethernet-System, PC und/oder Peripherie zerstört werden.

WARNUNG!

Bezeichnet eine möglicherweise gefährliche Situation. Bei Nichtbeachten des Hinweises können Ethernet-System, PC und/oder Peripherie zerstört und Personen gefährdet werden.

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Inhaltsverzeichnis ADModbus-Bibliothek

Inhaltsverzeichnis Warnung.......................................................................................................................................3 Kapitelübersicht ..........................................................................................................................6 1 ADDI-DATA Modbus TCP Client-Bibliothek ....................................................................7 1.1 Kurzbeschreibung............................................................................................................................7 1.2 Modbus-TCP-Protokoll.....................................................................................................................7 1.3 Softwarepaket..................................................................................................................................7 1.4 Struktur der ADModbus-Bibliothek................................................................................................8 1.5 Zustandsmaschine............................................................................................................................9 2 MSX-E-Modbus-TCP-Funktionen....................................................................................10 2.1 Funktionsbausteine........................................................................................................................10 2.2 Funktionsnamen ............................................................................................................................11 2.3 Beschreibung der Funktionsparameter........................................................................................12 2.3.1 SPS- und Modbus-TCP-spezifische Parameter ..............................................................................13 2.3.2 Allgemeine Parameter der MSX-E-Modbus-TCP-Funktionen .....................................................15 2.3.3 MSX-E-System-Fehler .....................................................................................................................17 3 ADModbus-Bausteine ....................................................................................................19 3.1.1 Verwendung...................................................................................................................................19 3.1.2 OB1 und OB100..............................................................................................................................19 4 Einbindung der ADModbus-Bibliothek ........................................................................20 4.1 Funktionen und Bausteine ............................................................................................................20 4.2 Voraussetzungen ...........................................................................................................................21 4.3 Einbindung in den SIMATIC-Manager..........................................................................................21 5 SPS-Konfiguration..........................................................................................................22 5.1 Taktmerker .....................................................................................................................................22 5.2 TCP-Verbindung.............................................................................................................................23 5.2.1 Modbus-Server ...............................................................................................................................23 5.2.2 Datenserver ....................................................................................................................................28 6 Funktionsbausteine .......................................................................................................33 6.1 Umsetzung der AWL-Quellcode-Dateien in Funktionsbausteine...............................................33 6.2 Mnemonische Symbole..................................................................................................................36 7 Lesen von Daten aus dem MSX-E-Datenserver............................................................38 7.1 Datenkonvertierung ......................................................................................................................38 7.1.1 Little-Endian-Format (Intel-Format) .............................................................................................38 7.1.2 Big-Endian-Format (Motorola-Format) ........................................................................................38 7.2 Funktion FC6 (AG_RECV) ...............................................................................................................39 8 S7-Programmierbeispiel ................................................................................................42 8.1 Einführung .....................................................................................................................................42 8.2 Voraussetzungen ...........................................................................................................................42 9 Auto-Refresh-Modus und Sequenz-Modus...................................................................44 9.1 Erfassung im Auto-Refresh-Modus ...............................................................................................44 9.2 Erfassung im Sequenz-Modus .......................................................................................................45 10 Anhang............................................................................................................................47 10.1 Glossar ............................................................................................................................................47 10.2 Index ...............................................................................................................................................49 11 Kontakt und Support .....................................................................................................50

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Inhaltsverzeichnis ADModbus-Bibliothek

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Abbildungen

Abb. 1-1: ADModbus-Bibliothek: Struktur-Überblick..............................................................................8 Abb. 1-2: Zustandsmaschine: Beispiel .......................................................................................................9 Abb. 2-1: MSX-E370x-Funktionen: AWL-Quellcode-Dateien ................................................................10 Abb. 2-2: MSX-E370x-Funktionen: Funktionsbausteine ........................................................................10 Abb. 2-3: MSX-E-Modbus-TCP-Funktionen und entsprechende SPS-Funktionsbausteine ..................11 Abb. 2-4: Teil des Funktionsbausteins 370x_InitStartSeq......................................................................12 Abb. 2-5: Spezifische Parameter des Funktionsbausteins 370x_InitStartSeq.......................................13 Abb. 2-6: Eigenschaften – TCP-Verbindung: Eingabe-Parameter.........................................................14 Abb. 2-7: Allgemeine Parameter des Funktionsbausteins 370x_InitStartSeq ......................................15 Abb. 2-8: 370x_InitStartSeq: Beschreibung der Eingabe-Parameter ....................................................16 Abb. 2-9: 370x_InitStartSeq: Beschreibung der Ausgabe-Parameter ...................................................16 Abb. 2-10: GetLastCommandStatus: Funktionsbaustein .........................................................................17 Abb. 2-11: InitStartSeq: Rückgabewerte ..................................................................................................18 Abb. 3-1: ADModbus-Bausteine..............................................................................................................19 Abb. 4-1: ADModbus-Bibliothek: Funktionen und Bausteine...............................................................20 Abb. 5-1: SIMATIC Manager: S7-Taktmerker-Konfiguration ................................................................22 Abb. 5-2: Ethernet-Konfiguration: TCP-Verbindung .............................................................................23 Abb. 5-3: Ethernet-Konfiguration: Modbus-Server ...............................................................................24 Abb. 5-4: Eigenschaften – TCP-Verbindung: Allgemein ........................................................................25 Abb. 5-5: Eigenschaften – TCP-Verbindung: Adressen ..........................................................................26 Abb. 5-6: Login-Fenster............................................................................................................................27 Abb. 5-7: Modbus server configuration: Configuration........................................................................27 Abb. 5-8: Modbus server: Action.............................................................................................................27 Abb. 5-9: Ethernet-Konfiguration: Datenserver ....................................................................................28 Abb. 5-10: Eigenschaften – TCP-Verbindung: Allgemein ........................................................................29 Abb. 5-11: Eigenschaften – TCP-Verbindung: Adressen ..........................................................................30 Abb. 5-12: Login-Fenster............................................................................................................................31 Abb. 5-13: Network protocol: Configuration...........................................................................................31 Abb. 5-14: Dataserver: Action ...................................................................................................................32 Abb. 5-15: Blocking TCP/IP transfer: Configuration.................................................................................32 Abb. 6-1: SIMATIC-Manager: Quellenverzeichnis ..................................................................................33 Abb. 6-2: SIMATIC-Manager: Auswahl der AWL-Quellcode-Dateien...................................................34 Abb. 6-3: SIMATIC-Manager: AWL-Quellcode-Dateien .........................................................................34 Abb. 6-4: SIMATIC-Manager: Bausteine .................................................................................................36 Abb. 6-5: SIMATIC-Manager: Mnemonische Symbole ...........................................................................37 Abb. 7-1: Eigenschaften – TCP-Verbindung: Eingabe-Parameter.........................................................39 Abb. 7-2: Transducers: Binary data packet structure.............................................................................40 Abb. 7-3: Datenbaustein mit der Tabelle DATA_SERVER......................................................................41 Abb. 7-4: Tabelle DATA_SERVER im Datenbaustein..............................................................................41 Abb. 8-1: S7: LED-Visualisierung der digitalen Ausgänge.....................................................................42 Abb. 8-2: SIMATIC-Manager: LED-Konfiguration der digitalen Ausgänge..........................................43 Abb. 9-1: Auto-Refresh-Modus: Erfassungszyklus .................................................................................44 Abb. 9-2: Sequenz-Modus: Erfassungszyklus..........................................................................................45

Kapitelübersicht ADModbus-Bibliothek


Kapitel Inhalt

1 Allgemeine Informationen zur ADModbus-Bibliothek, dem Modbus-TCP-Protokoll etc.

2 Erläuterung der MSX-E-Modbus-TCP-Funktionen

3 Hinweise zu den ADModbus-Bausteinen

4 Informationen zur Einbindung der ADModbus-Bibliothek

5 Vorgehensweise zur Konfiguration der SPS

6 Importieren und Kompilieren der MSX-E-Modbus-TCP-Funktionen

7 Erläuterung des Lesens von Daten aus dem MSX-E-Datenserver

8 Hinweise zum S7-Programmierbeispiel

9 Informationen zur Messwerterfassung im Auto-Refresh- bzw. Sequenz-Modus



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ADDI-DATA Modbus TCP Client-Bibliothek ADModbus-Bibliothek

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1 ADDI-DATA Modbus TCP Client-Bibliothek

1.1 Kurzbeschreibung

Modbus TCP ist ein herstellerunabhängiges Kommunikationsprotokoll, das in der Industriewelt von unterschiedlichen Gerätetypen, wie z.B. einer SPS, unterstützt wird. Die MSX-E-Systeme von ADDI-DATA verfügen über einen Modbus-TCP-Server und können mit Hilfe einer Modbus TCP Client-Bibliothek1 direkt von einer SPS aus verwaltet und gesteuert werden. Über Telegramme kann die SPS beispielsweise Systeminformationen lesen und Messungen starten bzw. stoppen. Für jede Funktionalität der MSX-E-Systeme gibt es einen Funktionsbaustein (FB) nach der Norm IEC 61131-3, der in den Standard-SIMATIC-Manager importiert werden kann. Da die Funktions-bausteine an den Modbus-TCP-Server der MSX-E-Systeme angepasst sind, ist eine schnelle Konfiguration der MSX-E-Systeme im SIMATIC-Manager möglich.

1.2 Modbus-TCP-Protokoll

Das Modbus-TCP-Protokoll ist ein Anfrage/Antwort-Protokoll (Query/Response), das mit Hilfe definierter Klassen (FC = Function Code) verschiedene Aufgaben ausführen kann. Der Modbus-TCP-Server der MSX-E-Systeme unterstützt die Basis-Klasse „Class 0“. Diese besteht aus den Modbus-TCP-Funktionen, die ein Client und ein Server mindestens verwenden sollten:

• FC3 („Read multiple registers“): Inhalt mehrerer Register lesen

• FC16 („Write multiple registers“): in mehrere Register schreiben.

1.3 Softwarepaket

Das auf einer CD mitgelieferte Softwarepaket ist wie folgt aufgebaut:

MXXXXX{0000}_XXXX_modbus_client

Documentation

html (Beschreibung der MSX-E-Modbus-TCP-Funktionen)

S7

src (AWL-Quellcode-Dateien der MSX-E-Modbus-TCP-Funktionen)

samples.zip (S7-Programmierbeispiel zur Nutzung der ADModbus-Bibliothek)

1 Kurzform: ADModbus-Bibliothek

Kapitelübersicht ADModbus-Bibliothek

1.4 Struktur der ADModbus-Bibliothek

Die ADModbus-Bibliothek besteht aus drei Programmierebenen: SPS-Funktionen, ADModbus-Bausteine und MSX-E-Modbus-TCP-Funktionen. ADDI-DATA bietet letztere zur Programmierung der Kommunikation zwischen einer SPS und einem MSX-E-System über Modbus TCP

Das Modbus-TCP-Protokoll wird von der ADModbus-Bibliothek automatisch verwaltet, so dass der Anwender keine Modbus-TCP-Kenntnisse benötigt, um die MSX-E-Modbus-TCP-Funktionen nutzen zu können.

Abb. 1-1: ADModbus-Bibliothek: Struktur-Überblick

Zustandsmaschine- State_00 - State_01 - …

MSX-E-Modbus-TCP-Funktionen- 370x_InitStartSeq - …

SPS-Funktionen- AG_SEND - AG_RECV - …

ADModbus-Bausteine- ADModbus_Main_FB - …

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ADDI-DATA Modbus TCP Client-Bibliothek ADModbus-Bibliothek

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1.5 Zustandsmaschine

Die Zustandsmaschine gehört nur indirekt zur ADModbus-Bibliothek. Dennoch spielt sie eine wichtige Rolle, weil sie die Funktionsaufrufe in einer definierten Reihenfolge verwaltet.

Beispielsweise können die erfassten Daten eines Systems MSX-E-370x mit folgender Zustandsmaschine gelesen werden:

Abb. 1-2: Zustandsmaschine: Beispiel

1

SPS gestartet

2

Erfassung initialisiert

3

Messwerte gelesen

SPS-Schalterauf RUN Sample

initialisieren SPS gestoppt

0

Fehler überprüfen

Erfassung stoppen

Fehler überprüfen

Fehler überprüfen

Fehler

4

Werte lesen

Erfassung initialisieren

i WICHTIG! Pro Zustand darf maximal eine MSX-E-Modbus-TCP-Funktion aufgerufen werden.

MSX-E-Modbus-TCP-Funktionen ADModbus-Bibliothek

2 MSX-E-Modbus-TCP-Funktionen

2.1 Funktionsbausteine

Die MSX-E-Modbus-TCP-Funktionen sind für jedes MSX-E-System, das einen Modbus-Server enthält, in Form von AWL-Quellcode-Dateien verfügbar.

Abb. 2-1: MSX-E370x-Funktionen: AWL-Quellcode-Dateien

Die AWL-Quellcode-Dateien können in den SIMATIC-Manager importiert und zu Funktions- und Datenbausteinen kompiliert werden. Jeder Funktionsbaustein funktioniert mit einem Instanz-Datenbaustein (Name = I wie Instanz + Name der MSX-E-Modbus-TCP-Funktion) und einem Global-Datenbaustein (Name = SR wie Send Received + Name der MSX-E-Modbus-TCP-Funktion). Im Global-Datenbaustein befinden sich die Anfrage- und Antwort-Telegramme. Ein Teil der im Programmierbeispiel enthaltenen MSX-E-Modbus-TCP-Funktionen ist bereits kompiliert. Weitere Informationen zum Importieren der MSX-E-Modbus-TCP-Funktionen finden Sie in Kap. 6.

Abb. 2-2: MSX-E370x-Funktionen: Funktionsbausteine



2.2 Funktionsnamen

Die Namen der MSX-E-Modbus-TCP-Funktionen wurden aufgrund der Zeichenbegrenzung im SIMATIC-Manager automatisch abgekürzt. Um die Beschreibung einer bestimmten Funktion in der Dokumentation „msxeXXXX_modbus.html“ (siehe Kap. 1.3) finden zu können, müssen Sie unter Umständen erst in der Tabelle im Kapitel „Siemens STEP 7 compatibility information (AWL/SDF code)“ (siehe folgende Abbildung) prüfen, welcher SPS-Funktionsbaustein zu welcher MSX-E-Modbus-TCP-Funktion gehört.

Beispiel:

„370x_InitStartSeq“ ist der Name eines SPS-Funktionsbausteins, der in der rechten Spalte der Tabelle zu finden ist. In der linken Spalte steht der Name der entsprechenden MSX-E-Modbus-TCP-Funktion.

Abb. 2-3: MSX-E-Modbus-TCP-Funktionen und entsprechende SPS-Funktionsbausteine



2.3 Beschreibung der Funktionsparameter

Als Beispiel dient der Funktionsbaustein der MSX-E-Modbus-TCP-Funktion „370x_InitStartSeq“.

Abb. 2-4: Teil des Funktionsbausteins 370x_InitStartSeq

Die Eingabe-Parameter stehen immer links; die Ausgabe-Parameter immer rechts. Der Instanz-Datenbaustein befindet sich oben in der Mitte.



2.3.1 SPS- und Modbus-TCP-spezifische Parameter

Die MSX-E-Modbus-TCP-Funktionen enthalten S7-spezifische Parameter. Diese Parameter gehören zu der SPS-Funktion „AG_SEND“ bzw. „AG_RECV“. Bei den orange markierten Parametern handelt es sich um die Modbus-TCP-spezifischen, die bei allen MSX-E-Modbus-TCP-Modbus-Funktionen gleich sind. Die spezifischen Parameter werden immer in Großbuchstaben geschrieben.

Abb. 2-5: Spezifische Parameter des Funktionsbausteins 370x_InitStartSeq

Eingabe-Parameter: INIT_COM: Wird dieses Bit auf 1 gesetzt, so werden die Eingabe-Parameter der Funktion „AG_SEND“ übernommen. Wenn das Bit auf 0 gesetzt wird, werden die Ausgabe-Parameter aktualisiert (siehe SIMATIC-Manager-Hilfe: AG_SEND ACT-Parameter).

ID ist die Kommunikations-ID in Zusammenhang mit der Modbus-Server-TCP-Verbindung (siehe NetPro-Eigenschaften).

LADDR ist die Adresse der Bausteine in Zusammenhang mit der Modbus-Server-TCP-Verbindung (siehe NetPro-Eigenschaften)



Abb. 2-6: Eigenschaften – TCP-Verbindung: Eingabe-Parameter

TIME_OUT_VALUE: Sie können einen Time-out einstellen, dessen Wert größer 0 ist (Beispiel: 50 ms = S5#T#50MS). Damit lässt sich feststellen, ob die Zeit zwischen dem Senden eines Modbus-Requests und dem Empfangen der Antwort oder Exception durch ein Partnergerät innerhalb des definierten Time-out liegt. Außerdem gibt der Time-out Auskunft darüber, ob der Netzwerkverkehr zu groß ist oder ob es einen Verbindungsumbruch gibt.

Ausgabe-Parameter:

NDR: Wenn der Funktionsaufruf (Senden eines Modbus-Requests und Empfangen einer Antwort oder Exception) abgeschlossen ist, steht New Data Receive auf TRUE; ansonsten auf FALSE.

ERROR ist die Rückmeldung, wenn bei der Funktion „AG_RECV“ ein Fehler auftritt.

STATUS gibt den Fehlerstatus der Funktion „AG_RECV“ zurück (siehe SIMATIC-Manager-Hilfe: AG_RECV).

LENGTH gibt die Länge in Bytes der empfangenen Modbus-Telegramme an (nur „Nutzdaten“ aus dem Antwort-Telegramm ohne Header).

TIME_OUT: Nach einem Time-out wird TRUE angezeigt (siehe TIME_OUT_VALUE).

EXCEPTION: Bei einem Modbus-Fehler wird TRUE angezeigt.

Der EXCEPTION_CODE kann gelesen werden, um die Fehlernummer zu erhalten. Die Fehlernummern werden in der Dokumentation „msxeXXXX_modbus.html“ (siehe Kap. 1.3) im Kapitel „Exception code description“ erläutert. Wenn der EXCEPTION_CODE gleich 9 ist, dann ist kein Modbus-Fehler aufgetreten, sondern ein Fehler auf dem MSX-E-System. Details zu diesem Fehler können Sie sich mit Hilfe der MSX-E-Common-Funktion „GetLastCommandStatus“ anzeigen lassen.



2.3.2 Allgemeine Parameter der MSX-E-Modbus-TCP-Funktionen

Alle Parameter-Namen, die Kleinbuchstaben enthalten, sind allgemeine Parameter der MSX-E-Modbus-TCP-Funktionen.

Abb. 2-7: Allgemeine Parameter des Funktionsbausteins 370x_InitStartSeq

Die Beschreibung der allgemeinen Parameter finden Sie in der Dokumentation „msxeXXXX_modbus.html“ (siehe Kap. 1.3) im Kapitel „Siemens STEP 7 compatibility information (AWL/SDF code)“.



Hinweise zu den Funktionsnamen finden Sie in Kap. 2.2 dieses Handbuchs. Beispiel:

Der SPS-Funktionsbaustein „370x_InitStartSeq“ entspricht der MSX-E-Modbus-TCP-Funktion „MX370x__TransducerInitAndStartSequenceEx“.

Die Eingabe-Parameter sind durch das Präfix „[Query frame layout]“ gekennzeichnet.

Abb. 2-8: 370x_InitStartSeq: Beschreibung der Eingabe-Parameter

Die Ausgabe-Parameter enthalten das Präfix „[Response frame layout]“.

Abb. 2-9: 370x_InitStartSeq: Beschreibung der Ausgabe-Parameter



2.3.3 MSX-E-System-Fehler

Um festzustellen, ob eine Funktion nach ihrem Aufruf einen Fehler erzeugt hat, können Sie die Ausgabe-Parameter EXCEPTION und EXCEPTION_CODE überprüfen.

EXCEPTION: Bei einem Modbus-Fehler wird TRUE angezeigt.

Der EXCEPTION_CODE kann gelesen werden, um die Fehlernummer zu erhalten. Die Fehlernummern werden in der Dokumentation „msxeXXXX_modbus.html“ (siehe Kap. 1.3) im Kapitel „Exception code description“ erläutert. Wenn der EXCEPTION_CODE gleich 9 ist, dann ist kein Modbus-Fehler aufgetreten, sondern ein Fehler auf dem MSX-E-System. Details zu diesem Fehler können Sie sich mit Hilfe der MSX-E-Common-Funktion „GetLastCommandStatus“ anzeigen lassen.

Abb. 2-10: GetLastCommandStatus: Funktionsbaustein




ReturnValue liefert einen Rohwert, der immer gleich oder größer 0 ist. Wenn der Funktionsparameter TransducerSelection im Funktionsbaustein InitStartSeq falsch angegeben wird, ist ReturnValue gleich 0xfffffffe. Der Rückgabewert wird wie folgt berechnet:

ReturnValue - 0x100000000 = Rückgabewert

Beispiel: 0xfffffffe - 0x100000000 = -2

Die Rückgabewerte können in der Dokumentation „msxeXXXX_modbus.html“ (siehe Kap. 1.3) in der Beschreibung der Funktion „MX370x__TransducerInitAndStartSequenceEx“ überprüft werden.

Abb. 2-11: InitStartSeq: Rückgabewerte

Der Parameter Syserrno funktioniert wie ReturnValue. Wenn ein Syserrno-Fehler auftritt, können Sie die Fehlermeldung mit Hilfe des Ausgabe-Parameters ErrstrX lesen.

ErrstrX: Jeder ErrstrX-Parameter entspricht einem ASCII-Wert bzw. einem Buchstaben der Fehlermeldung. Wenn der ASCII-Code der Fehlermeldung übersetzt wird, erhalten Sie die Fehlermeldung in Buchstaben.

ADModbus-Bausteine ADModbus-Bibliothek

3 ADModbus-Bausteine

3.1.1 Verwendung

Die ADModbus-Bausteine stehen im Programmierbeispiel als SPS-Bausteine zur Verfügung. Mit diesen wird das Modbus-TCP-Protokoll zwischen der SPS und den MSX-E-Systemen automatisch verwaltet.

Abb. 3-1: ADModbus-Bausteine

Wenn Sie die MSX-E-Modbus-TCP-Funktionen verwenden, werden im Hintergrund die ADModbus-Bausteine verarbeitet.

3.1.2 OB1 und OB100

Je nach Projekt müssen Sie die Organisationsbausteine OB1 und OB100 anpassen.

i WICHTIG! Die ADModbus-Bibliothek verwendet die Merker M0.1, M0.2, M0.3. Falls diese schon von einer anderen Anwendung genutzt werden, müssen Sie darauf achten, dass die Ersatz-Merker wie im OB1 bzw. OB100 des Programmierbeispiels definiert sind.


Einbindung der ADModbus-Bibliothek ADModbus-Bibliothek

4 Einbindung der ADModbus-Bibliothek

4.1 Funktionen und Bausteine

Ein Teil der ADModbus-Bibliothek wird im Programmierbeispiel mitgeliefert. Dieses können Sie als Projektbasis nutzen oder Sie können die benötigten MSX-E-Modbus-TCP-Funktionen in Ihr eigenes Projekt importieren bzw. kopieren.

Die folgende Abbildung bezieht sich auf eine Sequenzerfassung des Ethernet-Systems MSX-E370x.

Abb. 4-1: ADModbus-Bibliothek: Funktionen und Bausteine

• Alle Bausteine mit dem Präfix „ADModbus“ (siehe violette Markierung) gehören zu den ADModbus-Bausteinen und werden als Siemens-Bausteine im Programmierbeispiel mitgeliefert.

• Die MSX-E-Modbus-TCP-Funktionen werden als AWL-Quellcode-Dateien mitgeliefert. Die blau markierten Bausteine werden im Programmierbeispiel schon als Bausteine mitgeliefert. Die restlichen MSX-E-Modbus-TCP-Funktionen können Sie in den SIMATIC-Manager importieren und als Bausteine kompilieren lassen (siehe Kap. 6).

• Die grün markierten Siemens-Bausteine gehören zum Programmierbeispiel des MSX-E-Systems.


Einbindung der ADModbus-Bibliothek ADModbus-Bibliothek


4.2 Voraussetzungen

Bitte stellen Sie sicher, dass folgende Voraussetzungen erfüllt sind:

• Siemens CPU313C-2DP (oder kompatible CPU)

• Siemens CP343-1 Lean (oder kompatibles Ethernet-System für die SPS)

• FC5 (AG_SEND) für S7-300 (Funktion zur asynchronen Kommunikation)

• FC6 (AG_RECV) für S7-300 (Funktion zur asynchronen Kommunikation)

• S7-Beispiel für STEP 7.

4.3 Einbindung in den SIMATIC-Manager

Wie bereits in Kap 4.1 erwähnt, können Sie das Programmierbeispiel als Projektbasis nutzen oder die benötigte ADModbus-Bausteine in Ihr Projekt aus dem Programmierbeispiel kopieren. Um die ADModbus-Bibliothek in den SIMATIC-Manager einzubinden, sind folgende Funktionen und Bausteine erforderlich:

• S7-Funktionen: „AG_SEND“ und „AG_RECV“ (siehe SIMATIC-Manager-Hilfe)

• alle ADModbus-Bausteine

• MSX-E-Modbus-TCP-Funktionen (je nach Bedarf)

• Zustandsmaschine, um die Reihenfolge der Funktionsaufrufe zu definieren.

i WICHTIG! Die ADModbus-Bibliothek verwendet die Merker M0.1, M0.2, M0.3. Falls diese schon von einer anderen Anwendung genutzt werden, müssen Sie darauf achten, dass die Ersatz-Merker wie im OB1 bzw. OB100 des Programmierbeispiels definiert sind.

SPS-Konfiguration ADModbus-Bibliothek

5 SPS-Konfiguration Die nachfolgende Konfiguration basiert auf einer SPS S7-300 mit CP343-1. Eventuell werden bei Ihrer SPS andere Menüs angezeigt, jedoch sind die Einstellungen dieselben.

5.1 Taktmerker

Um die ADModbus-Bibliothek nutzen zu können, muss zuerst der Taktmerker konfiguriert werden.

Klicken Sie auf „Station SIMATIC“.

Doppelklicken Sie auf „Hardware“.

Klicken Sie in der Spalte „Baugruppe“ mit der rechten Maustaste auf „CPU“ und wählen Sie den Menüpunkt „Objekteigenschaften“ aus.

Folgendes Fenster wird angezeigt:

Abb. 5-1: SIMATIC Manager: S7-Taktmerker-Konfiguration

Geben Sie bei „Merkerbyte“ den Wert 10 ein.



Wenn Sie bereits einen Taktmerker verwenden, können Sie folgende ADModbus-Bausteine anpassen:

• ADModbus_Main_FB

• ADModbus_StartUp_OB.

5.2 TCP-Verbindung

5.2.1 Modbus-Server

Standardmäßig benötigt die ADModbus-Bibliothek eine TCP-Verbindung, um den Modbus-Server des MSX-E-Systems ansprechen zu können.

Öffnen Sie den SIMATIC-Manager und anschließend das Projekt „ADMB0000“.

Abb. 5-2: Ethernet-Konfiguration: TCP-Verbindung

Zur Konfiguration der TCP-Verbindung doppelklicken Sie auf den Objektnamen „Ethernet“ (siehe Pfeil).



Abb. 5-3: Ethernet-Konfiguration: Modbus-Server

Klicken Sie auf „CPU313C-2DP“ (siehe Pfeil oben).

In der Tabelle unten doppelklicken Sie in der markierten Zeile auf „Modbus-Server“ (siehe Pfeil unten).

In der Spalte „Typ“ der Tabelle steht, dass die Ethernet-Verbindung eine TCP-Verbindung ist.



Danach wird folgendes Fenster angezeigt:

Abb. 5-4: Eigenschaften – TCP-Verbindung: Allgemein

Damit die S7 die Verbindung zum MSX-E-System herstellt, muss Aktiver Verbindungsaufbau aktiviert sein.

Auf der rechten Seite der Abbildung oben sehen Sie die Bausteinparameter, die zusammen mit dem Funktionsbaustein „ADModbus_Main_FB“ verwendet werden müssen. Die Verbindungs-ID (Socket-ID) und die Adresse sind angegeben.




Abb. 5-5: Eigenschaften – TCP-Verbindung: Adressen

Tippen Sie bei Lokal die Portnummer der S7 ein. Diese muss der Portnummer des MSX-E-Systems entsprechen und kann nur einmal verwendet werden. Um mehrere MSX-E-Systeme zu nutzen, muss jeweils eine weitere Lokal-Portnummer angegeben werden.

Geben Sie bei Partner die IP-Adresse des MSX-E-Systems sowie dessen Portnummer ein. Die Partner-Portnummer ist standardmäßig immer auf 512 eingestellt, weil dieser Port für die Modbus-Kommunikation reserviert ist. Allerdings muss die Partner-Portnummer mit jener übereinstimmen, die auf der Website des MSX-E-Systems festgelegt wurde. Um die Übereinstimmung zu überprüfen, öffnen Sie einen Webbrowser (z.B. Mozilla Firefox, Internet Explorer etc.) und geben Sie folgende Adresse ein: http://IP-Adresse des MSX-E-Systems.




Geben Sie als Benutzername und Passwort jeweils „mxadmin“ ein.


Klicken Sie auf der MSX-E-Website auf den Menüpunkt „Modbus server“.

Wählen Sie im Abschnitt „Modbus server configuration“ bei „Endianess“ die Option „big“ aus sowie bei „Protocol“ die Option „TCP“.

Falls Sie die Standardportnummer (512) nicht verwenden können, wählen Sie bei „Use default port number“ die Option „No“ aus. Passen Sie danach die Portnummer („Port number“) an.

Abb. 5-7: Modbus server configuration: Configuration

Wenn Sie die Portnummer etc. geändert haben, klicken Sie im Abschnitt „Action“ auf „Save & Restart“.

Abb. 5-8: Modbus server: Action



5.2.2 Datenserver

Wenn Sie die Messwerte aus dem Datenserver des MSX-E-Systems lesen möchten, müssen Sie eine weitere TCP-Verbindung einrichten, da der Modbus-Server nur für Kommandos verwendet wird.

Abb. 5-9: Ethernet-Konfiguration: Datenserver

Klicken Sie auf „CPU313C-2DP“ (siehe Pfeil oben).

In der Tabelle unten doppelklicken Sie in der markierten Zeile auf „Data-Server“ (siehe Pfeil unten).

In der Spalte „Typ“ der Tabelle steht, dass die Ethernet-Verbindung eine TCP-Verbindung ist.



Danach wird folgendes Fenster angezeigt:

Abb. 5-10: Eigenschaften – TCP-Verbindung: Allgemein

Damit die S7 die Verbindung zum MSX-E-System herstellt, muss Aktiver Verbindungsaufbau aktiviert sein.

Auf der rechten Seite der Abbildung oben sehen Sie die Bausteinparameter, die zusammen mit der Funktion „FC6 (AG_RECV)“ verwendet werden müssen. Die Verbindungs-ID (Socket-ID) und die Adresse sind angegeben.




Abb. 5-11: Eigenschaften – TCP-Verbindung: Adressen

Tippen Sie bei Lokal die Portnummer der S7 ein. Diese muss der Portnummer des MSX-E-Systems entsprechen.

Geben Sie bei Partner die IP-Adresse des MSX-E-Systems sowie dessen Portnummer ein. Letztere muss mit jener übereinstimmen, die auf der Website des MSX-E-Systems festgelegt wurde. Um die Übereinstimmung zu überprüfen, öffnen Sie einen Webbrowser (z.B. Mozilla Firefox, Internet Explorer etc.) und geben Sie folgende Adresse ein: http://IP-Adresse des MSX-E-Systems.




Geben Sie als Benutzername und Passwort jeweils „mxadmin“ ein.


Klicken Sie auf der MSX-E-Website auf den Menüpunkt „Data server“.

Passen Sie im Abschnitt „Network protocol“ die Portnummer an, falls Sie die Standardportnummer (8989) nicht verwenden können.

Abb. 5-13: Network protocol: Configuration




Wenn Sie die Portnummer geändert haben, klicken Sie im Abschnitt „Action“ auf „Save“ und danach auf „Restart“.

Abb. 5-14: Dataserver: Action

Bitte achten Sie darauf, dass im Abschnitt „Blocking TCP/IP transfer“ bei „Activate blocking TCP/IP transfer?“ die Option „no“ ausgewählt ist.

Abb. 5-15: Blocking TCP/IP transfer: Configuration

Wenn Sie diese Änderung vorgenommen haben, klicken Sie im Abschnitt „Action“ auf „Save“ und danach auf „Restart“ (siehe Abb. 5-14).

Funktionsbausteine ADModbus-Bibliothek

6 Funktionsbausteine

6.1 Umsetzung der AWL-Quellcode-Dateien in Funktionsbausteine

Die MSX-E-Modbus-TCP-Funktionen, die im Programmierbeispiel nicht zur Verfügung stehen, können über die AWL-Quellcode-Dateien in den SIMATIC-Manager importiert werden. Jede MSX-E-Modbus-TCP-Funktion, die auf dem MSX-E-System implementiert ist, hat danach einen Funktionsbaustein, der zusammen mit einem Instanz-Datenbaustein und einem Global-Datenbaustein auf die Funktion zugreift. Da es für jede MSX-E-Modbus-TCP-Funktion jeweils einen AWL-Quellcode gibt, sind in diesem somit drei Bausteine implementiert. Die AWL-Quellcodes können im SIMATIC-Manager geöffnet und kompiliert werden.

Klicken Sie im SIMATIC-Manger mit der rechten Maustaste auf „Quellen“.

Wählen Sie den Menüpunkt „Neues Objekt einfügen“ aus und klicken Sie danach auf „Externe Quelle“.

Abb. 6-1: SIMATIC-Manager: Quellenverzeichnis



Wählen Sie den Ordner aus, in dem sich die AWL-Quellcode-Dateien mit den Quellcodes der MSX-E-Modbus-TCP-Funktionen befinden. Markieren Sie die zu importierenden Dateien und klicken Sie auf die Schaltfläche „Öffnen“.

Abb. 6-2: SIMATIC-Manager: Auswahl der AWL-Quellcode-Dateien

Die ausgewählten AWL-Quellcode-Dateien befinden sich nun im Ordner „Quellen“.

Abb. 6-3: SIMATIC-Manager: AWL-Quellcode-Dateien



Um die einzelnen MSX-E-Modbus-TCP-Funktionen in den SIMATIC-Manager zu importieren, doppelklicken Sie auf die jeweilige AWL-Quellcode-Datei. Dadurch haben Sie Zugriff auf den AWL-Quellcode.

i WICHTIG! Die Nummerierung der MSX-E-Modbus-TCP-Funktionen ist bei allen MSX-E-Systemen gleich, auch wenn die Funktionen unterschiedlich sind. Wenn die AWL-Quellcode-Datei geöffnet ist, können Sie bei allen drei Bausteinen jeweils die Nummer ändern. Bitte beachten Sie, dass eine Baustein-Nummer nur einmal vergeben werden darf, da ansonsten der Baustein mit derselben Nummer bei der AWL-Kompilierung überschrieben wird! Jede MSX-E-Modbus-TCP-Funktion ist wie folgt indexiert (Beispiel): • Funktionsbaustein: FB202 370x_GetNbrOfChannels • Global-Datenbaustein: DB202 SR370x_GetNbrOfChannels

(Anfrage/Antwort-Modbus-TCP-Telegramme) • Instanz-Datenbaustein: DB203 I370x_GetNbrOfChannels.

Wenn Sie die Quellcode-Änderungen in einer Datei abgeschlossen haben, klicken Sie in der Menüleiste auf „Datei“ und wählen den Menüpunkt „Übersetzen“ aus.

Die kompilierten Dateien befinden sich nun als Bausteine im gleichnamigen Ordner („Bausteine“).



Abb. 6-4: SIMATIC-Manager: Bausteine

6.2 Mnemonische Symbole

Pro MSX-E-System gibt eine Symbol-Datei (.sdf), in der alle verfügbaren Symbole bzw. MSX-E-Modbus-TCP-Funktionen mit jeweils drei Bausteinen aufgelistet sind. Die Symbol-Datei kann u. a. genutzt werden, um Bausteine zu benennen. D. h., anstelle der Baustein-Nummer aus dem Quellcode wird der symbolische Name verwendet. Dazu müssen Sie die mitgelieferte Datei „mnemonics.sdf“ über den Symbol-Editor in das Projekt importieren.

Öffnen Sie den Symbol-Editor und klicken Sie in der Menüleiste auf „Tabelle“.

Wählen Sie den Menüpunkt „Importieren“ aus und anschließend die Datei „mnemonics.sdf“. Klicken Sie danach auf „Öffnen“.

Wählen Sie in der angezeigten Symbol-Datei die benötigten Funktionen aus und löschen Sie jene, die nicht verwendet werden sollen.




Abb. 6-5: SIMATIC-Manager: Mnemonische Symbole

i WICHTIG! Wenn Sie die Änderungen durchgeführt haben, klicken Sie nur auf „Speichern“.

Lesen von Daten aus dem MSX-E-Datenserver ADModbus-Bibliothek

7 Lesen von Daten aus dem MSX-E-Datenserver

7.1 Datenkonvertierung

Es ist zu beachten, dass die MSX-E-Systeme Daten aus dem Datenserver im Little-Endian-Format (Intel-Format) senden, wohingegen eine S7-SPS mit dem Big-Endian-Format (Motorola-Format) arbeitet.

Somit müssen die Werte der MSX-E-Systeme auf der SPS in das Big-Endian-Format (Motorola-Format) konvertiert werden. Diese Datencodierung spielt eine wichtige Rolle, da sonst die Messergebnisse falsch interpretiert werden.

Eine entsprechende Konvertierungsfunktion wird von ADDI-DATA zur Verfügung gestellt:

• Funktion: FC1

• Name: ADModbus_IntelToMoto_FC

7.1.1 Little-Endian-Format (Intel-Format)

Das niedrigstwertige Bit (LSB = Least Significant Bit) wird zuerst übertragen:

16-Bit 0x1234 >> 0x34 0x12 32-Bit 0x12345678 >> 0x78 0x56 0x34 0x12

7.1.2 Big-Endian-Format (Motorola-Format)

Das höchstwertige Bit (MSB = Most Significant Bit) wird zuerst übertragen:

16-Bit 0x1234 >> 0x12 0x34 32-Bit 0x12345678 >> 0x12 0x34 0x56 0x78



7.2 Funktion FC6 (AG_RECV)

Beschreibung:

Diese Funktion wurde von Siemens erstellt und ermöglicht es, Daten aus einer Netzwerkverbindung zu lesen.

Eingabe-Parameter:

ID: 2 ist die Nummer des Kommunikationsidentifikators des Datenservers.

LADDR: Der Wert W#16#0100 ist die Adresse des Funktionsbausteins.

Abb. 7-1: Eigenschaften – TCP-Verbindung: Eingabe-Parameter



RECV ist der Zeiger, in dem die Daten gespeichert werden müssen; in diesem Fall in Sample_ReceivedData_DB.DATA_SERVER. Dies bedeutet, dass ein Zeiger auf dem Offset „DATA_SERVER“ dem Datenbaustein DB2 („Sample_ReceivedData_DB“) übergeben wird und 20 Bytes (5 DWORD) erwartet werden. Die Anzahl der erwarteten Bytes kann sich je nach Bedarf ändern.

DATA_SERVER ist eine Tabelle, die 5 DWORD groß ist. Achten Sie darauf, dass die Tabelle, in der die Werte gespeichert werden, breit genug ist. Die Anzahl der Bytes entspricht immer einem Datenpaket.

Die Größe eines Datenpakets wird auf der Website des MSX-E-Systems unter dem Menüpunkt „Transducers“angegeben.

Abb. 7-2: Transducers: Binary data packet structure

Wenn der Funktionsbaustein die Werte aus dem MSX-E-System empfangen hat, finden Sie in der Tabelle des Zieldatenbausteins die Werte in folgende Reihenfolge:

DATA_SERVER [0]: enthält den Wert „counter“ DATA_SERVER [1]: enthält den Wert „channel 1“ DATA_SERVER [2]: enthält den Wert „channel 2“

…

DATA_SERVER [4]: enthält den Wert „channel 8“




Das nachfolgende Beispiel basiert auf einem S7-Screenshot („Binary data packet structure“) und einem Datenbaustein, in dem sich die Tabelle „DATA_SERVER“ als DWORD-Datentyp mit einer Breite von 20 Bytes befindet.

Abb. 7-3: Datenbaustein mit der Tabelle DATA_SERVER

Abb. 7-4: Tabelle DATA_SERVER im Datenbaustein

Ausgabe-Parameter:

NDR: Wenn die Anzahl der Bytes gelesen und NDR gleich 1 ist, dann ist kein Fehler aufgetreten. Beträgt NDR 0, so sind ERROR und STATUS zu überprüfen, um den angezeigten Fehler zu finden.

LEN: Dies ist die Anzahl von Lese-Bytes. Die Anzahl muss 20 betragen (= 5 x 4 Bytes).

S7-Programmierbeispiel ADModbus-Bibliothek

8 S7-Programmierbeispiel

8.1 Einführung

ADDI-DATA liefert Ihnen ein Softwarepaket, um die Verbindung zwischen einem MSX-E-System und einer S7-SPS über Modbus TCP zu ermöglichen. Das Programmierbeispiel basiert auf einer SIMATIC S7 von Siemens.

Wenn Sie eine S7-kompatible SPS eines anderen Herstellers (z.B. IBH-Softec, Vipa etc.) verwenden möchten, müssen Sie auf die Original-FCs des jeweiligen Herstellers zugreifen. Eventuell sind auch die Datenbausteine etc. anzupassen (Siemens: 5 DWORD; Vipa: 20 Bytes).

Das Programmierbeispiel „Sample MSXE-3701 (ADMB0000)“ wurde für die Ethernet-Kommunikation der S7-300 mit CP343-1 über das Modbus-TCP-Protokoll entwickelt. Es dient dem Lesen von Werten aus der TCP-Verbindung (TCP-Socket).

8.2 Voraussetzungen

Das Programmierbeispiel verwendet eine Zustandsmaschine zur Verwaltung der Funktionsaufrufe. Es besteht die Möglichkeit, den aktuellen Zustand der digitalen SPS-Ausgänge mit Hilfe von LEDs zu visualisieren. Diese LEDs können auch verwendet werden, um Fehler und Warnungen während der Entwicklungsphase anzuzeigen.

Wenn Sie die LEDs der digitalen Ausgänge nutzen möchten, müssen Sie im Programmierbeispiel die Registeradresse der digitalen Ausgänge an Ihre Hardware-Konfiguration anpassen.

Abb. 8-1: S7: LED-Visualisierung der digitalen Ausgänge

Zustandsvisualisierung

Fehlervisualisierung


S7-Programmierbeispiel ADModbus-Bibliothek


Die Bedeutung der einzelnen LEDs wird im Kommentar des Programmierbeispiels erläutert.

Abb. 8-2: SIMATIC-Manager: LED-Konfiguration der digitalen Ausgänge

OB1 ruft die Zustandsmaschine FB1 auf, in der alle Schritte des Programmierbeispiels beschrieben werden.

Auto-Refresh-Modus und Sequenz-Modus ADModbus-Bibliothek


9 Auto-Refresh-Modus und Sequenz-Modus

i WICHTIG! Wenn im Auto–Refresh-Modus keine Mittelwertberechnung bzw. im Sequenz-Modus keine Wartezeit konfiguriert ist, benötigt die SPS eine gewisse Zeit, um die Werte aus der TCP-Verbindung zu lesen (SPS-Zyklus > Erfassungszyklus). Dies ist ebenso der Fall, wenn in beiden Modi ein kleiner „division factor“ konfiguriert ist. Somit kann es zu einer Verzögerung zwischen dem aktuellen Status der Kanäle und der gelesenen Messwerte kommen. Falls die Pakete aus der TCP-Verbindung nicht schnell genug gelesen werden, kann es einen FIFO-Überlauf geben, wodurch das MSX-E-System die Verbindung zu der SPS abbricht.

9.1 Erfassung im Auto-Refresh-Modus

Abb. 9-1: Auto-Refresh-Modus: Erfassungszyklus

Auto-Refresh: Erfassungszyklus: Lesen der Kanäle


Speicherstelle für 5 Werte


Werte


Speicher-DB

TCP- Verbindung



In Abb. 9-1 wird der Erfassungszyklus mit vier Kanälen eines MSX-E-Systems im Auto-Refresh-Modus dargestellt (hellblau).

Da für die fünf Werte nur eine Speicherstelle vorhanden ist, werden nach jedem Zyklus die Werte des vorherigen Zyklus mit denen des aktuellen Zyklus überschrieben. Das MSX-E-System sendet die Werte an die SPS, sobald diese angeschlossen ist.


MSX-E-Erfassungszyklus (Auto-Refresh) < SPS-Zyklus -> Werte können verloren gehen



i WICHTIG! Bei einem Socket-FIFO-Überlauf können Werte verloren gehen.

9.2 Erfassung im Sequenz-Modus

Abb. 9-2: Sequenz-Modus: Erfassungszyklus

Erfassungszyklus: Lesen der Kanäle


FIFO-Puffer X für 5 Werte


Werte


Speicher-DB



TCP- Verbindung



In Abb. 5-2 wird der Erfassungszyklus mit vier Kanälen eines MSX-E-Systems im Sequenz-Modus dargestellt (hellblau).

Die Werte des aktuellen Zyklus werden jeweils in einen neuen FIFO-Puffer geschrieben, d.h., es werden keine Werte überschrieben. Das MSX-E-System sendet die Werte an die SPS, sobald diese angeschlossen ist.


MSX-E-Erfassungszyklus (Sequenz-Modus) < SPS-Zyklus -> alle Werte werden empfangen

MSX-E-Erfassungszyklus (Sequenz-Modus) > SPS-Zyklus -> alle Werte werden empfangen

MSX-E-Erfassungszyklus (Sequenz-Modus) = SPS-Zyklus -> alle Werte werden empfangen

i WICHTIG! Bei einem Socket-FIFO-Überlauf können Werte verloren gehen.

Anhang ADModbus-Bibliothek

10 Anhang

10.1 Glossar

AWL = Anweisungsliste

AWL ist eine Programmiersprache nach DIN EN 61131-3 zur SPS-Programmierung.

Code-Baustein Im Siemens STEP 7-System entsprechen Code-Bausteine Organisationseinheiten des Anwenderprogramms. Man unterscheidet zwischen folgenden Code-Bausteintypen: Organisationsbaustein (OB), Funktionsbaustein (FB) und Funktion (FC).

Datenbaustein (DB) Bei Datenbausteinen handelt es sich um Datenbereiche im Siemens STEP 7-System, in denen die Daten des Anwenderprogramms gespeichert werden. Es gibt zwei Datenbaustein-Typen: Instanz-Datenbausteine und Global-Datenbausteine. Erstere enthalten statische Lokaldaten, letztere Informationen, auf die ein Zugriff von allen Code-Bausteinen aus erfolgen kann. Instanz-Datenbausteine werden bei der Erstellung von Funktionsbausteinen (FBs) erzeugt, während Global-Datenbausteine vom Anwender programmiert werden müssen.

Ethernet Hierbei handelt es sich um ein Basisband-Bussystem, das ursprünglich für die Verknüpfung von Minicomputern entwickelt wurde. Es basiert auf dem CSMA/CD-Zugriffs-verfahren. Als Übertragungsmedium dienen Koaxialkabel bzw. Twisted-Pair-Leitungen. Die Übertragungsgeschwindigkeiten betragen 10 Mbit/s (Ethernet), 100 Mbit/s (Fast Ethernet) sowie 1 Gbit/s bzw. 10 Gbit/s (Gigabit Ethernet). Diese weit verbreitete Technik zum Vernetzen von Rechnern in einem LAN ist seit 1985 genormt (IEEE 802.3 und ISO 8802-3). Die Ethernet-Technologie hat sich im Bürobereich allgemein durchgesetzt. Nach Ermöglichung auch sehr harter Echtzeitanforderungen und Anpassung der Gerätetechnik (Buskabel, Patchfelder, Anschlussdosen) an die rauen

Einsatzbedingungen des industriellen Umfelds dringt sie zunehmend in die Feldbereiche der Automatisierungstechnik vor.

FIFO = First in, First out

Organisationsprinzip für die Bedienung von Warteschlangen, bei dem die Abarbeitung von Aufträgen in der gleichen Reihenfolge erfolgt wie die Annahme. So werden z.B. beim Leeren eines Speichers zuerst eingespeicherte Daten als erste wieder ausgegeben.

Funktion (FC) Im Siemens STEP 7-System gibt es den Code-Bausteintyp „Funktionen“, der Funktionen strukturierter Anwenderprogramme enthält. Dieser Code-Bausteintyp ist parametrierbar und kann Lokaldaten temporär speichern.

Funktionsbaustein (FB) Funktionsbausteine strukturierter Anwender-programme zählen im Siemens STEP 7-System zu den Code-Bausteinen und enthalten aufgabenspezifische Unterprogramme. Zu einem Funktionbaustein gehört immer ein Instanz-Datenbaustein, d. h. ein eigener Speicherbereich für spezielle Daten. FBs sind parametrierbar und können Lokaldaten sowohl statisch als auch temporär speichern.

IP-Adresse Die IP-Adresse ist eine numerische Adresse, die einem Rechner im Internet zugeordnet ist und diesen eindeutig identifizierbar macht. Sie besteht aus einer Folge von vier Zahlengruppen mit je maximal drei Ziffern, die jeweils durch Punkte voneinander getrennt sind. Fest mit dem Internet verbundene Rechner haben eine feste IP-Adresse. Benutzer, die sich von Zeit zu Zeit ins Netz einwählen, erhalten vom Provider eine dynamische IP-Adresse, die nach Beendigung der Sitzung an den nächsten Kunden weitervergeben wird.



LSB = Least Significant Bit

Die Bits sind unterschiedlich gewichtet, wobei das am weitesten rechts stehende die geringste Wertigkeit hat. Es wird daher als „Least Significant Bit“ (LSB) bezeichnet.

Modbus TCP Das Modbus-TCP-Protokoll ist ein offenes Anfrage/Antwort-Protokoll für die Kommunikation zwischen einem Master und Slave bzw. Client und Server. Als Master, der die Kommunikationsvorgänge initialisiert, kann z. B. eine SPS fungieren. Die Daten werden in Form von TCP/IP-Paketen übertragen.

MSB = Most Significant Bit

Die Bits sind unterschiedlich gewichtet. Das erste Bit hat den höchsten Wert und wird als „Most Significant Bit“(MSB) bezeichnet.

Organisationsbaustein (OB) Organisationsbausteine gehören im Siemens STEP 7-System zu den Code-Bausteinen und bilden die Schnittstelle zwischen dem Betriebssystem und dem Anwenderprogramm. OBs können durch das Betriebssystem in bestimmten Situationen aufgerufen werden, wenn der sonst endlos ausgeführte OB1 unterbrochen wird.

Socket Die bidirektionale Softwareschnittstelle zur Interprozess- (IPC) oder Netzwerkkommuni-kation wird Socket genannt. Sockets bilden eine standardisierte Schnittstelle (API) zwischen dem Betriebssystem und der eigentlichen Anwendungssoftware.

SPS = Speicherprogrammierbare Steuerung


Zähler Der Zähler ist ein Schaltkreis, der Impulse zählt oder die Dauer von Impulsen messen kann.



10.2 Index

ADModbus-Bausteine 19 ADModbus-Bibliothek

Einbindung 20 Kurzbeschreibung 7 Struktur 8 Voraussetzungen 21

Auto-Refresh-Modus 44 Datenformat

Big-Endian-Format 38 Intel-Format 38 Little-Endian-Format 38 Motorola-Format 38

Datenkonvertierung 38 FC6 39 Funktionsbausteine 33 Glossar 47 Mnemonische Symbole 36

MSX-E-Modbus-TCP-Funktionen Funktionsbausteine 10 Funktionsnamen 11 Funktionsparameter 12 MSX-E-System-Fehler 17

Organisationsbausteine 19 Programmierbeispiel 42 Rückgabewert 18 Sequenz-Modus 44 Softwarepaket 7 SPS-Konfiguration 22 Taktmerker 22 TCP-Verbindung

Datenserver 28 Modbus-Server 23

Zustandsmaschine 9


Kontakt und Support ADModbus-Bibliothek

11 Kontakt und Support Haben Sie Fragen? Schreiben Sie uns oder rufen Sie uns an: Postanschrift: ADDI-DATA GmbH Airpark Business Center Airport Boulevard B210 77836 Rheinmünster Deutschland

Telefon: +49 7229 1847-0 Fax: +49 7229 1847-222


Handbuch- und Software-Download im Internet:

www.addi-data.com



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Ethernet E/A-Module: S7 · PDF file• Turbo Pascal, Delphi, Borland C, ... Abb. 2-1: MSX-E-Modul: Aufbau. 7 . Das Prinzip der Kombination MSX-Exxxx und SPS: Grundlagen