DE_Technische Informationen_Betriebssystem xx7

SPS-Betriebssystem der Serie xx7
Programmierbar mit STEP®7 von Siemens®
Mehr als kompatibel
■ DK3964R/RK512 inklusive: Die bekannten Standardprotokolle werden ohne
zusätzlich notwendige Treiber unterstützt.
■ Modem-Unterstützung integriert: Integrierte Funktionen für Fernprogrammierung/Diagnose und Datenübertragung mit Modem.
■ Programmierung ohne MPI-Adapter, direkt über die RS 232-Schnittstelle des PCs.
■ Stark in Feldbuskommunikation: Nahtlose Integration von PROFIBUS DP/FMS
und LONWORKS® in die SPS-Funktion.
■ B&B mit integriertem Webserver: HTML-Seiten, Bilder, PDF-Dateien usw. in
SPS speichern und mit Standard-Browsern auslesen.
■ Betriebssystem erweitern mit individuellen Funktionen und so wertvolles
Know-how vor Auslesen, Kopieren und Manipulation schützen.
Programmierung mit der originalen STEP®7 Software
von Siemens®
■ Vorhandene Programmier-Software nutzen und die damit verbundene Erfahrung.
■ Vorhandene STEP®7-Programme direkt übernehmen ohne Konvertierung
(STEP®7 von Siemens®).
■ Sicherung der getätigten Investitionen, Arbeiten mit vertrauten Werkzeugen
und Testfunktionen
– Programmieren in AWL, KOP, FUP
– Verwendung der Engineering-Tools von Siemens®
– Variable beobachten/steuern, Programmstatus usw.
■ Befehlssatz entspricht den SIMATIC®-Steuerungen der Baureihen S7-300® und
S7-400® von Siemens®.
Ausgabe 26/353 D1
■ Spezifischen Funktionen der Serie xx7 wie serielle Schnittstellen, Zähler usw.
programmiert über im Betriebssystem integrierte Systemfunktionen (SFCs).
Smart solutions for comfort and safety
Controls
xx7
Optimales Zusammenspiel zwischen
Betriebssystem, Hardware und Programmierwerkzeugen
Mit über 20 Jahren Erfahrung im Bereich der SPS-Technik
gehört Saia-Burgess Controls zu den etablierten Pionieren
in der SPS-Branche. Als der erste SPS-Anbieter, welcher
Programmierwerkzeuge unter Microsoft Windows und CPUs
auf Basis von 32-Bit-Mikroprozessoren entwickelte, kann
Saia-Burgess Controls eine umfassende Kompetenz auf dem
Gebiet der Programmierwerkzeuge, CPU-Hardware und
Betriebssysteme für speicherprogrammierbare Steuerungen
vorweisen.
Programmierbar mit STEP®7 von Siemens®
Neben dem bewährten SAIA®PCD-Betriebssystem wurde –
der Nachfrage nach standardisierten Programmierumgebungen Rechnung tragend – das Betriebssystem der Serie xx7
entwickelt, welches mit den STEP®7-Programmierwerkzeugen des Marktführers Siemens programmierbar ist. Das
xx7-Betriebssystem ist in der Lage, STEP®7-Instruktionen
direkt vom STEP®7-Programmierwerkzeug von Siemens® zu
übernehmen und zu verarbeiten. Nicht nur der Befehlssatz
der S7-300/400-Steuerungen von Siemens® wurde implementiert, auch der Grossteil der Systemfunktionen SFC ist im
xx7-Betriebssystem integriert (siehe auch Seite 7 Befehlssatz
und Seite 12 Standard-Systemfunktionen). Dadurch können
Programme sowohl in KOP, FUP und AWL als auch mit den
Engineeringtools S7-GRAPH, S7-HiGraph, S7-SCL und CFC
erstellt werden. Ausgestattet mit der MPI-Funktion können Programme wie gewohnt geladen und getestet werde.
Umfangreiche und leistungsfähige Online-Testfunktionen
runden das Bild ab.
Hoher Grad an Funktionalität – inklusive
Das xx7-Betriebssystem besticht durch eine hohe Funktionalität, die ansonsten oft nur durch zusätzliche Baugruppen
und Extra-Software zu bekommen ist. So sind z. B. die weit
verbreiteten Kommunikationsprotokolle DK 3964R, RK 511
aber auch die freien ASCII-Treiber integrale Bestandteile
des Betriebssystems, die sich ohne Zusatzaufwand nutzen
lassen. Weiter unterstützt das Betriebssystem von Haus
aus Fernwartung und Teleservice über Modem. Mit dem
integrierten Web-Server lassen sich ohne grossen Aufwand
ansprechende B&B-Funktionen (Bedienen & Beobachten)
realisieren.
Erweiterbarkeit durch offene
Systemarchitektur
Eine im SPS-Bereich bisher nicht gekannte Offenheit erlaubt
dem Anwender sogar eigene Funktionen in das Betriebssystem der Serie xx7 einzubinden und so sein Know-how zu
schützen bzw. eine unqualifizierte Manipulation sensibler
Programmteile zu verhindern (siehe Betriebssystemerweiterungen, Seiten 18/19). Damit wird die bewährte SPSTechnologie eines etablierten Anbieters mit individuellem
Applikations-Know-how verbunden.
Der streng modulare Aufbau und die damit verbundene
Kapselung jeder einzelnen Funktion sind Garant für eine
stabile Funktion des SPS-Betriebssystems, auch bei Erweiterungen durch den Anwender.
Zuverlässigkeit eingebaut
■ Hohe Stabilität und robuste Funktion
Einwandfreie Funktion unter allen Betriebsbedingungen,
sicheres Abschalten im Fehlerfall.
■ Harte Echtzeitfähigkeit
Deterministisches Zeitverhalten und berechenbare Reaktionszeiten dank prioritätsgesteuertem, preemptivem
Multitasking.
■ Konstante Produktlebenszyklen und Reproduzierbarkeit
Steuerungslösungen basierend auf dem xx7-Betriebssystem können auch noch nach Jahren (re)produziert
werden – ohne Software-Update, Service-Packs und neue
Hardware-Komponenten.
■ Wartbarkeit
Programmier- und Testfunktionen, die den zu steuernden Prozess oder Maschinenablauf nicht zum Erliegen
bringen, gewährleisten eine praxisgerechte Wartung und
Pflege – auch wenn die Produktion auf vollen Touren
läuft.
■ Optimale Abstimmung
Speziell auf die PCD-Steuerungen zugeschnitten, nutzt das
xx7-Betriebssystem die Hardware-Ressourcen effizient
und optimal.
2
Optimales Zusammenspiel
An ein Betriebssystem, das zur Steuerung von Prozessen
und Maschinen eingesetzt wird, werden erhöhte Anforderungen gestellt. Das xx7-Betriebssystem zeichnet sich durch
folgende Merkmale aus:
xx7
Aufbau von Betriebssystem, Hardware
und Programmierumgebung
Das xx7-Betriebssystem ist das Bindeglied zwischen Programmierwerkzeugen bzw. den damit erstellten Anwenderprogrammen und der Steuerungs-Hardware. Es gewährleistet die einwandfreie Steuerungsfunktion – so wie durch
die Programmierung vorgegeben.
HARDWARE
BEARBEITU
NG
S
AW
LB
A WL K
OP
F
(STEP®7 UND
ENGINEERING-TOOLS
VON SIEMENS®)
(FIRMWARE)
FC
L C
B
xx7KERNEL
SF
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EB
C
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S7
RPROGR
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F
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R
EN (O GANI
USTEINE)
BA
NS
BETRIEBS- PROGRAMMIERSYSTEM
SOFTWARE
An erster Stelle steht das Anwenderprogramm, welches in
den Darstellungsarten KOP, FUP und AWL aber auch in
den höheren SPS-Sprachen S7-GRAPH, S7-HiGraph, S7-SCL
oder CFC realisiert ist. Dieses wird in der entsprechenden
Bearbeitungsebene (z. B. Anlauf, Zyklus, Weckalarm) ausge-
führt. Einzelne, fein aufeinander abgestimmte Module, gewährleisten den einwandfreien Ablauf der SPS-Funktion, der
Kommunikation und erlauben den Zugriff auf die OnboardFunktionen (schneller Zähler, SSI-Schnittstelle, InterruptEingänge usw.) der PCD1/2-Hardware. Schlussendlich stellt
das BIOS die Verbindung zur CPU-Hardware her und I/OModul-Treiber erlauben den reibunglosen Betrieb der I/OModule. Im Betriebssystem integrierte Systemfunktion SFC/
SFB gestatten dem Anwender auf Funktionen des Betriebssystems zuzugreifen.
PCD-PROZESSOR (CPU)
INTELLIGENTE
FUNKTIONSMODULE
(ZÄHL-, MESS-, POSITIONIER-,
MODEM-MODULE USW.)
ANALOGE UND DIGITALE
EIN-/AUSGANGSMODULE
SERIELLE
DATENSCHNITTSTELLEN
(RS 422, RS 485, TTY)
UND MPI
FELDBUSANSCHALTUNG
(PROFIBUS DP und
LONWORKS®)
3
(ST S T E P ®7 - S P S ® )
S
EP ®7
VON SIEMEN
S
r
erp
Int
¹) nur PCD2
²) nur PCD2.M157/..M177/..M257
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S
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I/O-ModulTreiber
Watch-Dog ¹)
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Er
S
Standard-Systemfunktionen
SFC/SFB (entsprechend
SIMATIC-S7 von Siemens)
E
Erweiterte Systemfunktionen
SFC/SFB (Serie xx7)
Einheitliche Struktur
PROZESS UND BEDIENUNG (HMI)
Register – Speicher – Systemressourcen
31
Akkumulator 1
0
31
Akkumulator 2
0
31
Akkumulator 3
0
31
Akkumulator 4
0
31
Adressregister AR1
0
31
Adressregister AR2
0
31
DB-Register 1 (DB)
0
31
DB-Register 2 (DI)
0
M0.0
Merker
T0
Zeiten
T255
Z0
Zähler
Z255
EB0
Prozessabbild Eingänge
EB255
AB0
Prozessabbild Ausgänge
AB255
RAM-Speicher (1 MByte ¹)
Anwenderprogramm:
Funktionen FC (1024)
Funktionsbausteine FB (512)
Datenbausteine DB (1023)
Instanzdatenbausteine DI (1023)
Lokaldaten-Stack (26 kBytes ¹)
8
Statuswort
Klammer-Stack
Akkumulatoren
Programmbausteine mit Gedächtnis
Es stehen 4 vollwertige Akkumulatoren für die Datenverarbeitung zur Verfügung.
Das Betriebssystem der Serie xx7 unterstützt 2 Typen von
Programm-Bausteinen.
–
–
–
–
–
–
– Funktionen FC
– Funktionsbausteine FB
Datenbreite 32 Bit
Verarbeitung von Werten mit 8, 16 und 32 Bit
Festpunkt-Arithmetik
Gleitpunkt-Arithmetik
Logische Funktionen
Vergleiche
Indirekte Adressierung
Zwei Adressregister von 32 Bit ermöglichen einen komfortablen und effizienten Zugriff aus sämtliche SPS-Daten
(Merker, Zeiten, Zähler, Ein-/Ausgänge, Datenbausteine).
Die Adresse im Adressregister kann zur Laufzeit geladen
bzw. manipuliert werden, was die Handhabung von komplexen Datenstrukturen vereinfacht.
– Block-Transfers
– Datenblöcke kopieren oder verschieben
Pointer
Mit dem Any-Pointer kann die von Hochsprachen her bekannte Pointer-Technik auch vom SPS-Programmierer angewendet werden. Ähnlich der indirekten Adressierung
mit einem Adressregister kann mit dem Any-Pointer auf
sämtliche SPS-Daten zugegriffen werden.
– Block-Transfers
– Datenblöcke kopieren oder verschieben
4
M2047.7
Im Unterschied zu den FCs wird bei Aufruf eines FBs immer ein Datenbaustein selektiert, ein sogenannter InstanzDatenbaustein DI. In einem DI werden lokale Variablen
abgelegt, die nur innerhalb des FBs gültig sind und bei
einem erneuten Aufruf des FBs erhalten bleiben (statische
Variable). Alternativ kann ein DI als Gedächtnis für mehrere
FBs genutzt werden (Multi-Instanz).
– Datenkapselung
– Wiederverwertbare Programme
– Einfache Portierung von FBs in neue Projekte
Lokaldaten
In FCs und FBs lassen sich lokale Variablen definieren, die
nur innerhalb der FC bzw. des FBs gültig sind. Lokaldaten
sind nur so lange gültig, wie der FB bzw. die FC bearbeitet wird. Bei einem erneuten Aufruf gehen die Werte des
vorhergehenden Aufrufs verloren. Lokaldaten werden in
einem Stack abgelegt.
– Schmiermerker
– Datendefinition pro FB bzw. FC
Vorteile: keine Überschneidungen mit anderen FB/FC
und keine Doppeladressierung
0
Peripheriebereich (64 kBytes)
Peripheriebereich (Prozessabbild)
E/A-Bus / Feldbus
xx7
Datenbausteine DB
¹) Lokaldaten und Anwenderprogrammspeicher abhängig von CPU
Systemressourcen
■ Die Serie xx7 zeichnet sich durch eine reichhaltige Ausstattung mit Systemressourcen aus und die einheitliche
Struktur bringt dem den Anwender massgebende Vorteile.
■ Keine Unterschiede bei den SPS-Daten zwischen den
einzelnen Typen der Serie xx7: gleiche Anzahl FBs, FCs,
DBs, Merker, Zeiten und Zähler.
■ Uneingeschränkte Adressierung bis hin zur kleinsten CPU.
■ Durch die einheitliche Datenstruktur werden Portierungen von einem Typ zum anderen erleichtert: kein umnummerieren der Bausteine, immer ausreichend Merker,
Zeiten und Zähler.
SPS-Daten
Anwenderprogrammspeicher
PCD1.M137
PCD2.M127
PCD2.M157
PCD2.M257
PCD2.M177
48 kBytes
132 kBytes
512 kBytes
1024 kBytes
Merker
16 384 Bit / M0.0…M2047.7
Zähler
256 / Z0…Z255
Zeiten
256 / T0…T255
Datenbausteine DB
Lokaldaten
Funktionen FC
1023 / DB1…DB1024
2305 Bytes
9216 Bytes
26 624 Bytes
1024 / FC0…FC1023
Funktionsbausteine
512 / FB0…FB511
Taktmerker (1 Merker-Byte)
8, konfigurierbar
Ein-/Ausgänge (digital, analog)
5
Gesamtadressraum Eingänge
65 536 Bytes / PEB0…PEB65535
Gesamtadressraum Ausgänge
65 536 Bytes / PAB0…PAB65535
Prozessabbild Eingänge
256 Bytes / EB0…EB255
Prozessabbild Ausgänge
256 Bytes / AB0…AB255
26 624 Bytes
Register – Speicher – Systemressourcen
Backup Anwenderprogramm:
Funktionen FC
Funktionsbausteine FB
Datenbausteine DB
Instanzdatenbausteine DI
Speichermodul
Flash-EPROM-Speicher (1 MByte ¹)
Bearbeitungsebenen und Programmabarbeitung
Das SPS-Betriebssystem der Serie xx7 beinhaltet drei Bearbeitungsebenen: Anlauf, Zyklus und Ereignis. Die Bearbeitungsebenen sind durch Organisationsbausteine realisiert,
welche automatisch durch das Betriebssystem aufgerufen
werden.
Power-on,
RUN- oder STOP-Anforderung
Für Reaktionen unabhängig vom SPS-Zyklus stehen Organisationsbausteine der ereignisgesteuerten Bearbeitungsebene zur Verfügung. Diese werden zum Teil komfortabel
mit dem Hardware-Konfigurator der STEP®7-Software von
Siemens® konfiguriert.
Ereignisse
hh:ss
Uhrzeitalarme
OB10…OB17 ¹)
(Schalter, Programmiergerät)
t
Neustart
OB100
Anlauf
Der Anlauf wird nach dem Start
der Steuerung einmalig durchlaufen
und dient zur Initialisierung des
Steuerungsprogrammes.
Prozessabbild
aktualisieren
t
Verzögerungsalarme
OB20…OB23 ¹)
t
Weckalarme
OB30…OB38 ¹)
Prozessalarme
OB40…OB47 ¹)
Zyklisches Programm
OB1
t
STOP
Betriebssystem
t
Zyklus
Fehlerbehandlung
OB80…OB82, OB85…OB86,
OB121…OB122 ¹)
¹) Anzahl der OB abhängig von der CPU
Nach dem Anlauf erfolgt der Aufruf des
Zyklus, in dem kontinuierlich das
Anwenderprogramm abgearbeitet wird.
Uhrzeitalarme
Mit Hilfe eines Uhrzeitalarmes können Programmteile zu
einem bestimmten Datum oder zu einer spezifizierten Uhrzeit ausgeführt werden – ähnlich der Programmierung eines Video-Recorders. Bei Eintreffen des programmierten
Ereignisses startet das Betriebssystem den zugehörigen
Organisationsbaustein.
Es stehen acht verschiedene Ausführungsarten zur Verfügung: einmalig, minütlich, stündlich, täglich, wöchentlich,
monatlich, Monatsletzter, jährlich.
Konfiguration der Uhrzeitalarme mit dem Hardware-Konfigurator der
STEP®7-Programmiersoftware von Siemens®.
6
xx7
Weckalarme
Zusätzlich zu dem Zeitraster kann auch eine Phasenverschiebung spezifiziert werden. Der Weckalarm wird dann
nicht zum Zeitpunkt des Zeitrasters gestartet, sondern um
den Wert der Phasenverschiebung verschoben. Werden
z. B. zwei Weckalarme im Raster von 10 ms und 100 ms
konfiguriert, bedeutet dies, dass immer zum 100 ms-Raster
beide Alarme gleichzeitig ausgeführt werden. Bei einer
programmierten Phasenverschiebung von z. B. 3 ms für den
10 ms-Alarm, wird dieser immer um 3 ms verschoben aufgerufen, also zu den Zeitpunkten 13 ms, 23 ms, 33 ms usw.
Damit trifft er nicht mehr mit dem 100 ms-Alarm zusammen,
was die zusätzliche CPU-Belastung der Alarme gleichmässiger auf den SPS-Zyklus verteilt.
Konfiguration der Weckalarme mit dem Hardware-Konfigurator der
STEP ®7-Programmiersoftware von Siemens®.
– Zeitraster einstellbar von 1 ms bis 60 s
– Programmierbare Phasenverschiebung von 0 ms bis 60 s
Verzögerungsalarme
Mit einem Verzögerungsalarm kann ein Programmteil nach
einer programmierbaren Verzögerung gestartet werden. Die
Aktivierung erfolgt durch Aufruf von im Betriebssystem integrierten SFCs (System Funtion Call), bei dem die gewünschte
Verzögerung spezifiziert wird. Nach Aufruf des SFCs sowie
dem Ablauf der Verzögerungszeit wird der zugeordnete
Organisationsbaustein vom Betriebssystem gestartet.
– Auslösen präziser Reaktionszeiten, unabhängig von der
SPS-Zykluszeit
– Verzögerungszeit einstellbar von 1 ms bis 60 s
– Aktivieren bzw. stornieren mit SFCs
Aktivierung eines Verzögerungsalarms durch den Aufruf des SFC32.
Prozessalarme
Fehlerbehandlung
Prozessalarme erlauben den Start von Programmteilen
durch Hardware-Interrupts (externe Ereignisse). Dadurch
kann die SPS sehr schnell auf externe Signale asynchron
zum SPS-Zyklus reagieren.
Treten Fehlerzustände in der SPS auf, schaltet diese gemäss
der Grundeinstellung in den STOP-Zustand. Durch Programmieren entsprechender Organisationsbausteine kann
der SPS-Programmierer entscheiden, wie die SPS auf den
Fehler reagieren soll. Sind solche Bausteine programmiert,
schaltet die SPS nicht in den STOP-Zustand, sondern arbeitet
diese sogenannten Fehler-OBs ab. Es werden zwei Klassen
von Fehlern unterschieden.
– Reaktion auf externe Signale: Interrupt-Eingänge (onboard) oder Zählerstand (Onboard-Zähler)
– Realisierung schnellster Reaktionszeiten
– Asynchrone Fehler: Zeitfehler
Stromversorgungsfehler
Diagnosealarm
Programmablauffehler
Baugruppenträgerausfall
– Synchrone Fehler: Programmierfehler
Peripheriezugriffsfehler
7
Bearbeitungsebenen und Programmabarbeitung
Unter Weckalarmen versteht man das periodisch wiederkehrende Ausführen von Programmteilen in einem festen
Zeitraster. Dabei werden Organisationsbausteine in einem
zuvor spezifizierten Zeitraster vom Betriebssystem gestartet. Weckalarme eignen sich z. B. für die zeitäquidistante
Ausführung von Regelalgorithmen.
xx7
Organisationsbausteine nach Typ
Übersicht von Befehlssatz und Adressierung
Funktion
PCD1.M137
PCD2.M127
PCD2.M157
PCD2.M257
PCD2.M177
OB1
OB1
OB1
OB1
OB10, OB11
OB10…OB13
OB10…OB17
OB10…OB17
Verzögerungsalarme
(Start eines OB abhängig von einer
spezifizierten Zeit = Verzögerungszeit)
OB20
OB20…OB23
OB20…OB23
OB20…OB23
Weckalarme
(Zyklischer Start eines OB in einem
festen, spezifizierten Zeitraster)
OB35
OB32…OB35
OB30…OB38
OB30…OB38
OB40, OB41
OB40…OB43
OB40…OB47
OB40…OB47
OB100
OB100
OB100
OB100
Zeitfehler
(z. B. wird die Zykluszeit überschritten)
OB80
OB80
OB80
OB80
Stromversorgungsfehler
(z. B. Batterie leer)
OB81
OB81
OB81
OB81
Diagnosealarm
OB82
OB82
OB82
OB82
Programmablauffehler
OB85
OB85
OB85
OB85
Baugruppenträgerausfall
OB86
OB86
OB86
OB86
Programmierfehler
(Programmierfehler, der zur Laufzeit
erkannt wird)
OB121
OB121
OB121
OB121
Perpheriezugriffsfehler
OB122
OB122
OB122
OB122
Freier Zyklus
Uhrzeitalarme
(Start eines OB abhängig von
Datum und Uhrzeit)
Prozessalarme
(Start eines OB abhängig von einem
Hardware-Interrupt = externes Ereignis)
Anlauf
Fehler asynchron
Fehler synchron
Befehlssatz
Adressierung
®
Das Betriebssystem der Serie xx7 unterstützt den STEP 7Befehlssatz von Siemens® und entspricht einer S7-400® von
Siemens®. Damit sind auch Programme welche für eine
S7-300® von Siemens® programmiert wurden ablauffähig.
– Bitverarbeitung:
Binäre Verknüpfungen
Klammerbefehle
Ergebniszuweisung
Speicheroperationen
Flankenauswertung
– Wortverarbeitung:
Logische Verknüpfungen
Schieben und Rotieren
Datentyp-Umwandlung
– Laden und Transferieren
– Zeitoperationen
– Zähloperationen
– Vergleichsoperationen
– Programmsteuerung:
Bausteinaufrufe
Sprünge
– Rechenoperationen:
Festpunktarithmetik
Gleitpunktarithmetik
Trigonometrische Funktionen
Logarithmusfunktionen
Wurzelfunktionen
8
Das Betriebssystem der Serie xx7 bietet eine Vielzahl von
Adressierungsarten.
– Unmittelbare Adressierung:
Laden von Konstanten, Konstante ist Bestandteil
der Operation
Beispiel: L 26
– Direkte Adressierung:
Operandenadresse ist Bestandteil der Operation
Beispiel: U E10.6
– Indirekte Adressierung von Zeiten und Zähler:
Operandenadresse wird aus Variable (z. B. Lokaldaten)
gebildet
Beispiel: SV T[LW22]
– Speicherindirekte Adressierung:
Operandenadresse wird aus Variable (z. B. Merker)
gebildet
Beispiel: U E[MD20]
– Registerindirekte Adressierung:
Operandenadresse wird unter Verwendung eines
Adressregisters gebildet
Beispiel: U E[AR1,P#16.2]
Organisationsbausteine / Befehlssatz und Adressierung
Programmbearbeitung
xx7
Befehlsbearbeitung
■ Interpreter
■ Compiler
PCD1.M137
PCD2.M127
PCD2.M157 / PCD2.M257
PCD2.M177
Interpreter
Compiler
X
X
X
X
–
–
X
X
Befehlsbearbeitung mit Interpreter
Bei der interpretativen Befehlsbearbeitung lädt der Interpreter STEP®7-Instruktionen nacheinander aus dem Anwenderprogrammspeicher, dekodiert diese (d. h. entscheidet, um
welche Instruktion es sich handelt) und führt ein entsprechendes Unterprogramm aus. Der Vorgang wiederholt sich
bis das gesamte Programm abgearbeitet ist.
– Kompakte SPS-Programme, reduzierter Speicherbedarf
Das Betriebssystem der Serie xx7 vereinigt die Vorteile
von Interpreter und Compiler in einer für den Anwender
optimalen Form. Es wird zwischen Anwenderprogrammspeicher und Compilerspeicher unterschieden. Die Grenze
zwischen Compiler- und Anwenderprogrammspeicher ist
einstellbar. Dadurch kann der Anwenderprogrammspeicher zu Lasten des Compiler-Speichers vergrössert werden.
Der Anwender hat so die Wahl zwischen einer schnellen
Befehlsbearbeitung (grosser Compiler-Speicher, alle Programmbausteine werden übersetzt) oder einem grossem
Anwenderprogrammspeicher (kleiner Compiler-Speicher,
nicht alle Programmbausteine werden übersetzt und werden deshalb direkt aus dem Anwenderprogrammspeicher
abgearbeitet).
Arbeitsspeicher
RAM
n KBytes
Anwenderprogramm
Wesentlicher Bestandteil eines SPS-Betriebssystems ist die
Abarbeitung der Befehle im Anwenderprogrammen. Das
xx7-Betriebssystem unterstützt zwei Arten:
Schnelle Befehlsbearbeitung mit Compiler
Der Compiler übersetzt vor Programmstart die STEP®7Instruktionen in für die CPU optimale Befehlsfolgen. Er
speichert für jede STEP®7-Instruktion das jeweilige Unterprogramm im Speicher ab. Damit entfallen das Laden
der Instruktion und die Dekodierung, woraus ein beträchtlicher Geschwindigkeitsvorteil resultiert. Die schnellere
Befehlsbearbeitung erkauft man sich mit einem erhöhten
Speicherbedarf. Auch sind bei herkömmlichen CompilerTechnologien ein Auslesen des SPS-Programmes und einige
Online-Testfunktionen nicht möglich; diese Einschränkungen sind bei der innovativen Compiler-Technik der Serie
xx7 nicht gegeben.
– Schnelle Befehlsbearbeitung durch innovative
Compilertechnik
– Effiziente Speichernutzung
Grundsätzlich wird das gesamte STEP®7-Programm unverändert im Anwenderprogrammspeicher abgelegt. Das Betriebssytem kompiliert nach dem Laden der Programmbausteine automatisch das Programm und legt es im CompilerSpeicher ab, wo es dann wesentlich schneller abgearbeitet
wird. Dieser Vorgang ist für den Anwender völlig transparent. Es werden Organisationsbausteine OB, Funktionsbausteine FB und Funktionen FC übersetzt. Prinzipiell wird
das gesamte Programm kompiliert. Steht kein CompilerSpeicher mehr zur Verfügung, werden die restlichen Bausteine interpretativ bearbeitet. Über einen KonfigurationsDB kann spezifiziert werden, welche Programmbausteine
kompiliert werden.
– Automatische Compilierung, transparent für den
Anwender
– Online-Testfunktionen trotz Compilierung
– Auslesen (Upload) von SPS-Programmen weiterhin
möglich
Spezifikation der zu compilierenden Bausteine
9
Befehlsbearbeitung
– Test- und Diagnosefunktionen während der Befehlsbearbeitung möglich (Online)
n KBytes
Compiler-Speicher
– Zurückladen von SPS-Programmen in Programmierwerkzeug
Erweiterte Systemfunktionen SFC/SFB
MPI
FELDBUS
LONWORKS®
PROFIBUS DP/FMS
SFC
GD_SEND ¹)
GD_RCV ¹)
X_SEND ¹)
X_RCV ¹)
X_GET ¹)
X_PUT ¹)
X_ABORT ¹)
SFC
DPSYNC_FR ¹)
DPNRM_DG ¹)
DPRD_DAT ¹)
DPWR_DAT ¹)
LON_INIT ¹)
NV_SEND ¹)
MSG_SEND ¹)
SERIELLE DATENSCHNITTSTELLEN 1…5
(MP)RK 512 / DK 3964(R) / ASCII / TRANSPARENT
SFC/SFB
B_INIT ¹)
BSEND ¹)
BRCV ¹)
GET ¹)
SFC
COM_RCV
CON_SEND
COM_STAT
COM_INIT
COM_SIG
SFC
CONTROL
¹) StandardSystemfunktionen
²) nur PCD2
³) nur PCD2.M257
ANWENDERPROGRAMM STEP®7 VON SIEMENS®
SFC
PCD104_RD ³)
PCD104_WR ³)
PCD104_ST ³)
SFC
WDOG ²)
PC
WATCH-DOG
SFC
_INTDIR_
INITCNTR ²)
READCNTR ²)
SFC
INP_INIT
SCHNELLER
ZÄHLER
INTERRUPTEINGÄNGE
SFC
READ_SSI ²)
GRAY2BIN ²)
SFB
FLASH
SSI
FLASH
Die Onboard-Funktionen der SAIA®PCD Serie xx7 (serielle Schnittstellen, schnelle Interrupts und Zähler, SSI-Schnittstelle,
Flash-Speicher, Watchdog und PC-Erweiterung) werden mittels SAIA-spezifischen Systemfunktionen SFC (System Function
Call) bzw. SFB (System Function Block) programmiert.
Daten nicht flüchtig in Flash speichern
Vom Anwenderprogramm aus können Datenbausteine in
einem Flash-EPROM-Baustein (Erweiterungssteckplatz)
bzw. in einem Speichermodul hinterlegt werden. Mit Hilfe
des SFB240 werden Daten zwischen dem Anwenderprogrammspeicher und dem Flash-Speicher transferiert.
■
■
■
■
Daten remanent ohne Batterie speichern.
Datenbaustein in Flash-Speicher Schreiben.
Datenbaustein aus Flash-Speicher Lesen.
Gesamten Flash-Speicher löschen.
OUT4
IN1
OUT5
IN2
ENO
Die integrierte SSI-Schnittstelle (nur PCD2) erlaubt das Auslesen von Absolutwertgebern. Bitformat, Wertecodierung und
Lesegeschwindigkeit können individuell angepasst werden.
■ Einlesen von Positionswerten.
■ Umwandlung von Gray-Code in binäres Format.
"READ_SSI"
EN
RET_VAL
BIT_CNT
ENO
SFC253, READ_SSI:
SSI-Schnittstelle lesen
SFB240
EN
OUT3
IN0
Wegerfassung mit integrierter
SSI-Schnittstelle (nur PCD2)
"GRAY2BIN"
EN
RET_VAL
GRAY
SFB240, FLASH: Datenbausteine in
Flash-Speicher schreiben/lesen
Programmieren ohne MPI-Adapter
SAIA®PCD Serie xx7 Steuerungen können neben der üblichen MPI-Schnittstelle auch über eine serielle Anwenderschnittstelle (auf RS 232 konfiguriert) programmiert werden.
Dadurch kann zur Programmierung die serielle Schnittstelle des PCs direkt mit der SPS verbunden werden – MPIAdapter oder sonstige Interface-Baugruppen entfallen. Die
Programmierung selbst erfolgt mit der originalen STEP®7Programmiersoftware der Siemens AG. Besonders in Verbindung mit Ferndiagnose und Teleservice können so spezielle
Konverter eingespart werden.
■ Direkte Verbindung zwischen Steuerung und PC ohne
MPI-Adapter.
■ Programmierung und Diagnose via Modem ohne TSAdapter.
Unidirektionaler schneller Zähler (nur PCD2)
Mit dem integrierten schnellen Zähler können schnelle
Impulsfolgen gezählt werden. Über ein externes Freigabesignal kann der Zähler gesperrt oder aktiviert werden. Der
Zählerstand kann durch einfachen SFC-Aufruf ausgelesen
werden.
■
■
■
■
■
■
Erfassen schneller Impulsfolgen
Frequenz/Amplituden-Messung
Keine Belastung der SPS-CPU
2 Register für Vergleichswerte
Start von OB40 bei Erreichen der Vergleichswerte
Gemultiplexte Funktion mit bidirektionalem Zähler
SFC251
EN
START
ENABLE
INT2
INT1
SFC252
RET_VAL
VALUE2 RET_VAL
SFC200
EN ENO
10
ENO
SFC254, GRAY2BIN:
Umwandlung Gray-Code in Binär-Code
SFC200, CONTROL: Umschalten der seriellen Schnittstelle
VALUE1
ENO
SFC251, INITCTR:
Zähler konfigurieren/starten
EN
ENO
SFC252, READCNTR:
Zählerstand lesen
xx7
Bidirektionaler schneller Zähler (nur PCD2)
Serielle Kommunikation inklusive
An den integrierten bidirektionalen Zähler lassen sich inkrementale Weggeber anschliessen und kann so zur Erfassung von Positonswerten genutzt werden. Über ein Eingangssignal einer Peripheriebaugruppe kann die Richtung
vorgegeben werden.
Von STEP7® aus kann auf die seriellen Schnittstellen komfortabel mit SEND- und RECEIVE-Funktionen (SFC/SFB)
zugegriffen werden. Hierbei kann im «Transparent-Mode»
direkt und ohne Protokoll die Schnittstelle betrieben werden.
Zusätzlich werden jedoch 8 gängige Protokolle vom Betriebssystem unterstützt. Mit dem speziellen MP-RK 512-Protokoll können preiswerte Master/Slave-Bussysteme mit bis
zu 255 Teilnehmer aufgebaut werden, welche auf RS 485 basieren. Die Kommunikationsfunktion wird parallel zum SPSProgramm vom Betriebssystem autark bearbeitet. Sendeund Empfangspuffer erlauben ein Absetzen von kompletten
Telegrammen und entlasten so die zyklische Programmbearbeitung.
Erfassen von Positionierwerten
Keine Belastung der SPS-CPU
1 Register für Vergleichswert
Start von OB40 bei Erreichen
des Vergleichswerts
■ Gemultiplexte Funktion mit
unidirektionalem Zähler
SFC248
EN
START
CONT
ALARM
ROTATE
DIR
SLOT
COUNT RET_VAL
FLAG
ENO
SFC248, _INTDIR_:
Zähler konfigurieren/starten
Hardware-Watchdog für erhöhte Sicherheit
(nur PCD2)
Auf den PCD2-CPUs ist ein Watchdog-Relais integriert, über
das z. B. die Freigabe für die Lastspannung geführt werden
kann. Nach Aktivierung muss der Watchdog innerhalb einer
Zeitspanne von 320 ms durch Aufruf des SFC239 WDOG
getriggert werden, um das Watchdog-Relais geschlossen zu
halten. Die Watchdog-Funktion wird durch ein Monoflop
unabhängig vom SPS-Prozessor realisiert. Dadurch ist eine
besonders hohe Sicherheit selbst bei Ausfallen des SPSProzessors gewährleistet.
■ Zusätzliche Sicherheit zu den üblichen SPS-Sicherheitsfunktionen wie z. B. Zykluszeitüberwachung, synchrone/
asynchrone Fehler.
■ Vom SPS-Prozessor unabhängige Funktion.
■ Über Relais kann externe Beschaltung direkt in sicheren
Zustand versetzt werden.
SFC239
EN ENO
■ Kommunikationsfunktion in der SPS-CPU integriert.
■ Keine zusätzliche Kommunikationsprozessoren notwendig.
■ Direkter Zugriff auf Schnittstelle im Transparent-Modus.
■ 8 Protokolle im Betriebssystem integriert:
– DK 3964
– DK 3964R
– RK 512 – DK 3964R
– ASCII-Treiber, feste Länge
– ASCII-Treiber, 1 Endzeichen
– ASCII-Treiber, 2 Endzeichen
– ASCII-Treiber, Zeichen-Verzugszeit (ZVZ)
■ MP-RK 512 zum kostengünstigen Aufbau von Bussystemen
mit bis zu 255 Teilnehmer.
■ Modemfunktion wird unterstützt.
EN
SFC240
SFC240
COM_NR
EN
EN
COM_NR RET_VAL
COM_NR RET_VAL
BUFFER
BUFFER
ENO
SFC240, COM_RCV:
Serielle Schnittstelle
empfangen
SFC239, WDOG: Watchdog aktivieren/triggern
SFC242
RET_VAL
RCV_CNT
SND_CNT
STATUS
ENO
SFC241, COM_SEND:
Serielle Schnittstelle
senden
ENO
SFC242, COM_STAT:
Serielle Schnittstelle
Status
SFC243
EN
COM_NR
Schnelle Reaktionen durch Interrupt-Eingänge
SFC244
DCD
SELECT
BAUDRATE RET_VAL
Mit Hilfe der integrierten Interrupt-Eingänge können
schnelle Reaktionen unabhängig vom SPS-Zyklus erzielt
werden. Nach Auslösen des Interrupts wird der Prozessalarm
OB40 aufgerufen.
■ Schnelle Reaktionen asynchron zum SPS-Zyklus.
■ Individuelles Freigeben und Sperren der Interrupt-Eingänge.
SFC250
EN
RET_VAL
ENABLE
ENO
SFC250, INP_INT:
Interrupt-Eingänge sperren/freigeben
LONWORKS® für STEP®7
Die Steuerungen der Serie xx7 können mit einer LONAnschaltung ausgerüstet werden. Die LON-Anschaltung
wird mit SFC-Aufrufen programmiert. Netzwerkvariablen
SNVT und Explicit Messages werden in Datenbausteine
abgelegt.
SFC221
RET_VAL
EN
BUSY
SFC220
REQ
DONE
EN
REQ
DB_NO
VAR_NAME
RET_VAL
ENO
SFC220, LON_INIT:
Initialisierung
LON-Interface
ERROR
ENO
SFC221, NV_SEND:
Senden einer
Netzwerkvariable SNVT
SFC223
RET_VAL
EN
IN2
SFC243, COM_INIT:
Serielle Schnittstelle
initialisieren
SFC244, COM_SIG:
Serielle Schnittstelle
Modem-Signale
Kommunikation zu integriertem PC
(nur PCD2.M257)
In einer PCD2.M257 können PC-Baugruppen im PC/104-Format integriert werden. Die Kommunikation zwischen PC- und
SPS-Prozessor erfolgt über ein Dual-Port-RAM. Für die Kommunikation auf PC-Seite stehen Treiber in C, als DLL und
ActiveX-Komponenten zur Verfügung. Von der SPS aus kann
die Kommunikation durch Aufruf von SFCs realisiert werden.
■ Schnelle Kommunikation via Dual-Port-RAM
■ Einfache Ankopplung von PC-Komponenten
SFC227
EN
EN
BUF-NO
DEST
DONE
LEN
MSG
DSR
ENO
ENO
BUSY
REQ
EN
DTR
SFC229
BUFBITS
SFC228
EN
LEN_1
BUF_NO
ID
LEN_2
SRC
Ret_val
Ret_val
LEN
ENO
ENO
ID
RET_VAL
ENO
ERROR
LEN
ENO
SFC223, MSG_SEND:
Senden einer
Message
SFC227, PCD104_RD:
Lesen von
Dual-Port-RAM
SFC229, PCD104_ST:
Status von
Dual-Port-RAM
SFC228, PCD104_WR:
Schreiben in
Dual-Port-RAM
Erweiterte Systemfunktionen
■
■
■
■
xx7
Standard-Systemfunktionen SFC/SFB
Das Betriebssystem der Steuerungen SAIA®PCD Serie xx7
enthält die folgenden Systemfunktionsbausteine (SFB), deren Funktion äquivalent zu den gleichnamigen SFBs der
SIMATIC®-S7-Steuerungen von Siemens® sind.
Prozessabbild-Aktualisierung
IEC-Timer und IEC-Counter
27
Bezeichnung
0
1
2
3
4
5
Vorwärtszähler
Rückwärtszähler
Vorwärts/Rückwärtszähler
Impuls
Einschaltverzögerung
Ausschaltverzögerung
CTU
CTD
CTUD
TP
TON
TOF
Kommunikation über projektierte Verbindungen
SFB Name
Bezeichnung
12
13
14
Blockorientiertes Senden
Blockorientiertes Empfangen
Daten vom Partner lesen
BSEND
BRCV
GET
Systemdiagnose
SFC Name
6
52
Bezeichnung
RD_SINFO Startinformation lesen
WR_USMSG Eintrag in den Diagnosepuffer
26
Bezeichnung
UPDAT_PI
Prozessabbild der Eingänge
aktualisieren
UPDAT_PO Prozessabbild der Ausgänge
aktualisieren
Unterbrechungsereignisse
SFC Name
Bezeichnung
28
29
30
31
SET_TINT
CAN_TINT
ACT_TINT
QRY_TINT
Uhrzeitalarm stellen
Uhrzeitalarm stornieren
Uhrzeitalarm aktivieren
Uhrzeitalarm abfragen
32
33
34
SRT_DINT
CAN_DINT
QRY_DINT
Verzögerungsalarm starten
Verzögerungsalarm stornieren
Verzögerungsalarm abfragen
36
37
38
MSK_FLT
Synchronfehler maskieren
DMSK_FLT Synchronfehler demaskieren
READ_ERR Ereignisstatusregister lesen
39
40
41
42
DIS_IRT
EN_IRT
DIS_AIRT
EN_AIRT
Asynchronfehler sperren
Asynchronfehler freigeben
Asynchronfehler verzögern
Asynchronfehler freigeben
CPU-Uhr und Betriebsstundenzähler
Datensatzübertragung
SFC Name
Bezeichnung
SFC Name
Bezeichnung
0
1
2
3
4
64
Uhrzeit stellen
Uhrzeit lesen
Betriebsstundenzähler setzen
Betriebsstundenzähler steuern
Betriebsstundenzähler lesen
Systemzeit lesen
58
59
Datensatz schreiben
Datensatz lesen
SET_CLK
READ_CKL
SET_RTM
CTRL-RTM
READ-RTM
TIME_TCK
Kopier- und Bausteinfunktionen
WR_REC
RD_REC
Globaldaten-Kommunikation
SFC Name
Bezeichnung
60
61
GD-Paket senden
GD-Paket übernehmen
GD_SND
GD_RCV
SFC Name
Bezeichnung
Kommunikation über nicht projektierte Verbindungen
20
21
22
23
24
25
44
Datenbereich kopieren
Datenbereich vorbesetzen
Datenbaustein erzeugen
Datenbaustein löschen
Datenbaustein testen
Speicher komprimieren
Ersatzwert eintragen
SFC Name
Bezeichnung
65
66
67
68
69
Daten senden extern
Daten empfangen extern
Daten lesen extern
Daten schreiben extern
Externe Verbindung abbrechen
BLKMOV
FILL
CREAT_DB
DEL_DB
TEST_DB
COMPRESS
REPL_VAL
Dezentrale Peripherie (PROFIBUS DP)
SFC Name
Bezeichnung
11
13
14
15
SYNC/FREEZE
Diagnosedaten lesen
Slave-Daten lesen
Slave-Daten schreiben
DPSYN_FR
DPNRM_DG
DPRD_DAT
DPWR_DAT
Programmkontrolle
SFC Name
Bezeichnung
43
46
Zykluszeit-Überwachung nachtriggern
in den Zustand STOP wechseln
12
RE_TRIGR
STP
X_SEND
X_RCV
X_GET
X_PUT
X_ABORT
Standard-Systemfunktionen SFC/SFB
SFB Name
SFC Name
xx7
Programmierung mit STEP®7 von Siemens®
Programmieren mit vertrauten Werkzeugen
Die Programmierung des Betriebssystem der Serie xx7
und damit aller xx7-Steuerungen erfolgt mit der originalen
STEP®7-Programmier-Software von Siemens®. Die Kompatibilität zur etablierten Programmierung mit STEP®7 von
Siemens® eröffnet eine Vielzahl von Synergien: bereits getätigte Investitionen in Programmierwerkzeuge, Schulung
und Mitarbeiter können auch mit dem Betriebssystem der
Serie xx7 genutzt werden. Der Programmierer kann mit
den gleichen Programmierwerkzeugen arbeiten, welche er
bereits vom Einsatz mit SIMATIC®-Steuerungen der Firma
Siemens® her kennt. Ein Umdenken oder Erlernen neuer
Steuerungsphilosophien und den damit verbundenen Investitionen entfallen.
Konkret können für die Programmierung folgende BasisSoftwarepakete von Siemens® verwendet werden:
Grundsätzlich kann mit diesen Softwarepaketen in drei verschiedenen Darstellungsformen programmiert werden:
– AWL (Anweisungsliste)
– FUP (Funktionsplan)
– KOP (Kontaktplan)
Programmieren mit den Engineering Tools
von Siemens®
Neben der Programmierung mit den Basis-Werkzeugen
STEP®7 und STEP®7-Mini von Siemens® kann das Betriebssystem der Serie xx7 auch Programme verarbeiten, die mit
den Engineering Tools von Siemens® erstellt worden sind:
–
–
–
–
S7-GRAPH®,
S7-HiGraph®,
S7-SCL® und
S7-CFC®
Die grosszügig bemessenen Anwenderprogrammspeicher
der xx7-Steuerungen kommen dem gesteigerten Speicherbedarf bei Programmierung mit den Engineering Tools
entgegen.
Komfortable und effiziente Testfunktionen
Das Betriebssystem der Serie xx7 bietet umfangreiche Testund Diagnose-Funktionen. Hierzu stehen die gleichen Testfunktionen wie von SIMATIC®-Steuerungen von Siemens®
her gewohnt zur Verfügung.
– Programm ändern und laden in RUN (SPS-Programm wird
abgearbeitet)
– Programmstatus
– Variable beobachten/steuern
– Baugruppenzustand
– Diagnosepuffer
– U-Stack, B-Stack und L-Stack
Es werden bis zu vier simultane Online-Testfunktionen
unterstützt; d. h. es können in der STEP®7-ProgrammierSoftware von Siemens® bis zu vier aktive Fenster geöffnet
werden, in denen Testfunktionen wie z. B. Programmstatus
und Variable beobachten/steuern gleichzeitig ablaufen.
Nutzung bestehender STEP®7- und STEP®5-Programme von Siemens®
Das Betriebssystem der Serie xx7 verarbeitet Programmcode
direkt und ohne Umwandlung, wie er von den Programmier
werkzeugen der Firma Siemens® erzeugt wird. Eine vorausgehende Konvertierung mit speziellen Software-Werkzeugen ist nicht notwendig. Anwenderprogramme können
direkt mit der STEP®7-Programmier-Software von Siemens®
geladen werden. Bestehende STEP®5-Programme von Siemens® (S5) können mit den Programmierwerkzeugen von
Siemens® in STEP®7 von Siemens® umgesetzt werden und
sind dann ebenfalls ladbar.
Programmierung mit STEP®7 von Siemens®
– STEP®7 und STEP®7-Mini
xx7
Hardware-Konfiguration
CPU-Einstellungen
Die CPU-Einstellungen (z. B. MPI-Adresse, Taktmerker, max.
Zykluszeit) der xx7-Steuerungen erfolgen mit dem Werkzeug Hardware-Konfiguration der STEP®7-ProgrammierSoftware von Siemens®. Ebenso werden die Organisationsbausteine mit der originalen STEP®7-Programmiersoftware
von Siemens® parametriert:
–
–
–
–
Uhrzeitalarme
Weckalarme
Verzögerungsalarme
Prozessalarme
Die xx7-CPUs können flexibel auf unterschiedliche SIMATIC®-Steuerungen der Firma Siemens® konfiguriert werden.
S7-Projekte, die für spezifische SIMATIC®-CPUs programmiert wurden, können so sogar ohne Änderung der Hardware-Konfiguration übernommen werden.
Folgende Konfigurationen sind möglich:
Das Betriebssystem der Serie xx7 ist in der Lage, Konfigurationen, welche mit dem Werkzeug Hardware-Konfiguration
der STEP®7-Programmiersoftware von Siemens® erstellt
wurden, zu übernehmen. Folgende Konfigurationen können
mit dem Werkzeug Hardware-Konfiguration vorgenommen
werden:
– CPU-Einstellungen
– Feldbussysteme mit PROFIBUS-DP
– Netzwerke mit PROFIBUS-FMS
Die I/O-Baugruppen werden mit dem eigenständigen Software-Werkzeug xx7-I/O-Builder konfiguriert.
SIMATIC®CPU
PCD1.M137
PCD2.M127/...M157/..M177
PCD2.M257
CPU313
CPU314
CPU315
CPU315-2DP
CPU316-2DP
CPU318-2DP
X
X
X
X
–
–
X
X
X
X
X
eingeschränkt
CPU412
CPU414
CPU416
CPU417
–
–
–
–
X
eingeschränkt
eingeschränkt
eingeschränkt
CPUs, welche eingeschränkt konfigurierbar sind, unterscheiden sich im Ausbau der Systemressourcen (Speicher,
Anzahl OB/FB/FC/DB usw.). Die Funktion unter Berücksichtigung dieser Eckpunkte ist gewährleistet.
14
xx7
I/O-Baugruppen konfigurieren mit
xx7-I/O-Builder
Für die Hardware-Konfiguration der modularen Steuerungen SAIA®PCD Serie xx7 ist das besonders einfach zu bedienende Software-Werkzeug xx7-I/O-Builder verfügbar.
Mit diesem Tool können «per Mausklick» sämtliche CPUs
und Baugruppen der Serie xx7 aus einem umfangreichen
Hardware-Katalog ausgewählt und die Peripherieadressen
vergeben werden. Eingebaute Kontrollen verhindern «unmögliche» Konfigurationen und Probleme bei der Adressvergabe (z. B. Doppeladressierung).
PROFIBUS-DP/FMS konfigurieren
Feldbussysteme und Netzwerke basierend auf PROFIBUS-DP
oder PROFIBUS-FMS werden ebenfalls mit dem Werkzeug
Hardware-Konfiguration der STEP®7-Programmiersoftware
von Siemens® konfiguriert. Hierzu werden einfach entsprechende CPU-Baugruppen (z. B. CPU315-2DP) bzw. CPs (z. B.
CP443-5 Basic) aus der S7-300/400-Reihe von Siemens®
verwendet und wie gewohnt das Bussystem bzw. Netzwerk
parametriert. Nach Laden der Konfiguration in eine xx7-CPU
interpretiert das Betriebssystem die Konfigurationsdaten
und setzt diese auf die xx7-Hardware um.
■ Einfach zu bedienendes Software-Werkzeug für die
Konfiguration der I/O-Baugruppen.
■ Automatische Überprüfungen verhindern Fehler bei
der Eingabe:
– Adressierfehler
– Doppeladressierung
– Eingabe unmöglicher-Konfigurationen
■ Komfortable Eingabe der I/O-Baugruppen per
«Mausklick».
■ Umfangreicher und übersichtlicher HW-Katalog mit
sämtlichen I/O-Baugruppen.
■ Spezielle Eingabe-Masken erleichtern die Parametrierung komplexer I/O-Baugruppen wie z.B. Zähler.
15
LONWORKS®-Netzwerke konfigurieren
Für die Konfiguration von LONWORKS®-Netzwerken steht
das Software-Werkzeug «S-Net SAIA Network Configurator» zur Verfügung. Das einfach zu bedienende WindowsProgramm speichert die Konfiguration in Datenbausteinen in Form von AWL-Quell-Dateien. Diese AWL-Quelle
kann in ein beliebiges Projekt innerhalb der originalen
STEP®7-Programmiersoftware von Siemens® importiert und
übersetzt werden. Nach dem Laden der so erzeugten Datenbausteine und Starten der xx7-Steuerung wird die LONKonfiguration übernommen.
Hardware-Konfiguration
Der xx7-I/O-Builder erzeugt einen Datenbaustein (DB1,
DB511 oder DB1023) in Form einer AWL-Quelldatei, welche die gesamte I/O-Konfiguration enthält. Danach kann
die AWL-Quelle in ein beliebiges Projekt innerhalb der
originalen STEP®7-Programmier-Software von Siemens®
importiert und übersetzt werden. Nach dem Laden des
DBs und Starten der xx7-Steuerung wird die Konfiguration
übernommen.
xx7
Mit MPI volle Integration in die
STEP®7-Welt von Siemens®
Programmieren ohne MPI-Adapter
Die xx7-Steuerungen des Typs PCD2 können neben der
standardmässigen MPI-Schnittstelle auch über eine in der
Steuerung integrierte serielle RS 232-Schnittstelle direkt
programmiert werden. Die Verbindung zwischen Steuerung
und PC wird mit einem einfachen Kabel zwischen der seriellen Schnittstelle des PCs (COMx) und der RS 232-Schnittstelle
der Steuerung hergestellt. Kostspielige MPI-Adapter entfallen. Die Programmierung erfolgt auch hierbei mit der
STEP®7-Programmiersoftware von Siemens®. Diese Funktion erspart auch die Verwendung von TS-Adaptern bei
Modem-Strecken.
Programmieren, Bedienen & Beobachten (B&B) sowie Daten
austauschen über MPI
Die auf den xx7-Steuerungen vorhandene MPI-Schnittstelle
erlaubt den Aufbau einer kostengünstigen Vernetzung von
Steuerungen, Personal-Computern und Bedien-Terminal.
MPI bietet drei Funktionen:
– Programmieren über serielle Schnittstelle ohne
MPI-Adapter
– Direkter Anschluss von Modem an die Steuerung ohne
TS-Adapter
– Programmieren über Netzwerk
– Anschluss von Bedien-Terminals oder PCs
– Datenaustausch zwischen Steuerungen
Technische Daten MPI
Baudrate
Anzahl Teilnehmer
187.5 kBit/s
max. 32
RS 232
MPI
Kommunikation über Globaldaten
Datenmenge GD-Paket
64 Bytes
GD-Kreise
max. 4
Anzahl Teilnehmer
2…15
PCAdapter
TSAdapter
Kommunikation über nicht projektierte Verbindungen
Datenmenge pro Paket
max. 76 Bytes
Die standardmässige MPI-Schnittstelle aller xx7-Steuerungen wird vom Betriebssystem der Serie xx7 unterstützt. Damit können die STEP®7-Programmierwerkzeuge der Firma
Siemens® direkt und ohne spezielle xx7-Adapter angeschlossen werden. Die Verbindung zwischen xx7-Steuerung und
der STEP®7-Programmiersoftware von Siemens® erfolgt über
die bekannten MPI-Adapter der Firma Siemens:
MPI-Adapter
Einbau PC
Anschluss
Bemerkung
CP5511
CP5611
PC-Adapter
TS-Adapter
intern
intern
extern
extern
PCMCIA
PCI
COMx, RS 232
Modem, RS 232
–
–
–
Für Teleservice
Wesentlicher Vorteil der MPI-Schnittstelle ist deren Busfähigkeit. Mehrere Steuerungen können vernetzt von einem
zentralen Ort aus programmiert werden.
– Simultane Programmierung mehrerer Steuerungen von
einem Programmiergerät aus.
– Kein lästiges Umstecken bei Programmierung mehrerer
Steuerungen.
– Bequeme Programmierung bei räumlich ausgedehnten
Maschinen und Anlagen mit verteilten Steuerungen.
16
CP5511
CP5611
Datenaustausch zwischen Steuerungen
Mit MPI steht dem SPS-Anwender eine kostengünstige Vernetzungsmöglichkeit von Steuerungen zur Verfügung. Mit
dieser Funktion können Daten sowohl zwischen xx7-Steuerungen als auch mit S7-300/400-Steuerungen der Firma
Siemens® ausgetauscht werden.
– Automatischer Datenaustausch mit Globaldaten durch
das Betriebsystem
– einfache Parametrierung, keine Programmierung notwendig
– Datenaustausch über nicht projektierte Verbindungen
mittels SFC-Aufruf
– Kostengünstige Kommunikation – bereits in der Grundausstattung enthalten
Mit MPI volle Integration
Programmieren über MPI
xx7
Bedienen und Beobachten
Web-Server
Datenaustausch mit Globaldaten
B&B mit integriertem Web-Server
Das Betriebssystem der Serie xx7 unterstützt einen Datenaustausch über Globaldaten. Hierzu werden mit der originalen STEP7®-Programmier-Software der Firma Siemens
die zu übertragenden Daten konfiguriert. Die Definition des
Datenaustauschs erfolgt in einer einfachen Tabelle, in der
die SPS-Daten bestimmt werden, die jeweils automatisch
am Ende eines SPS-Zyklus zu dem Kommunikationspartner
übertragen werden. Mit Hilfe eines einstellbaren Untersetzungsfaktors lässt sich festlegen, nach wievielen SPS-Zyklen
die Daten übertragen werden. Einmal konfiguriert, läuft die
Kommunikation vollkommen autonom und ohne weitere
Programmierung ab. Es können Merker, Zeiten, Zähler,
Datenworte und Eingänge als Globaldaten definiert werden,
welche zu Paketen mit bis zu 64 Byte zusammengefasst sind.
Die Globaldatenpakete werden am Zyklusende automatisch
vom Betriebssystem versendet und empfangen.
Die Steuerungen PCD2.M157/..M257/..M177 beinhalten einen Web-Server. Damit lassen sich preiswert B&B-Funktionen (Bedienen und Beobachten) realisieren. Die B&B-Seiten
können mit jedem HTML-generierenden Werkzeug erstellt
und in Form von Datenbausteinen in der PCD gespeichert
werden. Die B&B-Oberfläche lässt sich anschliessend mit jedem Standard-Browser von einem PC abrufen. Die Kommunikation zum PC erfolgt über eine serielle Schnittstelle oder
ein Modem – eine aufwändige Infrastruktur wie InternetAnschluss, TCP/IP-Netzwerke usw. entfällt. Detaillierte Informationen sind der technischen Information 26/343 zu
entnehmen.
1. Erstellen der
B&B-Oberfläche mit Standardwerkzeugen
Web-Seiten mit Standardwerkzeugen (Microsoft Frontpage,
Word, Excel, Powerpoint usw.) erstellen. Alle in Web-Browsern
darstellbare Datenformate (HTML, Bilder, Grafiken, JavaApplets) können verwendet werden. SPS-Daten werden mittels
einfachen Text-Kommandos in die HTML-Seiten eingefügt.
Datenaustausch über nicht projektierte
Verbindungen
Über MPI können Daten auch gezielt durch SFC-Aufrufe an
Steuerungen im MPI-Netzwerk gesendet werden. Hierzu
stehen die Standard-SFCs 65 bis 69 zur Verfügung (siehe
Standard-Systemfunktionen). Mit diesen SFCs erfolgt die
Kommunikation voll unter Kontrolle des Anwenderprogramms – kann also vom SPS-Programm aus initiiert und
gesteuert werden. Es können Datenpakete von bis zu 76 Byte
übertragen werden.
Bedienen & Beobachten mit MPI
An MPI können Bedien-Terminal und Visualisierungsprogramme, welche auf PCs ablaufen, betrieben werden.
– Anschluss mehrerer Bedien-Terminal an eine Steuerung
– Zugriff auf über mehrere Steuerungen verteilte SPS-Daten
für B&B und Visualisierung
2. Konvertieren der
Web-Seiten in
Datenbausteine
Die Web-Seiten werden
mit dem SoftwareWerkzeug Web-Builder
in Datenbausteine
(AWL-Quelle) konvertiert.
3. Importieren der Web-Seiten in
das SPS-Programm
Die AWL-Quelle werden in die
STEP®7-Programmier-Software von
Siemens® importiert und in Datenbausteine übersetzt.
4. Webseiten in SPS laden
Die Webseiten werden in Form von
Datenbausteinen wie gewohnt in
die SPS geladen.
– Verbindung zu PCs und Leitsystemen
– Vielzahl von MPI-kompatiblen Anbietern für Bedien-Terminal, Visualisierungs-Software und Leitsystemen
17
5. Bedienen und Beobachten
mit Web-Browser
Die B&B-Oberfläche kann mit
jedem Standard-Web-Browser
(z. B. Internet Explorer,
Netscape Navigator) angezeigt
werden.
Bedienen und Beobachten / Web-Server
In 5 Schritten wird ein Web (Gesamtheit aller zu einem
HTML-Projekt gehörenden Dateien) erstellt, in die SPS geladen und mit einem Web-Browser bedient:
Betriebssystem-Erweiterungen
Das Betriebssystem der Serie xx7 kann um individuelle
Funktionen erweitert werden. Auf diese Weise verschmilzt
spezielles Applikations-Know-how mit der Technologie eines SPS-Produzenten. Basierend auf bewährten Standardsteuerungen entsteht ein neues, individuelles Produkt, welches ein Alleinstellungsmerkmal darstellt und nur über
den Urheber zu beziehen ist. Damit eröffnen sich neue
Vermarktungsmöglichkeiten für individuelles Know-how.
In eine materiell handhabbare Form gebracht, kann so
Know-how auch losgelöst von Automatisierungsprojekten
verkauft werden.
Know-how-Schutz und Identifizierung
– Kopier- und Ausleseschutz für Programme, welche wertvolles Know-how enthalten.
Schutzebene
Auslesen
Kopieren
Programmbearbeitung
– Schutz von kritischen bzw. sicherheitstechnisch relevanten Programmteilen vor unbefugter Modifikation.
Kein Schutz
ja
ja
Bausteine geschützt
Bausteine geschützt
und compiliert
nein
nein
Interpreter
Compiler
Interpreter
nein
nein
Compiler
– Sicherung von Wartungs- und Supportdienstleistung durch
Unterbinden von nicht berechtigten Zugriffen
– Sicherer Kopier- und Manipulationsschutz von kostenpflichtigen Maschinenoptionen.
Erweiterbarkeit durch modulares
Betriebssystem
Grundlage für die Funktionserweiterung ist der modulare
Aufbau des Betriebssystems, was die Firmware (FW) der
xx7-CPUs darstellt. Zusätzlich zu den Standardmodulen
welche die Funktion der SPS-CPU gewährleisten, kann ein
spezifisches FW-Modul hinzugefügt werden. Das spezifische FW-Modul kann mit den üblichen STEP®7-Programmierwerkzeugen von Siemens® vom Programmierer selbst
erzeugt werden und mehrere Programmbausteine umfassen. Folgende Programmbausteine können für Betriebssystem-Erweiterungen verwendet werden:
–
–
–
–
Organisationsbausteine OB
Funktionsbausteine FB
Funktionen FC
Datenbausteine DB
Bedingt durch die enge Verbindung mit dem Betriebssystem
können Betriebssystem-Erweiterungen auf Wunsch weder
ausgelesen noch kopiert werden. Pro Baustein kann der
gewünschte Schutz selektiert werden. Es stehen drei Schutzebenen zur Verfügung. Bei der höchsten Ebene werden die
Bausteine compiliert im Betriebssystemspeicher hinterlegt,
was eine zusätzliche Hürde bei etwaigen Hack-Versuchen
darstellt – das Programm liegt dann nicht mehr in STEP®7Codierung vor.
Ein durchdachtes Schlüsselsystem sichert den Bezug der
Steuerungskomponenten (CPU) über den Urheber. Sowohl
die Betriebssystem-Erweiterung als auch die CPU-Hardware
sind mit je einem Schlüssel versehen. Durch den Schlüssel
in der CPU-Hardware wird die CPU selbst zum HardwareSchutz für die Betriebssystem-Erweiterung. Diese laufen
nur dann, wenn beide Schlüssel passen. Etwaige Updates
können nur in CPUs mit passendem Schlüssel geladen werden. Die Schlüssel werden mit dem Software-Werkzeug
OS-Builder definiert.
In dem FW-Modul der Betriebssystem-Erweiterung werden
auch Angaben zum Urheber des Moduls hinterlegt. Diese
OEM-Daten – Name, Adresse und Telefonnummer – werden
in der CPU gespeichert und können jederzeit ausgelesen
werden. Derart lässt sich der Verfasser einer BetriebssystemErweiterung auch noch nach Jahren ermitteln, was eine
Rückverfolgbarkeit bei Reparatur und Support gewährleistet.
Zusätzlich können FCs und FBs in Systemfunktionen SFC
und Systembausteine SFB konvertiert werden, womit auf
eine professionelle Art die spezifischen Bausteine nahtlos
in das SPS-Betriebssystem integriert werden.
Programmbausteine, die in Form einer Betriebssystem-Erweiterung realisiert sind, werden im Betriebssystemspeicher
abgelegt und belasten den Arbeitsspeicher der CPU nicht.
18
(ST S T E P ®7 - S P S ® )
S
EP ®7
VON SIEMEN
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Definieren von OEM-Daten und Schlüssel einer BetriebssystemErweiterung (FW-Extension).
xx7
Produktspektrum
– PCD2.M127OEM
– PCD2.M157OEM
– PCD2.M177OEM
Die CPUs sind baugleich mit den Standard-CPUs (ohne
Zusatz OEM) und bieten den gleichen Funktionsumfang.Für
die Erstellung von Betriebssystem-Erweiterungen ist die
Entwicklungsversion PCD2.M177DEV-OEM notwendig, mit
welcher in Verbindung mit dem Software-Werkzeug entsprechende FW-Module generiert werden.
PCD2.M127OEM
PCD2.M157OEM
PCD2.M177OEM
PCD2.M177DEV-OEM
Entspricht Standard-CPU-Typ
PCD2.M127
PCD2.M157
PCD2.M177
PCD2.M177
Speicher für BetriebssystemErweiterung
Flash-EPROM
64 kBytes
Flash-EPROM
64 kBytes
Flash-EPROM
64 kBytes
Flash-EPROM
64 kBytes
Programmbearbeitung mit
Betriebssystem-Erweiterung
Interpreter
Interpreter
Compiler
Interpreter
Compiler
Interpreter
Compiler
Unterstützung von OS-Builder
nein
nein
nein
ja
Entwicklungsumgebung
Personalisiertes Betriebssystem generieren
Die Betriebssystem-Erweiterungen werden mit dem Software-Werkzeug OS-Builder erzeugt. Es bietet folgende Funktionen:
Die Generierung eines individuellen, personalisierten Betriebssystems erfordert nur vier Schritte:
– Definition von Angaben zum Urheber und Schlüssel
– Selektion der Programmbausteine für eine Betriebssystem-Erweiterung
– Konfiguration der Bausteine
– Know-how-Schutz
– Programmbearbeitung (Interpreter/Compiler)
– Konvertierung in Systemfunktionen SFC bzw. SFB
– Erzeugen eines FW-Moduls und zu SPS-Betriebssystem
linken
– Download des neuen Betriebssystems in CPU
Der OS-Builder ist lauffähig unter Windows 98/NT/2000.
Programmieren mit
STEP®7 von Siemens®
Programmbausteine wie
gewohnt mit der STEP®7Programmier-Software von
Siemens® in einer
PCD2.M177DEV-OEM
programmieren und testen.
PCD2.M177DEV-OEM
Upload der Programmbausteine in das SoftwareWerkzeug OS-Builder
Erzeugen einer Betriebssystem-Erweiterung:
– Angaben zum Urheber
festlegen
– Schlüssel definieren
– Programmbausteine selektieren und konfigurieren
– Neues FW-Modul
erzeugen und zu SPSBetriebssystem linken
Zusammenstellung der Programmbausteine für eine BetriebssystemErweiterung (FW-Extension).
Download des neuen
Betriebssystems in Zielsystem (PCD2.M1x7OEM)
19
®
STEP 7
SPS-Betriebssystem
erweitern
Die personalisierte
SPS (PCD2.M1x7OEM)
Betriebssystem-Erweiterungen
Für Betriebssystem-Erweiterungen stehen drei spezielle
CPU-Typen zur Verfügung:
PCD1.M137
PCD1.M137 mit Kleinterminal ..D16..
PCD2.M127/..M157
Erweiterungsgehäuse PCD2.C107 und ..C157
Smart solutions for comfort and safety
Übersicht der Hardware
Bestellangaben
Saia-Burgess Controls AG
Bahnhofstrasse 18
CH-3280 Murten / Schweiz
Telefon 026 / 672 72 72
Telefax 026 / 672 74 99
E-mail: [email protected]
Homepage: www.saia-burgess.com
Support: www.sbc-support.ch
Saia-Burgess Dreieich GmbH & Co. KG
(Zweigniederlassung der Saia-Burgess
Oldenburg GmbH & Co. KG)
Otto-Hahn-Strasse 31–33
D-63303 Dreieich
PCD2.M177 mit Kleinterminal ..D16.. Erweiterungsgehäuse PCD2.C107 und ..C157
Telefon 06 103 / 89 06–0
Telefax 06 103 / 89 06 66
E-mail: [email protected]
Homepage: www.saia-burgess-controls.de
Saia-Burgess Österreich GmbH
Schallmooser Hauptstrasse 38
A-5020 Salzburg
Telefon 0662 / 88 49 10
Telefax 0662 / 88 49 10 11
Niederlassung:
Zieglergasse 56, A-1070 Wien
Telefon 01 / 522 19 74
Telefax 01 / 522 19 74 11
Bestellangaben
Typ
E-mail: [email protected]
Homepage: www.saia-burgess.at
Beschreibung
Web-Server
Softwarepaket mit dem Konvertierungstool «Web-Builder» (Lizenzpflichtig),
der PC-Software «Web-Connect» (ohne Lizenz nutzbar), Beispielen und dem
Handbuch zum Web-Server
PCD8.C79020 D9
PCD8.C79020 D9 U
PCD8.C79020 M1
26/755 D
Vollversion inkl. Einzelplatzlizenz «Web-Builder»
Vollversion inkl. unlimitierter Lizenz «Web-Builder»
Demo-Version (nur 2 HTML-Seiten konvertierbar)
Handbuch zum Web-Server
PCD8.E79101 M
xx7-I/O-Builder
PCD8.P79101 E
xx7-OS-Builder
STEP, SIMATIC, Siemens, S7-300, S7-400, CPU313 bis CPU417, S7-GRAPH, S7-HiGraph und
S7-SCL sind eingetragene Warenzeichen der Siemens AG.
Gedruckt in der Schweiz 26/353 D1 02. 2002 TA40 Änderungen von technischen Daten und Angaben vorbehalten.
Saia-Burgess Benelux B.V.
Hanzeweg 12 C,
NL-2803 MC Gouda
Telefon 0182 / 54 31 54
Telefax 0182 / 54 31 51
E-mail: [email protected]
Homepage: www.saia-burgess.com