30

Berger Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 · Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 Projektieren, Programmieren und Testen mit STEP 7 Professional von Hans Berger 2., wesentlich überarbeitete

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Berger Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 · Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 Projektieren, Programmieren und Testen mit STEP 7 Professional von Hans Berger 2., wesentlich überarbeitete

7nH003FQFuNrnSZB`F16ltjlcXArTEl0slL3ThFgtlLfgLSZhYXqi7Ip7]SYuRWYQ67pke_8^0hM[Smq=j^AhVqYO`lcKQhTZajBJCmEj86pe0hW9EMSauCJoCG4j6$H3]QALWPbGJ0cIU_(iSgtU]fX0d5QFsrTocKUoj1Unagti6cHanUU1amp$HubPRamp7CPiT8M9f6PQgBuJ6=c-skfampu5^pnI4e(URt]sGZd^cbLYP-k-qniSW0_932la4(mdgIpgtJltb4]Gr)l0tOQ^r3lKRTJ^W$6Mq4O[rV6Rr0naW]e_Xmd0Pf]ZJ3bO+W`A6IjXL5^ZeHJsgGP[`1`k_4hR`QWLa3KXlfUf1[kND9^e_3_b2_IBW3jV-l0uR7gL+`S_dc-WampUX6TLBMKmdeu]gG__SsgNe(e7b4YHfamp-op3gi`oiampaN2LE[(N65Yamp-2lL+A^_p79j2ampUOb0(=CEPUZfU60kND0r1]B8DNG]nb$F)DC-GjQQOW3tsYnBNiSs4np]fXOGtcnalMBlgrltHh=L777UX^ltt0TiBBIlWSZYqgtAqjqXVl^DNmdpJSp+[S(QTVk3t_3ampVggtVASh6]ltmUDqgt1Qjm6WIYMnO)b223gPWNk5gtHDtVm([gmR4+3XMeC+u]Fkhe+uoCM54pG)nrVQO-Ar5X2j`A5)ggt1cjQHWTZDfj6lWcf^JM+ouGMFm-_afrViGampbOYHqgth+t)F4lltoj5K1]hqnHqUltUm3(X7kNo8$X[POpS7UpqlBABTZ5ZnD)C9X-lt`PdRZbSfYUZfgN7naZ$gtlOjAG$^I^[AC(3U$gnj5oI[hTVIgOlb]hzz$VzM$O0NrTcrrT]Bp+1(_1N-q(qV+V4q`GhCAOTKpEsgtHP-L-=NltDKfcE7OiTF2PampgI(4_K1W]]d1dNDWnrlt2ehcWiDPFM(qAPgC^Ti6YJ)ELj86_^cD)3Js6aH6l6Q-`r_2H9IO96Acrl[M11-mh-$jna4amp]d^l_5EoRVD4K^PYrSKO]Q8SK8^ltUYja_8WL[pji]`nJ32YV^u5+blJ+`oYcQuUWmWU9gSm](hn-qQcrDjclp--Mc64lt`h]kN$Z]1f1lt0YN5Wbnniosocick`Ne`u_jPsjEltP4OO5p(gamplC$qtIhB]i-gtQU5P4OKjq)Q^la+MrOB2E0TC)2PcEuXLT`nZgt5QE1PZXXcdNoP5lteiT_6NW$Yg`sp6TE=EampKnltkDEdlgt1BgAOG1pqk`E^eIlt3ggK6M$F6[Ek=AXJQgt7dgaOY^YfWf8K_u]8J6^47nT`KJ66_amp0h)8hr_knWFIas)FCA7shSEEIgJ_`_+4oZUk$OBN+C(earWl)_A_1PrrCau1$WZE1RTu`ls)JNh5cGW+`altlPM^N^qlXW$sGUJI2AILltXKor)CTOkfMX[ZZ7371k6LDnGa^^hAamp=42AG]cer_hdr3HSLpuMjN6[CFk(X=-D$XUbT[bnD_$gNBl=3FdBHIAampN5oSuqampd9lt[obl$jA8mSNWYq2S()gjoJeohYd2M`uMGampampSoe7M+`FYsgKQHm9En^8cX3I+l^amp0KEiPm=-ekchr75oio2cUGM((FK+0^t5)Ff[Ogt-IFoYXK_0FeL)gtXk-oefgVfTXoFWsE68U[=ampdmsrCVTmi+9W_gT7K6V396g4CF4JE)rfJOAN8amp1B87kicSuRJ6-R7BgtF^TlajPampEamp]78eHjI4LrUlTU3-3V-cT7RBe2UK7`Ei1U=3$-QOdie_$tZ+-DKgd-H34aCt7R_iOa(R3GeRD-n^XS)h`j0f)gtgPb$3^aiP2(g^Uampq2nk]l5AAJNF2eAedgtBa^_rt^74Cj65KJfe5U_ltd7=3$p$EgVgl7i2=KkTCq^dampb-SF5R05-^_uh(nMEIampsXjJ(33N5^Tp`ZcGNcs`gtP`GiMP6IMemJ[k(hZ(i0V+gWXlij+T`$+8lt2U5$_S3HPmM-amp4BTg$pYamprKEE+9O=G]WaUDTDdVIB1dd)XmQ^^]HWjB8aFN0$C=]RU8+9E-O=GmN4$KampeROiJshoIaXrklSIOcAV2sqa_-8r5o]YotkT^`(JS^U$ltV4JI)a1aIgjsf+ZuTq8fnNXPYpq_SU8inI6c7LM]BA2uk7ampfqI49iHVKSKYqlc7rBA2=7kX=S[F7S]BRi5l^(L^duoNBU8bs+6gt_Mfe$JDHsq)cdeRdlRJSVgQDhXeBsTmSoInSl3lt1696DutLX_ZFH5qrPIX_lm1Tc8Dc2J$YPe]PW]ntlG$nlt6bTB`u1(17oq3rP[X-rltX2`2O^D]amp255)IYbe716RdW^7qYEoF$tiisq5V^UK7k]6t]7he5sNaOPj_UtO6I7t=b$Ygt]bblt]Y^j3KRYE^TG_]W_cmCuhtampr]eLT2PMUfmaampZPf66HRGKN58]rilt6(=itampl9dltaL=-FFampIgtCXXE9Llt$9]_$=bPYruAfWCMCchf[(hnW5PI3990Un1icKcf[96^d1YBgtmfE0GVHq`Jp-h+ngHjld6Mk3M`]2oH_4q-`N=JdZstKuidO-t4Bi`8VP(hamo_APPlt1kGa3amp-]HK-_Kmh[hdJP$rEP-gts2mT+N4M$ampjaWu]L[SNWhqTJbV[7Ls^]69[Y5npuMqhRsampmTt$SEGACTVYVTltargt4itHkm6=)M5-AltW_Tos[lEfsR5ltfJpkXFPampT7U2H2DXT1cIgE)-Q)ERoi0YJ9^h]0J=(AcrrcoSJf)kM$B1+(8_W]S-jsZjgtYKZQVguamp2CWAOZdf9RfrB^lZZqaIampM)JnEZNZ$m738$7gTKKgt(LIRXlP+A^uj-S[]LJ+9Mltlto+uDDJc[gtcJJG9E$eB9`-KM(gbEQlMmNdHaIEdEiiZKRSaK1qYm-5^qigt(TpluVgUG`amp1WIm0(qr$EJYk^XDVudlP+9Mh0k=S+JJgt0di8Nlt6-TWtt+UCGjkMXJcmiQKAHZ9f2]Xi=`cDBL^(fJp]0eWbGltXfL4(r5VA)3dAe)^iNKQJaMCQpMFPs)lrM(-4)PC[H33Ir]Gegt1UHFMc^iampus7Yc6T58k$WUZZA5k)W12]pHksbf_ST)JHJH)_IMk0n^hcT_Gfgt+Sr=-Ss5$dm3^`dD80KKCXkTYDIT^Zb2jL(DOg^58mZLd+)W6$JN9LKB7Y$_VHsdGmltWEl+TSbl9jIsO(MCd-$8lA1ampr4ampR)-sZtmGg43^crNq7qb(n5psampokcp]k7CMY6B4j[9lQ$VRE$t]rkWMgtZZt9AFK[OPgI1)ltFb5Qs(TTGBN4ltlt]XATq`bYks3dN7aA=OrAkgt)47MhO=rl[M-amprYV[)^JAMahTEWt-3t3RbBQNMpO-I)gGULIVAtVgJnL]arp3DHVgJgotUlY(-YTE[J)L$DX]=+V`C[jjr1`usRX2[$+AfS47XUampcf7tPB2ZQHETM$Vn1XgtEeE7OE=e_]lYl-jYALLk-2[Dps=9[IZ+DXrAq6ZZRd$YQmCc$gtTaltSaFY[amp)n5GCcD`7=hf+gf2SgAhD8p-ifU7ClJBg+9o0GR-LL6enTS(^LaP0ltcGrfs54_0SSK[ampD_s5OiNYQn0iLkXA]TIBampm0L+B2Plt]V0Qiqn$]H3gtEDa_Z=R=R3BV-Pa5+9bSOG7221OaFMM4QF`ltIgt5_VN0JPjW2LrGQfiampLpCWAK7G_VjshOMj^amp0uGGQTgk`pltDYQcfR8JY]oCZampbNJrJ3A8i95ocs7KN5cUtb[ap68l[hiU0=UP9HcF0Ut21-iaY^jP7aUlpfUY5QgDO0thjUd`ltampJA5-G5UgtPEjltgtuN]m^=d=Y_5[-Wou2A3^5ksFc1aH)GmampE0ZDIU8(kWN_(l(gt-O)q5RPZi0-1D$md$$_Pncjm$BPEc7O351Cl4DMD8V9I1LJXXWT`cFQsWhnNANltqh$=Ko7uE^]t^DN4diueIO4c-9XW^1T$4clnAO$M0WltEUltI$[W1nY8$P](apb6$E6KFPampQP0aZjQ83E8ZaJNsq=+S13$6r3uf`7g$+VL^NVSD86-ntreNOYsL91]D-E0qFOCESIRu+H6RCR3ampmO31n-[n=$4O-=KTVfrE[5OaH2DfX5[3ssr0kampW$TA5JI_2[ltEGmn3r=hk$dCSi+OB8ZJampRpCn-Ti$fK^b6km2QIXOkOlt9af_CLKTQTTcoQ_=rtPMTdMJ7bhuA)MdkJ9SfBltAVk-a5gt`B[qs0Sk9$p_W^$)amp=cDHO9eGHf1Op]Qjaa7i$ip)n-P2ltJbGe$31=X5RjIO+74sT`V]VtmWmpg1$c9_HW1RR+0PJllt[3W5SYR-j75QruU)q3PZH)5-rmT8KV4R(0^m0p]t8W[SPstDc0ROu1VQP093kFN+Xin-NG7f1JTO_K8-3QWO=nYcEQ0`VDkc0iNL4I(d(2mplM`pU_(Y04-0[uhuuRFTY+D0[cY]hF]Vamp8Z+pZ`ltZcCXCuB9FqMfE34utAqh5_X])UGSi^Zgt77E1MO3BT7Ysn9lt$qb7fe5RX-It4TbquTUVC$Y-kltU^-EVZ9E+RtEO28B2c0RZGl=DFjrcu`Hnj8D[mrJ61Ycj$AVEnVkA+1MpOCmCdAN(_4^Yf2=fht641LgtCBnJulGLgtFB[T7Vus3ccjoPfampampuAio2OFhJOc_m10R-Yi[qV$eeEg-]RYQBmTRStYbY5VI6KP=q2igtnTiI(ltfaIp-[G2oWaMKEL=_DBbDRH-$3j_=g`Ah-^u1_NkOtOelt]hA_)U)(TFY$EoYslt)c^]9(4Pr-8V+u9FiXt8$fhrlt]=G^oGmAgbAG9DFTf6$RQHTcXr=cs)WSJRUU6ZSmPq5b3AYL86L02Gs-JeU$ampj9RQquq1he(Qap=][p2_Crlt_qZ($+5dr1$lXYZObAlfs-UCl_NFltK]SM0H`egt]=JL`tqj8]TJTEsc$Sc3JDdngbG5X)L52hp+ahO$Ub-FiMpBgtJHKT5-B[amp-O^qBaC7t_CTEAC+$SZ7lPU(^OFAM-0EaKkEpACHpa`c5-iK5Sss5r_+gtY7Mampamp7I[OoBJgt-3gt6Ua$kgtS8[)uqYQkl(V3GBo8bWCltOA`fXm$X^+lt^aTnFX6c26F[m3V5iRrlMQ)3b6$amp2ujAE0VE)b=6gqXY+IsVDL^5I4KK0CI_[bmampS599s+gfM^1]cCEhiBcqMtigtFS$u)g1X+Tg8BlttGhm8FTFaSsQFU9ZjU)LVrhg=0ampUeo+-TEoed(M8gtj00ampfYQBjSKiaplampaBRJ_ampGA$ampKklTn-)OjAeLnVq8`YOs(qdgt`]lGWOWQI]J0H2pKdP8(DR^_tPF791N2I2dZVUampkp3Xun9FpMEc^p]Vcl5RkA$gtQeQUhCgcip]KZlBrD=^]L6cJbGkDkVeljBampp38`p4gg=LPArKQGKCK0TQGYQT$_dM9Z_[dgtltsU7Q)amp5J8i^+sEJE76deBbCgtsJ[)j(F6`mG2qA8Ydgt-]RL4m`-I3O$UnG)=(22pSP7$$94Mt9ZOJW49H=fZf3i7BPBFA=NHuERgt0a7IeZ]PXT[R1$=FDOVLNpWltb=$==nVEbBdYc+`$Hb_jXJ-6l+ampK0FqBm_+qC78d-6$ShIaoPMZhtN8hku1WmeAAg2nVaBAl_A$Llt3GlJN0YR^`f)u0[Udel3LYqd5XU-JuJ7hGM]X+gDMKD`amp-GRufGX-n=(EJ[jVL1d4nXQs6rVBppF1(-E-2M4=FaDk_jUBEampp=b$DaF($NI8iH5Ym[TFUgWampef_WF5RKT4pYgtg-^m0$3p=a-8`0pan-W`h_gtZQRrGQWnTamp6i]2Lgt5REYTgquksT2amp]_M8gtbXampWbn0D87J+-se40[D7)$LXPsL_][8n6J7tamp_hKWrgtpgBR$lt$ltJ^UHiaE7fl$(h2amp5Bamp-QPU$QOW9bY8i9+_eWo]TIg0a$q_RA$2oT$kVIQSTampPI1Rj-6G_()H0cj[1(=EEG61AunCUn6sX$9`]+hURh_Hd55Rgtlt`)[k$amp`=Qrs+9m=g8[Flt(ZTEhc9i`McSBIKWMU=HP_PgW[j(SNrKOBmrQ)YV^mcGRo3FAeE=tRamp_hY^d(fdE+ZaaFFSKI6[nlt5QV0AA[JfP6Mn0Wg^$p)e1Li7YQZR3$ampbX5d1E4^]od^W]rA[5_p2dLGnWc`$+E4]jmnEkkbEp)DGQ`j-bUdJ-HA=boZNct0FGca-S4l0GOMbp3guSfTu_7b6cYltDampa6kImY`bM5(GIiDfHampAso^o_9jrW]-I+YQZ_+OV^TOL3KjDtgtgt1pCk2+mMCTELq`DAJ-HWnhfV(d-q4A^`g]YWORNEjJ-K2m1G3ZgoC-L[oh[CsZLd$6M7RampFUYLl_o4pN5`LAtqp)+Z1$ETFVN9gu_cM3W5Rgtkik^89c4]rgt6Q=WPo8Drqd`+J$ZCC[UUIV($X$iOOLRiENcU_^7$oaN31-gtYQf5HVcCGpLIM$2ORpTHNqNpB6rSPJPgt2QUKB(jO-[$IIuo+9i5SGEgVpTus)83O9Bk]FYcf2$jei$5r0ampnH76NcB)GHrZFfB0HampN^TNB)$^^3]ZcK]6gp$4[$EoiZR0s2OR[r-04sp$8jj+T8ltIlP`TZ)Uqo4Ct(=pnltdKCcF(IN$Po2GpLkQKiJltH+tG`CnsUQZ4tG[O[^5cnRgY+t+G2ltkf99U]WdYmdJjl(_=gU5Pg7-YbFkd(l^ad1KppN23`MU+WVltS=ImQ8I81-gt-4p_ampMKKV1_gdmLIJdampampIo4ltA_bI_(l[fp`4j5ltXC0dO6rtuXfS]V9KN$9lR$aSDFFhF`fEsG5JROXWqE$4gtgt3GQ2tampDf-Yo7n1)9e838ihMSKR)hCmampMOTp-XYbDQQQ=C]1-FUQLaCKJt]TT=CT)gY1Vci+`IC_V(LDT(8V`6r80J-J-DmlKFKK7ZApBh9P0d_9u8^$k^3_Dh4sXe37ILJm5Z4i^kOgti5Z3R[SXkt4NoLr$RJsXUgtenA7gOQDFKgtTmJLlttoK`tnLHY41Jppj5OPuC3ilth8(Ud0klo=E8DMKPISZrsKcB)_20RonIpb6NH3$8Alt3lM($0(fjreamp6J-SJ7tH0ltt-jUgLbUkXU+hCltP9iX3YqFOD=JQXTEHUgrAgC-PIgtY_NX``=YEFeO5THgtiAbG[[N)BT$J-$8e)5m9X$h2YqLJE8ZJ3=929jn)8JdE-ns1Zi)UltlttD)_Y6]G-+(8OYQkcltXKK8gBnM7RnRRsGsBV$R1D699E((L4$6_eFRhgtoGYPOBb86Rt5ofQ[nR6KEFWPiSPltmcsR(ecMc6l+amp(lt1jVRs4Ca$AsM$uM+6JN^Tsh2l0ampc9DjGM0Yjn$bnYujZRR-gm16j2fM205p8(Fb2]dBlti4ISGTlEYoT3m3Bq0h1=EJbU=ZhltIMY926ampRn+Lkq)MqQ4[^HEKKfm)f7Fcp`nQ2ontBKE-RpI_0`XrBQFbH27FuYU+k6BJ-$ijG9Ib4ohoampC_l8$PCKJj`b6ci37amp$dRigXCm[4H216W]UOSs73SaiA2Yfslt8gt1MVA$G^RTmampFXtIA8hcPQ2UW8JF2`ZZ^]5=(Kks1P(=DfRj`Xq2RJfXDA-a[ltampqV6]-KMuK9A1QLGs4ol$kTanAAkg^_Tamp6PZ_Gq62MG=PVgtZ04lt(Yn3K`CampeGf[Rk6L^FNU5VYKae)sQE)Y6LBWF1EpL$LVkg5hrltLEL(6PfrEampHjb(IQWj-9pgtKF2rROoLZbKIVAJjamp8Uck$C50ltEkn)=lt$DX9LrLul+pp-W`_amp1=6Jhc0bgEI)ZpS((^L2pugtFQO(SYeVjuk6LH5ZeG7X$3h^CDR1WT_LHM7228XE4^7s-$r9IOcp3Y`1dZr89T++Y+r8Q7PWar[`pDXLjmB0b=lthXcLJ-8Q$H32PhuOAltR_UJe69LG^gtJeqampraGL0oSgtYgD2lXEB-ddUo$V]pq3F8+4HKSHgtW9Vc$ct`Q9F)p$P5auRG3m^ZP1)RZN(pQE)ZmpTE$n_+DNAr2)$s7Ep(mn_gtT-ampRW-jH0gt9_ampjgt(5_gtVM[=DP7fa=gt+p$fiT_h0ZEp41amp^d9q^$W1_])amp$N(T`KCs_]]cuerrrZM^a6qgtKeL3YqZQXc6msgtQ(+MA9bqnGbkiqkK`LJ9N$ampLN)ltU093m84P0[iZlb^^I3l$39IhPh)q_gtkBgt(0nCampbBjEJqs(6PZj$R1fFucf0iH3fcogtd)HXdARmm^jmqOCMq(WtdZJS3rO`p=W^(p$qR2Eo_r1VuampbcltfP+s-JCka5fJT71=X=7E5[ampMFDUe1EL0$quGZ3URAaWWmOc0cpcpkF^gt_XZq=U9K1_]Md^P2S^uLGG-LcnU-eDU9gCE+0+shltKJg5qampg3mhGltYdCVje_ampDJKB[KOo+(X77Ih+^CYlXJ_1PKHU_3lllQAcp])ltampW`qTtF3hETfl9VAqBWa0LHqTMg]HcD9rgtRXbYfBHRtampAoaQqnjNTJA1uJ8D0+J0TEt^rTlt])N()WFMLElt)$ZH4cE8fb=N1PSfeit+RN1rgt6L0ZOW6_+(($ldOQcicdYgtjrqhY($5DTN+k-4+9bif_7Jge)LZ4nQ+^PnP[hLXpebLbMa40Eqch1(=64YRht_Q=Y$UUJDHsI^7G1G=a(`GFLkjgt4m52+5tHYEmXampkgt`Vampq1T_2ampPgtGhaP46QK0(S`$[1Vi=2Q-^r[(DgttQoDrmu5RampG-9a3LM[3$2tigndCPampEKdc$+^8(=2]NqbpLN[Acp+mGIqa1+Gn`iru)JTbBsDNaltrKV9au+VQPRt+kZV6F25ojFamp(nnGlt9r[mi`eJ^^lQpkgtKamp=cYhD(ltg03dS$u7^Ah[tDq3ampRgr+9ltHf8clW__VNOWkhampC$YN3[F(3G(ZB8$QPYgfaE7itMLr(g+s$-lrb2f3PP^TZn2sIgampU1iU4KJal=(kJicgtqFPrGampU4=3C(60AhPS=3GhJfSbIH4Kf_$tLN$G]9_a=A$IJH2kRamp-1Sa4ZSm^TK=5K5e$4Nopl^1S5_Q]]XV_=s(6aG6O95gYLPo4Bij2BE2+s4e44jV3nQ0Z7-ZXL`tIMZWf_bOSD+$gCBP6b1tmgtY(gtqD1gnGV98+_EjB[j`1C8eOK1tJmsMc4$-MAJnaErfK4[rY_3(DB==Mlm14KggpJgc-Ms4lt0Zamp5[rpiXSW6i++jsQV-N3$-6F$5FFB_n=FqkJc]+B_IERBSampKo+)WmoCA4a1EWNZN^C09FS`A]f9bBd^7UYu2]Wr02lrH1=^Zn-LbKDtsnd4[^iamp1^6k$_]ltPN=I_bauq7W1_ltpM)b-gtCqBP1qJjY4f]fZpJ=tKG8Y3$-P_NL=6GZ[KBat_oaMnDY^amp5^4TaDd]LYJ=F3Y^bmWM4WUmeqCueKZZJfl1f3Ui^_o)_cJm[RjD(gtD8)Oe5kRMLk622kSqlLkNY^TEJDZW5ulru3qNS[12qqF7N4^K$dgqjHX0F$ZSeKAg`n[AjDMb_amp_lt]3rfltcGT257O=h9lgt14lF=gt3XUaampgrARPcnk+Qe3kCKHY85PA4CV+QZlt[p]RSAX26^ltTfQ+Tgt_bampI_+_b+rQpMpWKh^saU6llECi8[JJ$2o31^8amp5kgtS0$3W[BJh5)P$teamp)Z5gt^Lk(5`oHN$XEY2ahkTUr4O=^(`P[gtp)I+BS9qfVltQ_4dk8cpB_b8+nSBU`LB=LDnoMpj5]0TX_ampDbaUsltanTioBMt]tRpN+TdnCTlt87Oh$k03Oa]bi[4TJ(T(qVLcPIhYYOPPlt0_+33J[POG-eLPf[-nrk0AA8pcampfgtcZdaCTceJPffnao1$84NcAaZg20Opch$jltpUPU0+OiPBr(8Yb]8bmm5IiHl7jH9bVrl7=E2B^4ZpGQlt7oGgTMfZ8mE(kpdn15R(KMcfTS3pC5DU4L`Eu(_aBdVcj^g-3Zmamp3FQ1W1J0u`NdG_7usD$^amp0uOirDGampsrK2BfJ_gr]gLcHrrtTZ8-YMUMfb$Qaq1hTj$ilWaYJgn3`)gtIq9V6lti0964FiO18kpA8r``6Ild-nSROukdLj(NlR=qZ8HAX=EMPnCC^_Pb)Nkd00C6ltElts=(To5hLlg+$3FW(^)ncFeL]JJ+^slHJ49l0C5o+Q6bKj3aEL71_tBilta`EjMKgbuSZjJ62sT=tiur4k+d6a)D8iYFDIgtTma=2d9F3Sr+fMmlt^66-EN-79iLOAKC-E(Ygs]Elte=W-DZU]fea0MlH3(8+HFNKPkqf8AIsWcampc=kJOCJ[o-elDAHltltZNf=iCoE=PjRU6jfpBb)Fh7MumprfpWY[`)PgtfQ=0j$LghL9I5uTo=FrD6PYKh=i5Dg7TbampG-nYfEJ2`FqVXMnA]gfhWQm1MQgtpQ-^6LKgampdCM)FB=9Q(KMCdgt^Qs7EJ-eQ]Zo2LGQtnLgV3Uj_96Xgtf^0=c]9ltSUiHLTJHuMeWtir=gtSm+gltdd)EVPX]J9jY7$U=[pg63k4K5hDWltlt9UHgtom_L-V`R-DsgUV_4gs-[ltG$YgtmU42rs6[GiQVM=G`F[g4)VjWsnU=C4k4RI1_XFLZ7-jO$AJJLu]nIAlt09e90ULHgJ_X73DfgSRamphWhChG13GpampdJgmXKCpc4gO1TSmampFrk-]`FRpHZ=I)-f55nETampRlkQ$V9)-(gfpTE=SRlt_h5_HJ5ampRbodgteVumS8iDDTVZ(kEGtKjiampRh]6_cLUVJ9sk=+ampgYU]qe7OS6=W(d94abm8XAYblJgC=d-$-CP5QN7XD[s-cTUC7YBJ^DYm76lAla8n$8JK-oTsdu71GE=o70eKcn-)BtjggOiltmBQGSqq0leuJFQo6e-4]gS17nn0cp[qI-j=76hlc[Yj_P30u$j9r2FpHbYQQE[h+]k]$cltSE+1C_amprrD4UMTVunVLP5=ltNgtYiJbCKMDMOVYU8Zamp+$(k14UpLltWHBc+2k_(WBUampLm-Otbbamp-PVFA4oAleEmDWm$K8]79o)=PGVKAaca3=IN97YampFrj]F4RQeH[9gt_JMGO70c8hX`W]Wp-44ampEamp0FnkXBE5i$0_Si2IU3jpsPr`gMa8iBbRj(N^a)UG)AtL2J=amp8lL15A1$4Ut^0^+WML6It0rQDA`hRltp2mVujjbnJB[J-^dT(iltaMLX4LnqGolchl5(+Epm_KWbqh]oklUltj=[V5cN-OidIccM87kTK7b617NUCS4^IRuh1Vp]e[H4lMA3S)D5PooDl]KCr4JqYnhM^]f2VBnLSE$=UJ]WXNB3o70R-CkleWHJ9egtnpjTcWW(LmhWjAh`igtB9Z6]Ph2l741ZM-+mdDgtasamptN8hL95]V8DVhT5h9LgttrsithSmmUe$DIlpFjXc-DO0lt^5]XcAaA_uf5Bts[4^Kampdk0j(DZBjkfIE-ampkDNKoilt6llto_nVJ6dBgGqi091+ZN1K]kampD[RFjampE791Z30ltGfM]DoOsWHN]^6SHK1cK$p(gpR-jltDkNr3Mu6WpLG-Alt3VBMrXohY=EARP)m=l+Qj_0JHjF$drltqVrnsfi$HiI3ou[Xka0nGba``E=E^UakqbO9jd57KI3eEW6G9_=RHok60`ru8K1eIrHShltqFYR6KWmA_nNCF7OKpPelj[V]-JSf)][f1lt(2hJf`Mgm`mcamp)d$iX-S$CKmGKeXECoWhltXqq(imBOl0fZ3ultFPf(7JF4cM[iSfQKu)alcu)+c8K)E`p6gtaViA$eAnk2ib[hGOl-8As58_CXPBUgtI7HKCYI$KX6_-s6FofBQ)s1FDh0=erNrA]ZO)F3lahfDBYRidVY1gtjDOLK8HWCI^s[GC7134Kfn4FsKbHELampc0DB$BpSL]0g9MlIGcokMNSs1eg=CBsl([cSH2rKRqTmlc_qi[13P0t]lIJB)9ltd`VK5SgH)Rng`6SlnF=2HGTr4565Erj(Z6Bgt$^Y[iUjrrBbjamp0RPU^VJjDnI5gXCNeS)$3BK)L-FBZXUHB01Qd3FD0kD_^ltb3GUITX3LM1GBnk1gtoCK`[c032nLtH-arlhI=2ALpXltZ_$HWiJVVD(ltltc2XKsjd-FWJDaIPoagtYC9`ampgt2duDS7]Cm8b`TjObGT0+[u=Ohf6FfltN77amp^VR0B]O1LFgtJ+rsQX)7(T]APGL_S=ltampltYAbc8Ul^[]ke5[AGQ$0qGpUN8R_0-IckZ0)81UcDLLNQRq^gf-RNCbTampt)pIYWceF3VrcJ2hohfr2=1(jnirUiF$Olt5S7N$--E=]1s1OrtI)([JNb2O`^M`)mFf[0^j7je+AC`KTmoAYfu$9$nKY[amp2B4[UGYIamp7uRT0S[4$-=o5U]rl4YsP37+s]^Fm=5DLm97ltP9s4D]KsUg_fKWkVm9^EJ(06Kq7ggtamps-UOV[+l[$GWKltC)s+2gOFp(qRR+KMjgtqZcE5YOrKAJkHnm2lt0VDmm+[jcgt_XLRMJfm)TltaHOrE]o9L6cCI7Prqamp3mnqS12mAhZp-lt`rq3Bh([6R`G+pD[RQPurGamp7lt4r=loampmo7fJXkr-0Zc`_p9YOrtgttkJBEKigt7e]AnYsgtLd8HD[jG[VVE77Pltlt=dHrgtn)IV7GiEmFdEb^O=_bWB6B(0kGq=amp5[lX0Npltampq6W6A8co_4d)L5je7Qd-a]IjH7fQ(EmeW^eb0P6^jN9iJm$L]F[C4N8E3=YKJAsltltg4ZW2Q8V-4qQamp0Ok)2-48O+L(DuiltgQL9M)tok)rD1]Jnb(hkEogtlH1IT7D7aBkEampgEGW87bZpuGb05WP9(sklt4al=HltSZ8enFKpI2OD6hEC6P_kRUi7unc~gt13

Dateianlage
covergif

Berger Automatisieren mit SIMATIC S7-1500

Automatisieren mit SIMATIC S7-1500

Projektieren Programmieren und Testenmit STEP 7 Professional

von Hans Berger

2 wesentlich uumlberarbeitete und erweiterte Auflage 2017

Publicis Publishing

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

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

wwwpublicis-booksde

Lektorat Dr Gerhard Seitfudem gerhardseitfudempublicispixelparkde

Print ISBN 978-3-89578-451-4ePDF ISBN 978-3-89578-939-7

2 wesentlich uumlberarbeitete und erweiterte Auflage 2017

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

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

Printed in Germany

Vorwort

5

Vorwort

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

Das Konzept Totally Integrated Automation (TIA) bedeutet mit einer einzigen Sys-tembasis und Werkzeugen mit einheitlichen Bedienoberflaumlchen alle Automatisie-rungskomponenten einheitlich zu behandeln Diesen Anforderungen wird dasAutomatisierungssystem SIMATIC gerecht mit Durchgaumlngigkeit bei ProjektierungProgrammierung Datenhaltung und Kommunikation

Das vorliegende Buch beschreibt das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500Eine S7-1500-Steuerung ist kompakt aufgebaut und modular erweiterbar Fuumlr dieKommunikation mit anderen Automatisierungssystemen bieten die CPU-Baugrup-pen integrierte Busschnittstellen fuumlr Industrial Ethernet und ndash abhaumlngig vom Bau-gruppentyp ndash auch fuumlr PROFIBUS DP

Die Engineeringsoftware STEP 7 Professional im TIA Portal erschlieszligt die gesamteFunktionalitaumlt der S7-1500-Controller STEP 7 Professional ist das gemeinsameWerkzeug fuumlr die Konfiguration des Hardware-Aufbaus und die Programmierungdes Anwenderprogramms genauso wie fuumlr den Programmtest und die Diagnose

Fuumlr die Gestaltung des Anwenderprogramms stellt STEP 7 Professional fuumlnfProgrammiersprachen zur Verfuumlgung Kontaktplan (KOP) mit einer Stromlaufplan-aumlhnlichen grafischen Darstellung Funktionsplan (FUP) mit einer an elektronischeSchaltkreissysteme angelehnten grafischen Darstellung Structured ControlLanguage (SCL) mit einer Pascal-aumlhnlichen Hochsprache Anweisungsliste (AWL)mit der Formulierung der Steuerungsaufgabe als Befehlsauflistung und schlieszliglichmit GRAPH eine Ablaufsteuerung mit sequenzieller Bearbeitung des Anwenderpro-gramms

Das Testen des Anwenderprogramms erleichtert STEP 7 Professional mit Beobach-tungstabellen fuumlr das Beobachten Steuern und Forcen von Variablenwerten mitder Darstellung des Programms mit den aktuellen Variablenwerten im laufendenBetrieb und mit einer Offline-Simulation des Automatisierungsgeraumlts

Das vorliegende Buch beschreibt das Projektieren Programmieren und Testen ei-nes Automatisierungsgeraumlts CPU 1500 V20 mit der Engineeringsoftware STEP 7Professional V14 und der Simulationssoftware S7-PLCSIM V14

Erlangen im Maumlrz 2017 Hans Berger

Der Inhalt des Buchs auf einen Blick

6

Der Inhalt des Buchs auf einen Blick

1 Start

Das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500 in der Uumlbersicht

Eine Einfuumlhrung in die Engineeringsoftware SIMATIC STEP 7 Professional V14

Die Grundlage der Automatisierungsloumlsung Ein Projekt erstellen und bearbeiten

2 Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500

Die Baugruppen von SIMATIC S7-1500 in der Uumlbersicht Aufbau eines Automatisierungs-systems CPU-Baugruppen Signal- Technologie- und Kommunikationsbaugruppen

3 Geraumltekonfiguration

Eine Station konfigurieren Baugruppen parametrieren und Stationen vernetzen

4 Variablen Adressierung und Datentypen

Die Eigenschaften der Operandenbereiche Eingaumlnge Ausgaumlnge Peripherie Merker Daten und temporaumlre Lokaldaten und wie sie adressiert werden absolut symbolisch und indirekt

Die Beschreibung der elementaren und strukturierten Datentypen Datentypen fuumlr Baustein-parameter Zeiger Anwender- und Systemdatentypen

5 Programmbearbeitung

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

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

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

6 Der Programmeditor

Arbeiten mit der PLC-Variablentabelle Codebausteine und Datenbausteine erstellen und bearbeiten Bausteine uumlbersetzen und Programminformationen auswerten

7 Die Programmiersprache Kontaktplan KOP

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

8 Die Programmiersprache Funktionsplan FUP

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

9 Die Programmiersprache Structured Control Language SCL

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

Der Inhalt des Buchs auf einen Blick

7

10 Die Programmiersprache Anweisungsliste AWL

Das Charakteristische der AWL-Programmierung Programmierung von binaumlren Verknuumlp-fungen Anwendung von Digitalfunktionen und Steuern der Programmbearbeitung

11 Die Programmiersprache Ablaufsteuerung GRAPH

Was eine Ablaufsteuerung ist und was ihre Elemente sind Ablaufketten Schritte Transitio-nen und Verzweigungen Wie eine Ablaufsteuerung mit GRAPH projektiert wird

Die Beschreibung der Steuerungsfunktionen

12 Basisfunktionen Funktionen fuumlr Binaumlrsignale binaumlre Verknuumlpfungen Speicherfunktio-nen Flankenauswertungen Zeit-Zaumlhlfunktionen

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

14 Programmsteuerung Sprungfunktionen Bausteine aufrufen und beenden mit Bau-steinparametern arbeiten optimierter Bausteinzugriff ARRAY- und CPU-Datenbausteine

15 Online-Betrieb Diagnose und Programmtest

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

16 Dezentrale Peripherie

In der Uumlbersicht das dezentrale Peripheriesystem ET 200

Wie ein PROFINET IO System projektiert wird und welche Eigenschaften es hat

Wie ein PROFIBUS DP Mastersystem projektiert wird und welche Eigenschaften es hat

17 Kommunikation

Mit welchen Kommunikationsfunktionen die Open User Communication realisiert wird

Welche Eigenschaften die S7-Kommunikation hat und mit welchen Kommunikationsfunk-tionen sie programmiert wird

Wie die PtP-Kommunikation realisiert wird

18 Anhang

Wie ein mit STEP 7 V5x erstelltes Projekt in das TIA Portal migriert wird

Wie der Webserver in der CPU projektiert wird und welche Moumlglichkeiten er bietet

Technologieobjekte fuumlr Zaumlhlen Messen Motion Control PID Control

Wie Daten protokolliert und Rezepturen uumlbertragen werden

Mit der Simulationssoftware S7-PLCSIM ein Anwenderprogramm offline testen

Maschinen- und Anlagen-Diagnose mit ProDiag

Inhaltsverzeichnis

8

Inhaltsverzeichnis

1 Einfuumlhrung 23

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500 23111 Automatisierungsgeraumlt SIMATIC S7-1500 24112 Uumlbersicht STEP 7 Professional 25113 Verschiedene Programmiersprachen 27114 Bearbeitung des Anwenderprogramms 29115 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem 31

12 Einfuumlhrung in STEP 7 Professional V14 33121 STEP 7 installieren 33122 Automation License Manager 34123 STEP 7 Professional starten 34124 Portalansicht 35125 Die Fenster der Projektansicht 36126 Informationssystem 38127 Bedienoberflaumlche anpassen 39

13 Ein SIMATIC-Projekt bearbeiten 40131 Strukturierte Darstellung der Projektdaten 40132 Projektdaten und Editoren fuumlr eine PLC-Station 40133 Mit Projekten arbeiten 44134 Mit Referenzprojekten arbeiten 48135 Mit Bibliotheken arbeiten 48136 Mehrsprachige Projekte 52

2 Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500 54

21 Komponenten einer S7-1500-Station 54

22 CPU-Baugruppen S7-1500 56221 CPU-Varianten 56222 Bedien- und Anzeigeelemente 60223 SIMATIC Memory Card 61224 Busschnittstellen 62

23 Signalbaugruppen 63231 Digitaleingabebaugruppen 63232 Digitalausgabebaugruppen 65233 Digitalein-ausgabebaugruppen 66234 Analogeingabebaugruppen 66235 Analogausgabebaugruppe 66236 Analogein-ausgabebaugruppen 67

24 Technologiebaugruppen 68

Inhaltsverzeichnis

9

25 Kommunikationsbaugruppen 69

26 Weitere Baugruppen 70261 Systemstromversorgungsbaugruppen 70262 Laststromversorgungsbaugruppen 70

27 SIPLUS S7-1500 71

3 Geraumltekonfiguration 72

31 Einfuumlhrung 72

32 Eine Station konfigurieren 74321 Eine PLC-Station hinzufuumlgen 74322 Eine Baugruppe hinzufuumlgen 74

33 Baugruppen parametrieren 76331 Die CPU-Eigenschaften parametrieren 76332 Baugruppen adressieren 80333 Signalbaugruppen parametrieren 82334 Eine Konfigurationssteuerung projektieren 84

34 Eine Vernetzung projektieren 87341 Einfuumlhrung 87342 Eine Station vernetzen 88343 Teilnehmeradressen in einem Subnetz 90344 Kommunikationsdienste und Verbindungstypen 91345 Eine Verbindung projektieren 92346 Ein PROFINET-Subnetz projektieren 94347 Ein PROFIBUS-Subnetz projektieren 98

4 Variablen Adressierung und Datentypen 101

41 Operanden und Variablen 101411 Einfuumlhrung Uumlbersicht 101412 Operandenbereiche Eingaumlnge und Ausgaumlnge 103413 Operandenbereich Merker 104414 Operandenbereich Daten 106415 Operandenbereich temporaumlre Lokaldaten 107

42 Adressierung von Variablen und Konstanten 108421 Signalweg 108422 Absolute Adressierung 109423 Symbolische Adressierung 112424 Adressierung eines Variablenteils 114425 Adressierung einer Konstanten 114426 Indirekte Adressierung 115

43 Adressierung von Hardware-Objekten 123

44 Allgemeines zu Datentypen 123441 Uumlbersicht der Datentypen 123442 Implizite Datentypkonvertierung 125443 Variablen uumlberlagern (Datentypsichten) 128

45 Elementare Datentypen 130

Inhaltsverzeichnis

10

451 Bitfolge-Datentypen BOOL BYTE WORD DWORD und LWORD 130452 BCD-Zahlen BCD16 und BCD32 132453 Datentypen CHAR und WCHAR 133454 Festpunkt-Datentypen ohne Vorzeichen USINT UINT UDINT ULINT 133455 Festpunkt-Datentypen mit Vorzeichen SINT INT DINT und LINT 134456 Gleitpunkt-Datentypen REAL und LREAL 135457 Datentypen fuumlr Zeitdauern 137458 Datentypen fuumlr Zeitpunkte 139

46 Strukturierte Datentypen 140461 Datum und Uhrzeit DATE_AND_TIME (DT) 140462 Datum und Uhrzeit DATE_AND_LTIME (DTL) 142463 Zeichenketten STRING und WSTRING 142464 Datentyp ARRAY 143465 Datentyp STRUCT 147

47 Parametertypen 149471 Uumlbersicht 149472 Parametertypen BLOCK_FC und BLOCK_FB (AWL) 150473 Parametertyp DB_ANY 150474 Parametertyp VOID 151475 Parametertypen POINTER ANY und VARIANT 151476 Parametertyp ARRAY[] 152

48 Zeiger 152481 Einfuumlhrung 152482 Bereichszeiger 153483 DB-Zeiger 153484 ANY-Zeiger 155

49 PLC-Datentypen 155491 Einen PLC-Datentyp programmieren 155492 Einen PLC-Datentyp anwenden 156493 PLC-Datentypen vergleichen 158494 Einen PLC-Datentyp umnummerieren 159

410 Systemdatentypen 1594101 Systemdatentypen fuumlr Zeitfunktionen 1594102 Systemdatentypen fuumlr Zaumlhlfunktionen 1614103 Startinformation 162

411 Hardware-Datentypen 163

5 Anwenderprogramm bearbeiten 164

51 Betriebszustaumlnde 164511 Betriebszustand STOP 165512 Betriebszustand ANLAUF 166513 Betriebszustand RUN 168514 Remanenzverhalten von Operanden 169

52 Anwenderprogramm erstellen 170521 Programmbearbeitung 170522 Strukturierung des Anwenderprogramms 172

Inhaltsverzeichnis

11

523 Bausteinarten 175524 Bausteineigenschaften 177525 Bausteinschnittstelle 177526 Einen Codebaustein aufrufen 183527 Programmierempfehlungen 186

53 Anlaufprogramm 193531 Organisationsbausteine fuumlr das Anlaufprogramm 193532 Remanente Daten zuruumlcksetzen 195533 Baugruppenadresse ermitteln 195534 Baugruppen parametrieren 198

54 Hauptprogramm 202541 Organisationsbausteine fuumlr das Hauptprogramm 202542 Prozessabbild-Aktualisierung 203543 Zykluszeit 207544 Reaktionszeit 210545 Programm stoppen und verzoumlgern 211546 Uhrzeit 212547 Systemzeit lesen 217548 Betriebsstundenzaumlhler 217

55 Alarmbearbeitung 219551 Einfuumlhrung zur Alarmbearbeitung 219552 Uhrzeitalarme 223553 Verzoumlgerungsalarme 227554 Weckalarme 231555 Prozessalarme 235556 Alarme zur Laufzeit zuordnen 237557 Alarmzusatzinformation lesen 238

56 Fehlerbehandlung Diagnose 240561 Fehlerursachen und Fehlerreaktionen 240562 Lokale Fehlerbehandlung 240563 Globale Fehlerbehandlung (Synchronfehler) 245564 Synchronfehlerbearbeitung sperren und freigeben 247565 Asynchronfehler 250566 Alarme und Asynchronfehler sperren verzoumlgern und freigeben 254

57 Diagnose im Anwenderprogramm 256571 Diagnosealarm 256572 Startinformation lesen 258573 Laufzeit-Informationen lesen 259574 Diagnosefunktionen im Anwenderprogramm 260

58 Meldungen projektieren 267581 Einfuumlhrung 267582 Meldungen nach dem Meldenummerverfahren projektieren 271583 Systembausteine fuumlr Meldungen 276584 Anwender-Diagnosemeldung erzeugen 279585 CPU-Meldungsanzeige 280

Inhaltsverzeichnis

12

6 Programmeditor 283

61 Einfuumlhrung 283

62 PLC-Variablentabelle 284621 PLC-Variablentabelle anlegen und bearbeiten 284622 PLC-Variablen definieren und bearbeiten 284623 PLC-Variablentabellen vergleichen 287624 PLC-Variablentabelle exportieren und importieren 288625 Konstantentabellen 289

63 Einen Codebaustein programmieren 289631 Einen neuen Codebaustein anlegen 289632 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Codebausteine 291633 Bausteineigenschaften fuumlr Codebausteine festlegen 293634 Einen Baustein schuumltzen 296635 Bausteinschnittstelle programmieren 297636 Allgemeines Vorgehen beim Programmieren der Steuerungsfunktion 300637 Steuerungsfunktion mit KOP und FUP programmieren 304638 Steuerungsfunktion mit SCL programmieren 308639 Steuerungsfunktion mit AWL programmieren 3126310 Steuerungsfunktion mit GRAPH programmieren 314

64 Einen Datenbaustein programmieren 315641 Einen neuen Datenbaustein anlegen 315642 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Datenbausteine 316643 Bausteineigenschaften fuumlr Datenbausteine festlegen 317644 Datenvariablen deklarieren 320645 Datenvariablen in Globaldatenbausteinen eingeben 322

65 Bausteine uumlbersetzen 323651 Uumlbersetzung starten 323652 SCL-Bausteine uumlbersetzen 324653 Fehler nach der Uumlbersetzung beheben 325

66 Arbeiten mit Quelldateien 327

67 Programminformationen 330671 Querverweisliste 330672 Belegungsplan 331673 Aufrufstruktur 333674 Abhaumlngigkeitsstruktur 334675 Konsistenzpruumlfung 335676 Speicherauslastung der CPU 336

7 Kontaktplan KOP 338

71 Einfuumlhrung 338711 Programmieren mit KOP allgemein 338712 Programmelemente des Kontaktplans 340

72 Binaumlre Verknuumlpfungen mit KOP programmieren 340721 Schlieszligerkontakt und Oumlffnerkontakt 341722 Reihen- und Parallelschaltung von Kontakten 343

Inhaltsverzeichnis

13

723 T-Abzweig offener Parallelzweig 344724 Verknuumlpfungsergebnis negieren im Kontaktplan 345725 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen im Kontaktplan 345726 Guumlltigkeitspruumlfung einer Gleitpunktvariablen im Kontaktplan 346727 Vergleich-Kontakte 347

73 Speicherfunktionen mit KOP programmieren 347731 Einfache und negierende Spule 348732 Setzen- und Ruumlcksetzen-Spule 349733 Speicherndes Verhalten durch Selbsthaltung 350734 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Kontaktplan 350735 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Kontaktplan 351736 Spulen mit Zeitverhalten 352

74 Q-Boxen mit KOP programmieren 353741 Speicher-Boxen im Kontaktplan 354742 Flankenauswertung des Stromflusses 354743 Zeitfunktionen im Kontaktplan 355744 Zaumlhlfunktionen im Kontaktplan 357

75 ENENO-Boxen mit KOP programmieren 358751 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 358752 Uumlbertragungsfunktionen im Kontaktplan 358753 Arithmetische Funktionen im Kontaktplan 360754 Mathematische Funktionen im Kontaktplan 361755 Konvertierungsfunktionen im Kontaktplan 362756 Schiebefunktionen im Kontaktplan 363757 Logikfunktionen im Kontaktplan 363758 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Kontaktplan 364

76 VARIANT-Funktionen mit KOP programmieren 365

77 Programmsteuerung mit KOP 367771 Sprungfunktionen im Kontaktplan 367772 Bausteinende-Funktion im Kontaktplan 370773 Bausteinaufruf-Funktionen im Kontaktplan 371

8 Funktionsplan FUP 373

81 Einfuumlhrung 373811 Programmieren mit FUP allgemein 373812 Programmelemente des Funktionsplans 375

82 Binaumlre Verknuumlpfungen mit FUP programmieren 375821 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 376822 Eine binaumlre Verknuumlpfung im Funktionsplan programmieren 378823 UND-Funktion im Funktionsplan 379824 ODER-Funktion im Funktionsplan 379825 Exklusiv-ODER-Funktion im Funktionsplan 379826 Kombinierte binaumlre Verknuumlpfungen Verknuumlpfungsergebnis negieren 380827 T-Abzweig im Funktionsplan 381828 Flankenauswertung von Binaumlrvariablen im Funktionsplan 381829 Guumlltigkeitspruumlfung von Gleitpunktzahlen im Funktionsplan 382

Inhaltsverzeichnis

14

8210 Vergleichsfunktionen im Funktionsplan 383

83 Standard-Boxen mit FUP programmieren 384831 Zuweisung und negierende Zuweisung 384832 Setzen- und Ruumlcksetzen-Box 385833 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Funktionsplan 386834 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Funktionsplan 387835 Standard-Boxen mit Zeitverhalten 387

84 Q-Boxen mit FUP programmieren 389841 Speicher-Boxen im Funktionsplan 389842 Flankenauswertung des Verknuumlpfungsergebnisses im Funktionsplan 390843 Zeitfunktionen im Funktionsplan 391844 Zaumlhlfunktionen im Funktionsplan 392

85 ENENO-Boxen mit FUP programmieren 393851 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 393852 Uumlbertragungsfunktionen im Funktionsplan 395853 Arithmetische Funktionen im Funktionsplan 395854 Mathematische Funktionen im Funktionsplan 396855 Konvertierungsfunktionen im Funktionsplan 397856 Schiebefunktionen im Funktionsplan 398857 Logikfunktionen im Funktionsplan 399858 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Funktionsplan 400

86 VARIANT-Funktionen mit FUP programmieren 40187 Programmsteuerung mit FUP 402

871 Sprungfunktionen im Funktionsplan 403872 Bausteinende-Funktion im Funktionsplan 406873 Bausteinaufruf-Funktionen im Funktionsplan 407

9 Structured Control Language SCL 409

91 Einfuumlhrung 409911 Programmieren mit SCL allgemein 409912 SCL-Anweisungen und Operatoren 411

92 Binaumlre Verknuumlpfungen mit SCL programmieren 413921 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 413922 UND-Funktion in SCL 414923 ODER-Funktion in SCL 414924 Exklusiv-ODER-Funktion in SCL 415925 Kombinierte binaumlre Verknuumlpfungen in SCL 415926 Verknuumlpfungsergebnis negieren in SCL 416

93 Speicherfunktionen mit SCL programmieren 417931 Wertzuweisung einer Binaumlrvariablen 417932 Setzen und Ruumlcksetzen in SCL 417933 Flankenauswertung in SCL 418

94 Zeit- und Zaumlhlfunktionen mit SCL programmieren 418941 Zeitfunktionen in SCL 418942 Zaumlhlfunktionen in SCL 419

95 Digitalfunktionen mit SCL programmieren 420

Inhaltsverzeichnis

15

951 Uumlbertragungsfunktion Wertzuweisung einer Digitalvariablen 420952 Vergleichsfunktionen in SCL 421953 Arithmetische Funktionen in SCL 422954 Mathematische Funktionen in SCL 423955 Konvertierungsfunktionen in SCL 424956 Schiebefunktionen in SCL 425957 Wortverknuumlpfungen logischer Ausdruck in SCL 426958 Funktionen fuumlr Zeichenketten in SCL 427

96 VARIANT-Funktionen mit SCL programmieren 427

97 Programmsteuerung mit SCL 430971 Kontrollanweisungen 430972 Bausteinendefunktion bei SCL 439973 Aufruf einer Funktion (FC) bei SCL 439974 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) bei SCL 440975 Versorgung von Parametern 442

10 Anweisungsliste AWL 443

101 Einfuumlhrung 4431011 Programmieren mit AWL allgemein 4431012 Aufbau einer AWL-Anweisung 4451013 Eine AWL-Anweisung eingeben 4451014 Adressierung von 64-Bit-Variablen 4471015 AWL-Netzwerke in KOP- und FUP-Bausteinen 447

102 Binaumlre Verknuumlpfungen mit AWL programmieren 4481021 Bearbeitung einer binaumlren Verknuumlpfung Verknuumlpfungsschritt 4491022 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 4501023 UND-Funktion in der Anweisungsliste 4511024 ODER-Funktion in der Anweisungsliste 4511025 Exklusiv-ODER-Funktion in der Anweisungsliste 4511026 Kombinierte binaumlre Verknuumlpfungen in der Anweisungsliste 4521027 Verknuumlpfungsergebnis steuern 455

103 Speicherfunktionen mit AWL programmieren 4551031 Zuweisung in der Anweisungsliste 4561032 Setzen und Ruumlcksetzen in der Anweisungsliste 4561033 Flankenauswertung in der Anweisungsliste 457

104 Zeit- und Zaumlhlfunktionen mit AWL programmieren 4581041 Zeitfunktionen in der Anweisungsliste 4581042 Zaumlhlfunktionen in der Anweisungsliste 459

105 Digitalfunktionen mit AWL programmieren 4601051 Uumlbertragungsfunktionen in der Anweisungsliste 4601052 Vergleichsfunktionen in der Anweisungsliste 4641053 Arithmetische Funktionen in der Anweisungsliste 4671054 Mathematische Funktionen in der Anweisungsliste 4711055 Konvertierungsfunktionen in der Anweisungsliste 4721056 Schiebefunktionen in der Anweisungsliste 4741057 Wortverknuumlpfungen in der Anweisungsliste 477

Inhaltsverzeichnis

16

1058 Funktionen fuumlr Zeichenketten in der Anweisungsliste 480

106 VARIANT-Funktionen mit AWL programmieren 481

107 Programmsteuerung mit AWL 4841071 Sprungfunktionen in der Anweisungsliste 4841072 Bausteinende-Funktionen in der Anweisungsliste 4861073 Bausteinaufruf-Funktion in der Anweisungsliste 486

108 Weitere AWL-Funktionen 4891081 Mit Statusbits arbeiten 4901082 Akkumulatorfunktionen 4951083 Arbeiten mit den Datenbausteinregistern 4971084 Teiladressierung von Datenoperanden 4991085 Absolute Adressierung von temporaumlren Lokaldaten 5001086 Arbeiten mit den Adressregistern 5011087 Speicherindirekte Adressierung 5031088 Registerindirekte Adressierung 5061089 Direkter Zugriff auf komplexe Lokalvariablen 51010810 Nullanweisungen 512

11 Ablaufsteuerung S7-GRAPH 513

111 Einfuumlhrung 5131111 Was ist eine Ablaufsteuerung 5131112 Eigenschaften einer Ablaufsteuerung 513

112 Elemente einer Ablaufsteuerung 5151121 Schritte und Transitionen 5151122 Spruumlnge in einer Ablaufsteuerung 5171123 Verzweigungen einer Ablaufkette 5171124 Permanente Anweisungen 5191125 Schritt- und Transitionsfunktionen 5191126 Bearbeitung von Bedingungen 5231127 Bearbeitung von Aktionen 524

113 Eine Ablaufsteuerung projektieren 5301131 Allgemeines Vorgehen bei der Projektierung 5301132 Den GRAPH-Funktionsbaustein programmieren 5311133 Projektieren der Kettenstruktur 5321134 Schritte und Transitionen programmieren 5351135 Permanente Anweisungen programmieren 5371136 Meldungen projektieren 5371137 Attribute des GRAPH-Funktionsbausteins 5371138 Den GRAPH-Funktionsbaustein aufrufen 539

114 Ablaufsteuerung testen 5401141 GRAPH-Funktionsbaustein laden 5401142 Einstellungen zum Programmtest 5411143 Betriebsarten verwenden 5421144 Ablaufkette synchronisieren 5421145 Mit Programmstatus testen 543

Inhaltsverzeichnis

17

12 Basisfunktionen 546

121 Binaumlre Verknuumlpfungen 5461211 Einfuumlhrung 5461212 Arbeiten mit Binaumlrsignalen 5471213 UND-Funktion Reihenschaltung 5511214 ODER-Funktion Parallelschaltung 5511215 Exklusiv-ODER-Funktion Antivalenzfunktion 5521216 Verknuumlpfungsergebnis negieren NOT-Kontakt 553

122 Speicherfunktionen 5541221 Einfuumlhrung 5541222 Einfache und negierende Spule Zuweisung 5541223 Einzelnes Setzen und Ruumlcksetzen 5551224 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen 5561225 Vorrangiges Setzen und Ruumlcksetzen Speicher-Boxen 557

123 Flankenauswertung 5591231 Funktionsweise einer Flankenauswertung 5591232 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen (KOP FUP) 5611233 Flankenauswertung mit Impulsausgabe (KOP FUP) 5611234 Flankenauswertung mit einer Q-Box (KOP FUP) 5621235 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box (KOP FUP) 5631236 Flankenauswertung bei SCL 5641237 Flankenauswertung bei AWL 567

124 Zeitfunktionen 5681241 Eine Zeitfunktion hinzufuumlgen 5681242 Impulsbildung TP 5691243 Einschaltverzoumlgerung TON 5701244 Ausschaltverzoumlgerung TOF 5711245 Akkumulierende Einschaltverzoumlgerung TONR 5721246 Eine Zeitfunktion mit einer Zeitdauer laden 5731247 Eine Zeitfunktion zuruumlcksetzen 574

125 Zaumlhlfunktionen 5741251 Eine Zaumlhlfunktion einfuumlgen 5751252 Vorwaumlrtszaumlhler CTU 5751253 Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTD 5761254 Vorwaumlrts-Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTUD 577

13 Digitalfunktionen 580

131 Uumlbertragungsfunktionen 5811311 Variable kopieren MOVE -und S_MOVE-Box bei KOP und FUP 5811312 Wertzuweisungen bei SCL 5831313 Laden und Transferieren bei AWL 5861314 Variable kopieren MOVE und S_MOVE bei AWL 5871315 VARIANT-Variable lesen und schreiben 5881316 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK_VARIANT 5891317 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK und UMOVE_BLK 5911318 Datenbereich fuumlllen mit FILL_BLK und UFILL_BLK 593

Inhaltsverzeichnis

18

1319 Variable von und zu einen BYTE-Feld uumlbertragen 59313110 Lesen und Schreiben mit PEEK und POKE (SCL AWL) 59713111 Byte-Reihenfolge aumlndern mit SWAP 59713112 Bereichsgrenzen ermitteln 599

132 Vergleichsfunktionen 5991321 Ausfuumlhrung der Vergleichsfunktion 6001322 Bereichsvergleich bei KOP und FUP 6031323 Gleitpunkt-Variable testen OK-Kontakt OK-Box 6031324 VARIANT-Zeiger testen bei KOP FUP und AWL 6051325 VARIANT-Zeiger testen bei SCL 606

133 Arithmetische Funktionen 6091331 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte 6091332 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte 6111333 Dekrementieren und Inkrementieren 613

134 Mathematische Funktionen 6141341 Allgemeine Funktionsbeschreibung 6141342 Winkelfunktionen SIN COS TAN 6151343 Arcusfunktionen ASIN ACOS ATAN 6151344 Quadrat bilden und Quadratwurzel ziehen 6161345 Logarithmus und Potenz 6161346 Nachkommastellen extrahieren Absolutwert und Negation bilden 6181347 Rechnen mit der CALCULATE-Box bei KOP und FUP 619

135 Konvertierungsfunktionen 6211351 Konvertierungsfunktionen CONV S_CONV und T_CONV 6221352 Konvertierung von DB_ANY 6281353 Konvertierungsfunktionen fuumlr Gleitpunktzahlen 6291354 Konvertierungsfunktionen STRG_TO_CHARS und CHARS_TO_STRG 6301355 Konvertierungsfunktionen STRG_VAL und VAL_STRG 6331356 Konvertierungsfunktionen ATH und HTA 6351357 Konvertierungsfunktionen SCALE_X und NORM_X 637

136 Schiebefunktionen 6391361 Allgemeine Funktionsbeschreibung 6391362 Rechts schieben SHR 6401363 Links schieben SHL 6401364 Rechts rotieren ROR 6401365 Links rotieren ROL 640

137 Logikfunktionen 6411371 Wortverknuumlpfungen 6411372 Invertieren Einerkomplement bilden 6431373 Codierfunktionen DECO und ENCO 6441374 Auswahlfunktionen SEL MUX und DEMUX 6451375 Minimumauswahl MIN Maximumauswahl MAX 6461376 Begrenzer LIMIT 646

138 Zeichenketten bearbeiten 649

139 Symbolnamen lesen 658

Inhaltsverzeichnis

19

14 Programmsteuerung 663

141 Sprungfunktionen 6641411 Einfuumlhrung 6641412 Absoluter Sprung 6641413 Bedingter Sprung 6661414 Sprungliste 6681415 Sprungverteiler 6701416 Schleifensprung 670

142 Bausteinende-Funktionen 6721421 Bausteinende-Funktion RET (KOP und FUP) 6721422 RETURN-Anweisung (SCL) 6741423 Bausteinende-Funktionen BEB BEA und BE (AWL) 674

143 Aufruf von Codebausteinen 6741431 Einfuumlhrung 6741432 Aufruf einer Funktion FC 6751433 Aufruf eines Funktionsbausteins FB 6751434 Asynchron arbeitende Systembausteine 6781435 ENENO-Mechanismus 678

144 Arbeiten mit Bausteinen 6821441 Bausteine mit optimiertem und Standardzugriff 6821442 Datentypen der lokalen Variablen 6841443 Bausteinparameter adressieren 6861444 Bausteinparameter versorgen 6891445 Uumlbergabe von Bausteinparametern 691

145 Datenbausteinfunktionen 6941451 Datenbausteinattribute lesen 6941452 Ladespeicher lesen und schreiben 6951453 ARRAY-Datenbausteine 6971454 Systembausteine fuumlr den Zugriff auf ARRAY-Datenbausteine 6981455 CPU-Datenbausteine 700

15 Online-Betrieb Diagnose und Test 704

151 PLC-Station online verbinden 7051511 Programmiergeraumlt an die PLC-Station anschlieszligen 7051512 Die CPU urloumlschen 7071513 Den Auslieferungszustand wiederherstellen 708

152 Projektdaten uumlbertragen 7091521 Die Projektdaten erstmalig laden 7101522 Die Projektdaten nachladen 7121523 Das Anwenderprogramm schuumltzen 7131524 Mit Online-Projektdaten arbeiten 7161525 Mit der Memory Card arbeiten 719

153 Mit Bausteinen im Online-Betrieb arbeiten 7201531 Einfuumlhrung 7201532 Einen Online-Baustein bearbeiten 7211533 Einen Baustein laden und zuruumlckladen 722

Inhaltsverzeichnis

20

1534 Ohne Reinitialisierung laden 7231535 Mit Momentaufnahmen arbeiten 7251536 Mit Einstellwerten arbeiten 7261537 Bausteine vergleichen 728

154 Hardware-Diagnose 7311541 Status-Anzeigen an den Baugruppen 7311542 Diagnosefenster 7321543 Diagnosepuffer 7341544 Online-Tools 7341545 Weitere Diagnose-Informationen uumlber das Programmiergeraumlt 736

155 Anwenderprogramm testen 7371551 Aufrufumgebung definieren 7381552 Testen mit Programmstatus 7391553 PLC-Variablen beobachten 7431554 Datenvariablen beobachten und steuern 7441555 Testen mit Beobachtungstabellen 7451556 Testen mit der Force-Tabelle 750

156 Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion 7521561 Einfuumlhrung 7521562 Erstellen der Trace-Konfiguration 7531563 Messwerte aufzeichnen 754

16 Dezentrale Peripherie 758

161 Einfuumlhrung Uumlbersicht 758

162 Dezentrales Peripheriesystem ET 200 7591621 ET 200MP 7591622 ET 200M 7601623 ET 200SP 7611624 ET 200S 7621625 ET 200pro 7621626 ET 200AL 7631627 ET 200eco und ET200eco PN 764

163 PROFINET IO 7641631 Komponenten von PROFINET IO 7641632 Adressen bei PROFINET IO 7671633 PROFINET IO projektieren 7691634 Kopplungsbaugruppen fuumlr PROFINET IO 7751635 Echtzeit-Kommunikation bei PROFINET 7761636 Spezielle PROFINET-Konfigurationen 780

164 PROFIBUS DP 7841641 Komponenten von PROFIBUS DP 7841642 Adressen bei PROFIBUS DP 7871643 PROFIBUS DP projektieren 7891644 Kopplungsbaugruppen fuumlr PROFIBUS DP 7921645 Spezielle PROFIBUS-Konfigurationen 795

165 Systembausteine fuumlr dezentrale Peripherie 798

Inhaltsverzeichnis

21

1651 Peripheriedaten lesen und schreiben 7981652 Diagnosedaten von einem DP-Normslave lesen 8011653 Datensatz empfangen und bereitstellen 8021654 Dezentrale Station aktivierendeaktivieren 8041655 PROFINET-IO-System umkonfigurieren 805

166 DPV1-Alarme 805

167 Taktsynchronitaumlt 8081671 Einfuumlhrung 8081672 Taktsynchronitaumlt bei PROFINET 8081673 Taktsynchronitaumlt bei PROFIBUS 8111674 Taktsynchronalarm 8131675 Prozessabbilder taktsynchron aktualisieren 816

17 Kommunikation 817

171 Uumlbersicht 817

172 Open User Communication 8201721 Grundlagen 8201722 Datenstruktur der Open User Communication 8211723 Verbindung aufbauen und Daten senden mit TSEND_C 8221724 Verbindung aufbauen und Daten empfangen mit TRCV_C 8231725 Open User Communication projektieren 8251726 Weitere Funktionen fuumlr die Open User Communication 827

173 S7-Kommunikation 8301731 Grundlagen 8301732 Einseitiger Datenaustausch 8301733 Zweiseitiger Datenaustausch 8321734 S7-Kommunikation projektieren 835

174 Freeport-Kommunikation 8361741 Einfuumlhrung in die Freeport-Kommunikation 8361742 Konfigurieren der Kommunikationsbaugruppe CM PtP 8371743 Freeport-Kommunikationsfunktionen 838

175 Weitere Kommunikationsfunktionen 8421751 USS-Protokoll fuumlr Antriebe 8421752 Modbus RTU 8441753 Modbus TCP 846

18 Anhang 849

181 Ein Projekt migrieren 849

182 Webserver 8521821 Webserver aktivieren 8521822 Standard-Webseiten 8551823 Basic-Webseiten 8581824 Service-Daten auslesen 8581825 Webserver initialisieren und Webseiten synchronisieren (WWW) 859

183 Technologieobjekte 859

Inhaltsverzeichnis

22

1831 Technologieobjekte fuumlr Motion Control 8591832 Technologieobjekte fuumlr PID Control 8661833 Technologieobjekte fuumlr Zaumlhlen und Messen 867

184 Daten protokollieren und Rezepturen uumlbertragen 8721841 Einfuumlhrung in die Datenprotokollierung 8721842 Datenprotokollierung anwenden 8721843 Funktionen fuumlr die Datenprotokollierung 8731844 Einfuumlhrung zur Rezepturenuumlbertragung 8751845 Funktionen fuumlr die Rezepturenuumlbertragung 877

185 Simulation mit S7-PLCSIM 8781851 S7-PLCSIM allgemein 8781852 Die Bedienoberflaumlche von PLCSIM 8791853 In S7-PLCSIM mit STEP-7-Testfunktionen testen 8801854 Mit einem Simulationsprojekt arbeiten 8821855 Mit dem Adressbereich testen 8831856 Mit der SIM-Tabelle testen 8831857 Mit der Sequenztabelle testen 885

186 Maschinen- und Anlagendiagnose mit ProDiag 888

Stichwortverzeichnis 892

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

23

1 Einfuumlhrung

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

SIMATIC S7-1500 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den mittleren undoberen Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Ein-Ausgabebaugruppen fuumlr Digital- und Analogsignale sowieTechnologie- und Kommunikationsbaugruppen modular erweitert werden DasAutomatisierungssystem SIMATIC S7-1500 ist nahtlos eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1500

SIMATIC Controller steuern die Maschineoder Anlage Mehrere Varianten derController erweitern das Einsatzspektrum

Die dezentrale Peripherie erweitertdie Schnittstelle zur Maschineoder Anlage

SIMATIC NET

SIMATIC HMI

SIMATIC ET200 STEP 7 Professional(TIA Portal)

SIMATIC S7-1500

Die Vernetzung ermoumlglicht den Datenaustauschzwischen den Geraumlten und den Online-Zugriffan beliebiger Stelle

STEP 7 ist die Engineeringsoftware zumKonfigurieren undProgrammieren

Projektieren

S

Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500

S

ESC OK

Bedienen und Beobachtenzum Fuumlhren der Anlageim laufenden Betrieb

S

1 Einfuumlhrung

24

Die dezentrale Peripherie SIMATIC ET200 bietet eine zusaumltzliche Erweiterung mit Ein-Ausgabebaugruppen die mit PROFIBUS DP oder PROFINET IO mit dem zentralenSteuerungsgeraumlt verbunden sind Die dezentralen Stationen koumlnnen in einem Schalt-schrank oder ndash mit besonderen Bauformen fuumlr erhoumlhte mechanische Anforderungausgestattet ndash auch vor Ort direkt an der Maschine oder Anlage installiert werden

Mit SIMATIC HMI (HMI = Human Machine Interface) wird eine Maschine oderAnlage gefuumlhrt und deren Funktion beobachtet Die Geraumlte koumlnnen ndash je nach Vari-ante ndash uumlber Prozessbilder Bedienfunktionen zur Verfuumlgung stellen Betriebs- undStoumlrungsmeldungen anzeigen und die Automatisierungsdaten in Form von Rezep-turen oder Messwertarchiven verwalten

SIMATIC NET uumlbernimmt den Datenaustausch uumlber verschiedene Bussysteme zwi-schen den SIMATIC-Steuerungsgeraumlten der dezentralen Peripherie den Bedienge-raumlten und dem Programmiergeraumlt Das Programmiergeraumlt kann ein Personal Com-puter ein Industrierechner oder ein Notebook mit dem Betriebssystem MicrosoftWindows sein

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert parametriert und programmiert Das TIA Portal (TIA = TotallyIntegrated Automation) ist das zentrale Werkzeug zum Verwalten der Automatisie-rungsdaten und der dazugehoumlrenden Editoren in Form eines hierarchisch geglie-derten Projekts

111 Automatisierungsgeraumlt SIMATIC S7-1500

Die wesentlichen Bestandteile eines S7-1500-Automatisierungsgeraumlts sind im Bild12 dargestellt

Bild 12 Bestandteile einer S7-1500-Steuerung mit Standard-Controller

Zentralgeraumlt

SM-Baugruppen(Signal Modules)

Auf dem Baugruppentraumlger sind steckbar

Der Baugruppentraumlger hat 32 Steckplaumltzewobei eine optionale StromversorgungSteckplatz 0 und die CPU-BaugruppeSteckplatz 1 belegen Rechts von der CPU-Baugruppe finden noch maximal 30Baugruppen (einschlieszliglichStromversorgungsbaugruppen) Platz

TM-Baugruppen(Technology Modules)

CM-Baugruppen(Communication Modules)

CPU-Baugruppe(Central Processor Unit)

PS-Baugruppe(Power Supply)

Baugruppen-traumlger (Rack)

Bestandteile einer S7-1500-Steuerung

S

ES C OK

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

25

Die CPU-Baugruppe (Zentralbaugruppe) enthaumllt das Betriebssystem und dasAnwenderprogramm Das Anwenderprogramm steht spannungsausfallsicher aufder in der CPU-Baugruppe steckenden SIMATIC Memory Card Die Bearbeitung desAnwenderprogramms findet im Arbeitsspeicher in der CPU statt Die auf der CPU-Baugruppe vorhandenen Busschnittstellen stellen die Verbindung zu anderenAutomatisierungsgeraumlten her

Die Verbindung zur gesteuerten Maschine oder Anlage uumlbernehmen SM-Baugrup-pen (Signalbaugruppen) Diese Ein- und Ausgabebaugruppen gibt es fuumlr Digital-und Analogsignale mit verschiedenen Spannungen und Stroumlmen

Die TM-Baugruppen (Technologiebaugruppen) sind signalvorverarbeitendebdquointelligenteldquo Peripheriebaugruppen die vom Prozess kommende Signale unab-haumlngig von der CPU aufbereiten verarbeiten und entweder wieder direkt an denProzess zuruumlckgeben oder an der internen Schnittstelle der CPU zur Verfuumlgungstellen TM-Baugruppen uumlbernehmen Funktionen die die CPU meist nicht schnellgenug ausfuumlhren kann wie z B Impulse zaumlhlen

Die CM-Baugruppen (Kommunikationsbaugruppen) ermoumlglichen einen Daten-verkehr der die Funktionalitaumlt der Standard-Schnittstellen auf der CPU-Baugruppebezuumlglich Protokolle und Kommunikationsfunktionen uumlberschreitet

(System-)Stromversorgungsbaugruppen sorgen fuumlr die benoumltigten internenSpannungen im Automatisierungsgeraumlt Bei Bedarf koumlnnen bis zu drei System-Stromversorgungsbaugruppen im Automatisierungsgeraumlt eingesetzt werdenLastspannungen bzw Laststroumlme werden uumlber externe Laststromversorgungen(Power Modules PM) bereitgestellt die auch eine 24V-Primaumlrspannung fuumlr System-Stromversorgungsbaugruppen liefern koumlnnen

112 Uumlbersicht STEP 7 Professional

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Autorisierung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuellenBetriebssystemen unter Microsoft Windows Die Projektierung eines S7-1500-Con-trollers geschieht mit zwei Ansichten der Portalansicht und der Projektansicht

Die Portalansicht ist aufgabenorientiert angelegt Im Startportal oumlffnen Sie einbestehendes Projekt erstellen ein neues Projekt oder migrieren ein Projekt EinbdquoProjektldquo ist eine Datenstruktur die alle erforderlichen Programme und Daten fuumlrIhr Automatisierungsvorhaben enthaumllt Von hier aus sind die wichtigsten Werk-zeuge und Funktionen von STEP 7 uumlber weitere Portale erreichbar Das PortalGeraumlte amp Netze zur Konfiguration der Hardware das Portal PLC-Programmierungzum Bearbeiten des Anwenderprogramms das Portal Motion amp Technology zumErstellen von Technologie-Objekten das Portal Visualisierung zum Projektierenvon HMI-Systemen und das Portal Online amp Diagnose fuumlr den Online-Betrieb desProgrammiergeraumlts (Bild 13)

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt (Bild 14) In der Geraumltekonfi-guration steht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittel-

1 Einfuumlhrung

26

Bild 13 Werkzeuge im Startportal von STEP 7 Professional V14

Bild 14 Beispiel fuumlr die Projektansicht Arbeitsbereich der Geraumltekonfiguration

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

27

punkt In der Geraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platziertenBaugruppen gezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt dieEigenschaften der selektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibtUnterstuumltzung durch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Bau-gruppen Die Netzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

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

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

Zusaumltzlich gibt es eine Bibliotheksansicht mit der die Elemente der Projektbiblio-thek und der geoumlffneten globalen Bibliotheken bearbeitet werden koumlnnen

113 Verschiedene Programmiersprachen

Als Programmiersprache fuumlr das Anwenderprogramm koumlnnen Sie zwischen Kon-taktplan (KOP) Funktionsplan (FUP) Structured Control Language (SCL) Anwei-sungsliste (AWL) und Ablaufsteuerung (GRAPH) waumlhlen (Bild 15)

Mit Kontaktplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an denStromlaufplan Die Verknuumlpfung der binaumlren Signalzustaumlnde wird durch die seri-elle oder parallele Anordnung von Kontakten und Spulen dargestellt KomplexeFunktionen wie beispielsweise die arithmetischen Funktionen werden mit Boxendargestellt die Sie wie Kontakte oder Spulen im Kontaktplan anordnen

Mit Funktionsplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an elektro-nische Schaltkreissysteme Binaumlre Verknuumlpfungen werden durch Verschaltung vonUND- und ODER-Funktionen realisiert und mit Speicher-Boxen abgeschlossen Kom-plexe Boxen uumlbernehmen die Verknuumlpfung digitaler Variablen beispielsweise beiden arithmetischen Funktionen

Structured Control Language eignet sich besonders fuumlr die Programmierungvon komplexen Algorithmen oder fuumlr Aufgabenstellungen aus dem Bereich derDatenverwaltung Das Programm besteht aus SCL-Anweisungen die beispielsweiseWertzuweisungen Vergleiche oder Kontrollanweisungen sein koumlnnen

Mit Anweisungsliste programmieren Sie die Steuerungsaufgabe durch eine Folgevon Anweisungen Jede AWL-Anweisung enthaumllt eine Vorschrift was zu tun ist undeventuell einen Operand mit dem die Operation ausgefuumlhrt wird AWL ist gleicher-maszligen geeignet fuumlr binaumlre und digitale Verknuumlpfungen wie fuumlr die Programmie-rung komplexer Steuerungsaufgaben

1 Einfuumlhrung

28

Kontaktplan KOP

Funktionsplan FUP

Structured Control Language SCL

Anweisungsliste AWL

Bild 15 Beispiele fuumlr die Darstellung in KOP FUP SCL und AWL

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

29

Mit GRAPH programmieren Sie eine Steuerungsaufgabe als Ablaufsteuerung inder die sequenzielle Folge von Aktionen vorherrscht Die einzelnen Schritte undVerzweigungen werden durch Weiterschaltbedingungen freigegeben die mit KOPoder FUP programmiert werden koumlnnen (Bild 16)

114 Bearbeitung des Anwenderprogramms

Nach dem Einschalten der Versorgungsspannung pruumlft der Steuerungsprozessordie vorhandene Hardware und parametriert die Baugruppen Anschlieszligend wirdeinmalig ndash falls vorhanden ndash ein Anlaufprogramm bearbeitet Das Anlaufpro-gramm gehoumlrt zum Anwenderprogramm das Sie programmieren Im Anlaufpro-gramm koumlnnen beispielsweise Baugruppen initialisiert werden

Das Anwenderprogramm ist in der Regel in einzelne Abschnitte ndash bdquoBausteineldquogenannt ndash eingeteilt Die Organisationsbausteine (OB) sind die Schnittstelle zwi-schen Betriebssystem und Anwenderprogramm Das Betriebssystem ruft zubestimmten Ereignissen einen Organisationsbaustein auf in dem dann das Anwen-derprogramm bearbeitet wird (Bild 17)

Zur Strukturierung des Programms stehen Funktionsbausteine (FB) und Funktio-nen (FC) zur Verfuumlgung Funktionsbausteine haben einen Speicher in dem lokaleVariablen dauerhaft abgelegt sind Funktionen haben diesen Speicher nicht

Fuumlr den Aufruf (das Starten der Bearbeitung) von Funktionsbausteinen und Funk-tionen gibt es Programmanweisungen Jeder Bausteinaufruf kann mit Ein- undAusgaumlngen ndash bdquoBausteinparameterldquo genannt ndash versehen werden Beim Aufruf koumln-nen Variablen uumlbergeben werden mit denen das Programm im Baustein arbeitensoll Auf diese Weise kann ein Baustein mit einer gewissen Funktion (z B der Aus-

Bild 16 Beispiel fuumlr eine GRAPH-Ablaufkette und eine Schrittprojektierung

Page 2: Berger Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 · Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 Projektieren, Programmieren und Testen mit STEP 7 Professional von Hans Berger 2., wesentlich überarbeitete

Berger Automatisieren mit SIMATIC S7-1500

Automatisieren mit SIMATIC S7-1500

Projektieren Programmieren und Testenmit STEP 7 Professional

von Hans Berger

2 wesentlich uumlberarbeitete und erweiterte Auflage 2017

Publicis Publishing

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

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

wwwpublicis-booksde

Lektorat Dr Gerhard Seitfudem gerhardseitfudempublicispixelparkde

Print ISBN 978-3-89578-451-4ePDF ISBN 978-3-89578-939-7

2 wesentlich uumlberarbeitete und erweiterte Auflage 2017

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

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

Printed in Germany

Vorwort

5

Vorwort

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

Das Konzept Totally Integrated Automation (TIA) bedeutet mit einer einzigen Sys-tembasis und Werkzeugen mit einheitlichen Bedienoberflaumlchen alle Automatisie-rungskomponenten einheitlich zu behandeln Diesen Anforderungen wird dasAutomatisierungssystem SIMATIC gerecht mit Durchgaumlngigkeit bei ProjektierungProgrammierung Datenhaltung und Kommunikation

Das vorliegende Buch beschreibt das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500Eine S7-1500-Steuerung ist kompakt aufgebaut und modular erweiterbar Fuumlr dieKommunikation mit anderen Automatisierungssystemen bieten die CPU-Baugrup-pen integrierte Busschnittstellen fuumlr Industrial Ethernet und ndash abhaumlngig vom Bau-gruppentyp ndash auch fuumlr PROFIBUS DP

Die Engineeringsoftware STEP 7 Professional im TIA Portal erschlieszligt die gesamteFunktionalitaumlt der S7-1500-Controller STEP 7 Professional ist das gemeinsameWerkzeug fuumlr die Konfiguration des Hardware-Aufbaus und die Programmierungdes Anwenderprogramms genauso wie fuumlr den Programmtest und die Diagnose

Fuumlr die Gestaltung des Anwenderprogramms stellt STEP 7 Professional fuumlnfProgrammiersprachen zur Verfuumlgung Kontaktplan (KOP) mit einer Stromlaufplan-aumlhnlichen grafischen Darstellung Funktionsplan (FUP) mit einer an elektronischeSchaltkreissysteme angelehnten grafischen Darstellung Structured ControlLanguage (SCL) mit einer Pascal-aumlhnlichen Hochsprache Anweisungsliste (AWL)mit der Formulierung der Steuerungsaufgabe als Befehlsauflistung und schlieszliglichmit GRAPH eine Ablaufsteuerung mit sequenzieller Bearbeitung des Anwenderpro-gramms

Das Testen des Anwenderprogramms erleichtert STEP 7 Professional mit Beobach-tungstabellen fuumlr das Beobachten Steuern und Forcen von Variablenwerten mitder Darstellung des Programms mit den aktuellen Variablenwerten im laufendenBetrieb und mit einer Offline-Simulation des Automatisierungsgeraumlts

Das vorliegende Buch beschreibt das Projektieren Programmieren und Testen ei-nes Automatisierungsgeraumlts CPU 1500 V20 mit der Engineeringsoftware STEP 7Professional V14 und der Simulationssoftware S7-PLCSIM V14

Erlangen im Maumlrz 2017 Hans Berger

Der Inhalt des Buchs auf einen Blick

6

Der Inhalt des Buchs auf einen Blick

1 Start

Das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500 in der Uumlbersicht

Eine Einfuumlhrung in die Engineeringsoftware SIMATIC STEP 7 Professional V14

Die Grundlage der Automatisierungsloumlsung Ein Projekt erstellen und bearbeiten

2 Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500

Die Baugruppen von SIMATIC S7-1500 in der Uumlbersicht Aufbau eines Automatisierungs-systems CPU-Baugruppen Signal- Technologie- und Kommunikationsbaugruppen

3 Geraumltekonfiguration

Eine Station konfigurieren Baugruppen parametrieren und Stationen vernetzen

4 Variablen Adressierung und Datentypen

Die Eigenschaften der Operandenbereiche Eingaumlnge Ausgaumlnge Peripherie Merker Daten und temporaumlre Lokaldaten und wie sie adressiert werden absolut symbolisch und indirekt

Die Beschreibung der elementaren und strukturierten Datentypen Datentypen fuumlr Baustein-parameter Zeiger Anwender- und Systemdatentypen

5 Programmbearbeitung

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

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

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

6 Der Programmeditor

Arbeiten mit der PLC-Variablentabelle Codebausteine und Datenbausteine erstellen und bearbeiten Bausteine uumlbersetzen und Programminformationen auswerten

7 Die Programmiersprache Kontaktplan KOP

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

8 Die Programmiersprache Funktionsplan FUP

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

9 Die Programmiersprache Structured Control Language SCL

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

Der Inhalt des Buchs auf einen Blick

7

10 Die Programmiersprache Anweisungsliste AWL

Das Charakteristische der AWL-Programmierung Programmierung von binaumlren Verknuumlp-fungen Anwendung von Digitalfunktionen und Steuern der Programmbearbeitung

11 Die Programmiersprache Ablaufsteuerung GRAPH

Was eine Ablaufsteuerung ist und was ihre Elemente sind Ablaufketten Schritte Transitio-nen und Verzweigungen Wie eine Ablaufsteuerung mit GRAPH projektiert wird

Die Beschreibung der Steuerungsfunktionen

12 Basisfunktionen Funktionen fuumlr Binaumlrsignale binaumlre Verknuumlpfungen Speicherfunktio-nen Flankenauswertungen Zeit-Zaumlhlfunktionen

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

14 Programmsteuerung Sprungfunktionen Bausteine aufrufen und beenden mit Bau-steinparametern arbeiten optimierter Bausteinzugriff ARRAY- und CPU-Datenbausteine

15 Online-Betrieb Diagnose und Programmtest

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

16 Dezentrale Peripherie

In der Uumlbersicht das dezentrale Peripheriesystem ET 200

Wie ein PROFINET IO System projektiert wird und welche Eigenschaften es hat

Wie ein PROFIBUS DP Mastersystem projektiert wird und welche Eigenschaften es hat

17 Kommunikation

Mit welchen Kommunikationsfunktionen die Open User Communication realisiert wird

Welche Eigenschaften die S7-Kommunikation hat und mit welchen Kommunikationsfunk-tionen sie programmiert wird

Wie die PtP-Kommunikation realisiert wird

18 Anhang

Wie ein mit STEP 7 V5x erstelltes Projekt in das TIA Portal migriert wird

Wie der Webserver in der CPU projektiert wird und welche Moumlglichkeiten er bietet

Technologieobjekte fuumlr Zaumlhlen Messen Motion Control PID Control

Wie Daten protokolliert und Rezepturen uumlbertragen werden

Mit der Simulationssoftware S7-PLCSIM ein Anwenderprogramm offline testen

Maschinen- und Anlagen-Diagnose mit ProDiag

Inhaltsverzeichnis

8

Inhaltsverzeichnis

1 Einfuumlhrung 23

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500 23111 Automatisierungsgeraumlt SIMATIC S7-1500 24112 Uumlbersicht STEP 7 Professional 25113 Verschiedene Programmiersprachen 27114 Bearbeitung des Anwenderprogramms 29115 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem 31

12 Einfuumlhrung in STEP 7 Professional V14 33121 STEP 7 installieren 33122 Automation License Manager 34123 STEP 7 Professional starten 34124 Portalansicht 35125 Die Fenster der Projektansicht 36126 Informationssystem 38127 Bedienoberflaumlche anpassen 39

13 Ein SIMATIC-Projekt bearbeiten 40131 Strukturierte Darstellung der Projektdaten 40132 Projektdaten und Editoren fuumlr eine PLC-Station 40133 Mit Projekten arbeiten 44134 Mit Referenzprojekten arbeiten 48135 Mit Bibliotheken arbeiten 48136 Mehrsprachige Projekte 52

2 Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500 54

21 Komponenten einer S7-1500-Station 54

22 CPU-Baugruppen S7-1500 56221 CPU-Varianten 56222 Bedien- und Anzeigeelemente 60223 SIMATIC Memory Card 61224 Busschnittstellen 62

23 Signalbaugruppen 63231 Digitaleingabebaugruppen 63232 Digitalausgabebaugruppen 65233 Digitalein-ausgabebaugruppen 66234 Analogeingabebaugruppen 66235 Analogausgabebaugruppe 66236 Analogein-ausgabebaugruppen 67

24 Technologiebaugruppen 68

Inhaltsverzeichnis

9

25 Kommunikationsbaugruppen 69

26 Weitere Baugruppen 70261 Systemstromversorgungsbaugruppen 70262 Laststromversorgungsbaugruppen 70

27 SIPLUS S7-1500 71

3 Geraumltekonfiguration 72

31 Einfuumlhrung 72

32 Eine Station konfigurieren 74321 Eine PLC-Station hinzufuumlgen 74322 Eine Baugruppe hinzufuumlgen 74

33 Baugruppen parametrieren 76331 Die CPU-Eigenschaften parametrieren 76332 Baugruppen adressieren 80333 Signalbaugruppen parametrieren 82334 Eine Konfigurationssteuerung projektieren 84

34 Eine Vernetzung projektieren 87341 Einfuumlhrung 87342 Eine Station vernetzen 88343 Teilnehmeradressen in einem Subnetz 90344 Kommunikationsdienste und Verbindungstypen 91345 Eine Verbindung projektieren 92346 Ein PROFINET-Subnetz projektieren 94347 Ein PROFIBUS-Subnetz projektieren 98

4 Variablen Adressierung und Datentypen 101

41 Operanden und Variablen 101411 Einfuumlhrung Uumlbersicht 101412 Operandenbereiche Eingaumlnge und Ausgaumlnge 103413 Operandenbereich Merker 104414 Operandenbereich Daten 106415 Operandenbereich temporaumlre Lokaldaten 107

42 Adressierung von Variablen und Konstanten 108421 Signalweg 108422 Absolute Adressierung 109423 Symbolische Adressierung 112424 Adressierung eines Variablenteils 114425 Adressierung einer Konstanten 114426 Indirekte Adressierung 115

43 Adressierung von Hardware-Objekten 123

44 Allgemeines zu Datentypen 123441 Uumlbersicht der Datentypen 123442 Implizite Datentypkonvertierung 125443 Variablen uumlberlagern (Datentypsichten) 128

45 Elementare Datentypen 130

Inhaltsverzeichnis

10

451 Bitfolge-Datentypen BOOL BYTE WORD DWORD und LWORD 130452 BCD-Zahlen BCD16 und BCD32 132453 Datentypen CHAR und WCHAR 133454 Festpunkt-Datentypen ohne Vorzeichen USINT UINT UDINT ULINT 133455 Festpunkt-Datentypen mit Vorzeichen SINT INT DINT und LINT 134456 Gleitpunkt-Datentypen REAL und LREAL 135457 Datentypen fuumlr Zeitdauern 137458 Datentypen fuumlr Zeitpunkte 139

46 Strukturierte Datentypen 140461 Datum und Uhrzeit DATE_AND_TIME (DT) 140462 Datum und Uhrzeit DATE_AND_LTIME (DTL) 142463 Zeichenketten STRING und WSTRING 142464 Datentyp ARRAY 143465 Datentyp STRUCT 147

47 Parametertypen 149471 Uumlbersicht 149472 Parametertypen BLOCK_FC und BLOCK_FB (AWL) 150473 Parametertyp DB_ANY 150474 Parametertyp VOID 151475 Parametertypen POINTER ANY und VARIANT 151476 Parametertyp ARRAY[] 152

48 Zeiger 152481 Einfuumlhrung 152482 Bereichszeiger 153483 DB-Zeiger 153484 ANY-Zeiger 155

49 PLC-Datentypen 155491 Einen PLC-Datentyp programmieren 155492 Einen PLC-Datentyp anwenden 156493 PLC-Datentypen vergleichen 158494 Einen PLC-Datentyp umnummerieren 159

410 Systemdatentypen 1594101 Systemdatentypen fuumlr Zeitfunktionen 1594102 Systemdatentypen fuumlr Zaumlhlfunktionen 1614103 Startinformation 162

411 Hardware-Datentypen 163

5 Anwenderprogramm bearbeiten 164

51 Betriebszustaumlnde 164511 Betriebszustand STOP 165512 Betriebszustand ANLAUF 166513 Betriebszustand RUN 168514 Remanenzverhalten von Operanden 169

52 Anwenderprogramm erstellen 170521 Programmbearbeitung 170522 Strukturierung des Anwenderprogramms 172

Inhaltsverzeichnis

11

523 Bausteinarten 175524 Bausteineigenschaften 177525 Bausteinschnittstelle 177526 Einen Codebaustein aufrufen 183527 Programmierempfehlungen 186

53 Anlaufprogramm 193531 Organisationsbausteine fuumlr das Anlaufprogramm 193532 Remanente Daten zuruumlcksetzen 195533 Baugruppenadresse ermitteln 195534 Baugruppen parametrieren 198

54 Hauptprogramm 202541 Organisationsbausteine fuumlr das Hauptprogramm 202542 Prozessabbild-Aktualisierung 203543 Zykluszeit 207544 Reaktionszeit 210545 Programm stoppen und verzoumlgern 211546 Uhrzeit 212547 Systemzeit lesen 217548 Betriebsstundenzaumlhler 217

55 Alarmbearbeitung 219551 Einfuumlhrung zur Alarmbearbeitung 219552 Uhrzeitalarme 223553 Verzoumlgerungsalarme 227554 Weckalarme 231555 Prozessalarme 235556 Alarme zur Laufzeit zuordnen 237557 Alarmzusatzinformation lesen 238

56 Fehlerbehandlung Diagnose 240561 Fehlerursachen und Fehlerreaktionen 240562 Lokale Fehlerbehandlung 240563 Globale Fehlerbehandlung (Synchronfehler) 245564 Synchronfehlerbearbeitung sperren und freigeben 247565 Asynchronfehler 250566 Alarme und Asynchronfehler sperren verzoumlgern und freigeben 254

57 Diagnose im Anwenderprogramm 256571 Diagnosealarm 256572 Startinformation lesen 258573 Laufzeit-Informationen lesen 259574 Diagnosefunktionen im Anwenderprogramm 260

58 Meldungen projektieren 267581 Einfuumlhrung 267582 Meldungen nach dem Meldenummerverfahren projektieren 271583 Systembausteine fuumlr Meldungen 276584 Anwender-Diagnosemeldung erzeugen 279585 CPU-Meldungsanzeige 280

Inhaltsverzeichnis

12

6 Programmeditor 283

61 Einfuumlhrung 283

62 PLC-Variablentabelle 284621 PLC-Variablentabelle anlegen und bearbeiten 284622 PLC-Variablen definieren und bearbeiten 284623 PLC-Variablentabellen vergleichen 287624 PLC-Variablentabelle exportieren und importieren 288625 Konstantentabellen 289

63 Einen Codebaustein programmieren 289631 Einen neuen Codebaustein anlegen 289632 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Codebausteine 291633 Bausteineigenschaften fuumlr Codebausteine festlegen 293634 Einen Baustein schuumltzen 296635 Bausteinschnittstelle programmieren 297636 Allgemeines Vorgehen beim Programmieren der Steuerungsfunktion 300637 Steuerungsfunktion mit KOP und FUP programmieren 304638 Steuerungsfunktion mit SCL programmieren 308639 Steuerungsfunktion mit AWL programmieren 3126310 Steuerungsfunktion mit GRAPH programmieren 314

64 Einen Datenbaustein programmieren 315641 Einen neuen Datenbaustein anlegen 315642 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Datenbausteine 316643 Bausteineigenschaften fuumlr Datenbausteine festlegen 317644 Datenvariablen deklarieren 320645 Datenvariablen in Globaldatenbausteinen eingeben 322

65 Bausteine uumlbersetzen 323651 Uumlbersetzung starten 323652 SCL-Bausteine uumlbersetzen 324653 Fehler nach der Uumlbersetzung beheben 325

66 Arbeiten mit Quelldateien 327

67 Programminformationen 330671 Querverweisliste 330672 Belegungsplan 331673 Aufrufstruktur 333674 Abhaumlngigkeitsstruktur 334675 Konsistenzpruumlfung 335676 Speicherauslastung der CPU 336

7 Kontaktplan KOP 338

71 Einfuumlhrung 338711 Programmieren mit KOP allgemein 338712 Programmelemente des Kontaktplans 340

72 Binaumlre Verknuumlpfungen mit KOP programmieren 340721 Schlieszligerkontakt und Oumlffnerkontakt 341722 Reihen- und Parallelschaltung von Kontakten 343

Inhaltsverzeichnis

13

723 T-Abzweig offener Parallelzweig 344724 Verknuumlpfungsergebnis negieren im Kontaktplan 345725 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen im Kontaktplan 345726 Guumlltigkeitspruumlfung einer Gleitpunktvariablen im Kontaktplan 346727 Vergleich-Kontakte 347

73 Speicherfunktionen mit KOP programmieren 347731 Einfache und negierende Spule 348732 Setzen- und Ruumlcksetzen-Spule 349733 Speicherndes Verhalten durch Selbsthaltung 350734 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Kontaktplan 350735 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Kontaktplan 351736 Spulen mit Zeitverhalten 352

74 Q-Boxen mit KOP programmieren 353741 Speicher-Boxen im Kontaktplan 354742 Flankenauswertung des Stromflusses 354743 Zeitfunktionen im Kontaktplan 355744 Zaumlhlfunktionen im Kontaktplan 357

75 ENENO-Boxen mit KOP programmieren 358751 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 358752 Uumlbertragungsfunktionen im Kontaktplan 358753 Arithmetische Funktionen im Kontaktplan 360754 Mathematische Funktionen im Kontaktplan 361755 Konvertierungsfunktionen im Kontaktplan 362756 Schiebefunktionen im Kontaktplan 363757 Logikfunktionen im Kontaktplan 363758 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Kontaktplan 364

76 VARIANT-Funktionen mit KOP programmieren 365

77 Programmsteuerung mit KOP 367771 Sprungfunktionen im Kontaktplan 367772 Bausteinende-Funktion im Kontaktplan 370773 Bausteinaufruf-Funktionen im Kontaktplan 371

8 Funktionsplan FUP 373

81 Einfuumlhrung 373811 Programmieren mit FUP allgemein 373812 Programmelemente des Funktionsplans 375

82 Binaumlre Verknuumlpfungen mit FUP programmieren 375821 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 376822 Eine binaumlre Verknuumlpfung im Funktionsplan programmieren 378823 UND-Funktion im Funktionsplan 379824 ODER-Funktion im Funktionsplan 379825 Exklusiv-ODER-Funktion im Funktionsplan 379826 Kombinierte binaumlre Verknuumlpfungen Verknuumlpfungsergebnis negieren 380827 T-Abzweig im Funktionsplan 381828 Flankenauswertung von Binaumlrvariablen im Funktionsplan 381829 Guumlltigkeitspruumlfung von Gleitpunktzahlen im Funktionsplan 382

Inhaltsverzeichnis

14

8210 Vergleichsfunktionen im Funktionsplan 383

83 Standard-Boxen mit FUP programmieren 384831 Zuweisung und negierende Zuweisung 384832 Setzen- und Ruumlcksetzen-Box 385833 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Funktionsplan 386834 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Funktionsplan 387835 Standard-Boxen mit Zeitverhalten 387

84 Q-Boxen mit FUP programmieren 389841 Speicher-Boxen im Funktionsplan 389842 Flankenauswertung des Verknuumlpfungsergebnisses im Funktionsplan 390843 Zeitfunktionen im Funktionsplan 391844 Zaumlhlfunktionen im Funktionsplan 392

85 ENENO-Boxen mit FUP programmieren 393851 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 393852 Uumlbertragungsfunktionen im Funktionsplan 395853 Arithmetische Funktionen im Funktionsplan 395854 Mathematische Funktionen im Funktionsplan 396855 Konvertierungsfunktionen im Funktionsplan 397856 Schiebefunktionen im Funktionsplan 398857 Logikfunktionen im Funktionsplan 399858 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Funktionsplan 400

86 VARIANT-Funktionen mit FUP programmieren 40187 Programmsteuerung mit FUP 402

871 Sprungfunktionen im Funktionsplan 403872 Bausteinende-Funktion im Funktionsplan 406873 Bausteinaufruf-Funktionen im Funktionsplan 407

9 Structured Control Language SCL 409

91 Einfuumlhrung 409911 Programmieren mit SCL allgemein 409912 SCL-Anweisungen und Operatoren 411

92 Binaumlre Verknuumlpfungen mit SCL programmieren 413921 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 413922 UND-Funktion in SCL 414923 ODER-Funktion in SCL 414924 Exklusiv-ODER-Funktion in SCL 415925 Kombinierte binaumlre Verknuumlpfungen in SCL 415926 Verknuumlpfungsergebnis negieren in SCL 416

93 Speicherfunktionen mit SCL programmieren 417931 Wertzuweisung einer Binaumlrvariablen 417932 Setzen und Ruumlcksetzen in SCL 417933 Flankenauswertung in SCL 418

94 Zeit- und Zaumlhlfunktionen mit SCL programmieren 418941 Zeitfunktionen in SCL 418942 Zaumlhlfunktionen in SCL 419

95 Digitalfunktionen mit SCL programmieren 420

Inhaltsverzeichnis

15

951 Uumlbertragungsfunktion Wertzuweisung einer Digitalvariablen 420952 Vergleichsfunktionen in SCL 421953 Arithmetische Funktionen in SCL 422954 Mathematische Funktionen in SCL 423955 Konvertierungsfunktionen in SCL 424956 Schiebefunktionen in SCL 425957 Wortverknuumlpfungen logischer Ausdruck in SCL 426958 Funktionen fuumlr Zeichenketten in SCL 427

96 VARIANT-Funktionen mit SCL programmieren 427

97 Programmsteuerung mit SCL 430971 Kontrollanweisungen 430972 Bausteinendefunktion bei SCL 439973 Aufruf einer Funktion (FC) bei SCL 439974 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) bei SCL 440975 Versorgung von Parametern 442

10 Anweisungsliste AWL 443

101 Einfuumlhrung 4431011 Programmieren mit AWL allgemein 4431012 Aufbau einer AWL-Anweisung 4451013 Eine AWL-Anweisung eingeben 4451014 Adressierung von 64-Bit-Variablen 4471015 AWL-Netzwerke in KOP- und FUP-Bausteinen 447

102 Binaumlre Verknuumlpfungen mit AWL programmieren 4481021 Bearbeitung einer binaumlren Verknuumlpfung Verknuumlpfungsschritt 4491022 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 4501023 UND-Funktion in der Anweisungsliste 4511024 ODER-Funktion in der Anweisungsliste 4511025 Exklusiv-ODER-Funktion in der Anweisungsliste 4511026 Kombinierte binaumlre Verknuumlpfungen in der Anweisungsliste 4521027 Verknuumlpfungsergebnis steuern 455

103 Speicherfunktionen mit AWL programmieren 4551031 Zuweisung in der Anweisungsliste 4561032 Setzen und Ruumlcksetzen in der Anweisungsliste 4561033 Flankenauswertung in der Anweisungsliste 457

104 Zeit- und Zaumlhlfunktionen mit AWL programmieren 4581041 Zeitfunktionen in der Anweisungsliste 4581042 Zaumlhlfunktionen in der Anweisungsliste 459

105 Digitalfunktionen mit AWL programmieren 4601051 Uumlbertragungsfunktionen in der Anweisungsliste 4601052 Vergleichsfunktionen in der Anweisungsliste 4641053 Arithmetische Funktionen in der Anweisungsliste 4671054 Mathematische Funktionen in der Anweisungsliste 4711055 Konvertierungsfunktionen in der Anweisungsliste 4721056 Schiebefunktionen in der Anweisungsliste 4741057 Wortverknuumlpfungen in der Anweisungsliste 477

Inhaltsverzeichnis

16

1058 Funktionen fuumlr Zeichenketten in der Anweisungsliste 480

106 VARIANT-Funktionen mit AWL programmieren 481

107 Programmsteuerung mit AWL 4841071 Sprungfunktionen in der Anweisungsliste 4841072 Bausteinende-Funktionen in der Anweisungsliste 4861073 Bausteinaufruf-Funktion in der Anweisungsliste 486

108 Weitere AWL-Funktionen 4891081 Mit Statusbits arbeiten 4901082 Akkumulatorfunktionen 4951083 Arbeiten mit den Datenbausteinregistern 4971084 Teiladressierung von Datenoperanden 4991085 Absolute Adressierung von temporaumlren Lokaldaten 5001086 Arbeiten mit den Adressregistern 5011087 Speicherindirekte Adressierung 5031088 Registerindirekte Adressierung 5061089 Direkter Zugriff auf komplexe Lokalvariablen 51010810 Nullanweisungen 512

11 Ablaufsteuerung S7-GRAPH 513

111 Einfuumlhrung 5131111 Was ist eine Ablaufsteuerung 5131112 Eigenschaften einer Ablaufsteuerung 513

112 Elemente einer Ablaufsteuerung 5151121 Schritte und Transitionen 5151122 Spruumlnge in einer Ablaufsteuerung 5171123 Verzweigungen einer Ablaufkette 5171124 Permanente Anweisungen 5191125 Schritt- und Transitionsfunktionen 5191126 Bearbeitung von Bedingungen 5231127 Bearbeitung von Aktionen 524

113 Eine Ablaufsteuerung projektieren 5301131 Allgemeines Vorgehen bei der Projektierung 5301132 Den GRAPH-Funktionsbaustein programmieren 5311133 Projektieren der Kettenstruktur 5321134 Schritte und Transitionen programmieren 5351135 Permanente Anweisungen programmieren 5371136 Meldungen projektieren 5371137 Attribute des GRAPH-Funktionsbausteins 5371138 Den GRAPH-Funktionsbaustein aufrufen 539

114 Ablaufsteuerung testen 5401141 GRAPH-Funktionsbaustein laden 5401142 Einstellungen zum Programmtest 5411143 Betriebsarten verwenden 5421144 Ablaufkette synchronisieren 5421145 Mit Programmstatus testen 543

Inhaltsverzeichnis

17

12 Basisfunktionen 546

121 Binaumlre Verknuumlpfungen 5461211 Einfuumlhrung 5461212 Arbeiten mit Binaumlrsignalen 5471213 UND-Funktion Reihenschaltung 5511214 ODER-Funktion Parallelschaltung 5511215 Exklusiv-ODER-Funktion Antivalenzfunktion 5521216 Verknuumlpfungsergebnis negieren NOT-Kontakt 553

122 Speicherfunktionen 5541221 Einfuumlhrung 5541222 Einfache und negierende Spule Zuweisung 5541223 Einzelnes Setzen und Ruumlcksetzen 5551224 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen 5561225 Vorrangiges Setzen und Ruumlcksetzen Speicher-Boxen 557

123 Flankenauswertung 5591231 Funktionsweise einer Flankenauswertung 5591232 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen (KOP FUP) 5611233 Flankenauswertung mit Impulsausgabe (KOP FUP) 5611234 Flankenauswertung mit einer Q-Box (KOP FUP) 5621235 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box (KOP FUP) 5631236 Flankenauswertung bei SCL 5641237 Flankenauswertung bei AWL 567

124 Zeitfunktionen 5681241 Eine Zeitfunktion hinzufuumlgen 5681242 Impulsbildung TP 5691243 Einschaltverzoumlgerung TON 5701244 Ausschaltverzoumlgerung TOF 5711245 Akkumulierende Einschaltverzoumlgerung TONR 5721246 Eine Zeitfunktion mit einer Zeitdauer laden 5731247 Eine Zeitfunktion zuruumlcksetzen 574

125 Zaumlhlfunktionen 5741251 Eine Zaumlhlfunktion einfuumlgen 5751252 Vorwaumlrtszaumlhler CTU 5751253 Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTD 5761254 Vorwaumlrts-Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTUD 577

13 Digitalfunktionen 580

131 Uumlbertragungsfunktionen 5811311 Variable kopieren MOVE -und S_MOVE-Box bei KOP und FUP 5811312 Wertzuweisungen bei SCL 5831313 Laden und Transferieren bei AWL 5861314 Variable kopieren MOVE und S_MOVE bei AWL 5871315 VARIANT-Variable lesen und schreiben 5881316 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK_VARIANT 5891317 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK und UMOVE_BLK 5911318 Datenbereich fuumlllen mit FILL_BLK und UFILL_BLK 593

Inhaltsverzeichnis

18

1319 Variable von und zu einen BYTE-Feld uumlbertragen 59313110 Lesen und Schreiben mit PEEK und POKE (SCL AWL) 59713111 Byte-Reihenfolge aumlndern mit SWAP 59713112 Bereichsgrenzen ermitteln 599

132 Vergleichsfunktionen 5991321 Ausfuumlhrung der Vergleichsfunktion 6001322 Bereichsvergleich bei KOP und FUP 6031323 Gleitpunkt-Variable testen OK-Kontakt OK-Box 6031324 VARIANT-Zeiger testen bei KOP FUP und AWL 6051325 VARIANT-Zeiger testen bei SCL 606

133 Arithmetische Funktionen 6091331 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte 6091332 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte 6111333 Dekrementieren und Inkrementieren 613

134 Mathematische Funktionen 6141341 Allgemeine Funktionsbeschreibung 6141342 Winkelfunktionen SIN COS TAN 6151343 Arcusfunktionen ASIN ACOS ATAN 6151344 Quadrat bilden und Quadratwurzel ziehen 6161345 Logarithmus und Potenz 6161346 Nachkommastellen extrahieren Absolutwert und Negation bilden 6181347 Rechnen mit der CALCULATE-Box bei KOP und FUP 619

135 Konvertierungsfunktionen 6211351 Konvertierungsfunktionen CONV S_CONV und T_CONV 6221352 Konvertierung von DB_ANY 6281353 Konvertierungsfunktionen fuumlr Gleitpunktzahlen 6291354 Konvertierungsfunktionen STRG_TO_CHARS und CHARS_TO_STRG 6301355 Konvertierungsfunktionen STRG_VAL und VAL_STRG 6331356 Konvertierungsfunktionen ATH und HTA 6351357 Konvertierungsfunktionen SCALE_X und NORM_X 637

136 Schiebefunktionen 6391361 Allgemeine Funktionsbeschreibung 6391362 Rechts schieben SHR 6401363 Links schieben SHL 6401364 Rechts rotieren ROR 6401365 Links rotieren ROL 640

137 Logikfunktionen 6411371 Wortverknuumlpfungen 6411372 Invertieren Einerkomplement bilden 6431373 Codierfunktionen DECO und ENCO 6441374 Auswahlfunktionen SEL MUX und DEMUX 6451375 Minimumauswahl MIN Maximumauswahl MAX 6461376 Begrenzer LIMIT 646

138 Zeichenketten bearbeiten 649

139 Symbolnamen lesen 658

Inhaltsverzeichnis

19

14 Programmsteuerung 663

141 Sprungfunktionen 6641411 Einfuumlhrung 6641412 Absoluter Sprung 6641413 Bedingter Sprung 6661414 Sprungliste 6681415 Sprungverteiler 6701416 Schleifensprung 670

142 Bausteinende-Funktionen 6721421 Bausteinende-Funktion RET (KOP und FUP) 6721422 RETURN-Anweisung (SCL) 6741423 Bausteinende-Funktionen BEB BEA und BE (AWL) 674

143 Aufruf von Codebausteinen 6741431 Einfuumlhrung 6741432 Aufruf einer Funktion FC 6751433 Aufruf eines Funktionsbausteins FB 6751434 Asynchron arbeitende Systembausteine 6781435 ENENO-Mechanismus 678

144 Arbeiten mit Bausteinen 6821441 Bausteine mit optimiertem und Standardzugriff 6821442 Datentypen der lokalen Variablen 6841443 Bausteinparameter adressieren 6861444 Bausteinparameter versorgen 6891445 Uumlbergabe von Bausteinparametern 691

145 Datenbausteinfunktionen 6941451 Datenbausteinattribute lesen 6941452 Ladespeicher lesen und schreiben 6951453 ARRAY-Datenbausteine 6971454 Systembausteine fuumlr den Zugriff auf ARRAY-Datenbausteine 6981455 CPU-Datenbausteine 700

15 Online-Betrieb Diagnose und Test 704

151 PLC-Station online verbinden 7051511 Programmiergeraumlt an die PLC-Station anschlieszligen 7051512 Die CPU urloumlschen 7071513 Den Auslieferungszustand wiederherstellen 708

152 Projektdaten uumlbertragen 7091521 Die Projektdaten erstmalig laden 7101522 Die Projektdaten nachladen 7121523 Das Anwenderprogramm schuumltzen 7131524 Mit Online-Projektdaten arbeiten 7161525 Mit der Memory Card arbeiten 719

153 Mit Bausteinen im Online-Betrieb arbeiten 7201531 Einfuumlhrung 7201532 Einen Online-Baustein bearbeiten 7211533 Einen Baustein laden und zuruumlckladen 722

Inhaltsverzeichnis

20

1534 Ohne Reinitialisierung laden 7231535 Mit Momentaufnahmen arbeiten 7251536 Mit Einstellwerten arbeiten 7261537 Bausteine vergleichen 728

154 Hardware-Diagnose 7311541 Status-Anzeigen an den Baugruppen 7311542 Diagnosefenster 7321543 Diagnosepuffer 7341544 Online-Tools 7341545 Weitere Diagnose-Informationen uumlber das Programmiergeraumlt 736

155 Anwenderprogramm testen 7371551 Aufrufumgebung definieren 7381552 Testen mit Programmstatus 7391553 PLC-Variablen beobachten 7431554 Datenvariablen beobachten und steuern 7441555 Testen mit Beobachtungstabellen 7451556 Testen mit der Force-Tabelle 750

156 Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion 7521561 Einfuumlhrung 7521562 Erstellen der Trace-Konfiguration 7531563 Messwerte aufzeichnen 754

16 Dezentrale Peripherie 758

161 Einfuumlhrung Uumlbersicht 758

162 Dezentrales Peripheriesystem ET 200 7591621 ET 200MP 7591622 ET 200M 7601623 ET 200SP 7611624 ET 200S 7621625 ET 200pro 7621626 ET 200AL 7631627 ET 200eco und ET200eco PN 764

163 PROFINET IO 7641631 Komponenten von PROFINET IO 7641632 Adressen bei PROFINET IO 7671633 PROFINET IO projektieren 7691634 Kopplungsbaugruppen fuumlr PROFINET IO 7751635 Echtzeit-Kommunikation bei PROFINET 7761636 Spezielle PROFINET-Konfigurationen 780

164 PROFIBUS DP 7841641 Komponenten von PROFIBUS DP 7841642 Adressen bei PROFIBUS DP 7871643 PROFIBUS DP projektieren 7891644 Kopplungsbaugruppen fuumlr PROFIBUS DP 7921645 Spezielle PROFIBUS-Konfigurationen 795

165 Systembausteine fuumlr dezentrale Peripherie 798

Inhaltsverzeichnis

21

1651 Peripheriedaten lesen und schreiben 7981652 Diagnosedaten von einem DP-Normslave lesen 8011653 Datensatz empfangen und bereitstellen 8021654 Dezentrale Station aktivierendeaktivieren 8041655 PROFINET-IO-System umkonfigurieren 805

166 DPV1-Alarme 805

167 Taktsynchronitaumlt 8081671 Einfuumlhrung 8081672 Taktsynchronitaumlt bei PROFINET 8081673 Taktsynchronitaumlt bei PROFIBUS 8111674 Taktsynchronalarm 8131675 Prozessabbilder taktsynchron aktualisieren 816

17 Kommunikation 817

171 Uumlbersicht 817

172 Open User Communication 8201721 Grundlagen 8201722 Datenstruktur der Open User Communication 8211723 Verbindung aufbauen und Daten senden mit TSEND_C 8221724 Verbindung aufbauen und Daten empfangen mit TRCV_C 8231725 Open User Communication projektieren 8251726 Weitere Funktionen fuumlr die Open User Communication 827

173 S7-Kommunikation 8301731 Grundlagen 8301732 Einseitiger Datenaustausch 8301733 Zweiseitiger Datenaustausch 8321734 S7-Kommunikation projektieren 835

174 Freeport-Kommunikation 8361741 Einfuumlhrung in die Freeport-Kommunikation 8361742 Konfigurieren der Kommunikationsbaugruppe CM PtP 8371743 Freeport-Kommunikationsfunktionen 838

175 Weitere Kommunikationsfunktionen 8421751 USS-Protokoll fuumlr Antriebe 8421752 Modbus RTU 8441753 Modbus TCP 846

18 Anhang 849

181 Ein Projekt migrieren 849

182 Webserver 8521821 Webserver aktivieren 8521822 Standard-Webseiten 8551823 Basic-Webseiten 8581824 Service-Daten auslesen 8581825 Webserver initialisieren und Webseiten synchronisieren (WWW) 859

183 Technologieobjekte 859

Inhaltsverzeichnis

22

1831 Technologieobjekte fuumlr Motion Control 8591832 Technologieobjekte fuumlr PID Control 8661833 Technologieobjekte fuumlr Zaumlhlen und Messen 867

184 Daten protokollieren und Rezepturen uumlbertragen 8721841 Einfuumlhrung in die Datenprotokollierung 8721842 Datenprotokollierung anwenden 8721843 Funktionen fuumlr die Datenprotokollierung 8731844 Einfuumlhrung zur Rezepturenuumlbertragung 8751845 Funktionen fuumlr die Rezepturenuumlbertragung 877

185 Simulation mit S7-PLCSIM 8781851 S7-PLCSIM allgemein 8781852 Die Bedienoberflaumlche von PLCSIM 8791853 In S7-PLCSIM mit STEP-7-Testfunktionen testen 8801854 Mit einem Simulationsprojekt arbeiten 8821855 Mit dem Adressbereich testen 8831856 Mit der SIM-Tabelle testen 8831857 Mit der Sequenztabelle testen 885

186 Maschinen- und Anlagendiagnose mit ProDiag 888

Stichwortverzeichnis 892

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

23

1 Einfuumlhrung

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

SIMATIC S7-1500 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den mittleren undoberen Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Ein-Ausgabebaugruppen fuumlr Digital- und Analogsignale sowieTechnologie- und Kommunikationsbaugruppen modular erweitert werden DasAutomatisierungssystem SIMATIC S7-1500 ist nahtlos eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1500

SIMATIC Controller steuern die Maschineoder Anlage Mehrere Varianten derController erweitern das Einsatzspektrum

Die dezentrale Peripherie erweitertdie Schnittstelle zur Maschineoder Anlage

SIMATIC NET

SIMATIC HMI

SIMATIC ET200 STEP 7 Professional(TIA Portal)

SIMATIC S7-1500

Die Vernetzung ermoumlglicht den Datenaustauschzwischen den Geraumlten und den Online-Zugriffan beliebiger Stelle

STEP 7 ist die Engineeringsoftware zumKonfigurieren undProgrammieren

Projektieren

S

Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500

S

ESC OK

Bedienen und Beobachtenzum Fuumlhren der Anlageim laufenden Betrieb

S

1 Einfuumlhrung

24

Die dezentrale Peripherie SIMATIC ET200 bietet eine zusaumltzliche Erweiterung mit Ein-Ausgabebaugruppen die mit PROFIBUS DP oder PROFINET IO mit dem zentralenSteuerungsgeraumlt verbunden sind Die dezentralen Stationen koumlnnen in einem Schalt-schrank oder ndash mit besonderen Bauformen fuumlr erhoumlhte mechanische Anforderungausgestattet ndash auch vor Ort direkt an der Maschine oder Anlage installiert werden

Mit SIMATIC HMI (HMI = Human Machine Interface) wird eine Maschine oderAnlage gefuumlhrt und deren Funktion beobachtet Die Geraumlte koumlnnen ndash je nach Vari-ante ndash uumlber Prozessbilder Bedienfunktionen zur Verfuumlgung stellen Betriebs- undStoumlrungsmeldungen anzeigen und die Automatisierungsdaten in Form von Rezep-turen oder Messwertarchiven verwalten

SIMATIC NET uumlbernimmt den Datenaustausch uumlber verschiedene Bussysteme zwi-schen den SIMATIC-Steuerungsgeraumlten der dezentralen Peripherie den Bedienge-raumlten und dem Programmiergeraumlt Das Programmiergeraumlt kann ein Personal Com-puter ein Industrierechner oder ein Notebook mit dem Betriebssystem MicrosoftWindows sein

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert parametriert und programmiert Das TIA Portal (TIA = TotallyIntegrated Automation) ist das zentrale Werkzeug zum Verwalten der Automatisie-rungsdaten und der dazugehoumlrenden Editoren in Form eines hierarchisch geglie-derten Projekts

111 Automatisierungsgeraumlt SIMATIC S7-1500

Die wesentlichen Bestandteile eines S7-1500-Automatisierungsgeraumlts sind im Bild12 dargestellt

Bild 12 Bestandteile einer S7-1500-Steuerung mit Standard-Controller

Zentralgeraumlt

SM-Baugruppen(Signal Modules)

Auf dem Baugruppentraumlger sind steckbar

Der Baugruppentraumlger hat 32 Steckplaumltzewobei eine optionale StromversorgungSteckplatz 0 und die CPU-BaugruppeSteckplatz 1 belegen Rechts von der CPU-Baugruppe finden noch maximal 30Baugruppen (einschlieszliglichStromversorgungsbaugruppen) Platz

TM-Baugruppen(Technology Modules)

CM-Baugruppen(Communication Modules)

CPU-Baugruppe(Central Processor Unit)

PS-Baugruppe(Power Supply)

Baugruppen-traumlger (Rack)

Bestandteile einer S7-1500-Steuerung

S

ES C OK

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

25

Die CPU-Baugruppe (Zentralbaugruppe) enthaumllt das Betriebssystem und dasAnwenderprogramm Das Anwenderprogramm steht spannungsausfallsicher aufder in der CPU-Baugruppe steckenden SIMATIC Memory Card Die Bearbeitung desAnwenderprogramms findet im Arbeitsspeicher in der CPU statt Die auf der CPU-Baugruppe vorhandenen Busschnittstellen stellen die Verbindung zu anderenAutomatisierungsgeraumlten her

Die Verbindung zur gesteuerten Maschine oder Anlage uumlbernehmen SM-Baugrup-pen (Signalbaugruppen) Diese Ein- und Ausgabebaugruppen gibt es fuumlr Digital-und Analogsignale mit verschiedenen Spannungen und Stroumlmen

Die TM-Baugruppen (Technologiebaugruppen) sind signalvorverarbeitendebdquointelligenteldquo Peripheriebaugruppen die vom Prozess kommende Signale unab-haumlngig von der CPU aufbereiten verarbeiten und entweder wieder direkt an denProzess zuruumlckgeben oder an der internen Schnittstelle der CPU zur Verfuumlgungstellen TM-Baugruppen uumlbernehmen Funktionen die die CPU meist nicht schnellgenug ausfuumlhren kann wie z B Impulse zaumlhlen

Die CM-Baugruppen (Kommunikationsbaugruppen) ermoumlglichen einen Daten-verkehr der die Funktionalitaumlt der Standard-Schnittstellen auf der CPU-Baugruppebezuumlglich Protokolle und Kommunikationsfunktionen uumlberschreitet

(System-)Stromversorgungsbaugruppen sorgen fuumlr die benoumltigten internenSpannungen im Automatisierungsgeraumlt Bei Bedarf koumlnnen bis zu drei System-Stromversorgungsbaugruppen im Automatisierungsgeraumlt eingesetzt werdenLastspannungen bzw Laststroumlme werden uumlber externe Laststromversorgungen(Power Modules PM) bereitgestellt die auch eine 24V-Primaumlrspannung fuumlr System-Stromversorgungsbaugruppen liefern koumlnnen

112 Uumlbersicht STEP 7 Professional

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Autorisierung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuellenBetriebssystemen unter Microsoft Windows Die Projektierung eines S7-1500-Con-trollers geschieht mit zwei Ansichten der Portalansicht und der Projektansicht

Die Portalansicht ist aufgabenorientiert angelegt Im Startportal oumlffnen Sie einbestehendes Projekt erstellen ein neues Projekt oder migrieren ein Projekt EinbdquoProjektldquo ist eine Datenstruktur die alle erforderlichen Programme und Daten fuumlrIhr Automatisierungsvorhaben enthaumllt Von hier aus sind die wichtigsten Werk-zeuge und Funktionen von STEP 7 uumlber weitere Portale erreichbar Das PortalGeraumlte amp Netze zur Konfiguration der Hardware das Portal PLC-Programmierungzum Bearbeiten des Anwenderprogramms das Portal Motion amp Technology zumErstellen von Technologie-Objekten das Portal Visualisierung zum Projektierenvon HMI-Systemen und das Portal Online amp Diagnose fuumlr den Online-Betrieb desProgrammiergeraumlts (Bild 13)

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt (Bild 14) In der Geraumltekonfi-guration steht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittel-

1 Einfuumlhrung

26

Bild 13 Werkzeuge im Startportal von STEP 7 Professional V14

Bild 14 Beispiel fuumlr die Projektansicht Arbeitsbereich der Geraumltekonfiguration

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

27

punkt In der Geraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platziertenBaugruppen gezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt dieEigenschaften der selektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibtUnterstuumltzung durch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Bau-gruppen Die Netzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

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

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

Zusaumltzlich gibt es eine Bibliotheksansicht mit der die Elemente der Projektbiblio-thek und der geoumlffneten globalen Bibliotheken bearbeitet werden koumlnnen

113 Verschiedene Programmiersprachen

Als Programmiersprache fuumlr das Anwenderprogramm koumlnnen Sie zwischen Kon-taktplan (KOP) Funktionsplan (FUP) Structured Control Language (SCL) Anwei-sungsliste (AWL) und Ablaufsteuerung (GRAPH) waumlhlen (Bild 15)

Mit Kontaktplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an denStromlaufplan Die Verknuumlpfung der binaumlren Signalzustaumlnde wird durch die seri-elle oder parallele Anordnung von Kontakten und Spulen dargestellt KomplexeFunktionen wie beispielsweise die arithmetischen Funktionen werden mit Boxendargestellt die Sie wie Kontakte oder Spulen im Kontaktplan anordnen

Mit Funktionsplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an elektro-nische Schaltkreissysteme Binaumlre Verknuumlpfungen werden durch Verschaltung vonUND- und ODER-Funktionen realisiert und mit Speicher-Boxen abgeschlossen Kom-plexe Boxen uumlbernehmen die Verknuumlpfung digitaler Variablen beispielsweise beiden arithmetischen Funktionen

Structured Control Language eignet sich besonders fuumlr die Programmierungvon komplexen Algorithmen oder fuumlr Aufgabenstellungen aus dem Bereich derDatenverwaltung Das Programm besteht aus SCL-Anweisungen die beispielsweiseWertzuweisungen Vergleiche oder Kontrollanweisungen sein koumlnnen

Mit Anweisungsliste programmieren Sie die Steuerungsaufgabe durch eine Folgevon Anweisungen Jede AWL-Anweisung enthaumllt eine Vorschrift was zu tun ist undeventuell einen Operand mit dem die Operation ausgefuumlhrt wird AWL ist gleicher-maszligen geeignet fuumlr binaumlre und digitale Verknuumlpfungen wie fuumlr die Programmie-rung komplexer Steuerungsaufgaben

1 Einfuumlhrung

28

Kontaktplan KOP

Funktionsplan FUP

Structured Control Language SCL

Anweisungsliste AWL

Bild 15 Beispiele fuumlr die Darstellung in KOP FUP SCL und AWL

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

29

Mit GRAPH programmieren Sie eine Steuerungsaufgabe als Ablaufsteuerung inder die sequenzielle Folge von Aktionen vorherrscht Die einzelnen Schritte undVerzweigungen werden durch Weiterschaltbedingungen freigegeben die mit KOPoder FUP programmiert werden koumlnnen (Bild 16)

114 Bearbeitung des Anwenderprogramms

Nach dem Einschalten der Versorgungsspannung pruumlft der Steuerungsprozessordie vorhandene Hardware und parametriert die Baugruppen Anschlieszligend wirdeinmalig ndash falls vorhanden ndash ein Anlaufprogramm bearbeitet Das Anlaufpro-gramm gehoumlrt zum Anwenderprogramm das Sie programmieren Im Anlaufpro-gramm koumlnnen beispielsweise Baugruppen initialisiert werden

Das Anwenderprogramm ist in der Regel in einzelne Abschnitte ndash bdquoBausteineldquogenannt ndash eingeteilt Die Organisationsbausteine (OB) sind die Schnittstelle zwi-schen Betriebssystem und Anwenderprogramm Das Betriebssystem ruft zubestimmten Ereignissen einen Organisationsbaustein auf in dem dann das Anwen-derprogramm bearbeitet wird (Bild 17)

Zur Strukturierung des Programms stehen Funktionsbausteine (FB) und Funktio-nen (FC) zur Verfuumlgung Funktionsbausteine haben einen Speicher in dem lokaleVariablen dauerhaft abgelegt sind Funktionen haben diesen Speicher nicht

Fuumlr den Aufruf (das Starten der Bearbeitung) von Funktionsbausteinen und Funk-tionen gibt es Programmanweisungen Jeder Bausteinaufruf kann mit Ein- undAusgaumlngen ndash bdquoBausteinparameterldquo genannt ndash versehen werden Beim Aufruf koumln-nen Variablen uumlbergeben werden mit denen das Programm im Baustein arbeitensoll Auf diese Weise kann ein Baustein mit einer gewissen Funktion (z B der Aus-

Bild 16 Beispiel fuumlr eine GRAPH-Ablaufkette und eine Schrittprojektierung

Page 3: Berger Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 · Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 Projektieren, Programmieren und Testen mit STEP 7 Professional von Hans Berger 2., wesentlich überarbeitete

Automatisieren mit SIMATIC S7-1500

Projektieren Programmieren und Testenmit STEP 7 Professional

von Hans Berger

2 wesentlich uumlberarbeitete und erweiterte Auflage 2017

Publicis Publishing

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

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

wwwpublicis-booksde

Lektorat Dr Gerhard Seitfudem gerhardseitfudempublicispixelparkde

Print ISBN 978-3-89578-451-4ePDF ISBN 978-3-89578-939-7

2 wesentlich uumlberarbeitete und erweiterte Auflage 2017

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

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

Printed in Germany

Vorwort

5

Vorwort

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

Das Konzept Totally Integrated Automation (TIA) bedeutet mit einer einzigen Sys-tembasis und Werkzeugen mit einheitlichen Bedienoberflaumlchen alle Automatisie-rungskomponenten einheitlich zu behandeln Diesen Anforderungen wird dasAutomatisierungssystem SIMATIC gerecht mit Durchgaumlngigkeit bei ProjektierungProgrammierung Datenhaltung und Kommunikation

Das vorliegende Buch beschreibt das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500Eine S7-1500-Steuerung ist kompakt aufgebaut und modular erweiterbar Fuumlr dieKommunikation mit anderen Automatisierungssystemen bieten die CPU-Baugrup-pen integrierte Busschnittstellen fuumlr Industrial Ethernet und ndash abhaumlngig vom Bau-gruppentyp ndash auch fuumlr PROFIBUS DP

Die Engineeringsoftware STEP 7 Professional im TIA Portal erschlieszligt die gesamteFunktionalitaumlt der S7-1500-Controller STEP 7 Professional ist das gemeinsameWerkzeug fuumlr die Konfiguration des Hardware-Aufbaus und die Programmierungdes Anwenderprogramms genauso wie fuumlr den Programmtest und die Diagnose

Fuumlr die Gestaltung des Anwenderprogramms stellt STEP 7 Professional fuumlnfProgrammiersprachen zur Verfuumlgung Kontaktplan (KOP) mit einer Stromlaufplan-aumlhnlichen grafischen Darstellung Funktionsplan (FUP) mit einer an elektronischeSchaltkreissysteme angelehnten grafischen Darstellung Structured ControlLanguage (SCL) mit einer Pascal-aumlhnlichen Hochsprache Anweisungsliste (AWL)mit der Formulierung der Steuerungsaufgabe als Befehlsauflistung und schlieszliglichmit GRAPH eine Ablaufsteuerung mit sequenzieller Bearbeitung des Anwenderpro-gramms

Das Testen des Anwenderprogramms erleichtert STEP 7 Professional mit Beobach-tungstabellen fuumlr das Beobachten Steuern und Forcen von Variablenwerten mitder Darstellung des Programms mit den aktuellen Variablenwerten im laufendenBetrieb und mit einer Offline-Simulation des Automatisierungsgeraumlts

Das vorliegende Buch beschreibt das Projektieren Programmieren und Testen ei-nes Automatisierungsgeraumlts CPU 1500 V20 mit der Engineeringsoftware STEP 7Professional V14 und der Simulationssoftware S7-PLCSIM V14

Erlangen im Maumlrz 2017 Hans Berger

Der Inhalt des Buchs auf einen Blick

6

Der Inhalt des Buchs auf einen Blick

1 Start

Das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500 in der Uumlbersicht

Eine Einfuumlhrung in die Engineeringsoftware SIMATIC STEP 7 Professional V14

Die Grundlage der Automatisierungsloumlsung Ein Projekt erstellen und bearbeiten

2 Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500

Die Baugruppen von SIMATIC S7-1500 in der Uumlbersicht Aufbau eines Automatisierungs-systems CPU-Baugruppen Signal- Technologie- und Kommunikationsbaugruppen

3 Geraumltekonfiguration

Eine Station konfigurieren Baugruppen parametrieren und Stationen vernetzen

4 Variablen Adressierung und Datentypen

Die Eigenschaften der Operandenbereiche Eingaumlnge Ausgaumlnge Peripherie Merker Daten und temporaumlre Lokaldaten und wie sie adressiert werden absolut symbolisch und indirekt

Die Beschreibung der elementaren und strukturierten Datentypen Datentypen fuumlr Baustein-parameter Zeiger Anwender- und Systemdatentypen

5 Programmbearbeitung

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

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

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

6 Der Programmeditor

Arbeiten mit der PLC-Variablentabelle Codebausteine und Datenbausteine erstellen und bearbeiten Bausteine uumlbersetzen und Programminformationen auswerten

7 Die Programmiersprache Kontaktplan KOP

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

8 Die Programmiersprache Funktionsplan FUP

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

9 Die Programmiersprache Structured Control Language SCL

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

Der Inhalt des Buchs auf einen Blick

7

10 Die Programmiersprache Anweisungsliste AWL

Das Charakteristische der AWL-Programmierung Programmierung von binaumlren Verknuumlp-fungen Anwendung von Digitalfunktionen und Steuern der Programmbearbeitung

11 Die Programmiersprache Ablaufsteuerung GRAPH

Was eine Ablaufsteuerung ist und was ihre Elemente sind Ablaufketten Schritte Transitio-nen und Verzweigungen Wie eine Ablaufsteuerung mit GRAPH projektiert wird

Die Beschreibung der Steuerungsfunktionen

12 Basisfunktionen Funktionen fuumlr Binaumlrsignale binaumlre Verknuumlpfungen Speicherfunktio-nen Flankenauswertungen Zeit-Zaumlhlfunktionen

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

14 Programmsteuerung Sprungfunktionen Bausteine aufrufen und beenden mit Bau-steinparametern arbeiten optimierter Bausteinzugriff ARRAY- und CPU-Datenbausteine

15 Online-Betrieb Diagnose und Programmtest

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

16 Dezentrale Peripherie

In der Uumlbersicht das dezentrale Peripheriesystem ET 200

Wie ein PROFINET IO System projektiert wird und welche Eigenschaften es hat

Wie ein PROFIBUS DP Mastersystem projektiert wird und welche Eigenschaften es hat

17 Kommunikation

Mit welchen Kommunikationsfunktionen die Open User Communication realisiert wird

Welche Eigenschaften die S7-Kommunikation hat und mit welchen Kommunikationsfunk-tionen sie programmiert wird

Wie die PtP-Kommunikation realisiert wird

18 Anhang

Wie ein mit STEP 7 V5x erstelltes Projekt in das TIA Portal migriert wird

Wie der Webserver in der CPU projektiert wird und welche Moumlglichkeiten er bietet

Technologieobjekte fuumlr Zaumlhlen Messen Motion Control PID Control

Wie Daten protokolliert und Rezepturen uumlbertragen werden

Mit der Simulationssoftware S7-PLCSIM ein Anwenderprogramm offline testen

Maschinen- und Anlagen-Diagnose mit ProDiag

Inhaltsverzeichnis

8

Inhaltsverzeichnis

1 Einfuumlhrung 23

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500 23111 Automatisierungsgeraumlt SIMATIC S7-1500 24112 Uumlbersicht STEP 7 Professional 25113 Verschiedene Programmiersprachen 27114 Bearbeitung des Anwenderprogramms 29115 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem 31

12 Einfuumlhrung in STEP 7 Professional V14 33121 STEP 7 installieren 33122 Automation License Manager 34123 STEP 7 Professional starten 34124 Portalansicht 35125 Die Fenster der Projektansicht 36126 Informationssystem 38127 Bedienoberflaumlche anpassen 39

13 Ein SIMATIC-Projekt bearbeiten 40131 Strukturierte Darstellung der Projektdaten 40132 Projektdaten und Editoren fuumlr eine PLC-Station 40133 Mit Projekten arbeiten 44134 Mit Referenzprojekten arbeiten 48135 Mit Bibliotheken arbeiten 48136 Mehrsprachige Projekte 52

2 Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500 54

21 Komponenten einer S7-1500-Station 54

22 CPU-Baugruppen S7-1500 56221 CPU-Varianten 56222 Bedien- und Anzeigeelemente 60223 SIMATIC Memory Card 61224 Busschnittstellen 62

23 Signalbaugruppen 63231 Digitaleingabebaugruppen 63232 Digitalausgabebaugruppen 65233 Digitalein-ausgabebaugruppen 66234 Analogeingabebaugruppen 66235 Analogausgabebaugruppe 66236 Analogein-ausgabebaugruppen 67

24 Technologiebaugruppen 68

Inhaltsverzeichnis

9

25 Kommunikationsbaugruppen 69

26 Weitere Baugruppen 70261 Systemstromversorgungsbaugruppen 70262 Laststromversorgungsbaugruppen 70

27 SIPLUS S7-1500 71

3 Geraumltekonfiguration 72

31 Einfuumlhrung 72

32 Eine Station konfigurieren 74321 Eine PLC-Station hinzufuumlgen 74322 Eine Baugruppe hinzufuumlgen 74

33 Baugruppen parametrieren 76331 Die CPU-Eigenschaften parametrieren 76332 Baugruppen adressieren 80333 Signalbaugruppen parametrieren 82334 Eine Konfigurationssteuerung projektieren 84

34 Eine Vernetzung projektieren 87341 Einfuumlhrung 87342 Eine Station vernetzen 88343 Teilnehmeradressen in einem Subnetz 90344 Kommunikationsdienste und Verbindungstypen 91345 Eine Verbindung projektieren 92346 Ein PROFINET-Subnetz projektieren 94347 Ein PROFIBUS-Subnetz projektieren 98

4 Variablen Adressierung und Datentypen 101

41 Operanden und Variablen 101411 Einfuumlhrung Uumlbersicht 101412 Operandenbereiche Eingaumlnge und Ausgaumlnge 103413 Operandenbereich Merker 104414 Operandenbereich Daten 106415 Operandenbereich temporaumlre Lokaldaten 107

42 Adressierung von Variablen und Konstanten 108421 Signalweg 108422 Absolute Adressierung 109423 Symbolische Adressierung 112424 Adressierung eines Variablenteils 114425 Adressierung einer Konstanten 114426 Indirekte Adressierung 115

43 Adressierung von Hardware-Objekten 123

44 Allgemeines zu Datentypen 123441 Uumlbersicht der Datentypen 123442 Implizite Datentypkonvertierung 125443 Variablen uumlberlagern (Datentypsichten) 128

45 Elementare Datentypen 130

Inhaltsverzeichnis

10

451 Bitfolge-Datentypen BOOL BYTE WORD DWORD und LWORD 130452 BCD-Zahlen BCD16 und BCD32 132453 Datentypen CHAR und WCHAR 133454 Festpunkt-Datentypen ohne Vorzeichen USINT UINT UDINT ULINT 133455 Festpunkt-Datentypen mit Vorzeichen SINT INT DINT und LINT 134456 Gleitpunkt-Datentypen REAL und LREAL 135457 Datentypen fuumlr Zeitdauern 137458 Datentypen fuumlr Zeitpunkte 139

46 Strukturierte Datentypen 140461 Datum und Uhrzeit DATE_AND_TIME (DT) 140462 Datum und Uhrzeit DATE_AND_LTIME (DTL) 142463 Zeichenketten STRING und WSTRING 142464 Datentyp ARRAY 143465 Datentyp STRUCT 147

47 Parametertypen 149471 Uumlbersicht 149472 Parametertypen BLOCK_FC und BLOCK_FB (AWL) 150473 Parametertyp DB_ANY 150474 Parametertyp VOID 151475 Parametertypen POINTER ANY und VARIANT 151476 Parametertyp ARRAY[] 152

48 Zeiger 152481 Einfuumlhrung 152482 Bereichszeiger 153483 DB-Zeiger 153484 ANY-Zeiger 155

49 PLC-Datentypen 155491 Einen PLC-Datentyp programmieren 155492 Einen PLC-Datentyp anwenden 156493 PLC-Datentypen vergleichen 158494 Einen PLC-Datentyp umnummerieren 159

410 Systemdatentypen 1594101 Systemdatentypen fuumlr Zeitfunktionen 1594102 Systemdatentypen fuumlr Zaumlhlfunktionen 1614103 Startinformation 162

411 Hardware-Datentypen 163

5 Anwenderprogramm bearbeiten 164

51 Betriebszustaumlnde 164511 Betriebszustand STOP 165512 Betriebszustand ANLAUF 166513 Betriebszustand RUN 168514 Remanenzverhalten von Operanden 169

52 Anwenderprogramm erstellen 170521 Programmbearbeitung 170522 Strukturierung des Anwenderprogramms 172

Inhaltsverzeichnis

11

523 Bausteinarten 175524 Bausteineigenschaften 177525 Bausteinschnittstelle 177526 Einen Codebaustein aufrufen 183527 Programmierempfehlungen 186

53 Anlaufprogramm 193531 Organisationsbausteine fuumlr das Anlaufprogramm 193532 Remanente Daten zuruumlcksetzen 195533 Baugruppenadresse ermitteln 195534 Baugruppen parametrieren 198

54 Hauptprogramm 202541 Organisationsbausteine fuumlr das Hauptprogramm 202542 Prozessabbild-Aktualisierung 203543 Zykluszeit 207544 Reaktionszeit 210545 Programm stoppen und verzoumlgern 211546 Uhrzeit 212547 Systemzeit lesen 217548 Betriebsstundenzaumlhler 217

55 Alarmbearbeitung 219551 Einfuumlhrung zur Alarmbearbeitung 219552 Uhrzeitalarme 223553 Verzoumlgerungsalarme 227554 Weckalarme 231555 Prozessalarme 235556 Alarme zur Laufzeit zuordnen 237557 Alarmzusatzinformation lesen 238

56 Fehlerbehandlung Diagnose 240561 Fehlerursachen und Fehlerreaktionen 240562 Lokale Fehlerbehandlung 240563 Globale Fehlerbehandlung (Synchronfehler) 245564 Synchronfehlerbearbeitung sperren und freigeben 247565 Asynchronfehler 250566 Alarme und Asynchronfehler sperren verzoumlgern und freigeben 254

57 Diagnose im Anwenderprogramm 256571 Diagnosealarm 256572 Startinformation lesen 258573 Laufzeit-Informationen lesen 259574 Diagnosefunktionen im Anwenderprogramm 260

58 Meldungen projektieren 267581 Einfuumlhrung 267582 Meldungen nach dem Meldenummerverfahren projektieren 271583 Systembausteine fuumlr Meldungen 276584 Anwender-Diagnosemeldung erzeugen 279585 CPU-Meldungsanzeige 280

Inhaltsverzeichnis

12

6 Programmeditor 283

61 Einfuumlhrung 283

62 PLC-Variablentabelle 284621 PLC-Variablentabelle anlegen und bearbeiten 284622 PLC-Variablen definieren und bearbeiten 284623 PLC-Variablentabellen vergleichen 287624 PLC-Variablentabelle exportieren und importieren 288625 Konstantentabellen 289

63 Einen Codebaustein programmieren 289631 Einen neuen Codebaustein anlegen 289632 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Codebausteine 291633 Bausteineigenschaften fuumlr Codebausteine festlegen 293634 Einen Baustein schuumltzen 296635 Bausteinschnittstelle programmieren 297636 Allgemeines Vorgehen beim Programmieren der Steuerungsfunktion 300637 Steuerungsfunktion mit KOP und FUP programmieren 304638 Steuerungsfunktion mit SCL programmieren 308639 Steuerungsfunktion mit AWL programmieren 3126310 Steuerungsfunktion mit GRAPH programmieren 314

64 Einen Datenbaustein programmieren 315641 Einen neuen Datenbaustein anlegen 315642 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Datenbausteine 316643 Bausteineigenschaften fuumlr Datenbausteine festlegen 317644 Datenvariablen deklarieren 320645 Datenvariablen in Globaldatenbausteinen eingeben 322

65 Bausteine uumlbersetzen 323651 Uumlbersetzung starten 323652 SCL-Bausteine uumlbersetzen 324653 Fehler nach der Uumlbersetzung beheben 325

66 Arbeiten mit Quelldateien 327

67 Programminformationen 330671 Querverweisliste 330672 Belegungsplan 331673 Aufrufstruktur 333674 Abhaumlngigkeitsstruktur 334675 Konsistenzpruumlfung 335676 Speicherauslastung der CPU 336

7 Kontaktplan KOP 338

71 Einfuumlhrung 338711 Programmieren mit KOP allgemein 338712 Programmelemente des Kontaktplans 340

72 Binaumlre Verknuumlpfungen mit KOP programmieren 340721 Schlieszligerkontakt und Oumlffnerkontakt 341722 Reihen- und Parallelschaltung von Kontakten 343

Inhaltsverzeichnis

13

723 T-Abzweig offener Parallelzweig 344724 Verknuumlpfungsergebnis negieren im Kontaktplan 345725 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen im Kontaktplan 345726 Guumlltigkeitspruumlfung einer Gleitpunktvariablen im Kontaktplan 346727 Vergleich-Kontakte 347

73 Speicherfunktionen mit KOP programmieren 347731 Einfache und negierende Spule 348732 Setzen- und Ruumlcksetzen-Spule 349733 Speicherndes Verhalten durch Selbsthaltung 350734 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Kontaktplan 350735 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Kontaktplan 351736 Spulen mit Zeitverhalten 352

74 Q-Boxen mit KOP programmieren 353741 Speicher-Boxen im Kontaktplan 354742 Flankenauswertung des Stromflusses 354743 Zeitfunktionen im Kontaktplan 355744 Zaumlhlfunktionen im Kontaktplan 357

75 ENENO-Boxen mit KOP programmieren 358751 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 358752 Uumlbertragungsfunktionen im Kontaktplan 358753 Arithmetische Funktionen im Kontaktplan 360754 Mathematische Funktionen im Kontaktplan 361755 Konvertierungsfunktionen im Kontaktplan 362756 Schiebefunktionen im Kontaktplan 363757 Logikfunktionen im Kontaktplan 363758 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Kontaktplan 364

76 VARIANT-Funktionen mit KOP programmieren 365

77 Programmsteuerung mit KOP 367771 Sprungfunktionen im Kontaktplan 367772 Bausteinende-Funktion im Kontaktplan 370773 Bausteinaufruf-Funktionen im Kontaktplan 371

8 Funktionsplan FUP 373

81 Einfuumlhrung 373811 Programmieren mit FUP allgemein 373812 Programmelemente des Funktionsplans 375

82 Binaumlre Verknuumlpfungen mit FUP programmieren 375821 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 376822 Eine binaumlre Verknuumlpfung im Funktionsplan programmieren 378823 UND-Funktion im Funktionsplan 379824 ODER-Funktion im Funktionsplan 379825 Exklusiv-ODER-Funktion im Funktionsplan 379826 Kombinierte binaumlre Verknuumlpfungen Verknuumlpfungsergebnis negieren 380827 T-Abzweig im Funktionsplan 381828 Flankenauswertung von Binaumlrvariablen im Funktionsplan 381829 Guumlltigkeitspruumlfung von Gleitpunktzahlen im Funktionsplan 382

Inhaltsverzeichnis

14

8210 Vergleichsfunktionen im Funktionsplan 383

83 Standard-Boxen mit FUP programmieren 384831 Zuweisung und negierende Zuweisung 384832 Setzen- und Ruumlcksetzen-Box 385833 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Funktionsplan 386834 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Funktionsplan 387835 Standard-Boxen mit Zeitverhalten 387

84 Q-Boxen mit FUP programmieren 389841 Speicher-Boxen im Funktionsplan 389842 Flankenauswertung des Verknuumlpfungsergebnisses im Funktionsplan 390843 Zeitfunktionen im Funktionsplan 391844 Zaumlhlfunktionen im Funktionsplan 392

85 ENENO-Boxen mit FUP programmieren 393851 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 393852 Uumlbertragungsfunktionen im Funktionsplan 395853 Arithmetische Funktionen im Funktionsplan 395854 Mathematische Funktionen im Funktionsplan 396855 Konvertierungsfunktionen im Funktionsplan 397856 Schiebefunktionen im Funktionsplan 398857 Logikfunktionen im Funktionsplan 399858 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Funktionsplan 400

86 VARIANT-Funktionen mit FUP programmieren 40187 Programmsteuerung mit FUP 402

871 Sprungfunktionen im Funktionsplan 403872 Bausteinende-Funktion im Funktionsplan 406873 Bausteinaufruf-Funktionen im Funktionsplan 407

9 Structured Control Language SCL 409

91 Einfuumlhrung 409911 Programmieren mit SCL allgemein 409912 SCL-Anweisungen und Operatoren 411

92 Binaumlre Verknuumlpfungen mit SCL programmieren 413921 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 413922 UND-Funktion in SCL 414923 ODER-Funktion in SCL 414924 Exklusiv-ODER-Funktion in SCL 415925 Kombinierte binaumlre Verknuumlpfungen in SCL 415926 Verknuumlpfungsergebnis negieren in SCL 416

93 Speicherfunktionen mit SCL programmieren 417931 Wertzuweisung einer Binaumlrvariablen 417932 Setzen und Ruumlcksetzen in SCL 417933 Flankenauswertung in SCL 418

94 Zeit- und Zaumlhlfunktionen mit SCL programmieren 418941 Zeitfunktionen in SCL 418942 Zaumlhlfunktionen in SCL 419

95 Digitalfunktionen mit SCL programmieren 420

Inhaltsverzeichnis

15

951 Uumlbertragungsfunktion Wertzuweisung einer Digitalvariablen 420952 Vergleichsfunktionen in SCL 421953 Arithmetische Funktionen in SCL 422954 Mathematische Funktionen in SCL 423955 Konvertierungsfunktionen in SCL 424956 Schiebefunktionen in SCL 425957 Wortverknuumlpfungen logischer Ausdruck in SCL 426958 Funktionen fuumlr Zeichenketten in SCL 427

96 VARIANT-Funktionen mit SCL programmieren 427

97 Programmsteuerung mit SCL 430971 Kontrollanweisungen 430972 Bausteinendefunktion bei SCL 439973 Aufruf einer Funktion (FC) bei SCL 439974 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) bei SCL 440975 Versorgung von Parametern 442

10 Anweisungsliste AWL 443

101 Einfuumlhrung 4431011 Programmieren mit AWL allgemein 4431012 Aufbau einer AWL-Anweisung 4451013 Eine AWL-Anweisung eingeben 4451014 Adressierung von 64-Bit-Variablen 4471015 AWL-Netzwerke in KOP- und FUP-Bausteinen 447

102 Binaumlre Verknuumlpfungen mit AWL programmieren 4481021 Bearbeitung einer binaumlren Verknuumlpfung Verknuumlpfungsschritt 4491022 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 4501023 UND-Funktion in der Anweisungsliste 4511024 ODER-Funktion in der Anweisungsliste 4511025 Exklusiv-ODER-Funktion in der Anweisungsliste 4511026 Kombinierte binaumlre Verknuumlpfungen in der Anweisungsliste 4521027 Verknuumlpfungsergebnis steuern 455

103 Speicherfunktionen mit AWL programmieren 4551031 Zuweisung in der Anweisungsliste 4561032 Setzen und Ruumlcksetzen in der Anweisungsliste 4561033 Flankenauswertung in der Anweisungsliste 457

104 Zeit- und Zaumlhlfunktionen mit AWL programmieren 4581041 Zeitfunktionen in der Anweisungsliste 4581042 Zaumlhlfunktionen in der Anweisungsliste 459

105 Digitalfunktionen mit AWL programmieren 4601051 Uumlbertragungsfunktionen in der Anweisungsliste 4601052 Vergleichsfunktionen in der Anweisungsliste 4641053 Arithmetische Funktionen in der Anweisungsliste 4671054 Mathematische Funktionen in der Anweisungsliste 4711055 Konvertierungsfunktionen in der Anweisungsliste 4721056 Schiebefunktionen in der Anweisungsliste 4741057 Wortverknuumlpfungen in der Anweisungsliste 477

Inhaltsverzeichnis

16

1058 Funktionen fuumlr Zeichenketten in der Anweisungsliste 480

106 VARIANT-Funktionen mit AWL programmieren 481

107 Programmsteuerung mit AWL 4841071 Sprungfunktionen in der Anweisungsliste 4841072 Bausteinende-Funktionen in der Anweisungsliste 4861073 Bausteinaufruf-Funktion in der Anweisungsliste 486

108 Weitere AWL-Funktionen 4891081 Mit Statusbits arbeiten 4901082 Akkumulatorfunktionen 4951083 Arbeiten mit den Datenbausteinregistern 4971084 Teiladressierung von Datenoperanden 4991085 Absolute Adressierung von temporaumlren Lokaldaten 5001086 Arbeiten mit den Adressregistern 5011087 Speicherindirekte Adressierung 5031088 Registerindirekte Adressierung 5061089 Direkter Zugriff auf komplexe Lokalvariablen 51010810 Nullanweisungen 512

11 Ablaufsteuerung S7-GRAPH 513

111 Einfuumlhrung 5131111 Was ist eine Ablaufsteuerung 5131112 Eigenschaften einer Ablaufsteuerung 513

112 Elemente einer Ablaufsteuerung 5151121 Schritte und Transitionen 5151122 Spruumlnge in einer Ablaufsteuerung 5171123 Verzweigungen einer Ablaufkette 5171124 Permanente Anweisungen 5191125 Schritt- und Transitionsfunktionen 5191126 Bearbeitung von Bedingungen 5231127 Bearbeitung von Aktionen 524

113 Eine Ablaufsteuerung projektieren 5301131 Allgemeines Vorgehen bei der Projektierung 5301132 Den GRAPH-Funktionsbaustein programmieren 5311133 Projektieren der Kettenstruktur 5321134 Schritte und Transitionen programmieren 5351135 Permanente Anweisungen programmieren 5371136 Meldungen projektieren 5371137 Attribute des GRAPH-Funktionsbausteins 5371138 Den GRAPH-Funktionsbaustein aufrufen 539

114 Ablaufsteuerung testen 5401141 GRAPH-Funktionsbaustein laden 5401142 Einstellungen zum Programmtest 5411143 Betriebsarten verwenden 5421144 Ablaufkette synchronisieren 5421145 Mit Programmstatus testen 543

Inhaltsverzeichnis

17

12 Basisfunktionen 546

121 Binaumlre Verknuumlpfungen 5461211 Einfuumlhrung 5461212 Arbeiten mit Binaumlrsignalen 5471213 UND-Funktion Reihenschaltung 5511214 ODER-Funktion Parallelschaltung 5511215 Exklusiv-ODER-Funktion Antivalenzfunktion 5521216 Verknuumlpfungsergebnis negieren NOT-Kontakt 553

122 Speicherfunktionen 5541221 Einfuumlhrung 5541222 Einfache und negierende Spule Zuweisung 5541223 Einzelnes Setzen und Ruumlcksetzen 5551224 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen 5561225 Vorrangiges Setzen und Ruumlcksetzen Speicher-Boxen 557

123 Flankenauswertung 5591231 Funktionsweise einer Flankenauswertung 5591232 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen (KOP FUP) 5611233 Flankenauswertung mit Impulsausgabe (KOP FUP) 5611234 Flankenauswertung mit einer Q-Box (KOP FUP) 5621235 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box (KOP FUP) 5631236 Flankenauswertung bei SCL 5641237 Flankenauswertung bei AWL 567

124 Zeitfunktionen 5681241 Eine Zeitfunktion hinzufuumlgen 5681242 Impulsbildung TP 5691243 Einschaltverzoumlgerung TON 5701244 Ausschaltverzoumlgerung TOF 5711245 Akkumulierende Einschaltverzoumlgerung TONR 5721246 Eine Zeitfunktion mit einer Zeitdauer laden 5731247 Eine Zeitfunktion zuruumlcksetzen 574

125 Zaumlhlfunktionen 5741251 Eine Zaumlhlfunktion einfuumlgen 5751252 Vorwaumlrtszaumlhler CTU 5751253 Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTD 5761254 Vorwaumlrts-Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTUD 577

13 Digitalfunktionen 580

131 Uumlbertragungsfunktionen 5811311 Variable kopieren MOVE -und S_MOVE-Box bei KOP und FUP 5811312 Wertzuweisungen bei SCL 5831313 Laden und Transferieren bei AWL 5861314 Variable kopieren MOVE und S_MOVE bei AWL 5871315 VARIANT-Variable lesen und schreiben 5881316 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK_VARIANT 5891317 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK und UMOVE_BLK 5911318 Datenbereich fuumlllen mit FILL_BLK und UFILL_BLK 593

Inhaltsverzeichnis

18

1319 Variable von und zu einen BYTE-Feld uumlbertragen 59313110 Lesen und Schreiben mit PEEK und POKE (SCL AWL) 59713111 Byte-Reihenfolge aumlndern mit SWAP 59713112 Bereichsgrenzen ermitteln 599

132 Vergleichsfunktionen 5991321 Ausfuumlhrung der Vergleichsfunktion 6001322 Bereichsvergleich bei KOP und FUP 6031323 Gleitpunkt-Variable testen OK-Kontakt OK-Box 6031324 VARIANT-Zeiger testen bei KOP FUP und AWL 6051325 VARIANT-Zeiger testen bei SCL 606

133 Arithmetische Funktionen 6091331 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte 6091332 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte 6111333 Dekrementieren und Inkrementieren 613

134 Mathematische Funktionen 6141341 Allgemeine Funktionsbeschreibung 6141342 Winkelfunktionen SIN COS TAN 6151343 Arcusfunktionen ASIN ACOS ATAN 6151344 Quadrat bilden und Quadratwurzel ziehen 6161345 Logarithmus und Potenz 6161346 Nachkommastellen extrahieren Absolutwert und Negation bilden 6181347 Rechnen mit der CALCULATE-Box bei KOP und FUP 619

135 Konvertierungsfunktionen 6211351 Konvertierungsfunktionen CONV S_CONV und T_CONV 6221352 Konvertierung von DB_ANY 6281353 Konvertierungsfunktionen fuumlr Gleitpunktzahlen 6291354 Konvertierungsfunktionen STRG_TO_CHARS und CHARS_TO_STRG 6301355 Konvertierungsfunktionen STRG_VAL und VAL_STRG 6331356 Konvertierungsfunktionen ATH und HTA 6351357 Konvertierungsfunktionen SCALE_X und NORM_X 637

136 Schiebefunktionen 6391361 Allgemeine Funktionsbeschreibung 6391362 Rechts schieben SHR 6401363 Links schieben SHL 6401364 Rechts rotieren ROR 6401365 Links rotieren ROL 640

137 Logikfunktionen 6411371 Wortverknuumlpfungen 6411372 Invertieren Einerkomplement bilden 6431373 Codierfunktionen DECO und ENCO 6441374 Auswahlfunktionen SEL MUX und DEMUX 6451375 Minimumauswahl MIN Maximumauswahl MAX 6461376 Begrenzer LIMIT 646

138 Zeichenketten bearbeiten 649

139 Symbolnamen lesen 658

Inhaltsverzeichnis

19

14 Programmsteuerung 663

141 Sprungfunktionen 6641411 Einfuumlhrung 6641412 Absoluter Sprung 6641413 Bedingter Sprung 6661414 Sprungliste 6681415 Sprungverteiler 6701416 Schleifensprung 670

142 Bausteinende-Funktionen 6721421 Bausteinende-Funktion RET (KOP und FUP) 6721422 RETURN-Anweisung (SCL) 6741423 Bausteinende-Funktionen BEB BEA und BE (AWL) 674

143 Aufruf von Codebausteinen 6741431 Einfuumlhrung 6741432 Aufruf einer Funktion FC 6751433 Aufruf eines Funktionsbausteins FB 6751434 Asynchron arbeitende Systembausteine 6781435 ENENO-Mechanismus 678

144 Arbeiten mit Bausteinen 6821441 Bausteine mit optimiertem und Standardzugriff 6821442 Datentypen der lokalen Variablen 6841443 Bausteinparameter adressieren 6861444 Bausteinparameter versorgen 6891445 Uumlbergabe von Bausteinparametern 691

145 Datenbausteinfunktionen 6941451 Datenbausteinattribute lesen 6941452 Ladespeicher lesen und schreiben 6951453 ARRAY-Datenbausteine 6971454 Systembausteine fuumlr den Zugriff auf ARRAY-Datenbausteine 6981455 CPU-Datenbausteine 700

15 Online-Betrieb Diagnose und Test 704

151 PLC-Station online verbinden 7051511 Programmiergeraumlt an die PLC-Station anschlieszligen 7051512 Die CPU urloumlschen 7071513 Den Auslieferungszustand wiederherstellen 708

152 Projektdaten uumlbertragen 7091521 Die Projektdaten erstmalig laden 7101522 Die Projektdaten nachladen 7121523 Das Anwenderprogramm schuumltzen 7131524 Mit Online-Projektdaten arbeiten 7161525 Mit der Memory Card arbeiten 719

153 Mit Bausteinen im Online-Betrieb arbeiten 7201531 Einfuumlhrung 7201532 Einen Online-Baustein bearbeiten 7211533 Einen Baustein laden und zuruumlckladen 722

Inhaltsverzeichnis

20

1534 Ohne Reinitialisierung laden 7231535 Mit Momentaufnahmen arbeiten 7251536 Mit Einstellwerten arbeiten 7261537 Bausteine vergleichen 728

154 Hardware-Diagnose 7311541 Status-Anzeigen an den Baugruppen 7311542 Diagnosefenster 7321543 Diagnosepuffer 7341544 Online-Tools 7341545 Weitere Diagnose-Informationen uumlber das Programmiergeraumlt 736

155 Anwenderprogramm testen 7371551 Aufrufumgebung definieren 7381552 Testen mit Programmstatus 7391553 PLC-Variablen beobachten 7431554 Datenvariablen beobachten und steuern 7441555 Testen mit Beobachtungstabellen 7451556 Testen mit der Force-Tabelle 750

156 Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion 7521561 Einfuumlhrung 7521562 Erstellen der Trace-Konfiguration 7531563 Messwerte aufzeichnen 754

16 Dezentrale Peripherie 758

161 Einfuumlhrung Uumlbersicht 758

162 Dezentrales Peripheriesystem ET 200 7591621 ET 200MP 7591622 ET 200M 7601623 ET 200SP 7611624 ET 200S 7621625 ET 200pro 7621626 ET 200AL 7631627 ET 200eco und ET200eco PN 764

163 PROFINET IO 7641631 Komponenten von PROFINET IO 7641632 Adressen bei PROFINET IO 7671633 PROFINET IO projektieren 7691634 Kopplungsbaugruppen fuumlr PROFINET IO 7751635 Echtzeit-Kommunikation bei PROFINET 7761636 Spezielle PROFINET-Konfigurationen 780

164 PROFIBUS DP 7841641 Komponenten von PROFIBUS DP 7841642 Adressen bei PROFIBUS DP 7871643 PROFIBUS DP projektieren 7891644 Kopplungsbaugruppen fuumlr PROFIBUS DP 7921645 Spezielle PROFIBUS-Konfigurationen 795

165 Systembausteine fuumlr dezentrale Peripherie 798

Inhaltsverzeichnis

21

1651 Peripheriedaten lesen und schreiben 7981652 Diagnosedaten von einem DP-Normslave lesen 8011653 Datensatz empfangen und bereitstellen 8021654 Dezentrale Station aktivierendeaktivieren 8041655 PROFINET-IO-System umkonfigurieren 805

166 DPV1-Alarme 805

167 Taktsynchronitaumlt 8081671 Einfuumlhrung 8081672 Taktsynchronitaumlt bei PROFINET 8081673 Taktsynchronitaumlt bei PROFIBUS 8111674 Taktsynchronalarm 8131675 Prozessabbilder taktsynchron aktualisieren 816

17 Kommunikation 817

171 Uumlbersicht 817

172 Open User Communication 8201721 Grundlagen 8201722 Datenstruktur der Open User Communication 8211723 Verbindung aufbauen und Daten senden mit TSEND_C 8221724 Verbindung aufbauen und Daten empfangen mit TRCV_C 8231725 Open User Communication projektieren 8251726 Weitere Funktionen fuumlr die Open User Communication 827

173 S7-Kommunikation 8301731 Grundlagen 8301732 Einseitiger Datenaustausch 8301733 Zweiseitiger Datenaustausch 8321734 S7-Kommunikation projektieren 835

174 Freeport-Kommunikation 8361741 Einfuumlhrung in die Freeport-Kommunikation 8361742 Konfigurieren der Kommunikationsbaugruppe CM PtP 8371743 Freeport-Kommunikationsfunktionen 838

175 Weitere Kommunikationsfunktionen 8421751 USS-Protokoll fuumlr Antriebe 8421752 Modbus RTU 8441753 Modbus TCP 846

18 Anhang 849

181 Ein Projekt migrieren 849

182 Webserver 8521821 Webserver aktivieren 8521822 Standard-Webseiten 8551823 Basic-Webseiten 8581824 Service-Daten auslesen 8581825 Webserver initialisieren und Webseiten synchronisieren (WWW) 859

183 Technologieobjekte 859

Inhaltsverzeichnis

22

1831 Technologieobjekte fuumlr Motion Control 8591832 Technologieobjekte fuumlr PID Control 8661833 Technologieobjekte fuumlr Zaumlhlen und Messen 867

184 Daten protokollieren und Rezepturen uumlbertragen 8721841 Einfuumlhrung in die Datenprotokollierung 8721842 Datenprotokollierung anwenden 8721843 Funktionen fuumlr die Datenprotokollierung 8731844 Einfuumlhrung zur Rezepturenuumlbertragung 8751845 Funktionen fuumlr die Rezepturenuumlbertragung 877

185 Simulation mit S7-PLCSIM 8781851 S7-PLCSIM allgemein 8781852 Die Bedienoberflaumlche von PLCSIM 8791853 In S7-PLCSIM mit STEP-7-Testfunktionen testen 8801854 Mit einem Simulationsprojekt arbeiten 8821855 Mit dem Adressbereich testen 8831856 Mit der SIM-Tabelle testen 8831857 Mit der Sequenztabelle testen 885

186 Maschinen- und Anlagendiagnose mit ProDiag 888

Stichwortverzeichnis 892

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

23

1 Einfuumlhrung

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

SIMATIC S7-1500 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den mittleren undoberen Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Ein-Ausgabebaugruppen fuumlr Digital- und Analogsignale sowieTechnologie- und Kommunikationsbaugruppen modular erweitert werden DasAutomatisierungssystem SIMATIC S7-1500 ist nahtlos eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1500

SIMATIC Controller steuern die Maschineoder Anlage Mehrere Varianten derController erweitern das Einsatzspektrum

Die dezentrale Peripherie erweitertdie Schnittstelle zur Maschineoder Anlage

SIMATIC NET

SIMATIC HMI

SIMATIC ET200 STEP 7 Professional(TIA Portal)

SIMATIC S7-1500

Die Vernetzung ermoumlglicht den Datenaustauschzwischen den Geraumlten und den Online-Zugriffan beliebiger Stelle

STEP 7 ist die Engineeringsoftware zumKonfigurieren undProgrammieren

Projektieren

S

Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500

S

ESC OK

Bedienen und Beobachtenzum Fuumlhren der Anlageim laufenden Betrieb

S

1 Einfuumlhrung

24

Die dezentrale Peripherie SIMATIC ET200 bietet eine zusaumltzliche Erweiterung mit Ein-Ausgabebaugruppen die mit PROFIBUS DP oder PROFINET IO mit dem zentralenSteuerungsgeraumlt verbunden sind Die dezentralen Stationen koumlnnen in einem Schalt-schrank oder ndash mit besonderen Bauformen fuumlr erhoumlhte mechanische Anforderungausgestattet ndash auch vor Ort direkt an der Maschine oder Anlage installiert werden

Mit SIMATIC HMI (HMI = Human Machine Interface) wird eine Maschine oderAnlage gefuumlhrt und deren Funktion beobachtet Die Geraumlte koumlnnen ndash je nach Vari-ante ndash uumlber Prozessbilder Bedienfunktionen zur Verfuumlgung stellen Betriebs- undStoumlrungsmeldungen anzeigen und die Automatisierungsdaten in Form von Rezep-turen oder Messwertarchiven verwalten

SIMATIC NET uumlbernimmt den Datenaustausch uumlber verschiedene Bussysteme zwi-schen den SIMATIC-Steuerungsgeraumlten der dezentralen Peripherie den Bedienge-raumlten und dem Programmiergeraumlt Das Programmiergeraumlt kann ein Personal Com-puter ein Industrierechner oder ein Notebook mit dem Betriebssystem MicrosoftWindows sein

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert parametriert und programmiert Das TIA Portal (TIA = TotallyIntegrated Automation) ist das zentrale Werkzeug zum Verwalten der Automatisie-rungsdaten und der dazugehoumlrenden Editoren in Form eines hierarchisch geglie-derten Projekts

111 Automatisierungsgeraumlt SIMATIC S7-1500

Die wesentlichen Bestandteile eines S7-1500-Automatisierungsgeraumlts sind im Bild12 dargestellt

Bild 12 Bestandteile einer S7-1500-Steuerung mit Standard-Controller

Zentralgeraumlt

SM-Baugruppen(Signal Modules)

Auf dem Baugruppentraumlger sind steckbar

Der Baugruppentraumlger hat 32 Steckplaumltzewobei eine optionale StromversorgungSteckplatz 0 und die CPU-BaugruppeSteckplatz 1 belegen Rechts von der CPU-Baugruppe finden noch maximal 30Baugruppen (einschlieszliglichStromversorgungsbaugruppen) Platz

TM-Baugruppen(Technology Modules)

CM-Baugruppen(Communication Modules)

CPU-Baugruppe(Central Processor Unit)

PS-Baugruppe(Power Supply)

Baugruppen-traumlger (Rack)

Bestandteile einer S7-1500-Steuerung

S

ES C OK

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

25

Die CPU-Baugruppe (Zentralbaugruppe) enthaumllt das Betriebssystem und dasAnwenderprogramm Das Anwenderprogramm steht spannungsausfallsicher aufder in der CPU-Baugruppe steckenden SIMATIC Memory Card Die Bearbeitung desAnwenderprogramms findet im Arbeitsspeicher in der CPU statt Die auf der CPU-Baugruppe vorhandenen Busschnittstellen stellen die Verbindung zu anderenAutomatisierungsgeraumlten her

Die Verbindung zur gesteuerten Maschine oder Anlage uumlbernehmen SM-Baugrup-pen (Signalbaugruppen) Diese Ein- und Ausgabebaugruppen gibt es fuumlr Digital-und Analogsignale mit verschiedenen Spannungen und Stroumlmen

Die TM-Baugruppen (Technologiebaugruppen) sind signalvorverarbeitendebdquointelligenteldquo Peripheriebaugruppen die vom Prozess kommende Signale unab-haumlngig von der CPU aufbereiten verarbeiten und entweder wieder direkt an denProzess zuruumlckgeben oder an der internen Schnittstelle der CPU zur Verfuumlgungstellen TM-Baugruppen uumlbernehmen Funktionen die die CPU meist nicht schnellgenug ausfuumlhren kann wie z B Impulse zaumlhlen

Die CM-Baugruppen (Kommunikationsbaugruppen) ermoumlglichen einen Daten-verkehr der die Funktionalitaumlt der Standard-Schnittstellen auf der CPU-Baugruppebezuumlglich Protokolle und Kommunikationsfunktionen uumlberschreitet

(System-)Stromversorgungsbaugruppen sorgen fuumlr die benoumltigten internenSpannungen im Automatisierungsgeraumlt Bei Bedarf koumlnnen bis zu drei System-Stromversorgungsbaugruppen im Automatisierungsgeraumlt eingesetzt werdenLastspannungen bzw Laststroumlme werden uumlber externe Laststromversorgungen(Power Modules PM) bereitgestellt die auch eine 24V-Primaumlrspannung fuumlr System-Stromversorgungsbaugruppen liefern koumlnnen

112 Uumlbersicht STEP 7 Professional

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Autorisierung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuellenBetriebssystemen unter Microsoft Windows Die Projektierung eines S7-1500-Con-trollers geschieht mit zwei Ansichten der Portalansicht und der Projektansicht

Die Portalansicht ist aufgabenorientiert angelegt Im Startportal oumlffnen Sie einbestehendes Projekt erstellen ein neues Projekt oder migrieren ein Projekt EinbdquoProjektldquo ist eine Datenstruktur die alle erforderlichen Programme und Daten fuumlrIhr Automatisierungsvorhaben enthaumllt Von hier aus sind die wichtigsten Werk-zeuge und Funktionen von STEP 7 uumlber weitere Portale erreichbar Das PortalGeraumlte amp Netze zur Konfiguration der Hardware das Portal PLC-Programmierungzum Bearbeiten des Anwenderprogramms das Portal Motion amp Technology zumErstellen von Technologie-Objekten das Portal Visualisierung zum Projektierenvon HMI-Systemen und das Portal Online amp Diagnose fuumlr den Online-Betrieb desProgrammiergeraumlts (Bild 13)

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt (Bild 14) In der Geraumltekonfi-guration steht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittel-

1 Einfuumlhrung

26

Bild 13 Werkzeuge im Startportal von STEP 7 Professional V14

Bild 14 Beispiel fuumlr die Projektansicht Arbeitsbereich der Geraumltekonfiguration

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

27

punkt In der Geraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platziertenBaugruppen gezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt dieEigenschaften der selektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibtUnterstuumltzung durch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Bau-gruppen Die Netzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

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

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

Zusaumltzlich gibt es eine Bibliotheksansicht mit der die Elemente der Projektbiblio-thek und der geoumlffneten globalen Bibliotheken bearbeitet werden koumlnnen

113 Verschiedene Programmiersprachen

Als Programmiersprache fuumlr das Anwenderprogramm koumlnnen Sie zwischen Kon-taktplan (KOP) Funktionsplan (FUP) Structured Control Language (SCL) Anwei-sungsliste (AWL) und Ablaufsteuerung (GRAPH) waumlhlen (Bild 15)

Mit Kontaktplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an denStromlaufplan Die Verknuumlpfung der binaumlren Signalzustaumlnde wird durch die seri-elle oder parallele Anordnung von Kontakten und Spulen dargestellt KomplexeFunktionen wie beispielsweise die arithmetischen Funktionen werden mit Boxendargestellt die Sie wie Kontakte oder Spulen im Kontaktplan anordnen

Mit Funktionsplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an elektro-nische Schaltkreissysteme Binaumlre Verknuumlpfungen werden durch Verschaltung vonUND- und ODER-Funktionen realisiert und mit Speicher-Boxen abgeschlossen Kom-plexe Boxen uumlbernehmen die Verknuumlpfung digitaler Variablen beispielsweise beiden arithmetischen Funktionen

Structured Control Language eignet sich besonders fuumlr die Programmierungvon komplexen Algorithmen oder fuumlr Aufgabenstellungen aus dem Bereich derDatenverwaltung Das Programm besteht aus SCL-Anweisungen die beispielsweiseWertzuweisungen Vergleiche oder Kontrollanweisungen sein koumlnnen

Mit Anweisungsliste programmieren Sie die Steuerungsaufgabe durch eine Folgevon Anweisungen Jede AWL-Anweisung enthaumllt eine Vorschrift was zu tun ist undeventuell einen Operand mit dem die Operation ausgefuumlhrt wird AWL ist gleicher-maszligen geeignet fuumlr binaumlre und digitale Verknuumlpfungen wie fuumlr die Programmie-rung komplexer Steuerungsaufgaben

1 Einfuumlhrung

28

Kontaktplan KOP

Funktionsplan FUP

Structured Control Language SCL

Anweisungsliste AWL

Bild 15 Beispiele fuumlr die Darstellung in KOP FUP SCL und AWL

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

29

Mit GRAPH programmieren Sie eine Steuerungsaufgabe als Ablaufsteuerung inder die sequenzielle Folge von Aktionen vorherrscht Die einzelnen Schritte undVerzweigungen werden durch Weiterschaltbedingungen freigegeben die mit KOPoder FUP programmiert werden koumlnnen (Bild 16)

114 Bearbeitung des Anwenderprogramms

Nach dem Einschalten der Versorgungsspannung pruumlft der Steuerungsprozessordie vorhandene Hardware und parametriert die Baugruppen Anschlieszligend wirdeinmalig ndash falls vorhanden ndash ein Anlaufprogramm bearbeitet Das Anlaufpro-gramm gehoumlrt zum Anwenderprogramm das Sie programmieren Im Anlaufpro-gramm koumlnnen beispielsweise Baugruppen initialisiert werden

Das Anwenderprogramm ist in der Regel in einzelne Abschnitte ndash bdquoBausteineldquogenannt ndash eingeteilt Die Organisationsbausteine (OB) sind die Schnittstelle zwi-schen Betriebssystem und Anwenderprogramm Das Betriebssystem ruft zubestimmten Ereignissen einen Organisationsbaustein auf in dem dann das Anwen-derprogramm bearbeitet wird (Bild 17)

Zur Strukturierung des Programms stehen Funktionsbausteine (FB) und Funktio-nen (FC) zur Verfuumlgung Funktionsbausteine haben einen Speicher in dem lokaleVariablen dauerhaft abgelegt sind Funktionen haben diesen Speicher nicht

Fuumlr den Aufruf (das Starten der Bearbeitung) von Funktionsbausteinen und Funk-tionen gibt es Programmanweisungen Jeder Bausteinaufruf kann mit Ein- undAusgaumlngen ndash bdquoBausteinparameterldquo genannt ndash versehen werden Beim Aufruf koumln-nen Variablen uumlbergeben werden mit denen das Programm im Baustein arbeitensoll Auf diese Weise kann ein Baustein mit einer gewissen Funktion (z B der Aus-

Bild 16 Beispiel fuumlr eine GRAPH-Ablaufkette und eine Schrittprojektierung

Page 4: Berger Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 · Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 Projektieren, Programmieren und Testen mit STEP 7 Professional von Hans Berger 2., wesentlich überarbeitete

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

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

wwwpublicis-booksde

Lektorat Dr Gerhard Seitfudem gerhardseitfudempublicispixelparkde

Print ISBN 978-3-89578-451-4ePDF ISBN 978-3-89578-939-7

2 wesentlich uumlberarbeitete und erweiterte Auflage 2017

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

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

Printed in Germany

Vorwort

5

Vorwort

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

Das Konzept Totally Integrated Automation (TIA) bedeutet mit einer einzigen Sys-tembasis und Werkzeugen mit einheitlichen Bedienoberflaumlchen alle Automatisie-rungskomponenten einheitlich zu behandeln Diesen Anforderungen wird dasAutomatisierungssystem SIMATIC gerecht mit Durchgaumlngigkeit bei ProjektierungProgrammierung Datenhaltung und Kommunikation

Das vorliegende Buch beschreibt das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500Eine S7-1500-Steuerung ist kompakt aufgebaut und modular erweiterbar Fuumlr dieKommunikation mit anderen Automatisierungssystemen bieten die CPU-Baugrup-pen integrierte Busschnittstellen fuumlr Industrial Ethernet und ndash abhaumlngig vom Bau-gruppentyp ndash auch fuumlr PROFIBUS DP

Die Engineeringsoftware STEP 7 Professional im TIA Portal erschlieszligt die gesamteFunktionalitaumlt der S7-1500-Controller STEP 7 Professional ist das gemeinsameWerkzeug fuumlr die Konfiguration des Hardware-Aufbaus und die Programmierungdes Anwenderprogramms genauso wie fuumlr den Programmtest und die Diagnose

Fuumlr die Gestaltung des Anwenderprogramms stellt STEP 7 Professional fuumlnfProgrammiersprachen zur Verfuumlgung Kontaktplan (KOP) mit einer Stromlaufplan-aumlhnlichen grafischen Darstellung Funktionsplan (FUP) mit einer an elektronischeSchaltkreissysteme angelehnten grafischen Darstellung Structured ControlLanguage (SCL) mit einer Pascal-aumlhnlichen Hochsprache Anweisungsliste (AWL)mit der Formulierung der Steuerungsaufgabe als Befehlsauflistung und schlieszliglichmit GRAPH eine Ablaufsteuerung mit sequenzieller Bearbeitung des Anwenderpro-gramms

Das Testen des Anwenderprogramms erleichtert STEP 7 Professional mit Beobach-tungstabellen fuumlr das Beobachten Steuern und Forcen von Variablenwerten mitder Darstellung des Programms mit den aktuellen Variablenwerten im laufendenBetrieb und mit einer Offline-Simulation des Automatisierungsgeraumlts

Das vorliegende Buch beschreibt das Projektieren Programmieren und Testen ei-nes Automatisierungsgeraumlts CPU 1500 V20 mit der Engineeringsoftware STEP 7Professional V14 und der Simulationssoftware S7-PLCSIM V14

Erlangen im Maumlrz 2017 Hans Berger

Der Inhalt des Buchs auf einen Blick

6

Der Inhalt des Buchs auf einen Blick

1 Start

Das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500 in der Uumlbersicht

Eine Einfuumlhrung in die Engineeringsoftware SIMATIC STEP 7 Professional V14

Die Grundlage der Automatisierungsloumlsung Ein Projekt erstellen und bearbeiten

2 Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500

Die Baugruppen von SIMATIC S7-1500 in der Uumlbersicht Aufbau eines Automatisierungs-systems CPU-Baugruppen Signal- Technologie- und Kommunikationsbaugruppen

3 Geraumltekonfiguration

Eine Station konfigurieren Baugruppen parametrieren und Stationen vernetzen

4 Variablen Adressierung und Datentypen

Die Eigenschaften der Operandenbereiche Eingaumlnge Ausgaumlnge Peripherie Merker Daten und temporaumlre Lokaldaten und wie sie adressiert werden absolut symbolisch und indirekt

Die Beschreibung der elementaren und strukturierten Datentypen Datentypen fuumlr Baustein-parameter Zeiger Anwender- und Systemdatentypen

5 Programmbearbeitung

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

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

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

6 Der Programmeditor

Arbeiten mit der PLC-Variablentabelle Codebausteine und Datenbausteine erstellen und bearbeiten Bausteine uumlbersetzen und Programminformationen auswerten

7 Die Programmiersprache Kontaktplan KOP

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

8 Die Programmiersprache Funktionsplan FUP

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

9 Die Programmiersprache Structured Control Language SCL

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

Der Inhalt des Buchs auf einen Blick

7

10 Die Programmiersprache Anweisungsliste AWL

Das Charakteristische der AWL-Programmierung Programmierung von binaumlren Verknuumlp-fungen Anwendung von Digitalfunktionen und Steuern der Programmbearbeitung

11 Die Programmiersprache Ablaufsteuerung GRAPH

Was eine Ablaufsteuerung ist und was ihre Elemente sind Ablaufketten Schritte Transitio-nen und Verzweigungen Wie eine Ablaufsteuerung mit GRAPH projektiert wird

Die Beschreibung der Steuerungsfunktionen

12 Basisfunktionen Funktionen fuumlr Binaumlrsignale binaumlre Verknuumlpfungen Speicherfunktio-nen Flankenauswertungen Zeit-Zaumlhlfunktionen

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

14 Programmsteuerung Sprungfunktionen Bausteine aufrufen und beenden mit Bau-steinparametern arbeiten optimierter Bausteinzugriff ARRAY- und CPU-Datenbausteine

15 Online-Betrieb Diagnose und Programmtest

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

16 Dezentrale Peripherie

In der Uumlbersicht das dezentrale Peripheriesystem ET 200

Wie ein PROFINET IO System projektiert wird und welche Eigenschaften es hat

Wie ein PROFIBUS DP Mastersystem projektiert wird und welche Eigenschaften es hat

17 Kommunikation

Mit welchen Kommunikationsfunktionen die Open User Communication realisiert wird

Welche Eigenschaften die S7-Kommunikation hat und mit welchen Kommunikationsfunk-tionen sie programmiert wird

Wie die PtP-Kommunikation realisiert wird

18 Anhang

Wie ein mit STEP 7 V5x erstelltes Projekt in das TIA Portal migriert wird

Wie der Webserver in der CPU projektiert wird und welche Moumlglichkeiten er bietet

Technologieobjekte fuumlr Zaumlhlen Messen Motion Control PID Control

Wie Daten protokolliert und Rezepturen uumlbertragen werden

Mit der Simulationssoftware S7-PLCSIM ein Anwenderprogramm offline testen

Maschinen- und Anlagen-Diagnose mit ProDiag

Inhaltsverzeichnis

8

Inhaltsverzeichnis

1 Einfuumlhrung 23

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500 23111 Automatisierungsgeraumlt SIMATIC S7-1500 24112 Uumlbersicht STEP 7 Professional 25113 Verschiedene Programmiersprachen 27114 Bearbeitung des Anwenderprogramms 29115 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem 31

12 Einfuumlhrung in STEP 7 Professional V14 33121 STEP 7 installieren 33122 Automation License Manager 34123 STEP 7 Professional starten 34124 Portalansicht 35125 Die Fenster der Projektansicht 36126 Informationssystem 38127 Bedienoberflaumlche anpassen 39

13 Ein SIMATIC-Projekt bearbeiten 40131 Strukturierte Darstellung der Projektdaten 40132 Projektdaten und Editoren fuumlr eine PLC-Station 40133 Mit Projekten arbeiten 44134 Mit Referenzprojekten arbeiten 48135 Mit Bibliotheken arbeiten 48136 Mehrsprachige Projekte 52

2 Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500 54

21 Komponenten einer S7-1500-Station 54

22 CPU-Baugruppen S7-1500 56221 CPU-Varianten 56222 Bedien- und Anzeigeelemente 60223 SIMATIC Memory Card 61224 Busschnittstellen 62

23 Signalbaugruppen 63231 Digitaleingabebaugruppen 63232 Digitalausgabebaugruppen 65233 Digitalein-ausgabebaugruppen 66234 Analogeingabebaugruppen 66235 Analogausgabebaugruppe 66236 Analogein-ausgabebaugruppen 67

24 Technologiebaugruppen 68

Inhaltsverzeichnis

9

25 Kommunikationsbaugruppen 69

26 Weitere Baugruppen 70261 Systemstromversorgungsbaugruppen 70262 Laststromversorgungsbaugruppen 70

27 SIPLUS S7-1500 71

3 Geraumltekonfiguration 72

31 Einfuumlhrung 72

32 Eine Station konfigurieren 74321 Eine PLC-Station hinzufuumlgen 74322 Eine Baugruppe hinzufuumlgen 74

33 Baugruppen parametrieren 76331 Die CPU-Eigenschaften parametrieren 76332 Baugruppen adressieren 80333 Signalbaugruppen parametrieren 82334 Eine Konfigurationssteuerung projektieren 84

34 Eine Vernetzung projektieren 87341 Einfuumlhrung 87342 Eine Station vernetzen 88343 Teilnehmeradressen in einem Subnetz 90344 Kommunikationsdienste und Verbindungstypen 91345 Eine Verbindung projektieren 92346 Ein PROFINET-Subnetz projektieren 94347 Ein PROFIBUS-Subnetz projektieren 98

4 Variablen Adressierung und Datentypen 101

41 Operanden und Variablen 101411 Einfuumlhrung Uumlbersicht 101412 Operandenbereiche Eingaumlnge und Ausgaumlnge 103413 Operandenbereich Merker 104414 Operandenbereich Daten 106415 Operandenbereich temporaumlre Lokaldaten 107

42 Adressierung von Variablen und Konstanten 108421 Signalweg 108422 Absolute Adressierung 109423 Symbolische Adressierung 112424 Adressierung eines Variablenteils 114425 Adressierung einer Konstanten 114426 Indirekte Adressierung 115

43 Adressierung von Hardware-Objekten 123

44 Allgemeines zu Datentypen 123441 Uumlbersicht der Datentypen 123442 Implizite Datentypkonvertierung 125443 Variablen uumlberlagern (Datentypsichten) 128

45 Elementare Datentypen 130

Inhaltsverzeichnis

10

451 Bitfolge-Datentypen BOOL BYTE WORD DWORD und LWORD 130452 BCD-Zahlen BCD16 und BCD32 132453 Datentypen CHAR und WCHAR 133454 Festpunkt-Datentypen ohne Vorzeichen USINT UINT UDINT ULINT 133455 Festpunkt-Datentypen mit Vorzeichen SINT INT DINT und LINT 134456 Gleitpunkt-Datentypen REAL und LREAL 135457 Datentypen fuumlr Zeitdauern 137458 Datentypen fuumlr Zeitpunkte 139

46 Strukturierte Datentypen 140461 Datum und Uhrzeit DATE_AND_TIME (DT) 140462 Datum und Uhrzeit DATE_AND_LTIME (DTL) 142463 Zeichenketten STRING und WSTRING 142464 Datentyp ARRAY 143465 Datentyp STRUCT 147

47 Parametertypen 149471 Uumlbersicht 149472 Parametertypen BLOCK_FC und BLOCK_FB (AWL) 150473 Parametertyp DB_ANY 150474 Parametertyp VOID 151475 Parametertypen POINTER ANY und VARIANT 151476 Parametertyp ARRAY[] 152

48 Zeiger 152481 Einfuumlhrung 152482 Bereichszeiger 153483 DB-Zeiger 153484 ANY-Zeiger 155

49 PLC-Datentypen 155491 Einen PLC-Datentyp programmieren 155492 Einen PLC-Datentyp anwenden 156493 PLC-Datentypen vergleichen 158494 Einen PLC-Datentyp umnummerieren 159

410 Systemdatentypen 1594101 Systemdatentypen fuumlr Zeitfunktionen 1594102 Systemdatentypen fuumlr Zaumlhlfunktionen 1614103 Startinformation 162

411 Hardware-Datentypen 163

5 Anwenderprogramm bearbeiten 164

51 Betriebszustaumlnde 164511 Betriebszustand STOP 165512 Betriebszustand ANLAUF 166513 Betriebszustand RUN 168514 Remanenzverhalten von Operanden 169

52 Anwenderprogramm erstellen 170521 Programmbearbeitung 170522 Strukturierung des Anwenderprogramms 172

Inhaltsverzeichnis

11

523 Bausteinarten 175524 Bausteineigenschaften 177525 Bausteinschnittstelle 177526 Einen Codebaustein aufrufen 183527 Programmierempfehlungen 186

53 Anlaufprogramm 193531 Organisationsbausteine fuumlr das Anlaufprogramm 193532 Remanente Daten zuruumlcksetzen 195533 Baugruppenadresse ermitteln 195534 Baugruppen parametrieren 198

54 Hauptprogramm 202541 Organisationsbausteine fuumlr das Hauptprogramm 202542 Prozessabbild-Aktualisierung 203543 Zykluszeit 207544 Reaktionszeit 210545 Programm stoppen und verzoumlgern 211546 Uhrzeit 212547 Systemzeit lesen 217548 Betriebsstundenzaumlhler 217

55 Alarmbearbeitung 219551 Einfuumlhrung zur Alarmbearbeitung 219552 Uhrzeitalarme 223553 Verzoumlgerungsalarme 227554 Weckalarme 231555 Prozessalarme 235556 Alarme zur Laufzeit zuordnen 237557 Alarmzusatzinformation lesen 238

56 Fehlerbehandlung Diagnose 240561 Fehlerursachen und Fehlerreaktionen 240562 Lokale Fehlerbehandlung 240563 Globale Fehlerbehandlung (Synchronfehler) 245564 Synchronfehlerbearbeitung sperren und freigeben 247565 Asynchronfehler 250566 Alarme und Asynchronfehler sperren verzoumlgern und freigeben 254

57 Diagnose im Anwenderprogramm 256571 Diagnosealarm 256572 Startinformation lesen 258573 Laufzeit-Informationen lesen 259574 Diagnosefunktionen im Anwenderprogramm 260

58 Meldungen projektieren 267581 Einfuumlhrung 267582 Meldungen nach dem Meldenummerverfahren projektieren 271583 Systembausteine fuumlr Meldungen 276584 Anwender-Diagnosemeldung erzeugen 279585 CPU-Meldungsanzeige 280

Inhaltsverzeichnis

12

6 Programmeditor 283

61 Einfuumlhrung 283

62 PLC-Variablentabelle 284621 PLC-Variablentabelle anlegen und bearbeiten 284622 PLC-Variablen definieren und bearbeiten 284623 PLC-Variablentabellen vergleichen 287624 PLC-Variablentabelle exportieren und importieren 288625 Konstantentabellen 289

63 Einen Codebaustein programmieren 289631 Einen neuen Codebaustein anlegen 289632 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Codebausteine 291633 Bausteineigenschaften fuumlr Codebausteine festlegen 293634 Einen Baustein schuumltzen 296635 Bausteinschnittstelle programmieren 297636 Allgemeines Vorgehen beim Programmieren der Steuerungsfunktion 300637 Steuerungsfunktion mit KOP und FUP programmieren 304638 Steuerungsfunktion mit SCL programmieren 308639 Steuerungsfunktion mit AWL programmieren 3126310 Steuerungsfunktion mit GRAPH programmieren 314

64 Einen Datenbaustein programmieren 315641 Einen neuen Datenbaustein anlegen 315642 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Datenbausteine 316643 Bausteineigenschaften fuumlr Datenbausteine festlegen 317644 Datenvariablen deklarieren 320645 Datenvariablen in Globaldatenbausteinen eingeben 322

65 Bausteine uumlbersetzen 323651 Uumlbersetzung starten 323652 SCL-Bausteine uumlbersetzen 324653 Fehler nach der Uumlbersetzung beheben 325

66 Arbeiten mit Quelldateien 327

67 Programminformationen 330671 Querverweisliste 330672 Belegungsplan 331673 Aufrufstruktur 333674 Abhaumlngigkeitsstruktur 334675 Konsistenzpruumlfung 335676 Speicherauslastung der CPU 336

7 Kontaktplan KOP 338

71 Einfuumlhrung 338711 Programmieren mit KOP allgemein 338712 Programmelemente des Kontaktplans 340

72 Binaumlre Verknuumlpfungen mit KOP programmieren 340721 Schlieszligerkontakt und Oumlffnerkontakt 341722 Reihen- und Parallelschaltung von Kontakten 343

Inhaltsverzeichnis

13

723 T-Abzweig offener Parallelzweig 344724 Verknuumlpfungsergebnis negieren im Kontaktplan 345725 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen im Kontaktplan 345726 Guumlltigkeitspruumlfung einer Gleitpunktvariablen im Kontaktplan 346727 Vergleich-Kontakte 347

73 Speicherfunktionen mit KOP programmieren 347731 Einfache und negierende Spule 348732 Setzen- und Ruumlcksetzen-Spule 349733 Speicherndes Verhalten durch Selbsthaltung 350734 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Kontaktplan 350735 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Kontaktplan 351736 Spulen mit Zeitverhalten 352

74 Q-Boxen mit KOP programmieren 353741 Speicher-Boxen im Kontaktplan 354742 Flankenauswertung des Stromflusses 354743 Zeitfunktionen im Kontaktplan 355744 Zaumlhlfunktionen im Kontaktplan 357

75 ENENO-Boxen mit KOP programmieren 358751 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 358752 Uumlbertragungsfunktionen im Kontaktplan 358753 Arithmetische Funktionen im Kontaktplan 360754 Mathematische Funktionen im Kontaktplan 361755 Konvertierungsfunktionen im Kontaktplan 362756 Schiebefunktionen im Kontaktplan 363757 Logikfunktionen im Kontaktplan 363758 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Kontaktplan 364

76 VARIANT-Funktionen mit KOP programmieren 365

77 Programmsteuerung mit KOP 367771 Sprungfunktionen im Kontaktplan 367772 Bausteinende-Funktion im Kontaktplan 370773 Bausteinaufruf-Funktionen im Kontaktplan 371

8 Funktionsplan FUP 373

81 Einfuumlhrung 373811 Programmieren mit FUP allgemein 373812 Programmelemente des Funktionsplans 375

82 Binaumlre Verknuumlpfungen mit FUP programmieren 375821 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 376822 Eine binaumlre Verknuumlpfung im Funktionsplan programmieren 378823 UND-Funktion im Funktionsplan 379824 ODER-Funktion im Funktionsplan 379825 Exklusiv-ODER-Funktion im Funktionsplan 379826 Kombinierte binaumlre Verknuumlpfungen Verknuumlpfungsergebnis negieren 380827 T-Abzweig im Funktionsplan 381828 Flankenauswertung von Binaumlrvariablen im Funktionsplan 381829 Guumlltigkeitspruumlfung von Gleitpunktzahlen im Funktionsplan 382

Inhaltsverzeichnis

14

8210 Vergleichsfunktionen im Funktionsplan 383

83 Standard-Boxen mit FUP programmieren 384831 Zuweisung und negierende Zuweisung 384832 Setzen- und Ruumlcksetzen-Box 385833 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Funktionsplan 386834 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Funktionsplan 387835 Standard-Boxen mit Zeitverhalten 387

84 Q-Boxen mit FUP programmieren 389841 Speicher-Boxen im Funktionsplan 389842 Flankenauswertung des Verknuumlpfungsergebnisses im Funktionsplan 390843 Zeitfunktionen im Funktionsplan 391844 Zaumlhlfunktionen im Funktionsplan 392

85 ENENO-Boxen mit FUP programmieren 393851 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 393852 Uumlbertragungsfunktionen im Funktionsplan 395853 Arithmetische Funktionen im Funktionsplan 395854 Mathematische Funktionen im Funktionsplan 396855 Konvertierungsfunktionen im Funktionsplan 397856 Schiebefunktionen im Funktionsplan 398857 Logikfunktionen im Funktionsplan 399858 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Funktionsplan 400

86 VARIANT-Funktionen mit FUP programmieren 40187 Programmsteuerung mit FUP 402

871 Sprungfunktionen im Funktionsplan 403872 Bausteinende-Funktion im Funktionsplan 406873 Bausteinaufruf-Funktionen im Funktionsplan 407

9 Structured Control Language SCL 409

91 Einfuumlhrung 409911 Programmieren mit SCL allgemein 409912 SCL-Anweisungen und Operatoren 411

92 Binaumlre Verknuumlpfungen mit SCL programmieren 413921 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 413922 UND-Funktion in SCL 414923 ODER-Funktion in SCL 414924 Exklusiv-ODER-Funktion in SCL 415925 Kombinierte binaumlre Verknuumlpfungen in SCL 415926 Verknuumlpfungsergebnis negieren in SCL 416

93 Speicherfunktionen mit SCL programmieren 417931 Wertzuweisung einer Binaumlrvariablen 417932 Setzen und Ruumlcksetzen in SCL 417933 Flankenauswertung in SCL 418

94 Zeit- und Zaumlhlfunktionen mit SCL programmieren 418941 Zeitfunktionen in SCL 418942 Zaumlhlfunktionen in SCL 419

95 Digitalfunktionen mit SCL programmieren 420

Inhaltsverzeichnis

15

951 Uumlbertragungsfunktion Wertzuweisung einer Digitalvariablen 420952 Vergleichsfunktionen in SCL 421953 Arithmetische Funktionen in SCL 422954 Mathematische Funktionen in SCL 423955 Konvertierungsfunktionen in SCL 424956 Schiebefunktionen in SCL 425957 Wortverknuumlpfungen logischer Ausdruck in SCL 426958 Funktionen fuumlr Zeichenketten in SCL 427

96 VARIANT-Funktionen mit SCL programmieren 427

97 Programmsteuerung mit SCL 430971 Kontrollanweisungen 430972 Bausteinendefunktion bei SCL 439973 Aufruf einer Funktion (FC) bei SCL 439974 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) bei SCL 440975 Versorgung von Parametern 442

10 Anweisungsliste AWL 443

101 Einfuumlhrung 4431011 Programmieren mit AWL allgemein 4431012 Aufbau einer AWL-Anweisung 4451013 Eine AWL-Anweisung eingeben 4451014 Adressierung von 64-Bit-Variablen 4471015 AWL-Netzwerke in KOP- und FUP-Bausteinen 447

102 Binaumlre Verknuumlpfungen mit AWL programmieren 4481021 Bearbeitung einer binaumlren Verknuumlpfung Verknuumlpfungsschritt 4491022 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 4501023 UND-Funktion in der Anweisungsliste 4511024 ODER-Funktion in der Anweisungsliste 4511025 Exklusiv-ODER-Funktion in der Anweisungsliste 4511026 Kombinierte binaumlre Verknuumlpfungen in der Anweisungsliste 4521027 Verknuumlpfungsergebnis steuern 455

103 Speicherfunktionen mit AWL programmieren 4551031 Zuweisung in der Anweisungsliste 4561032 Setzen und Ruumlcksetzen in der Anweisungsliste 4561033 Flankenauswertung in der Anweisungsliste 457

104 Zeit- und Zaumlhlfunktionen mit AWL programmieren 4581041 Zeitfunktionen in der Anweisungsliste 4581042 Zaumlhlfunktionen in der Anweisungsliste 459

105 Digitalfunktionen mit AWL programmieren 4601051 Uumlbertragungsfunktionen in der Anweisungsliste 4601052 Vergleichsfunktionen in der Anweisungsliste 4641053 Arithmetische Funktionen in der Anweisungsliste 4671054 Mathematische Funktionen in der Anweisungsliste 4711055 Konvertierungsfunktionen in der Anweisungsliste 4721056 Schiebefunktionen in der Anweisungsliste 4741057 Wortverknuumlpfungen in der Anweisungsliste 477

Inhaltsverzeichnis

16

1058 Funktionen fuumlr Zeichenketten in der Anweisungsliste 480

106 VARIANT-Funktionen mit AWL programmieren 481

107 Programmsteuerung mit AWL 4841071 Sprungfunktionen in der Anweisungsliste 4841072 Bausteinende-Funktionen in der Anweisungsliste 4861073 Bausteinaufruf-Funktion in der Anweisungsliste 486

108 Weitere AWL-Funktionen 4891081 Mit Statusbits arbeiten 4901082 Akkumulatorfunktionen 4951083 Arbeiten mit den Datenbausteinregistern 4971084 Teiladressierung von Datenoperanden 4991085 Absolute Adressierung von temporaumlren Lokaldaten 5001086 Arbeiten mit den Adressregistern 5011087 Speicherindirekte Adressierung 5031088 Registerindirekte Adressierung 5061089 Direkter Zugriff auf komplexe Lokalvariablen 51010810 Nullanweisungen 512

11 Ablaufsteuerung S7-GRAPH 513

111 Einfuumlhrung 5131111 Was ist eine Ablaufsteuerung 5131112 Eigenschaften einer Ablaufsteuerung 513

112 Elemente einer Ablaufsteuerung 5151121 Schritte und Transitionen 5151122 Spruumlnge in einer Ablaufsteuerung 5171123 Verzweigungen einer Ablaufkette 5171124 Permanente Anweisungen 5191125 Schritt- und Transitionsfunktionen 5191126 Bearbeitung von Bedingungen 5231127 Bearbeitung von Aktionen 524

113 Eine Ablaufsteuerung projektieren 5301131 Allgemeines Vorgehen bei der Projektierung 5301132 Den GRAPH-Funktionsbaustein programmieren 5311133 Projektieren der Kettenstruktur 5321134 Schritte und Transitionen programmieren 5351135 Permanente Anweisungen programmieren 5371136 Meldungen projektieren 5371137 Attribute des GRAPH-Funktionsbausteins 5371138 Den GRAPH-Funktionsbaustein aufrufen 539

114 Ablaufsteuerung testen 5401141 GRAPH-Funktionsbaustein laden 5401142 Einstellungen zum Programmtest 5411143 Betriebsarten verwenden 5421144 Ablaufkette synchronisieren 5421145 Mit Programmstatus testen 543

Inhaltsverzeichnis

17

12 Basisfunktionen 546

121 Binaumlre Verknuumlpfungen 5461211 Einfuumlhrung 5461212 Arbeiten mit Binaumlrsignalen 5471213 UND-Funktion Reihenschaltung 5511214 ODER-Funktion Parallelschaltung 5511215 Exklusiv-ODER-Funktion Antivalenzfunktion 5521216 Verknuumlpfungsergebnis negieren NOT-Kontakt 553

122 Speicherfunktionen 5541221 Einfuumlhrung 5541222 Einfache und negierende Spule Zuweisung 5541223 Einzelnes Setzen und Ruumlcksetzen 5551224 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen 5561225 Vorrangiges Setzen und Ruumlcksetzen Speicher-Boxen 557

123 Flankenauswertung 5591231 Funktionsweise einer Flankenauswertung 5591232 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen (KOP FUP) 5611233 Flankenauswertung mit Impulsausgabe (KOP FUP) 5611234 Flankenauswertung mit einer Q-Box (KOP FUP) 5621235 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box (KOP FUP) 5631236 Flankenauswertung bei SCL 5641237 Flankenauswertung bei AWL 567

124 Zeitfunktionen 5681241 Eine Zeitfunktion hinzufuumlgen 5681242 Impulsbildung TP 5691243 Einschaltverzoumlgerung TON 5701244 Ausschaltverzoumlgerung TOF 5711245 Akkumulierende Einschaltverzoumlgerung TONR 5721246 Eine Zeitfunktion mit einer Zeitdauer laden 5731247 Eine Zeitfunktion zuruumlcksetzen 574

125 Zaumlhlfunktionen 5741251 Eine Zaumlhlfunktion einfuumlgen 5751252 Vorwaumlrtszaumlhler CTU 5751253 Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTD 5761254 Vorwaumlrts-Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTUD 577

13 Digitalfunktionen 580

131 Uumlbertragungsfunktionen 5811311 Variable kopieren MOVE -und S_MOVE-Box bei KOP und FUP 5811312 Wertzuweisungen bei SCL 5831313 Laden und Transferieren bei AWL 5861314 Variable kopieren MOVE und S_MOVE bei AWL 5871315 VARIANT-Variable lesen und schreiben 5881316 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK_VARIANT 5891317 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK und UMOVE_BLK 5911318 Datenbereich fuumlllen mit FILL_BLK und UFILL_BLK 593

Inhaltsverzeichnis

18

1319 Variable von und zu einen BYTE-Feld uumlbertragen 59313110 Lesen und Schreiben mit PEEK und POKE (SCL AWL) 59713111 Byte-Reihenfolge aumlndern mit SWAP 59713112 Bereichsgrenzen ermitteln 599

132 Vergleichsfunktionen 5991321 Ausfuumlhrung der Vergleichsfunktion 6001322 Bereichsvergleich bei KOP und FUP 6031323 Gleitpunkt-Variable testen OK-Kontakt OK-Box 6031324 VARIANT-Zeiger testen bei KOP FUP und AWL 6051325 VARIANT-Zeiger testen bei SCL 606

133 Arithmetische Funktionen 6091331 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte 6091332 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte 6111333 Dekrementieren und Inkrementieren 613

134 Mathematische Funktionen 6141341 Allgemeine Funktionsbeschreibung 6141342 Winkelfunktionen SIN COS TAN 6151343 Arcusfunktionen ASIN ACOS ATAN 6151344 Quadrat bilden und Quadratwurzel ziehen 6161345 Logarithmus und Potenz 6161346 Nachkommastellen extrahieren Absolutwert und Negation bilden 6181347 Rechnen mit der CALCULATE-Box bei KOP und FUP 619

135 Konvertierungsfunktionen 6211351 Konvertierungsfunktionen CONV S_CONV und T_CONV 6221352 Konvertierung von DB_ANY 6281353 Konvertierungsfunktionen fuumlr Gleitpunktzahlen 6291354 Konvertierungsfunktionen STRG_TO_CHARS und CHARS_TO_STRG 6301355 Konvertierungsfunktionen STRG_VAL und VAL_STRG 6331356 Konvertierungsfunktionen ATH und HTA 6351357 Konvertierungsfunktionen SCALE_X und NORM_X 637

136 Schiebefunktionen 6391361 Allgemeine Funktionsbeschreibung 6391362 Rechts schieben SHR 6401363 Links schieben SHL 6401364 Rechts rotieren ROR 6401365 Links rotieren ROL 640

137 Logikfunktionen 6411371 Wortverknuumlpfungen 6411372 Invertieren Einerkomplement bilden 6431373 Codierfunktionen DECO und ENCO 6441374 Auswahlfunktionen SEL MUX und DEMUX 6451375 Minimumauswahl MIN Maximumauswahl MAX 6461376 Begrenzer LIMIT 646

138 Zeichenketten bearbeiten 649

139 Symbolnamen lesen 658

Inhaltsverzeichnis

19

14 Programmsteuerung 663

141 Sprungfunktionen 6641411 Einfuumlhrung 6641412 Absoluter Sprung 6641413 Bedingter Sprung 6661414 Sprungliste 6681415 Sprungverteiler 6701416 Schleifensprung 670

142 Bausteinende-Funktionen 6721421 Bausteinende-Funktion RET (KOP und FUP) 6721422 RETURN-Anweisung (SCL) 6741423 Bausteinende-Funktionen BEB BEA und BE (AWL) 674

143 Aufruf von Codebausteinen 6741431 Einfuumlhrung 6741432 Aufruf einer Funktion FC 6751433 Aufruf eines Funktionsbausteins FB 6751434 Asynchron arbeitende Systembausteine 6781435 ENENO-Mechanismus 678

144 Arbeiten mit Bausteinen 6821441 Bausteine mit optimiertem und Standardzugriff 6821442 Datentypen der lokalen Variablen 6841443 Bausteinparameter adressieren 6861444 Bausteinparameter versorgen 6891445 Uumlbergabe von Bausteinparametern 691

145 Datenbausteinfunktionen 6941451 Datenbausteinattribute lesen 6941452 Ladespeicher lesen und schreiben 6951453 ARRAY-Datenbausteine 6971454 Systembausteine fuumlr den Zugriff auf ARRAY-Datenbausteine 6981455 CPU-Datenbausteine 700

15 Online-Betrieb Diagnose und Test 704

151 PLC-Station online verbinden 7051511 Programmiergeraumlt an die PLC-Station anschlieszligen 7051512 Die CPU urloumlschen 7071513 Den Auslieferungszustand wiederherstellen 708

152 Projektdaten uumlbertragen 7091521 Die Projektdaten erstmalig laden 7101522 Die Projektdaten nachladen 7121523 Das Anwenderprogramm schuumltzen 7131524 Mit Online-Projektdaten arbeiten 7161525 Mit der Memory Card arbeiten 719

153 Mit Bausteinen im Online-Betrieb arbeiten 7201531 Einfuumlhrung 7201532 Einen Online-Baustein bearbeiten 7211533 Einen Baustein laden und zuruumlckladen 722

Inhaltsverzeichnis

20

1534 Ohne Reinitialisierung laden 7231535 Mit Momentaufnahmen arbeiten 7251536 Mit Einstellwerten arbeiten 7261537 Bausteine vergleichen 728

154 Hardware-Diagnose 7311541 Status-Anzeigen an den Baugruppen 7311542 Diagnosefenster 7321543 Diagnosepuffer 7341544 Online-Tools 7341545 Weitere Diagnose-Informationen uumlber das Programmiergeraumlt 736

155 Anwenderprogramm testen 7371551 Aufrufumgebung definieren 7381552 Testen mit Programmstatus 7391553 PLC-Variablen beobachten 7431554 Datenvariablen beobachten und steuern 7441555 Testen mit Beobachtungstabellen 7451556 Testen mit der Force-Tabelle 750

156 Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion 7521561 Einfuumlhrung 7521562 Erstellen der Trace-Konfiguration 7531563 Messwerte aufzeichnen 754

16 Dezentrale Peripherie 758

161 Einfuumlhrung Uumlbersicht 758

162 Dezentrales Peripheriesystem ET 200 7591621 ET 200MP 7591622 ET 200M 7601623 ET 200SP 7611624 ET 200S 7621625 ET 200pro 7621626 ET 200AL 7631627 ET 200eco und ET200eco PN 764

163 PROFINET IO 7641631 Komponenten von PROFINET IO 7641632 Adressen bei PROFINET IO 7671633 PROFINET IO projektieren 7691634 Kopplungsbaugruppen fuumlr PROFINET IO 7751635 Echtzeit-Kommunikation bei PROFINET 7761636 Spezielle PROFINET-Konfigurationen 780

164 PROFIBUS DP 7841641 Komponenten von PROFIBUS DP 7841642 Adressen bei PROFIBUS DP 7871643 PROFIBUS DP projektieren 7891644 Kopplungsbaugruppen fuumlr PROFIBUS DP 7921645 Spezielle PROFIBUS-Konfigurationen 795

165 Systembausteine fuumlr dezentrale Peripherie 798

Inhaltsverzeichnis

21

1651 Peripheriedaten lesen und schreiben 7981652 Diagnosedaten von einem DP-Normslave lesen 8011653 Datensatz empfangen und bereitstellen 8021654 Dezentrale Station aktivierendeaktivieren 8041655 PROFINET-IO-System umkonfigurieren 805

166 DPV1-Alarme 805

167 Taktsynchronitaumlt 8081671 Einfuumlhrung 8081672 Taktsynchronitaumlt bei PROFINET 8081673 Taktsynchronitaumlt bei PROFIBUS 8111674 Taktsynchronalarm 8131675 Prozessabbilder taktsynchron aktualisieren 816

17 Kommunikation 817

171 Uumlbersicht 817

172 Open User Communication 8201721 Grundlagen 8201722 Datenstruktur der Open User Communication 8211723 Verbindung aufbauen und Daten senden mit TSEND_C 8221724 Verbindung aufbauen und Daten empfangen mit TRCV_C 8231725 Open User Communication projektieren 8251726 Weitere Funktionen fuumlr die Open User Communication 827

173 S7-Kommunikation 8301731 Grundlagen 8301732 Einseitiger Datenaustausch 8301733 Zweiseitiger Datenaustausch 8321734 S7-Kommunikation projektieren 835

174 Freeport-Kommunikation 8361741 Einfuumlhrung in die Freeport-Kommunikation 8361742 Konfigurieren der Kommunikationsbaugruppe CM PtP 8371743 Freeport-Kommunikationsfunktionen 838

175 Weitere Kommunikationsfunktionen 8421751 USS-Protokoll fuumlr Antriebe 8421752 Modbus RTU 8441753 Modbus TCP 846

18 Anhang 849

181 Ein Projekt migrieren 849

182 Webserver 8521821 Webserver aktivieren 8521822 Standard-Webseiten 8551823 Basic-Webseiten 8581824 Service-Daten auslesen 8581825 Webserver initialisieren und Webseiten synchronisieren (WWW) 859

183 Technologieobjekte 859

Inhaltsverzeichnis

22

1831 Technologieobjekte fuumlr Motion Control 8591832 Technologieobjekte fuumlr PID Control 8661833 Technologieobjekte fuumlr Zaumlhlen und Messen 867

184 Daten protokollieren und Rezepturen uumlbertragen 8721841 Einfuumlhrung in die Datenprotokollierung 8721842 Datenprotokollierung anwenden 8721843 Funktionen fuumlr die Datenprotokollierung 8731844 Einfuumlhrung zur Rezepturenuumlbertragung 8751845 Funktionen fuumlr die Rezepturenuumlbertragung 877

185 Simulation mit S7-PLCSIM 8781851 S7-PLCSIM allgemein 8781852 Die Bedienoberflaumlche von PLCSIM 8791853 In S7-PLCSIM mit STEP-7-Testfunktionen testen 8801854 Mit einem Simulationsprojekt arbeiten 8821855 Mit dem Adressbereich testen 8831856 Mit der SIM-Tabelle testen 8831857 Mit der Sequenztabelle testen 885

186 Maschinen- und Anlagendiagnose mit ProDiag 888

Stichwortverzeichnis 892

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

23

1 Einfuumlhrung

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

SIMATIC S7-1500 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den mittleren undoberen Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Ein-Ausgabebaugruppen fuumlr Digital- und Analogsignale sowieTechnologie- und Kommunikationsbaugruppen modular erweitert werden DasAutomatisierungssystem SIMATIC S7-1500 ist nahtlos eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1500

SIMATIC Controller steuern die Maschineoder Anlage Mehrere Varianten derController erweitern das Einsatzspektrum

Die dezentrale Peripherie erweitertdie Schnittstelle zur Maschineoder Anlage

SIMATIC NET

SIMATIC HMI

SIMATIC ET200 STEP 7 Professional(TIA Portal)

SIMATIC S7-1500

Die Vernetzung ermoumlglicht den Datenaustauschzwischen den Geraumlten und den Online-Zugriffan beliebiger Stelle

STEP 7 ist die Engineeringsoftware zumKonfigurieren undProgrammieren

Projektieren

S

Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500

S

ESC OK

Bedienen und Beobachtenzum Fuumlhren der Anlageim laufenden Betrieb

S

1 Einfuumlhrung

24

Die dezentrale Peripherie SIMATIC ET200 bietet eine zusaumltzliche Erweiterung mit Ein-Ausgabebaugruppen die mit PROFIBUS DP oder PROFINET IO mit dem zentralenSteuerungsgeraumlt verbunden sind Die dezentralen Stationen koumlnnen in einem Schalt-schrank oder ndash mit besonderen Bauformen fuumlr erhoumlhte mechanische Anforderungausgestattet ndash auch vor Ort direkt an der Maschine oder Anlage installiert werden

Mit SIMATIC HMI (HMI = Human Machine Interface) wird eine Maschine oderAnlage gefuumlhrt und deren Funktion beobachtet Die Geraumlte koumlnnen ndash je nach Vari-ante ndash uumlber Prozessbilder Bedienfunktionen zur Verfuumlgung stellen Betriebs- undStoumlrungsmeldungen anzeigen und die Automatisierungsdaten in Form von Rezep-turen oder Messwertarchiven verwalten

SIMATIC NET uumlbernimmt den Datenaustausch uumlber verschiedene Bussysteme zwi-schen den SIMATIC-Steuerungsgeraumlten der dezentralen Peripherie den Bedienge-raumlten und dem Programmiergeraumlt Das Programmiergeraumlt kann ein Personal Com-puter ein Industrierechner oder ein Notebook mit dem Betriebssystem MicrosoftWindows sein

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert parametriert und programmiert Das TIA Portal (TIA = TotallyIntegrated Automation) ist das zentrale Werkzeug zum Verwalten der Automatisie-rungsdaten und der dazugehoumlrenden Editoren in Form eines hierarchisch geglie-derten Projekts

111 Automatisierungsgeraumlt SIMATIC S7-1500

Die wesentlichen Bestandteile eines S7-1500-Automatisierungsgeraumlts sind im Bild12 dargestellt

Bild 12 Bestandteile einer S7-1500-Steuerung mit Standard-Controller

Zentralgeraumlt

SM-Baugruppen(Signal Modules)

Auf dem Baugruppentraumlger sind steckbar

Der Baugruppentraumlger hat 32 Steckplaumltzewobei eine optionale StromversorgungSteckplatz 0 und die CPU-BaugruppeSteckplatz 1 belegen Rechts von der CPU-Baugruppe finden noch maximal 30Baugruppen (einschlieszliglichStromversorgungsbaugruppen) Platz

TM-Baugruppen(Technology Modules)

CM-Baugruppen(Communication Modules)

CPU-Baugruppe(Central Processor Unit)

PS-Baugruppe(Power Supply)

Baugruppen-traumlger (Rack)

Bestandteile einer S7-1500-Steuerung

S

ES C OK

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

25

Die CPU-Baugruppe (Zentralbaugruppe) enthaumllt das Betriebssystem und dasAnwenderprogramm Das Anwenderprogramm steht spannungsausfallsicher aufder in der CPU-Baugruppe steckenden SIMATIC Memory Card Die Bearbeitung desAnwenderprogramms findet im Arbeitsspeicher in der CPU statt Die auf der CPU-Baugruppe vorhandenen Busschnittstellen stellen die Verbindung zu anderenAutomatisierungsgeraumlten her

Die Verbindung zur gesteuerten Maschine oder Anlage uumlbernehmen SM-Baugrup-pen (Signalbaugruppen) Diese Ein- und Ausgabebaugruppen gibt es fuumlr Digital-und Analogsignale mit verschiedenen Spannungen und Stroumlmen

Die TM-Baugruppen (Technologiebaugruppen) sind signalvorverarbeitendebdquointelligenteldquo Peripheriebaugruppen die vom Prozess kommende Signale unab-haumlngig von der CPU aufbereiten verarbeiten und entweder wieder direkt an denProzess zuruumlckgeben oder an der internen Schnittstelle der CPU zur Verfuumlgungstellen TM-Baugruppen uumlbernehmen Funktionen die die CPU meist nicht schnellgenug ausfuumlhren kann wie z B Impulse zaumlhlen

Die CM-Baugruppen (Kommunikationsbaugruppen) ermoumlglichen einen Daten-verkehr der die Funktionalitaumlt der Standard-Schnittstellen auf der CPU-Baugruppebezuumlglich Protokolle und Kommunikationsfunktionen uumlberschreitet

(System-)Stromversorgungsbaugruppen sorgen fuumlr die benoumltigten internenSpannungen im Automatisierungsgeraumlt Bei Bedarf koumlnnen bis zu drei System-Stromversorgungsbaugruppen im Automatisierungsgeraumlt eingesetzt werdenLastspannungen bzw Laststroumlme werden uumlber externe Laststromversorgungen(Power Modules PM) bereitgestellt die auch eine 24V-Primaumlrspannung fuumlr System-Stromversorgungsbaugruppen liefern koumlnnen

112 Uumlbersicht STEP 7 Professional

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Autorisierung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuellenBetriebssystemen unter Microsoft Windows Die Projektierung eines S7-1500-Con-trollers geschieht mit zwei Ansichten der Portalansicht und der Projektansicht

Die Portalansicht ist aufgabenorientiert angelegt Im Startportal oumlffnen Sie einbestehendes Projekt erstellen ein neues Projekt oder migrieren ein Projekt EinbdquoProjektldquo ist eine Datenstruktur die alle erforderlichen Programme und Daten fuumlrIhr Automatisierungsvorhaben enthaumllt Von hier aus sind die wichtigsten Werk-zeuge und Funktionen von STEP 7 uumlber weitere Portale erreichbar Das PortalGeraumlte amp Netze zur Konfiguration der Hardware das Portal PLC-Programmierungzum Bearbeiten des Anwenderprogramms das Portal Motion amp Technology zumErstellen von Technologie-Objekten das Portal Visualisierung zum Projektierenvon HMI-Systemen und das Portal Online amp Diagnose fuumlr den Online-Betrieb desProgrammiergeraumlts (Bild 13)

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt (Bild 14) In der Geraumltekonfi-guration steht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittel-

1 Einfuumlhrung

26

Bild 13 Werkzeuge im Startportal von STEP 7 Professional V14

Bild 14 Beispiel fuumlr die Projektansicht Arbeitsbereich der Geraumltekonfiguration

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

27

punkt In der Geraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platziertenBaugruppen gezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt dieEigenschaften der selektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibtUnterstuumltzung durch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Bau-gruppen Die Netzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

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

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

Zusaumltzlich gibt es eine Bibliotheksansicht mit der die Elemente der Projektbiblio-thek und der geoumlffneten globalen Bibliotheken bearbeitet werden koumlnnen

113 Verschiedene Programmiersprachen

Als Programmiersprache fuumlr das Anwenderprogramm koumlnnen Sie zwischen Kon-taktplan (KOP) Funktionsplan (FUP) Structured Control Language (SCL) Anwei-sungsliste (AWL) und Ablaufsteuerung (GRAPH) waumlhlen (Bild 15)

Mit Kontaktplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an denStromlaufplan Die Verknuumlpfung der binaumlren Signalzustaumlnde wird durch die seri-elle oder parallele Anordnung von Kontakten und Spulen dargestellt KomplexeFunktionen wie beispielsweise die arithmetischen Funktionen werden mit Boxendargestellt die Sie wie Kontakte oder Spulen im Kontaktplan anordnen

Mit Funktionsplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an elektro-nische Schaltkreissysteme Binaumlre Verknuumlpfungen werden durch Verschaltung vonUND- und ODER-Funktionen realisiert und mit Speicher-Boxen abgeschlossen Kom-plexe Boxen uumlbernehmen die Verknuumlpfung digitaler Variablen beispielsweise beiden arithmetischen Funktionen

Structured Control Language eignet sich besonders fuumlr die Programmierungvon komplexen Algorithmen oder fuumlr Aufgabenstellungen aus dem Bereich derDatenverwaltung Das Programm besteht aus SCL-Anweisungen die beispielsweiseWertzuweisungen Vergleiche oder Kontrollanweisungen sein koumlnnen

Mit Anweisungsliste programmieren Sie die Steuerungsaufgabe durch eine Folgevon Anweisungen Jede AWL-Anweisung enthaumllt eine Vorschrift was zu tun ist undeventuell einen Operand mit dem die Operation ausgefuumlhrt wird AWL ist gleicher-maszligen geeignet fuumlr binaumlre und digitale Verknuumlpfungen wie fuumlr die Programmie-rung komplexer Steuerungsaufgaben

1 Einfuumlhrung

28

Kontaktplan KOP

Funktionsplan FUP

Structured Control Language SCL

Anweisungsliste AWL

Bild 15 Beispiele fuumlr die Darstellung in KOP FUP SCL und AWL

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

29

Mit GRAPH programmieren Sie eine Steuerungsaufgabe als Ablaufsteuerung inder die sequenzielle Folge von Aktionen vorherrscht Die einzelnen Schritte undVerzweigungen werden durch Weiterschaltbedingungen freigegeben die mit KOPoder FUP programmiert werden koumlnnen (Bild 16)

114 Bearbeitung des Anwenderprogramms

Nach dem Einschalten der Versorgungsspannung pruumlft der Steuerungsprozessordie vorhandene Hardware und parametriert die Baugruppen Anschlieszligend wirdeinmalig ndash falls vorhanden ndash ein Anlaufprogramm bearbeitet Das Anlaufpro-gramm gehoumlrt zum Anwenderprogramm das Sie programmieren Im Anlaufpro-gramm koumlnnen beispielsweise Baugruppen initialisiert werden

Das Anwenderprogramm ist in der Regel in einzelne Abschnitte ndash bdquoBausteineldquogenannt ndash eingeteilt Die Organisationsbausteine (OB) sind die Schnittstelle zwi-schen Betriebssystem und Anwenderprogramm Das Betriebssystem ruft zubestimmten Ereignissen einen Organisationsbaustein auf in dem dann das Anwen-derprogramm bearbeitet wird (Bild 17)

Zur Strukturierung des Programms stehen Funktionsbausteine (FB) und Funktio-nen (FC) zur Verfuumlgung Funktionsbausteine haben einen Speicher in dem lokaleVariablen dauerhaft abgelegt sind Funktionen haben diesen Speicher nicht

Fuumlr den Aufruf (das Starten der Bearbeitung) von Funktionsbausteinen und Funk-tionen gibt es Programmanweisungen Jeder Bausteinaufruf kann mit Ein- undAusgaumlngen ndash bdquoBausteinparameterldquo genannt ndash versehen werden Beim Aufruf koumln-nen Variablen uumlbergeben werden mit denen das Programm im Baustein arbeitensoll Auf diese Weise kann ein Baustein mit einer gewissen Funktion (z B der Aus-

Bild 16 Beispiel fuumlr eine GRAPH-Ablaufkette und eine Schrittprojektierung

Page 5: Berger Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 · Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 Projektieren, Programmieren und Testen mit STEP 7 Professional von Hans Berger 2., wesentlich überarbeitete

Vorwort

5

Vorwort

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

Das Konzept Totally Integrated Automation (TIA) bedeutet mit einer einzigen Sys-tembasis und Werkzeugen mit einheitlichen Bedienoberflaumlchen alle Automatisie-rungskomponenten einheitlich zu behandeln Diesen Anforderungen wird dasAutomatisierungssystem SIMATIC gerecht mit Durchgaumlngigkeit bei ProjektierungProgrammierung Datenhaltung und Kommunikation

Das vorliegende Buch beschreibt das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500Eine S7-1500-Steuerung ist kompakt aufgebaut und modular erweiterbar Fuumlr dieKommunikation mit anderen Automatisierungssystemen bieten die CPU-Baugrup-pen integrierte Busschnittstellen fuumlr Industrial Ethernet und ndash abhaumlngig vom Bau-gruppentyp ndash auch fuumlr PROFIBUS DP

Die Engineeringsoftware STEP 7 Professional im TIA Portal erschlieszligt die gesamteFunktionalitaumlt der S7-1500-Controller STEP 7 Professional ist das gemeinsameWerkzeug fuumlr die Konfiguration des Hardware-Aufbaus und die Programmierungdes Anwenderprogramms genauso wie fuumlr den Programmtest und die Diagnose

Fuumlr die Gestaltung des Anwenderprogramms stellt STEP 7 Professional fuumlnfProgrammiersprachen zur Verfuumlgung Kontaktplan (KOP) mit einer Stromlaufplan-aumlhnlichen grafischen Darstellung Funktionsplan (FUP) mit einer an elektronischeSchaltkreissysteme angelehnten grafischen Darstellung Structured ControlLanguage (SCL) mit einer Pascal-aumlhnlichen Hochsprache Anweisungsliste (AWL)mit der Formulierung der Steuerungsaufgabe als Befehlsauflistung und schlieszliglichmit GRAPH eine Ablaufsteuerung mit sequenzieller Bearbeitung des Anwenderpro-gramms

Das Testen des Anwenderprogramms erleichtert STEP 7 Professional mit Beobach-tungstabellen fuumlr das Beobachten Steuern und Forcen von Variablenwerten mitder Darstellung des Programms mit den aktuellen Variablenwerten im laufendenBetrieb und mit einer Offline-Simulation des Automatisierungsgeraumlts

Das vorliegende Buch beschreibt das Projektieren Programmieren und Testen ei-nes Automatisierungsgeraumlts CPU 1500 V20 mit der Engineeringsoftware STEP 7Professional V14 und der Simulationssoftware S7-PLCSIM V14

Erlangen im Maumlrz 2017 Hans Berger

Der Inhalt des Buchs auf einen Blick

6

Der Inhalt des Buchs auf einen Blick

1 Start

Das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500 in der Uumlbersicht

Eine Einfuumlhrung in die Engineeringsoftware SIMATIC STEP 7 Professional V14

Die Grundlage der Automatisierungsloumlsung Ein Projekt erstellen und bearbeiten

2 Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500

Die Baugruppen von SIMATIC S7-1500 in der Uumlbersicht Aufbau eines Automatisierungs-systems CPU-Baugruppen Signal- Technologie- und Kommunikationsbaugruppen

3 Geraumltekonfiguration

Eine Station konfigurieren Baugruppen parametrieren und Stationen vernetzen

4 Variablen Adressierung und Datentypen

Die Eigenschaften der Operandenbereiche Eingaumlnge Ausgaumlnge Peripherie Merker Daten und temporaumlre Lokaldaten und wie sie adressiert werden absolut symbolisch und indirekt

Die Beschreibung der elementaren und strukturierten Datentypen Datentypen fuumlr Baustein-parameter Zeiger Anwender- und Systemdatentypen

5 Programmbearbeitung

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

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

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

6 Der Programmeditor

Arbeiten mit der PLC-Variablentabelle Codebausteine und Datenbausteine erstellen und bearbeiten Bausteine uumlbersetzen und Programminformationen auswerten

7 Die Programmiersprache Kontaktplan KOP

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

8 Die Programmiersprache Funktionsplan FUP

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

9 Die Programmiersprache Structured Control Language SCL

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

Der Inhalt des Buchs auf einen Blick

7

10 Die Programmiersprache Anweisungsliste AWL

Das Charakteristische der AWL-Programmierung Programmierung von binaumlren Verknuumlp-fungen Anwendung von Digitalfunktionen und Steuern der Programmbearbeitung

11 Die Programmiersprache Ablaufsteuerung GRAPH

Was eine Ablaufsteuerung ist und was ihre Elemente sind Ablaufketten Schritte Transitio-nen und Verzweigungen Wie eine Ablaufsteuerung mit GRAPH projektiert wird

Die Beschreibung der Steuerungsfunktionen

12 Basisfunktionen Funktionen fuumlr Binaumlrsignale binaumlre Verknuumlpfungen Speicherfunktio-nen Flankenauswertungen Zeit-Zaumlhlfunktionen

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

14 Programmsteuerung Sprungfunktionen Bausteine aufrufen und beenden mit Bau-steinparametern arbeiten optimierter Bausteinzugriff ARRAY- und CPU-Datenbausteine

15 Online-Betrieb Diagnose und Programmtest

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

16 Dezentrale Peripherie

In der Uumlbersicht das dezentrale Peripheriesystem ET 200

Wie ein PROFINET IO System projektiert wird und welche Eigenschaften es hat

Wie ein PROFIBUS DP Mastersystem projektiert wird und welche Eigenschaften es hat

17 Kommunikation

Mit welchen Kommunikationsfunktionen die Open User Communication realisiert wird

Welche Eigenschaften die S7-Kommunikation hat und mit welchen Kommunikationsfunk-tionen sie programmiert wird

Wie die PtP-Kommunikation realisiert wird

18 Anhang

Wie ein mit STEP 7 V5x erstelltes Projekt in das TIA Portal migriert wird

Wie der Webserver in der CPU projektiert wird und welche Moumlglichkeiten er bietet

Technologieobjekte fuumlr Zaumlhlen Messen Motion Control PID Control

Wie Daten protokolliert und Rezepturen uumlbertragen werden

Mit der Simulationssoftware S7-PLCSIM ein Anwenderprogramm offline testen

Maschinen- und Anlagen-Diagnose mit ProDiag

Inhaltsverzeichnis

8

Inhaltsverzeichnis

1 Einfuumlhrung 23

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500 23111 Automatisierungsgeraumlt SIMATIC S7-1500 24112 Uumlbersicht STEP 7 Professional 25113 Verschiedene Programmiersprachen 27114 Bearbeitung des Anwenderprogramms 29115 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem 31

12 Einfuumlhrung in STEP 7 Professional V14 33121 STEP 7 installieren 33122 Automation License Manager 34123 STEP 7 Professional starten 34124 Portalansicht 35125 Die Fenster der Projektansicht 36126 Informationssystem 38127 Bedienoberflaumlche anpassen 39

13 Ein SIMATIC-Projekt bearbeiten 40131 Strukturierte Darstellung der Projektdaten 40132 Projektdaten und Editoren fuumlr eine PLC-Station 40133 Mit Projekten arbeiten 44134 Mit Referenzprojekten arbeiten 48135 Mit Bibliotheken arbeiten 48136 Mehrsprachige Projekte 52

2 Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500 54

21 Komponenten einer S7-1500-Station 54

22 CPU-Baugruppen S7-1500 56221 CPU-Varianten 56222 Bedien- und Anzeigeelemente 60223 SIMATIC Memory Card 61224 Busschnittstellen 62

23 Signalbaugruppen 63231 Digitaleingabebaugruppen 63232 Digitalausgabebaugruppen 65233 Digitalein-ausgabebaugruppen 66234 Analogeingabebaugruppen 66235 Analogausgabebaugruppe 66236 Analogein-ausgabebaugruppen 67

24 Technologiebaugruppen 68

Inhaltsverzeichnis

9

25 Kommunikationsbaugruppen 69

26 Weitere Baugruppen 70261 Systemstromversorgungsbaugruppen 70262 Laststromversorgungsbaugruppen 70

27 SIPLUS S7-1500 71

3 Geraumltekonfiguration 72

31 Einfuumlhrung 72

32 Eine Station konfigurieren 74321 Eine PLC-Station hinzufuumlgen 74322 Eine Baugruppe hinzufuumlgen 74

33 Baugruppen parametrieren 76331 Die CPU-Eigenschaften parametrieren 76332 Baugruppen adressieren 80333 Signalbaugruppen parametrieren 82334 Eine Konfigurationssteuerung projektieren 84

34 Eine Vernetzung projektieren 87341 Einfuumlhrung 87342 Eine Station vernetzen 88343 Teilnehmeradressen in einem Subnetz 90344 Kommunikationsdienste und Verbindungstypen 91345 Eine Verbindung projektieren 92346 Ein PROFINET-Subnetz projektieren 94347 Ein PROFIBUS-Subnetz projektieren 98

4 Variablen Adressierung und Datentypen 101

41 Operanden und Variablen 101411 Einfuumlhrung Uumlbersicht 101412 Operandenbereiche Eingaumlnge und Ausgaumlnge 103413 Operandenbereich Merker 104414 Operandenbereich Daten 106415 Operandenbereich temporaumlre Lokaldaten 107

42 Adressierung von Variablen und Konstanten 108421 Signalweg 108422 Absolute Adressierung 109423 Symbolische Adressierung 112424 Adressierung eines Variablenteils 114425 Adressierung einer Konstanten 114426 Indirekte Adressierung 115

43 Adressierung von Hardware-Objekten 123

44 Allgemeines zu Datentypen 123441 Uumlbersicht der Datentypen 123442 Implizite Datentypkonvertierung 125443 Variablen uumlberlagern (Datentypsichten) 128

45 Elementare Datentypen 130

Inhaltsverzeichnis

10

451 Bitfolge-Datentypen BOOL BYTE WORD DWORD und LWORD 130452 BCD-Zahlen BCD16 und BCD32 132453 Datentypen CHAR und WCHAR 133454 Festpunkt-Datentypen ohne Vorzeichen USINT UINT UDINT ULINT 133455 Festpunkt-Datentypen mit Vorzeichen SINT INT DINT und LINT 134456 Gleitpunkt-Datentypen REAL und LREAL 135457 Datentypen fuumlr Zeitdauern 137458 Datentypen fuumlr Zeitpunkte 139

46 Strukturierte Datentypen 140461 Datum und Uhrzeit DATE_AND_TIME (DT) 140462 Datum und Uhrzeit DATE_AND_LTIME (DTL) 142463 Zeichenketten STRING und WSTRING 142464 Datentyp ARRAY 143465 Datentyp STRUCT 147

47 Parametertypen 149471 Uumlbersicht 149472 Parametertypen BLOCK_FC und BLOCK_FB (AWL) 150473 Parametertyp DB_ANY 150474 Parametertyp VOID 151475 Parametertypen POINTER ANY und VARIANT 151476 Parametertyp ARRAY[] 152

48 Zeiger 152481 Einfuumlhrung 152482 Bereichszeiger 153483 DB-Zeiger 153484 ANY-Zeiger 155

49 PLC-Datentypen 155491 Einen PLC-Datentyp programmieren 155492 Einen PLC-Datentyp anwenden 156493 PLC-Datentypen vergleichen 158494 Einen PLC-Datentyp umnummerieren 159

410 Systemdatentypen 1594101 Systemdatentypen fuumlr Zeitfunktionen 1594102 Systemdatentypen fuumlr Zaumlhlfunktionen 1614103 Startinformation 162

411 Hardware-Datentypen 163

5 Anwenderprogramm bearbeiten 164

51 Betriebszustaumlnde 164511 Betriebszustand STOP 165512 Betriebszustand ANLAUF 166513 Betriebszustand RUN 168514 Remanenzverhalten von Operanden 169

52 Anwenderprogramm erstellen 170521 Programmbearbeitung 170522 Strukturierung des Anwenderprogramms 172

Inhaltsverzeichnis

11

523 Bausteinarten 175524 Bausteineigenschaften 177525 Bausteinschnittstelle 177526 Einen Codebaustein aufrufen 183527 Programmierempfehlungen 186

53 Anlaufprogramm 193531 Organisationsbausteine fuumlr das Anlaufprogramm 193532 Remanente Daten zuruumlcksetzen 195533 Baugruppenadresse ermitteln 195534 Baugruppen parametrieren 198

54 Hauptprogramm 202541 Organisationsbausteine fuumlr das Hauptprogramm 202542 Prozessabbild-Aktualisierung 203543 Zykluszeit 207544 Reaktionszeit 210545 Programm stoppen und verzoumlgern 211546 Uhrzeit 212547 Systemzeit lesen 217548 Betriebsstundenzaumlhler 217

55 Alarmbearbeitung 219551 Einfuumlhrung zur Alarmbearbeitung 219552 Uhrzeitalarme 223553 Verzoumlgerungsalarme 227554 Weckalarme 231555 Prozessalarme 235556 Alarme zur Laufzeit zuordnen 237557 Alarmzusatzinformation lesen 238

56 Fehlerbehandlung Diagnose 240561 Fehlerursachen und Fehlerreaktionen 240562 Lokale Fehlerbehandlung 240563 Globale Fehlerbehandlung (Synchronfehler) 245564 Synchronfehlerbearbeitung sperren und freigeben 247565 Asynchronfehler 250566 Alarme und Asynchronfehler sperren verzoumlgern und freigeben 254

57 Diagnose im Anwenderprogramm 256571 Diagnosealarm 256572 Startinformation lesen 258573 Laufzeit-Informationen lesen 259574 Diagnosefunktionen im Anwenderprogramm 260

58 Meldungen projektieren 267581 Einfuumlhrung 267582 Meldungen nach dem Meldenummerverfahren projektieren 271583 Systembausteine fuumlr Meldungen 276584 Anwender-Diagnosemeldung erzeugen 279585 CPU-Meldungsanzeige 280

Inhaltsverzeichnis

12

6 Programmeditor 283

61 Einfuumlhrung 283

62 PLC-Variablentabelle 284621 PLC-Variablentabelle anlegen und bearbeiten 284622 PLC-Variablen definieren und bearbeiten 284623 PLC-Variablentabellen vergleichen 287624 PLC-Variablentabelle exportieren und importieren 288625 Konstantentabellen 289

63 Einen Codebaustein programmieren 289631 Einen neuen Codebaustein anlegen 289632 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Codebausteine 291633 Bausteineigenschaften fuumlr Codebausteine festlegen 293634 Einen Baustein schuumltzen 296635 Bausteinschnittstelle programmieren 297636 Allgemeines Vorgehen beim Programmieren der Steuerungsfunktion 300637 Steuerungsfunktion mit KOP und FUP programmieren 304638 Steuerungsfunktion mit SCL programmieren 308639 Steuerungsfunktion mit AWL programmieren 3126310 Steuerungsfunktion mit GRAPH programmieren 314

64 Einen Datenbaustein programmieren 315641 Einen neuen Datenbaustein anlegen 315642 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Datenbausteine 316643 Bausteineigenschaften fuumlr Datenbausteine festlegen 317644 Datenvariablen deklarieren 320645 Datenvariablen in Globaldatenbausteinen eingeben 322

65 Bausteine uumlbersetzen 323651 Uumlbersetzung starten 323652 SCL-Bausteine uumlbersetzen 324653 Fehler nach der Uumlbersetzung beheben 325

66 Arbeiten mit Quelldateien 327

67 Programminformationen 330671 Querverweisliste 330672 Belegungsplan 331673 Aufrufstruktur 333674 Abhaumlngigkeitsstruktur 334675 Konsistenzpruumlfung 335676 Speicherauslastung der CPU 336

7 Kontaktplan KOP 338

71 Einfuumlhrung 338711 Programmieren mit KOP allgemein 338712 Programmelemente des Kontaktplans 340

72 Binaumlre Verknuumlpfungen mit KOP programmieren 340721 Schlieszligerkontakt und Oumlffnerkontakt 341722 Reihen- und Parallelschaltung von Kontakten 343

Inhaltsverzeichnis

13

723 T-Abzweig offener Parallelzweig 344724 Verknuumlpfungsergebnis negieren im Kontaktplan 345725 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen im Kontaktplan 345726 Guumlltigkeitspruumlfung einer Gleitpunktvariablen im Kontaktplan 346727 Vergleich-Kontakte 347

73 Speicherfunktionen mit KOP programmieren 347731 Einfache und negierende Spule 348732 Setzen- und Ruumlcksetzen-Spule 349733 Speicherndes Verhalten durch Selbsthaltung 350734 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Kontaktplan 350735 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Kontaktplan 351736 Spulen mit Zeitverhalten 352

74 Q-Boxen mit KOP programmieren 353741 Speicher-Boxen im Kontaktplan 354742 Flankenauswertung des Stromflusses 354743 Zeitfunktionen im Kontaktplan 355744 Zaumlhlfunktionen im Kontaktplan 357

75 ENENO-Boxen mit KOP programmieren 358751 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 358752 Uumlbertragungsfunktionen im Kontaktplan 358753 Arithmetische Funktionen im Kontaktplan 360754 Mathematische Funktionen im Kontaktplan 361755 Konvertierungsfunktionen im Kontaktplan 362756 Schiebefunktionen im Kontaktplan 363757 Logikfunktionen im Kontaktplan 363758 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Kontaktplan 364

76 VARIANT-Funktionen mit KOP programmieren 365

77 Programmsteuerung mit KOP 367771 Sprungfunktionen im Kontaktplan 367772 Bausteinende-Funktion im Kontaktplan 370773 Bausteinaufruf-Funktionen im Kontaktplan 371

8 Funktionsplan FUP 373

81 Einfuumlhrung 373811 Programmieren mit FUP allgemein 373812 Programmelemente des Funktionsplans 375

82 Binaumlre Verknuumlpfungen mit FUP programmieren 375821 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 376822 Eine binaumlre Verknuumlpfung im Funktionsplan programmieren 378823 UND-Funktion im Funktionsplan 379824 ODER-Funktion im Funktionsplan 379825 Exklusiv-ODER-Funktion im Funktionsplan 379826 Kombinierte binaumlre Verknuumlpfungen Verknuumlpfungsergebnis negieren 380827 T-Abzweig im Funktionsplan 381828 Flankenauswertung von Binaumlrvariablen im Funktionsplan 381829 Guumlltigkeitspruumlfung von Gleitpunktzahlen im Funktionsplan 382

Inhaltsverzeichnis

14

8210 Vergleichsfunktionen im Funktionsplan 383

83 Standard-Boxen mit FUP programmieren 384831 Zuweisung und negierende Zuweisung 384832 Setzen- und Ruumlcksetzen-Box 385833 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Funktionsplan 386834 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Funktionsplan 387835 Standard-Boxen mit Zeitverhalten 387

84 Q-Boxen mit FUP programmieren 389841 Speicher-Boxen im Funktionsplan 389842 Flankenauswertung des Verknuumlpfungsergebnisses im Funktionsplan 390843 Zeitfunktionen im Funktionsplan 391844 Zaumlhlfunktionen im Funktionsplan 392

85 ENENO-Boxen mit FUP programmieren 393851 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 393852 Uumlbertragungsfunktionen im Funktionsplan 395853 Arithmetische Funktionen im Funktionsplan 395854 Mathematische Funktionen im Funktionsplan 396855 Konvertierungsfunktionen im Funktionsplan 397856 Schiebefunktionen im Funktionsplan 398857 Logikfunktionen im Funktionsplan 399858 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Funktionsplan 400

86 VARIANT-Funktionen mit FUP programmieren 40187 Programmsteuerung mit FUP 402

871 Sprungfunktionen im Funktionsplan 403872 Bausteinende-Funktion im Funktionsplan 406873 Bausteinaufruf-Funktionen im Funktionsplan 407

9 Structured Control Language SCL 409

91 Einfuumlhrung 409911 Programmieren mit SCL allgemein 409912 SCL-Anweisungen und Operatoren 411

92 Binaumlre Verknuumlpfungen mit SCL programmieren 413921 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 413922 UND-Funktion in SCL 414923 ODER-Funktion in SCL 414924 Exklusiv-ODER-Funktion in SCL 415925 Kombinierte binaumlre Verknuumlpfungen in SCL 415926 Verknuumlpfungsergebnis negieren in SCL 416

93 Speicherfunktionen mit SCL programmieren 417931 Wertzuweisung einer Binaumlrvariablen 417932 Setzen und Ruumlcksetzen in SCL 417933 Flankenauswertung in SCL 418

94 Zeit- und Zaumlhlfunktionen mit SCL programmieren 418941 Zeitfunktionen in SCL 418942 Zaumlhlfunktionen in SCL 419

95 Digitalfunktionen mit SCL programmieren 420

Inhaltsverzeichnis

15

951 Uumlbertragungsfunktion Wertzuweisung einer Digitalvariablen 420952 Vergleichsfunktionen in SCL 421953 Arithmetische Funktionen in SCL 422954 Mathematische Funktionen in SCL 423955 Konvertierungsfunktionen in SCL 424956 Schiebefunktionen in SCL 425957 Wortverknuumlpfungen logischer Ausdruck in SCL 426958 Funktionen fuumlr Zeichenketten in SCL 427

96 VARIANT-Funktionen mit SCL programmieren 427

97 Programmsteuerung mit SCL 430971 Kontrollanweisungen 430972 Bausteinendefunktion bei SCL 439973 Aufruf einer Funktion (FC) bei SCL 439974 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) bei SCL 440975 Versorgung von Parametern 442

10 Anweisungsliste AWL 443

101 Einfuumlhrung 4431011 Programmieren mit AWL allgemein 4431012 Aufbau einer AWL-Anweisung 4451013 Eine AWL-Anweisung eingeben 4451014 Adressierung von 64-Bit-Variablen 4471015 AWL-Netzwerke in KOP- und FUP-Bausteinen 447

102 Binaumlre Verknuumlpfungen mit AWL programmieren 4481021 Bearbeitung einer binaumlren Verknuumlpfung Verknuumlpfungsschritt 4491022 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 4501023 UND-Funktion in der Anweisungsliste 4511024 ODER-Funktion in der Anweisungsliste 4511025 Exklusiv-ODER-Funktion in der Anweisungsliste 4511026 Kombinierte binaumlre Verknuumlpfungen in der Anweisungsliste 4521027 Verknuumlpfungsergebnis steuern 455

103 Speicherfunktionen mit AWL programmieren 4551031 Zuweisung in der Anweisungsliste 4561032 Setzen und Ruumlcksetzen in der Anweisungsliste 4561033 Flankenauswertung in der Anweisungsliste 457

104 Zeit- und Zaumlhlfunktionen mit AWL programmieren 4581041 Zeitfunktionen in der Anweisungsliste 4581042 Zaumlhlfunktionen in der Anweisungsliste 459

105 Digitalfunktionen mit AWL programmieren 4601051 Uumlbertragungsfunktionen in der Anweisungsliste 4601052 Vergleichsfunktionen in der Anweisungsliste 4641053 Arithmetische Funktionen in der Anweisungsliste 4671054 Mathematische Funktionen in der Anweisungsliste 4711055 Konvertierungsfunktionen in der Anweisungsliste 4721056 Schiebefunktionen in der Anweisungsliste 4741057 Wortverknuumlpfungen in der Anweisungsliste 477

Inhaltsverzeichnis

16

1058 Funktionen fuumlr Zeichenketten in der Anweisungsliste 480

106 VARIANT-Funktionen mit AWL programmieren 481

107 Programmsteuerung mit AWL 4841071 Sprungfunktionen in der Anweisungsliste 4841072 Bausteinende-Funktionen in der Anweisungsliste 4861073 Bausteinaufruf-Funktion in der Anweisungsliste 486

108 Weitere AWL-Funktionen 4891081 Mit Statusbits arbeiten 4901082 Akkumulatorfunktionen 4951083 Arbeiten mit den Datenbausteinregistern 4971084 Teiladressierung von Datenoperanden 4991085 Absolute Adressierung von temporaumlren Lokaldaten 5001086 Arbeiten mit den Adressregistern 5011087 Speicherindirekte Adressierung 5031088 Registerindirekte Adressierung 5061089 Direkter Zugriff auf komplexe Lokalvariablen 51010810 Nullanweisungen 512

11 Ablaufsteuerung S7-GRAPH 513

111 Einfuumlhrung 5131111 Was ist eine Ablaufsteuerung 5131112 Eigenschaften einer Ablaufsteuerung 513

112 Elemente einer Ablaufsteuerung 5151121 Schritte und Transitionen 5151122 Spruumlnge in einer Ablaufsteuerung 5171123 Verzweigungen einer Ablaufkette 5171124 Permanente Anweisungen 5191125 Schritt- und Transitionsfunktionen 5191126 Bearbeitung von Bedingungen 5231127 Bearbeitung von Aktionen 524

113 Eine Ablaufsteuerung projektieren 5301131 Allgemeines Vorgehen bei der Projektierung 5301132 Den GRAPH-Funktionsbaustein programmieren 5311133 Projektieren der Kettenstruktur 5321134 Schritte und Transitionen programmieren 5351135 Permanente Anweisungen programmieren 5371136 Meldungen projektieren 5371137 Attribute des GRAPH-Funktionsbausteins 5371138 Den GRAPH-Funktionsbaustein aufrufen 539

114 Ablaufsteuerung testen 5401141 GRAPH-Funktionsbaustein laden 5401142 Einstellungen zum Programmtest 5411143 Betriebsarten verwenden 5421144 Ablaufkette synchronisieren 5421145 Mit Programmstatus testen 543

Inhaltsverzeichnis

17

12 Basisfunktionen 546

121 Binaumlre Verknuumlpfungen 5461211 Einfuumlhrung 5461212 Arbeiten mit Binaumlrsignalen 5471213 UND-Funktion Reihenschaltung 5511214 ODER-Funktion Parallelschaltung 5511215 Exklusiv-ODER-Funktion Antivalenzfunktion 5521216 Verknuumlpfungsergebnis negieren NOT-Kontakt 553

122 Speicherfunktionen 5541221 Einfuumlhrung 5541222 Einfache und negierende Spule Zuweisung 5541223 Einzelnes Setzen und Ruumlcksetzen 5551224 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen 5561225 Vorrangiges Setzen und Ruumlcksetzen Speicher-Boxen 557

123 Flankenauswertung 5591231 Funktionsweise einer Flankenauswertung 5591232 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen (KOP FUP) 5611233 Flankenauswertung mit Impulsausgabe (KOP FUP) 5611234 Flankenauswertung mit einer Q-Box (KOP FUP) 5621235 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box (KOP FUP) 5631236 Flankenauswertung bei SCL 5641237 Flankenauswertung bei AWL 567

124 Zeitfunktionen 5681241 Eine Zeitfunktion hinzufuumlgen 5681242 Impulsbildung TP 5691243 Einschaltverzoumlgerung TON 5701244 Ausschaltverzoumlgerung TOF 5711245 Akkumulierende Einschaltverzoumlgerung TONR 5721246 Eine Zeitfunktion mit einer Zeitdauer laden 5731247 Eine Zeitfunktion zuruumlcksetzen 574

125 Zaumlhlfunktionen 5741251 Eine Zaumlhlfunktion einfuumlgen 5751252 Vorwaumlrtszaumlhler CTU 5751253 Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTD 5761254 Vorwaumlrts-Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTUD 577

13 Digitalfunktionen 580

131 Uumlbertragungsfunktionen 5811311 Variable kopieren MOVE -und S_MOVE-Box bei KOP und FUP 5811312 Wertzuweisungen bei SCL 5831313 Laden und Transferieren bei AWL 5861314 Variable kopieren MOVE und S_MOVE bei AWL 5871315 VARIANT-Variable lesen und schreiben 5881316 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK_VARIANT 5891317 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK und UMOVE_BLK 5911318 Datenbereich fuumlllen mit FILL_BLK und UFILL_BLK 593

Inhaltsverzeichnis

18

1319 Variable von und zu einen BYTE-Feld uumlbertragen 59313110 Lesen und Schreiben mit PEEK und POKE (SCL AWL) 59713111 Byte-Reihenfolge aumlndern mit SWAP 59713112 Bereichsgrenzen ermitteln 599

132 Vergleichsfunktionen 5991321 Ausfuumlhrung der Vergleichsfunktion 6001322 Bereichsvergleich bei KOP und FUP 6031323 Gleitpunkt-Variable testen OK-Kontakt OK-Box 6031324 VARIANT-Zeiger testen bei KOP FUP und AWL 6051325 VARIANT-Zeiger testen bei SCL 606

133 Arithmetische Funktionen 6091331 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte 6091332 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte 6111333 Dekrementieren und Inkrementieren 613

134 Mathematische Funktionen 6141341 Allgemeine Funktionsbeschreibung 6141342 Winkelfunktionen SIN COS TAN 6151343 Arcusfunktionen ASIN ACOS ATAN 6151344 Quadrat bilden und Quadratwurzel ziehen 6161345 Logarithmus und Potenz 6161346 Nachkommastellen extrahieren Absolutwert und Negation bilden 6181347 Rechnen mit der CALCULATE-Box bei KOP und FUP 619

135 Konvertierungsfunktionen 6211351 Konvertierungsfunktionen CONV S_CONV und T_CONV 6221352 Konvertierung von DB_ANY 6281353 Konvertierungsfunktionen fuumlr Gleitpunktzahlen 6291354 Konvertierungsfunktionen STRG_TO_CHARS und CHARS_TO_STRG 6301355 Konvertierungsfunktionen STRG_VAL und VAL_STRG 6331356 Konvertierungsfunktionen ATH und HTA 6351357 Konvertierungsfunktionen SCALE_X und NORM_X 637

136 Schiebefunktionen 6391361 Allgemeine Funktionsbeschreibung 6391362 Rechts schieben SHR 6401363 Links schieben SHL 6401364 Rechts rotieren ROR 6401365 Links rotieren ROL 640

137 Logikfunktionen 6411371 Wortverknuumlpfungen 6411372 Invertieren Einerkomplement bilden 6431373 Codierfunktionen DECO und ENCO 6441374 Auswahlfunktionen SEL MUX und DEMUX 6451375 Minimumauswahl MIN Maximumauswahl MAX 6461376 Begrenzer LIMIT 646

138 Zeichenketten bearbeiten 649

139 Symbolnamen lesen 658

Inhaltsverzeichnis

19

14 Programmsteuerung 663

141 Sprungfunktionen 6641411 Einfuumlhrung 6641412 Absoluter Sprung 6641413 Bedingter Sprung 6661414 Sprungliste 6681415 Sprungverteiler 6701416 Schleifensprung 670

142 Bausteinende-Funktionen 6721421 Bausteinende-Funktion RET (KOP und FUP) 6721422 RETURN-Anweisung (SCL) 6741423 Bausteinende-Funktionen BEB BEA und BE (AWL) 674

143 Aufruf von Codebausteinen 6741431 Einfuumlhrung 6741432 Aufruf einer Funktion FC 6751433 Aufruf eines Funktionsbausteins FB 6751434 Asynchron arbeitende Systembausteine 6781435 ENENO-Mechanismus 678

144 Arbeiten mit Bausteinen 6821441 Bausteine mit optimiertem und Standardzugriff 6821442 Datentypen der lokalen Variablen 6841443 Bausteinparameter adressieren 6861444 Bausteinparameter versorgen 6891445 Uumlbergabe von Bausteinparametern 691

145 Datenbausteinfunktionen 6941451 Datenbausteinattribute lesen 6941452 Ladespeicher lesen und schreiben 6951453 ARRAY-Datenbausteine 6971454 Systembausteine fuumlr den Zugriff auf ARRAY-Datenbausteine 6981455 CPU-Datenbausteine 700

15 Online-Betrieb Diagnose und Test 704

151 PLC-Station online verbinden 7051511 Programmiergeraumlt an die PLC-Station anschlieszligen 7051512 Die CPU urloumlschen 7071513 Den Auslieferungszustand wiederherstellen 708

152 Projektdaten uumlbertragen 7091521 Die Projektdaten erstmalig laden 7101522 Die Projektdaten nachladen 7121523 Das Anwenderprogramm schuumltzen 7131524 Mit Online-Projektdaten arbeiten 7161525 Mit der Memory Card arbeiten 719

153 Mit Bausteinen im Online-Betrieb arbeiten 7201531 Einfuumlhrung 7201532 Einen Online-Baustein bearbeiten 7211533 Einen Baustein laden und zuruumlckladen 722

Inhaltsverzeichnis

20

1534 Ohne Reinitialisierung laden 7231535 Mit Momentaufnahmen arbeiten 7251536 Mit Einstellwerten arbeiten 7261537 Bausteine vergleichen 728

154 Hardware-Diagnose 7311541 Status-Anzeigen an den Baugruppen 7311542 Diagnosefenster 7321543 Diagnosepuffer 7341544 Online-Tools 7341545 Weitere Diagnose-Informationen uumlber das Programmiergeraumlt 736

155 Anwenderprogramm testen 7371551 Aufrufumgebung definieren 7381552 Testen mit Programmstatus 7391553 PLC-Variablen beobachten 7431554 Datenvariablen beobachten und steuern 7441555 Testen mit Beobachtungstabellen 7451556 Testen mit der Force-Tabelle 750

156 Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion 7521561 Einfuumlhrung 7521562 Erstellen der Trace-Konfiguration 7531563 Messwerte aufzeichnen 754

16 Dezentrale Peripherie 758

161 Einfuumlhrung Uumlbersicht 758

162 Dezentrales Peripheriesystem ET 200 7591621 ET 200MP 7591622 ET 200M 7601623 ET 200SP 7611624 ET 200S 7621625 ET 200pro 7621626 ET 200AL 7631627 ET 200eco und ET200eco PN 764

163 PROFINET IO 7641631 Komponenten von PROFINET IO 7641632 Adressen bei PROFINET IO 7671633 PROFINET IO projektieren 7691634 Kopplungsbaugruppen fuumlr PROFINET IO 7751635 Echtzeit-Kommunikation bei PROFINET 7761636 Spezielle PROFINET-Konfigurationen 780

164 PROFIBUS DP 7841641 Komponenten von PROFIBUS DP 7841642 Adressen bei PROFIBUS DP 7871643 PROFIBUS DP projektieren 7891644 Kopplungsbaugruppen fuumlr PROFIBUS DP 7921645 Spezielle PROFIBUS-Konfigurationen 795

165 Systembausteine fuumlr dezentrale Peripherie 798

Inhaltsverzeichnis

21

1651 Peripheriedaten lesen und schreiben 7981652 Diagnosedaten von einem DP-Normslave lesen 8011653 Datensatz empfangen und bereitstellen 8021654 Dezentrale Station aktivierendeaktivieren 8041655 PROFINET-IO-System umkonfigurieren 805

166 DPV1-Alarme 805

167 Taktsynchronitaumlt 8081671 Einfuumlhrung 8081672 Taktsynchronitaumlt bei PROFINET 8081673 Taktsynchronitaumlt bei PROFIBUS 8111674 Taktsynchronalarm 8131675 Prozessabbilder taktsynchron aktualisieren 816

17 Kommunikation 817

171 Uumlbersicht 817

172 Open User Communication 8201721 Grundlagen 8201722 Datenstruktur der Open User Communication 8211723 Verbindung aufbauen und Daten senden mit TSEND_C 8221724 Verbindung aufbauen und Daten empfangen mit TRCV_C 8231725 Open User Communication projektieren 8251726 Weitere Funktionen fuumlr die Open User Communication 827

173 S7-Kommunikation 8301731 Grundlagen 8301732 Einseitiger Datenaustausch 8301733 Zweiseitiger Datenaustausch 8321734 S7-Kommunikation projektieren 835

174 Freeport-Kommunikation 8361741 Einfuumlhrung in die Freeport-Kommunikation 8361742 Konfigurieren der Kommunikationsbaugruppe CM PtP 8371743 Freeport-Kommunikationsfunktionen 838

175 Weitere Kommunikationsfunktionen 8421751 USS-Protokoll fuumlr Antriebe 8421752 Modbus RTU 8441753 Modbus TCP 846

18 Anhang 849

181 Ein Projekt migrieren 849

182 Webserver 8521821 Webserver aktivieren 8521822 Standard-Webseiten 8551823 Basic-Webseiten 8581824 Service-Daten auslesen 8581825 Webserver initialisieren und Webseiten synchronisieren (WWW) 859

183 Technologieobjekte 859

Inhaltsverzeichnis

22

1831 Technologieobjekte fuumlr Motion Control 8591832 Technologieobjekte fuumlr PID Control 8661833 Technologieobjekte fuumlr Zaumlhlen und Messen 867

184 Daten protokollieren und Rezepturen uumlbertragen 8721841 Einfuumlhrung in die Datenprotokollierung 8721842 Datenprotokollierung anwenden 8721843 Funktionen fuumlr die Datenprotokollierung 8731844 Einfuumlhrung zur Rezepturenuumlbertragung 8751845 Funktionen fuumlr die Rezepturenuumlbertragung 877

185 Simulation mit S7-PLCSIM 8781851 S7-PLCSIM allgemein 8781852 Die Bedienoberflaumlche von PLCSIM 8791853 In S7-PLCSIM mit STEP-7-Testfunktionen testen 8801854 Mit einem Simulationsprojekt arbeiten 8821855 Mit dem Adressbereich testen 8831856 Mit der SIM-Tabelle testen 8831857 Mit der Sequenztabelle testen 885

186 Maschinen- und Anlagendiagnose mit ProDiag 888

Stichwortverzeichnis 892

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

23

1 Einfuumlhrung

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

SIMATIC S7-1500 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den mittleren undoberen Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Ein-Ausgabebaugruppen fuumlr Digital- und Analogsignale sowieTechnologie- und Kommunikationsbaugruppen modular erweitert werden DasAutomatisierungssystem SIMATIC S7-1500 ist nahtlos eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1500

SIMATIC Controller steuern die Maschineoder Anlage Mehrere Varianten derController erweitern das Einsatzspektrum

Die dezentrale Peripherie erweitertdie Schnittstelle zur Maschineoder Anlage

SIMATIC NET

SIMATIC HMI

SIMATIC ET200 STEP 7 Professional(TIA Portal)

SIMATIC S7-1500

Die Vernetzung ermoumlglicht den Datenaustauschzwischen den Geraumlten und den Online-Zugriffan beliebiger Stelle

STEP 7 ist die Engineeringsoftware zumKonfigurieren undProgrammieren

Projektieren

S

Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500

S

ESC OK

Bedienen und Beobachtenzum Fuumlhren der Anlageim laufenden Betrieb

S

1 Einfuumlhrung

24

Die dezentrale Peripherie SIMATIC ET200 bietet eine zusaumltzliche Erweiterung mit Ein-Ausgabebaugruppen die mit PROFIBUS DP oder PROFINET IO mit dem zentralenSteuerungsgeraumlt verbunden sind Die dezentralen Stationen koumlnnen in einem Schalt-schrank oder ndash mit besonderen Bauformen fuumlr erhoumlhte mechanische Anforderungausgestattet ndash auch vor Ort direkt an der Maschine oder Anlage installiert werden

Mit SIMATIC HMI (HMI = Human Machine Interface) wird eine Maschine oderAnlage gefuumlhrt und deren Funktion beobachtet Die Geraumlte koumlnnen ndash je nach Vari-ante ndash uumlber Prozessbilder Bedienfunktionen zur Verfuumlgung stellen Betriebs- undStoumlrungsmeldungen anzeigen und die Automatisierungsdaten in Form von Rezep-turen oder Messwertarchiven verwalten

SIMATIC NET uumlbernimmt den Datenaustausch uumlber verschiedene Bussysteme zwi-schen den SIMATIC-Steuerungsgeraumlten der dezentralen Peripherie den Bedienge-raumlten und dem Programmiergeraumlt Das Programmiergeraumlt kann ein Personal Com-puter ein Industrierechner oder ein Notebook mit dem Betriebssystem MicrosoftWindows sein

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert parametriert und programmiert Das TIA Portal (TIA = TotallyIntegrated Automation) ist das zentrale Werkzeug zum Verwalten der Automatisie-rungsdaten und der dazugehoumlrenden Editoren in Form eines hierarchisch geglie-derten Projekts

111 Automatisierungsgeraumlt SIMATIC S7-1500

Die wesentlichen Bestandteile eines S7-1500-Automatisierungsgeraumlts sind im Bild12 dargestellt

Bild 12 Bestandteile einer S7-1500-Steuerung mit Standard-Controller

Zentralgeraumlt

SM-Baugruppen(Signal Modules)

Auf dem Baugruppentraumlger sind steckbar

Der Baugruppentraumlger hat 32 Steckplaumltzewobei eine optionale StromversorgungSteckplatz 0 und die CPU-BaugruppeSteckplatz 1 belegen Rechts von der CPU-Baugruppe finden noch maximal 30Baugruppen (einschlieszliglichStromversorgungsbaugruppen) Platz

TM-Baugruppen(Technology Modules)

CM-Baugruppen(Communication Modules)

CPU-Baugruppe(Central Processor Unit)

PS-Baugruppe(Power Supply)

Baugruppen-traumlger (Rack)

Bestandteile einer S7-1500-Steuerung

S

ES C OK

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

25

Die CPU-Baugruppe (Zentralbaugruppe) enthaumllt das Betriebssystem und dasAnwenderprogramm Das Anwenderprogramm steht spannungsausfallsicher aufder in der CPU-Baugruppe steckenden SIMATIC Memory Card Die Bearbeitung desAnwenderprogramms findet im Arbeitsspeicher in der CPU statt Die auf der CPU-Baugruppe vorhandenen Busschnittstellen stellen die Verbindung zu anderenAutomatisierungsgeraumlten her

Die Verbindung zur gesteuerten Maschine oder Anlage uumlbernehmen SM-Baugrup-pen (Signalbaugruppen) Diese Ein- und Ausgabebaugruppen gibt es fuumlr Digital-und Analogsignale mit verschiedenen Spannungen und Stroumlmen

Die TM-Baugruppen (Technologiebaugruppen) sind signalvorverarbeitendebdquointelligenteldquo Peripheriebaugruppen die vom Prozess kommende Signale unab-haumlngig von der CPU aufbereiten verarbeiten und entweder wieder direkt an denProzess zuruumlckgeben oder an der internen Schnittstelle der CPU zur Verfuumlgungstellen TM-Baugruppen uumlbernehmen Funktionen die die CPU meist nicht schnellgenug ausfuumlhren kann wie z B Impulse zaumlhlen

Die CM-Baugruppen (Kommunikationsbaugruppen) ermoumlglichen einen Daten-verkehr der die Funktionalitaumlt der Standard-Schnittstellen auf der CPU-Baugruppebezuumlglich Protokolle und Kommunikationsfunktionen uumlberschreitet

(System-)Stromversorgungsbaugruppen sorgen fuumlr die benoumltigten internenSpannungen im Automatisierungsgeraumlt Bei Bedarf koumlnnen bis zu drei System-Stromversorgungsbaugruppen im Automatisierungsgeraumlt eingesetzt werdenLastspannungen bzw Laststroumlme werden uumlber externe Laststromversorgungen(Power Modules PM) bereitgestellt die auch eine 24V-Primaumlrspannung fuumlr System-Stromversorgungsbaugruppen liefern koumlnnen

112 Uumlbersicht STEP 7 Professional

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Autorisierung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuellenBetriebssystemen unter Microsoft Windows Die Projektierung eines S7-1500-Con-trollers geschieht mit zwei Ansichten der Portalansicht und der Projektansicht

Die Portalansicht ist aufgabenorientiert angelegt Im Startportal oumlffnen Sie einbestehendes Projekt erstellen ein neues Projekt oder migrieren ein Projekt EinbdquoProjektldquo ist eine Datenstruktur die alle erforderlichen Programme und Daten fuumlrIhr Automatisierungsvorhaben enthaumllt Von hier aus sind die wichtigsten Werk-zeuge und Funktionen von STEP 7 uumlber weitere Portale erreichbar Das PortalGeraumlte amp Netze zur Konfiguration der Hardware das Portal PLC-Programmierungzum Bearbeiten des Anwenderprogramms das Portal Motion amp Technology zumErstellen von Technologie-Objekten das Portal Visualisierung zum Projektierenvon HMI-Systemen und das Portal Online amp Diagnose fuumlr den Online-Betrieb desProgrammiergeraumlts (Bild 13)

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt (Bild 14) In der Geraumltekonfi-guration steht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittel-

1 Einfuumlhrung

26

Bild 13 Werkzeuge im Startportal von STEP 7 Professional V14

Bild 14 Beispiel fuumlr die Projektansicht Arbeitsbereich der Geraumltekonfiguration

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

27

punkt In der Geraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platziertenBaugruppen gezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt dieEigenschaften der selektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibtUnterstuumltzung durch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Bau-gruppen Die Netzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

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

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

Zusaumltzlich gibt es eine Bibliotheksansicht mit der die Elemente der Projektbiblio-thek und der geoumlffneten globalen Bibliotheken bearbeitet werden koumlnnen

113 Verschiedene Programmiersprachen

Als Programmiersprache fuumlr das Anwenderprogramm koumlnnen Sie zwischen Kon-taktplan (KOP) Funktionsplan (FUP) Structured Control Language (SCL) Anwei-sungsliste (AWL) und Ablaufsteuerung (GRAPH) waumlhlen (Bild 15)

Mit Kontaktplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an denStromlaufplan Die Verknuumlpfung der binaumlren Signalzustaumlnde wird durch die seri-elle oder parallele Anordnung von Kontakten und Spulen dargestellt KomplexeFunktionen wie beispielsweise die arithmetischen Funktionen werden mit Boxendargestellt die Sie wie Kontakte oder Spulen im Kontaktplan anordnen

Mit Funktionsplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an elektro-nische Schaltkreissysteme Binaumlre Verknuumlpfungen werden durch Verschaltung vonUND- und ODER-Funktionen realisiert und mit Speicher-Boxen abgeschlossen Kom-plexe Boxen uumlbernehmen die Verknuumlpfung digitaler Variablen beispielsweise beiden arithmetischen Funktionen

Structured Control Language eignet sich besonders fuumlr die Programmierungvon komplexen Algorithmen oder fuumlr Aufgabenstellungen aus dem Bereich derDatenverwaltung Das Programm besteht aus SCL-Anweisungen die beispielsweiseWertzuweisungen Vergleiche oder Kontrollanweisungen sein koumlnnen

Mit Anweisungsliste programmieren Sie die Steuerungsaufgabe durch eine Folgevon Anweisungen Jede AWL-Anweisung enthaumllt eine Vorschrift was zu tun ist undeventuell einen Operand mit dem die Operation ausgefuumlhrt wird AWL ist gleicher-maszligen geeignet fuumlr binaumlre und digitale Verknuumlpfungen wie fuumlr die Programmie-rung komplexer Steuerungsaufgaben

1 Einfuumlhrung

28

Kontaktplan KOP

Funktionsplan FUP

Structured Control Language SCL

Anweisungsliste AWL

Bild 15 Beispiele fuumlr die Darstellung in KOP FUP SCL und AWL

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

29

Mit GRAPH programmieren Sie eine Steuerungsaufgabe als Ablaufsteuerung inder die sequenzielle Folge von Aktionen vorherrscht Die einzelnen Schritte undVerzweigungen werden durch Weiterschaltbedingungen freigegeben die mit KOPoder FUP programmiert werden koumlnnen (Bild 16)

114 Bearbeitung des Anwenderprogramms

Nach dem Einschalten der Versorgungsspannung pruumlft der Steuerungsprozessordie vorhandene Hardware und parametriert die Baugruppen Anschlieszligend wirdeinmalig ndash falls vorhanden ndash ein Anlaufprogramm bearbeitet Das Anlaufpro-gramm gehoumlrt zum Anwenderprogramm das Sie programmieren Im Anlaufpro-gramm koumlnnen beispielsweise Baugruppen initialisiert werden

Das Anwenderprogramm ist in der Regel in einzelne Abschnitte ndash bdquoBausteineldquogenannt ndash eingeteilt Die Organisationsbausteine (OB) sind die Schnittstelle zwi-schen Betriebssystem und Anwenderprogramm Das Betriebssystem ruft zubestimmten Ereignissen einen Organisationsbaustein auf in dem dann das Anwen-derprogramm bearbeitet wird (Bild 17)

Zur Strukturierung des Programms stehen Funktionsbausteine (FB) und Funktio-nen (FC) zur Verfuumlgung Funktionsbausteine haben einen Speicher in dem lokaleVariablen dauerhaft abgelegt sind Funktionen haben diesen Speicher nicht

Fuumlr den Aufruf (das Starten der Bearbeitung) von Funktionsbausteinen und Funk-tionen gibt es Programmanweisungen Jeder Bausteinaufruf kann mit Ein- undAusgaumlngen ndash bdquoBausteinparameterldquo genannt ndash versehen werden Beim Aufruf koumln-nen Variablen uumlbergeben werden mit denen das Programm im Baustein arbeitensoll Auf diese Weise kann ein Baustein mit einer gewissen Funktion (z B der Aus-

Bild 16 Beispiel fuumlr eine GRAPH-Ablaufkette und eine Schrittprojektierung

Page 6: Berger Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 · Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 Projektieren, Programmieren und Testen mit STEP 7 Professional von Hans Berger 2., wesentlich überarbeitete

Der Inhalt des Buchs auf einen Blick

6

Der Inhalt des Buchs auf einen Blick

1 Start

Das Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500 in der Uumlbersicht

Eine Einfuumlhrung in die Engineeringsoftware SIMATIC STEP 7 Professional V14

Die Grundlage der Automatisierungsloumlsung Ein Projekt erstellen und bearbeiten

2 Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500

Die Baugruppen von SIMATIC S7-1500 in der Uumlbersicht Aufbau eines Automatisierungs-systems CPU-Baugruppen Signal- Technologie- und Kommunikationsbaugruppen

3 Geraumltekonfiguration

Eine Station konfigurieren Baugruppen parametrieren und Stationen vernetzen

4 Variablen Adressierung und Datentypen

Die Eigenschaften der Operandenbereiche Eingaumlnge Ausgaumlnge Peripherie Merker Daten und temporaumlre Lokaldaten und wie sie adressiert werden absolut symbolisch und indirekt

Die Beschreibung der elementaren und strukturierten Datentypen Datentypen fuumlr Baustein-parameter Zeiger Anwender- und Systemdatentypen

5 Programmbearbeitung

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

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

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

6 Der Programmeditor

Arbeiten mit der PLC-Variablentabelle Codebausteine und Datenbausteine erstellen und bearbeiten Bausteine uumlbersetzen und Programminformationen auswerten

7 Die Programmiersprache Kontaktplan KOP

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

8 Die Programmiersprache Funktionsplan FUP

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

9 Die Programmiersprache Structured Control Language SCL

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

Der Inhalt des Buchs auf einen Blick

7

10 Die Programmiersprache Anweisungsliste AWL

Das Charakteristische der AWL-Programmierung Programmierung von binaumlren Verknuumlp-fungen Anwendung von Digitalfunktionen und Steuern der Programmbearbeitung

11 Die Programmiersprache Ablaufsteuerung GRAPH

Was eine Ablaufsteuerung ist und was ihre Elemente sind Ablaufketten Schritte Transitio-nen und Verzweigungen Wie eine Ablaufsteuerung mit GRAPH projektiert wird

Die Beschreibung der Steuerungsfunktionen

12 Basisfunktionen Funktionen fuumlr Binaumlrsignale binaumlre Verknuumlpfungen Speicherfunktio-nen Flankenauswertungen Zeit-Zaumlhlfunktionen

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

14 Programmsteuerung Sprungfunktionen Bausteine aufrufen und beenden mit Bau-steinparametern arbeiten optimierter Bausteinzugriff ARRAY- und CPU-Datenbausteine

15 Online-Betrieb Diagnose und Programmtest

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

16 Dezentrale Peripherie

In der Uumlbersicht das dezentrale Peripheriesystem ET 200

Wie ein PROFINET IO System projektiert wird und welche Eigenschaften es hat

Wie ein PROFIBUS DP Mastersystem projektiert wird und welche Eigenschaften es hat

17 Kommunikation

Mit welchen Kommunikationsfunktionen die Open User Communication realisiert wird

Welche Eigenschaften die S7-Kommunikation hat und mit welchen Kommunikationsfunk-tionen sie programmiert wird

Wie die PtP-Kommunikation realisiert wird

18 Anhang

Wie ein mit STEP 7 V5x erstelltes Projekt in das TIA Portal migriert wird

Wie der Webserver in der CPU projektiert wird und welche Moumlglichkeiten er bietet

Technologieobjekte fuumlr Zaumlhlen Messen Motion Control PID Control

Wie Daten protokolliert und Rezepturen uumlbertragen werden

Mit der Simulationssoftware S7-PLCSIM ein Anwenderprogramm offline testen

Maschinen- und Anlagen-Diagnose mit ProDiag

Inhaltsverzeichnis

8

Inhaltsverzeichnis

1 Einfuumlhrung 23

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500 23111 Automatisierungsgeraumlt SIMATIC S7-1500 24112 Uumlbersicht STEP 7 Professional 25113 Verschiedene Programmiersprachen 27114 Bearbeitung des Anwenderprogramms 29115 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem 31

12 Einfuumlhrung in STEP 7 Professional V14 33121 STEP 7 installieren 33122 Automation License Manager 34123 STEP 7 Professional starten 34124 Portalansicht 35125 Die Fenster der Projektansicht 36126 Informationssystem 38127 Bedienoberflaumlche anpassen 39

13 Ein SIMATIC-Projekt bearbeiten 40131 Strukturierte Darstellung der Projektdaten 40132 Projektdaten und Editoren fuumlr eine PLC-Station 40133 Mit Projekten arbeiten 44134 Mit Referenzprojekten arbeiten 48135 Mit Bibliotheken arbeiten 48136 Mehrsprachige Projekte 52

2 Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500 54

21 Komponenten einer S7-1500-Station 54

22 CPU-Baugruppen S7-1500 56221 CPU-Varianten 56222 Bedien- und Anzeigeelemente 60223 SIMATIC Memory Card 61224 Busschnittstellen 62

23 Signalbaugruppen 63231 Digitaleingabebaugruppen 63232 Digitalausgabebaugruppen 65233 Digitalein-ausgabebaugruppen 66234 Analogeingabebaugruppen 66235 Analogausgabebaugruppe 66236 Analogein-ausgabebaugruppen 67

24 Technologiebaugruppen 68

Inhaltsverzeichnis

9

25 Kommunikationsbaugruppen 69

26 Weitere Baugruppen 70261 Systemstromversorgungsbaugruppen 70262 Laststromversorgungsbaugruppen 70

27 SIPLUS S7-1500 71

3 Geraumltekonfiguration 72

31 Einfuumlhrung 72

32 Eine Station konfigurieren 74321 Eine PLC-Station hinzufuumlgen 74322 Eine Baugruppe hinzufuumlgen 74

33 Baugruppen parametrieren 76331 Die CPU-Eigenschaften parametrieren 76332 Baugruppen adressieren 80333 Signalbaugruppen parametrieren 82334 Eine Konfigurationssteuerung projektieren 84

34 Eine Vernetzung projektieren 87341 Einfuumlhrung 87342 Eine Station vernetzen 88343 Teilnehmeradressen in einem Subnetz 90344 Kommunikationsdienste und Verbindungstypen 91345 Eine Verbindung projektieren 92346 Ein PROFINET-Subnetz projektieren 94347 Ein PROFIBUS-Subnetz projektieren 98

4 Variablen Adressierung und Datentypen 101

41 Operanden und Variablen 101411 Einfuumlhrung Uumlbersicht 101412 Operandenbereiche Eingaumlnge und Ausgaumlnge 103413 Operandenbereich Merker 104414 Operandenbereich Daten 106415 Operandenbereich temporaumlre Lokaldaten 107

42 Adressierung von Variablen und Konstanten 108421 Signalweg 108422 Absolute Adressierung 109423 Symbolische Adressierung 112424 Adressierung eines Variablenteils 114425 Adressierung einer Konstanten 114426 Indirekte Adressierung 115

43 Adressierung von Hardware-Objekten 123

44 Allgemeines zu Datentypen 123441 Uumlbersicht der Datentypen 123442 Implizite Datentypkonvertierung 125443 Variablen uumlberlagern (Datentypsichten) 128

45 Elementare Datentypen 130

Inhaltsverzeichnis

10

451 Bitfolge-Datentypen BOOL BYTE WORD DWORD und LWORD 130452 BCD-Zahlen BCD16 und BCD32 132453 Datentypen CHAR und WCHAR 133454 Festpunkt-Datentypen ohne Vorzeichen USINT UINT UDINT ULINT 133455 Festpunkt-Datentypen mit Vorzeichen SINT INT DINT und LINT 134456 Gleitpunkt-Datentypen REAL und LREAL 135457 Datentypen fuumlr Zeitdauern 137458 Datentypen fuumlr Zeitpunkte 139

46 Strukturierte Datentypen 140461 Datum und Uhrzeit DATE_AND_TIME (DT) 140462 Datum und Uhrzeit DATE_AND_LTIME (DTL) 142463 Zeichenketten STRING und WSTRING 142464 Datentyp ARRAY 143465 Datentyp STRUCT 147

47 Parametertypen 149471 Uumlbersicht 149472 Parametertypen BLOCK_FC und BLOCK_FB (AWL) 150473 Parametertyp DB_ANY 150474 Parametertyp VOID 151475 Parametertypen POINTER ANY und VARIANT 151476 Parametertyp ARRAY[] 152

48 Zeiger 152481 Einfuumlhrung 152482 Bereichszeiger 153483 DB-Zeiger 153484 ANY-Zeiger 155

49 PLC-Datentypen 155491 Einen PLC-Datentyp programmieren 155492 Einen PLC-Datentyp anwenden 156493 PLC-Datentypen vergleichen 158494 Einen PLC-Datentyp umnummerieren 159

410 Systemdatentypen 1594101 Systemdatentypen fuumlr Zeitfunktionen 1594102 Systemdatentypen fuumlr Zaumlhlfunktionen 1614103 Startinformation 162

411 Hardware-Datentypen 163

5 Anwenderprogramm bearbeiten 164

51 Betriebszustaumlnde 164511 Betriebszustand STOP 165512 Betriebszustand ANLAUF 166513 Betriebszustand RUN 168514 Remanenzverhalten von Operanden 169

52 Anwenderprogramm erstellen 170521 Programmbearbeitung 170522 Strukturierung des Anwenderprogramms 172

Inhaltsverzeichnis

11

523 Bausteinarten 175524 Bausteineigenschaften 177525 Bausteinschnittstelle 177526 Einen Codebaustein aufrufen 183527 Programmierempfehlungen 186

53 Anlaufprogramm 193531 Organisationsbausteine fuumlr das Anlaufprogramm 193532 Remanente Daten zuruumlcksetzen 195533 Baugruppenadresse ermitteln 195534 Baugruppen parametrieren 198

54 Hauptprogramm 202541 Organisationsbausteine fuumlr das Hauptprogramm 202542 Prozessabbild-Aktualisierung 203543 Zykluszeit 207544 Reaktionszeit 210545 Programm stoppen und verzoumlgern 211546 Uhrzeit 212547 Systemzeit lesen 217548 Betriebsstundenzaumlhler 217

55 Alarmbearbeitung 219551 Einfuumlhrung zur Alarmbearbeitung 219552 Uhrzeitalarme 223553 Verzoumlgerungsalarme 227554 Weckalarme 231555 Prozessalarme 235556 Alarme zur Laufzeit zuordnen 237557 Alarmzusatzinformation lesen 238

56 Fehlerbehandlung Diagnose 240561 Fehlerursachen und Fehlerreaktionen 240562 Lokale Fehlerbehandlung 240563 Globale Fehlerbehandlung (Synchronfehler) 245564 Synchronfehlerbearbeitung sperren und freigeben 247565 Asynchronfehler 250566 Alarme und Asynchronfehler sperren verzoumlgern und freigeben 254

57 Diagnose im Anwenderprogramm 256571 Diagnosealarm 256572 Startinformation lesen 258573 Laufzeit-Informationen lesen 259574 Diagnosefunktionen im Anwenderprogramm 260

58 Meldungen projektieren 267581 Einfuumlhrung 267582 Meldungen nach dem Meldenummerverfahren projektieren 271583 Systembausteine fuumlr Meldungen 276584 Anwender-Diagnosemeldung erzeugen 279585 CPU-Meldungsanzeige 280

Inhaltsverzeichnis

12

6 Programmeditor 283

61 Einfuumlhrung 283

62 PLC-Variablentabelle 284621 PLC-Variablentabelle anlegen und bearbeiten 284622 PLC-Variablen definieren und bearbeiten 284623 PLC-Variablentabellen vergleichen 287624 PLC-Variablentabelle exportieren und importieren 288625 Konstantentabellen 289

63 Einen Codebaustein programmieren 289631 Einen neuen Codebaustein anlegen 289632 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Codebausteine 291633 Bausteineigenschaften fuumlr Codebausteine festlegen 293634 Einen Baustein schuumltzen 296635 Bausteinschnittstelle programmieren 297636 Allgemeines Vorgehen beim Programmieren der Steuerungsfunktion 300637 Steuerungsfunktion mit KOP und FUP programmieren 304638 Steuerungsfunktion mit SCL programmieren 308639 Steuerungsfunktion mit AWL programmieren 3126310 Steuerungsfunktion mit GRAPH programmieren 314

64 Einen Datenbaustein programmieren 315641 Einen neuen Datenbaustein anlegen 315642 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Datenbausteine 316643 Bausteineigenschaften fuumlr Datenbausteine festlegen 317644 Datenvariablen deklarieren 320645 Datenvariablen in Globaldatenbausteinen eingeben 322

65 Bausteine uumlbersetzen 323651 Uumlbersetzung starten 323652 SCL-Bausteine uumlbersetzen 324653 Fehler nach der Uumlbersetzung beheben 325

66 Arbeiten mit Quelldateien 327

67 Programminformationen 330671 Querverweisliste 330672 Belegungsplan 331673 Aufrufstruktur 333674 Abhaumlngigkeitsstruktur 334675 Konsistenzpruumlfung 335676 Speicherauslastung der CPU 336

7 Kontaktplan KOP 338

71 Einfuumlhrung 338711 Programmieren mit KOP allgemein 338712 Programmelemente des Kontaktplans 340

72 Binaumlre Verknuumlpfungen mit KOP programmieren 340721 Schlieszligerkontakt und Oumlffnerkontakt 341722 Reihen- und Parallelschaltung von Kontakten 343

Inhaltsverzeichnis

13

723 T-Abzweig offener Parallelzweig 344724 Verknuumlpfungsergebnis negieren im Kontaktplan 345725 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen im Kontaktplan 345726 Guumlltigkeitspruumlfung einer Gleitpunktvariablen im Kontaktplan 346727 Vergleich-Kontakte 347

73 Speicherfunktionen mit KOP programmieren 347731 Einfache und negierende Spule 348732 Setzen- und Ruumlcksetzen-Spule 349733 Speicherndes Verhalten durch Selbsthaltung 350734 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Kontaktplan 350735 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Kontaktplan 351736 Spulen mit Zeitverhalten 352

74 Q-Boxen mit KOP programmieren 353741 Speicher-Boxen im Kontaktplan 354742 Flankenauswertung des Stromflusses 354743 Zeitfunktionen im Kontaktplan 355744 Zaumlhlfunktionen im Kontaktplan 357

75 ENENO-Boxen mit KOP programmieren 358751 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 358752 Uumlbertragungsfunktionen im Kontaktplan 358753 Arithmetische Funktionen im Kontaktplan 360754 Mathematische Funktionen im Kontaktplan 361755 Konvertierungsfunktionen im Kontaktplan 362756 Schiebefunktionen im Kontaktplan 363757 Logikfunktionen im Kontaktplan 363758 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Kontaktplan 364

76 VARIANT-Funktionen mit KOP programmieren 365

77 Programmsteuerung mit KOP 367771 Sprungfunktionen im Kontaktplan 367772 Bausteinende-Funktion im Kontaktplan 370773 Bausteinaufruf-Funktionen im Kontaktplan 371

8 Funktionsplan FUP 373

81 Einfuumlhrung 373811 Programmieren mit FUP allgemein 373812 Programmelemente des Funktionsplans 375

82 Binaumlre Verknuumlpfungen mit FUP programmieren 375821 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 376822 Eine binaumlre Verknuumlpfung im Funktionsplan programmieren 378823 UND-Funktion im Funktionsplan 379824 ODER-Funktion im Funktionsplan 379825 Exklusiv-ODER-Funktion im Funktionsplan 379826 Kombinierte binaumlre Verknuumlpfungen Verknuumlpfungsergebnis negieren 380827 T-Abzweig im Funktionsplan 381828 Flankenauswertung von Binaumlrvariablen im Funktionsplan 381829 Guumlltigkeitspruumlfung von Gleitpunktzahlen im Funktionsplan 382

Inhaltsverzeichnis

14

8210 Vergleichsfunktionen im Funktionsplan 383

83 Standard-Boxen mit FUP programmieren 384831 Zuweisung und negierende Zuweisung 384832 Setzen- und Ruumlcksetzen-Box 385833 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Funktionsplan 386834 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Funktionsplan 387835 Standard-Boxen mit Zeitverhalten 387

84 Q-Boxen mit FUP programmieren 389841 Speicher-Boxen im Funktionsplan 389842 Flankenauswertung des Verknuumlpfungsergebnisses im Funktionsplan 390843 Zeitfunktionen im Funktionsplan 391844 Zaumlhlfunktionen im Funktionsplan 392

85 ENENO-Boxen mit FUP programmieren 393851 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 393852 Uumlbertragungsfunktionen im Funktionsplan 395853 Arithmetische Funktionen im Funktionsplan 395854 Mathematische Funktionen im Funktionsplan 396855 Konvertierungsfunktionen im Funktionsplan 397856 Schiebefunktionen im Funktionsplan 398857 Logikfunktionen im Funktionsplan 399858 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Funktionsplan 400

86 VARIANT-Funktionen mit FUP programmieren 40187 Programmsteuerung mit FUP 402

871 Sprungfunktionen im Funktionsplan 403872 Bausteinende-Funktion im Funktionsplan 406873 Bausteinaufruf-Funktionen im Funktionsplan 407

9 Structured Control Language SCL 409

91 Einfuumlhrung 409911 Programmieren mit SCL allgemein 409912 SCL-Anweisungen und Operatoren 411

92 Binaumlre Verknuumlpfungen mit SCL programmieren 413921 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 413922 UND-Funktion in SCL 414923 ODER-Funktion in SCL 414924 Exklusiv-ODER-Funktion in SCL 415925 Kombinierte binaumlre Verknuumlpfungen in SCL 415926 Verknuumlpfungsergebnis negieren in SCL 416

93 Speicherfunktionen mit SCL programmieren 417931 Wertzuweisung einer Binaumlrvariablen 417932 Setzen und Ruumlcksetzen in SCL 417933 Flankenauswertung in SCL 418

94 Zeit- und Zaumlhlfunktionen mit SCL programmieren 418941 Zeitfunktionen in SCL 418942 Zaumlhlfunktionen in SCL 419

95 Digitalfunktionen mit SCL programmieren 420

Inhaltsverzeichnis

15

951 Uumlbertragungsfunktion Wertzuweisung einer Digitalvariablen 420952 Vergleichsfunktionen in SCL 421953 Arithmetische Funktionen in SCL 422954 Mathematische Funktionen in SCL 423955 Konvertierungsfunktionen in SCL 424956 Schiebefunktionen in SCL 425957 Wortverknuumlpfungen logischer Ausdruck in SCL 426958 Funktionen fuumlr Zeichenketten in SCL 427

96 VARIANT-Funktionen mit SCL programmieren 427

97 Programmsteuerung mit SCL 430971 Kontrollanweisungen 430972 Bausteinendefunktion bei SCL 439973 Aufruf einer Funktion (FC) bei SCL 439974 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) bei SCL 440975 Versorgung von Parametern 442

10 Anweisungsliste AWL 443

101 Einfuumlhrung 4431011 Programmieren mit AWL allgemein 4431012 Aufbau einer AWL-Anweisung 4451013 Eine AWL-Anweisung eingeben 4451014 Adressierung von 64-Bit-Variablen 4471015 AWL-Netzwerke in KOP- und FUP-Bausteinen 447

102 Binaumlre Verknuumlpfungen mit AWL programmieren 4481021 Bearbeitung einer binaumlren Verknuumlpfung Verknuumlpfungsschritt 4491022 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 4501023 UND-Funktion in der Anweisungsliste 4511024 ODER-Funktion in der Anweisungsliste 4511025 Exklusiv-ODER-Funktion in der Anweisungsliste 4511026 Kombinierte binaumlre Verknuumlpfungen in der Anweisungsliste 4521027 Verknuumlpfungsergebnis steuern 455

103 Speicherfunktionen mit AWL programmieren 4551031 Zuweisung in der Anweisungsliste 4561032 Setzen und Ruumlcksetzen in der Anweisungsliste 4561033 Flankenauswertung in der Anweisungsliste 457

104 Zeit- und Zaumlhlfunktionen mit AWL programmieren 4581041 Zeitfunktionen in der Anweisungsliste 4581042 Zaumlhlfunktionen in der Anweisungsliste 459

105 Digitalfunktionen mit AWL programmieren 4601051 Uumlbertragungsfunktionen in der Anweisungsliste 4601052 Vergleichsfunktionen in der Anweisungsliste 4641053 Arithmetische Funktionen in der Anweisungsliste 4671054 Mathematische Funktionen in der Anweisungsliste 4711055 Konvertierungsfunktionen in der Anweisungsliste 4721056 Schiebefunktionen in der Anweisungsliste 4741057 Wortverknuumlpfungen in der Anweisungsliste 477

Inhaltsverzeichnis

16

1058 Funktionen fuumlr Zeichenketten in der Anweisungsliste 480

106 VARIANT-Funktionen mit AWL programmieren 481

107 Programmsteuerung mit AWL 4841071 Sprungfunktionen in der Anweisungsliste 4841072 Bausteinende-Funktionen in der Anweisungsliste 4861073 Bausteinaufruf-Funktion in der Anweisungsliste 486

108 Weitere AWL-Funktionen 4891081 Mit Statusbits arbeiten 4901082 Akkumulatorfunktionen 4951083 Arbeiten mit den Datenbausteinregistern 4971084 Teiladressierung von Datenoperanden 4991085 Absolute Adressierung von temporaumlren Lokaldaten 5001086 Arbeiten mit den Adressregistern 5011087 Speicherindirekte Adressierung 5031088 Registerindirekte Adressierung 5061089 Direkter Zugriff auf komplexe Lokalvariablen 51010810 Nullanweisungen 512

11 Ablaufsteuerung S7-GRAPH 513

111 Einfuumlhrung 5131111 Was ist eine Ablaufsteuerung 5131112 Eigenschaften einer Ablaufsteuerung 513

112 Elemente einer Ablaufsteuerung 5151121 Schritte und Transitionen 5151122 Spruumlnge in einer Ablaufsteuerung 5171123 Verzweigungen einer Ablaufkette 5171124 Permanente Anweisungen 5191125 Schritt- und Transitionsfunktionen 5191126 Bearbeitung von Bedingungen 5231127 Bearbeitung von Aktionen 524

113 Eine Ablaufsteuerung projektieren 5301131 Allgemeines Vorgehen bei der Projektierung 5301132 Den GRAPH-Funktionsbaustein programmieren 5311133 Projektieren der Kettenstruktur 5321134 Schritte und Transitionen programmieren 5351135 Permanente Anweisungen programmieren 5371136 Meldungen projektieren 5371137 Attribute des GRAPH-Funktionsbausteins 5371138 Den GRAPH-Funktionsbaustein aufrufen 539

114 Ablaufsteuerung testen 5401141 GRAPH-Funktionsbaustein laden 5401142 Einstellungen zum Programmtest 5411143 Betriebsarten verwenden 5421144 Ablaufkette synchronisieren 5421145 Mit Programmstatus testen 543

Inhaltsverzeichnis

17

12 Basisfunktionen 546

121 Binaumlre Verknuumlpfungen 5461211 Einfuumlhrung 5461212 Arbeiten mit Binaumlrsignalen 5471213 UND-Funktion Reihenschaltung 5511214 ODER-Funktion Parallelschaltung 5511215 Exklusiv-ODER-Funktion Antivalenzfunktion 5521216 Verknuumlpfungsergebnis negieren NOT-Kontakt 553

122 Speicherfunktionen 5541221 Einfuumlhrung 5541222 Einfache und negierende Spule Zuweisung 5541223 Einzelnes Setzen und Ruumlcksetzen 5551224 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen 5561225 Vorrangiges Setzen und Ruumlcksetzen Speicher-Boxen 557

123 Flankenauswertung 5591231 Funktionsweise einer Flankenauswertung 5591232 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen (KOP FUP) 5611233 Flankenauswertung mit Impulsausgabe (KOP FUP) 5611234 Flankenauswertung mit einer Q-Box (KOP FUP) 5621235 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box (KOP FUP) 5631236 Flankenauswertung bei SCL 5641237 Flankenauswertung bei AWL 567

124 Zeitfunktionen 5681241 Eine Zeitfunktion hinzufuumlgen 5681242 Impulsbildung TP 5691243 Einschaltverzoumlgerung TON 5701244 Ausschaltverzoumlgerung TOF 5711245 Akkumulierende Einschaltverzoumlgerung TONR 5721246 Eine Zeitfunktion mit einer Zeitdauer laden 5731247 Eine Zeitfunktion zuruumlcksetzen 574

125 Zaumlhlfunktionen 5741251 Eine Zaumlhlfunktion einfuumlgen 5751252 Vorwaumlrtszaumlhler CTU 5751253 Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTD 5761254 Vorwaumlrts-Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTUD 577

13 Digitalfunktionen 580

131 Uumlbertragungsfunktionen 5811311 Variable kopieren MOVE -und S_MOVE-Box bei KOP und FUP 5811312 Wertzuweisungen bei SCL 5831313 Laden und Transferieren bei AWL 5861314 Variable kopieren MOVE und S_MOVE bei AWL 5871315 VARIANT-Variable lesen und schreiben 5881316 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK_VARIANT 5891317 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK und UMOVE_BLK 5911318 Datenbereich fuumlllen mit FILL_BLK und UFILL_BLK 593

Inhaltsverzeichnis

18

1319 Variable von und zu einen BYTE-Feld uumlbertragen 59313110 Lesen und Schreiben mit PEEK und POKE (SCL AWL) 59713111 Byte-Reihenfolge aumlndern mit SWAP 59713112 Bereichsgrenzen ermitteln 599

132 Vergleichsfunktionen 5991321 Ausfuumlhrung der Vergleichsfunktion 6001322 Bereichsvergleich bei KOP und FUP 6031323 Gleitpunkt-Variable testen OK-Kontakt OK-Box 6031324 VARIANT-Zeiger testen bei KOP FUP und AWL 6051325 VARIANT-Zeiger testen bei SCL 606

133 Arithmetische Funktionen 6091331 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte 6091332 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte 6111333 Dekrementieren und Inkrementieren 613

134 Mathematische Funktionen 6141341 Allgemeine Funktionsbeschreibung 6141342 Winkelfunktionen SIN COS TAN 6151343 Arcusfunktionen ASIN ACOS ATAN 6151344 Quadrat bilden und Quadratwurzel ziehen 6161345 Logarithmus und Potenz 6161346 Nachkommastellen extrahieren Absolutwert und Negation bilden 6181347 Rechnen mit der CALCULATE-Box bei KOP und FUP 619

135 Konvertierungsfunktionen 6211351 Konvertierungsfunktionen CONV S_CONV und T_CONV 6221352 Konvertierung von DB_ANY 6281353 Konvertierungsfunktionen fuumlr Gleitpunktzahlen 6291354 Konvertierungsfunktionen STRG_TO_CHARS und CHARS_TO_STRG 6301355 Konvertierungsfunktionen STRG_VAL und VAL_STRG 6331356 Konvertierungsfunktionen ATH und HTA 6351357 Konvertierungsfunktionen SCALE_X und NORM_X 637

136 Schiebefunktionen 6391361 Allgemeine Funktionsbeschreibung 6391362 Rechts schieben SHR 6401363 Links schieben SHL 6401364 Rechts rotieren ROR 6401365 Links rotieren ROL 640

137 Logikfunktionen 6411371 Wortverknuumlpfungen 6411372 Invertieren Einerkomplement bilden 6431373 Codierfunktionen DECO und ENCO 6441374 Auswahlfunktionen SEL MUX und DEMUX 6451375 Minimumauswahl MIN Maximumauswahl MAX 6461376 Begrenzer LIMIT 646

138 Zeichenketten bearbeiten 649

139 Symbolnamen lesen 658

Inhaltsverzeichnis

19

14 Programmsteuerung 663

141 Sprungfunktionen 6641411 Einfuumlhrung 6641412 Absoluter Sprung 6641413 Bedingter Sprung 6661414 Sprungliste 6681415 Sprungverteiler 6701416 Schleifensprung 670

142 Bausteinende-Funktionen 6721421 Bausteinende-Funktion RET (KOP und FUP) 6721422 RETURN-Anweisung (SCL) 6741423 Bausteinende-Funktionen BEB BEA und BE (AWL) 674

143 Aufruf von Codebausteinen 6741431 Einfuumlhrung 6741432 Aufruf einer Funktion FC 6751433 Aufruf eines Funktionsbausteins FB 6751434 Asynchron arbeitende Systembausteine 6781435 ENENO-Mechanismus 678

144 Arbeiten mit Bausteinen 6821441 Bausteine mit optimiertem und Standardzugriff 6821442 Datentypen der lokalen Variablen 6841443 Bausteinparameter adressieren 6861444 Bausteinparameter versorgen 6891445 Uumlbergabe von Bausteinparametern 691

145 Datenbausteinfunktionen 6941451 Datenbausteinattribute lesen 6941452 Ladespeicher lesen und schreiben 6951453 ARRAY-Datenbausteine 6971454 Systembausteine fuumlr den Zugriff auf ARRAY-Datenbausteine 6981455 CPU-Datenbausteine 700

15 Online-Betrieb Diagnose und Test 704

151 PLC-Station online verbinden 7051511 Programmiergeraumlt an die PLC-Station anschlieszligen 7051512 Die CPU urloumlschen 7071513 Den Auslieferungszustand wiederherstellen 708

152 Projektdaten uumlbertragen 7091521 Die Projektdaten erstmalig laden 7101522 Die Projektdaten nachladen 7121523 Das Anwenderprogramm schuumltzen 7131524 Mit Online-Projektdaten arbeiten 7161525 Mit der Memory Card arbeiten 719

153 Mit Bausteinen im Online-Betrieb arbeiten 7201531 Einfuumlhrung 7201532 Einen Online-Baustein bearbeiten 7211533 Einen Baustein laden und zuruumlckladen 722

Inhaltsverzeichnis

20

1534 Ohne Reinitialisierung laden 7231535 Mit Momentaufnahmen arbeiten 7251536 Mit Einstellwerten arbeiten 7261537 Bausteine vergleichen 728

154 Hardware-Diagnose 7311541 Status-Anzeigen an den Baugruppen 7311542 Diagnosefenster 7321543 Diagnosepuffer 7341544 Online-Tools 7341545 Weitere Diagnose-Informationen uumlber das Programmiergeraumlt 736

155 Anwenderprogramm testen 7371551 Aufrufumgebung definieren 7381552 Testen mit Programmstatus 7391553 PLC-Variablen beobachten 7431554 Datenvariablen beobachten und steuern 7441555 Testen mit Beobachtungstabellen 7451556 Testen mit der Force-Tabelle 750

156 Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion 7521561 Einfuumlhrung 7521562 Erstellen der Trace-Konfiguration 7531563 Messwerte aufzeichnen 754

16 Dezentrale Peripherie 758

161 Einfuumlhrung Uumlbersicht 758

162 Dezentrales Peripheriesystem ET 200 7591621 ET 200MP 7591622 ET 200M 7601623 ET 200SP 7611624 ET 200S 7621625 ET 200pro 7621626 ET 200AL 7631627 ET 200eco und ET200eco PN 764

163 PROFINET IO 7641631 Komponenten von PROFINET IO 7641632 Adressen bei PROFINET IO 7671633 PROFINET IO projektieren 7691634 Kopplungsbaugruppen fuumlr PROFINET IO 7751635 Echtzeit-Kommunikation bei PROFINET 7761636 Spezielle PROFINET-Konfigurationen 780

164 PROFIBUS DP 7841641 Komponenten von PROFIBUS DP 7841642 Adressen bei PROFIBUS DP 7871643 PROFIBUS DP projektieren 7891644 Kopplungsbaugruppen fuumlr PROFIBUS DP 7921645 Spezielle PROFIBUS-Konfigurationen 795

165 Systembausteine fuumlr dezentrale Peripherie 798

Inhaltsverzeichnis

21

1651 Peripheriedaten lesen und schreiben 7981652 Diagnosedaten von einem DP-Normslave lesen 8011653 Datensatz empfangen und bereitstellen 8021654 Dezentrale Station aktivierendeaktivieren 8041655 PROFINET-IO-System umkonfigurieren 805

166 DPV1-Alarme 805

167 Taktsynchronitaumlt 8081671 Einfuumlhrung 8081672 Taktsynchronitaumlt bei PROFINET 8081673 Taktsynchronitaumlt bei PROFIBUS 8111674 Taktsynchronalarm 8131675 Prozessabbilder taktsynchron aktualisieren 816

17 Kommunikation 817

171 Uumlbersicht 817

172 Open User Communication 8201721 Grundlagen 8201722 Datenstruktur der Open User Communication 8211723 Verbindung aufbauen und Daten senden mit TSEND_C 8221724 Verbindung aufbauen und Daten empfangen mit TRCV_C 8231725 Open User Communication projektieren 8251726 Weitere Funktionen fuumlr die Open User Communication 827

173 S7-Kommunikation 8301731 Grundlagen 8301732 Einseitiger Datenaustausch 8301733 Zweiseitiger Datenaustausch 8321734 S7-Kommunikation projektieren 835

174 Freeport-Kommunikation 8361741 Einfuumlhrung in die Freeport-Kommunikation 8361742 Konfigurieren der Kommunikationsbaugruppe CM PtP 8371743 Freeport-Kommunikationsfunktionen 838

175 Weitere Kommunikationsfunktionen 8421751 USS-Protokoll fuumlr Antriebe 8421752 Modbus RTU 8441753 Modbus TCP 846

18 Anhang 849

181 Ein Projekt migrieren 849

182 Webserver 8521821 Webserver aktivieren 8521822 Standard-Webseiten 8551823 Basic-Webseiten 8581824 Service-Daten auslesen 8581825 Webserver initialisieren und Webseiten synchronisieren (WWW) 859

183 Technologieobjekte 859

Inhaltsverzeichnis

22

1831 Technologieobjekte fuumlr Motion Control 8591832 Technologieobjekte fuumlr PID Control 8661833 Technologieobjekte fuumlr Zaumlhlen und Messen 867

184 Daten protokollieren und Rezepturen uumlbertragen 8721841 Einfuumlhrung in die Datenprotokollierung 8721842 Datenprotokollierung anwenden 8721843 Funktionen fuumlr die Datenprotokollierung 8731844 Einfuumlhrung zur Rezepturenuumlbertragung 8751845 Funktionen fuumlr die Rezepturenuumlbertragung 877

185 Simulation mit S7-PLCSIM 8781851 S7-PLCSIM allgemein 8781852 Die Bedienoberflaumlche von PLCSIM 8791853 In S7-PLCSIM mit STEP-7-Testfunktionen testen 8801854 Mit einem Simulationsprojekt arbeiten 8821855 Mit dem Adressbereich testen 8831856 Mit der SIM-Tabelle testen 8831857 Mit der Sequenztabelle testen 885

186 Maschinen- und Anlagendiagnose mit ProDiag 888

Stichwortverzeichnis 892

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

23

1 Einfuumlhrung

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

SIMATIC S7-1500 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den mittleren undoberen Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Ein-Ausgabebaugruppen fuumlr Digital- und Analogsignale sowieTechnologie- und Kommunikationsbaugruppen modular erweitert werden DasAutomatisierungssystem SIMATIC S7-1500 ist nahtlos eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1500

SIMATIC Controller steuern die Maschineoder Anlage Mehrere Varianten derController erweitern das Einsatzspektrum

Die dezentrale Peripherie erweitertdie Schnittstelle zur Maschineoder Anlage

SIMATIC NET

SIMATIC HMI

SIMATIC ET200 STEP 7 Professional(TIA Portal)

SIMATIC S7-1500

Die Vernetzung ermoumlglicht den Datenaustauschzwischen den Geraumlten und den Online-Zugriffan beliebiger Stelle

STEP 7 ist die Engineeringsoftware zumKonfigurieren undProgrammieren

Projektieren

S

Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500

S

ESC OK

Bedienen und Beobachtenzum Fuumlhren der Anlageim laufenden Betrieb

S

1 Einfuumlhrung

24

Die dezentrale Peripherie SIMATIC ET200 bietet eine zusaumltzliche Erweiterung mit Ein-Ausgabebaugruppen die mit PROFIBUS DP oder PROFINET IO mit dem zentralenSteuerungsgeraumlt verbunden sind Die dezentralen Stationen koumlnnen in einem Schalt-schrank oder ndash mit besonderen Bauformen fuumlr erhoumlhte mechanische Anforderungausgestattet ndash auch vor Ort direkt an der Maschine oder Anlage installiert werden

Mit SIMATIC HMI (HMI = Human Machine Interface) wird eine Maschine oderAnlage gefuumlhrt und deren Funktion beobachtet Die Geraumlte koumlnnen ndash je nach Vari-ante ndash uumlber Prozessbilder Bedienfunktionen zur Verfuumlgung stellen Betriebs- undStoumlrungsmeldungen anzeigen und die Automatisierungsdaten in Form von Rezep-turen oder Messwertarchiven verwalten

SIMATIC NET uumlbernimmt den Datenaustausch uumlber verschiedene Bussysteme zwi-schen den SIMATIC-Steuerungsgeraumlten der dezentralen Peripherie den Bedienge-raumlten und dem Programmiergeraumlt Das Programmiergeraumlt kann ein Personal Com-puter ein Industrierechner oder ein Notebook mit dem Betriebssystem MicrosoftWindows sein

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert parametriert und programmiert Das TIA Portal (TIA = TotallyIntegrated Automation) ist das zentrale Werkzeug zum Verwalten der Automatisie-rungsdaten und der dazugehoumlrenden Editoren in Form eines hierarchisch geglie-derten Projekts

111 Automatisierungsgeraumlt SIMATIC S7-1500

Die wesentlichen Bestandteile eines S7-1500-Automatisierungsgeraumlts sind im Bild12 dargestellt

Bild 12 Bestandteile einer S7-1500-Steuerung mit Standard-Controller

Zentralgeraumlt

SM-Baugruppen(Signal Modules)

Auf dem Baugruppentraumlger sind steckbar

Der Baugruppentraumlger hat 32 Steckplaumltzewobei eine optionale StromversorgungSteckplatz 0 und die CPU-BaugruppeSteckplatz 1 belegen Rechts von der CPU-Baugruppe finden noch maximal 30Baugruppen (einschlieszliglichStromversorgungsbaugruppen) Platz

TM-Baugruppen(Technology Modules)

CM-Baugruppen(Communication Modules)

CPU-Baugruppe(Central Processor Unit)

PS-Baugruppe(Power Supply)

Baugruppen-traumlger (Rack)

Bestandteile einer S7-1500-Steuerung

S

ES C OK

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

25

Die CPU-Baugruppe (Zentralbaugruppe) enthaumllt das Betriebssystem und dasAnwenderprogramm Das Anwenderprogramm steht spannungsausfallsicher aufder in der CPU-Baugruppe steckenden SIMATIC Memory Card Die Bearbeitung desAnwenderprogramms findet im Arbeitsspeicher in der CPU statt Die auf der CPU-Baugruppe vorhandenen Busschnittstellen stellen die Verbindung zu anderenAutomatisierungsgeraumlten her

Die Verbindung zur gesteuerten Maschine oder Anlage uumlbernehmen SM-Baugrup-pen (Signalbaugruppen) Diese Ein- und Ausgabebaugruppen gibt es fuumlr Digital-und Analogsignale mit verschiedenen Spannungen und Stroumlmen

Die TM-Baugruppen (Technologiebaugruppen) sind signalvorverarbeitendebdquointelligenteldquo Peripheriebaugruppen die vom Prozess kommende Signale unab-haumlngig von der CPU aufbereiten verarbeiten und entweder wieder direkt an denProzess zuruumlckgeben oder an der internen Schnittstelle der CPU zur Verfuumlgungstellen TM-Baugruppen uumlbernehmen Funktionen die die CPU meist nicht schnellgenug ausfuumlhren kann wie z B Impulse zaumlhlen

Die CM-Baugruppen (Kommunikationsbaugruppen) ermoumlglichen einen Daten-verkehr der die Funktionalitaumlt der Standard-Schnittstellen auf der CPU-Baugruppebezuumlglich Protokolle und Kommunikationsfunktionen uumlberschreitet

(System-)Stromversorgungsbaugruppen sorgen fuumlr die benoumltigten internenSpannungen im Automatisierungsgeraumlt Bei Bedarf koumlnnen bis zu drei System-Stromversorgungsbaugruppen im Automatisierungsgeraumlt eingesetzt werdenLastspannungen bzw Laststroumlme werden uumlber externe Laststromversorgungen(Power Modules PM) bereitgestellt die auch eine 24V-Primaumlrspannung fuumlr System-Stromversorgungsbaugruppen liefern koumlnnen

112 Uumlbersicht STEP 7 Professional

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Autorisierung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuellenBetriebssystemen unter Microsoft Windows Die Projektierung eines S7-1500-Con-trollers geschieht mit zwei Ansichten der Portalansicht und der Projektansicht

Die Portalansicht ist aufgabenorientiert angelegt Im Startportal oumlffnen Sie einbestehendes Projekt erstellen ein neues Projekt oder migrieren ein Projekt EinbdquoProjektldquo ist eine Datenstruktur die alle erforderlichen Programme und Daten fuumlrIhr Automatisierungsvorhaben enthaumllt Von hier aus sind die wichtigsten Werk-zeuge und Funktionen von STEP 7 uumlber weitere Portale erreichbar Das PortalGeraumlte amp Netze zur Konfiguration der Hardware das Portal PLC-Programmierungzum Bearbeiten des Anwenderprogramms das Portal Motion amp Technology zumErstellen von Technologie-Objekten das Portal Visualisierung zum Projektierenvon HMI-Systemen und das Portal Online amp Diagnose fuumlr den Online-Betrieb desProgrammiergeraumlts (Bild 13)

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt (Bild 14) In der Geraumltekonfi-guration steht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittel-

1 Einfuumlhrung

26

Bild 13 Werkzeuge im Startportal von STEP 7 Professional V14

Bild 14 Beispiel fuumlr die Projektansicht Arbeitsbereich der Geraumltekonfiguration

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

27

punkt In der Geraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platziertenBaugruppen gezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt dieEigenschaften der selektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibtUnterstuumltzung durch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Bau-gruppen Die Netzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

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

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

Zusaumltzlich gibt es eine Bibliotheksansicht mit der die Elemente der Projektbiblio-thek und der geoumlffneten globalen Bibliotheken bearbeitet werden koumlnnen

113 Verschiedene Programmiersprachen

Als Programmiersprache fuumlr das Anwenderprogramm koumlnnen Sie zwischen Kon-taktplan (KOP) Funktionsplan (FUP) Structured Control Language (SCL) Anwei-sungsliste (AWL) und Ablaufsteuerung (GRAPH) waumlhlen (Bild 15)

Mit Kontaktplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an denStromlaufplan Die Verknuumlpfung der binaumlren Signalzustaumlnde wird durch die seri-elle oder parallele Anordnung von Kontakten und Spulen dargestellt KomplexeFunktionen wie beispielsweise die arithmetischen Funktionen werden mit Boxendargestellt die Sie wie Kontakte oder Spulen im Kontaktplan anordnen

Mit Funktionsplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an elektro-nische Schaltkreissysteme Binaumlre Verknuumlpfungen werden durch Verschaltung vonUND- und ODER-Funktionen realisiert und mit Speicher-Boxen abgeschlossen Kom-plexe Boxen uumlbernehmen die Verknuumlpfung digitaler Variablen beispielsweise beiden arithmetischen Funktionen

Structured Control Language eignet sich besonders fuumlr die Programmierungvon komplexen Algorithmen oder fuumlr Aufgabenstellungen aus dem Bereich derDatenverwaltung Das Programm besteht aus SCL-Anweisungen die beispielsweiseWertzuweisungen Vergleiche oder Kontrollanweisungen sein koumlnnen

Mit Anweisungsliste programmieren Sie die Steuerungsaufgabe durch eine Folgevon Anweisungen Jede AWL-Anweisung enthaumllt eine Vorschrift was zu tun ist undeventuell einen Operand mit dem die Operation ausgefuumlhrt wird AWL ist gleicher-maszligen geeignet fuumlr binaumlre und digitale Verknuumlpfungen wie fuumlr die Programmie-rung komplexer Steuerungsaufgaben

1 Einfuumlhrung

28

Kontaktplan KOP

Funktionsplan FUP

Structured Control Language SCL

Anweisungsliste AWL

Bild 15 Beispiele fuumlr die Darstellung in KOP FUP SCL und AWL

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

29

Mit GRAPH programmieren Sie eine Steuerungsaufgabe als Ablaufsteuerung inder die sequenzielle Folge von Aktionen vorherrscht Die einzelnen Schritte undVerzweigungen werden durch Weiterschaltbedingungen freigegeben die mit KOPoder FUP programmiert werden koumlnnen (Bild 16)

114 Bearbeitung des Anwenderprogramms

Nach dem Einschalten der Versorgungsspannung pruumlft der Steuerungsprozessordie vorhandene Hardware und parametriert die Baugruppen Anschlieszligend wirdeinmalig ndash falls vorhanden ndash ein Anlaufprogramm bearbeitet Das Anlaufpro-gramm gehoumlrt zum Anwenderprogramm das Sie programmieren Im Anlaufpro-gramm koumlnnen beispielsweise Baugruppen initialisiert werden

Das Anwenderprogramm ist in der Regel in einzelne Abschnitte ndash bdquoBausteineldquogenannt ndash eingeteilt Die Organisationsbausteine (OB) sind die Schnittstelle zwi-schen Betriebssystem und Anwenderprogramm Das Betriebssystem ruft zubestimmten Ereignissen einen Organisationsbaustein auf in dem dann das Anwen-derprogramm bearbeitet wird (Bild 17)

Zur Strukturierung des Programms stehen Funktionsbausteine (FB) und Funktio-nen (FC) zur Verfuumlgung Funktionsbausteine haben einen Speicher in dem lokaleVariablen dauerhaft abgelegt sind Funktionen haben diesen Speicher nicht

Fuumlr den Aufruf (das Starten der Bearbeitung) von Funktionsbausteinen und Funk-tionen gibt es Programmanweisungen Jeder Bausteinaufruf kann mit Ein- undAusgaumlngen ndash bdquoBausteinparameterldquo genannt ndash versehen werden Beim Aufruf koumln-nen Variablen uumlbergeben werden mit denen das Programm im Baustein arbeitensoll Auf diese Weise kann ein Baustein mit einer gewissen Funktion (z B der Aus-

Bild 16 Beispiel fuumlr eine GRAPH-Ablaufkette und eine Schrittprojektierung

Page 7: Berger Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 · Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 Projektieren, Programmieren und Testen mit STEP 7 Professional von Hans Berger 2., wesentlich überarbeitete

Der Inhalt des Buchs auf einen Blick

7

10 Die Programmiersprache Anweisungsliste AWL

Das Charakteristische der AWL-Programmierung Programmierung von binaumlren Verknuumlp-fungen Anwendung von Digitalfunktionen und Steuern der Programmbearbeitung

11 Die Programmiersprache Ablaufsteuerung GRAPH

Was eine Ablaufsteuerung ist und was ihre Elemente sind Ablaufketten Schritte Transitio-nen und Verzweigungen Wie eine Ablaufsteuerung mit GRAPH projektiert wird

Die Beschreibung der Steuerungsfunktionen

12 Basisfunktionen Funktionen fuumlr Binaumlrsignale binaumlre Verknuumlpfungen Speicherfunktio-nen Flankenauswertungen Zeit-Zaumlhlfunktionen

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

14 Programmsteuerung Sprungfunktionen Bausteine aufrufen und beenden mit Bau-steinparametern arbeiten optimierter Bausteinzugriff ARRAY- und CPU-Datenbausteine

15 Online-Betrieb Diagnose und Programmtest

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

16 Dezentrale Peripherie

In der Uumlbersicht das dezentrale Peripheriesystem ET 200

Wie ein PROFINET IO System projektiert wird und welche Eigenschaften es hat

Wie ein PROFIBUS DP Mastersystem projektiert wird und welche Eigenschaften es hat

17 Kommunikation

Mit welchen Kommunikationsfunktionen die Open User Communication realisiert wird

Welche Eigenschaften die S7-Kommunikation hat und mit welchen Kommunikationsfunk-tionen sie programmiert wird

Wie die PtP-Kommunikation realisiert wird

18 Anhang

Wie ein mit STEP 7 V5x erstelltes Projekt in das TIA Portal migriert wird

Wie der Webserver in der CPU projektiert wird und welche Moumlglichkeiten er bietet

Technologieobjekte fuumlr Zaumlhlen Messen Motion Control PID Control

Wie Daten protokolliert und Rezepturen uumlbertragen werden

Mit der Simulationssoftware S7-PLCSIM ein Anwenderprogramm offline testen

Maschinen- und Anlagen-Diagnose mit ProDiag

Inhaltsverzeichnis

8

Inhaltsverzeichnis

1 Einfuumlhrung 23

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500 23111 Automatisierungsgeraumlt SIMATIC S7-1500 24112 Uumlbersicht STEP 7 Professional 25113 Verschiedene Programmiersprachen 27114 Bearbeitung des Anwenderprogramms 29115 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem 31

12 Einfuumlhrung in STEP 7 Professional V14 33121 STEP 7 installieren 33122 Automation License Manager 34123 STEP 7 Professional starten 34124 Portalansicht 35125 Die Fenster der Projektansicht 36126 Informationssystem 38127 Bedienoberflaumlche anpassen 39

13 Ein SIMATIC-Projekt bearbeiten 40131 Strukturierte Darstellung der Projektdaten 40132 Projektdaten und Editoren fuumlr eine PLC-Station 40133 Mit Projekten arbeiten 44134 Mit Referenzprojekten arbeiten 48135 Mit Bibliotheken arbeiten 48136 Mehrsprachige Projekte 52

2 Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500 54

21 Komponenten einer S7-1500-Station 54

22 CPU-Baugruppen S7-1500 56221 CPU-Varianten 56222 Bedien- und Anzeigeelemente 60223 SIMATIC Memory Card 61224 Busschnittstellen 62

23 Signalbaugruppen 63231 Digitaleingabebaugruppen 63232 Digitalausgabebaugruppen 65233 Digitalein-ausgabebaugruppen 66234 Analogeingabebaugruppen 66235 Analogausgabebaugruppe 66236 Analogein-ausgabebaugruppen 67

24 Technologiebaugruppen 68

Inhaltsverzeichnis

9

25 Kommunikationsbaugruppen 69

26 Weitere Baugruppen 70261 Systemstromversorgungsbaugruppen 70262 Laststromversorgungsbaugruppen 70

27 SIPLUS S7-1500 71

3 Geraumltekonfiguration 72

31 Einfuumlhrung 72

32 Eine Station konfigurieren 74321 Eine PLC-Station hinzufuumlgen 74322 Eine Baugruppe hinzufuumlgen 74

33 Baugruppen parametrieren 76331 Die CPU-Eigenschaften parametrieren 76332 Baugruppen adressieren 80333 Signalbaugruppen parametrieren 82334 Eine Konfigurationssteuerung projektieren 84

34 Eine Vernetzung projektieren 87341 Einfuumlhrung 87342 Eine Station vernetzen 88343 Teilnehmeradressen in einem Subnetz 90344 Kommunikationsdienste und Verbindungstypen 91345 Eine Verbindung projektieren 92346 Ein PROFINET-Subnetz projektieren 94347 Ein PROFIBUS-Subnetz projektieren 98

4 Variablen Adressierung und Datentypen 101

41 Operanden und Variablen 101411 Einfuumlhrung Uumlbersicht 101412 Operandenbereiche Eingaumlnge und Ausgaumlnge 103413 Operandenbereich Merker 104414 Operandenbereich Daten 106415 Operandenbereich temporaumlre Lokaldaten 107

42 Adressierung von Variablen und Konstanten 108421 Signalweg 108422 Absolute Adressierung 109423 Symbolische Adressierung 112424 Adressierung eines Variablenteils 114425 Adressierung einer Konstanten 114426 Indirekte Adressierung 115

43 Adressierung von Hardware-Objekten 123

44 Allgemeines zu Datentypen 123441 Uumlbersicht der Datentypen 123442 Implizite Datentypkonvertierung 125443 Variablen uumlberlagern (Datentypsichten) 128

45 Elementare Datentypen 130

Inhaltsverzeichnis

10

451 Bitfolge-Datentypen BOOL BYTE WORD DWORD und LWORD 130452 BCD-Zahlen BCD16 und BCD32 132453 Datentypen CHAR und WCHAR 133454 Festpunkt-Datentypen ohne Vorzeichen USINT UINT UDINT ULINT 133455 Festpunkt-Datentypen mit Vorzeichen SINT INT DINT und LINT 134456 Gleitpunkt-Datentypen REAL und LREAL 135457 Datentypen fuumlr Zeitdauern 137458 Datentypen fuumlr Zeitpunkte 139

46 Strukturierte Datentypen 140461 Datum und Uhrzeit DATE_AND_TIME (DT) 140462 Datum und Uhrzeit DATE_AND_LTIME (DTL) 142463 Zeichenketten STRING und WSTRING 142464 Datentyp ARRAY 143465 Datentyp STRUCT 147

47 Parametertypen 149471 Uumlbersicht 149472 Parametertypen BLOCK_FC und BLOCK_FB (AWL) 150473 Parametertyp DB_ANY 150474 Parametertyp VOID 151475 Parametertypen POINTER ANY und VARIANT 151476 Parametertyp ARRAY[] 152

48 Zeiger 152481 Einfuumlhrung 152482 Bereichszeiger 153483 DB-Zeiger 153484 ANY-Zeiger 155

49 PLC-Datentypen 155491 Einen PLC-Datentyp programmieren 155492 Einen PLC-Datentyp anwenden 156493 PLC-Datentypen vergleichen 158494 Einen PLC-Datentyp umnummerieren 159

410 Systemdatentypen 1594101 Systemdatentypen fuumlr Zeitfunktionen 1594102 Systemdatentypen fuumlr Zaumlhlfunktionen 1614103 Startinformation 162

411 Hardware-Datentypen 163

5 Anwenderprogramm bearbeiten 164

51 Betriebszustaumlnde 164511 Betriebszustand STOP 165512 Betriebszustand ANLAUF 166513 Betriebszustand RUN 168514 Remanenzverhalten von Operanden 169

52 Anwenderprogramm erstellen 170521 Programmbearbeitung 170522 Strukturierung des Anwenderprogramms 172

Inhaltsverzeichnis

11

523 Bausteinarten 175524 Bausteineigenschaften 177525 Bausteinschnittstelle 177526 Einen Codebaustein aufrufen 183527 Programmierempfehlungen 186

53 Anlaufprogramm 193531 Organisationsbausteine fuumlr das Anlaufprogramm 193532 Remanente Daten zuruumlcksetzen 195533 Baugruppenadresse ermitteln 195534 Baugruppen parametrieren 198

54 Hauptprogramm 202541 Organisationsbausteine fuumlr das Hauptprogramm 202542 Prozessabbild-Aktualisierung 203543 Zykluszeit 207544 Reaktionszeit 210545 Programm stoppen und verzoumlgern 211546 Uhrzeit 212547 Systemzeit lesen 217548 Betriebsstundenzaumlhler 217

55 Alarmbearbeitung 219551 Einfuumlhrung zur Alarmbearbeitung 219552 Uhrzeitalarme 223553 Verzoumlgerungsalarme 227554 Weckalarme 231555 Prozessalarme 235556 Alarme zur Laufzeit zuordnen 237557 Alarmzusatzinformation lesen 238

56 Fehlerbehandlung Diagnose 240561 Fehlerursachen und Fehlerreaktionen 240562 Lokale Fehlerbehandlung 240563 Globale Fehlerbehandlung (Synchronfehler) 245564 Synchronfehlerbearbeitung sperren und freigeben 247565 Asynchronfehler 250566 Alarme und Asynchronfehler sperren verzoumlgern und freigeben 254

57 Diagnose im Anwenderprogramm 256571 Diagnosealarm 256572 Startinformation lesen 258573 Laufzeit-Informationen lesen 259574 Diagnosefunktionen im Anwenderprogramm 260

58 Meldungen projektieren 267581 Einfuumlhrung 267582 Meldungen nach dem Meldenummerverfahren projektieren 271583 Systembausteine fuumlr Meldungen 276584 Anwender-Diagnosemeldung erzeugen 279585 CPU-Meldungsanzeige 280

Inhaltsverzeichnis

12

6 Programmeditor 283

61 Einfuumlhrung 283

62 PLC-Variablentabelle 284621 PLC-Variablentabelle anlegen und bearbeiten 284622 PLC-Variablen definieren und bearbeiten 284623 PLC-Variablentabellen vergleichen 287624 PLC-Variablentabelle exportieren und importieren 288625 Konstantentabellen 289

63 Einen Codebaustein programmieren 289631 Einen neuen Codebaustein anlegen 289632 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Codebausteine 291633 Bausteineigenschaften fuumlr Codebausteine festlegen 293634 Einen Baustein schuumltzen 296635 Bausteinschnittstelle programmieren 297636 Allgemeines Vorgehen beim Programmieren der Steuerungsfunktion 300637 Steuerungsfunktion mit KOP und FUP programmieren 304638 Steuerungsfunktion mit SCL programmieren 308639 Steuerungsfunktion mit AWL programmieren 3126310 Steuerungsfunktion mit GRAPH programmieren 314

64 Einen Datenbaustein programmieren 315641 Einen neuen Datenbaustein anlegen 315642 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Datenbausteine 316643 Bausteineigenschaften fuumlr Datenbausteine festlegen 317644 Datenvariablen deklarieren 320645 Datenvariablen in Globaldatenbausteinen eingeben 322

65 Bausteine uumlbersetzen 323651 Uumlbersetzung starten 323652 SCL-Bausteine uumlbersetzen 324653 Fehler nach der Uumlbersetzung beheben 325

66 Arbeiten mit Quelldateien 327

67 Programminformationen 330671 Querverweisliste 330672 Belegungsplan 331673 Aufrufstruktur 333674 Abhaumlngigkeitsstruktur 334675 Konsistenzpruumlfung 335676 Speicherauslastung der CPU 336

7 Kontaktplan KOP 338

71 Einfuumlhrung 338711 Programmieren mit KOP allgemein 338712 Programmelemente des Kontaktplans 340

72 Binaumlre Verknuumlpfungen mit KOP programmieren 340721 Schlieszligerkontakt und Oumlffnerkontakt 341722 Reihen- und Parallelschaltung von Kontakten 343

Inhaltsverzeichnis

13

723 T-Abzweig offener Parallelzweig 344724 Verknuumlpfungsergebnis negieren im Kontaktplan 345725 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen im Kontaktplan 345726 Guumlltigkeitspruumlfung einer Gleitpunktvariablen im Kontaktplan 346727 Vergleich-Kontakte 347

73 Speicherfunktionen mit KOP programmieren 347731 Einfache und negierende Spule 348732 Setzen- und Ruumlcksetzen-Spule 349733 Speicherndes Verhalten durch Selbsthaltung 350734 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Kontaktplan 350735 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Kontaktplan 351736 Spulen mit Zeitverhalten 352

74 Q-Boxen mit KOP programmieren 353741 Speicher-Boxen im Kontaktplan 354742 Flankenauswertung des Stromflusses 354743 Zeitfunktionen im Kontaktplan 355744 Zaumlhlfunktionen im Kontaktplan 357

75 ENENO-Boxen mit KOP programmieren 358751 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 358752 Uumlbertragungsfunktionen im Kontaktplan 358753 Arithmetische Funktionen im Kontaktplan 360754 Mathematische Funktionen im Kontaktplan 361755 Konvertierungsfunktionen im Kontaktplan 362756 Schiebefunktionen im Kontaktplan 363757 Logikfunktionen im Kontaktplan 363758 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Kontaktplan 364

76 VARIANT-Funktionen mit KOP programmieren 365

77 Programmsteuerung mit KOP 367771 Sprungfunktionen im Kontaktplan 367772 Bausteinende-Funktion im Kontaktplan 370773 Bausteinaufruf-Funktionen im Kontaktplan 371

8 Funktionsplan FUP 373

81 Einfuumlhrung 373811 Programmieren mit FUP allgemein 373812 Programmelemente des Funktionsplans 375

82 Binaumlre Verknuumlpfungen mit FUP programmieren 375821 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 376822 Eine binaumlre Verknuumlpfung im Funktionsplan programmieren 378823 UND-Funktion im Funktionsplan 379824 ODER-Funktion im Funktionsplan 379825 Exklusiv-ODER-Funktion im Funktionsplan 379826 Kombinierte binaumlre Verknuumlpfungen Verknuumlpfungsergebnis negieren 380827 T-Abzweig im Funktionsplan 381828 Flankenauswertung von Binaumlrvariablen im Funktionsplan 381829 Guumlltigkeitspruumlfung von Gleitpunktzahlen im Funktionsplan 382

Inhaltsverzeichnis

14

8210 Vergleichsfunktionen im Funktionsplan 383

83 Standard-Boxen mit FUP programmieren 384831 Zuweisung und negierende Zuweisung 384832 Setzen- und Ruumlcksetzen-Box 385833 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Funktionsplan 386834 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Funktionsplan 387835 Standard-Boxen mit Zeitverhalten 387

84 Q-Boxen mit FUP programmieren 389841 Speicher-Boxen im Funktionsplan 389842 Flankenauswertung des Verknuumlpfungsergebnisses im Funktionsplan 390843 Zeitfunktionen im Funktionsplan 391844 Zaumlhlfunktionen im Funktionsplan 392

85 ENENO-Boxen mit FUP programmieren 393851 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 393852 Uumlbertragungsfunktionen im Funktionsplan 395853 Arithmetische Funktionen im Funktionsplan 395854 Mathematische Funktionen im Funktionsplan 396855 Konvertierungsfunktionen im Funktionsplan 397856 Schiebefunktionen im Funktionsplan 398857 Logikfunktionen im Funktionsplan 399858 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Funktionsplan 400

86 VARIANT-Funktionen mit FUP programmieren 40187 Programmsteuerung mit FUP 402

871 Sprungfunktionen im Funktionsplan 403872 Bausteinende-Funktion im Funktionsplan 406873 Bausteinaufruf-Funktionen im Funktionsplan 407

9 Structured Control Language SCL 409

91 Einfuumlhrung 409911 Programmieren mit SCL allgemein 409912 SCL-Anweisungen und Operatoren 411

92 Binaumlre Verknuumlpfungen mit SCL programmieren 413921 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 413922 UND-Funktion in SCL 414923 ODER-Funktion in SCL 414924 Exklusiv-ODER-Funktion in SCL 415925 Kombinierte binaumlre Verknuumlpfungen in SCL 415926 Verknuumlpfungsergebnis negieren in SCL 416

93 Speicherfunktionen mit SCL programmieren 417931 Wertzuweisung einer Binaumlrvariablen 417932 Setzen und Ruumlcksetzen in SCL 417933 Flankenauswertung in SCL 418

94 Zeit- und Zaumlhlfunktionen mit SCL programmieren 418941 Zeitfunktionen in SCL 418942 Zaumlhlfunktionen in SCL 419

95 Digitalfunktionen mit SCL programmieren 420

Inhaltsverzeichnis

15

951 Uumlbertragungsfunktion Wertzuweisung einer Digitalvariablen 420952 Vergleichsfunktionen in SCL 421953 Arithmetische Funktionen in SCL 422954 Mathematische Funktionen in SCL 423955 Konvertierungsfunktionen in SCL 424956 Schiebefunktionen in SCL 425957 Wortverknuumlpfungen logischer Ausdruck in SCL 426958 Funktionen fuumlr Zeichenketten in SCL 427

96 VARIANT-Funktionen mit SCL programmieren 427

97 Programmsteuerung mit SCL 430971 Kontrollanweisungen 430972 Bausteinendefunktion bei SCL 439973 Aufruf einer Funktion (FC) bei SCL 439974 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) bei SCL 440975 Versorgung von Parametern 442

10 Anweisungsliste AWL 443

101 Einfuumlhrung 4431011 Programmieren mit AWL allgemein 4431012 Aufbau einer AWL-Anweisung 4451013 Eine AWL-Anweisung eingeben 4451014 Adressierung von 64-Bit-Variablen 4471015 AWL-Netzwerke in KOP- und FUP-Bausteinen 447

102 Binaumlre Verknuumlpfungen mit AWL programmieren 4481021 Bearbeitung einer binaumlren Verknuumlpfung Verknuumlpfungsschritt 4491022 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 4501023 UND-Funktion in der Anweisungsliste 4511024 ODER-Funktion in der Anweisungsliste 4511025 Exklusiv-ODER-Funktion in der Anweisungsliste 4511026 Kombinierte binaumlre Verknuumlpfungen in der Anweisungsliste 4521027 Verknuumlpfungsergebnis steuern 455

103 Speicherfunktionen mit AWL programmieren 4551031 Zuweisung in der Anweisungsliste 4561032 Setzen und Ruumlcksetzen in der Anweisungsliste 4561033 Flankenauswertung in der Anweisungsliste 457

104 Zeit- und Zaumlhlfunktionen mit AWL programmieren 4581041 Zeitfunktionen in der Anweisungsliste 4581042 Zaumlhlfunktionen in der Anweisungsliste 459

105 Digitalfunktionen mit AWL programmieren 4601051 Uumlbertragungsfunktionen in der Anweisungsliste 4601052 Vergleichsfunktionen in der Anweisungsliste 4641053 Arithmetische Funktionen in der Anweisungsliste 4671054 Mathematische Funktionen in der Anweisungsliste 4711055 Konvertierungsfunktionen in der Anweisungsliste 4721056 Schiebefunktionen in der Anweisungsliste 4741057 Wortverknuumlpfungen in der Anweisungsliste 477

Inhaltsverzeichnis

16

1058 Funktionen fuumlr Zeichenketten in der Anweisungsliste 480

106 VARIANT-Funktionen mit AWL programmieren 481

107 Programmsteuerung mit AWL 4841071 Sprungfunktionen in der Anweisungsliste 4841072 Bausteinende-Funktionen in der Anweisungsliste 4861073 Bausteinaufruf-Funktion in der Anweisungsliste 486

108 Weitere AWL-Funktionen 4891081 Mit Statusbits arbeiten 4901082 Akkumulatorfunktionen 4951083 Arbeiten mit den Datenbausteinregistern 4971084 Teiladressierung von Datenoperanden 4991085 Absolute Adressierung von temporaumlren Lokaldaten 5001086 Arbeiten mit den Adressregistern 5011087 Speicherindirekte Adressierung 5031088 Registerindirekte Adressierung 5061089 Direkter Zugriff auf komplexe Lokalvariablen 51010810 Nullanweisungen 512

11 Ablaufsteuerung S7-GRAPH 513

111 Einfuumlhrung 5131111 Was ist eine Ablaufsteuerung 5131112 Eigenschaften einer Ablaufsteuerung 513

112 Elemente einer Ablaufsteuerung 5151121 Schritte und Transitionen 5151122 Spruumlnge in einer Ablaufsteuerung 5171123 Verzweigungen einer Ablaufkette 5171124 Permanente Anweisungen 5191125 Schritt- und Transitionsfunktionen 5191126 Bearbeitung von Bedingungen 5231127 Bearbeitung von Aktionen 524

113 Eine Ablaufsteuerung projektieren 5301131 Allgemeines Vorgehen bei der Projektierung 5301132 Den GRAPH-Funktionsbaustein programmieren 5311133 Projektieren der Kettenstruktur 5321134 Schritte und Transitionen programmieren 5351135 Permanente Anweisungen programmieren 5371136 Meldungen projektieren 5371137 Attribute des GRAPH-Funktionsbausteins 5371138 Den GRAPH-Funktionsbaustein aufrufen 539

114 Ablaufsteuerung testen 5401141 GRAPH-Funktionsbaustein laden 5401142 Einstellungen zum Programmtest 5411143 Betriebsarten verwenden 5421144 Ablaufkette synchronisieren 5421145 Mit Programmstatus testen 543

Inhaltsverzeichnis

17

12 Basisfunktionen 546

121 Binaumlre Verknuumlpfungen 5461211 Einfuumlhrung 5461212 Arbeiten mit Binaumlrsignalen 5471213 UND-Funktion Reihenschaltung 5511214 ODER-Funktion Parallelschaltung 5511215 Exklusiv-ODER-Funktion Antivalenzfunktion 5521216 Verknuumlpfungsergebnis negieren NOT-Kontakt 553

122 Speicherfunktionen 5541221 Einfuumlhrung 5541222 Einfache und negierende Spule Zuweisung 5541223 Einzelnes Setzen und Ruumlcksetzen 5551224 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen 5561225 Vorrangiges Setzen und Ruumlcksetzen Speicher-Boxen 557

123 Flankenauswertung 5591231 Funktionsweise einer Flankenauswertung 5591232 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen (KOP FUP) 5611233 Flankenauswertung mit Impulsausgabe (KOP FUP) 5611234 Flankenauswertung mit einer Q-Box (KOP FUP) 5621235 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box (KOP FUP) 5631236 Flankenauswertung bei SCL 5641237 Flankenauswertung bei AWL 567

124 Zeitfunktionen 5681241 Eine Zeitfunktion hinzufuumlgen 5681242 Impulsbildung TP 5691243 Einschaltverzoumlgerung TON 5701244 Ausschaltverzoumlgerung TOF 5711245 Akkumulierende Einschaltverzoumlgerung TONR 5721246 Eine Zeitfunktion mit einer Zeitdauer laden 5731247 Eine Zeitfunktion zuruumlcksetzen 574

125 Zaumlhlfunktionen 5741251 Eine Zaumlhlfunktion einfuumlgen 5751252 Vorwaumlrtszaumlhler CTU 5751253 Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTD 5761254 Vorwaumlrts-Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTUD 577

13 Digitalfunktionen 580

131 Uumlbertragungsfunktionen 5811311 Variable kopieren MOVE -und S_MOVE-Box bei KOP und FUP 5811312 Wertzuweisungen bei SCL 5831313 Laden und Transferieren bei AWL 5861314 Variable kopieren MOVE und S_MOVE bei AWL 5871315 VARIANT-Variable lesen und schreiben 5881316 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK_VARIANT 5891317 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK und UMOVE_BLK 5911318 Datenbereich fuumlllen mit FILL_BLK und UFILL_BLK 593

Inhaltsverzeichnis

18

1319 Variable von und zu einen BYTE-Feld uumlbertragen 59313110 Lesen und Schreiben mit PEEK und POKE (SCL AWL) 59713111 Byte-Reihenfolge aumlndern mit SWAP 59713112 Bereichsgrenzen ermitteln 599

132 Vergleichsfunktionen 5991321 Ausfuumlhrung der Vergleichsfunktion 6001322 Bereichsvergleich bei KOP und FUP 6031323 Gleitpunkt-Variable testen OK-Kontakt OK-Box 6031324 VARIANT-Zeiger testen bei KOP FUP und AWL 6051325 VARIANT-Zeiger testen bei SCL 606

133 Arithmetische Funktionen 6091331 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte 6091332 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte 6111333 Dekrementieren und Inkrementieren 613

134 Mathematische Funktionen 6141341 Allgemeine Funktionsbeschreibung 6141342 Winkelfunktionen SIN COS TAN 6151343 Arcusfunktionen ASIN ACOS ATAN 6151344 Quadrat bilden und Quadratwurzel ziehen 6161345 Logarithmus und Potenz 6161346 Nachkommastellen extrahieren Absolutwert und Negation bilden 6181347 Rechnen mit der CALCULATE-Box bei KOP und FUP 619

135 Konvertierungsfunktionen 6211351 Konvertierungsfunktionen CONV S_CONV und T_CONV 6221352 Konvertierung von DB_ANY 6281353 Konvertierungsfunktionen fuumlr Gleitpunktzahlen 6291354 Konvertierungsfunktionen STRG_TO_CHARS und CHARS_TO_STRG 6301355 Konvertierungsfunktionen STRG_VAL und VAL_STRG 6331356 Konvertierungsfunktionen ATH und HTA 6351357 Konvertierungsfunktionen SCALE_X und NORM_X 637

136 Schiebefunktionen 6391361 Allgemeine Funktionsbeschreibung 6391362 Rechts schieben SHR 6401363 Links schieben SHL 6401364 Rechts rotieren ROR 6401365 Links rotieren ROL 640

137 Logikfunktionen 6411371 Wortverknuumlpfungen 6411372 Invertieren Einerkomplement bilden 6431373 Codierfunktionen DECO und ENCO 6441374 Auswahlfunktionen SEL MUX und DEMUX 6451375 Minimumauswahl MIN Maximumauswahl MAX 6461376 Begrenzer LIMIT 646

138 Zeichenketten bearbeiten 649

139 Symbolnamen lesen 658

Inhaltsverzeichnis

19

14 Programmsteuerung 663

141 Sprungfunktionen 6641411 Einfuumlhrung 6641412 Absoluter Sprung 6641413 Bedingter Sprung 6661414 Sprungliste 6681415 Sprungverteiler 6701416 Schleifensprung 670

142 Bausteinende-Funktionen 6721421 Bausteinende-Funktion RET (KOP und FUP) 6721422 RETURN-Anweisung (SCL) 6741423 Bausteinende-Funktionen BEB BEA und BE (AWL) 674

143 Aufruf von Codebausteinen 6741431 Einfuumlhrung 6741432 Aufruf einer Funktion FC 6751433 Aufruf eines Funktionsbausteins FB 6751434 Asynchron arbeitende Systembausteine 6781435 ENENO-Mechanismus 678

144 Arbeiten mit Bausteinen 6821441 Bausteine mit optimiertem und Standardzugriff 6821442 Datentypen der lokalen Variablen 6841443 Bausteinparameter adressieren 6861444 Bausteinparameter versorgen 6891445 Uumlbergabe von Bausteinparametern 691

145 Datenbausteinfunktionen 6941451 Datenbausteinattribute lesen 6941452 Ladespeicher lesen und schreiben 6951453 ARRAY-Datenbausteine 6971454 Systembausteine fuumlr den Zugriff auf ARRAY-Datenbausteine 6981455 CPU-Datenbausteine 700

15 Online-Betrieb Diagnose und Test 704

151 PLC-Station online verbinden 7051511 Programmiergeraumlt an die PLC-Station anschlieszligen 7051512 Die CPU urloumlschen 7071513 Den Auslieferungszustand wiederherstellen 708

152 Projektdaten uumlbertragen 7091521 Die Projektdaten erstmalig laden 7101522 Die Projektdaten nachladen 7121523 Das Anwenderprogramm schuumltzen 7131524 Mit Online-Projektdaten arbeiten 7161525 Mit der Memory Card arbeiten 719

153 Mit Bausteinen im Online-Betrieb arbeiten 7201531 Einfuumlhrung 7201532 Einen Online-Baustein bearbeiten 7211533 Einen Baustein laden und zuruumlckladen 722

Inhaltsverzeichnis

20

1534 Ohne Reinitialisierung laden 7231535 Mit Momentaufnahmen arbeiten 7251536 Mit Einstellwerten arbeiten 7261537 Bausteine vergleichen 728

154 Hardware-Diagnose 7311541 Status-Anzeigen an den Baugruppen 7311542 Diagnosefenster 7321543 Diagnosepuffer 7341544 Online-Tools 7341545 Weitere Diagnose-Informationen uumlber das Programmiergeraumlt 736

155 Anwenderprogramm testen 7371551 Aufrufumgebung definieren 7381552 Testen mit Programmstatus 7391553 PLC-Variablen beobachten 7431554 Datenvariablen beobachten und steuern 7441555 Testen mit Beobachtungstabellen 7451556 Testen mit der Force-Tabelle 750

156 Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion 7521561 Einfuumlhrung 7521562 Erstellen der Trace-Konfiguration 7531563 Messwerte aufzeichnen 754

16 Dezentrale Peripherie 758

161 Einfuumlhrung Uumlbersicht 758

162 Dezentrales Peripheriesystem ET 200 7591621 ET 200MP 7591622 ET 200M 7601623 ET 200SP 7611624 ET 200S 7621625 ET 200pro 7621626 ET 200AL 7631627 ET 200eco und ET200eco PN 764

163 PROFINET IO 7641631 Komponenten von PROFINET IO 7641632 Adressen bei PROFINET IO 7671633 PROFINET IO projektieren 7691634 Kopplungsbaugruppen fuumlr PROFINET IO 7751635 Echtzeit-Kommunikation bei PROFINET 7761636 Spezielle PROFINET-Konfigurationen 780

164 PROFIBUS DP 7841641 Komponenten von PROFIBUS DP 7841642 Adressen bei PROFIBUS DP 7871643 PROFIBUS DP projektieren 7891644 Kopplungsbaugruppen fuumlr PROFIBUS DP 7921645 Spezielle PROFIBUS-Konfigurationen 795

165 Systembausteine fuumlr dezentrale Peripherie 798

Inhaltsverzeichnis

21

1651 Peripheriedaten lesen und schreiben 7981652 Diagnosedaten von einem DP-Normslave lesen 8011653 Datensatz empfangen und bereitstellen 8021654 Dezentrale Station aktivierendeaktivieren 8041655 PROFINET-IO-System umkonfigurieren 805

166 DPV1-Alarme 805

167 Taktsynchronitaumlt 8081671 Einfuumlhrung 8081672 Taktsynchronitaumlt bei PROFINET 8081673 Taktsynchronitaumlt bei PROFIBUS 8111674 Taktsynchronalarm 8131675 Prozessabbilder taktsynchron aktualisieren 816

17 Kommunikation 817

171 Uumlbersicht 817

172 Open User Communication 8201721 Grundlagen 8201722 Datenstruktur der Open User Communication 8211723 Verbindung aufbauen und Daten senden mit TSEND_C 8221724 Verbindung aufbauen und Daten empfangen mit TRCV_C 8231725 Open User Communication projektieren 8251726 Weitere Funktionen fuumlr die Open User Communication 827

173 S7-Kommunikation 8301731 Grundlagen 8301732 Einseitiger Datenaustausch 8301733 Zweiseitiger Datenaustausch 8321734 S7-Kommunikation projektieren 835

174 Freeport-Kommunikation 8361741 Einfuumlhrung in die Freeport-Kommunikation 8361742 Konfigurieren der Kommunikationsbaugruppe CM PtP 8371743 Freeport-Kommunikationsfunktionen 838

175 Weitere Kommunikationsfunktionen 8421751 USS-Protokoll fuumlr Antriebe 8421752 Modbus RTU 8441753 Modbus TCP 846

18 Anhang 849

181 Ein Projekt migrieren 849

182 Webserver 8521821 Webserver aktivieren 8521822 Standard-Webseiten 8551823 Basic-Webseiten 8581824 Service-Daten auslesen 8581825 Webserver initialisieren und Webseiten synchronisieren (WWW) 859

183 Technologieobjekte 859

Inhaltsverzeichnis

22

1831 Technologieobjekte fuumlr Motion Control 8591832 Technologieobjekte fuumlr PID Control 8661833 Technologieobjekte fuumlr Zaumlhlen und Messen 867

184 Daten protokollieren und Rezepturen uumlbertragen 8721841 Einfuumlhrung in die Datenprotokollierung 8721842 Datenprotokollierung anwenden 8721843 Funktionen fuumlr die Datenprotokollierung 8731844 Einfuumlhrung zur Rezepturenuumlbertragung 8751845 Funktionen fuumlr die Rezepturenuumlbertragung 877

185 Simulation mit S7-PLCSIM 8781851 S7-PLCSIM allgemein 8781852 Die Bedienoberflaumlche von PLCSIM 8791853 In S7-PLCSIM mit STEP-7-Testfunktionen testen 8801854 Mit einem Simulationsprojekt arbeiten 8821855 Mit dem Adressbereich testen 8831856 Mit der SIM-Tabelle testen 8831857 Mit der Sequenztabelle testen 885

186 Maschinen- und Anlagendiagnose mit ProDiag 888

Stichwortverzeichnis 892

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

23

1 Einfuumlhrung

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

SIMATIC S7-1500 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den mittleren undoberen Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Ein-Ausgabebaugruppen fuumlr Digital- und Analogsignale sowieTechnologie- und Kommunikationsbaugruppen modular erweitert werden DasAutomatisierungssystem SIMATIC S7-1500 ist nahtlos eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1500

SIMATIC Controller steuern die Maschineoder Anlage Mehrere Varianten derController erweitern das Einsatzspektrum

Die dezentrale Peripherie erweitertdie Schnittstelle zur Maschineoder Anlage

SIMATIC NET

SIMATIC HMI

SIMATIC ET200 STEP 7 Professional(TIA Portal)

SIMATIC S7-1500

Die Vernetzung ermoumlglicht den Datenaustauschzwischen den Geraumlten und den Online-Zugriffan beliebiger Stelle

STEP 7 ist die Engineeringsoftware zumKonfigurieren undProgrammieren

Projektieren

S

Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500

S

ESC OK

Bedienen und Beobachtenzum Fuumlhren der Anlageim laufenden Betrieb

S

1 Einfuumlhrung

24

Die dezentrale Peripherie SIMATIC ET200 bietet eine zusaumltzliche Erweiterung mit Ein-Ausgabebaugruppen die mit PROFIBUS DP oder PROFINET IO mit dem zentralenSteuerungsgeraumlt verbunden sind Die dezentralen Stationen koumlnnen in einem Schalt-schrank oder ndash mit besonderen Bauformen fuumlr erhoumlhte mechanische Anforderungausgestattet ndash auch vor Ort direkt an der Maschine oder Anlage installiert werden

Mit SIMATIC HMI (HMI = Human Machine Interface) wird eine Maschine oderAnlage gefuumlhrt und deren Funktion beobachtet Die Geraumlte koumlnnen ndash je nach Vari-ante ndash uumlber Prozessbilder Bedienfunktionen zur Verfuumlgung stellen Betriebs- undStoumlrungsmeldungen anzeigen und die Automatisierungsdaten in Form von Rezep-turen oder Messwertarchiven verwalten

SIMATIC NET uumlbernimmt den Datenaustausch uumlber verschiedene Bussysteme zwi-schen den SIMATIC-Steuerungsgeraumlten der dezentralen Peripherie den Bedienge-raumlten und dem Programmiergeraumlt Das Programmiergeraumlt kann ein Personal Com-puter ein Industrierechner oder ein Notebook mit dem Betriebssystem MicrosoftWindows sein

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert parametriert und programmiert Das TIA Portal (TIA = TotallyIntegrated Automation) ist das zentrale Werkzeug zum Verwalten der Automatisie-rungsdaten und der dazugehoumlrenden Editoren in Form eines hierarchisch geglie-derten Projekts

111 Automatisierungsgeraumlt SIMATIC S7-1500

Die wesentlichen Bestandteile eines S7-1500-Automatisierungsgeraumlts sind im Bild12 dargestellt

Bild 12 Bestandteile einer S7-1500-Steuerung mit Standard-Controller

Zentralgeraumlt

SM-Baugruppen(Signal Modules)

Auf dem Baugruppentraumlger sind steckbar

Der Baugruppentraumlger hat 32 Steckplaumltzewobei eine optionale StromversorgungSteckplatz 0 und die CPU-BaugruppeSteckplatz 1 belegen Rechts von der CPU-Baugruppe finden noch maximal 30Baugruppen (einschlieszliglichStromversorgungsbaugruppen) Platz

TM-Baugruppen(Technology Modules)

CM-Baugruppen(Communication Modules)

CPU-Baugruppe(Central Processor Unit)

PS-Baugruppe(Power Supply)

Baugruppen-traumlger (Rack)

Bestandteile einer S7-1500-Steuerung

S

ES C OK

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

25

Die CPU-Baugruppe (Zentralbaugruppe) enthaumllt das Betriebssystem und dasAnwenderprogramm Das Anwenderprogramm steht spannungsausfallsicher aufder in der CPU-Baugruppe steckenden SIMATIC Memory Card Die Bearbeitung desAnwenderprogramms findet im Arbeitsspeicher in der CPU statt Die auf der CPU-Baugruppe vorhandenen Busschnittstellen stellen die Verbindung zu anderenAutomatisierungsgeraumlten her

Die Verbindung zur gesteuerten Maschine oder Anlage uumlbernehmen SM-Baugrup-pen (Signalbaugruppen) Diese Ein- und Ausgabebaugruppen gibt es fuumlr Digital-und Analogsignale mit verschiedenen Spannungen und Stroumlmen

Die TM-Baugruppen (Technologiebaugruppen) sind signalvorverarbeitendebdquointelligenteldquo Peripheriebaugruppen die vom Prozess kommende Signale unab-haumlngig von der CPU aufbereiten verarbeiten und entweder wieder direkt an denProzess zuruumlckgeben oder an der internen Schnittstelle der CPU zur Verfuumlgungstellen TM-Baugruppen uumlbernehmen Funktionen die die CPU meist nicht schnellgenug ausfuumlhren kann wie z B Impulse zaumlhlen

Die CM-Baugruppen (Kommunikationsbaugruppen) ermoumlglichen einen Daten-verkehr der die Funktionalitaumlt der Standard-Schnittstellen auf der CPU-Baugruppebezuumlglich Protokolle und Kommunikationsfunktionen uumlberschreitet

(System-)Stromversorgungsbaugruppen sorgen fuumlr die benoumltigten internenSpannungen im Automatisierungsgeraumlt Bei Bedarf koumlnnen bis zu drei System-Stromversorgungsbaugruppen im Automatisierungsgeraumlt eingesetzt werdenLastspannungen bzw Laststroumlme werden uumlber externe Laststromversorgungen(Power Modules PM) bereitgestellt die auch eine 24V-Primaumlrspannung fuumlr System-Stromversorgungsbaugruppen liefern koumlnnen

112 Uumlbersicht STEP 7 Professional

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Autorisierung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuellenBetriebssystemen unter Microsoft Windows Die Projektierung eines S7-1500-Con-trollers geschieht mit zwei Ansichten der Portalansicht und der Projektansicht

Die Portalansicht ist aufgabenorientiert angelegt Im Startportal oumlffnen Sie einbestehendes Projekt erstellen ein neues Projekt oder migrieren ein Projekt EinbdquoProjektldquo ist eine Datenstruktur die alle erforderlichen Programme und Daten fuumlrIhr Automatisierungsvorhaben enthaumllt Von hier aus sind die wichtigsten Werk-zeuge und Funktionen von STEP 7 uumlber weitere Portale erreichbar Das PortalGeraumlte amp Netze zur Konfiguration der Hardware das Portal PLC-Programmierungzum Bearbeiten des Anwenderprogramms das Portal Motion amp Technology zumErstellen von Technologie-Objekten das Portal Visualisierung zum Projektierenvon HMI-Systemen und das Portal Online amp Diagnose fuumlr den Online-Betrieb desProgrammiergeraumlts (Bild 13)

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt (Bild 14) In der Geraumltekonfi-guration steht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittel-

1 Einfuumlhrung

26

Bild 13 Werkzeuge im Startportal von STEP 7 Professional V14

Bild 14 Beispiel fuumlr die Projektansicht Arbeitsbereich der Geraumltekonfiguration

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

27

punkt In der Geraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platziertenBaugruppen gezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt dieEigenschaften der selektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibtUnterstuumltzung durch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Bau-gruppen Die Netzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

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

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

Zusaumltzlich gibt es eine Bibliotheksansicht mit der die Elemente der Projektbiblio-thek und der geoumlffneten globalen Bibliotheken bearbeitet werden koumlnnen

113 Verschiedene Programmiersprachen

Als Programmiersprache fuumlr das Anwenderprogramm koumlnnen Sie zwischen Kon-taktplan (KOP) Funktionsplan (FUP) Structured Control Language (SCL) Anwei-sungsliste (AWL) und Ablaufsteuerung (GRAPH) waumlhlen (Bild 15)

Mit Kontaktplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an denStromlaufplan Die Verknuumlpfung der binaumlren Signalzustaumlnde wird durch die seri-elle oder parallele Anordnung von Kontakten und Spulen dargestellt KomplexeFunktionen wie beispielsweise die arithmetischen Funktionen werden mit Boxendargestellt die Sie wie Kontakte oder Spulen im Kontaktplan anordnen

Mit Funktionsplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an elektro-nische Schaltkreissysteme Binaumlre Verknuumlpfungen werden durch Verschaltung vonUND- und ODER-Funktionen realisiert und mit Speicher-Boxen abgeschlossen Kom-plexe Boxen uumlbernehmen die Verknuumlpfung digitaler Variablen beispielsweise beiden arithmetischen Funktionen

Structured Control Language eignet sich besonders fuumlr die Programmierungvon komplexen Algorithmen oder fuumlr Aufgabenstellungen aus dem Bereich derDatenverwaltung Das Programm besteht aus SCL-Anweisungen die beispielsweiseWertzuweisungen Vergleiche oder Kontrollanweisungen sein koumlnnen

Mit Anweisungsliste programmieren Sie die Steuerungsaufgabe durch eine Folgevon Anweisungen Jede AWL-Anweisung enthaumllt eine Vorschrift was zu tun ist undeventuell einen Operand mit dem die Operation ausgefuumlhrt wird AWL ist gleicher-maszligen geeignet fuumlr binaumlre und digitale Verknuumlpfungen wie fuumlr die Programmie-rung komplexer Steuerungsaufgaben

1 Einfuumlhrung

28

Kontaktplan KOP

Funktionsplan FUP

Structured Control Language SCL

Anweisungsliste AWL

Bild 15 Beispiele fuumlr die Darstellung in KOP FUP SCL und AWL

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

29

Mit GRAPH programmieren Sie eine Steuerungsaufgabe als Ablaufsteuerung inder die sequenzielle Folge von Aktionen vorherrscht Die einzelnen Schritte undVerzweigungen werden durch Weiterschaltbedingungen freigegeben die mit KOPoder FUP programmiert werden koumlnnen (Bild 16)

114 Bearbeitung des Anwenderprogramms

Nach dem Einschalten der Versorgungsspannung pruumlft der Steuerungsprozessordie vorhandene Hardware und parametriert die Baugruppen Anschlieszligend wirdeinmalig ndash falls vorhanden ndash ein Anlaufprogramm bearbeitet Das Anlaufpro-gramm gehoumlrt zum Anwenderprogramm das Sie programmieren Im Anlaufpro-gramm koumlnnen beispielsweise Baugruppen initialisiert werden

Das Anwenderprogramm ist in der Regel in einzelne Abschnitte ndash bdquoBausteineldquogenannt ndash eingeteilt Die Organisationsbausteine (OB) sind die Schnittstelle zwi-schen Betriebssystem und Anwenderprogramm Das Betriebssystem ruft zubestimmten Ereignissen einen Organisationsbaustein auf in dem dann das Anwen-derprogramm bearbeitet wird (Bild 17)

Zur Strukturierung des Programms stehen Funktionsbausteine (FB) und Funktio-nen (FC) zur Verfuumlgung Funktionsbausteine haben einen Speicher in dem lokaleVariablen dauerhaft abgelegt sind Funktionen haben diesen Speicher nicht

Fuumlr den Aufruf (das Starten der Bearbeitung) von Funktionsbausteinen und Funk-tionen gibt es Programmanweisungen Jeder Bausteinaufruf kann mit Ein- undAusgaumlngen ndash bdquoBausteinparameterldquo genannt ndash versehen werden Beim Aufruf koumln-nen Variablen uumlbergeben werden mit denen das Programm im Baustein arbeitensoll Auf diese Weise kann ein Baustein mit einer gewissen Funktion (z B der Aus-

Bild 16 Beispiel fuumlr eine GRAPH-Ablaufkette und eine Schrittprojektierung

Page 8: Berger Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 · Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 Projektieren, Programmieren und Testen mit STEP 7 Professional von Hans Berger 2., wesentlich überarbeitete

Inhaltsverzeichnis

8

Inhaltsverzeichnis

1 Einfuumlhrung 23

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500 23111 Automatisierungsgeraumlt SIMATIC S7-1500 24112 Uumlbersicht STEP 7 Professional 25113 Verschiedene Programmiersprachen 27114 Bearbeitung des Anwenderprogramms 29115 Datenhaltung im SIMATIC-Automatisierungssystem 31

12 Einfuumlhrung in STEP 7 Professional V14 33121 STEP 7 installieren 33122 Automation License Manager 34123 STEP 7 Professional starten 34124 Portalansicht 35125 Die Fenster der Projektansicht 36126 Informationssystem 38127 Bedienoberflaumlche anpassen 39

13 Ein SIMATIC-Projekt bearbeiten 40131 Strukturierte Darstellung der Projektdaten 40132 Projektdaten und Editoren fuumlr eine PLC-Station 40133 Mit Projekten arbeiten 44134 Mit Referenzprojekten arbeiten 48135 Mit Bibliotheken arbeiten 48136 Mehrsprachige Projekte 52

2 Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500 54

21 Komponenten einer S7-1500-Station 54

22 CPU-Baugruppen S7-1500 56221 CPU-Varianten 56222 Bedien- und Anzeigeelemente 60223 SIMATIC Memory Card 61224 Busschnittstellen 62

23 Signalbaugruppen 63231 Digitaleingabebaugruppen 63232 Digitalausgabebaugruppen 65233 Digitalein-ausgabebaugruppen 66234 Analogeingabebaugruppen 66235 Analogausgabebaugruppe 66236 Analogein-ausgabebaugruppen 67

24 Technologiebaugruppen 68

Inhaltsverzeichnis

9

25 Kommunikationsbaugruppen 69

26 Weitere Baugruppen 70261 Systemstromversorgungsbaugruppen 70262 Laststromversorgungsbaugruppen 70

27 SIPLUS S7-1500 71

3 Geraumltekonfiguration 72

31 Einfuumlhrung 72

32 Eine Station konfigurieren 74321 Eine PLC-Station hinzufuumlgen 74322 Eine Baugruppe hinzufuumlgen 74

33 Baugruppen parametrieren 76331 Die CPU-Eigenschaften parametrieren 76332 Baugruppen adressieren 80333 Signalbaugruppen parametrieren 82334 Eine Konfigurationssteuerung projektieren 84

34 Eine Vernetzung projektieren 87341 Einfuumlhrung 87342 Eine Station vernetzen 88343 Teilnehmeradressen in einem Subnetz 90344 Kommunikationsdienste und Verbindungstypen 91345 Eine Verbindung projektieren 92346 Ein PROFINET-Subnetz projektieren 94347 Ein PROFIBUS-Subnetz projektieren 98

4 Variablen Adressierung und Datentypen 101

41 Operanden und Variablen 101411 Einfuumlhrung Uumlbersicht 101412 Operandenbereiche Eingaumlnge und Ausgaumlnge 103413 Operandenbereich Merker 104414 Operandenbereich Daten 106415 Operandenbereich temporaumlre Lokaldaten 107

42 Adressierung von Variablen und Konstanten 108421 Signalweg 108422 Absolute Adressierung 109423 Symbolische Adressierung 112424 Adressierung eines Variablenteils 114425 Adressierung einer Konstanten 114426 Indirekte Adressierung 115

43 Adressierung von Hardware-Objekten 123

44 Allgemeines zu Datentypen 123441 Uumlbersicht der Datentypen 123442 Implizite Datentypkonvertierung 125443 Variablen uumlberlagern (Datentypsichten) 128

45 Elementare Datentypen 130

Inhaltsverzeichnis

10

451 Bitfolge-Datentypen BOOL BYTE WORD DWORD und LWORD 130452 BCD-Zahlen BCD16 und BCD32 132453 Datentypen CHAR und WCHAR 133454 Festpunkt-Datentypen ohne Vorzeichen USINT UINT UDINT ULINT 133455 Festpunkt-Datentypen mit Vorzeichen SINT INT DINT und LINT 134456 Gleitpunkt-Datentypen REAL und LREAL 135457 Datentypen fuumlr Zeitdauern 137458 Datentypen fuumlr Zeitpunkte 139

46 Strukturierte Datentypen 140461 Datum und Uhrzeit DATE_AND_TIME (DT) 140462 Datum und Uhrzeit DATE_AND_LTIME (DTL) 142463 Zeichenketten STRING und WSTRING 142464 Datentyp ARRAY 143465 Datentyp STRUCT 147

47 Parametertypen 149471 Uumlbersicht 149472 Parametertypen BLOCK_FC und BLOCK_FB (AWL) 150473 Parametertyp DB_ANY 150474 Parametertyp VOID 151475 Parametertypen POINTER ANY und VARIANT 151476 Parametertyp ARRAY[] 152

48 Zeiger 152481 Einfuumlhrung 152482 Bereichszeiger 153483 DB-Zeiger 153484 ANY-Zeiger 155

49 PLC-Datentypen 155491 Einen PLC-Datentyp programmieren 155492 Einen PLC-Datentyp anwenden 156493 PLC-Datentypen vergleichen 158494 Einen PLC-Datentyp umnummerieren 159

410 Systemdatentypen 1594101 Systemdatentypen fuumlr Zeitfunktionen 1594102 Systemdatentypen fuumlr Zaumlhlfunktionen 1614103 Startinformation 162

411 Hardware-Datentypen 163

5 Anwenderprogramm bearbeiten 164

51 Betriebszustaumlnde 164511 Betriebszustand STOP 165512 Betriebszustand ANLAUF 166513 Betriebszustand RUN 168514 Remanenzverhalten von Operanden 169

52 Anwenderprogramm erstellen 170521 Programmbearbeitung 170522 Strukturierung des Anwenderprogramms 172

Inhaltsverzeichnis

11

523 Bausteinarten 175524 Bausteineigenschaften 177525 Bausteinschnittstelle 177526 Einen Codebaustein aufrufen 183527 Programmierempfehlungen 186

53 Anlaufprogramm 193531 Organisationsbausteine fuumlr das Anlaufprogramm 193532 Remanente Daten zuruumlcksetzen 195533 Baugruppenadresse ermitteln 195534 Baugruppen parametrieren 198

54 Hauptprogramm 202541 Organisationsbausteine fuumlr das Hauptprogramm 202542 Prozessabbild-Aktualisierung 203543 Zykluszeit 207544 Reaktionszeit 210545 Programm stoppen und verzoumlgern 211546 Uhrzeit 212547 Systemzeit lesen 217548 Betriebsstundenzaumlhler 217

55 Alarmbearbeitung 219551 Einfuumlhrung zur Alarmbearbeitung 219552 Uhrzeitalarme 223553 Verzoumlgerungsalarme 227554 Weckalarme 231555 Prozessalarme 235556 Alarme zur Laufzeit zuordnen 237557 Alarmzusatzinformation lesen 238

56 Fehlerbehandlung Diagnose 240561 Fehlerursachen und Fehlerreaktionen 240562 Lokale Fehlerbehandlung 240563 Globale Fehlerbehandlung (Synchronfehler) 245564 Synchronfehlerbearbeitung sperren und freigeben 247565 Asynchronfehler 250566 Alarme und Asynchronfehler sperren verzoumlgern und freigeben 254

57 Diagnose im Anwenderprogramm 256571 Diagnosealarm 256572 Startinformation lesen 258573 Laufzeit-Informationen lesen 259574 Diagnosefunktionen im Anwenderprogramm 260

58 Meldungen projektieren 267581 Einfuumlhrung 267582 Meldungen nach dem Meldenummerverfahren projektieren 271583 Systembausteine fuumlr Meldungen 276584 Anwender-Diagnosemeldung erzeugen 279585 CPU-Meldungsanzeige 280

Inhaltsverzeichnis

12

6 Programmeditor 283

61 Einfuumlhrung 283

62 PLC-Variablentabelle 284621 PLC-Variablentabelle anlegen und bearbeiten 284622 PLC-Variablen definieren und bearbeiten 284623 PLC-Variablentabellen vergleichen 287624 PLC-Variablentabelle exportieren und importieren 288625 Konstantentabellen 289

63 Einen Codebaustein programmieren 289631 Einen neuen Codebaustein anlegen 289632 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Codebausteine 291633 Bausteineigenschaften fuumlr Codebausteine festlegen 293634 Einen Baustein schuumltzen 296635 Bausteinschnittstelle programmieren 297636 Allgemeines Vorgehen beim Programmieren der Steuerungsfunktion 300637 Steuerungsfunktion mit KOP und FUP programmieren 304638 Steuerungsfunktion mit SCL programmieren 308639 Steuerungsfunktion mit AWL programmieren 3126310 Steuerungsfunktion mit GRAPH programmieren 314

64 Einen Datenbaustein programmieren 315641 Einen neuen Datenbaustein anlegen 315642 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Datenbausteine 316643 Bausteineigenschaften fuumlr Datenbausteine festlegen 317644 Datenvariablen deklarieren 320645 Datenvariablen in Globaldatenbausteinen eingeben 322

65 Bausteine uumlbersetzen 323651 Uumlbersetzung starten 323652 SCL-Bausteine uumlbersetzen 324653 Fehler nach der Uumlbersetzung beheben 325

66 Arbeiten mit Quelldateien 327

67 Programminformationen 330671 Querverweisliste 330672 Belegungsplan 331673 Aufrufstruktur 333674 Abhaumlngigkeitsstruktur 334675 Konsistenzpruumlfung 335676 Speicherauslastung der CPU 336

7 Kontaktplan KOP 338

71 Einfuumlhrung 338711 Programmieren mit KOP allgemein 338712 Programmelemente des Kontaktplans 340

72 Binaumlre Verknuumlpfungen mit KOP programmieren 340721 Schlieszligerkontakt und Oumlffnerkontakt 341722 Reihen- und Parallelschaltung von Kontakten 343

Inhaltsverzeichnis

13

723 T-Abzweig offener Parallelzweig 344724 Verknuumlpfungsergebnis negieren im Kontaktplan 345725 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen im Kontaktplan 345726 Guumlltigkeitspruumlfung einer Gleitpunktvariablen im Kontaktplan 346727 Vergleich-Kontakte 347

73 Speicherfunktionen mit KOP programmieren 347731 Einfache und negierende Spule 348732 Setzen- und Ruumlcksetzen-Spule 349733 Speicherndes Verhalten durch Selbsthaltung 350734 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Kontaktplan 350735 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Kontaktplan 351736 Spulen mit Zeitverhalten 352

74 Q-Boxen mit KOP programmieren 353741 Speicher-Boxen im Kontaktplan 354742 Flankenauswertung des Stromflusses 354743 Zeitfunktionen im Kontaktplan 355744 Zaumlhlfunktionen im Kontaktplan 357

75 ENENO-Boxen mit KOP programmieren 358751 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 358752 Uumlbertragungsfunktionen im Kontaktplan 358753 Arithmetische Funktionen im Kontaktplan 360754 Mathematische Funktionen im Kontaktplan 361755 Konvertierungsfunktionen im Kontaktplan 362756 Schiebefunktionen im Kontaktplan 363757 Logikfunktionen im Kontaktplan 363758 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Kontaktplan 364

76 VARIANT-Funktionen mit KOP programmieren 365

77 Programmsteuerung mit KOP 367771 Sprungfunktionen im Kontaktplan 367772 Bausteinende-Funktion im Kontaktplan 370773 Bausteinaufruf-Funktionen im Kontaktplan 371

8 Funktionsplan FUP 373

81 Einfuumlhrung 373811 Programmieren mit FUP allgemein 373812 Programmelemente des Funktionsplans 375

82 Binaumlre Verknuumlpfungen mit FUP programmieren 375821 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 376822 Eine binaumlre Verknuumlpfung im Funktionsplan programmieren 378823 UND-Funktion im Funktionsplan 379824 ODER-Funktion im Funktionsplan 379825 Exklusiv-ODER-Funktion im Funktionsplan 379826 Kombinierte binaumlre Verknuumlpfungen Verknuumlpfungsergebnis negieren 380827 T-Abzweig im Funktionsplan 381828 Flankenauswertung von Binaumlrvariablen im Funktionsplan 381829 Guumlltigkeitspruumlfung von Gleitpunktzahlen im Funktionsplan 382

Inhaltsverzeichnis

14

8210 Vergleichsfunktionen im Funktionsplan 383

83 Standard-Boxen mit FUP programmieren 384831 Zuweisung und negierende Zuweisung 384832 Setzen- und Ruumlcksetzen-Box 385833 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Funktionsplan 386834 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Funktionsplan 387835 Standard-Boxen mit Zeitverhalten 387

84 Q-Boxen mit FUP programmieren 389841 Speicher-Boxen im Funktionsplan 389842 Flankenauswertung des Verknuumlpfungsergebnisses im Funktionsplan 390843 Zeitfunktionen im Funktionsplan 391844 Zaumlhlfunktionen im Funktionsplan 392

85 ENENO-Boxen mit FUP programmieren 393851 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 393852 Uumlbertragungsfunktionen im Funktionsplan 395853 Arithmetische Funktionen im Funktionsplan 395854 Mathematische Funktionen im Funktionsplan 396855 Konvertierungsfunktionen im Funktionsplan 397856 Schiebefunktionen im Funktionsplan 398857 Logikfunktionen im Funktionsplan 399858 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Funktionsplan 400

86 VARIANT-Funktionen mit FUP programmieren 40187 Programmsteuerung mit FUP 402

871 Sprungfunktionen im Funktionsplan 403872 Bausteinende-Funktion im Funktionsplan 406873 Bausteinaufruf-Funktionen im Funktionsplan 407

9 Structured Control Language SCL 409

91 Einfuumlhrung 409911 Programmieren mit SCL allgemein 409912 SCL-Anweisungen und Operatoren 411

92 Binaumlre Verknuumlpfungen mit SCL programmieren 413921 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 413922 UND-Funktion in SCL 414923 ODER-Funktion in SCL 414924 Exklusiv-ODER-Funktion in SCL 415925 Kombinierte binaumlre Verknuumlpfungen in SCL 415926 Verknuumlpfungsergebnis negieren in SCL 416

93 Speicherfunktionen mit SCL programmieren 417931 Wertzuweisung einer Binaumlrvariablen 417932 Setzen und Ruumlcksetzen in SCL 417933 Flankenauswertung in SCL 418

94 Zeit- und Zaumlhlfunktionen mit SCL programmieren 418941 Zeitfunktionen in SCL 418942 Zaumlhlfunktionen in SCL 419

95 Digitalfunktionen mit SCL programmieren 420

Inhaltsverzeichnis

15

951 Uumlbertragungsfunktion Wertzuweisung einer Digitalvariablen 420952 Vergleichsfunktionen in SCL 421953 Arithmetische Funktionen in SCL 422954 Mathematische Funktionen in SCL 423955 Konvertierungsfunktionen in SCL 424956 Schiebefunktionen in SCL 425957 Wortverknuumlpfungen logischer Ausdruck in SCL 426958 Funktionen fuumlr Zeichenketten in SCL 427

96 VARIANT-Funktionen mit SCL programmieren 427

97 Programmsteuerung mit SCL 430971 Kontrollanweisungen 430972 Bausteinendefunktion bei SCL 439973 Aufruf einer Funktion (FC) bei SCL 439974 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) bei SCL 440975 Versorgung von Parametern 442

10 Anweisungsliste AWL 443

101 Einfuumlhrung 4431011 Programmieren mit AWL allgemein 4431012 Aufbau einer AWL-Anweisung 4451013 Eine AWL-Anweisung eingeben 4451014 Adressierung von 64-Bit-Variablen 4471015 AWL-Netzwerke in KOP- und FUP-Bausteinen 447

102 Binaumlre Verknuumlpfungen mit AWL programmieren 4481021 Bearbeitung einer binaumlren Verknuumlpfung Verknuumlpfungsschritt 4491022 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 4501023 UND-Funktion in der Anweisungsliste 4511024 ODER-Funktion in der Anweisungsliste 4511025 Exklusiv-ODER-Funktion in der Anweisungsliste 4511026 Kombinierte binaumlre Verknuumlpfungen in der Anweisungsliste 4521027 Verknuumlpfungsergebnis steuern 455

103 Speicherfunktionen mit AWL programmieren 4551031 Zuweisung in der Anweisungsliste 4561032 Setzen und Ruumlcksetzen in der Anweisungsliste 4561033 Flankenauswertung in der Anweisungsliste 457

104 Zeit- und Zaumlhlfunktionen mit AWL programmieren 4581041 Zeitfunktionen in der Anweisungsliste 4581042 Zaumlhlfunktionen in der Anweisungsliste 459

105 Digitalfunktionen mit AWL programmieren 4601051 Uumlbertragungsfunktionen in der Anweisungsliste 4601052 Vergleichsfunktionen in der Anweisungsliste 4641053 Arithmetische Funktionen in der Anweisungsliste 4671054 Mathematische Funktionen in der Anweisungsliste 4711055 Konvertierungsfunktionen in der Anweisungsliste 4721056 Schiebefunktionen in der Anweisungsliste 4741057 Wortverknuumlpfungen in der Anweisungsliste 477

Inhaltsverzeichnis

16

1058 Funktionen fuumlr Zeichenketten in der Anweisungsliste 480

106 VARIANT-Funktionen mit AWL programmieren 481

107 Programmsteuerung mit AWL 4841071 Sprungfunktionen in der Anweisungsliste 4841072 Bausteinende-Funktionen in der Anweisungsliste 4861073 Bausteinaufruf-Funktion in der Anweisungsliste 486

108 Weitere AWL-Funktionen 4891081 Mit Statusbits arbeiten 4901082 Akkumulatorfunktionen 4951083 Arbeiten mit den Datenbausteinregistern 4971084 Teiladressierung von Datenoperanden 4991085 Absolute Adressierung von temporaumlren Lokaldaten 5001086 Arbeiten mit den Adressregistern 5011087 Speicherindirekte Adressierung 5031088 Registerindirekte Adressierung 5061089 Direkter Zugriff auf komplexe Lokalvariablen 51010810 Nullanweisungen 512

11 Ablaufsteuerung S7-GRAPH 513

111 Einfuumlhrung 5131111 Was ist eine Ablaufsteuerung 5131112 Eigenschaften einer Ablaufsteuerung 513

112 Elemente einer Ablaufsteuerung 5151121 Schritte und Transitionen 5151122 Spruumlnge in einer Ablaufsteuerung 5171123 Verzweigungen einer Ablaufkette 5171124 Permanente Anweisungen 5191125 Schritt- und Transitionsfunktionen 5191126 Bearbeitung von Bedingungen 5231127 Bearbeitung von Aktionen 524

113 Eine Ablaufsteuerung projektieren 5301131 Allgemeines Vorgehen bei der Projektierung 5301132 Den GRAPH-Funktionsbaustein programmieren 5311133 Projektieren der Kettenstruktur 5321134 Schritte und Transitionen programmieren 5351135 Permanente Anweisungen programmieren 5371136 Meldungen projektieren 5371137 Attribute des GRAPH-Funktionsbausteins 5371138 Den GRAPH-Funktionsbaustein aufrufen 539

114 Ablaufsteuerung testen 5401141 GRAPH-Funktionsbaustein laden 5401142 Einstellungen zum Programmtest 5411143 Betriebsarten verwenden 5421144 Ablaufkette synchronisieren 5421145 Mit Programmstatus testen 543

Inhaltsverzeichnis

17

12 Basisfunktionen 546

121 Binaumlre Verknuumlpfungen 5461211 Einfuumlhrung 5461212 Arbeiten mit Binaumlrsignalen 5471213 UND-Funktion Reihenschaltung 5511214 ODER-Funktion Parallelschaltung 5511215 Exklusiv-ODER-Funktion Antivalenzfunktion 5521216 Verknuumlpfungsergebnis negieren NOT-Kontakt 553

122 Speicherfunktionen 5541221 Einfuumlhrung 5541222 Einfache und negierende Spule Zuweisung 5541223 Einzelnes Setzen und Ruumlcksetzen 5551224 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen 5561225 Vorrangiges Setzen und Ruumlcksetzen Speicher-Boxen 557

123 Flankenauswertung 5591231 Funktionsweise einer Flankenauswertung 5591232 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen (KOP FUP) 5611233 Flankenauswertung mit Impulsausgabe (KOP FUP) 5611234 Flankenauswertung mit einer Q-Box (KOP FUP) 5621235 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box (KOP FUP) 5631236 Flankenauswertung bei SCL 5641237 Flankenauswertung bei AWL 567

124 Zeitfunktionen 5681241 Eine Zeitfunktion hinzufuumlgen 5681242 Impulsbildung TP 5691243 Einschaltverzoumlgerung TON 5701244 Ausschaltverzoumlgerung TOF 5711245 Akkumulierende Einschaltverzoumlgerung TONR 5721246 Eine Zeitfunktion mit einer Zeitdauer laden 5731247 Eine Zeitfunktion zuruumlcksetzen 574

125 Zaumlhlfunktionen 5741251 Eine Zaumlhlfunktion einfuumlgen 5751252 Vorwaumlrtszaumlhler CTU 5751253 Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTD 5761254 Vorwaumlrts-Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTUD 577

13 Digitalfunktionen 580

131 Uumlbertragungsfunktionen 5811311 Variable kopieren MOVE -und S_MOVE-Box bei KOP und FUP 5811312 Wertzuweisungen bei SCL 5831313 Laden und Transferieren bei AWL 5861314 Variable kopieren MOVE und S_MOVE bei AWL 5871315 VARIANT-Variable lesen und schreiben 5881316 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK_VARIANT 5891317 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK und UMOVE_BLK 5911318 Datenbereich fuumlllen mit FILL_BLK und UFILL_BLK 593

Inhaltsverzeichnis

18

1319 Variable von und zu einen BYTE-Feld uumlbertragen 59313110 Lesen und Schreiben mit PEEK und POKE (SCL AWL) 59713111 Byte-Reihenfolge aumlndern mit SWAP 59713112 Bereichsgrenzen ermitteln 599

132 Vergleichsfunktionen 5991321 Ausfuumlhrung der Vergleichsfunktion 6001322 Bereichsvergleich bei KOP und FUP 6031323 Gleitpunkt-Variable testen OK-Kontakt OK-Box 6031324 VARIANT-Zeiger testen bei KOP FUP und AWL 6051325 VARIANT-Zeiger testen bei SCL 606

133 Arithmetische Funktionen 6091331 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte 6091332 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte 6111333 Dekrementieren und Inkrementieren 613

134 Mathematische Funktionen 6141341 Allgemeine Funktionsbeschreibung 6141342 Winkelfunktionen SIN COS TAN 6151343 Arcusfunktionen ASIN ACOS ATAN 6151344 Quadrat bilden und Quadratwurzel ziehen 6161345 Logarithmus und Potenz 6161346 Nachkommastellen extrahieren Absolutwert und Negation bilden 6181347 Rechnen mit der CALCULATE-Box bei KOP und FUP 619

135 Konvertierungsfunktionen 6211351 Konvertierungsfunktionen CONV S_CONV und T_CONV 6221352 Konvertierung von DB_ANY 6281353 Konvertierungsfunktionen fuumlr Gleitpunktzahlen 6291354 Konvertierungsfunktionen STRG_TO_CHARS und CHARS_TO_STRG 6301355 Konvertierungsfunktionen STRG_VAL und VAL_STRG 6331356 Konvertierungsfunktionen ATH und HTA 6351357 Konvertierungsfunktionen SCALE_X und NORM_X 637

136 Schiebefunktionen 6391361 Allgemeine Funktionsbeschreibung 6391362 Rechts schieben SHR 6401363 Links schieben SHL 6401364 Rechts rotieren ROR 6401365 Links rotieren ROL 640

137 Logikfunktionen 6411371 Wortverknuumlpfungen 6411372 Invertieren Einerkomplement bilden 6431373 Codierfunktionen DECO und ENCO 6441374 Auswahlfunktionen SEL MUX und DEMUX 6451375 Minimumauswahl MIN Maximumauswahl MAX 6461376 Begrenzer LIMIT 646

138 Zeichenketten bearbeiten 649

139 Symbolnamen lesen 658

Inhaltsverzeichnis

19

14 Programmsteuerung 663

141 Sprungfunktionen 6641411 Einfuumlhrung 6641412 Absoluter Sprung 6641413 Bedingter Sprung 6661414 Sprungliste 6681415 Sprungverteiler 6701416 Schleifensprung 670

142 Bausteinende-Funktionen 6721421 Bausteinende-Funktion RET (KOP und FUP) 6721422 RETURN-Anweisung (SCL) 6741423 Bausteinende-Funktionen BEB BEA und BE (AWL) 674

143 Aufruf von Codebausteinen 6741431 Einfuumlhrung 6741432 Aufruf einer Funktion FC 6751433 Aufruf eines Funktionsbausteins FB 6751434 Asynchron arbeitende Systembausteine 6781435 ENENO-Mechanismus 678

144 Arbeiten mit Bausteinen 6821441 Bausteine mit optimiertem und Standardzugriff 6821442 Datentypen der lokalen Variablen 6841443 Bausteinparameter adressieren 6861444 Bausteinparameter versorgen 6891445 Uumlbergabe von Bausteinparametern 691

145 Datenbausteinfunktionen 6941451 Datenbausteinattribute lesen 6941452 Ladespeicher lesen und schreiben 6951453 ARRAY-Datenbausteine 6971454 Systembausteine fuumlr den Zugriff auf ARRAY-Datenbausteine 6981455 CPU-Datenbausteine 700

15 Online-Betrieb Diagnose und Test 704

151 PLC-Station online verbinden 7051511 Programmiergeraumlt an die PLC-Station anschlieszligen 7051512 Die CPU urloumlschen 7071513 Den Auslieferungszustand wiederherstellen 708

152 Projektdaten uumlbertragen 7091521 Die Projektdaten erstmalig laden 7101522 Die Projektdaten nachladen 7121523 Das Anwenderprogramm schuumltzen 7131524 Mit Online-Projektdaten arbeiten 7161525 Mit der Memory Card arbeiten 719

153 Mit Bausteinen im Online-Betrieb arbeiten 7201531 Einfuumlhrung 7201532 Einen Online-Baustein bearbeiten 7211533 Einen Baustein laden und zuruumlckladen 722

Inhaltsverzeichnis

20

1534 Ohne Reinitialisierung laden 7231535 Mit Momentaufnahmen arbeiten 7251536 Mit Einstellwerten arbeiten 7261537 Bausteine vergleichen 728

154 Hardware-Diagnose 7311541 Status-Anzeigen an den Baugruppen 7311542 Diagnosefenster 7321543 Diagnosepuffer 7341544 Online-Tools 7341545 Weitere Diagnose-Informationen uumlber das Programmiergeraumlt 736

155 Anwenderprogramm testen 7371551 Aufrufumgebung definieren 7381552 Testen mit Programmstatus 7391553 PLC-Variablen beobachten 7431554 Datenvariablen beobachten und steuern 7441555 Testen mit Beobachtungstabellen 7451556 Testen mit der Force-Tabelle 750

156 Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion 7521561 Einfuumlhrung 7521562 Erstellen der Trace-Konfiguration 7531563 Messwerte aufzeichnen 754

16 Dezentrale Peripherie 758

161 Einfuumlhrung Uumlbersicht 758

162 Dezentrales Peripheriesystem ET 200 7591621 ET 200MP 7591622 ET 200M 7601623 ET 200SP 7611624 ET 200S 7621625 ET 200pro 7621626 ET 200AL 7631627 ET 200eco und ET200eco PN 764

163 PROFINET IO 7641631 Komponenten von PROFINET IO 7641632 Adressen bei PROFINET IO 7671633 PROFINET IO projektieren 7691634 Kopplungsbaugruppen fuumlr PROFINET IO 7751635 Echtzeit-Kommunikation bei PROFINET 7761636 Spezielle PROFINET-Konfigurationen 780

164 PROFIBUS DP 7841641 Komponenten von PROFIBUS DP 7841642 Adressen bei PROFIBUS DP 7871643 PROFIBUS DP projektieren 7891644 Kopplungsbaugruppen fuumlr PROFIBUS DP 7921645 Spezielle PROFIBUS-Konfigurationen 795

165 Systembausteine fuumlr dezentrale Peripherie 798

Inhaltsverzeichnis

21

1651 Peripheriedaten lesen und schreiben 7981652 Diagnosedaten von einem DP-Normslave lesen 8011653 Datensatz empfangen und bereitstellen 8021654 Dezentrale Station aktivierendeaktivieren 8041655 PROFINET-IO-System umkonfigurieren 805

166 DPV1-Alarme 805

167 Taktsynchronitaumlt 8081671 Einfuumlhrung 8081672 Taktsynchronitaumlt bei PROFINET 8081673 Taktsynchronitaumlt bei PROFIBUS 8111674 Taktsynchronalarm 8131675 Prozessabbilder taktsynchron aktualisieren 816

17 Kommunikation 817

171 Uumlbersicht 817

172 Open User Communication 8201721 Grundlagen 8201722 Datenstruktur der Open User Communication 8211723 Verbindung aufbauen und Daten senden mit TSEND_C 8221724 Verbindung aufbauen und Daten empfangen mit TRCV_C 8231725 Open User Communication projektieren 8251726 Weitere Funktionen fuumlr die Open User Communication 827

173 S7-Kommunikation 8301731 Grundlagen 8301732 Einseitiger Datenaustausch 8301733 Zweiseitiger Datenaustausch 8321734 S7-Kommunikation projektieren 835

174 Freeport-Kommunikation 8361741 Einfuumlhrung in die Freeport-Kommunikation 8361742 Konfigurieren der Kommunikationsbaugruppe CM PtP 8371743 Freeport-Kommunikationsfunktionen 838

175 Weitere Kommunikationsfunktionen 8421751 USS-Protokoll fuumlr Antriebe 8421752 Modbus RTU 8441753 Modbus TCP 846

18 Anhang 849

181 Ein Projekt migrieren 849

182 Webserver 8521821 Webserver aktivieren 8521822 Standard-Webseiten 8551823 Basic-Webseiten 8581824 Service-Daten auslesen 8581825 Webserver initialisieren und Webseiten synchronisieren (WWW) 859

183 Technologieobjekte 859

Inhaltsverzeichnis

22

1831 Technologieobjekte fuumlr Motion Control 8591832 Technologieobjekte fuumlr PID Control 8661833 Technologieobjekte fuumlr Zaumlhlen und Messen 867

184 Daten protokollieren und Rezepturen uumlbertragen 8721841 Einfuumlhrung in die Datenprotokollierung 8721842 Datenprotokollierung anwenden 8721843 Funktionen fuumlr die Datenprotokollierung 8731844 Einfuumlhrung zur Rezepturenuumlbertragung 8751845 Funktionen fuumlr die Rezepturenuumlbertragung 877

185 Simulation mit S7-PLCSIM 8781851 S7-PLCSIM allgemein 8781852 Die Bedienoberflaumlche von PLCSIM 8791853 In S7-PLCSIM mit STEP-7-Testfunktionen testen 8801854 Mit einem Simulationsprojekt arbeiten 8821855 Mit dem Adressbereich testen 8831856 Mit der SIM-Tabelle testen 8831857 Mit der Sequenztabelle testen 885

186 Maschinen- und Anlagendiagnose mit ProDiag 888

Stichwortverzeichnis 892

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

23

1 Einfuumlhrung

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

SIMATIC S7-1500 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den mittleren undoberen Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Ein-Ausgabebaugruppen fuumlr Digital- und Analogsignale sowieTechnologie- und Kommunikationsbaugruppen modular erweitert werden DasAutomatisierungssystem SIMATIC S7-1500 ist nahtlos eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1500

SIMATIC Controller steuern die Maschineoder Anlage Mehrere Varianten derController erweitern das Einsatzspektrum

Die dezentrale Peripherie erweitertdie Schnittstelle zur Maschineoder Anlage

SIMATIC NET

SIMATIC HMI

SIMATIC ET200 STEP 7 Professional(TIA Portal)

SIMATIC S7-1500

Die Vernetzung ermoumlglicht den Datenaustauschzwischen den Geraumlten und den Online-Zugriffan beliebiger Stelle

STEP 7 ist die Engineeringsoftware zumKonfigurieren undProgrammieren

Projektieren

S

Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500

S

ESC OK

Bedienen und Beobachtenzum Fuumlhren der Anlageim laufenden Betrieb

S

1 Einfuumlhrung

24

Die dezentrale Peripherie SIMATIC ET200 bietet eine zusaumltzliche Erweiterung mit Ein-Ausgabebaugruppen die mit PROFIBUS DP oder PROFINET IO mit dem zentralenSteuerungsgeraumlt verbunden sind Die dezentralen Stationen koumlnnen in einem Schalt-schrank oder ndash mit besonderen Bauformen fuumlr erhoumlhte mechanische Anforderungausgestattet ndash auch vor Ort direkt an der Maschine oder Anlage installiert werden

Mit SIMATIC HMI (HMI = Human Machine Interface) wird eine Maschine oderAnlage gefuumlhrt und deren Funktion beobachtet Die Geraumlte koumlnnen ndash je nach Vari-ante ndash uumlber Prozessbilder Bedienfunktionen zur Verfuumlgung stellen Betriebs- undStoumlrungsmeldungen anzeigen und die Automatisierungsdaten in Form von Rezep-turen oder Messwertarchiven verwalten

SIMATIC NET uumlbernimmt den Datenaustausch uumlber verschiedene Bussysteme zwi-schen den SIMATIC-Steuerungsgeraumlten der dezentralen Peripherie den Bedienge-raumlten und dem Programmiergeraumlt Das Programmiergeraumlt kann ein Personal Com-puter ein Industrierechner oder ein Notebook mit dem Betriebssystem MicrosoftWindows sein

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert parametriert und programmiert Das TIA Portal (TIA = TotallyIntegrated Automation) ist das zentrale Werkzeug zum Verwalten der Automatisie-rungsdaten und der dazugehoumlrenden Editoren in Form eines hierarchisch geglie-derten Projekts

111 Automatisierungsgeraumlt SIMATIC S7-1500

Die wesentlichen Bestandteile eines S7-1500-Automatisierungsgeraumlts sind im Bild12 dargestellt

Bild 12 Bestandteile einer S7-1500-Steuerung mit Standard-Controller

Zentralgeraumlt

SM-Baugruppen(Signal Modules)

Auf dem Baugruppentraumlger sind steckbar

Der Baugruppentraumlger hat 32 Steckplaumltzewobei eine optionale StromversorgungSteckplatz 0 und die CPU-BaugruppeSteckplatz 1 belegen Rechts von der CPU-Baugruppe finden noch maximal 30Baugruppen (einschlieszliglichStromversorgungsbaugruppen) Platz

TM-Baugruppen(Technology Modules)

CM-Baugruppen(Communication Modules)

CPU-Baugruppe(Central Processor Unit)

PS-Baugruppe(Power Supply)

Baugruppen-traumlger (Rack)

Bestandteile einer S7-1500-Steuerung

S

ES C OK

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

25

Die CPU-Baugruppe (Zentralbaugruppe) enthaumllt das Betriebssystem und dasAnwenderprogramm Das Anwenderprogramm steht spannungsausfallsicher aufder in der CPU-Baugruppe steckenden SIMATIC Memory Card Die Bearbeitung desAnwenderprogramms findet im Arbeitsspeicher in der CPU statt Die auf der CPU-Baugruppe vorhandenen Busschnittstellen stellen die Verbindung zu anderenAutomatisierungsgeraumlten her

Die Verbindung zur gesteuerten Maschine oder Anlage uumlbernehmen SM-Baugrup-pen (Signalbaugruppen) Diese Ein- und Ausgabebaugruppen gibt es fuumlr Digital-und Analogsignale mit verschiedenen Spannungen und Stroumlmen

Die TM-Baugruppen (Technologiebaugruppen) sind signalvorverarbeitendebdquointelligenteldquo Peripheriebaugruppen die vom Prozess kommende Signale unab-haumlngig von der CPU aufbereiten verarbeiten und entweder wieder direkt an denProzess zuruumlckgeben oder an der internen Schnittstelle der CPU zur Verfuumlgungstellen TM-Baugruppen uumlbernehmen Funktionen die die CPU meist nicht schnellgenug ausfuumlhren kann wie z B Impulse zaumlhlen

Die CM-Baugruppen (Kommunikationsbaugruppen) ermoumlglichen einen Daten-verkehr der die Funktionalitaumlt der Standard-Schnittstellen auf der CPU-Baugruppebezuumlglich Protokolle und Kommunikationsfunktionen uumlberschreitet

(System-)Stromversorgungsbaugruppen sorgen fuumlr die benoumltigten internenSpannungen im Automatisierungsgeraumlt Bei Bedarf koumlnnen bis zu drei System-Stromversorgungsbaugruppen im Automatisierungsgeraumlt eingesetzt werdenLastspannungen bzw Laststroumlme werden uumlber externe Laststromversorgungen(Power Modules PM) bereitgestellt die auch eine 24V-Primaumlrspannung fuumlr System-Stromversorgungsbaugruppen liefern koumlnnen

112 Uumlbersicht STEP 7 Professional

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Autorisierung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuellenBetriebssystemen unter Microsoft Windows Die Projektierung eines S7-1500-Con-trollers geschieht mit zwei Ansichten der Portalansicht und der Projektansicht

Die Portalansicht ist aufgabenorientiert angelegt Im Startportal oumlffnen Sie einbestehendes Projekt erstellen ein neues Projekt oder migrieren ein Projekt EinbdquoProjektldquo ist eine Datenstruktur die alle erforderlichen Programme und Daten fuumlrIhr Automatisierungsvorhaben enthaumllt Von hier aus sind die wichtigsten Werk-zeuge und Funktionen von STEP 7 uumlber weitere Portale erreichbar Das PortalGeraumlte amp Netze zur Konfiguration der Hardware das Portal PLC-Programmierungzum Bearbeiten des Anwenderprogramms das Portal Motion amp Technology zumErstellen von Technologie-Objekten das Portal Visualisierung zum Projektierenvon HMI-Systemen und das Portal Online amp Diagnose fuumlr den Online-Betrieb desProgrammiergeraumlts (Bild 13)

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt (Bild 14) In der Geraumltekonfi-guration steht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittel-

1 Einfuumlhrung

26

Bild 13 Werkzeuge im Startportal von STEP 7 Professional V14

Bild 14 Beispiel fuumlr die Projektansicht Arbeitsbereich der Geraumltekonfiguration

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

27

punkt In der Geraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platziertenBaugruppen gezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt dieEigenschaften der selektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibtUnterstuumltzung durch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Bau-gruppen Die Netzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

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

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

Zusaumltzlich gibt es eine Bibliotheksansicht mit der die Elemente der Projektbiblio-thek und der geoumlffneten globalen Bibliotheken bearbeitet werden koumlnnen

113 Verschiedene Programmiersprachen

Als Programmiersprache fuumlr das Anwenderprogramm koumlnnen Sie zwischen Kon-taktplan (KOP) Funktionsplan (FUP) Structured Control Language (SCL) Anwei-sungsliste (AWL) und Ablaufsteuerung (GRAPH) waumlhlen (Bild 15)

Mit Kontaktplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an denStromlaufplan Die Verknuumlpfung der binaumlren Signalzustaumlnde wird durch die seri-elle oder parallele Anordnung von Kontakten und Spulen dargestellt KomplexeFunktionen wie beispielsweise die arithmetischen Funktionen werden mit Boxendargestellt die Sie wie Kontakte oder Spulen im Kontaktplan anordnen

Mit Funktionsplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an elektro-nische Schaltkreissysteme Binaumlre Verknuumlpfungen werden durch Verschaltung vonUND- und ODER-Funktionen realisiert und mit Speicher-Boxen abgeschlossen Kom-plexe Boxen uumlbernehmen die Verknuumlpfung digitaler Variablen beispielsweise beiden arithmetischen Funktionen

Structured Control Language eignet sich besonders fuumlr die Programmierungvon komplexen Algorithmen oder fuumlr Aufgabenstellungen aus dem Bereich derDatenverwaltung Das Programm besteht aus SCL-Anweisungen die beispielsweiseWertzuweisungen Vergleiche oder Kontrollanweisungen sein koumlnnen

Mit Anweisungsliste programmieren Sie die Steuerungsaufgabe durch eine Folgevon Anweisungen Jede AWL-Anweisung enthaumllt eine Vorschrift was zu tun ist undeventuell einen Operand mit dem die Operation ausgefuumlhrt wird AWL ist gleicher-maszligen geeignet fuumlr binaumlre und digitale Verknuumlpfungen wie fuumlr die Programmie-rung komplexer Steuerungsaufgaben

1 Einfuumlhrung

28

Kontaktplan KOP

Funktionsplan FUP

Structured Control Language SCL

Anweisungsliste AWL

Bild 15 Beispiele fuumlr die Darstellung in KOP FUP SCL und AWL

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

29

Mit GRAPH programmieren Sie eine Steuerungsaufgabe als Ablaufsteuerung inder die sequenzielle Folge von Aktionen vorherrscht Die einzelnen Schritte undVerzweigungen werden durch Weiterschaltbedingungen freigegeben die mit KOPoder FUP programmiert werden koumlnnen (Bild 16)

114 Bearbeitung des Anwenderprogramms

Nach dem Einschalten der Versorgungsspannung pruumlft der Steuerungsprozessordie vorhandene Hardware und parametriert die Baugruppen Anschlieszligend wirdeinmalig ndash falls vorhanden ndash ein Anlaufprogramm bearbeitet Das Anlaufpro-gramm gehoumlrt zum Anwenderprogramm das Sie programmieren Im Anlaufpro-gramm koumlnnen beispielsweise Baugruppen initialisiert werden

Das Anwenderprogramm ist in der Regel in einzelne Abschnitte ndash bdquoBausteineldquogenannt ndash eingeteilt Die Organisationsbausteine (OB) sind die Schnittstelle zwi-schen Betriebssystem und Anwenderprogramm Das Betriebssystem ruft zubestimmten Ereignissen einen Organisationsbaustein auf in dem dann das Anwen-derprogramm bearbeitet wird (Bild 17)

Zur Strukturierung des Programms stehen Funktionsbausteine (FB) und Funktio-nen (FC) zur Verfuumlgung Funktionsbausteine haben einen Speicher in dem lokaleVariablen dauerhaft abgelegt sind Funktionen haben diesen Speicher nicht

Fuumlr den Aufruf (das Starten der Bearbeitung) von Funktionsbausteinen und Funk-tionen gibt es Programmanweisungen Jeder Bausteinaufruf kann mit Ein- undAusgaumlngen ndash bdquoBausteinparameterldquo genannt ndash versehen werden Beim Aufruf koumln-nen Variablen uumlbergeben werden mit denen das Programm im Baustein arbeitensoll Auf diese Weise kann ein Baustein mit einer gewissen Funktion (z B der Aus-

Bild 16 Beispiel fuumlr eine GRAPH-Ablaufkette und eine Schrittprojektierung

Page 9: Berger Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 · Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 Projektieren, Programmieren und Testen mit STEP 7 Professional von Hans Berger 2., wesentlich überarbeitete

Inhaltsverzeichnis

9

25 Kommunikationsbaugruppen 69

26 Weitere Baugruppen 70261 Systemstromversorgungsbaugruppen 70262 Laststromversorgungsbaugruppen 70

27 SIPLUS S7-1500 71

3 Geraumltekonfiguration 72

31 Einfuumlhrung 72

32 Eine Station konfigurieren 74321 Eine PLC-Station hinzufuumlgen 74322 Eine Baugruppe hinzufuumlgen 74

33 Baugruppen parametrieren 76331 Die CPU-Eigenschaften parametrieren 76332 Baugruppen adressieren 80333 Signalbaugruppen parametrieren 82334 Eine Konfigurationssteuerung projektieren 84

34 Eine Vernetzung projektieren 87341 Einfuumlhrung 87342 Eine Station vernetzen 88343 Teilnehmeradressen in einem Subnetz 90344 Kommunikationsdienste und Verbindungstypen 91345 Eine Verbindung projektieren 92346 Ein PROFINET-Subnetz projektieren 94347 Ein PROFIBUS-Subnetz projektieren 98

4 Variablen Adressierung und Datentypen 101

41 Operanden und Variablen 101411 Einfuumlhrung Uumlbersicht 101412 Operandenbereiche Eingaumlnge und Ausgaumlnge 103413 Operandenbereich Merker 104414 Operandenbereich Daten 106415 Operandenbereich temporaumlre Lokaldaten 107

42 Adressierung von Variablen und Konstanten 108421 Signalweg 108422 Absolute Adressierung 109423 Symbolische Adressierung 112424 Adressierung eines Variablenteils 114425 Adressierung einer Konstanten 114426 Indirekte Adressierung 115

43 Adressierung von Hardware-Objekten 123

44 Allgemeines zu Datentypen 123441 Uumlbersicht der Datentypen 123442 Implizite Datentypkonvertierung 125443 Variablen uumlberlagern (Datentypsichten) 128

45 Elementare Datentypen 130

Inhaltsverzeichnis

10

451 Bitfolge-Datentypen BOOL BYTE WORD DWORD und LWORD 130452 BCD-Zahlen BCD16 und BCD32 132453 Datentypen CHAR und WCHAR 133454 Festpunkt-Datentypen ohne Vorzeichen USINT UINT UDINT ULINT 133455 Festpunkt-Datentypen mit Vorzeichen SINT INT DINT und LINT 134456 Gleitpunkt-Datentypen REAL und LREAL 135457 Datentypen fuumlr Zeitdauern 137458 Datentypen fuumlr Zeitpunkte 139

46 Strukturierte Datentypen 140461 Datum und Uhrzeit DATE_AND_TIME (DT) 140462 Datum und Uhrzeit DATE_AND_LTIME (DTL) 142463 Zeichenketten STRING und WSTRING 142464 Datentyp ARRAY 143465 Datentyp STRUCT 147

47 Parametertypen 149471 Uumlbersicht 149472 Parametertypen BLOCK_FC und BLOCK_FB (AWL) 150473 Parametertyp DB_ANY 150474 Parametertyp VOID 151475 Parametertypen POINTER ANY und VARIANT 151476 Parametertyp ARRAY[] 152

48 Zeiger 152481 Einfuumlhrung 152482 Bereichszeiger 153483 DB-Zeiger 153484 ANY-Zeiger 155

49 PLC-Datentypen 155491 Einen PLC-Datentyp programmieren 155492 Einen PLC-Datentyp anwenden 156493 PLC-Datentypen vergleichen 158494 Einen PLC-Datentyp umnummerieren 159

410 Systemdatentypen 1594101 Systemdatentypen fuumlr Zeitfunktionen 1594102 Systemdatentypen fuumlr Zaumlhlfunktionen 1614103 Startinformation 162

411 Hardware-Datentypen 163

5 Anwenderprogramm bearbeiten 164

51 Betriebszustaumlnde 164511 Betriebszustand STOP 165512 Betriebszustand ANLAUF 166513 Betriebszustand RUN 168514 Remanenzverhalten von Operanden 169

52 Anwenderprogramm erstellen 170521 Programmbearbeitung 170522 Strukturierung des Anwenderprogramms 172

Inhaltsverzeichnis

11

523 Bausteinarten 175524 Bausteineigenschaften 177525 Bausteinschnittstelle 177526 Einen Codebaustein aufrufen 183527 Programmierempfehlungen 186

53 Anlaufprogramm 193531 Organisationsbausteine fuumlr das Anlaufprogramm 193532 Remanente Daten zuruumlcksetzen 195533 Baugruppenadresse ermitteln 195534 Baugruppen parametrieren 198

54 Hauptprogramm 202541 Organisationsbausteine fuumlr das Hauptprogramm 202542 Prozessabbild-Aktualisierung 203543 Zykluszeit 207544 Reaktionszeit 210545 Programm stoppen und verzoumlgern 211546 Uhrzeit 212547 Systemzeit lesen 217548 Betriebsstundenzaumlhler 217

55 Alarmbearbeitung 219551 Einfuumlhrung zur Alarmbearbeitung 219552 Uhrzeitalarme 223553 Verzoumlgerungsalarme 227554 Weckalarme 231555 Prozessalarme 235556 Alarme zur Laufzeit zuordnen 237557 Alarmzusatzinformation lesen 238

56 Fehlerbehandlung Diagnose 240561 Fehlerursachen und Fehlerreaktionen 240562 Lokale Fehlerbehandlung 240563 Globale Fehlerbehandlung (Synchronfehler) 245564 Synchronfehlerbearbeitung sperren und freigeben 247565 Asynchronfehler 250566 Alarme und Asynchronfehler sperren verzoumlgern und freigeben 254

57 Diagnose im Anwenderprogramm 256571 Diagnosealarm 256572 Startinformation lesen 258573 Laufzeit-Informationen lesen 259574 Diagnosefunktionen im Anwenderprogramm 260

58 Meldungen projektieren 267581 Einfuumlhrung 267582 Meldungen nach dem Meldenummerverfahren projektieren 271583 Systembausteine fuumlr Meldungen 276584 Anwender-Diagnosemeldung erzeugen 279585 CPU-Meldungsanzeige 280

Inhaltsverzeichnis

12

6 Programmeditor 283

61 Einfuumlhrung 283

62 PLC-Variablentabelle 284621 PLC-Variablentabelle anlegen und bearbeiten 284622 PLC-Variablen definieren und bearbeiten 284623 PLC-Variablentabellen vergleichen 287624 PLC-Variablentabelle exportieren und importieren 288625 Konstantentabellen 289

63 Einen Codebaustein programmieren 289631 Einen neuen Codebaustein anlegen 289632 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Codebausteine 291633 Bausteineigenschaften fuumlr Codebausteine festlegen 293634 Einen Baustein schuumltzen 296635 Bausteinschnittstelle programmieren 297636 Allgemeines Vorgehen beim Programmieren der Steuerungsfunktion 300637 Steuerungsfunktion mit KOP und FUP programmieren 304638 Steuerungsfunktion mit SCL programmieren 308639 Steuerungsfunktion mit AWL programmieren 3126310 Steuerungsfunktion mit GRAPH programmieren 314

64 Einen Datenbaustein programmieren 315641 Einen neuen Datenbaustein anlegen 315642 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Datenbausteine 316643 Bausteineigenschaften fuumlr Datenbausteine festlegen 317644 Datenvariablen deklarieren 320645 Datenvariablen in Globaldatenbausteinen eingeben 322

65 Bausteine uumlbersetzen 323651 Uumlbersetzung starten 323652 SCL-Bausteine uumlbersetzen 324653 Fehler nach der Uumlbersetzung beheben 325

66 Arbeiten mit Quelldateien 327

67 Programminformationen 330671 Querverweisliste 330672 Belegungsplan 331673 Aufrufstruktur 333674 Abhaumlngigkeitsstruktur 334675 Konsistenzpruumlfung 335676 Speicherauslastung der CPU 336

7 Kontaktplan KOP 338

71 Einfuumlhrung 338711 Programmieren mit KOP allgemein 338712 Programmelemente des Kontaktplans 340

72 Binaumlre Verknuumlpfungen mit KOP programmieren 340721 Schlieszligerkontakt und Oumlffnerkontakt 341722 Reihen- und Parallelschaltung von Kontakten 343

Inhaltsverzeichnis

13

723 T-Abzweig offener Parallelzweig 344724 Verknuumlpfungsergebnis negieren im Kontaktplan 345725 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen im Kontaktplan 345726 Guumlltigkeitspruumlfung einer Gleitpunktvariablen im Kontaktplan 346727 Vergleich-Kontakte 347

73 Speicherfunktionen mit KOP programmieren 347731 Einfache und negierende Spule 348732 Setzen- und Ruumlcksetzen-Spule 349733 Speicherndes Verhalten durch Selbsthaltung 350734 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Kontaktplan 350735 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Kontaktplan 351736 Spulen mit Zeitverhalten 352

74 Q-Boxen mit KOP programmieren 353741 Speicher-Boxen im Kontaktplan 354742 Flankenauswertung des Stromflusses 354743 Zeitfunktionen im Kontaktplan 355744 Zaumlhlfunktionen im Kontaktplan 357

75 ENENO-Boxen mit KOP programmieren 358751 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 358752 Uumlbertragungsfunktionen im Kontaktplan 358753 Arithmetische Funktionen im Kontaktplan 360754 Mathematische Funktionen im Kontaktplan 361755 Konvertierungsfunktionen im Kontaktplan 362756 Schiebefunktionen im Kontaktplan 363757 Logikfunktionen im Kontaktplan 363758 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Kontaktplan 364

76 VARIANT-Funktionen mit KOP programmieren 365

77 Programmsteuerung mit KOP 367771 Sprungfunktionen im Kontaktplan 367772 Bausteinende-Funktion im Kontaktplan 370773 Bausteinaufruf-Funktionen im Kontaktplan 371

8 Funktionsplan FUP 373

81 Einfuumlhrung 373811 Programmieren mit FUP allgemein 373812 Programmelemente des Funktionsplans 375

82 Binaumlre Verknuumlpfungen mit FUP programmieren 375821 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 376822 Eine binaumlre Verknuumlpfung im Funktionsplan programmieren 378823 UND-Funktion im Funktionsplan 379824 ODER-Funktion im Funktionsplan 379825 Exklusiv-ODER-Funktion im Funktionsplan 379826 Kombinierte binaumlre Verknuumlpfungen Verknuumlpfungsergebnis negieren 380827 T-Abzweig im Funktionsplan 381828 Flankenauswertung von Binaumlrvariablen im Funktionsplan 381829 Guumlltigkeitspruumlfung von Gleitpunktzahlen im Funktionsplan 382

Inhaltsverzeichnis

14

8210 Vergleichsfunktionen im Funktionsplan 383

83 Standard-Boxen mit FUP programmieren 384831 Zuweisung und negierende Zuweisung 384832 Setzen- und Ruumlcksetzen-Box 385833 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Funktionsplan 386834 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Funktionsplan 387835 Standard-Boxen mit Zeitverhalten 387

84 Q-Boxen mit FUP programmieren 389841 Speicher-Boxen im Funktionsplan 389842 Flankenauswertung des Verknuumlpfungsergebnisses im Funktionsplan 390843 Zeitfunktionen im Funktionsplan 391844 Zaumlhlfunktionen im Funktionsplan 392

85 ENENO-Boxen mit FUP programmieren 393851 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 393852 Uumlbertragungsfunktionen im Funktionsplan 395853 Arithmetische Funktionen im Funktionsplan 395854 Mathematische Funktionen im Funktionsplan 396855 Konvertierungsfunktionen im Funktionsplan 397856 Schiebefunktionen im Funktionsplan 398857 Logikfunktionen im Funktionsplan 399858 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Funktionsplan 400

86 VARIANT-Funktionen mit FUP programmieren 40187 Programmsteuerung mit FUP 402

871 Sprungfunktionen im Funktionsplan 403872 Bausteinende-Funktion im Funktionsplan 406873 Bausteinaufruf-Funktionen im Funktionsplan 407

9 Structured Control Language SCL 409

91 Einfuumlhrung 409911 Programmieren mit SCL allgemein 409912 SCL-Anweisungen und Operatoren 411

92 Binaumlre Verknuumlpfungen mit SCL programmieren 413921 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 413922 UND-Funktion in SCL 414923 ODER-Funktion in SCL 414924 Exklusiv-ODER-Funktion in SCL 415925 Kombinierte binaumlre Verknuumlpfungen in SCL 415926 Verknuumlpfungsergebnis negieren in SCL 416

93 Speicherfunktionen mit SCL programmieren 417931 Wertzuweisung einer Binaumlrvariablen 417932 Setzen und Ruumlcksetzen in SCL 417933 Flankenauswertung in SCL 418

94 Zeit- und Zaumlhlfunktionen mit SCL programmieren 418941 Zeitfunktionen in SCL 418942 Zaumlhlfunktionen in SCL 419

95 Digitalfunktionen mit SCL programmieren 420

Inhaltsverzeichnis

15

951 Uumlbertragungsfunktion Wertzuweisung einer Digitalvariablen 420952 Vergleichsfunktionen in SCL 421953 Arithmetische Funktionen in SCL 422954 Mathematische Funktionen in SCL 423955 Konvertierungsfunktionen in SCL 424956 Schiebefunktionen in SCL 425957 Wortverknuumlpfungen logischer Ausdruck in SCL 426958 Funktionen fuumlr Zeichenketten in SCL 427

96 VARIANT-Funktionen mit SCL programmieren 427

97 Programmsteuerung mit SCL 430971 Kontrollanweisungen 430972 Bausteinendefunktion bei SCL 439973 Aufruf einer Funktion (FC) bei SCL 439974 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) bei SCL 440975 Versorgung von Parametern 442

10 Anweisungsliste AWL 443

101 Einfuumlhrung 4431011 Programmieren mit AWL allgemein 4431012 Aufbau einer AWL-Anweisung 4451013 Eine AWL-Anweisung eingeben 4451014 Adressierung von 64-Bit-Variablen 4471015 AWL-Netzwerke in KOP- und FUP-Bausteinen 447

102 Binaumlre Verknuumlpfungen mit AWL programmieren 4481021 Bearbeitung einer binaumlren Verknuumlpfung Verknuumlpfungsschritt 4491022 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 4501023 UND-Funktion in der Anweisungsliste 4511024 ODER-Funktion in der Anweisungsliste 4511025 Exklusiv-ODER-Funktion in der Anweisungsliste 4511026 Kombinierte binaumlre Verknuumlpfungen in der Anweisungsliste 4521027 Verknuumlpfungsergebnis steuern 455

103 Speicherfunktionen mit AWL programmieren 4551031 Zuweisung in der Anweisungsliste 4561032 Setzen und Ruumlcksetzen in der Anweisungsliste 4561033 Flankenauswertung in der Anweisungsliste 457

104 Zeit- und Zaumlhlfunktionen mit AWL programmieren 4581041 Zeitfunktionen in der Anweisungsliste 4581042 Zaumlhlfunktionen in der Anweisungsliste 459

105 Digitalfunktionen mit AWL programmieren 4601051 Uumlbertragungsfunktionen in der Anweisungsliste 4601052 Vergleichsfunktionen in der Anweisungsliste 4641053 Arithmetische Funktionen in der Anweisungsliste 4671054 Mathematische Funktionen in der Anweisungsliste 4711055 Konvertierungsfunktionen in der Anweisungsliste 4721056 Schiebefunktionen in der Anweisungsliste 4741057 Wortverknuumlpfungen in der Anweisungsliste 477

Inhaltsverzeichnis

16

1058 Funktionen fuumlr Zeichenketten in der Anweisungsliste 480

106 VARIANT-Funktionen mit AWL programmieren 481

107 Programmsteuerung mit AWL 4841071 Sprungfunktionen in der Anweisungsliste 4841072 Bausteinende-Funktionen in der Anweisungsliste 4861073 Bausteinaufruf-Funktion in der Anweisungsliste 486

108 Weitere AWL-Funktionen 4891081 Mit Statusbits arbeiten 4901082 Akkumulatorfunktionen 4951083 Arbeiten mit den Datenbausteinregistern 4971084 Teiladressierung von Datenoperanden 4991085 Absolute Adressierung von temporaumlren Lokaldaten 5001086 Arbeiten mit den Adressregistern 5011087 Speicherindirekte Adressierung 5031088 Registerindirekte Adressierung 5061089 Direkter Zugriff auf komplexe Lokalvariablen 51010810 Nullanweisungen 512

11 Ablaufsteuerung S7-GRAPH 513

111 Einfuumlhrung 5131111 Was ist eine Ablaufsteuerung 5131112 Eigenschaften einer Ablaufsteuerung 513

112 Elemente einer Ablaufsteuerung 5151121 Schritte und Transitionen 5151122 Spruumlnge in einer Ablaufsteuerung 5171123 Verzweigungen einer Ablaufkette 5171124 Permanente Anweisungen 5191125 Schritt- und Transitionsfunktionen 5191126 Bearbeitung von Bedingungen 5231127 Bearbeitung von Aktionen 524

113 Eine Ablaufsteuerung projektieren 5301131 Allgemeines Vorgehen bei der Projektierung 5301132 Den GRAPH-Funktionsbaustein programmieren 5311133 Projektieren der Kettenstruktur 5321134 Schritte und Transitionen programmieren 5351135 Permanente Anweisungen programmieren 5371136 Meldungen projektieren 5371137 Attribute des GRAPH-Funktionsbausteins 5371138 Den GRAPH-Funktionsbaustein aufrufen 539

114 Ablaufsteuerung testen 5401141 GRAPH-Funktionsbaustein laden 5401142 Einstellungen zum Programmtest 5411143 Betriebsarten verwenden 5421144 Ablaufkette synchronisieren 5421145 Mit Programmstatus testen 543

Inhaltsverzeichnis

17

12 Basisfunktionen 546

121 Binaumlre Verknuumlpfungen 5461211 Einfuumlhrung 5461212 Arbeiten mit Binaumlrsignalen 5471213 UND-Funktion Reihenschaltung 5511214 ODER-Funktion Parallelschaltung 5511215 Exklusiv-ODER-Funktion Antivalenzfunktion 5521216 Verknuumlpfungsergebnis negieren NOT-Kontakt 553

122 Speicherfunktionen 5541221 Einfuumlhrung 5541222 Einfache und negierende Spule Zuweisung 5541223 Einzelnes Setzen und Ruumlcksetzen 5551224 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen 5561225 Vorrangiges Setzen und Ruumlcksetzen Speicher-Boxen 557

123 Flankenauswertung 5591231 Funktionsweise einer Flankenauswertung 5591232 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen (KOP FUP) 5611233 Flankenauswertung mit Impulsausgabe (KOP FUP) 5611234 Flankenauswertung mit einer Q-Box (KOP FUP) 5621235 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box (KOP FUP) 5631236 Flankenauswertung bei SCL 5641237 Flankenauswertung bei AWL 567

124 Zeitfunktionen 5681241 Eine Zeitfunktion hinzufuumlgen 5681242 Impulsbildung TP 5691243 Einschaltverzoumlgerung TON 5701244 Ausschaltverzoumlgerung TOF 5711245 Akkumulierende Einschaltverzoumlgerung TONR 5721246 Eine Zeitfunktion mit einer Zeitdauer laden 5731247 Eine Zeitfunktion zuruumlcksetzen 574

125 Zaumlhlfunktionen 5741251 Eine Zaumlhlfunktion einfuumlgen 5751252 Vorwaumlrtszaumlhler CTU 5751253 Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTD 5761254 Vorwaumlrts-Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTUD 577

13 Digitalfunktionen 580

131 Uumlbertragungsfunktionen 5811311 Variable kopieren MOVE -und S_MOVE-Box bei KOP und FUP 5811312 Wertzuweisungen bei SCL 5831313 Laden und Transferieren bei AWL 5861314 Variable kopieren MOVE und S_MOVE bei AWL 5871315 VARIANT-Variable lesen und schreiben 5881316 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK_VARIANT 5891317 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK und UMOVE_BLK 5911318 Datenbereich fuumlllen mit FILL_BLK und UFILL_BLK 593

Inhaltsverzeichnis

18

1319 Variable von und zu einen BYTE-Feld uumlbertragen 59313110 Lesen und Schreiben mit PEEK und POKE (SCL AWL) 59713111 Byte-Reihenfolge aumlndern mit SWAP 59713112 Bereichsgrenzen ermitteln 599

132 Vergleichsfunktionen 5991321 Ausfuumlhrung der Vergleichsfunktion 6001322 Bereichsvergleich bei KOP und FUP 6031323 Gleitpunkt-Variable testen OK-Kontakt OK-Box 6031324 VARIANT-Zeiger testen bei KOP FUP und AWL 6051325 VARIANT-Zeiger testen bei SCL 606

133 Arithmetische Funktionen 6091331 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte 6091332 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte 6111333 Dekrementieren und Inkrementieren 613

134 Mathematische Funktionen 6141341 Allgemeine Funktionsbeschreibung 6141342 Winkelfunktionen SIN COS TAN 6151343 Arcusfunktionen ASIN ACOS ATAN 6151344 Quadrat bilden und Quadratwurzel ziehen 6161345 Logarithmus und Potenz 6161346 Nachkommastellen extrahieren Absolutwert und Negation bilden 6181347 Rechnen mit der CALCULATE-Box bei KOP und FUP 619

135 Konvertierungsfunktionen 6211351 Konvertierungsfunktionen CONV S_CONV und T_CONV 6221352 Konvertierung von DB_ANY 6281353 Konvertierungsfunktionen fuumlr Gleitpunktzahlen 6291354 Konvertierungsfunktionen STRG_TO_CHARS und CHARS_TO_STRG 6301355 Konvertierungsfunktionen STRG_VAL und VAL_STRG 6331356 Konvertierungsfunktionen ATH und HTA 6351357 Konvertierungsfunktionen SCALE_X und NORM_X 637

136 Schiebefunktionen 6391361 Allgemeine Funktionsbeschreibung 6391362 Rechts schieben SHR 6401363 Links schieben SHL 6401364 Rechts rotieren ROR 6401365 Links rotieren ROL 640

137 Logikfunktionen 6411371 Wortverknuumlpfungen 6411372 Invertieren Einerkomplement bilden 6431373 Codierfunktionen DECO und ENCO 6441374 Auswahlfunktionen SEL MUX und DEMUX 6451375 Minimumauswahl MIN Maximumauswahl MAX 6461376 Begrenzer LIMIT 646

138 Zeichenketten bearbeiten 649

139 Symbolnamen lesen 658

Inhaltsverzeichnis

19

14 Programmsteuerung 663

141 Sprungfunktionen 6641411 Einfuumlhrung 6641412 Absoluter Sprung 6641413 Bedingter Sprung 6661414 Sprungliste 6681415 Sprungverteiler 6701416 Schleifensprung 670

142 Bausteinende-Funktionen 6721421 Bausteinende-Funktion RET (KOP und FUP) 6721422 RETURN-Anweisung (SCL) 6741423 Bausteinende-Funktionen BEB BEA und BE (AWL) 674

143 Aufruf von Codebausteinen 6741431 Einfuumlhrung 6741432 Aufruf einer Funktion FC 6751433 Aufruf eines Funktionsbausteins FB 6751434 Asynchron arbeitende Systembausteine 6781435 ENENO-Mechanismus 678

144 Arbeiten mit Bausteinen 6821441 Bausteine mit optimiertem und Standardzugriff 6821442 Datentypen der lokalen Variablen 6841443 Bausteinparameter adressieren 6861444 Bausteinparameter versorgen 6891445 Uumlbergabe von Bausteinparametern 691

145 Datenbausteinfunktionen 6941451 Datenbausteinattribute lesen 6941452 Ladespeicher lesen und schreiben 6951453 ARRAY-Datenbausteine 6971454 Systembausteine fuumlr den Zugriff auf ARRAY-Datenbausteine 6981455 CPU-Datenbausteine 700

15 Online-Betrieb Diagnose und Test 704

151 PLC-Station online verbinden 7051511 Programmiergeraumlt an die PLC-Station anschlieszligen 7051512 Die CPU urloumlschen 7071513 Den Auslieferungszustand wiederherstellen 708

152 Projektdaten uumlbertragen 7091521 Die Projektdaten erstmalig laden 7101522 Die Projektdaten nachladen 7121523 Das Anwenderprogramm schuumltzen 7131524 Mit Online-Projektdaten arbeiten 7161525 Mit der Memory Card arbeiten 719

153 Mit Bausteinen im Online-Betrieb arbeiten 7201531 Einfuumlhrung 7201532 Einen Online-Baustein bearbeiten 7211533 Einen Baustein laden und zuruumlckladen 722

Inhaltsverzeichnis

20

1534 Ohne Reinitialisierung laden 7231535 Mit Momentaufnahmen arbeiten 7251536 Mit Einstellwerten arbeiten 7261537 Bausteine vergleichen 728

154 Hardware-Diagnose 7311541 Status-Anzeigen an den Baugruppen 7311542 Diagnosefenster 7321543 Diagnosepuffer 7341544 Online-Tools 7341545 Weitere Diagnose-Informationen uumlber das Programmiergeraumlt 736

155 Anwenderprogramm testen 7371551 Aufrufumgebung definieren 7381552 Testen mit Programmstatus 7391553 PLC-Variablen beobachten 7431554 Datenvariablen beobachten und steuern 7441555 Testen mit Beobachtungstabellen 7451556 Testen mit der Force-Tabelle 750

156 Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion 7521561 Einfuumlhrung 7521562 Erstellen der Trace-Konfiguration 7531563 Messwerte aufzeichnen 754

16 Dezentrale Peripherie 758

161 Einfuumlhrung Uumlbersicht 758

162 Dezentrales Peripheriesystem ET 200 7591621 ET 200MP 7591622 ET 200M 7601623 ET 200SP 7611624 ET 200S 7621625 ET 200pro 7621626 ET 200AL 7631627 ET 200eco und ET200eco PN 764

163 PROFINET IO 7641631 Komponenten von PROFINET IO 7641632 Adressen bei PROFINET IO 7671633 PROFINET IO projektieren 7691634 Kopplungsbaugruppen fuumlr PROFINET IO 7751635 Echtzeit-Kommunikation bei PROFINET 7761636 Spezielle PROFINET-Konfigurationen 780

164 PROFIBUS DP 7841641 Komponenten von PROFIBUS DP 7841642 Adressen bei PROFIBUS DP 7871643 PROFIBUS DP projektieren 7891644 Kopplungsbaugruppen fuumlr PROFIBUS DP 7921645 Spezielle PROFIBUS-Konfigurationen 795

165 Systembausteine fuumlr dezentrale Peripherie 798

Inhaltsverzeichnis

21

1651 Peripheriedaten lesen und schreiben 7981652 Diagnosedaten von einem DP-Normslave lesen 8011653 Datensatz empfangen und bereitstellen 8021654 Dezentrale Station aktivierendeaktivieren 8041655 PROFINET-IO-System umkonfigurieren 805

166 DPV1-Alarme 805

167 Taktsynchronitaumlt 8081671 Einfuumlhrung 8081672 Taktsynchronitaumlt bei PROFINET 8081673 Taktsynchronitaumlt bei PROFIBUS 8111674 Taktsynchronalarm 8131675 Prozessabbilder taktsynchron aktualisieren 816

17 Kommunikation 817

171 Uumlbersicht 817

172 Open User Communication 8201721 Grundlagen 8201722 Datenstruktur der Open User Communication 8211723 Verbindung aufbauen und Daten senden mit TSEND_C 8221724 Verbindung aufbauen und Daten empfangen mit TRCV_C 8231725 Open User Communication projektieren 8251726 Weitere Funktionen fuumlr die Open User Communication 827

173 S7-Kommunikation 8301731 Grundlagen 8301732 Einseitiger Datenaustausch 8301733 Zweiseitiger Datenaustausch 8321734 S7-Kommunikation projektieren 835

174 Freeport-Kommunikation 8361741 Einfuumlhrung in die Freeport-Kommunikation 8361742 Konfigurieren der Kommunikationsbaugruppe CM PtP 8371743 Freeport-Kommunikationsfunktionen 838

175 Weitere Kommunikationsfunktionen 8421751 USS-Protokoll fuumlr Antriebe 8421752 Modbus RTU 8441753 Modbus TCP 846

18 Anhang 849

181 Ein Projekt migrieren 849

182 Webserver 8521821 Webserver aktivieren 8521822 Standard-Webseiten 8551823 Basic-Webseiten 8581824 Service-Daten auslesen 8581825 Webserver initialisieren und Webseiten synchronisieren (WWW) 859

183 Technologieobjekte 859

Inhaltsverzeichnis

22

1831 Technologieobjekte fuumlr Motion Control 8591832 Technologieobjekte fuumlr PID Control 8661833 Technologieobjekte fuumlr Zaumlhlen und Messen 867

184 Daten protokollieren und Rezepturen uumlbertragen 8721841 Einfuumlhrung in die Datenprotokollierung 8721842 Datenprotokollierung anwenden 8721843 Funktionen fuumlr die Datenprotokollierung 8731844 Einfuumlhrung zur Rezepturenuumlbertragung 8751845 Funktionen fuumlr die Rezepturenuumlbertragung 877

185 Simulation mit S7-PLCSIM 8781851 S7-PLCSIM allgemein 8781852 Die Bedienoberflaumlche von PLCSIM 8791853 In S7-PLCSIM mit STEP-7-Testfunktionen testen 8801854 Mit einem Simulationsprojekt arbeiten 8821855 Mit dem Adressbereich testen 8831856 Mit der SIM-Tabelle testen 8831857 Mit der Sequenztabelle testen 885

186 Maschinen- und Anlagendiagnose mit ProDiag 888

Stichwortverzeichnis 892

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

23

1 Einfuumlhrung

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

SIMATIC S7-1500 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den mittleren undoberen Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Ein-Ausgabebaugruppen fuumlr Digital- und Analogsignale sowieTechnologie- und Kommunikationsbaugruppen modular erweitert werden DasAutomatisierungssystem SIMATIC S7-1500 ist nahtlos eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1500

SIMATIC Controller steuern die Maschineoder Anlage Mehrere Varianten derController erweitern das Einsatzspektrum

Die dezentrale Peripherie erweitertdie Schnittstelle zur Maschineoder Anlage

SIMATIC NET

SIMATIC HMI

SIMATIC ET200 STEP 7 Professional(TIA Portal)

SIMATIC S7-1500

Die Vernetzung ermoumlglicht den Datenaustauschzwischen den Geraumlten und den Online-Zugriffan beliebiger Stelle

STEP 7 ist die Engineeringsoftware zumKonfigurieren undProgrammieren

Projektieren

S

Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500

S

ESC OK

Bedienen und Beobachtenzum Fuumlhren der Anlageim laufenden Betrieb

S

1 Einfuumlhrung

24

Die dezentrale Peripherie SIMATIC ET200 bietet eine zusaumltzliche Erweiterung mit Ein-Ausgabebaugruppen die mit PROFIBUS DP oder PROFINET IO mit dem zentralenSteuerungsgeraumlt verbunden sind Die dezentralen Stationen koumlnnen in einem Schalt-schrank oder ndash mit besonderen Bauformen fuumlr erhoumlhte mechanische Anforderungausgestattet ndash auch vor Ort direkt an der Maschine oder Anlage installiert werden

Mit SIMATIC HMI (HMI = Human Machine Interface) wird eine Maschine oderAnlage gefuumlhrt und deren Funktion beobachtet Die Geraumlte koumlnnen ndash je nach Vari-ante ndash uumlber Prozessbilder Bedienfunktionen zur Verfuumlgung stellen Betriebs- undStoumlrungsmeldungen anzeigen und die Automatisierungsdaten in Form von Rezep-turen oder Messwertarchiven verwalten

SIMATIC NET uumlbernimmt den Datenaustausch uumlber verschiedene Bussysteme zwi-schen den SIMATIC-Steuerungsgeraumlten der dezentralen Peripherie den Bedienge-raumlten und dem Programmiergeraumlt Das Programmiergeraumlt kann ein Personal Com-puter ein Industrierechner oder ein Notebook mit dem Betriebssystem MicrosoftWindows sein

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert parametriert und programmiert Das TIA Portal (TIA = TotallyIntegrated Automation) ist das zentrale Werkzeug zum Verwalten der Automatisie-rungsdaten und der dazugehoumlrenden Editoren in Form eines hierarchisch geglie-derten Projekts

111 Automatisierungsgeraumlt SIMATIC S7-1500

Die wesentlichen Bestandteile eines S7-1500-Automatisierungsgeraumlts sind im Bild12 dargestellt

Bild 12 Bestandteile einer S7-1500-Steuerung mit Standard-Controller

Zentralgeraumlt

SM-Baugruppen(Signal Modules)

Auf dem Baugruppentraumlger sind steckbar

Der Baugruppentraumlger hat 32 Steckplaumltzewobei eine optionale StromversorgungSteckplatz 0 und die CPU-BaugruppeSteckplatz 1 belegen Rechts von der CPU-Baugruppe finden noch maximal 30Baugruppen (einschlieszliglichStromversorgungsbaugruppen) Platz

TM-Baugruppen(Technology Modules)

CM-Baugruppen(Communication Modules)

CPU-Baugruppe(Central Processor Unit)

PS-Baugruppe(Power Supply)

Baugruppen-traumlger (Rack)

Bestandteile einer S7-1500-Steuerung

S

ES C OK

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

25

Die CPU-Baugruppe (Zentralbaugruppe) enthaumllt das Betriebssystem und dasAnwenderprogramm Das Anwenderprogramm steht spannungsausfallsicher aufder in der CPU-Baugruppe steckenden SIMATIC Memory Card Die Bearbeitung desAnwenderprogramms findet im Arbeitsspeicher in der CPU statt Die auf der CPU-Baugruppe vorhandenen Busschnittstellen stellen die Verbindung zu anderenAutomatisierungsgeraumlten her

Die Verbindung zur gesteuerten Maschine oder Anlage uumlbernehmen SM-Baugrup-pen (Signalbaugruppen) Diese Ein- und Ausgabebaugruppen gibt es fuumlr Digital-und Analogsignale mit verschiedenen Spannungen und Stroumlmen

Die TM-Baugruppen (Technologiebaugruppen) sind signalvorverarbeitendebdquointelligenteldquo Peripheriebaugruppen die vom Prozess kommende Signale unab-haumlngig von der CPU aufbereiten verarbeiten und entweder wieder direkt an denProzess zuruumlckgeben oder an der internen Schnittstelle der CPU zur Verfuumlgungstellen TM-Baugruppen uumlbernehmen Funktionen die die CPU meist nicht schnellgenug ausfuumlhren kann wie z B Impulse zaumlhlen

Die CM-Baugruppen (Kommunikationsbaugruppen) ermoumlglichen einen Daten-verkehr der die Funktionalitaumlt der Standard-Schnittstellen auf der CPU-Baugruppebezuumlglich Protokolle und Kommunikationsfunktionen uumlberschreitet

(System-)Stromversorgungsbaugruppen sorgen fuumlr die benoumltigten internenSpannungen im Automatisierungsgeraumlt Bei Bedarf koumlnnen bis zu drei System-Stromversorgungsbaugruppen im Automatisierungsgeraumlt eingesetzt werdenLastspannungen bzw Laststroumlme werden uumlber externe Laststromversorgungen(Power Modules PM) bereitgestellt die auch eine 24V-Primaumlrspannung fuumlr System-Stromversorgungsbaugruppen liefern koumlnnen

112 Uumlbersicht STEP 7 Professional

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Autorisierung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuellenBetriebssystemen unter Microsoft Windows Die Projektierung eines S7-1500-Con-trollers geschieht mit zwei Ansichten der Portalansicht und der Projektansicht

Die Portalansicht ist aufgabenorientiert angelegt Im Startportal oumlffnen Sie einbestehendes Projekt erstellen ein neues Projekt oder migrieren ein Projekt EinbdquoProjektldquo ist eine Datenstruktur die alle erforderlichen Programme und Daten fuumlrIhr Automatisierungsvorhaben enthaumllt Von hier aus sind die wichtigsten Werk-zeuge und Funktionen von STEP 7 uumlber weitere Portale erreichbar Das PortalGeraumlte amp Netze zur Konfiguration der Hardware das Portal PLC-Programmierungzum Bearbeiten des Anwenderprogramms das Portal Motion amp Technology zumErstellen von Technologie-Objekten das Portal Visualisierung zum Projektierenvon HMI-Systemen und das Portal Online amp Diagnose fuumlr den Online-Betrieb desProgrammiergeraumlts (Bild 13)

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt (Bild 14) In der Geraumltekonfi-guration steht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittel-

1 Einfuumlhrung

26

Bild 13 Werkzeuge im Startportal von STEP 7 Professional V14

Bild 14 Beispiel fuumlr die Projektansicht Arbeitsbereich der Geraumltekonfiguration

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

27

punkt In der Geraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platziertenBaugruppen gezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt dieEigenschaften der selektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibtUnterstuumltzung durch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Bau-gruppen Die Netzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

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

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

Zusaumltzlich gibt es eine Bibliotheksansicht mit der die Elemente der Projektbiblio-thek und der geoumlffneten globalen Bibliotheken bearbeitet werden koumlnnen

113 Verschiedene Programmiersprachen

Als Programmiersprache fuumlr das Anwenderprogramm koumlnnen Sie zwischen Kon-taktplan (KOP) Funktionsplan (FUP) Structured Control Language (SCL) Anwei-sungsliste (AWL) und Ablaufsteuerung (GRAPH) waumlhlen (Bild 15)

Mit Kontaktplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an denStromlaufplan Die Verknuumlpfung der binaumlren Signalzustaumlnde wird durch die seri-elle oder parallele Anordnung von Kontakten und Spulen dargestellt KomplexeFunktionen wie beispielsweise die arithmetischen Funktionen werden mit Boxendargestellt die Sie wie Kontakte oder Spulen im Kontaktplan anordnen

Mit Funktionsplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an elektro-nische Schaltkreissysteme Binaumlre Verknuumlpfungen werden durch Verschaltung vonUND- und ODER-Funktionen realisiert und mit Speicher-Boxen abgeschlossen Kom-plexe Boxen uumlbernehmen die Verknuumlpfung digitaler Variablen beispielsweise beiden arithmetischen Funktionen

Structured Control Language eignet sich besonders fuumlr die Programmierungvon komplexen Algorithmen oder fuumlr Aufgabenstellungen aus dem Bereich derDatenverwaltung Das Programm besteht aus SCL-Anweisungen die beispielsweiseWertzuweisungen Vergleiche oder Kontrollanweisungen sein koumlnnen

Mit Anweisungsliste programmieren Sie die Steuerungsaufgabe durch eine Folgevon Anweisungen Jede AWL-Anweisung enthaumllt eine Vorschrift was zu tun ist undeventuell einen Operand mit dem die Operation ausgefuumlhrt wird AWL ist gleicher-maszligen geeignet fuumlr binaumlre und digitale Verknuumlpfungen wie fuumlr die Programmie-rung komplexer Steuerungsaufgaben

1 Einfuumlhrung

28

Kontaktplan KOP

Funktionsplan FUP

Structured Control Language SCL

Anweisungsliste AWL

Bild 15 Beispiele fuumlr die Darstellung in KOP FUP SCL und AWL

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

29

Mit GRAPH programmieren Sie eine Steuerungsaufgabe als Ablaufsteuerung inder die sequenzielle Folge von Aktionen vorherrscht Die einzelnen Schritte undVerzweigungen werden durch Weiterschaltbedingungen freigegeben die mit KOPoder FUP programmiert werden koumlnnen (Bild 16)

114 Bearbeitung des Anwenderprogramms

Nach dem Einschalten der Versorgungsspannung pruumlft der Steuerungsprozessordie vorhandene Hardware und parametriert die Baugruppen Anschlieszligend wirdeinmalig ndash falls vorhanden ndash ein Anlaufprogramm bearbeitet Das Anlaufpro-gramm gehoumlrt zum Anwenderprogramm das Sie programmieren Im Anlaufpro-gramm koumlnnen beispielsweise Baugruppen initialisiert werden

Das Anwenderprogramm ist in der Regel in einzelne Abschnitte ndash bdquoBausteineldquogenannt ndash eingeteilt Die Organisationsbausteine (OB) sind die Schnittstelle zwi-schen Betriebssystem und Anwenderprogramm Das Betriebssystem ruft zubestimmten Ereignissen einen Organisationsbaustein auf in dem dann das Anwen-derprogramm bearbeitet wird (Bild 17)

Zur Strukturierung des Programms stehen Funktionsbausteine (FB) und Funktio-nen (FC) zur Verfuumlgung Funktionsbausteine haben einen Speicher in dem lokaleVariablen dauerhaft abgelegt sind Funktionen haben diesen Speicher nicht

Fuumlr den Aufruf (das Starten der Bearbeitung) von Funktionsbausteinen und Funk-tionen gibt es Programmanweisungen Jeder Bausteinaufruf kann mit Ein- undAusgaumlngen ndash bdquoBausteinparameterldquo genannt ndash versehen werden Beim Aufruf koumln-nen Variablen uumlbergeben werden mit denen das Programm im Baustein arbeitensoll Auf diese Weise kann ein Baustein mit einer gewissen Funktion (z B der Aus-

Bild 16 Beispiel fuumlr eine GRAPH-Ablaufkette und eine Schrittprojektierung

Page 10: Berger Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 · Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 Projektieren, Programmieren und Testen mit STEP 7 Professional von Hans Berger 2., wesentlich überarbeitete

Inhaltsverzeichnis

10

451 Bitfolge-Datentypen BOOL BYTE WORD DWORD und LWORD 130452 BCD-Zahlen BCD16 und BCD32 132453 Datentypen CHAR und WCHAR 133454 Festpunkt-Datentypen ohne Vorzeichen USINT UINT UDINT ULINT 133455 Festpunkt-Datentypen mit Vorzeichen SINT INT DINT und LINT 134456 Gleitpunkt-Datentypen REAL und LREAL 135457 Datentypen fuumlr Zeitdauern 137458 Datentypen fuumlr Zeitpunkte 139

46 Strukturierte Datentypen 140461 Datum und Uhrzeit DATE_AND_TIME (DT) 140462 Datum und Uhrzeit DATE_AND_LTIME (DTL) 142463 Zeichenketten STRING und WSTRING 142464 Datentyp ARRAY 143465 Datentyp STRUCT 147

47 Parametertypen 149471 Uumlbersicht 149472 Parametertypen BLOCK_FC und BLOCK_FB (AWL) 150473 Parametertyp DB_ANY 150474 Parametertyp VOID 151475 Parametertypen POINTER ANY und VARIANT 151476 Parametertyp ARRAY[] 152

48 Zeiger 152481 Einfuumlhrung 152482 Bereichszeiger 153483 DB-Zeiger 153484 ANY-Zeiger 155

49 PLC-Datentypen 155491 Einen PLC-Datentyp programmieren 155492 Einen PLC-Datentyp anwenden 156493 PLC-Datentypen vergleichen 158494 Einen PLC-Datentyp umnummerieren 159

410 Systemdatentypen 1594101 Systemdatentypen fuumlr Zeitfunktionen 1594102 Systemdatentypen fuumlr Zaumlhlfunktionen 1614103 Startinformation 162

411 Hardware-Datentypen 163

5 Anwenderprogramm bearbeiten 164

51 Betriebszustaumlnde 164511 Betriebszustand STOP 165512 Betriebszustand ANLAUF 166513 Betriebszustand RUN 168514 Remanenzverhalten von Operanden 169

52 Anwenderprogramm erstellen 170521 Programmbearbeitung 170522 Strukturierung des Anwenderprogramms 172

Inhaltsverzeichnis

11

523 Bausteinarten 175524 Bausteineigenschaften 177525 Bausteinschnittstelle 177526 Einen Codebaustein aufrufen 183527 Programmierempfehlungen 186

53 Anlaufprogramm 193531 Organisationsbausteine fuumlr das Anlaufprogramm 193532 Remanente Daten zuruumlcksetzen 195533 Baugruppenadresse ermitteln 195534 Baugruppen parametrieren 198

54 Hauptprogramm 202541 Organisationsbausteine fuumlr das Hauptprogramm 202542 Prozessabbild-Aktualisierung 203543 Zykluszeit 207544 Reaktionszeit 210545 Programm stoppen und verzoumlgern 211546 Uhrzeit 212547 Systemzeit lesen 217548 Betriebsstundenzaumlhler 217

55 Alarmbearbeitung 219551 Einfuumlhrung zur Alarmbearbeitung 219552 Uhrzeitalarme 223553 Verzoumlgerungsalarme 227554 Weckalarme 231555 Prozessalarme 235556 Alarme zur Laufzeit zuordnen 237557 Alarmzusatzinformation lesen 238

56 Fehlerbehandlung Diagnose 240561 Fehlerursachen und Fehlerreaktionen 240562 Lokale Fehlerbehandlung 240563 Globale Fehlerbehandlung (Synchronfehler) 245564 Synchronfehlerbearbeitung sperren und freigeben 247565 Asynchronfehler 250566 Alarme und Asynchronfehler sperren verzoumlgern und freigeben 254

57 Diagnose im Anwenderprogramm 256571 Diagnosealarm 256572 Startinformation lesen 258573 Laufzeit-Informationen lesen 259574 Diagnosefunktionen im Anwenderprogramm 260

58 Meldungen projektieren 267581 Einfuumlhrung 267582 Meldungen nach dem Meldenummerverfahren projektieren 271583 Systembausteine fuumlr Meldungen 276584 Anwender-Diagnosemeldung erzeugen 279585 CPU-Meldungsanzeige 280

Inhaltsverzeichnis

12

6 Programmeditor 283

61 Einfuumlhrung 283

62 PLC-Variablentabelle 284621 PLC-Variablentabelle anlegen und bearbeiten 284622 PLC-Variablen definieren und bearbeiten 284623 PLC-Variablentabellen vergleichen 287624 PLC-Variablentabelle exportieren und importieren 288625 Konstantentabellen 289

63 Einen Codebaustein programmieren 289631 Einen neuen Codebaustein anlegen 289632 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Codebausteine 291633 Bausteineigenschaften fuumlr Codebausteine festlegen 293634 Einen Baustein schuumltzen 296635 Bausteinschnittstelle programmieren 297636 Allgemeines Vorgehen beim Programmieren der Steuerungsfunktion 300637 Steuerungsfunktion mit KOP und FUP programmieren 304638 Steuerungsfunktion mit SCL programmieren 308639 Steuerungsfunktion mit AWL programmieren 3126310 Steuerungsfunktion mit GRAPH programmieren 314

64 Einen Datenbaustein programmieren 315641 Einen neuen Datenbaustein anlegen 315642 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Datenbausteine 316643 Bausteineigenschaften fuumlr Datenbausteine festlegen 317644 Datenvariablen deklarieren 320645 Datenvariablen in Globaldatenbausteinen eingeben 322

65 Bausteine uumlbersetzen 323651 Uumlbersetzung starten 323652 SCL-Bausteine uumlbersetzen 324653 Fehler nach der Uumlbersetzung beheben 325

66 Arbeiten mit Quelldateien 327

67 Programminformationen 330671 Querverweisliste 330672 Belegungsplan 331673 Aufrufstruktur 333674 Abhaumlngigkeitsstruktur 334675 Konsistenzpruumlfung 335676 Speicherauslastung der CPU 336

7 Kontaktplan KOP 338

71 Einfuumlhrung 338711 Programmieren mit KOP allgemein 338712 Programmelemente des Kontaktplans 340

72 Binaumlre Verknuumlpfungen mit KOP programmieren 340721 Schlieszligerkontakt und Oumlffnerkontakt 341722 Reihen- und Parallelschaltung von Kontakten 343

Inhaltsverzeichnis

13

723 T-Abzweig offener Parallelzweig 344724 Verknuumlpfungsergebnis negieren im Kontaktplan 345725 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen im Kontaktplan 345726 Guumlltigkeitspruumlfung einer Gleitpunktvariablen im Kontaktplan 346727 Vergleich-Kontakte 347

73 Speicherfunktionen mit KOP programmieren 347731 Einfache und negierende Spule 348732 Setzen- und Ruumlcksetzen-Spule 349733 Speicherndes Verhalten durch Selbsthaltung 350734 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Kontaktplan 350735 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Kontaktplan 351736 Spulen mit Zeitverhalten 352

74 Q-Boxen mit KOP programmieren 353741 Speicher-Boxen im Kontaktplan 354742 Flankenauswertung des Stromflusses 354743 Zeitfunktionen im Kontaktplan 355744 Zaumlhlfunktionen im Kontaktplan 357

75 ENENO-Boxen mit KOP programmieren 358751 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 358752 Uumlbertragungsfunktionen im Kontaktplan 358753 Arithmetische Funktionen im Kontaktplan 360754 Mathematische Funktionen im Kontaktplan 361755 Konvertierungsfunktionen im Kontaktplan 362756 Schiebefunktionen im Kontaktplan 363757 Logikfunktionen im Kontaktplan 363758 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Kontaktplan 364

76 VARIANT-Funktionen mit KOP programmieren 365

77 Programmsteuerung mit KOP 367771 Sprungfunktionen im Kontaktplan 367772 Bausteinende-Funktion im Kontaktplan 370773 Bausteinaufruf-Funktionen im Kontaktplan 371

8 Funktionsplan FUP 373

81 Einfuumlhrung 373811 Programmieren mit FUP allgemein 373812 Programmelemente des Funktionsplans 375

82 Binaumlre Verknuumlpfungen mit FUP programmieren 375821 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 376822 Eine binaumlre Verknuumlpfung im Funktionsplan programmieren 378823 UND-Funktion im Funktionsplan 379824 ODER-Funktion im Funktionsplan 379825 Exklusiv-ODER-Funktion im Funktionsplan 379826 Kombinierte binaumlre Verknuumlpfungen Verknuumlpfungsergebnis negieren 380827 T-Abzweig im Funktionsplan 381828 Flankenauswertung von Binaumlrvariablen im Funktionsplan 381829 Guumlltigkeitspruumlfung von Gleitpunktzahlen im Funktionsplan 382

Inhaltsverzeichnis

14

8210 Vergleichsfunktionen im Funktionsplan 383

83 Standard-Boxen mit FUP programmieren 384831 Zuweisung und negierende Zuweisung 384832 Setzen- und Ruumlcksetzen-Box 385833 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Funktionsplan 386834 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Funktionsplan 387835 Standard-Boxen mit Zeitverhalten 387

84 Q-Boxen mit FUP programmieren 389841 Speicher-Boxen im Funktionsplan 389842 Flankenauswertung des Verknuumlpfungsergebnisses im Funktionsplan 390843 Zeitfunktionen im Funktionsplan 391844 Zaumlhlfunktionen im Funktionsplan 392

85 ENENO-Boxen mit FUP programmieren 393851 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 393852 Uumlbertragungsfunktionen im Funktionsplan 395853 Arithmetische Funktionen im Funktionsplan 395854 Mathematische Funktionen im Funktionsplan 396855 Konvertierungsfunktionen im Funktionsplan 397856 Schiebefunktionen im Funktionsplan 398857 Logikfunktionen im Funktionsplan 399858 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Funktionsplan 400

86 VARIANT-Funktionen mit FUP programmieren 40187 Programmsteuerung mit FUP 402

871 Sprungfunktionen im Funktionsplan 403872 Bausteinende-Funktion im Funktionsplan 406873 Bausteinaufruf-Funktionen im Funktionsplan 407

9 Structured Control Language SCL 409

91 Einfuumlhrung 409911 Programmieren mit SCL allgemein 409912 SCL-Anweisungen und Operatoren 411

92 Binaumlre Verknuumlpfungen mit SCL programmieren 413921 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 413922 UND-Funktion in SCL 414923 ODER-Funktion in SCL 414924 Exklusiv-ODER-Funktion in SCL 415925 Kombinierte binaumlre Verknuumlpfungen in SCL 415926 Verknuumlpfungsergebnis negieren in SCL 416

93 Speicherfunktionen mit SCL programmieren 417931 Wertzuweisung einer Binaumlrvariablen 417932 Setzen und Ruumlcksetzen in SCL 417933 Flankenauswertung in SCL 418

94 Zeit- und Zaumlhlfunktionen mit SCL programmieren 418941 Zeitfunktionen in SCL 418942 Zaumlhlfunktionen in SCL 419

95 Digitalfunktionen mit SCL programmieren 420

Inhaltsverzeichnis

15

951 Uumlbertragungsfunktion Wertzuweisung einer Digitalvariablen 420952 Vergleichsfunktionen in SCL 421953 Arithmetische Funktionen in SCL 422954 Mathematische Funktionen in SCL 423955 Konvertierungsfunktionen in SCL 424956 Schiebefunktionen in SCL 425957 Wortverknuumlpfungen logischer Ausdruck in SCL 426958 Funktionen fuumlr Zeichenketten in SCL 427

96 VARIANT-Funktionen mit SCL programmieren 427

97 Programmsteuerung mit SCL 430971 Kontrollanweisungen 430972 Bausteinendefunktion bei SCL 439973 Aufruf einer Funktion (FC) bei SCL 439974 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) bei SCL 440975 Versorgung von Parametern 442

10 Anweisungsliste AWL 443

101 Einfuumlhrung 4431011 Programmieren mit AWL allgemein 4431012 Aufbau einer AWL-Anweisung 4451013 Eine AWL-Anweisung eingeben 4451014 Adressierung von 64-Bit-Variablen 4471015 AWL-Netzwerke in KOP- und FUP-Bausteinen 447

102 Binaumlre Verknuumlpfungen mit AWL programmieren 4481021 Bearbeitung einer binaumlren Verknuumlpfung Verknuumlpfungsschritt 4491022 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 4501023 UND-Funktion in der Anweisungsliste 4511024 ODER-Funktion in der Anweisungsliste 4511025 Exklusiv-ODER-Funktion in der Anweisungsliste 4511026 Kombinierte binaumlre Verknuumlpfungen in der Anweisungsliste 4521027 Verknuumlpfungsergebnis steuern 455

103 Speicherfunktionen mit AWL programmieren 4551031 Zuweisung in der Anweisungsliste 4561032 Setzen und Ruumlcksetzen in der Anweisungsliste 4561033 Flankenauswertung in der Anweisungsliste 457

104 Zeit- und Zaumlhlfunktionen mit AWL programmieren 4581041 Zeitfunktionen in der Anweisungsliste 4581042 Zaumlhlfunktionen in der Anweisungsliste 459

105 Digitalfunktionen mit AWL programmieren 4601051 Uumlbertragungsfunktionen in der Anweisungsliste 4601052 Vergleichsfunktionen in der Anweisungsliste 4641053 Arithmetische Funktionen in der Anweisungsliste 4671054 Mathematische Funktionen in der Anweisungsliste 4711055 Konvertierungsfunktionen in der Anweisungsliste 4721056 Schiebefunktionen in der Anweisungsliste 4741057 Wortverknuumlpfungen in der Anweisungsliste 477

Inhaltsverzeichnis

16

1058 Funktionen fuumlr Zeichenketten in der Anweisungsliste 480

106 VARIANT-Funktionen mit AWL programmieren 481

107 Programmsteuerung mit AWL 4841071 Sprungfunktionen in der Anweisungsliste 4841072 Bausteinende-Funktionen in der Anweisungsliste 4861073 Bausteinaufruf-Funktion in der Anweisungsliste 486

108 Weitere AWL-Funktionen 4891081 Mit Statusbits arbeiten 4901082 Akkumulatorfunktionen 4951083 Arbeiten mit den Datenbausteinregistern 4971084 Teiladressierung von Datenoperanden 4991085 Absolute Adressierung von temporaumlren Lokaldaten 5001086 Arbeiten mit den Adressregistern 5011087 Speicherindirekte Adressierung 5031088 Registerindirekte Adressierung 5061089 Direkter Zugriff auf komplexe Lokalvariablen 51010810 Nullanweisungen 512

11 Ablaufsteuerung S7-GRAPH 513

111 Einfuumlhrung 5131111 Was ist eine Ablaufsteuerung 5131112 Eigenschaften einer Ablaufsteuerung 513

112 Elemente einer Ablaufsteuerung 5151121 Schritte und Transitionen 5151122 Spruumlnge in einer Ablaufsteuerung 5171123 Verzweigungen einer Ablaufkette 5171124 Permanente Anweisungen 5191125 Schritt- und Transitionsfunktionen 5191126 Bearbeitung von Bedingungen 5231127 Bearbeitung von Aktionen 524

113 Eine Ablaufsteuerung projektieren 5301131 Allgemeines Vorgehen bei der Projektierung 5301132 Den GRAPH-Funktionsbaustein programmieren 5311133 Projektieren der Kettenstruktur 5321134 Schritte und Transitionen programmieren 5351135 Permanente Anweisungen programmieren 5371136 Meldungen projektieren 5371137 Attribute des GRAPH-Funktionsbausteins 5371138 Den GRAPH-Funktionsbaustein aufrufen 539

114 Ablaufsteuerung testen 5401141 GRAPH-Funktionsbaustein laden 5401142 Einstellungen zum Programmtest 5411143 Betriebsarten verwenden 5421144 Ablaufkette synchronisieren 5421145 Mit Programmstatus testen 543

Inhaltsverzeichnis

17

12 Basisfunktionen 546

121 Binaumlre Verknuumlpfungen 5461211 Einfuumlhrung 5461212 Arbeiten mit Binaumlrsignalen 5471213 UND-Funktion Reihenschaltung 5511214 ODER-Funktion Parallelschaltung 5511215 Exklusiv-ODER-Funktion Antivalenzfunktion 5521216 Verknuumlpfungsergebnis negieren NOT-Kontakt 553

122 Speicherfunktionen 5541221 Einfuumlhrung 5541222 Einfache und negierende Spule Zuweisung 5541223 Einzelnes Setzen und Ruumlcksetzen 5551224 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen 5561225 Vorrangiges Setzen und Ruumlcksetzen Speicher-Boxen 557

123 Flankenauswertung 5591231 Funktionsweise einer Flankenauswertung 5591232 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen (KOP FUP) 5611233 Flankenauswertung mit Impulsausgabe (KOP FUP) 5611234 Flankenauswertung mit einer Q-Box (KOP FUP) 5621235 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box (KOP FUP) 5631236 Flankenauswertung bei SCL 5641237 Flankenauswertung bei AWL 567

124 Zeitfunktionen 5681241 Eine Zeitfunktion hinzufuumlgen 5681242 Impulsbildung TP 5691243 Einschaltverzoumlgerung TON 5701244 Ausschaltverzoumlgerung TOF 5711245 Akkumulierende Einschaltverzoumlgerung TONR 5721246 Eine Zeitfunktion mit einer Zeitdauer laden 5731247 Eine Zeitfunktion zuruumlcksetzen 574

125 Zaumlhlfunktionen 5741251 Eine Zaumlhlfunktion einfuumlgen 5751252 Vorwaumlrtszaumlhler CTU 5751253 Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTD 5761254 Vorwaumlrts-Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTUD 577

13 Digitalfunktionen 580

131 Uumlbertragungsfunktionen 5811311 Variable kopieren MOVE -und S_MOVE-Box bei KOP und FUP 5811312 Wertzuweisungen bei SCL 5831313 Laden und Transferieren bei AWL 5861314 Variable kopieren MOVE und S_MOVE bei AWL 5871315 VARIANT-Variable lesen und schreiben 5881316 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK_VARIANT 5891317 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK und UMOVE_BLK 5911318 Datenbereich fuumlllen mit FILL_BLK und UFILL_BLK 593

Inhaltsverzeichnis

18

1319 Variable von und zu einen BYTE-Feld uumlbertragen 59313110 Lesen und Schreiben mit PEEK und POKE (SCL AWL) 59713111 Byte-Reihenfolge aumlndern mit SWAP 59713112 Bereichsgrenzen ermitteln 599

132 Vergleichsfunktionen 5991321 Ausfuumlhrung der Vergleichsfunktion 6001322 Bereichsvergleich bei KOP und FUP 6031323 Gleitpunkt-Variable testen OK-Kontakt OK-Box 6031324 VARIANT-Zeiger testen bei KOP FUP und AWL 6051325 VARIANT-Zeiger testen bei SCL 606

133 Arithmetische Funktionen 6091331 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte 6091332 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte 6111333 Dekrementieren und Inkrementieren 613

134 Mathematische Funktionen 6141341 Allgemeine Funktionsbeschreibung 6141342 Winkelfunktionen SIN COS TAN 6151343 Arcusfunktionen ASIN ACOS ATAN 6151344 Quadrat bilden und Quadratwurzel ziehen 6161345 Logarithmus und Potenz 6161346 Nachkommastellen extrahieren Absolutwert und Negation bilden 6181347 Rechnen mit der CALCULATE-Box bei KOP und FUP 619

135 Konvertierungsfunktionen 6211351 Konvertierungsfunktionen CONV S_CONV und T_CONV 6221352 Konvertierung von DB_ANY 6281353 Konvertierungsfunktionen fuumlr Gleitpunktzahlen 6291354 Konvertierungsfunktionen STRG_TO_CHARS und CHARS_TO_STRG 6301355 Konvertierungsfunktionen STRG_VAL und VAL_STRG 6331356 Konvertierungsfunktionen ATH und HTA 6351357 Konvertierungsfunktionen SCALE_X und NORM_X 637

136 Schiebefunktionen 6391361 Allgemeine Funktionsbeschreibung 6391362 Rechts schieben SHR 6401363 Links schieben SHL 6401364 Rechts rotieren ROR 6401365 Links rotieren ROL 640

137 Logikfunktionen 6411371 Wortverknuumlpfungen 6411372 Invertieren Einerkomplement bilden 6431373 Codierfunktionen DECO und ENCO 6441374 Auswahlfunktionen SEL MUX und DEMUX 6451375 Minimumauswahl MIN Maximumauswahl MAX 6461376 Begrenzer LIMIT 646

138 Zeichenketten bearbeiten 649

139 Symbolnamen lesen 658

Inhaltsverzeichnis

19

14 Programmsteuerung 663

141 Sprungfunktionen 6641411 Einfuumlhrung 6641412 Absoluter Sprung 6641413 Bedingter Sprung 6661414 Sprungliste 6681415 Sprungverteiler 6701416 Schleifensprung 670

142 Bausteinende-Funktionen 6721421 Bausteinende-Funktion RET (KOP und FUP) 6721422 RETURN-Anweisung (SCL) 6741423 Bausteinende-Funktionen BEB BEA und BE (AWL) 674

143 Aufruf von Codebausteinen 6741431 Einfuumlhrung 6741432 Aufruf einer Funktion FC 6751433 Aufruf eines Funktionsbausteins FB 6751434 Asynchron arbeitende Systembausteine 6781435 ENENO-Mechanismus 678

144 Arbeiten mit Bausteinen 6821441 Bausteine mit optimiertem und Standardzugriff 6821442 Datentypen der lokalen Variablen 6841443 Bausteinparameter adressieren 6861444 Bausteinparameter versorgen 6891445 Uumlbergabe von Bausteinparametern 691

145 Datenbausteinfunktionen 6941451 Datenbausteinattribute lesen 6941452 Ladespeicher lesen und schreiben 6951453 ARRAY-Datenbausteine 6971454 Systembausteine fuumlr den Zugriff auf ARRAY-Datenbausteine 6981455 CPU-Datenbausteine 700

15 Online-Betrieb Diagnose und Test 704

151 PLC-Station online verbinden 7051511 Programmiergeraumlt an die PLC-Station anschlieszligen 7051512 Die CPU urloumlschen 7071513 Den Auslieferungszustand wiederherstellen 708

152 Projektdaten uumlbertragen 7091521 Die Projektdaten erstmalig laden 7101522 Die Projektdaten nachladen 7121523 Das Anwenderprogramm schuumltzen 7131524 Mit Online-Projektdaten arbeiten 7161525 Mit der Memory Card arbeiten 719

153 Mit Bausteinen im Online-Betrieb arbeiten 7201531 Einfuumlhrung 7201532 Einen Online-Baustein bearbeiten 7211533 Einen Baustein laden und zuruumlckladen 722

Inhaltsverzeichnis

20

1534 Ohne Reinitialisierung laden 7231535 Mit Momentaufnahmen arbeiten 7251536 Mit Einstellwerten arbeiten 7261537 Bausteine vergleichen 728

154 Hardware-Diagnose 7311541 Status-Anzeigen an den Baugruppen 7311542 Diagnosefenster 7321543 Diagnosepuffer 7341544 Online-Tools 7341545 Weitere Diagnose-Informationen uumlber das Programmiergeraumlt 736

155 Anwenderprogramm testen 7371551 Aufrufumgebung definieren 7381552 Testen mit Programmstatus 7391553 PLC-Variablen beobachten 7431554 Datenvariablen beobachten und steuern 7441555 Testen mit Beobachtungstabellen 7451556 Testen mit der Force-Tabelle 750

156 Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion 7521561 Einfuumlhrung 7521562 Erstellen der Trace-Konfiguration 7531563 Messwerte aufzeichnen 754

16 Dezentrale Peripherie 758

161 Einfuumlhrung Uumlbersicht 758

162 Dezentrales Peripheriesystem ET 200 7591621 ET 200MP 7591622 ET 200M 7601623 ET 200SP 7611624 ET 200S 7621625 ET 200pro 7621626 ET 200AL 7631627 ET 200eco und ET200eco PN 764

163 PROFINET IO 7641631 Komponenten von PROFINET IO 7641632 Adressen bei PROFINET IO 7671633 PROFINET IO projektieren 7691634 Kopplungsbaugruppen fuumlr PROFINET IO 7751635 Echtzeit-Kommunikation bei PROFINET 7761636 Spezielle PROFINET-Konfigurationen 780

164 PROFIBUS DP 7841641 Komponenten von PROFIBUS DP 7841642 Adressen bei PROFIBUS DP 7871643 PROFIBUS DP projektieren 7891644 Kopplungsbaugruppen fuumlr PROFIBUS DP 7921645 Spezielle PROFIBUS-Konfigurationen 795

165 Systembausteine fuumlr dezentrale Peripherie 798

Inhaltsverzeichnis

21

1651 Peripheriedaten lesen und schreiben 7981652 Diagnosedaten von einem DP-Normslave lesen 8011653 Datensatz empfangen und bereitstellen 8021654 Dezentrale Station aktivierendeaktivieren 8041655 PROFINET-IO-System umkonfigurieren 805

166 DPV1-Alarme 805

167 Taktsynchronitaumlt 8081671 Einfuumlhrung 8081672 Taktsynchronitaumlt bei PROFINET 8081673 Taktsynchronitaumlt bei PROFIBUS 8111674 Taktsynchronalarm 8131675 Prozessabbilder taktsynchron aktualisieren 816

17 Kommunikation 817

171 Uumlbersicht 817

172 Open User Communication 8201721 Grundlagen 8201722 Datenstruktur der Open User Communication 8211723 Verbindung aufbauen und Daten senden mit TSEND_C 8221724 Verbindung aufbauen und Daten empfangen mit TRCV_C 8231725 Open User Communication projektieren 8251726 Weitere Funktionen fuumlr die Open User Communication 827

173 S7-Kommunikation 8301731 Grundlagen 8301732 Einseitiger Datenaustausch 8301733 Zweiseitiger Datenaustausch 8321734 S7-Kommunikation projektieren 835

174 Freeport-Kommunikation 8361741 Einfuumlhrung in die Freeport-Kommunikation 8361742 Konfigurieren der Kommunikationsbaugruppe CM PtP 8371743 Freeport-Kommunikationsfunktionen 838

175 Weitere Kommunikationsfunktionen 8421751 USS-Protokoll fuumlr Antriebe 8421752 Modbus RTU 8441753 Modbus TCP 846

18 Anhang 849

181 Ein Projekt migrieren 849

182 Webserver 8521821 Webserver aktivieren 8521822 Standard-Webseiten 8551823 Basic-Webseiten 8581824 Service-Daten auslesen 8581825 Webserver initialisieren und Webseiten synchronisieren (WWW) 859

183 Technologieobjekte 859

Inhaltsverzeichnis

22

1831 Technologieobjekte fuumlr Motion Control 8591832 Technologieobjekte fuumlr PID Control 8661833 Technologieobjekte fuumlr Zaumlhlen und Messen 867

184 Daten protokollieren und Rezepturen uumlbertragen 8721841 Einfuumlhrung in die Datenprotokollierung 8721842 Datenprotokollierung anwenden 8721843 Funktionen fuumlr die Datenprotokollierung 8731844 Einfuumlhrung zur Rezepturenuumlbertragung 8751845 Funktionen fuumlr die Rezepturenuumlbertragung 877

185 Simulation mit S7-PLCSIM 8781851 S7-PLCSIM allgemein 8781852 Die Bedienoberflaumlche von PLCSIM 8791853 In S7-PLCSIM mit STEP-7-Testfunktionen testen 8801854 Mit einem Simulationsprojekt arbeiten 8821855 Mit dem Adressbereich testen 8831856 Mit der SIM-Tabelle testen 8831857 Mit der Sequenztabelle testen 885

186 Maschinen- und Anlagendiagnose mit ProDiag 888

Stichwortverzeichnis 892

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

23

1 Einfuumlhrung

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

SIMATIC S7-1500 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den mittleren undoberen Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Ein-Ausgabebaugruppen fuumlr Digital- und Analogsignale sowieTechnologie- und Kommunikationsbaugruppen modular erweitert werden DasAutomatisierungssystem SIMATIC S7-1500 ist nahtlos eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1500

SIMATIC Controller steuern die Maschineoder Anlage Mehrere Varianten derController erweitern das Einsatzspektrum

Die dezentrale Peripherie erweitertdie Schnittstelle zur Maschineoder Anlage

SIMATIC NET

SIMATIC HMI

SIMATIC ET200 STEP 7 Professional(TIA Portal)

SIMATIC S7-1500

Die Vernetzung ermoumlglicht den Datenaustauschzwischen den Geraumlten und den Online-Zugriffan beliebiger Stelle

STEP 7 ist die Engineeringsoftware zumKonfigurieren undProgrammieren

Projektieren

S

Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500

S

ESC OK

Bedienen und Beobachtenzum Fuumlhren der Anlageim laufenden Betrieb

S

1 Einfuumlhrung

24

Die dezentrale Peripherie SIMATIC ET200 bietet eine zusaumltzliche Erweiterung mit Ein-Ausgabebaugruppen die mit PROFIBUS DP oder PROFINET IO mit dem zentralenSteuerungsgeraumlt verbunden sind Die dezentralen Stationen koumlnnen in einem Schalt-schrank oder ndash mit besonderen Bauformen fuumlr erhoumlhte mechanische Anforderungausgestattet ndash auch vor Ort direkt an der Maschine oder Anlage installiert werden

Mit SIMATIC HMI (HMI = Human Machine Interface) wird eine Maschine oderAnlage gefuumlhrt und deren Funktion beobachtet Die Geraumlte koumlnnen ndash je nach Vari-ante ndash uumlber Prozessbilder Bedienfunktionen zur Verfuumlgung stellen Betriebs- undStoumlrungsmeldungen anzeigen und die Automatisierungsdaten in Form von Rezep-turen oder Messwertarchiven verwalten

SIMATIC NET uumlbernimmt den Datenaustausch uumlber verschiedene Bussysteme zwi-schen den SIMATIC-Steuerungsgeraumlten der dezentralen Peripherie den Bedienge-raumlten und dem Programmiergeraumlt Das Programmiergeraumlt kann ein Personal Com-puter ein Industrierechner oder ein Notebook mit dem Betriebssystem MicrosoftWindows sein

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert parametriert und programmiert Das TIA Portal (TIA = TotallyIntegrated Automation) ist das zentrale Werkzeug zum Verwalten der Automatisie-rungsdaten und der dazugehoumlrenden Editoren in Form eines hierarchisch geglie-derten Projekts

111 Automatisierungsgeraumlt SIMATIC S7-1500

Die wesentlichen Bestandteile eines S7-1500-Automatisierungsgeraumlts sind im Bild12 dargestellt

Bild 12 Bestandteile einer S7-1500-Steuerung mit Standard-Controller

Zentralgeraumlt

SM-Baugruppen(Signal Modules)

Auf dem Baugruppentraumlger sind steckbar

Der Baugruppentraumlger hat 32 Steckplaumltzewobei eine optionale StromversorgungSteckplatz 0 und die CPU-BaugruppeSteckplatz 1 belegen Rechts von der CPU-Baugruppe finden noch maximal 30Baugruppen (einschlieszliglichStromversorgungsbaugruppen) Platz

TM-Baugruppen(Technology Modules)

CM-Baugruppen(Communication Modules)

CPU-Baugruppe(Central Processor Unit)

PS-Baugruppe(Power Supply)

Baugruppen-traumlger (Rack)

Bestandteile einer S7-1500-Steuerung

S

ES C OK

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

25

Die CPU-Baugruppe (Zentralbaugruppe) enthaumllt das Betriebssystem und dasAnwenderprogramm Das Anwenderprogramm steht spannungsausfallsicher aufder in der CPU-Baugruppe steckenden SIMATIC Memory Card Die Bearbeitung desAnwenderprogramms findet im Arbeitsspeicher in der CPU statt Die auf der CPU-Baugruppe vorhandenen Busschnittstellen stellen die Verbindung zu anderenAutomatisierungsgeraumlten her

Die Verbindung zur gesteuerten Maschine oder Anlage uumlbernehmen SM-Baugrup-pen (Signalbaugruppen) Diese Ein- und Ausgabebaugruppen gibt es fuumlr Digital-und Analogsignale mit verschiedenen Spannungen und Stroumlmen

Die TM-Baugruppen (Technologiebaugruppen) sind signalvorverarbeitendebdquointelligenteldquo Peripheriebaugruppen die vom Prozess kommende Signale unab-haumlngig von der CPU aufbereiten verarbeiten und entweder wieder direkt an denProzess zuruumlckgeben oder an der internen Schnittstelle der CPU zur Verfuumlgungstellen TM-Baugruppen uumlbernehmen Funktionen die die CPU meist nicht schnellgenug ausfuumlhren kann wie z B Impulse zaumlhlen

Die CM-Baugruppen (Kommunikationsbaugruppen) ermoumlglichen einen Daten-verkehr der die Funktionalitaumlt der Standard-Schnittstellen auf der CPU-Baugruppebezuumlglich Protokolle und Kommunikationsfunktionen uumlberschreitet

(System-)Stromversorgungsbaugruppen sorgen fuumlr die benoumltigten internenSpannungen im Automatisierungsgeraumlt Bei Bedarf koumlnnen bis zu drei System-Stromversorgungsbaugruppen im Automatisierungsgeraumlt eingesetzt werdenLastspannungen bzw Laststroumlme werden uumlber externe Laststromversorgungen(Power Modules PM) bereitgestellt die auch eine 24V-Primaumlrspannung fuumlr System-Stromversorgungsbaugruppen liefern koumlnnen

112 Uumlbersicht STEP 7 Professional

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Autorisierung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuellenBetriebssystemen unter Microsoft Windows Die Projektierung eines S7-1500-Con-trollers geschieht mit zwei Ansichten der Portalansicht und der Projektansicht

Die Portalansicht ist aufgabenorientiert angelegt Im Startportal oumlffnen Sie einbestehendes Projekt erstellen ein neues Projekt oder migrieren ein Projekt EinbdquoProjektldquo ist eine Datenstruktur die alle erforderlichen Programme und Daten fuumlrIhr Automatisierungsvorhaben enthaumllt Von hier aus sind die wichtigsten Werk-zeuge und Funktionen von STEP 7 uumlber weitere Portale erreichbar Das PortalGeraumlte amp Netze zur Konfiguration der Hardware das Portal PLC-Programmierungzum Bearbeiten des Anwenderprogramms das Portal Motion amp Technology zumErstellen von Technologie-Objekten das Portal Visualisierung zum Projektierenvon HMI-Systemen und das Portal Online amp Diagnose fuumlr den Online-Betrieb desProgrammiergeraumlts (Bild 13)

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt (Bild 14) In der Geraumltekonfi-guration steht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittel-

1 Einfuumlhrung

26

Bild 13 Werkzeuge im Startportal von STEP 7 Professional V14

Bild 14 Beispiel fuumlr die Projektansicht Arbeitsbereich der Geraumltekonfiguration

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

27

punkt In der Geraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platziertenBaugruppen gezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt dieEigenschaften der selektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibtUnterstuumltzung durch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Bau-gruppen Die Netzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

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

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

Zusaumltzlich gibt es eine Bibliotheksansicht mit der die Elemente der Projektbiblio-thek und der geoumlffneten globalen Bibliotheken bearbeitet werden koumlnnen

113 Verschiedene Programmiersprachen

Als Programmiersprache fuumlr das Anwenderprogramm koumlnnen Sie zwischen Kon-taktplan (KOP) Funktionsplan (FUP) Structured Control Language (SCL) Anwei-sungsliste (AWL) und Ablaufsteuerung (GRAPH) waumlhlen (Bild 15)

Mit Kontaktplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an denStromlaufplan Die Verknuumlpfung der binaumlren Signalzustaumlnde wird durch die seri-elle oder parallele Anordnung von Kontakten und Spulen dargestellt KomplexeFunktionen wie beispielsweise die arithmetischen Funktionen werden mit Boxendargestellt die Sie wie Kontakte oder Spulen im Kontaktplan anordnen

Mit Funktionsplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an elektro-nische Schaltkreissysteme Binaumlre Verknuumlpfungen werden durch Verschaltung vonUND- und ODER-Funktionen realisiert und mit Speicher-Boxen abgeschlossen Kom-plexe Boxen uumlbernehmen die Verknuumlpfung digitaler Variablen beispielsweise beiden arithmetischen Funktionen

Structured Control Language eignet sich besonders fuumlr die Programmierungvon komplexen Algorithmen oder fuumlr Aufgabenstellungen aus dem Bereich derDatenverwaltung Das Programm besteht aus SCL-Anweisungen die beispielsweiseWertzuweisungen Vergleiche oder Kontrollanweisungen sein koumlnnen

Mit Anweisungsliste programmieren Sie die Steuerungsaufgabe durch eine Folgevon Anweisungen Jede AWL-Anweisung enthaumllt eine Vorschrift was zu tun ist undeventuell einen Operand mit dem die Operation ausgefuumlhrt wird AWL ist gleicher-maszligen geeignet fuumlr binaumlre und digitale Verknuumlpfungen wie fuumlr die Programmie-rung komplexer Steuerungsaufgaben

1 Einfuumlhrung

28

Kontaktplan KOP

Funktionsplan FUP

Structured Control Language SCL

Anweisungsliste AWL

Bild 15 Beispiele fuumlr die Darstellung in KOP FUP SCL und AWL

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

29

Mit GRAPH programmieren Sie eine Steuerungsaufgabe als Ablaufsteuerung inder die sequenzielle Folge von Aktionen vorherrscht Die einzelnen Schritte undVerzweigungen werden durch Weiterschaltbedingungen freigegeben die mit KOPoder FUP programmiert werden koumlnnen (Bild 16)

114 Bearbeitung des Anwenderprogramms

Nach dem Einschalten der Versorgungsspannung pruumlft der Steuerungsprozessordie vorhandene Hardware und parametriert die Baugruppen Anschlieszligend wirdeinmalig ndash falls vorhanden ndash ein Anlaufprogramm bearbeitet Das Anlaufpro-gramm gehoumlrt zum Anwenderprogramm das Sie programmieren Im Anlaufpro-gramm koumlnnen beispielsweise Baugruppen initialisiert werden

Das Anwenderprogramm ist in der Regel in einzelne Abschnitte ndash bdquoBausteineldquogenannt ndash eingeteilt Die Organisationsbausteine (OB) sind die Schnittstelle zwi-schen Betriebssystem und Anwenderprogramm Das Betriebssystem ruft zubestimmten Ereignissen einen Organisationsbaustein auf in dem dann das Anwen-derprogramm bearbeitet wird (Bild 17)

Zur Strukturierung des Programms stehen Funktionsbausteine (FB) und Funktio-nen (FC) zur Verfuumlgung Funktionsbausteine haben einen Speicher in dem lokaleVariablen dauerhaft abgelegt sind Funktionen haben diesen Speicher nicht

Fuumlr den Aufruf (das Starten der Bearbeitung) von Funktionsbausteinen und Funk-tionen gibt es Programmanweisungen Jeder Bausteinaufruf kann mit Ein- undAusgaumlngen ndash bdquoBausteinparameterldquo genannt ndash versehen werden Beim Aufruf koumln-nen Variablen uumlbergeben werden mit denen das Programm im Baustein arbeitensoll Auf diese Weise kann ein Baustein mit einer gewissen Funktion (z B der Aus-

Bild 16 Beispiel fuumlr eine GRAPH-Ablaufkette und eine Schrittprojektierung

Page 11: Berger Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 · Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 Projektieren, Programmieren und Testen mit STEP 7 Professional von Hans Berger 2., wesentlich überarbeitete

Inhaltsverzeichnis

11

523 Bausteinarten 175524 Bausteineigenschaften 177525 Bausteinschnittstelle 177526 Einen Codebaustein aufrufen 183527 Programmierempfehlungen 186

53 Anlaufprogramm 193531 Organisationsbausteine fuumlr das Anlaufprogramm 193532 Remanente Daten zuruumlcksetzen 195533 Baugruppenadresse ermitteln 195534 Baugruppen parametrieren 198

54 Hauptprogramm 202541 Organisationsbausteine fuumlr das Hauptprogramm 202542 Prozessabbild-Aktualisierung 203543 Zykluszeit 207544 Reaktionszeit 210545 Programm stoppen und verzoumlgern 211546 Uhrzeit 212547 Systemzeit lesen 217548 Betriebsstundenzaumlhler 217

55 Alarmbearbeitung 219551 Einfuumlhrung zur Alarmbearbeitung 219552 Uhrzeitalarme 223553 Verzoumlgerungsalarme 227554 Weckalarme 231555 Prozessalarme 235556 Alarme zur Laufzeit zuordnen 237557 Alarmzusatzinformation lesen 238

56 Fehlerbehandlung Diagnose 240561 Fehlerursachen und Fehlerreaktionen 240562 Lokale Fehlerbehandlung 240563 Globale Fehlerbehandlung (Synchronfehler) 245564 Synchronfehlerbearbeitung sperren und freigeben 247565 Asynchronfehler 250566 Alarme und Asynchronfehler sperren verzoumlgern und freigeben 254

57 Diagnose im Anwenderprogramm 256571 Diagnosealarm 256572 Startinformation lesen 258573 Laufzeit-Informationen lesen 259574 Diagnosefunktionen im Anwenderprogramm 260

58 Meldungen projektieren 267581 Einfuumlhrung 267582 Meldungen nach dem Meldenummerverfahren projektieren 271583 Systembausteine fuumlr Meldungen 276584 Anwender-Diagnosemeldung erzeugen 279585 CPU-Meldungsanzeige 280

Inhaltsverzeichnis

12

6 Programmeditor 283

61 Einfuumlhrung 283

62 PLC-Variablentabelle 284621 PLC-Variablentabelle anlegen und bearbeiten 284622 PLC-Variablen definieren und bearbeiten 284623 PLC-Variablentabellen vergleichen 287624 PLC-Variablentabelle exportieren und importieren 288625 Konstantentabellen 289

63 Einen Codebaustein programmieren 289631 Einen neuen Codebaustein anlegen 289632 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Codebausteine 291633 Bausteineigenschaften fuumlr Codebausteine festlegen 293634 Einen Baustein schuumltzen 296635 Bausteinschnittstelle programmieren 297636 Allgemeines Vorgehen beim Programmieren der Steuerungsfunktion 300637 Steuerungsfunktion mit KOP und FUP programmieren 304638 Steuerungsfunktion mit SCL programmieren 308639 Steuerungsfunktion mit AWL programmieren 3126310 Steuerungsfunktion mit GRAPH programmieren 314

64 Einen Datenbaustein programmieren 315641 Einen neuen Datenbaustein anlegen 315642 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Datenbausteine 316643 Bausteineigenschaften fuumlr Datenbausteine festlegen 317644 Datenvariablen deklarieren 320645 Datenvariablen in Globaldatenbausteinen eingeben 322

65 Bausteine uumlbersetzen 323651 Uumlbersetzung starten 323652 SCL-Bausteine uumlbersetzen 324653 Fehler nach der Uumlbersetzung beheben 325

66 Arbeiten mit Quelldateien 327

67 Programminformationen 330671 Querverweisliste 330672 Belegungsplan 331673 Aufrufstruktur 333674 Abhaumlngigkeitsstruktur 334675 Konsistenzpruumlfung 335676 Speicherauslastung der CPU 336

7 Kontaktplan KOP 338

71 Einfuumlhrung 338711 Programmieren mit KOP allgemein 338712 Programmelemente des Kontaktplans 340

72 Binaumlre Verknuumlpfungen mit KOP programmieren 340721 Schlieszligerkontakt und Oumlffnerkontakt 341722 Reihen- und Parallelschaltung von Kontakten 343

Inhaltsverzeichnis

13

723 T-Abzweig offener Parallelzweig 344724 Verknuumlpfungsergebnis negieren im Kontaktplan 345725 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen im Kontaktplan 345726 Guumlltigkeitspruumlfung einer Gleitpunktvariablen im Kontaktplan 346727 Vergleich-Kontakte 347

73 Speicherfunktionen mit KOP programmieren 347731 Einfache und negierende Spule 348732 Setzen- und Ruumlcksetzen-Spule 349733 Speicherndes Verhalten durch Selbsthaltung 350734 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Kontaktplan 350735 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Kontaktplan 351736 Spulen mit Zeitverhalten 352

74 Q-Boxen mit KOP programmieren 353741 Speicher-Boxen im Kontaktplan 354742 Flankenauswertung des Stromflusses 354743 Zeitfunktionen im Kontaktplan 355744 Zaumlhlfunktionen im Kontaktplan 357

75 ENENO-Boxen mit KOP programmieren 358751 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 358752 Uumlbertragungsfunktionen im Kontaktplan 358753 Arithmetische Funktionen im Kontaktplan 360754 Mathematische Funktionen im Kontaktplan 361755 Konvertierungsfunktionen im Kontaktplan 362756 Schiebefunktionen im Kontaktplan 363757 Logikfunktionen im Kontaktplan 363758 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Kontaktplan 364

76 VARIANT-Funktionen mit KOP programmieren 365

77 Programmsteuerung mit KOP 367771 Sprungfunktionen im Kontaktplan 367772 Bausteinende-Funktion im Kontaktplan 370773 Bausteinaufruf-Funktionen im Kontaktplan 371

8 Funktionsplan FUP 373

81 Einfuumlhrung 373811 Programmieren mit FUP allgemein 373812 Programmelemente des Funktionsplans 375

82 Binaumlre Verknuumlpfungen mit FUP programmieren 375821 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 376822 Eine binaumlre Verknuumlpfung im Funktionsplan programmieren 378823 UND-Funktion im Funktionsplan 379824 ODER-Funktion im Funktionsplan 379825 Exklusiv-ODER-Funktion im Funktionsplan 379826 Kombinierte binaumlre Verknuumlpfungen Verknuumlpfungsergebnis negieren 380827 T-Abzweig im Funktionsplan 381828 Flankenauswertung von Binaumlrvariablen im Funktionsplan 381829 Guumlltigkeitspruumlfung von Gleitpunktzahlen im Funktionsplan 382

Inhaltsverzeichnis

14

8210 Vergleichsfunktionen im Funktionsplan 383

83 Standard-Boxen mit FUP programmieren 384831 Zuweisung und negierende Zuweisung 384832 Setzen- und Ruumlcksetzen-Box 385833 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Funktionsplan 386834 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Funktionsplan 387835 Standard-Boxen mit Zeitverhalten 387

84 Q-Boxen mit FUP programmieren 389841 Speicher-Boxen im Funktionsplan 389842 Flankenauswertung des Verknuumlpfungsergebnisses im Funktionsplan 390843 Zeitfunktionen im Funktionsplan 391844 Zaumlhlfunktionen im Funktionsplan 392

85 ENENO-Boxen mit FUP programmieren 393851 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 393852 Uumlbertragungsfunktionen im Funktionsplan 395853 Arithmetische Funktionen im Funktionsplan 395854 Mathematische Funktionen im Funktionsplan 396855 Konvertierungsfunktionen im Funktionsplan 397856 Schiebefunktionen im Funktionsplan 398857 Logikfunktionen im Funktionsplan 399858 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Funktionsplan 400

86 VARIANT-Funktionen mit FUP programmieren 40187 Programmsteuerung mit FUP 402

871 Sprungfunktionen im Funktionsplan 403872 Bausteinende-Funktion im Funktionsplan 406873 Bausteinaufruf-Funktionen im Funktionsplan 407

9 Structured Control Language SCL 409

91 Einfuumlhrung 409911 Programmieren mit SCL allgemein 409912 SCL-Anweisungen und Operatoren 411

92 Binaumlre Verknuumlpfungen mit SCL programmieren 413921 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 413922 UND-Funktion in SCL 414923 ODER-Funktion in SCL 414924 Exklusiv-ODER-Funktion in SCL 415925 Kombinierte binaumlre Verknuumlpfungen in SCL 415926 Verknuumlpfungsergebnis negieren in SCL 416

93 Speicherfunktionen mit SCL programmieren 417931 Wertzuweisung einer Binaumlrvariablen 417932 Setzen und Ruumlcksetzen in SCL 417933 Flankenauswertung in SCL 418

94 Zeit- und Zaumlhlfunktionen mit SCL programmieren 418941 Zeitfunktionen in SCL 418942 Zaumlhlfunktionen in SCL 419

95 Digitalfunktionen mit SCL programmieren 420

Inhaltsverzeichnis

15

951 Uumlbertragungsfunktion Wertzuweisung einer Digitalvariablen 420952 Vergleichsfunktionen in SCL 421953 Arithmetische Funktionen in SCL 422954 Mathematische Funktionen in SCL 423955 Konvertierungsfunktionen in SCL 424956 Schiebefunktionen in SCL 425957 Wortverknuumlpfungen logischer Ausdruck in SCL 426958 Funktionen fuumlr Zeichenketten in SCL 427

96 VARIANT-Funktionen mit SCL programmieren 427

97 Programmsteuerung mit SCL 430971 Kontrollanweisungen 430972 Bausteinendefunktion bei SCL 439973 Aufruf einer Funktion (FC) bei SCL 439974 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) bei SCL 440975 Versorgung von Parametern 442

10 Anweisungsliste AWL 443

101 Einfuumlhrung 4431011 Programmieren mit AWL allgemein 4431012 Aufbau einer AWL-Anweisung 4451013 Eine AWL-Anweisung eingeben 4451014 Adressierung von 64-Bit-Variablen 4471015 AWL-Netzwerke in KOP- und FUP-Bausteinen 447

102 Binaumlre Verknuumlpfungen mit AWL programmieren 4481021 Bearbeitung einer binaumlren Verknuumlpfung Verknuumlpfungsschritt 4491022 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 4501023 UND-Funktion in der Anweisungsliste 4511024 ODER-Funktion in der Anweisungsliste 4511025 Exklusiv-ODER-Funktion in der Anweisungsliste 4511026 Kombinierte binaumlre Verknuumlpfungen in der Anweisungsliste 4521027 Verknuumlpfungsergebnis steuern 455

103 Speicherfunktionen mit AWL programmieren 4551031 Zuweisung in der Anweisungsliste 4561032 Setzen und Ruumlcksetzen in der Anweisungsliste 4561033 Flankenauswertung in der Anweisungsliste 457

104 Zeit- und Zaumlhlfunktionen mit AWL programmieren 4581041 Zeitfunktionen in der Anweisungsliste 4581042 Zaumlhlfunktionen in der Anweisungsliste 459

105 Digitalfunktionen mit AWL programmieren 4601051 Uumlbertragungsfunktionen in der Anweisungsliste 4601052 Vergleichsfunktionen in der Anweisungsliste 4641053 Arithmetische Funktionen in der Anweisungsliste 4671054 Mathematische Funktionen in der Anweisungsliste 4711055 Konvertierungsfunktionen in der Anweisungsliste 4721056 Schiebefunktionen in der Anweisungsliste 4741057 Wortverknuumlpfungen in der Anweisungsliste 477

Inhaltsverzeichnis

16

1058 Funktionen fuumlr Zeichenketten in der Anweisungsliste 480

106 VARIANT-Funktionen mit AWL programmieren 481

107 Programmsteuerung mit AWL 4841071 Sprungfunktionen in der Anweisungsliste 4841072 Bausteinende-Funktionen in der Anweisungsliste 4861073 Bausteinaufruf-Funktion in der Anweisungsliste 486

108 Weitere AWL-Funktionen 4891081 Mit Statusbits arbeiten 4901082 Akkumulatorfunktionen 4951083 Arbeiten mit den Datenbausteinregistern 4971084 Teiladressierung von Datenoperanden 4991085 Absolute Adressierung von temporaumlren Lokaldaten 5001086 Arbeiten mit den Adressregistern 5011087 Speicherindirekte Adressierung 5031088 Registerindirekte Adressierung 5061089 Direkter Zugriff auf komplexe Lokalvariablen 51010810 Nullanweisungen 512

11 Ablaufsteuerung S7-GRAPH 513

111 Einfuumlhrung 5131111 Was ist eine Ablaufsteuerung 5131112 Eigenschaften einer Ablaufsteuerung 513

112 Elemente einer Ablaufsteuerung 5151121 Schritte und Transitionen 5151122 Spruumlnge in einer Ablaufsteuerung 5171123 Verzweigungen einer Ablaufkette 5171124 Permanente Anweisungen 5191125 Schritt- und Transitionsfunktionen 5191126 Bearbeitung von Bedingungen 5231127 Bearbeitung von Aktionen 524

113 Eine Ablaufsteuerung projektieren 5301131 Allgemeines Vorgehen bei der Projektierung 5301132 Den GRAPH-Funktionsbaustein programmieren 5311133 Projektieren der Kettenstruktur 5321134 Schritte und Transitionen programmieren 5351135 Permanente Anweisungen programmieren 5371136 Meldungen projektieren 5371137 Attribute des GRAPH-Funktionsbausteins 5371138 Den GRAPH-Funktionsbaustein aufrufen 539

114 Ablaufsteuerung testen 5401141 GRAPH-Funktionsbaustein laden 5401142 Einstellungen zum Programmtest 5411143 Betriebsarten verwenden 5421144 Ablaufkette synchronisieren 5421145 Mit Programmstatus testen 543

Inhaltsverzeichnis

17

12 Basisfunktionen 546

121 Binaumlre Verknuumlpfungen 5461211 Einfuumlhrung 5461212 Arbeiten mit Binaumlrsignalen 5471213 UND-Funktion Reihenschaltung 5511214 ODER-Funktion Parallelschaltung 5511215 Exklusiv-ODER-Funktion Antivalenzfunktion 5521216 Verknuumlpfungsergebnis negieren NOT-Kontakt 553

122 Speicherfunktionen 5541221 Einfuumlhrung 5541222 Einfache und negierende Spule Zuweisung 5541223 Einzelnes Setzen und Ruumlcksetzen 5551224 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen 5561225 Vorrangiges Setzen und Ruumlcksetzen Speicher-Boxen 557

123 Flankenauswertung 5591231 Funktionsweise einer Flankenauswertung 5591232 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen (KOP FUP) 5611233 Flankenauswertung mit Impulsausgabe (KOP FUP) 5611234 Flankenauswertung mit einer Q-Box (KOP FUP) 5621235 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box (KOP FUP) 5631236 Flankenauswertung bei SCL 5641237 Flankenauswertung bei AWL 567

124 Zeitfunktionen 5681241 Eine Zeitfunktion hinzufuumlgen 5681242 Impulsbildung TP 5691243 Einschaltverzoumlgerung TON 5701244 Ausschaltverzoumlgerung TOF 5711245 Akkumulierende Einschaltverzoumlgerung TONR 5721246 Eine Zeitfunktion mit einer Zeitdauer laden 5731247 Eine Zeitfunktion zuruumlcksetzen 574

125 Zaumlhlfunktionen 5741251 Eine Zaumlhlfunktion einfuumlgen 5751252 Vorwaumlrtszaumlhler CTU 5751253 Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTD 5761254 Vorwaumlrts-Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTUD 577

13 Digitalfunktionen 580

131 Uumlbertragungsfunktionen 5811311 Variable kopieren MOVE -und S_MOVE-Box bei KOP und FUP 5811312 Wertzuweisungen bei SCL 5831313 Laden und Transferieren bei AWL 5861314 Variable kopieren MOVE und S_MOVE bei AWL 5871315 VARIANT-Variable lesen und schreiben 5881316 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK_VARIANT 5891317 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK und UMOVE_BLK 5911318 Datenbereich fuumlllen mit FILL_BLK und UFILL_BLK 593

Inhaltsverzeichnis

18

1319 Variable von und zu einen BYTE-Feld uumlbertragen 59313110 Lesen und Schreiben mit PEEK und POKE (SCL AWL) 59713111 Byte-Reihenfolge aumlndern mit SWAP 59713112 Bereichsgrenzen ermitteln 599

132 Vergleichsfunktionen 5991321 Ausfuumlhrung der Vergleichsfunktion 6001322 Bereichsvergleich bei KOP und FUP 6031323 Gleitpunkt-Variable testen OK-Kontakt OK-Box 6031324 VARIANT-Zeiger testen bei KOP FUP und AWL 6051325 VARIANT-Zeiger testen bei SCL 606

133 Arithmetische Funktionen 6091331 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte 6091332 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte 6111333 Dekrementieren und Inkrementieren 613

134 Mathematische Funktionen 6141341 Allgemeine Funktionsbeschreibung 6141342 Winkelfunktionen SIN COS TAN 6151343 Arcusfunktionen ASIN ACOS ATAN 6151344 Quadrat bilden und Quadratwurzel ziehen 6161345 Logarithmus und Potenz 6161346 Nachkommastellen extrahieren Absolutwert und Negation bilden 6181347 Rechnen mit der CALCULATE-Box bei KOP und FUP 619

135 Konvertierungsfunktionen 6211351 Konvertierungsfunktionen CONV S_CONV und T_CONV 6221352 Konvertierung von DB_ANY 6281353 Konvertierungsfunktionen fuumlr Gleitpunktzahlen 6291354 Konvertierungsfunktionen STRG_TO_CHARS und CHARS_TO_STRG 6301355 Konvertierungsfunktionen STRG_VAL und VAL_STRG 6331356 Konvertierungsfunktionen ATH und HTA 6351357 Konvertierungsfunktionen SCALE_X und NORM_X 637

136 Schiebefunktionen 6391361 Allgemeine Funktionsbeschreibung 6391362 Rechts schieben SHR 6401363 Links schieben SHL 6401364 Rechts rotieren ROR 6401365 Links rotieren ROL 640

137 Logikfunktionen 6411371 Wortverknuumlpfungen 6411372 Invertieren Einerkomplement bilden 6431373 Codierfunktionen DECO und ENCO 6441374 Auswahlfunktionen SEL MUX und DEMUX 6451375 Minimumauswahl MIN Maximumauswahl MAX 6461376 Begrenzer LIMIT 646

138 Zeichenketten bearbeiten 649

139 Symbolnamen lesen 658

Inhaltsverzeichnis

19

14 Programmsteuerung 663

141 Sprungfunktionen 6641411 Einfuumlhrung 6641412 Absoluter Sprung 6641413 Bedingter Sprung 6661414 Sprungliste 6681415 Sprungverteiler 6701416 Schleifensprung 670

142 Bausteinende-Funktionen 6721421 Bausteinende-Funktion RET (KOP und FUP) 6721422 RETURN-Anweisung (SCL) 6741423 Bausteinende-Funktionen BEB BEA und BE (AWL) 674

143 Aufruf von Codebausteinen 6741431 Einfuumlhrung 6741432 Aufruf einer Funktion FC 6751433 Aufruf eines Funktionsbausteins FB 6751434 Asynchron arbeitende Systembausteine 6781435 ENENO-Mechanismus 678

144 Arbeiten mit Bausteinen 6821441 Bausteine mit optimiertem und Standardzugriff 6821442 Datentypen der lokalen Variablen 6841443 Bausteinparameter adressieren 6861444 Bausteinparameter versorgen 6891445 Uumlbergabe von Bausteinparametern 691

145 Datenbausteinfunktionen 6941451 Datenbausteinattribute lesen 6941452 Ladespeicher lesen und schreiben 6951453 ARRAY-Datenbausteine 6971454 Systembausteine fuumlr den Zugriff auf ARRAY-Datenbausteine 6981455 CPU-Datenbausteine 700

15 Online-Betrieb Diagnose und Test 704

151 PLC-Station online verbinden 7051511 Programmiergeraumlt an die PLC-Station anschlieszligen 7051512 Die CPU urloumlschen 7071513 Den Auslieferungszustand wiederherstellen 708

152 Projektdaten uumlbertragen 7091521 Die Projektdaten erstmalig laden 7101522 Die Projektdaten nachladen 7121523 Das Anwenderprogramm schuumltzen 7131524 Mit Online-Projektdaten arbeiten 7161525 Mit der Memory Card arbeiten 719

153 Mit Bausteinen im Online-Betrieb arbeiten 7201531 Einfuumlhrung 7201532 Einen Online-Baustein bearbeiten 7211533 Einen Baustein laden und zuruumlckladen 722

Inhaltsverzeichnis

20

1534 Ohne Reinitialisierung laden 7231535 Mit Momentaufnahmen arbeiten 7251536 Mit Einstellwerten arbeiten 7261537 Bausteine vergleichen 728

154 Hardware-Diagnose 7311541 Status-Anzeigen an den Baugruppen 7311542 Diagnosefenster 7321543 Diagnosepuffer 7341544 Online-Tools 7341545 Weitere Diagnose-Informationen uumlber das Programmiergeraumlt 736

155 Anwenderprogramm testen 7371551 Aufrufumgebung definieren 7381552 Testen mit Programmstatus 7391553 PLC-Variablen beobachten 7431554 Datenvariablen beobachten und steuern 7441555 Testen mit Beobachtungstabellen 7451556 Testen mit der Force-Tabelle 750

156 Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion 7521561 Einfuumlhrung 7521562 Erstellen der Trace-Konfiguration 7531563 Messwerte aufzeichnen 754

16 Dezentrale Peripherie 758

161 Einfuumlhrung Uumlbersicht 758

162 Dezentrales Peripheriesystem ET 200 7591621 ET 200MP 7591622 ET 200M 7601623 ET 200SP 7611624 ET 200S 7621625 ET 200pro 7621626 ET 200AL 7631627 ET 200eco und ET200eco PN 764

163 PROFINET IO 7641631 Komponenten von PROFINET IO 7641632 Adressen bei PROFINET IO 7671633 PROFINET IO projektieren 7691634 Kopplungsbaugruppen fuumlr PROFINET IO 7751635 Echtzeit-Kommunikation bei PROFINET 7761636 Spezielle PROFINET-Konfigurationen 780

164 PROFIBUS DP 7841641 Komponenten von PROFIBUS DP 7841642 Adressen bei PROFIBUS DP 7871643 PROFIBUS DP projektieren 7891644 Kopplungsbaugruppen fuumlr PROFIBUS DP 7921645 Spezielle PROFIBUS-Konfigurationen 795

165 Systembausteine fuumlr dezentrale Peripherie 798

Inhaltsverzeichnis

21

1651 Peripheriedaten lesen und schreiben 7981652 Diagnosedaten von einem DP-Normslave lesen 8011653 Datensatz empfangen und bereitstellen 8021654 Dezentrale Station aktivierendeaktivieren 8041655 PROFINET-IO-System umkonfigurieren 805

166 DPV1-Alarme 805

167 Taktsynchronitaumlt 8081671 Einfuumlhrung 8081672 Taktsynchronitaumlt bei PROFINET 8081673 Taktsynchronitaumlt bei PROFIBUS 8111674 Taktsynchronalarm 8131675 Prozessabbilder taktsynchron aktualisieren 816

17 Kommunikation 817

171 Uumlbersicht 817

172 Open User Communication 8201721 Grundlagen 8201722 Datenstruktur der Open User Communication 8211723 Verbindung aufbauen und Daten senden mit TSEND_C 8221724 Verbindung aufbauen und Daten empfangen mit TRCV_C 8231725 Open User Communication projektieren 8251726 Weitere Funktionen fuumlr die Open User Communication 827

173 S7-Kommunikation 8301731 Grundlagen 8301732 Einseitiger Datenaustausch 8301733 Zweiseitiger Datenaustausch 8321734 S7-Kommunikation projektieren 835

174 Freeport-Kommunikation 8361741 Einfuumlhrung in die Freeport-Kommunikation 8361742 Konfigurieren der Kommunikationsbaugruppe CM PtP 8371743 Freeport-Kommunikationsfunktionen 838

175 Weitere Kommunikationsfunktionen 8421751 USS-Protokoll fuumlr Antriebe 8421752 Modbus RTU 8441753 Modbus TCP 846

18 Anhang 849

181 Ein Projekt migrieren 849

182 Webserver 8521821 Webserver aktivieren 8521822 Standard-Webseiten 8551823 Basic-Webseiten 8581824 Service-Daten auslesen 8581825 Webserver initialisieren und Webseiten synchronisieren (WWW) 859

183 Technologieobjekte 859

Inhaltsverzeichnis

22

1831 Technologieobjekte fuumlr Motion Control 8591832 Technologieobjekte fuumlr PID Control 8661833 Technologieobjekte fuumlr Zaumlhlen und Messen 867

184 Daten protokollieren und Rezepturen uumlbertragen 8721841 Einfuumlhrung in die Datenprotokollierung 8721842 Datenprotokollierung anwenden 8721843 Funktionen fuumlr die Datenprotokollierung 8731844 Einfuumlhrung zur Rezepturenuumlbertragung 8751845 Funktionen fuumlr die Rezepturenuumlbertragung 877

185 Simulation mit S7-PLCSIM 8781851 S7-PLCSIM allgemein 8781852 Die Bedienoberflaumlche von PLCSIM 8791853 In S7-PLCSIM mit STEP-7-Testfunktionen testen 8801854 Mit einem Simulationsprojekt arbeiten 8821855 Mit dem Adressbereich testen 8831856 Mit der SIM-Tabelle testen 8831857 Mit der Sequenztabelle testen 885

186 Maschinen- und Anlagendiagnose mit ProDiag 888

Stichwortverzeichnis 892

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

23

1 Einfuumlhrung

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

SIMATIC S7-1500 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den mittleren undoberen Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Ein-Ausgabebaugruppen fuumlr Digital- und Analogsignale sowieTechnologie- und Kommunikationsbaugruppen modular erweitert werden DasAutomatisierungssystem SIMATIC S7-1500 ist nahtlos eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1500

SIMATIC Controller steuern die Maschineoder Anlage Mehrere Varianten derController erweitern das Einsatzspektrum

Die dezentrale Peripherie erweitertdie Schnittstelle zur Maschineoder Anlage

SIMATIC NET

SIMATIC HMI

SIMATIC ET200 STEP 7 Professional(TIA Portal)

SIMATIC S7-1500

Die Vernetzung ermoumlglicht den Datenaustauschzwischen den Geraumlten und den Online-Zugriffan beliebiger Stelle

STEP 7 ist die Engineeringsoftware zumKonfigurieren undProgrammieren

Projektieren

S

Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500

S

ESC OK

Bedienen und Beobachtenzum Fuumlhren der Anlageim laufenden Betrieb

S

1 Einfuumlhrung

24

Die dezentrale Peripherie SIMATIC ET200 bietet eine zusaumltzliche Erweiterung mit Ein-Ausgabebaugruppen die mit PROFIBUS DP oder PROFINET IO mit dem zentralenSteuerungsgeraumlt verbunden sind Die dezentralen Stationen koumlnnen in einem Schalt-schrank oder ndash mit besonderen Bauformen fuumlr erhoumlhte mechanische Anforderungausgestattet ndash auch vor Ort direkt an der Maschine oder Anlage installiert werden

Mit SIMATIC HMI (HMI = Human Machine Interface) wird eine Maschine oderAnlage gefuumlhrt und deren Funktion beobachtet Die Geraumlte koumlnnen ndash je nach Vari-ante ndash uumlber Prozessbilder Bedienfunktionen zur Verfuumlgung stellen Betriebs- undStoumlrungsmeldungen anzeigen und die Automatisierungsdaten in Form von Rezep-turen oder Messwertarchiven verwalten

SIMATIC NET uumlbernimmt den Datenaustausch uumlber verschiedene Bussysteme zwi-schen den SIMATIC-Steuerungsgeraumlten der dezentralen Peripherie den Bedienge-raumlten und dem Programmiergeraumlt Das Programmiergeraumlt kann ein Personal Com-puter ein Industrierechner oder ein Notebook mit dem Betriebssystem MicrosoftWindows sein

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert parametriert und programmiert Das TIA Portal (TIA = TotallyIntegrated Automation) ist das zentrale Werkzeug zum Verwalten der Automatisie-rungsdaten und der dazugehoumlrenden Editoren in Form eines hierarchisch geglie-derten Projekts

111 Automatisierungsgeraumlt SIMATIC S7-1500

Die wesentlichen Bestandteile eines S7-1500-Automatisierungsgeraumlts sind im Bild12 dargestellt

Bild 12 Bestandteile einer S7-1500-Steuerung mit Standard-Controller

Zentralgeraumlt

SM-Baugruppen(Signal Modules)

Auf dem Baugruppentraumlger sind steckbar

Der Baugruppentraumlger hat 32 Steckplaumltzewobei eine optionale StromversorgungSteckplatz 0 und die CPU-BaugruppeSteckplatz 1 belegen Rechts von der CPU-Baugruppe finden noch maximal 30Baugruppen (einschlieszliglichStromversorgungsbaugruppen) Platz

TM-Baugruppen(Technology Modules)

CM-Baugruppen(Communication Modules)

CPU-Baugruppe(Central Processor Unit)

PS-Baugruppe(Power Supply)

Baugruppen-traumlger (Rack)

Bestandteile einer S7-1500-Steuerung

S

ES C OK

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

25

Die CPU-Baugruppe (Zentralbaugruppe) enthaumllt das Betriebssystem und dasAnwenderprogramm Das Anwenderprogramm steht spannungsausfallsicher aufder in der CPU-Baugruppe steckenden SIMATIC Memory Card Die Bearbeitung desAnwenderprogramms findet im Arbeitsspeicher in der CPU statt Die auf der CPU-Baugruppe vorhandenen Busschnittstellen stellen die Verbindung zu anderenAutomatisierungsgeraumlten her

Die Verbindung zur gesteuerten Maschine oder Anlage uumlbernehmen SM-Baugrup-pen (Signalbaugruppen) Diese Ein- und Ausgabebaugruppen gibt es fuumlr Digital-und Analogsignale mit verschiedenen Spannungen und Stroumlmen

Die TM-Baugruppen (Technologiebaugruppen) sind signalvorverarbeitendebdquointelligenteldquo Peripheriebaugruppen die vom Prozess kommende Signale unab-haumlngig von der CPU aufbereiten verarbeiten und entweder wieder direkt an denProzess zuruumlckgeben oder an der internen Schnittstelle der CPU zur Verfuumlgungstellen TM-Baugruppen uumlbernehmen Funktionen die die CPU meist nicht schnellgenug ausfuumlhren kann wie z B Impulse zaumlhlen

Die CM-Baugruppen (Kommunikationsbaugruppen) ermoumlglichen einen Daten-verkehr der die Funktionalitaumlt der Standard-Schnittstellen auf der CPU-Baugruppebezuumlglich Protokolle und Kommunikationsfunktionen uumlberschreitet

(System-)Stromversorgungsbaugruppen sorgen fuumlr die benoumltigten internenSpannungen im Automatisierungsgeraumlt Bei Bedarf koumlnnen bis zu drei System-Stromversorgungsbaugruppen im Automatisierungsgeraumlt eingesetzt werdenLastspannungen bzw Laststroumlme werden uumlber externe Laststromversorgungen(Power Modules PM) bereitgestellt die auch eine 24V-Primaumlrspannung fuumlr System-Stromversorgungsbaugruppen liefern koumlnnen

112 Uumlbersicht STEP 7 Professional

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Autorisierung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuellenBetriebssystemen unter Microsoft Windows Die Projektierung eines S7-1500-Con-trollers geschieht mit zwei Ansichten der Portalansicht und der Projektansicht

Die Portalansicht ist aufgabenorientiert angelegt Im Startportal oumlffnen Sie einbestehendes Projekt erstellen ein neues Projekt oder migrieren ein Projekt EinbdquoProjektldquo ist eine Datenstruktur die alle erforderlichen Programme und Daten fuumlrIhr Automatisierungsvorhaben enthaumllt Von hier aus sind die wichtigsten Werk-zeuge und Funktionen von STEP 7 uumlber weitere Portale erreichbar Das PortalGeraumlte amp Netze zur Konfiguration der Hardware das Portal PLC-Programmierungzum Bearbeiten des Anwenderprogramms das Portal Motion amp Technology zumErstellen von Technologie-Objekten das Portal Visualisierung zum Projektierenvon HMI-Systemen und das Portal Online amp Diagnose fuumlr den Online-Betrieb desProgrammiergeraumlts (Bild 13)

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt (Bild 14) In der Geraumltekonfi-guration steht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittel-

1 Einfuumlhrung

26

Bild 13 Werkzeuge im Startportal von STEP 7 Professional V14

Bild 14 Beispiel fuumlr die Projektansicht Arbeitsbereich der Geraumltekonfiguration

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

27

punkt In der Geraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platziertenBaugruppen gezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt dieEigenschaften der selektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibtUnterstuumltzung durch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Bau-gruppen Die Netzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

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

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

Zusaumltzlich gibt es eine Bibliotheksansicht mit der die Elemente der Projektbiblio-thek und der geoumlffneten globalen Bibliotheken bearbeitet werden koumlnnen

113 Verschiedene Programmiersprachen

Als Programmiersprache fuumlr das Anwenderprogramm koumlnnen Sie zwischen Kon-taktplan (KOP) Funktionsplan (FUP) Structured Control Language (SCL) Anwei-sungsliste (AWL) und Ablaufsteuerung (GRAPH) waumlhlen (Bild 15)

Mit Kontaktplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an denStromlaufplan Die Verknuumlpfung der binaumlren Signalzustaumlnde wird durch die seri-elle oder parallele Anordnung von Kontakten und Spulen dargestellt KomplexeFunktionen wie beispielsweise die arithmetischen Funktionen werden mit Boxendargestellt die Sie wie Kontakte oder Spulen im Kontaktplan anordnen

Mit Funktionsplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an elektro-nische Schaltkreissysteme Binaumlre Verknuumlpfungen werden durch Verschaltung vonUND- und ODER-Funktionen realisiert und mit Speicher-Boxen abgeschlossen Kom-plexe Boxen uumlbernehmen die Verknuumlpfung digitaler Variablen beispielsweise beiden arithmetischen Funktionen

Structured Control Language eignet sich besonders fuumlr die Programmierungvon komplexen Algorithmen oder fuumlr Aufgabenstellungen aus dem Bereich derDatenverwaltung Das Programm besteht aus SCL-Anweisungen die beispielsweiseWertzuweisungen Vergleiche oder Kontrollanweisungen sein koumlnnen

Mit Anweisungsliste programmieren Sie die Steuerungsaufgabe durch eine Folgevon Anweisungen Jede AWL-Anweisung enthaumllt eine Vorschrift was zu tun ist undeventuell einen Operand mit dem die Operation ausgefuumlhrt wird AWL ist gleicher-maszligen geeignet fuumlr binaumlre und digitale Verknuumlpfungen wie fuumlr die Programmie-rung komplexer Steuerungsaufgaben

1 Einfuumlhrung

28

Kontaktplan KOP

Funktionsplan FUP

Structured Control Language SCL

Anweisungsliste AWL

Bild 15 Beispiele fuumlr die Darstellung in KOP FUP SCL und AWL

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

29

Mit GRAPH programmieren Sie eine Steuerungsaufgabe als Ablaufsteuerung inder die sequenzielle Folge von Aktionen vorherrscht Die einzelnen Schritte undVerzweigungen werden durch Weiterschaltbedingungen freigegeben die mit KOPoder FUP programmiert werden koumlnnen (Bild 16)

114 Bearbeitung des Anwenderprogramms

Nach dem Einschalten der Versorgungsspannung pruumlft der Steuerungsprozessordie vorhandene Hardware und parametriert die Baugruppen Anschlieszligend wirdeinmalig ndash falls vorhanden ndash ein Anlaufprogramm bearbeitet Das Anlaufpro-gramm gehoumlrt zum Anwenderprogramm das Sie programmieren Im Anlaufpro-gramm koumlnnen beispielsweise Baugruppen initialisiert werden

Das Anwenderprogramm ist in der Regel in einzelne Abschnitte ndash bdquoBausteineldquogenannt ndash eingeteilt Die Organisationsbausteine (OB) sind die Schnittstelle zwi-schen Betriebssystem und Anwenderprogramm Das Betriebssystem ruft zubestimmten Ereignissen einen Organisationsbaustein auf in dem dann das Anwen-derprogramm bearbeitet wird (Bild 17)

Zur Strukturierung des Programms stehen Funktionsbausteine (FB) und Funktio-nen (FC) zur Verfuumlgung Funktionsbausteine haben einen Speicher in dem lokaleVariablen dauerhaft abgelegt sind Funktionen haben diesen Speicher nicht

Fuumlr den Aufruf (das Starten der Bearbeitung) von Funktionsbausteinen und Funk-tionen gibt es Programmanweisungen Jeder Bausteinaufruf kann mit Ein- undAusgaumlngen ndash bdquoBausteinparameterldquo genannt ndash versehen werden Beim Aufruf koumln-nen Variablen uumlbergeben werden mit denen das Programm im Baustein arbeitensoll Auf diese Weise kann ein Baustein mit einer gewissen Funktion (z B der Aus-

Bild 16 Beispiel fuumlr eine GRAPH-Ablaufkette und eine Schrittprojektierung

Page 12: Berger Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 · Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 Projektieren, Programmieren und Testen mit STEP 7 Professional von Hans Berger 2., wesentlich überarbeitete

Inhaltsverzeichnis

12

6 Programmeditor 283

61 Einfuumlhrung 283

62 PLC-Variablentabelle 284621 PLC-Variablentabelle anlegen und bearbeiten 284622 PLC-Variablen definieren und bearbeiten 284623 PLC-Variablentabellen vergleichen 287624 PLC-Variablentabelle exportieren und importieren 288625 Konstantentabellen 289

63 Einen Codebaustein programmieren 289631 Einen neuen Codebaustein anlegen 289632 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Codebausteine 291633 Bausteineigenschaften fuumlr Codebausteine festlegen 293634 Einen Baustein schuumltzen 296635 Bausteinschnittstelle programmieren 297636 Allgemeines Vorgehen beim Programmieren der Steuerungsfunktion 300637 Steuerungsfunktion mit KOP und FUP programmieren 304638 Steuerungsfunktion mit SCL programmieren 308639 Steuerungsfunktion mit AWL programmieren 3126310 Steuerungsfunktion mit GRAPH programmieren 314

64 Einen Datenbaustein programmieren 315641 Einen neuen Datenbaustein anlegen 315642 Arbeitsbereich des Programmeditors fuumlr Datenbausteine 316643 Bausteineigenschaften fuumlr Datenbausteine festlegen 317644 Datenvariablen deklarieren 320645 Datenvariablen in Globaldatenbausteinen eingeben 322

65 Bausteine uumlbersetzen 323651 Uumlbersetzung starten 323652 SCL-Bausteine uumlbersetzen 324653 Fehler nach der Uumlbersetzung beheben 325

66 Arbeiten mit Quelldateien 327

67 Programminformationen 330671 Querverweisliste 330672 Belegungsplan 331673 Aufrufstruktur 333674 Abhaumlngigkeitsstruktur 334675 Konsistenzpruumlfung 335676 Speicherauslastung der CPU 336

7 Kontaktplan KOP 338

71 Einfuumlhrung 338711 Programmieren mit KOP allgemein 338712 Programmelemente des Kontaktplans 340

72 Binaumlre Verknuumlpfungen mit KOP programmieren 340721 Schlieszligerkontakt und Oumlffnerkontakt 341722 Reihen- und Parallelschaltung von Kontakten 343

Inhaltsverzeichnis

13

723 T-Abzweig offener Parallelzweig 344724 Verknuumlpfungsergebnis negieren im Kontaktplan 345725 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen im Kontaktplan 345726 Guumlltigkeitspruumlfung einer Gleitpunktvariablen im Kontaktplan 346727 Vergleich-Kontakte 347

73 Speicherfunktionen mit KOP programmieren 347731 Einfache und negierende Spule 348732 Setzen- und Ruumlcksetzen-Spule 349733 Speicherndes Verhalten durch Selbsthaltung 350734 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Kontaktplan 350735 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Kontaktplan 351736 Spulen mit Zeitverhalten 352

74 Q-Boxen mit KOP programmieren 353741 Speicher-Boxen im Kontaktplan 354742 Flankenauswertung des Stromflusses 354743 Zeitfunktionen im Kontaktplan 355744 Zaumlhlfunktionen im Kontaktplan 357

75 ENENO-Boxen mit KOP programmieren 358751 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 358752 Uumlbertragungsfunktionen im Kontaktplan 358753 Arithmetische Funktionen im Kontaktplan 360754 Mathematische Funktionen im Kontaktplan 361755 Konvertierungsfunktionen im Kontaktplan 362756 Schiebefunktionen im Kontaktplan 363757 Logikfunktionen im Kontaktplan 363758 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Kontaktplan 364

76 VARIANT-Funktionen mit KOP programmieren 365

77 Programmsteuerung mit KOP 367771 Sprungfunktionen im Kontaktplan 367772 Bausteinende-Funktion im Kontaktplan 370773 Bausteinaufruf-Funktionen im Kontaktplan 371

8 Funktionsplan FUP 373

81 Einfuumlhrung 373811 Programmieren mit FUP allgemein 373812 Programmelemente des Funktionsplans 375

82 Binaumlre Verknuumlpfungen mit FUP programmieren 375821 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 376822 Eine binaumlre Verknuumlpfung im Funktionsplan programmieren 378823 UND-Funktion im Funktionsplan 379824 ODER-Funktion im Funktionsplan 379825 Exklusiv-ODER-Funktion im Funktionsplan 379826 Kombinierte binaumlre Verknuumlpfungen Verknuumlpfungsergebnis negieren 380827 T-Abzweig im Funktionsplan 381828 Flankenauswertung von Binaumlrvariablen im Funktionsplan 381829 Guumlltigkeitspruumlfung von Gleitpunktzahlen im Funktionsplan 382

Inhaltsverzeichnis

14

8210 Vergleichsfunktionen im Funktionsplan 383

83 Standard-Boxen mit FUP programmieren 384831 Zuweisung und negierende Zuweisung 384832 Setzen- und Ruumlcksetzen-Box 385833 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Funktionsplan 386834 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Funktionsplan 387835 Standard-Boxen mit Zeitverhalten 387

84 Q-Boxen mit FUP programmieren 389841 Speicher-Boxen im Funktionsplan 389842 Flankenauswertung des Verknuumlpfungsergebnisses im Funktionsplan 390843 Zeitfunktionen im Funktionsplan 391844 Zaumlhlfunktionen im Funktionsplan 392

85 ENENO-Boxen mit FUP programmieren 393851 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 393852 Uumlbertragungsfunktionen im Funktionsplan 395853 Arithmetische Funktionen im Funktionsplan 395854 Mathematische Funktionen im Funktionsplan 396855 Konvertierungsfunktionen im Funktionsplan 397856 Schiebefunktionen im Funktionsplan 398857 Logikfunktionen im Funktionsplan 399858 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Funktionsplan 400

86 VARIANT-Funktionen mit FUP programmieren 40187 Programmsteuerung mit FUP 402

871 Sprungfunktionen im Funktionsplan 403872 Bausteinende-Funktion im Funktionsplan 406873 Bausteinaufruf-Funktionen im Funktionsplan 407

9 Structured Control Language SCL 409

91 Einfuumlhrung 409911 Programmieren mit SCL allgemein 409912 SCL-Anweisungen und Operatoren 411

92 Binaumlre Verknuumlpfungen mit SCL programmieren 413921 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 413922 UND-Funktion in SCL 414923 ODER-Funktion in SCL 414924 Exklusiv-ODER-Funktion in SCL 415925 Kombinierte binaumlre Verknuumlpfungen in SCL 415926 Verknuumlpfungsergebnis negieren in SCL 416

93 Speicherfunktionen mit SCL programmieren 417931 Wertzuweisung einer Binaumlrvariablen 417932 Setzen und Ruumlcksetzen in SCL 417933 Flankenauswertung in SCL 418

94 Zeit- und Zaumlhlfunktionen mit SCL programmieren 418941 Zeitfunktionen in SCL 418942 Zaumlhlfunktionen in SCL 419

95 Digitalfunktionen mit SCL programmieren 420

Inhaltsverzeichnis

15

951 Uumlbertragungsfunktion Wertzuweisung einer Digitalvariablen 420952 Vergleichsfunktionen in SCL 421953 Arithmetische Funktionen in SCL 422954 Mathematische Funktionen in SCL 423955 Konvertierungsfunktionen in SCL 424956 Schiebefunktionen in SCL 425957 Wortverknuumlpfungen logischer Ausdruck in SCL 426958 Funktionen fuumlr Zeichenketten in SCL 427

96 VARIANT-Funktionen mit SCL programmieren 427

97 Programmsteuerung mit SCL 430971 Kontrollanweisungen 430972 Bausteinendefunktion bei SCL 439973 Aufruf einer Funktion (FC) bei SCL 439974 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) bei SCL 440975 Versorgung von Parametern 442

10 Anweisungsliste AWL 443

101 Einfuumlhrung 4431011 Programmieren mit AWL allgemein 4431012 Aufbau einer AWL-Anweisung 4451013 Eine AWL-Anweisung eingeben 4451014 Adressierung von 64-Bit-Variablen 4471015 AWL-Netzwerke in KOP- und FUP-Bausteinen 447

102 Binaumlre Verknuumlpfungen mit AWL programmieren 4481021 Bearbeitung einer binaumlren Verknuumlpfung Verknuumlpfungsschritt 4491022 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 4501023 UND-Funktion in der Anweisungsliste 4511024 ODER-Funktion in der Anweisungsliste 4511025 Exklusiv-ODER-Funktion in der Anweisungsliste 4511026 Kombinierte binaumlre Verknuumlpfungen in der Anweisungsliste 4521027 Verknuumlpfungsergebnis steuern 455

103 Speicherfunktionen mit AWL programmieren 4551031 Zuweisung in der Anweisungsliste 4561032 Setzen und Ruumlcksetzen in der Anweisungsliste 4561033 Flankenauswertung in der Anweisungsliste 457

104 Zeit- und Zaumlhlfunktionen mit AWL programmieren 4581041 Zeitfunktionen in der Anweisungsliste 4581042 Zaumlhlfunktionen in der Anweisungsliste 459

105 Digitalfunktionen mit AWL programmieren 4601051 Uumlbertragungsfunktionen in der Anweisungsliste 4601052 Vergleichsfunktionen in der Anweisungsliste 4641053 Arithmetische Funktionen in der Anweisungsliste 4671054 Mathematische Funktionen in der Anweisungsliste 4711055 Konvertierungsfunktionen in der Anweisungsliste 4721056 Schiebefunktionen in der Anweisungsliste 4741057 Wortverknuumlpfungen in der Anweisungsliste 477

Inhaltsverzeichnis

16

1058 Funktionen fuumlr Zeichenketten in der Anweisungsliste 480

106 VARIANT-Funktionen mit AWL programmieren 481

107 Programmsteuerung mit AWL 4841071 Sprungfunktionen in der Anweisungsliste 4841072 Bausteinende-Funktionen in der Anweisungsliste 4861073 Bausteinaufruf-Funktion in der Anweisungsliste 486

108 Weitere AWL-Funktionen 4891081 Mit Statusbits arbeiten 4901082 Akkumulatorfunktionen 4951083 Arbeiten mit den Datenbausteinregistern 4971084 Teiladressierung von Datenoperanden 4991085 Absolute Adressierung von temporaumlren Lokaldaten 5001086 Arbeiten mit den Adressregistern 5011087 Speicherindirekte Adressierung 5031088 Registerindirekte Adressierung 5061089 Direkter Zugriff auf komplexe Lokalvariablen 51010810 Nullanweisungen 512

11 Ablaufsteuerung S7-GRAPH 513

111 Einfuumlhrung 5131111 Was ist eine Ablaufsteuerung 5131112 Eigenschaften einer Ablaufsteuerung 513

112 Elemente einer Ablaufsteuerung 5151121 Schritte und Transitionen 5151122 Spruumlnge in einer Ablaufsteuerung 5171123 Verzweigungen einer Ablaufkette 5171124 Permanente Anweisungen 5191125 Schritt- und Transitionsfunktionen 5191126 Bearbeitung von Bedingungen 5231127 Bearbeitung von Aktionen 524

113 Eine Ablaufsteuerung projektieren 5301131 Allgemeines Vorgehen bei der Projektierung 5301132 Den GRAPH-Funktionsbaustein programmieren 5311133 Projektieren der Kettenstruktur 5321134 Schritte und Transitionen programmieren 5351135 Permanente Anweisungen programmieren 5371136 Meldungen projektieren 5371137 Attribute des GRAPH-Funktionsbausteins 5371138 Den GRAPH-Funktionsbaustein aufrufen 539

114 Ablaufsteuerung testen 5401141 GRAPH-Funktionsbaustein laden 5401142 Einstellungen zum Programmtest 5411143 Betriebsarten verwenden 5421144 Ablaufkette synchronisieren 5421145 Mit Programmstatus testen 543

Inhaltsverzeichnis

17

12 Basisfunktionen 546

121 Binaumlre Verknuumlpfungen 5461211 Einfuumlhrung 5461212 Arbeiten mit Binaumlrsignalen 5471213 UND-Funktion Reihenschaltung 5511214 ODER-Funktion Parallelschaltung 5511215 Exklusiv-ODER-Funktion Antivalenzfunktion 5521216 Verknuumlpfungsergebnis negieren NOT-Kontakt 553

122 Speicherfunktionen 5541221 Einfuumlhrung 5541222 Einfache und negierende Spule Zuweisung 5541223 Einzelnes Setzen und Ruumlcksetzen 5551224 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen 5561225 Vorrangiges Setzen und Ruumlcksetzen Speicher-Boxen 557

123 Flankenauswertung 5591231 Funktionsweise einer Flankenauswertung 5591232 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen (KOP FUP) 5611233 Flankenauswertung mit Impulsausgabe (KOP FUP) 5611234 Flankenauswertung mit einer Q-Box (KOP FUP) 5621235 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box (KOP FUP) 5631236 Flankenauswertung bei SCL 5641237 Flankenauswertung bei AWL 567

124 Zeitfunktionen 5681241 Eine Zeitfunktion hinzufuumlgen 5681242 Impulsbildung TP 5691243 Einschaltverzoumlgerung TON 5701244 Ausschaltverzoumlgerung TOF 5711245 Akkumulierende Einschaltverzoumlgerung TONR 5721246 Eine Zeitfunktion mit einer Zeitdauer laden 5731247 Eine Zeitfunktion zuruumlcksetzen 574

125 Zaumlhlfunktionen 5741251 Eine Zaumlhlfunktion einfuumlgen 5751252 Vorwaumlrtszaumlhler CTU 5751253 Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTD 5761254 Vorwaumlrts-Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTUD 577

13 Digitalfunktionen 580

131 Uumlbertragungsfunktionen 5811311 Variable kopieren MOVE -und S_MOVE-Box bei KOP und FUP 5811312 Wertzuweisungen bei SCL 5831313 Laden und Transferieren bei AWL 5861314 Variable kopieren MOVE und S_MOVE bei AWL 5871315 VARIANT-Variable lesen und schreiben 5881316 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK_VARIANT 5891317 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK und UMOVE_BLK 5911318 Datenbereich fuumlllen mit FILL_BLK und UFILL_BLK 593

Inhaltsverzeichnis

18

1319 Variable von und zu einen BYTE-Feld uumlbertragen 59313110 Lesen und Schreiben mit PEEK und POKE (SCL AWL) 59713111 Byte-Reihenfolge aumlndern mit SWAP 59713112 Bereichsgrenzen ermitteln 599

132 Vergleichsfunktionen 5991321 Ausfuumlhrung der Vergleichsfunktion 6001322 Bereichsvergleich bei KOP und FUP 6031323 Gleitpunkt-Variable testen OK-Kontakt OK-Box 6031324 VARIANT-Zeiger testen bei KOP FUP und AWL 6051325 VARIANT-Zeiger testen bei SCL 606

133 Arithmetische Funktionen 6091331 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte 6091332 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte 6111333 Dekrementieren und Inkrementieren 613

134 Mathematische Funktionen 6141341 Allgemeine Funktionsbeschreibung 6141342 Winkelfunktionen SIN COS TAN 6151343 Arcusfunktionen ASIN ACOS ATAN 6151344 Quadrat bilden und Quadratwurzel ziehen 6161345 Logarithmus und Potenz 6161346 Nachkommastellen extrahieren Absolutwert und Negation bilden 6181347 Rechnen mit der CALCULATE-Box bei KOP und FUP 619

135 Konvertierungsfunktionen 6211351 Konvertierungsfunktionen CONV S_CONV und T_CONV 6221352 Konvertierung von DB_ANY 6281353 Konvertierungsfunktionen fuumlr Gleitpunktzahlen 6291354 Konvertierungsfunktionen STRG_TO_CHARS und CHARS_TO_STRG 6301355 Konvertierungsfunktionen STRG_VAL und VAL_STRG 6331356 Konvertierungsfunktionen ATH und HTA 6351357 Konvertierungsfunktionen SCALE_X und NORM_X 637

136 Schiebefunktionen 6391361 Allgemeine Funktionsbeschreibung 6391362 Rechts schieben SHR 6401363 Links schieben SHL 6401364 Rechts rotieren ROR 6401365 Links rotieren ROL 640

137 Logikfunktionen 6411371 Wortverknuumlpfungen 6411372 Invertieren Einerkomplement bilden 6431373 Codierfunktionen DECO und ENCO 6441374 Auswahlfunktionen SEL MUX und DEMUX 6451375 Minimumauswahl MIN Maximumauswahl MAX 6461376 Begrenzer LIMIT 646

138 Zeichenketten bearbeiten 649

139 Symbolnamen lesen 658

Inhaltsverzeichnis

19

14 Programmsteuerung 663

141 Sprungfunktionen 6641411 Einfuumlhrung 6641412 Absoluter Sprung 6641413 Bedingter Sprung 6661414 Sprungliste 6681415 Sprungverteiler 6701416 Schleifensprung 670

142 Bausteinende-Funktionen 6721421 Bausteinende-Funktion RET (KOP und FUP) 6721422 RETURN-Anweisung (SCL) 6741423 Bausteinende-Funktionen BEB BEA und BE (AWL) 674

143 Aufruf von Codebausteinen 6741431 Einfuumlhrung 6741432 Aufruf einer Funktion FC 6751433 Aufruf eines Funktionsbausteins FB 6751434 Asynchron arbeitende Systembausteine 6781435 ENENO-Mechanismus 678

144 Arbeiten mit Bausteinen 6821441 Bausteine mit optimiertem und Standardzugriff 6821442 Datentypen der lokalen Variablen 6841443 Bausteinparameter adressieren 6861444 Bausteinparameter versorgen 6891445 Uumlbergabe von Bausteinparametern 691

145 Datenbausteinfunktionen 6941451 Datenbausteinattribute lesen 6941452 Ladespeicher lesen und schreiben 6951453 ARRAY-Datenbausteine 6971454 Systembausteine fuumlr den Zugriff auf ARRAY-Datenbausteine 6981455 CPU-Datenbausteine 700

15 Online-Betrieb Diagnose und Test 704

151 PLC-Station online verbinden 7051511 Programmiergeraumlt an die PLC-Station anschlieszligen 7051512 Die CPU urloumlschen 7071513 Den Auslieferungszustand wiederherstellen 708

152 Projektdaten uumlbertragen 7091521 Die Projektdaten erstmalig laden 7101522 Die Projektdaten nachladen 7121523 Das Anwenderprogramm schuumltzen 7131524 Mit Online-Projektdaten arbeiten 7161525 Mit der Memory Card arbeiten 719

153 Mit Bausteinen im Online-Betrieb arbeiten 7201531 Einfuumlhrung 7201532 Einen Online-Baustein bearbeiten 7211533 Einen Baustein laden und zuruumlckladen 722

Inhaltsverzeichnis

20

1534 Ohne Reinitialisierung laden 7231535 Mit Momentaufnahmen arbeiten 7251536 Mit Einstellwerten arbeiten 7261537 Bausteine vergleichen 728

154 Hardware-Diagnose 7311541 Status-Anzeigen an den Baugruppen 7311542 Diagnosefenster 7321543 Diagnosepuffer 7341544 Online-Tools 7341545 Weitere Diagnose-Informationen uumlber das Programmiergeraumlt 736

155 Anwenderprogramm testen 7371551 Aufrufumgebung definieren 7381552 Testen mit Programmstatus 7391553 PLC-Variablen beobachten 7431554 Datenvariablen beobachten und steuern 7441555 Testen mit Beobachtungstabellen 7451556 Testen mit der Force-Tabelle 750

156 Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion 7521561 Einfuumlhrung 7521562 Erstellen der Trace-Konfiguration 7531563 Messwerte aufzeichnen 754

16 Dezentrale Peripherie 758

161 Einfuumlhrung Uumlbersicht 758

162 Dezentrales Peripheriesystem ET 200 7591621 ET 200MP 7591622 ET 200M 7601623 ET 200SP 7611624 ET 200S 7621625 ET 200pro 7621626 ET 200AL 7631627 ET 200eco und ET200eco PN 764

163 PROFINET IO 7641631 Komponenten von PROFINET IO 7641632 Adressen bei PROFINET IO 7671633 PROFINET IO projektieren 7691634 Kopplungsbaugruppen fuumlr PROFINET IO 7751635 Echtzeit-Kommunikation bei PROFINET 7761636 Spezielle PROFINET-Konfigurationen 780

164 PROFIBUS DP 7841641 Komponenten von PROFIBUS DP 7841642 Adressen bei PROFIBUS DP 7871643 PROFIBUS DP projektieren 7891644 Kopplungsbaugruppen fuumlr PROFIBUS DP 7921645 Spezielle PROFIBUS-Konfigurationen 795

165 Systembausteine fuumlr dezentrale Peripherie 798

Inhaltsverzeichnis

21

1651 Peripheriedaten lesen und schreiben 7981652 Diagnosedaten von einem DP-Normslave lesen 8011653 Datensatz empfangen und bereitstellen 8021654 Dezentrale Station aktivierendeaktivieren 8041655 PROFINET-IO-System umkonfigurieren 805

166 DPV1-Alarme 805

167 Taktsynchronitaumlt 8081671 Einfuumlhrung 8081672 Taktsynchronitaumlt bei PROFINET 8081673 Taktsynchronitaumlt bei PROFIBUS 8111674 Taktsynchronalarm 8131675 Prozessabbilder taktsynchron aktualisieren 816

17 Kommunikation 817

171 Uumlbersicht 817

172 Open User Communication 8201721 Grundlagen 8201722 Datenstruktur der Open User Communication 8211723 Verbindung aufbauen und Daten senden mit TSEND_C 8221724 Verbindung aufbauen und Daten empfangen mit TRCV_C 8231725 Open User Communication projektieren 8251726 Weitere Funktionen fuumlr die Open User Communication 827

173 S7-Kommunikation 8301731 Grundlagen 8301732 Einseitiger Datenaustausch 8301733 Zweiseitiger Datenaustausch 8321734 S7-Kommunikation projektieren 835

174 Freeport-Kommunikation 8361741 Einfuumlhrung in die Freeport-Kommunikation 8361742 Konfigurieren der Kommunikationsbaugruppe CM PtP 8371743 Freeport-Kommunikationsfunktionen 838

175 Weitere Kommunikationsfunktionen 8421751 USS-Protokoll fuumlr Antriebe 8421752 Modbus RTU 8441753 Modbus TCP 846

18 Anhang 849

181 Ein Projekt migrieren 849

182 Webserver 8521821 Webserver aktivieren 8521822 Standard-Webseiten 8551823 Basic-Webseiten 8581824 Service-Daten auslesen 8581825 Webserver initialisieren und Webseiten synchronisieren (WWW) 859

183 Technologieobjekte 859

Inhaltsverzeichnis

22

1831 Technologieobjekte fuumlr Motion Control 8591832 Technologieobjekte fuumlr PID Control 8661833 Technologieobjekte fuumlr Zaumlhlen und Messen 867

184 Daten protokollieren und Rezepturen uumlbertragen 8721841 Einfuumlhrung in die Datenprotokollierung 8721842 Datenprotokollierung anwenden 8721843 Funktionen fuumlr die Datenprotokollierung 8731844 Einfuumlhrung zur Rezepturenuumlbertragung 8751845 Funktionen fuumlr die Rezepturenuumlbertragung 877

185 Simulation mit S7-PLCSIM 8781851 S7-PLCSIM allgemein 8781852 Die Bedienoberflaumlche von PLCSIM 8791853 In S7-PLCSIM mit STEP-7-Testfunktionen testen 8801854 Mit einem Simulationsprojekt arbeiten 8821855 Mit dem Adressbereich testen 8831856 Mit der SIM-Tabelle testen 8831857 Mit der Sequenztabelle testen 885

186 Maschinen- und Anlagendiagnose mit ProDiag 888

Stichwortverzeichnis 892

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

23

1 Einfuumlhrung

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

SIMATIC S7-1500 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den mittleren undoberen Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Ein-Ausgabebaugruppen fuumlr Digital- und Analogsignale sowieTechnologie- und Kommunikationsbaugruppen modular erweitert werden DasAutomatisierungssystem SIMATIC S7-1500 ist nahtlos eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1500

SIMATIC Controller steuern die Maschineoder Anlage Mehrere Varianten derController erweitern das Einsatzspektrum

Die dezentrale Peripherie erweitertdie Schnittstelle zur Maschineoder Anlage

SIMATIC NET

SIMATIC HMI

SIMATIC ET200 STEP 7 Professional(TIA Portal)

SIMATIC S7-1500

Die Vernetzung ermoumlglicht den Datenaustauschzwischen den Geraumlten und den Online-Zugriffan beliebiger Stelle

STEP 7 ist die Engineeringsoftware zumKonfigurieren undProgrammieren

Projektieren

S

Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500

S

ESC OK

Bedienen und Beobachtenzum Fuumlhren der Anlageim laufenden Betrieb

S

1 Einfuumlhrung

24

Die dezentrale Peripherie SIMATIC ET200 bietet eine zusaumltzliche Erweiterung mit Ein-Ausgabebaugruppen die mit PROFIBUS DP oder PROFINET IO mit dem zentralenSteuerungsgeraumlt verbunden sind Die dezentralen Stationen koumlnnen in einem Schalt-schrank oder ndash mit besonderen Bauformen fuumlr erhoumlhte mechanische Anforderungausgestattet ndash auch vor Ort direkt an der Maschine oder Anlage installiert werden

Mit SIMATIC HMI (HMI = Human Machine Interface) wird eine Maschine oderAnlage gefuumlhrt und deren Funktion beobachtet Die Geraumlte koumlnnen ndash je nach Vari-ante ndash uumlber Prozessbilder Bedienfunktionen zur Verfuumlgung stellen Betriebs- undStoumlrungsmeldungen anzeigen und die Automatisierungsdaten in Form von Rezep-turen oder Messwertarchiven verwalten

SIMATIC NET uumlbernimmt den Datenaustausch uumlber verschiedene Bussysteme zwi-schen den SIMATIC-Steuerungsgeraumlten der dezentralen Peripherie den Bedienge-raumlten und dem Programmiergeraumlt Das Programmiergeraumlt kann ein Personal Com-puter ein Industrierechner oder ein Notebook mit dem Betriebssystem MicrosoftWindows sein

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert parametriert und programmiert Das TIA Portal (TIA = TotallyIntegrated Automation) ist das zentrale Werkzeug zum Verwalten der Automatisie-rungsdaten und der dazugehoumlrenden Editoren in Form eines hierarchisch geglie-derten Projekts

111 Automatisierungsgeraumlt SIMATIC S7-1500

Die wesentlichen Bestandteile eines S7-1500-Automatisierungsgeraumlts sind im Bild12 dargestellt

Bild 12 Bestandteile einer S7-1500-Steuerung mit Standard-Controller

Zentralgeraumlt

SM-Baugruppen(Signal Modules)

Auf dem Baugruppentraumlger sind steckbar

Der Baugruppentraumlger hat 32 Steckplaumltzewobei eine optionale StromversorgungSteckplatz 0 und die CPU-BaugruppeSteckplatz 1 belegen Rechts von der CPU-Baugruppe finden noch maximal 30Baugruppen (einschlieszliglichStromversorgungsbaugruppen) Platz

TM-Baugruppen(Technology Modules)

CM-Baugruppen(Communication Modules)

CPU-Baugruppe(Central Processor Unit)

PS-Baugruppe(Power Supply)

Baugruppen-traumlger (Rack)

Bestandteile einer S7-1500-Steuerung

S

ES C OK

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

25

Die CPU-Baugruppe (Zentralbaugruppe) enthaumllt das Betriebssystem und dasAnwenderprogramm Das Anwenderprogramm steht spannungsausfallsicher aufder in der CPU-Baugruppe steckenden SIMATIC Memory Card Die Bearbeitung desAnwenderprogramms findet im Arbeitsspeicher in der CPU statt Die auf der CPU-Baugruppe vorhandenen Busschnittstellen stellen die Verbindung zu anderenAutomatisierungsgeraumlten her

Die Verbindung zur gesteuerten Maschine oder Anlage uumlbernehmen SM-Baugrup-pen (Signalbaugruppen) Diese Ein- und Ausgabebaugruppen gibt es fuumlr Digital-und Analogsignale mit verschiedenen Spannungen und Stroumlmen

Die TM-Baugruppen (Technologiebaugruppen) sind signalvorverarbeitendebdquointelligenteldquo Peripheriebaugruppen die vom Prozess kommende Signale unab-haumlngig von der CPU aufbereiten verarbeiten und entweder wieder direkt an denProzess zuruumlckgeben oder an der internen Schnittstelle der CPU zur Verfuumlgungstellen TM-Baugruppen uumlbernehmen Funktionen die die CPU meist nicht schnellgenug ausfuumlhren kann wie z B Impulse zaumlhlen

Die CM-Baugruppen (Kommunikationsbaugruppen) ermoumlglichen einen Daten-verkehr der die Funktionalitaumlt der Standard-Schnittstellen auf der CPU-Baugruppebezuumlglich Protokolle und Kommunikationsfunktionen uumlberschreitet

(System-)Stromversorgungsbaugruppen sorgen fuumlr die benoumltigten internenSpannungen im Automatisierungsgeraumlt Bei Bedarf koumlnnen bis zu drei System-Stromversorgungsbaugruppen im Automatisierungsgeraumlt eingesetzt werdenLastspannungen bzw Laststroumlme werden uumlber externe Laststromversorgungen(Power Modules PM) bereitgestellt die auch eine 24V-Primaumlrspannung fuumlr System-Stromversorgungsbaugruppen liefern koumlnnen

112 Uumlbersicht STEP 7 Professional

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Autorisierung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuellenBetriebssystemen unter Microsoft Windows Die Projektierung eines S7-1500-Con-trollers geschieht mit zwei Ansichten der Portalansicht und der Projektansicht

Die Portalansicht ist aufgabenorientiert angelegt Im Startportal oumlffnen Sie einbestehendes Projekt erstellen ein neues Projekt oder migrieren ein Projekt EinbdquoProjektldquo ist eine Datenstruktur die alle erforderlichen Programme und Daten fuumlrIhr Automatisierungsvorhaben enthaumllt Von hier aus sind die wichtigsten Werk-zeuge und Funktionen von STEP 7 uumlber weitere Portale erreichbar Das PortalGeraumlte amp Netze zur Konfiguration der Hardware das Portal PLC-Programmierungzum Bearbeiten des Anwenderprogramms das Portal Motion amp Technology zumErstellen von Technologie-Objekten das Portal Visualisierung zum Projektierenvon HMI-Systemen und das Portal Online amp Diagnose fuumlr den Online-Betrieb desProgrammiergeraumlts (Bild 13)

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt (Bild 14) In der Geraumltekonfi-guration steht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittel-

1 Einfuumlhrung

26

Bild 13 Werkzeuge im Startportal von STEP 7 Professional V14

Bild 14 Beispiel fuumlr die Projektansicht Arbeitsbereich der Geraumltekonfiguration

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

27

punkt In der Geraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platziertenBaugruppen gezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt dieEigenschaften der selektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibtUnterstuumltzung durch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Bau-gruppen Die Netzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

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

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

Zusaumltzlich gibt es eine Bibliotheksansicht mit der die Elemente der Projektbiblio-thek und der geoumlffneten globalen Bibliotheken bearbeitet werden koumlnnen

113 Verschiedene Programmiersprachen

Als Programmiersprache fuumlr das Anwenderprogramm koumlnnen Sie zwischen Kon-taktplan (KOP) Funktionsplan (FUP) Structured Control Language (SCL) Anwei-sungsliste (AWL) und Ablaufsteuerung (GRAPH) waumlhlen (Bild 15)

Mit Kontaktplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an denStromlaufplan Die Verknuumlpfung der binaumlren Signalzustaumlnde wird durch die seri-elle oder parallele Anordnung von Kontakten und Spulen dargestellt KomplexeFunktionen wie beispielsweise die arithmetischen Funktionen werden mit Boxendargestellt die Sie wie Kontakte oder Spulen im Kontaktplan anordnen

Mit Funktionsplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an elektro-nische Schaltkreissysteme Binaumlre Verknuumlpfungen werden durch Verschaltung vonUND- und ODER-Funktionen realisiert und mit Speicher-Boxen abgeschlossen Kom-plexe Boxen uumlbernehmen die Verknuumlpfung digitaler Variablen beispielsweise beiden arithmetischen Funktionen

Structured Control Language eignet sich besonders fuumlr die Programmierungvon komplexen Algorithmen oder fuumlr Aufgabenstellungen aus dem Bereich derDatenverwaltung Das Programm besteht aus SCL-Anweisungen die beispielsweiseWertzuweisungen Vergleiche oder Kontrollanweisungen sein koumlnnen

Mit Anweisungsliste programmieren Sie die Steuerungsaufgabe durch eine Folgevon Anweisungen Jede AWL-Anweisung enthaumllt eine Vorschrift was zu tun ist undeventuell einen Operand mit dem die Operation ausgefuumlhrt wird AWL ist gleicher-maszligen geeignet fuumlr binaumlre und digitale Verknuumlpfungen wie fuumlr die Programmie-rung komplexer Steuerungsaufgaben

1 Einfuumlhrung

28

Kontaktplan KOP

Funktionsplan FUP

Structured Control Language SCL

Anweisungsliste AWL

Bild 15 Beispiele fuumlr die Darstellung in KOP FUP SCL und AWL

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

29

Mit GRAPH programmieren Sie eine Steuerungsaufgabe als Ablaufsteuerung inder die sequenzielle Folge von Aktionen vorherrscht Die einzelnen Schritte undVerzweigungen werden durch Weiterschaltbedingungen freigegeben die mit KOPoder FUP programmiert werden koumlnnen (Bild 16)

114 Bearbeitung des Anwenderprogramms

Nach dem Einschalten der Versorgungsspannung pruumlft der Steuerungsprozessordie vorhandene Hardware und parametriert die Baugruppen Anschlieszligend wirdeinmalig ndash falls vorhanden ndash ein Anlaufprogramm bearbeitet Das Anlaufpro-gramm gehoumlrt zum Anwenderprogramm das Sie programmieren Im Anlaufpro-gramm koumlnnen beispielsweise Baugruppen initialisiert werden

Das Anwenderprogramm ist in der Regel in einzelne Abschnitte ndash bdquoBausteineldquogenannt ndash eingeteilt Die Organisationsbausteine (OB) sind die Schnittstelle zwi-schen Betriebssystem und Anwenderprogramm Das Betriebssystem ruft zubestimmten Ereignissen einen Organisationsbaustein auf in dem dann das Anwen-derprogramm bearbeitet wird (Bild 17)

Zur Strukturierung des Programms stehen Funktionsbausteine (FB) und Funktio-nen (FC) zur Verfuumlgung Funktionsbausteine haben einen Speicher in dem lokaleVariablen dauerhaft abgelegt sind Funktionen haben diesen Speicher nicht

Fuumlr den Aufruf (das Starten der Bearbeitung) von Funktionsbausteinen und Funk-tionen gibt es Programmanweisungen Jeder Bausteinaufruf kann mit Ein- undAusgaumlngen ndash bdquoBausteinparameterldquo genannt ndash versehen werden Beim Aufruf koumln-nen Variablen uumlbergeben werden mit denen das Programm im Baustein arbeitensoll Auf diese Weise kann ein Baustein mit einer gewissen Funktion (z B der Aus-

Bild 16 Beispiel fuumlr eine GRAPH-Ablaufkette und eine Schrittprojektierung

Page 13: Berger Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 · Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 Projektieren, Programmieren und Testen mit STEP 7 Professional von Hans Berger 2., wesentlich überarbeitete

Inhaltsverzeichnis

13

723 T-Abzweig offener Parallelzweig 344724 Verknuumlpfungsergebnis negieren im Kontaktplan 345725 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen im Kontaktplan 345726 Guumlltigkeitspruumlfung einer Gleitpunktvariablen im Kontaktplan 346727 Vergleich-Kontakte 347

73 Speicherfunktionen mit KOP programmieren 347731 Einfache und negierende Spule 348732 Setzen- und Ruumlcksetzen-Spule 349733 Speicherndes Verhalten durch Selbsthaltung 350734 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Kontaktplan 350735 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Kontaktplan 351736 Spulen mit Zeitverhalten 352

74 Q-Boxen mit KOP programmieren 353741 Speicher-Boxen im Kontaktplan 354742 Flankenauswertung des Stromflusses 354743 Zeitfunktionen im Kontaktplan 355744 Zaumlhlfunktionen im Kontaktplan 357

75 ENENO-Boxen mit KOP programmieren 358751 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 358752 Uumlbertragungsfunktionen im Kontaktplan 358753 Arithmetische Funktionen im Kontaktplan 360754 Mathematische Funktionen im Kontaktplan 361755 Konvertierungsfunktionen im Kontaktplan 362756 Schiebefunktionen im Kontaktplan 363757 Logikfunktionen im Kontaktplan 363758 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Kontaktplan 364

76 VARIANT-Funktionen mit KOP programmieren 365

77 Programmsteuerung mit KOP 367771 Sprungfunktionen im Kontaktplan 367772 Bausteinende-Funktion im Kontaktplan 370773 Bausteinaufruf-Funktionen im Kontaktplan 371

8 Funktionsplan FUP 373

81 Einfuumlhrung 373811 Programmieren mit FUP allgemein 373812 Programmelemente des Funktionsplans 375

82 Binaumlre Verknuumlpfungen mit FUP programmieren 375821 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 376822 Eine binaumlre Verknuumlpfung im Funktionsplan programmieren 378823 UND-Funktion im Funktionsplan 379824 ODER-Funktion im Funktionsplan 379825 Exklusiv-ODER-Funktion im Funktionsplan 379826 Kombinierte binaumlre Verknuumlpfungen Verknuumlpfungsergebnis negieren 380827 T-Abzweig im Funktionsplan 381828 Flankenauswertung von Binaumlrvariablen im Funktionsplan 381829 Guumlltigkeitspruumlfung von Gleitpunktzahlen im Funktionsplan 382

Inhaltsverzeichnis

14

8210 Vergleichsfunktionen im Funktionsplan 383

83 Standard-Boxen mit FUP programmieren 384831 Zuweisung und negierende Zuweisung 384832 Setzen- und Ruumlcksetzen-Box 385833 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Funktionsplan 386834 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Funktionsplan 387835 Standard-Boxen mit Zeitverhalten 387

84 Q-Boxen mit FUP programmieren 389841 Speicher-Boxen im Funktionsplan 389842 Flankenauswertung des Verknuumlpfungsergebnisses im Funktionsplan 390843 Zeitfunktionen im Funktionsplan 391844 Zaumlhlfunktionen im Funktionsplan 392

85 ENENO-Boxen mit FUP programmieren 393851 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 393852 Uumlbertragungsfunktionen im Funktionsplan 395853 Arithmetische Funktionen im Funktionsplan 395854 Mathematische Funktionen im Funktionsplan 396855 Konvertierungsfunktionen im Funktionsplan 397856 Schiebefunktionen im Funktionsplan 398857 Logikfunktionen im Funktionsplan 399858 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Funktionsplan 400

86 VARIANT-Funktionen mit FUP programmieren 40187 Programmsteuerung mit FUP 402

871 Sprungfunktionen im Funktionsplan 403872 Bausteinende-Funktion im Funktionsplan 406873 Bausteinaufruf-Funktionen im Funktionsplan 407

9 Structured Control Language SCL 409

91 Einfuumlhrung 409911 Programmieren mit SCL allgemein 409912 SCL-Anweisungen und Operatoren 411

92 Binaumlre Verknuumlpfungen mit SCL programmieren 413921 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 413922 UND-Funktion in SCL 414923 ODER-Funktion in SCL 414924 Exklusiv-ODER-Funktion in SCL 415925 Kombinierte binaumlre Verknuumlpfungen in SCL 415926 Verknuumlpfungsergebnis negieren in SCL 416

93 Speicherfunktionen mit SCL programmieren 417931 Wertzuweisung einer Binaumlrvariablen 417932 Setzen und Ruumlcksetzen in SCL 417933 Flankenauswertung in SCL 418

94 Zeit- und Zaumlhlfunktionen mit SCL programmieren 418941 Zeitfunktionen in SCL 418942 Zaumlhlfunktionen in SCL 419

95 Digitalfunktionen mit SCL programmieren 420

Inhaltsverzeichnis

15

951 Uumlbertragungsfunktion Wertzuweisung einer Digitalvariablen 420952 Vergleichsfunktionen in SCL 421953 Arithmetische Funktionen in SCL 422954 Mathematische Funktionen in SCL 423955 Konvertierungsfunktionen in SCL 424956 Schiebefunktionen in SCL 425957 Wortverknuumlpfungen logischer Ausdruck in SCL 426958 Funktionen fuumlr Zeichenketten in SCL 427

96 VARIANT-Funktionen mit SCL programmieren 427

97 Programmsteuerung mit SCL 430971 Kontrollanweisungen 430972 Bausteinendefunktion bei SCL 439973 Aufruf einer Funktion (FC) bei SCL 439974 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) bei SCL 440975 Versorgung von Parametern 442

10 Anweisungsliste AWL 443

101 Einfuumlhrung 4431011 Programmieren mit AWL allgemein 4431012 Aufbau einer AWL-Anweisung 4451013 Eine AWL-Anweisung eingeben 4451014 Adressierung von 64-Bit-Variablen 4471015 AWL-Netzwerke in KOP- und FUP-Bausteinen 447

102 Binaumlre Verknuumlpfungen mit AWL programmieren 4481021 Bearbeitung einer binaumlren Verknuumlpfung Verknuumlpfungsschritt 4491022 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 4501023 UND-Funktion in der Anweisungsliste 4511024 ODER-Funktion in der Anweisungsliste 4511025 Exklusiv-ODER-Funktion in der Anweisungsliste 4511026 Kombinierte binaumlre Verknuumlpfungen in der Anweisungsliste 4521027 Verknuumlpfungsergebnis steuern 455

103 Speicherfunktionen mit AWL programmieren 4551031 Zuweisung in der Anweisungsliste 4561032 Setzen und Ruumlcksetzen in der Anweisungsliste 4561033 Flankenauswertung in der Anweisungsliste 457

104 Zeit- und Zaumlhlfunktionen mit AWL programmieren 4581041 Zeitfunktionen in der Anweisungsliste 4581042 Zaumlhlfunktionen in der Anweisungsliste 459

105 Digitalfunktionen mit AWL programmieren 4601051 Uumlbertragungsfunktionen in der Anweisungsliste 4601052 Vergleichsfunktionen in der Anweisungsliste 4641053 Arithmetische Funktionen in der Anweisungsliste 4671054 Mathematische Funktionen in der Anweisungsliste 4711055 Konvertierungsfunktionen in der Anweisungsliste 4721056 Schiebefunktionen in der Anweisungsliste 4741057 Wortverknuumlpfungen in der Anweisungsliste 477

Inhaltsverzeichnis

16

1058 Funktionen fuumlr Zeichenketten in der Anweisungsliste 480

106 VARIANT-Funktionen mit AWL programmieren 481

107 Programmsteuerung mit AWL 4841071 Sprungfunktionen in der Anweisungsliste 4841072 Bausteinende-Funktionen in der Anweisungsliste 4861073 Bausteinaufruf-Funktion in der Anweisungsliste 486

108 Weitere AWL-Funktionen 4891081 Mit Statusbits arbeiten 4901082 Akkumulatorfunktionen 4951083 Arbeiten mit den Datenbausteinregistern 4971084 Teiladressierung von Datenoperanden 4991085 Absolute Adressierung von temporaumlren Lokaldaten 5001086 Arbeiten mit den Adressregistern 5011087 Speicherindirekte Adressierung 5031088 Registerindirekte Adressierung 5061089 Direkter Zugriff auf komplexe Lokalvariablen 51010810 Nullanweisungen 512

11 Ablaufsteuerung S7-GRAPH 513

111 Einfuumlhrung 5131111 Was ist eine Ablaufsteuerung 5131112 Eigenschaften einer Ablaufsteuerung 513

112 Elemente einer Ablaufsteuerung 5151121 Schritte und Transitionen 5151122 Spruumlnge in einer Ablaufsteuerung 5171123 Verzweigungen einer Ablaufkette 5171124 Permanente Anweisungen 5191125 Schritt- und Transitionsfunktionen 5191126 Bearbeitung von Bedingungen 5231127 Bearbeitung von Aktionen 524

113 Eine Ablaufsteuerung projektieren 5301131 Allgemeines Vorgehen bei der Projektierung 5301132 Den GRAPH-Funktionsbaustein programmieren 5311133 Projektieren der Kettenstruktur 5321134 Schritte und Transitionen programmieren 5351135 Permanente Anweisungen programmieren 5371136 Meldungen projektieren 5371137 Attribute des GRAPH-Funktionsbausteins 5371138 Den GRAPH-Funktionsbaustein aufrufen 539

114 Ablaufsteuerung testen 5401141 GRAPH-Funktionsbaustein laden 5401142 Einstellungen zum Programmtest 5411143 Betriebsarten verwenden 5421144 Ablaufkette synchronisieren 5421145 Mit Programmstatus testen 543

Inhaltsverzeichnis

17

12 Basisfunktionen 546

121 Binaumlre Verknuumlpfungen 5461211 Einfuumlhrung 5461212 Arbeiten mit Binaumlrsignalen 5471213 UND-Funktion Reihenschaltung 5511214 ODER-Funktion Parallelschaltung 5511215 Exklusiv-ODER-Funktion Antivalenzfunktion 5521216 Verknuumlpfungsergebnis negieren NOT-Kontakt 553

122 Speicherfunktionen 5541221 Einfuumlhrung 5541222 Einfache und negierende Spule Zuweisung 5541223 Einzelnes Setzen und Ruumlcksetzen 5551224 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen 5561225 Vorrangiges Setzen und Ruumlcksetzen Speicher-Boxen 557

123 Flankenauswertung 5591231 Funktionsweise einer Flankenauswertung 5591232 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen (KOP FUP) 5611233 Flankenauswertung mit Impulsausgabe (KOP FUP) 5611234 Flankenauswertung mit einer Q-Box (KOP FUP) 5621235 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box (KOP FUP) 5631236 Flankenauswertung bei SCL 5641237 Flankenauswertung bei AWL 567

124 Zeitfunktionen 5681241 Eine Zeitfunktion hinzufuumlgen 5681242 Impulsbildung TP 5691243 Einschaltverzoumlgerung TON 5701244 Ausschaltverzoumlgerung TOF 5711245 Akkumulierende Einschaltverzoumlgerung TONR 5721246 Eine Zeitfunktion mit einer Zeitdauer laden 5731247 Eine Zeitfunktion zuruumlcksetzen 574

125 Zaumlhlfunktionen 5741251 Eine Zaumlhlfunktion einfuumlgen 5751252 Vorwaumlrtszaumlhler CTU 5751253 Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTD 5761254 Vorwaumlrts-Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTUD 577

13 Digitalfunktionen 580

131 Uumlbertragungsfunktionen 5811311 Variable kopieren MOVE -und S_MOVE-Box bei KOP und FUP 5811312 Wertzuweisungen bei SCL 5831313 Laden und Transferieren bei AWL 5861314 Variable kopieren MOVE und S_MOVE bei AWL 5871315 VARIANT-Variable lesen und schreiben 5881316 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK_VARIANT 5891317 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK und UMOVE_BLK 5911318 Datenbereich fuumlllen mit FILL_BLK und UFILL_BLK 593

Inhaltsverzeichnis

18

1319 Variable von und zu einen BYTE-Feld uumlbertragen 59313110 Lesen und Schreiben mit PEEK und POKE (SCL AWL) 59713111 Byte-Reihenfolge aumlndern mit SWAP 59713112 Bereichsgrenzen ermitteln 599

132 Vergleichsfunktionen 5991321 Ausfuumlhrung der Vergleichsfunktion 6001322 Bereichsvergleich bei KOP und FUP 6031323 Gleitpunkt-Variable testen OK-Kontakt OK-Box 6031324 VARIANT-Zeiger testen bei KOP FUP und AWL 6051325 VARIANT-Zeiger testen bei SCL 606

133 Arithmetische Funktionen 6091331 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte 6091332 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte 6111333 Dekrementieren und Inkrementieren 613

134 Mathematische Funktionen 6141341 Allgemeine Funktionsbeschreibung 6141342 Winkelfunktionen SIN COS TAN 6151343 Arcusfunktionen ASIN ACOS ATAN 6151344 Quadrat bilden und Quadratwurzel ziehen 6161345 Logarithmus und Potenz 6161346 Nachkommastellen extrahieren Absolutwert und Negation bilden 6181347 Rechnen mit der CALCULATE-Box bei KOP und FUP 619

135 Konvertierungsfunktionen 6211351 Konvertierungsfunktionen CONV S_CONV und T_CONV 6221352 Konvertierung von DB_ANY 6281353 Konvertierungsfunktionen fuumlr Gleitpunktzahlen 6291354 Konvertierungsfunktionen STRG_TO_CHARS und CHARS_TO_STRG 6301355 Konvertierungsfunktionen STRG_VAL und VAL_STRG 6331356 Konvertierungsfunktionen ATH und HTA 6351357 Konvertierungsfunktionen SCALE_X und NORM_X 637

136 Schiebefunktionen 6391361 Allgemeine Funktionsbeschreibung 6391362 Rechts schieben SHR 6401363 Links schieben SHL 6401364 Rechts rotieren ROR 6401365 Links rotieren ROL 640

137 Logikfunktionen 6411371 Wortverknuumlpfungen 6411372 Invertieren Einerkomplement bilden 6431373 Codierfunktionen DECO und ENCO 6441374 Auswahlfunktionen SEL MUX und DEMUX 6451375 Minimumauswahl MIN Maximumauswahl MAX 6461376 Begrenzer LIMIT 646

138 Zeichenketten bearbeiten 649

139 Symbolnamen lesen 658

Inhaltsverzeichnis

19

14 Programmsteuerung 663

141 Sprungfunktionen 6641411 Einfuumlhrung 6641412 Absoluter Sprung 6641413 Bedingter Sprung 6661414 Sprungliste 6681415 Sprungverteiler 6701416 Schleifensprung 670

142 Bausteinende-Funktionen 6721421 Bausteinende-Funktion RET (KOP und FUP) 6721422 RETURN-Anweisung (SCL) 6741423 Bausteinende-Funktionen BEB BEA und BE (AWL) 674

143 Aufruf von Codebausteinen 6741431 Einfuumlhrung 6741432 Aufruf einer Funktion FC 6751433 Aufruf eines Funktionsbausteins FB 6751434 Asynchron arbeitende Systembausteine 6781435 ENENO-Mechanismus 678

144 Arbeiten mit Bausteinen 6821441 Bausteine mit optimiertem und Standardzugriff 6821442 Datentypen der lokalen Variablen 6841443 Bausteinparameter adressieren 6861444 Bausteinparameter versorgen 6891445 Uumlbergabe von Bausteinparametern 691

145 Datenbausteinfunktionen 6941451 Datenbausteinattribute lesen 6941452 Ladespeicher lesen und schreiben 6951453 ARRAY-Datenbausteine 6971454 Systembausteine fuumlr den Zugriff auf ARRAY-Datenbausteine 6981455 CPU-Datenbausteine 700

15 Online-Betrieb Diagnose und Test 704

151 PLC-Station online verbinden 7051511 Programmiergeraumlt an die PLC-Station anschlieszligen 7051512 Die CPU urloumlschen 7071513 Den Auslieferungszustand wiederherstellen 708

152 Projektdaten uumlbertragen 7091521 Die Projektdaten erstmalig laden 7101522 Die Projektdaten nachladen 7121523 Das Anwenderprogramm schuumltzen 7131524 Mit Online-Projektdaten arbeiten 7161525 Mit der Memory Card arbeiten 719

153 Mit Bausteinen im Online-Betrieb arbeiten 7201531 Einfuumlhrung 7201532 Einen Online-Baustein bearbeiten 7211533 Einen Baustein laden und zuruumlckladen 722

Inhaltsverzeichnis

20

1534 Ohne Reinitialisierung laden 7231535 Mit Momentaufnahmen arbeiten 7251536 Mit Einstellwerten arbeiten 7261537 Bausteine vergleichen 728

154 Hardware-Diagnose 7311541 Status-Anzeigen an den Baugruppen 7311542 Diagnosefenster 7321543 Diagnosepuffer 7341544 Online-Tools 7341545 Weitere Diagnose-Informationen uumlber das Programmiergeraumlt 736

155 Anwenderprogramm testen 7371551 Aufrufumgebung definieren 7381552 Testen mit Programmstatus 7391553 PLC-Variablen beobachten 7431554 Datenvariablen beobachten und steuern 7441555 Testen mit Beobachtungstabellen 7451556 Testen mit der Force-Tabelle 750

156 Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion 7521561 Einfuumlhrung 7521562 Erstellen der Trace-Konfiguration 7531563 Messwerte aufzeichnen 754

16 Dezentrale Peripherie 758

161 Einfuumlhrung Uumlbersicht 758

162 Dezentrales Peripheriesystem ET 200 7591621 ET 200MP 7591622 ET 200M 7601623 ET 200SP 7611624 ET 200S 7621625 ET 200pro 7621626 ET 200AL 7631627 ET 200eco und ET200eco PN 764

163 PROFINET IO 7641631 Komponenten von PROFINET IO 7641632 Adressen bei PROFINET IO 7671633 PROFINET IO projektieren 7691634 Kopplungsbaugruppen fuumlr PROFINET IO 7751635 Echtzeit-Kommunikation bei PROFINET 7761636 Spezielle PROFINET-Konfigurationen 780

164 PROFIBUS DP 7841641 Komponenten von PROFIBUS DP 7841642 Adressen bei PROFIBUS DP 7871643 PROFIBUS DP projektieren 7891644 Kopplungsbaugruppen fuumlr PROFIBUS DP 7921645 Spezielle PROFIBUS-Konfigurationen 795

165 Systembausteine fuumlr dezentrale Peripherie 798

Inhaltsverzeichnis

21

1651 Peripheriedaten lesen und schreiben 7981652 Diagnosedaten von einem DP-Normslave lesen 8011653 Datensatz empfangen und bereitstellen 8021654 Dezentrale Station aktivierendeaktivieren 8041655 PROFINET-IO-System umkonfigurieren 805

166 DPV1-Alarme 805

167 Taktsynchronitaumlt 8081671 Einfuumlhrung 8081672 Taktsynchronitaumlt bei PROFINET 8081673 Taktsynchronitaumlt bei PROFIBUS 8111674 Taktsynchronalarm 8131675 Prozessabbilder taktsynchron aktualisieren 816

17 Kommunikation 817

171 Uumlbersicht 817

172 Open User Communication 8201721 Grundlagen 8201722 Datenstruktur der Open User Communication 8211723 Verbindung aufbauen und Daten senden mit TSEND_C 8221724 Verbindung aufbauen und Daten empfangen mit TRCV_C 8231725 Open User Communication projektieren 8251726 Weitere Funktionen fuumlr die Open User Communication 827

173 S7-Kommunikation 8301731 Grundlagen 8301732 Einseitiger Datenaustausch 8301733 Zweiseitiger Datenaustausch 8321734 S7-Kommunikation projektieren 835

174 Freeport-Kommunikation 8361741 Einfuumlhrung in die Freeport-Kommunikation 8361742 Konfigurieren der Kommunikationsbaugruppe CM PtP 8371743 Freeport-Kommunikationsfunktionen 838

175 Weitere Kommunikationsfunktionen 8421751 USS-Protokoll fuumlr Antriebe 8421752 Modbus RTU 8441753 Modbus TCP 846

18 Anhang 849

181 Ein Projekt migrieren 849

182 Webserver 8521821 Webserver aktivieren 8521822 Standard-Webseiten 8551823 Basic-Webseiten 8581824 Service-Daten auslesen 8581825 Webserver initialisieren und Webseiten synchronisieren (WWW) 859

183 Technologieobjekte 859

Inhaltsverzeichnis

22

1831 Technologieobjekte fuumlr Motion Control 8591832 Technologieobjekte fuumlr PID Control 8661833 Technologieobjekte fuumlr Zaumlhlen und Messen 867

184 Daten protokollieren und Rezepturen uumlbertragen 8721841 Einfuumlhrung in die Datenprotokollierung 8721842 Datenprotokollierung anwenden 8721843 Funktionen fuumlr die Datenprotokollierung 8731844 Einfuumlhrung zur Rezepturenuumlbertragung 8751845 Funktionen fuumlr die Rezepturenuumlbertragung 877

185 Simulation mit S7-PLCSIM 8781851 S7-PLCSIM allgemein 8781852 Die Bedienoberflaumlche von PLCSIM 8791853 In S7-PLCSIM mit STEP-7-Testfunktionen testen 8801854 Mit einem Simulationsprojekt arbeiten 8821855 Mit dem Adressbereich testen 8831856 Mit der SIM-Tabelle testen 8831857 Mit der Sequenztabelle testen 885

186 Maschinen- und Anlagendiagnose mit ProDiag 888

Stichwortverzeichnis 892

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

23

1 Einfuumlhrung

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

SIMATIC S7-1500 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den mittleren undoberen Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Ein-Ausgabebaugruppen fuumlr Digital- und Analogsignale sowieTechnologie- und Kommunikationsbaugruppen modular erweitert werden DasAutomatisierungssystem SIMATIC S7-1500 ist nahtlos eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1500

SIMATIC Controller steuern die Maschineoder Anlage Mehrere Varianten derController erweitern das Einsatzspektrum

Die dezentrale Peripherie erweitertdie Schnittstelle zur Maschineoder Anlage

SIMATIC NET

SIMATIC HMI

SIMATIC ET200 STEP 7 Professional(TIA Portal)

SIMATIC S7-1500

Die Vernetzung ermoumlglicht den Datenaustauschzwischen den Geraumlten und den Online-Zugriffan beliebiger Stelle

STEP 7 ist die Engineeringsoftware zumKonfigurieren undProgrammieren

Projektieren

S

Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500

S

ESC OK

Bedienen und Beobachtenzum Fuumlhren der Anlageim laufenden Betrieb

S

1 Einfuumlhrung

24

Die dezentrale Peripherie SIMATIC ET200 bietet eine zusaumltzliche Erweiterung mit Ein-Ausgabebaugruppen die mit PROFIBUS DP oder PROFINET IO mit dem zentralenSteuerungsgeraumlt verbunden sind Die dezentralen Stationen koumlnnen in einem Schalt-schrank oder ndash mit besonderen Bauformen fuumlr erhoumlhte mechanische Anforderungausgestattet ndash auch vor Ort direkt an der Maschine oder Anlage installiert werden

Mit SIMATIC HMI (HMI = Human Machine Interface) wird eine Maschine oderAnlage gefuumlhrt und deren Funktion beobachtet Die Geraumlte koumlnnen ndash je nach Vari-ante ndash uumlber Prozessbilder Bedienfunktionen zur Verfuumlgung stellen Betriebs- undStoumlrungsmeldungen anzeigen und die Automatisierungsdaten in Form von Rezep-turen oder Messwertarchiven verwalten

SIMATIC NET uumlbernimmt den Datenaustausch uumlber verschiedene Bussysteme zwi-schen den SIMATIC-Steuerungsgeraumlten der dezentralen Peripherie den Bedienge-raumlten und dem Programmiergeraumlt Das Programmiergeraumlt kann ein Personal Com-puter ein Industrierechner oder ein Notebook mit dem Betriebssystem MicrosoftWindows sein

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert parametriert und programmiert Das TIA Portal (TIA = TotallyIntegrated Automation) ist das zentrale Werkzeug zum Verwalten der Automatisie-rungsdaten und der dazugehoumlrenden Editoren in Form eines hierarchisch geglie-derten Projekts

111 Automatisierungsgeraumlt SIMATIC S7-1500

Die wesentlichen Bestandteile eines S7-1500-Automatisierungsgeraumlts sind im Bild12 dargestellt

Bild 12 Bestandteile einer S7-1500-Steuerung mit Standard-Controller

Zentralgeraumlt

SM-Baugruppen(Signal Modules)

Auf dem Baugruppentraumlger sind steckbar

Der Baugruppentraumlger hat 32 Steckplaumltzewobei eine optionale StromversorgungSteckplatz 0 und die CPU-BaugruppeSteckplatz 1 belegen Rechts von der CPU-Baugruppe finden noch maximal 30Baugruppen (einschlieszliglichStromversorgungsbaugruppen) Platz

TM-Baugruppen(Technology Modules)

CM-Baugruppen(Communication Modules)

CPU-Baugruppe(Central Processor Unit)

PS-Baugruppe(Power Supply)

Baugruppen-traumlger (Rack)

Bestandteile einer S7-1500-Steuerung

S

ES C OK

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

25

Die CPU-Baugruppe (Zentralbaugruppe) enthaumllt das Betriebssystem und dasAnwenderprogramm Das Anwenderprogramm steht spannungsausfallsicher aufder in der CPU-Baugruppe steckenden SIMATIC Memory Card Die Bearbeitung desAnwenderprogramms findet im Arbeitsspeicher in der CPU statt Die auf der CPU-Baugruppe vorhandenen Busschnittstellen stellen die Verbindung zu anderenAutomatisierungsgeraumlten her

Die Verbindung zur gesteuerten Maschine oder Anlage uumlbernehmen SM-Baugrup-pen (Signalbaugruppen) Diese Ein- und Ausgabebaugruppen gibt es fuumlr Digital-und Analogsignale mit verschiedenen Spannungen und Stroumlmen

Die TM-Baugruppen (Technologiebaugruppen) sind signalvorverarbeitendebdquointelligenteldquo Peripheriebaugruppen die vom Prozess kommende Signale unab-haumlngig von der CPU aufbereiten verarbeiten und entweder wieder direkt an denProzess zuruumlckgeben oder an der internen Schnittstelle der CPU zur Verfuumlgungstellen TM-Baugruppen uumlbernehmen Funktionen die die CPU meist nicht schnellgenug ausfuumlhren kann wie z B Impulse zaumlhlen

Die CM-Baugruppen (Kommunikationsbaugruppen) ermoumlglichen einen Daten-verkehr der die Funktionalitaumlt der Standard-Schnittstellen auf der CPU-Baugruppebezuumlglich Protokolle und Kommunikationsfunktionen uumlberschreitet

(System-)Stromversorgungsbaugruppen sorgen fuumlr die benoumltigten internenSpannungen im Automatisierungsgeraumlt Bei Bedarf koumlnnen bis zu drei System-Stromversorgungsbaugruppen im Automatisierungsgeraumlt eingesetzt werdenLastspannungen bzw Laststroumlme werden uumlber externe Laststromversorgungen(Power Modules PM) bereitgestellt die auch eine 24V-Primaumlrspannung fuumlr System-Stromversorgungsbaugruppen liefern koumlnnen

112 Uumlbersicht STEP 7 Professional

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Autorisierung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuellenBetriebssystemen unter Microsoft Windows Die Projektierung eines S7-1500-Con-trollers geschieht mit zwei Ansichten der Portalansicht und der Projektansicht

Die Portalansicht ist aufgabenorientiert angelegt Im Startportal oumlffnen Sie einbestehendes Projekt erstellen ein neues Projekt oder migrieren ein Projekt EinbdquoProjektldquo ist eine Datenstruktur die alle erforderlichen Programme und Daten fuumlrIhr Automatisierungsvorhaben enthaumllt Von hier aus sind die wichtigsten Werk-zeuge und Funktionen von STEP 7 uumlber weitere Portale erreichbar Das PortalGeraumlte amp Netze zur Konfiguration der Hardware das Portal PLC-Programmierungzum Bearbeiten des Anwenderprogramms das Portal Motion amp Technology zumErstellen von Technologie-Objekten das Portal Visualisierung zum Projektierenvon HMI-Systemen und das Portal Online amp Diagnose fuumlr den Online-Betrieb desProgrammiergeraumlts (Bild 13)

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt (Bild 14) In der Geraumltekonfi-guration steht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittel-

1 Einfuumlhrung

26

Bild 13 Werkzeuge im Startportal von STEP 7 Professional V14

Bild 14 Beispiel fuumlr die Projektansicht Arbeitsbereich der Geraumltekonfiguration

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

27

punkt In der Geraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platziertenBaugruppen gezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt dieEigenschaften der selektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibtUnterstuumltzung durch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Bau-gruppen Die Netzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

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

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

Zusaumltzlich gibt es eine Bibliotheksansicht mit der die Elemente der Projektbiblio-thek und der geoumlffneten globalen Bibliotheken bearbeitet werden koumlnnen

113 Verschiedene Programmiersprachen

Als Programmiersprache fuumlr das Anwenderprogramm koumlnnen Sie zwischen Kon-taktplan (KOP) Funktionsplan (FUP) Structured Control Language (SCL) Anwei-sungsliste (AWL) und Ablaufsteuerung (GRAPH) waumlhlen (Bild 15)

Mit Kontaktplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an denStromlaufplan Die Verknuumlpfung der binaumlren Signalzustaumlnde wird durch die seri-elle oder parallele Anordnung von Kontakten und Spulen dargestellt KomplexeFunktionen wie beispielsweise die arithmetischen Funktionen werden mit Boxendargestellt die Sie wie Kontakte oder Spulen im Kontaktplan anordnen

Mit Funktionsplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an elektro-nische Schaltkreissysteme Binaumlre Verknuumlpfungen werden durch Verschaltung vonUND- und ODER-Funktionen realisiert und mit Speicher-Boxen abgeschlossen Kom-plexe Boxen uumlbernehmen die Verknuumlpfung digitaler Variablen beispielsweise beiden arithmetischen Funktionen

Structured Control Language eignet sich besonders fuumlr die Programmierungvon komplexen Algorithmen oder fuumlr Aufgabenstellungen aus dem Bereich derDatenverwaltung Das Programm besteht aus SCL-Anweisungen die beispielsweiseWertzuweisungen Vergleiche oder Kontrollanweisungen sein koumlnnen

Mit Anweisungsliste programmieren Sie die Steuerungsaufgabe durch eine Folgevon Anweisungen Jede AWL-Anweisung enthaumllt eine Vorschrift was zu tun ist undeventuell einen Operand mit dem die Operation ausgefuumlhrt wird AWL ist gleicher-maszligen geeignet fuumlr binaumlre und digitale Verknuumlpfungen wie fuumlr die Programmie-rung komplexer Steuerungsaufgaben

1 Einfuumlhrung

28

Kontaktplan KOP

Funktionsplan FUP

Structured Control Language SCL

Anweisungsliste AWL

Bild 15 Beispiele fuumlr die Darstellung in KOP FUP SCL und AWL

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

29

Mit GRAPH programmieren Sie eine Steuerungsaufgabe als Ablaufsteuerung inder die sequenzielle Folge von Aktionen vorherrscht Die einzelnen Schritte undVerzweigungen werden durch Weiterschaltbedingungen freigegeben die mit KOPoder FUP programmiert werden koumlnnen (Bild 16)

114 Bearbeitung des Anwenderprogramms

Nach dem Einschalten der Versorgungsspannung pruumlft der Steuerungsprozessordie vorhandene Hardware und parametriert die Baugruppen Anschlieszligend wirdeinmalig ndash falls vorhanden ndash ein Anlaufprogramm bearbeitet Das Anlaufpro-gramm gehoumlrt zum Anwenderprogramm das Sie programmieren Im Anlaufpro-gramm koumlnnen beispielsweise Baugruppen initialisiert werden

Das Anwenderprogramm ist in der Regel in einzelne Abschnitte ndash bdquoBausteineldquogenannt ndash eingeteilt Die Organisationsbausteine (OB) sind die Schnittstelle zwi-schen Betriebssystem und Anwenderprogramm Das Betriebssystem ruft zubestimmten Ereignissen einen Organisationsbaustein auf in dem dann das Anwen-derprogramm bearbeitet wird (Bild 17)

Zur Strukturierung des Programms stehen Funktionsbausteine (FB) und Funktio-nen (FC) zur Verfuumlgung Funktionsbausteine haben einen Speicher in dem lokaleVariablen dauerhaft abgelegt sind Funktionen haben diesen Speicher nicht

Fuumlr den Aufruf (das Starten der Bearbeitung) von Funktionsbausteinen und Funk-tionen gibt es Programmanweisungen Jeder Bausteinaufruf kann mit Ein- undAusgaumlngen ndash bdquoBausteinparameterldquo genannt ndash versehen werden Beim Aufruf koumln-nen Variablen uumlbergeben werden mit denen das Programm im Baustein arbeitensoll Auf diese Weise kann ein Baustein mit einer gewissen Funktion (z B der Aus-

Bild 16 Beispiel fuumlr eine GRAPH-Ablaufkette und eine Schrittprojektierung

Page 14: Berger Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 · Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 Projektieren, Programmieren und Testen mit STEP 7 Professional von Hans Berger 2., wesentlich überarbeitete

Inhaltsverzeichnis

14

8210 Vergleichsfunktionen im Funktionsplan 383

83 Standard-Boxen mit FUP programmieren 384831 Zuweisung und negierende Zuweisung 384832 Setzen- und Ruumlcksetzen-Box 385833 Flankenauswertung mit Impulsausgabe im Funktionsplan 386834 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen (Bitfeld fuumlllen) im Funktionsplan 387835 Standard-Boxen mit Zeitverhalten 387

84 Q-Boxen mit FUP programmieren 389841 Speicher-Boxen im Funktionsplan 389842 Flankenauswertung des Verknuumlpfungsergebnisses im Funktionsplan 390843 Zeitfunktionen im Funktionsplan 391844 Zaumlhlfunktionen im Funktionsplan 392

85 ENENO-Boxen mit FUP programmieren 393851 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box 393852 Uumlbertragungsfunktionen im Funktionsplan 395853 Arithmetische Funktionen im Funktionsplan 395854 Mathematische Funktionen im Funktionsplan 396855 Konvertierungsfunktionen im Funktionsplan 397856 Schiebefunktionen im Funktionsplan 398857 Logikfunktionen im Funktionsplan 399858 Funktionen fuumlr Zeichenketten im Funktionsplan 400

86 VARIANT-Funktionen mit FUP programmieren 40187 Programmsteuerung mit FUP 402

871 Sprungfunktionen im Funktionsplan 403872 Bausteinende-Funktion im Funktionsplan 406873 Bausteinaufruf-Funktionen im Funktionsplan 407

9 Structured Control Language SCL 409

91 Einfuumlhrung 409911 Programmieren mit SCL allgemein 409912 SCL-Anweisungen und Operatoren 411

92 Binaumlre Verknuumlpfungen mit SCL programmieren 413921 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 413922 UND-Funktion in SCL 414923 ODER-Funktion in SCL 414924 Exklusiv-ODER-Funktion in SCL 415925 Kombinierte binaumlre Verknuumlpfungen in SCL 415926 Verknuumlpfungsergebnis negieren in SCL 416

93 Speicherfunktionen mit SCL programmieren 417931 Wertzuweisung einer Binaumlrvariablen 417932 Setzen und Ruumlcksetzen in SCL 417933 Flankenauswertung in SCL 418

94 Zeit- und Zaumlhlfunktionen mit SCL programmieren 418941 Zeitfunktionen in SCL 418942 Zaumlhlfunktionen in SCL 419

95 Digitalfunktionen mit SCL programmieren 420

Inhaltsverzeichnis

15

951 Uumlbertragungsfunktion Wertzuweisung einer Digitalvariablen 420952 Vergleichsfunktionen in SCL 421953 Arithmetische Funktionen in SCL 422954 Mathematische Funktionen in SCL 423955 Konvertierungsfunktionen in SCL 424956 Schiebefunktionen in SCL 425957 Wortverknuumlpfungen logischer Ausdruck in SCL 426958 Funktionen fuumlr Zeichenketten in SCL 427

96 VARIANT-Funktionen mit SCL programmieren 427

97 Programmsteuerung mit SCL 430971 Kontrollanweisungen 430972 Bausteinendefunktion bei SCL 439973 Aufruf einer Funktion (FC) bei SCL 439974 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) bei SCL 440975 Versorgung von Parametern 442

10 Anweisungsliste AWL 443

101 Einfuumlhrung 4431011 Programmieren mit AWL allgemein 4431012 Aufbau einer AWL-Anweisung 4451013 Eine AWL-Anweisung eingeben 4451014 Adressierung von 64-Bit-Variablen 4471015 AWL-Netzwerke in KOP- und FUP-Bausteinen 447

102 Binaumlre Verknuumlpfungen mit AWL programmieren 4481021 Bearbeitung einer binaumlren Verknuumlpfung Verknuumlpfungsschritt 4491022 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 4501023 UND-Funktion in der Anweisungsliste 4511024 ODER-Funktion in der Anweisungsliste 4511025 Exklusiv-ODER-Funktion in der Anweisungsliste 4511026 Kombinierte binaumlre Verknuumlpfungen in der Anweisungsliste 4521027 Verknuumlpfungsergebnis steuern 455

103 Speicherfunktionen mit AWL programmieren 4551031 Zuweisung in der Anweisungsliste 4561032 Setzen und Ruumlcksetzen in der Anweisungsliste 4561033 Flankenauswertung in der Anweisungsliste 457

104 Zeit- und Zaumlhlfunktionen mit AWL programmieren 4581041 Zeitfunktionen in der Anweisungsliste 4581042 Zaumlhlfunktionen in der Anweisungsliste 459

105 Digitalfunktionen mit AWL programmieren 4601051 Uumlbertragungsfunktionen in der Anweisungsliste 4601052 Vergleichsfunktionen in der Anweisungsliste 4641053 Arithmetische Funktionen in der Anweisungsliste 4671054 Mathematische Funktionen in der Anweisungsliste 4711055 Konvertierungsfunktionen in der Anweisungsliste 4721056 Schiebefunktionen in der Anweisungsliste 4741057 Wortverknuumlpfungen in der Anweisungsliste 477

Inhaltsverzeichnis

16

1058 Funktionen fuumlr Zeichenketten in der Anweisungsliste 480

106 VARIANT-Funktionen mit AWL programmieren 481

107 Programmsteuerung mit AWL 4841071 Sprungfunktionen in der Anweisungsliste 4841072 Bausteinende-Funktionen in der Anweisungsliste 4861073 Bausteinaufruf-Funktion in der Anweisungsliste 486

108 Weitere AWL-Funktionen 4891081 Mit Statusbits arbeiten 4901082 Akkumulatorfunktionen 4951083 Arbeiten mit den Datenbausteinregistern 4971084 Teiladressierung von Datenoperanden 4991085 Absolute Adressierung von temporaumlren Lokaldaten 5001086 Arbeiten mit den Adressregistern 5011087 Speicherindirekte Adressierung 5031088 Registerindirekte Adressierung 5061089 Direkter Zugriff auf komplexe Lokalvariablen 51010810 Nullanweisungen 512

11 Ablaufsteuerung S7-GRAPH 513

111 Einfuumlhrung 5131111 Was ist eine Ablaufsteuerung 5131112 Eigenschaften einer Ablaufsteuerung 513

112 Elemente einer Ablaufsteuerung 5151121 Schritte und Transitionen 5151122 Spruumlnge in einer Ablaufsteuerung 5171123 Verzweigungen einer Ablaufkette 5171124 Permanente Anweisungen 5191125 Schritt- und Transitionsfunktionen 5191126 Bearbeitung von Bedingungen 5231127 Bearbeitung von Aktionen 524

113 Eine Ablaufsteuerung projektieren 5301131 Allgemeines Vorgehen bei der Projektierung 5301132 Den GRAPH-Funktionsbaustein programmieren 5311133 Projektieren der Kettenstruktur 5321134 Schritte und Transitionen programmieren 5351135 Permanente Anweisungen programmieren 5371136 Meldungen projektieren 5371137 Attribute des GRAPH-Funktionsbausteins 5371138 Den GRAPH-Funktionsbaustein aufrufen 539

114 Ablaufsteuerung testen 5401141 GRAPH-Funktionsbaustein laden 5401142 Einstellungen zum Programmtest 5411143 Betriebsarten verwenden 5421144 Ablaufkette synchronisieren 5421145 Mit Programmstatus testen 543

Inhaltsverzeichnis

17

12 Basisfunktionen 546

121 Binaumlre Verknuumlpfungen 5461211 Einfuumlhrung 5461212 Arbeiten mit Binaumlrsignalen 5471213 UND-Funktion Reihenschaltung 5511214 ODER-Funktion Parallelschaltung 5511215 Exklusiv-ODER-Funktion Antivalenzfunktion 5521216 Verknuumlpfungsergebnis negieren NOT-Kontakt 553

122 Speicherfunktionen 5541221 Einfuumlhrung 5541222 Einfache und negierende Spule Zuweisung 5541223 Einzelnes Setzen und Ruumlcksetzen 5551224 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen 5561225 Vorrangiges Setzen und Ruumlcksetzen Speicher-Boxen 557

123 Flankenauswertung 5591231 Funktionsweise einer Flankenauswertung 5591232 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen (KOP FUP) 5611233 Flankenauswertung mit Impulsausgabe (KOP FUP) 5611234 Flankenauswertung mit einer Q-Box (KOP FUP) 5621235 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box (KOP FUP) 5631236 Flankenauswertung bei SCL 5641237 Flankenauswertung bei AWL 567

124 Zeitfunktionen 5681241 Eine Zeitfunktion hinzufuumlgen 5681242 Impulsbildung TP 5691243 Einschaltverzoumlgerung TON 5701244 Ausschaltverzoumlgerung TOF 5711245 Akkumulierende Einschaltverzoumlgerung TONR 5721246 Eine Zeitfunktion mit einer Zeitdauer laden 5731247 Eine Zeitfunktion zuruumlcksetzen 574

125 Zaumlhlfunktionen 5741251 Eine Zaumlhlfunktion einfuumlgen 5751252 Vorwaumlrtszaumlhler CTU 5751253 Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTD 5761254 Vorwaumlrts-Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTUD 577

13 Digitalfunktionen 580

131 Uumlbertragungsfunktionen 5811311 Variable kopieren MOVE -und S_MOVE-Box bei KOP und FUP 5811312 Wertzuweisungen bei SCL 5831313 Laden und Transferieren bei AWL 5861314 Variable kopieren MOVE und S_MOVE bei AWL 5871315 VARIANT-Variable lesen und schreiben 5881316 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK_VARIANT 5891317 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK und UMOVE_BLK 5911318 Datenbereich fuumlllen mit FILL_BLK und UFILL_BLK 593

Inhaltsverzeichnis

18

1319 Variable von und zu einen BYTE-Feld uumlbertragen 59313110 Lesen und Schreiben mit PEEK und POKE (SCL AWL) 59713111 Byte-Reihenfolge aumlndern mit SWAP 59713112 Bereichsgrenzen ermitteln 599

132 Vergleichsfunktionen 5991321 Ausfuumlhrung der Vergleichsfunktion 6001322 Bereichsvergleich bei KOP und FUP 6031323 Gleitpunkt-Variable testen OK-Kontakt OK-Box 6031324 VARIANT-Zeiger testen bei KOP FUP und AWL 6051325 VARIANT-Zeiger testen bei SCL 606

133 Arithmetische Funktionen 6091331 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte 6091332 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte 6111333 Dekrementieren und Inkrementieren 613

134 Mathematische Funktionen 6141341 Allgemeine Funktionsbeschreibung 6141342 Winkelfunktionen SIN COS TAN 6151343 Arcusfunktionen ASIN ACOS ATAN 6151344 Quadrat bilden und Quadratwurzel ziehen 6161345 Logarithmus und Potenz 6161346 Nachkommastellen extrahieren Absolutwert und Negation bilden 6181347 Rechnen mit der CALCULATE-Box bei KOP und FUP 619

135 Konvertierungsfunktionen 6211351 Konvertierungsfunktionen CONV S_CONV und T_CONV 6221352 Konvertierung von DB_ANY 6281353 Konvertierungsfunktionen fuumlr Gleitpunktzahlen 6291354 Konvertierungsfunktionen STRG_TO_CHARS und CHARS_TO_STRG 6301355 Konvertierungsfunktionen STRG_VAL und VAL_STRG 6331356 Konvertierungsfunktionen ATH und HTA 6351357 Konvertierungsfunktionen SCALE_X und NORM_X 637

136 Schiebefunktionen 6391361 Allgemeine Funktionsbeschreibung 6391362 Rechts schieben SHR 6401363 Links schieben SHL 6401364 Rechts rotieren ROR 6401365 Links rotieren ROL 640

137 Logikfunktionen 6411371 Wortverknuumlpfungen 6411372 Invertieren Einerkomplement bilden 6431373 Codierfunktionen DECO und ENCO 6441374 Auswahlfunktionen SEL MUX und DEMUX 6451375 Minimumauswahl MIN Maximumauswahl MAX 6461376 Begrenzer LIMIT 646

138 Zeichenketten bearbeiten 649

139 Symbolnamen lesen 658

Inhaltsverzeichnis

19

14 Programmsteuerung 663

141 Sprungfunktionen 6641411 Einfuumlhrung 6641412 Absoluter Sprung 6641413 Bedingter Sprung 6661414 Sprungliste 6681415 Sprungverteiler 6701416 Schleifensprung 670

142 Bausteinende-Funktionen 6721421 Bausteinende-Funktion RET (KOP und FUP) 6721422 RETURN-Anweisung (SCL) 6741423 Bausteinende-Funktionen BEB BEA und BE (AWL) 674

143 Aufruf von Codebausteinen 6741431 Einfuumlhrung 6741432 Aufruf einer Funktion FC 6751433 Aufruf eines Funktionsbausteins FB 6751434 Asynchron arbeitende Systembausteine 6781435 ENENO-Mechanismus 678

144 Arbeiten mit Bausteinen 6821441 Bausteine mit optimiertem und Standardzugriff 6821442 Datentypen der lokalen Variablen 6841443 Bausteinparameter adressieren 6861444 Bausteinparameter versorgen 6891445 Uumlbergabe von Bausteinparametern 691

145 Datenbausteinfunktionen 6941451 Datenbausteinattribute lesen 6941452 Ladespeicher lesen und schreiben 6951453 ARRAY-Datenbausteine 6971454 Systembausteine fuumlr den Zugriff auf ARRAY-Datenbausteine 6981455 CPU-Datenbausteine 700

15 Online-Betrieb Diagnose und Test 704

151 PLC-Station online verbinden 7051511 Programmiergeraumlt an die PLC-Station anschlieszligen 7051512 Die CPU urloumlschen 7071513 Den Auslieferungszustand wiederherstellen 708

152 Projektdaten uumlbertragen 7091521 Die Projektdaten erstmalig laden 7101522 Die Projektdaten nachladen 7121523 Das Anwenderprogramm schuumltzen 7131524 Mit Online-Projektdaten arbeiten 7161525 Mit der Memory Card arbeiten 719

153 Mit Bausteinen im Online-Betrieb arbeiten 7201531 Einfuumlhrung 7201532 Einen Online-Baustein bearbeiten 7211533 Einen Baustein laden und zuruumlckladen 722

Inhaltsverzeichnis

20

1534 Ohne Reinitialisierung laden 7231535 Mit Momentaufnahmen arbeiten 7251536 Mit Einstellwerten arbeiten 7261537 Bausteine vergleichen 728

154 Hardware-Diagnose 7311541 Status-Anzeigen an den Baugruppen 7311542 Diagnosefenster 7321543 Diagnosepuffer 7341544 Online-Tools 7341545 Weitere Diagnose-Informationen uumlber das Programmiergeraumlt 736

155 Anwenderprogramm testen 7371551 Aufrufumgebung definieren 7381552 Testen mit Programmstatus 7391553 PLC-Variablen beobachten 7431554 Datenvariablen beobachten und steuern 7441555 Testen mit Beobachtungstabellen 7451556 Testen mit der Force-Tabelle 750

156 Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion 7521561 Einfuumlhrung 7521562 Erstellen der Trace-Konfiguration 7531563 Messwerte aufzeichnen 754

16 Dezentrale Peripherie 758

161 Einfuumlhrung Uumlbersicht 758

162 Dezentrales Peripheriesystem ET 200 7591621 ET 200MP 7591622 ET 200M 7601623 ET 200SP 7611624 ET 200S 7621625 ET 200pro 7621626 ET 200AL 7631627 ET 200eco und ET200eco PN 764

163 PROFINET IO 7641631 Komponenten von PROFINET IO 7641632 Adressen bei PROFINET IO 7671633 PROFINET IO projektieren 7691634 Kopplungsbaugruppen fuumlr PROFINET IO 7751635 Echtzeit-Kommunikation bei PROFINET 7761636 Spezielle PROFINET-Konfigurationen 780

164 PROFIBUS DP 7841641 Komponenten von PROFIBUS DP 7841642 Adressen bei PROFIBUS DP 7871643 PROFIBUS DP projektieren 7891644 Kopplungsbaugruppen fuumlr PROFIBUS DP 7921645 Spezielle PROFIBUS-Konfigurationen 795

165 Systembausteine fuumlr dezentrale Peripherie 798

Inhaltsverzeichnis

21

1651 Peripheriedaten lesen und schreiben 7981652 Diagnosedaten von einem DP-Normslave lesen 8011653 Datensatz empfangen und bereitstellen 8021654 Dezentrale Station aktivierendeaktivieren 8041655 PROFINET-IO-System umkonfigurieren 805

166 DPV1-Alarme 805

167 Taktsynchronitaumlt 8081671 Einfuumlhrung 8081672 Taktsynchronitaumlt bei PROFINET 8081673 Taktsynchronitaumlt bei PROFIBUS 8111674 Taktsynchronalarm 8131675 Prozessabbilder taktsynchron aktualisieren 816

17 Kommunikation 817

171 Uumlbersicht 817

172 Open User Communication 8201721 Grundlagen 8201722 Datenstruktur der Open User Communication 8211723 Verbindung aufbauen und Daten senden mit TSEND_C 8221724 Verbindung aufbauen und Daten empfangen mit TRCV_C 8231725 Open User Communication projektieren 8251726 Weitere Funktionen fuumlr die Open User Communication 827

173 S7-Kommunikation 8301731 Grundlagen 8301732 Einseitiger Datenaustausch 8301733 Zweiseitiger Datenaustausch 8321734 S7-Kommunikation projektieren 835

174 Freeport-Kommunikation 8361741 Einfuumlhrung in die Freeport-Kommunikation 8361742 Konfigurieren der Kommunikationsbaugruppe CM PtP 8371743 Freeport-Kommunikationsfunktionen 838

175 Weitere Kommunikationsfunktionen 8421751 USS-Protokoll fuumlr Antriebe 8421752 Modbus RTU 8441753 Modbus TCP 846

18 Anhang 849

181 Ein Projekt migrieren 849

182 Webserver 8521821 Webserver aktivieren 8521822 Standard-Webseiten 8551823 Basic-Webseiten 8581824 Service-Daten auslesen 8581825 Webserver initialisieren und Webseiten synchronisieren (WWW) 859

183 Technologieobjekte 859

Inhaltsverzeichnis

22

1831 Technologieobjekte fuumlr Motion Control 8591832 Technologieobjekte fuumlr PID Control 8661833 Technologieobjekte fuumlr Zaumlhlen und Messen 867

184 Daten protokollieren und Rezepturen uumlbertragen 8721841 Einfuumlhrung in die Datenprotokollierung 8721842 Datenprotokollierung anwenden 8721843 Funktionen fuumlr die Datenprotokollierung 8731844 Einfuumlhrung zur Rezepturenuumlbertragung 8751845 Funktionen fuumlr die Rezepturenuumlbertragung 877

185 Simulation mit S7-PLCSIM 8781851 S7-PLCSIM allgemein 8781852 Die Bedienoberflaumlche von PLCSIM 8791853 In S7-PLCSIM mit STEP-7-Testfunktionen testen 8801854 Mit einem Simulationsprojekt arbeiten 8821855 Mit dem Adressbereich testen 8831856 Mit der SIM-Tabelle testen 8831857 Mit der Sequenztabelle testen 885

186 Maschinen- und Anlagendiagnose mit ProDiag 888

Stichwortverzeichnis 892

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

23

1 Einfuumlhrung

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

SIMATIC S7-1500 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den mittleren undoberen Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Ein-Ausgabebaugruppen fuumlr Digital- und Analogsignale sowieTechnologie- und Kommunikationsbaugruppen modular erweitert werden DasAutomatisierungssystem SIMATIC S7-1500 ist nahtlos eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1500

SIMATIC Controller steuern die Maschineoder Anlage Mehrere Varianten derController erweitern das Einsatzspektrum

Die dezentrale Peripherie erweitertdie Schnittstelle zur Maschineoder Anlage

SIMATIC NET

SIMATIC HMI

SIMATIC ET200 STEP 7 Professional(TIA Portal)

SIMATIC S7-1500

Die Vernetzung ermoumlglicht den Datenaustauschzwischen den Geraumlten und den Online-Zugriffan beliebiger Stelle

STEP 7 ist die Engineeringsoftware zumKonfigurieren undProgrammieren

Projektieren

S

Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500

S

ESC OK

Bedienen und Beobachtenzum Fuumlhren der Anlageim laufenden Betrieb

S

1 Einfuumlhrung

24

Die dezentrale Peripherie SIMATIC ET200 bietet eine zusaumltzliche Erweiterung mit Ein-Ausgabebaugruppen die mit PROFIBUS DP oder PROFINET IO mit dem zentralenSteuerungsgeraumlt verbunden sind Die dezentralen Stationen koumlnnen in einem Schalt-schrank oder ndash mit besonderen Bauformen fuumlr erhoumlhte mechanische Anforderungausgestattet ndash auch vor Ort direkt an der Maschine oder Anlage installiert werden

Mit SIMATIC HMI (HMI = Human Machine Interface) wird eine Maschine oderAnlage gefuumlhrt und deren Funktion beobachtet Die Geraumlte koumlnnen ndash je nach Vari-ante ndash uumlber Prozessbilder Bedienfunktionen zur Verfuumlgung stellen Betriebs- undStoumlrungsmeldungen anzeigen und die Automatisierungsdaten in Form von Rezep-turen oder Messwertarchiven verwalten

SIMATIC NET uumlbernimmt den Datenaustausch uumlber verschiedene Bussysteme zwi-schen den SIMATIC-Steuerungsgeraumlten der dezentralen Peripherie den Bedienge-raumlten und dem Programmiergeraumlt Das Programmiergeraumlt kann ein Personal Com-puter ein Industrierechner oder ein Notebook mit dem Betriebssystem MicrosoftWindows sein

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert parametriert und programmiert Das TIA Portal (TIA = TotallyIntegrated Automation) ist das zentrale Werkzeug zum Verwalten der Automatisie-rungsdaten und der dazugehoumlrenden Editoren in Form eines hierarchisch geglie-derten Projekts

111 Automatisierungsgeraumlt SIMATIC S7-1500

Die wesentlichen Bestandteile eines S7-1500-Automatisierungsgeraumlts sind im Bild12 dargestellt

Bild 12 Bestandteile einer S7-1500-Steuerung mit Standard-Controller

Zentralgeraumlt

SM-Baugruppen(Signal Modules)

Auf dem Baugruppentraumlger sind steckbar

Der Baugruppentraumlger hat 32 Steckplaumltzewobei eine optionale StromversorgungSteckplatz 0 und die CPU-BaugruppeSteckplatz 1 belegen Rechts von der CPU-Baugruppe finden noch maximal 30Baugruppen (einschlieszliglichStromversorgungsbaugruppen) Platz

TM-Baugruppen(Technology Modules)

CM-Baugruppen(Communication Modules)

CPU-Baugruppe(Central Processor Unit)

PS-Baugruppe(Power Supply)

Baugruppen-traumlger (Rack)

Bestandteile einer S7-1500-Steuerung

S

ES C OK

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

25

Die CPU-Baugruppe (Zentralbaugruppe) enthaumllt das Betriebssystem und dasAnwenderprogramm Das Anwenderprogramm steht spannungsausfallsicher aufder in der CPU-Baugruppe steckenden SIMATIC Memory Card Die Bearbeitung desAnwenderprogramms findet im Arbeitsspeicher in der CPU statt Die auf der CPU-Baugruppe vorhandenen Busschnittstellen stellen die Verbindung zu anderenAutomatisierungsgeraumlten her

Die Verbindung zur gesteuerten Maschine oder Anlage uumlbernehmen SM-Baugrup-pen (Signalbaugruppen) Diese Ein- und Ausgabebaugruppen gibt es fuumlr Digital-und Analogsignale mit verschiedenen Spannungen und Stroumlmen

Die TM-Baugruppen (Technologiebaugruppen) sind signalvorverarbeitendebdquointelligenteldquo Peripheriebaugruppen die vom Prozess kommende Signale unab-haumlngig von der CPU aufbereiten verarbeiten und entweder wieder direkt an denProzess zuruumlckgeben oder an der internen Schnittstelle der CPU zur Verfuumlgungstellen TM-Baugruppen uumlbernehmen Funktionen die die CPU meist nicht schnellgenug ausfuumlhren kann wie z B Impulse zaumlhlen

Die CM-Baugruppen (Kommunikationsbaugruppen) ermoumlglichen einen Daten-verkehr der die Funktionalitaumlt der Standard-Schnittstellen auf der CPU-Baugruppebezuumlglich Protokolle und Kommunikationsfunktionen uumlberschreitet

(System-)Stromversorgungsbaugruppen sorgen fuumlr die benoumltigten internenSpannungen im Automatisierungsgeraumlt Bei Bedarf koumlnnen bis zu drei System-Stromversorgungsbaugruppen im Automatisierungsgeraumlt eingesetzt werdenLastspannungen bzw Laststroumlme werden uumlber externe Laststromversorgungen(Power Modules PM) bereitgestellt die auch eine 24V-Primaumlrspannung fuumlr System-Stromversorgungsbaugruppen liefern koumlnnen

112 Uumlbersicht STEP 7 Professional

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Autorisierung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuellenBetriebssystemen unter Microsoft Windows Die Projektierung eines S7-1500-Con-trollers geschieht mit zwei Ansichten der Portalansicht und der Projektansicht

Die Portalansicht ist aufgabenorientiert angelegt Im Startportal oumlffnen Sie einbestehendes Projekt erstellen ein neues Projekt oder migrieren ein Projekt EinbdquoProjektldquo ist eine Datenstruktur die alle erforderlichen Programme und Daten fuumlrIhr Automatisierungsvorhaben enthaumllt Von hier aus sind die wichtigsten Werk-zeuge und Funktionen von STEP 7 uumlber weitere Portale erreichbar Das PortalGeraumlte amp Netze zur Konfiguration der Hardware das Portal PLC-Programmierungzum Bearbeiten des Anwenderprogramms das Portal Motion amp Technology zumErstellen von Technologie-Objekten das Portal Visualisierung zum Projektierenvon HMI-Systemen und das Portal Online amp Diagnose fuumlr den Online-Betrieb desProgrammiergeraumlts (Bild 13)

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt (Bild 14) In der Geraumltekonfi-guration steht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittel-

1 Einfuumlhrung

26

Bild 13 Werkzeuge im Startportal von STEP 7 Professional V14

Bild 14 Beispiel fuumlr die Projektansicht Arbeitsbereich der Geraumltekonfiguration

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

27

punkt In der Geraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platziertenBaugruppen gezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt dieEigenschaften der selektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibtUnterstuumltzung durch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Bau-gruppen Die Netzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

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

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

Zusaumltzlich gibt es eine Bibliotheksansicht mit der die Elemente der Projektbiblio-thek und der geoumlffneten globalen Bibliotheken bearbeitet werden koumlnnen

113 Verschiedene Programmiersprachen

Als Programmiersprache fuumlr das Anwenderprogramm koumlnnen Sie zwischen Kon-taktplan (KOP) Funktionsplan (FUP) Structured Control Language (SCL) Anwei-sungsliste (AWL) und Ablaufsteuerung (GRAPH) waumlhlen (Bild 15)

Mit Kontaktplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an denStromlaufplan Die Verknuumlpfung der binaumlren Signalzustaumlnde wird durch die seri-elle oder parallele Anordnung von Kontakten und Spulen dargestellt KomplexeFunktionen wie beispielsweise die arithmetischen Funktionen werden mit Boxendargestellt die Sie wie Kontakte oder Spulen im Kontaktplan anordnen

Mit Funktionsplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an elektro-nische Schaltkreissysteme Binaumlre Verknuumlpfungen werden durch Verschaltung vonUND- und ODER-Funktionen realisiert und mit Speicher-Boxen abgeschlossen Kom-plexe Boxen uumlbernehmen die Verknuumlpfung digitaler Variablen beispielsweise beiden arithmetischen Funktionen

Structured Control Language eignet sich besonders fuumlr die Programmierungvon komplexen Algorithmen oder fuumlr Aufgabenstellungen aus dem Bereich derDatenverwaltung Das Programm besteht aus SCL-Anweisungen die beispielsweiseWertzuweisungen Vergleiche oder Kontrollanweisungen sein koumlnnen

Mit Anweisungsliste programmieren Sie die Steuerungsaufgabe durch eine Folgevon Anweisungen Jede AWL-Anweisung enthaumllt eine Vorschrift was zu tun ist undeventuell einen Operand mit dem die Operation ausgefuumlhrt wird AWL ist gleicher-maszligen geeignet fuumlr binaumlre und digitale Verknuumlpfungen wie fuumlr die Programmie-rung komplexer Steuerungsaufgaben

1 Einfuumlhrung

28

Kontaktplan KOP

Funktionsplan FUP

Structured Control Language SCL

Anweisungsliste AWL

Bild 15 Beispiele fuumlr die Darstellung in KOP FUP SCL und AWL

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

29

Mit GRAPH programmieren Sie eine Steuerungsaufgabe als Ablaufsteuerung inder die sequenzielle Folge von Aktionen vorherrscht Die einzelnen Schritte undVerzweigungen werden durch Weiterschaltbedingungen freigegeben die mit KOPoder FUP programmiert werden koumlnnen (Bild 16)

114 Bearbeitung des Anwenderprogramms

Nach dem Einschalten der Versorgungsspannung pruumlft der Steuerungsprozessordie vorhandene Hardware und parametriert die Baugruppen Anschlieszligend wirdeinmalig ndash falls vorhanden ndash ein Anlaufprogramm bearbeitet Das Anlaufpro-gramm gehoumlrt zum Anwenderprogramm das Sie programmieren Im Anlaufpro-gramm koumlnnen beispielsweise Baugruppen initialisiert werden

Das Anwenderprogramm ist in der Regel in einzelne Abschnitte ndash bdquoBausteineldquogenannt ndash eingeteilt Die Organisationsbausteine (OB) sind die Schnittstelle zwi-schen Betriebssystem und Anwenderprogramm Das Betriebssystem ruft zubestimmten Ereignissen einen Organisationsbaustein auf in dem dann das Anwen-derprogramm bearbeitet wird (Bild 17)

Zur Strukturierung des Programms stehen Funktionsbausteine (FB) und Funktio-nen (FC) zur Verfuumlgung Funktionsbausteine haben einen Speicher in dem lokaleVariablen dauerhaft abgelegt sind Funktionen haben diesen Speicher nicht

Fuumlr den Aufruf (das Starten der Bearbeitung) von Funktionsbausteinen und Funk-tionen gibt es Programmanweisungen Jeder Bausteinaufruf kann mit Ein- undAusgaumlngen ndash bdquoBausteinparameterldquo genannt ndash versehen werden Beim Aufruf koumln-nen Variablen uumlbergeben werden mit denen das Programm im Baustein arbeitensoll Auf diese Weise kann ein Baustein mit einer gewissen Funktion (z B der Aus-

Bild 16 Beispiel fuumlr eine GRAPH-Ablaufkette und eine Schrittprojektierung

Page 15: Berger Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 · Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 Projektieren, Programmieren und Testen mit STEP 7 Professional von Hans Berger 2., wesentlich überarbeitete

Inhaltsverzeichnis

15

951 Uumlbertragungsfunktion Wertzuweisung einer Digitalvariablen 420952 Vergleichsfunktionen in SCL 421953 Arithmetische Funktionen in SCL 422954 Mathematische Funktionen in SCL 423955 Konvertierungsfunktionen in SCL 424956 Schiebefunktionen in SCL 425957 Wortverknuumlpfungen logischer Ausdruck in SCL 426958 Funktionen fuumlr Zeichenketten in SCL 427

96 VARIANT-Funktionen mit SCL programmieren 427

97 Programmsteuerung mit SCL 430971 Kontrollanweisungen 430972 Bausteinendefunktion bei SCL 439973 Aufruf einer Funktion (FC) bei SCL 439974 Aufruf eines Funktionsbausteins (FB) bei SCL 440975 Versorgung von Parametern 442

10 Anweisungsliste AWL 443

101 Einfuumlhrung 4431011 Programmieren mit AWL allgemein 4431012 Aufbau einer AWL-Anweisung 4451013 Eine AWL-Anweisung eingeben 4451014 Adressierung von 64-Bit-Variablen 4471015 AWL-Netzwerke in KOP- und FUP-Bausteinen 447

102 Binaumlre Verknuumlpfungen mit AWL programmieren 4481021 Bearbeitung einer binaumlren Verknuumlpfung Verknuumlpfungsschritt 4491022 Abfrage auf Signalzustand bdquo1ldquo und auf Signalzustand bdquo0ldquo 4501023 UND-Funktion in der Anweisungsliste 4511024 ODER-Funktion in der Anweisungsliste 4511025 Exklusiv-ODER-Funktion in der Anweisungsliste 4511026 Kombinierte binaumlre Verknuumlpfungen in der Anweisungsliste 4521027 Verknuumlpfungsergebnis steuern 455

103 Speicherfunktionen mit AWL programmieren 4551031 Zuweisung in der Anweisungsliste 4561032 Setzen und Ruumlcksetzen in der Anweisungsliste 4561033 Flankenauswertung in der Anweisungsliste 457

104 Zeit- und Zaumlhlfunktionen mit AWL programmieren 4581041 Zeitfunktionen in der Anweisungsliste 4581042 Zaumlhlfunktionen in der Anweisungsliste 459

105 Digitalfunktionen mit AWL programmieren 4601051 Uumlbertragungsfunktionen in der Anweisungsliste 4601052 Vergleichsfunktionen in der Anweisungsliste 4641053 Arithmetische Funktionen in der Anweisungsliste 4671054 Mathematische Funktionen in der Anweisungsliste 4711055 Konvertierungsfunktionen in der Anweisungsliste 4721056 Schiebefunktionen in der Anweisungsliste 4741057 Wortverknuumlpfungen in der Anweisungsliste 477

Inhaltsverzeichnis

16

1058 Funktionen fuumlr Zeichenketten in der Anweisungsliste 480

106 VARIANT-Funktionen mit AWL programmieren 481

107 Programmsteuerung mit AWL 4841071 Sprungfunktionen in der Anweisungsliste 4841072 Bausteinende-Funktionen in der Anweisungsliste 4861073 Bausteinaufruf-Funktion in der Anweisungsliste 486

108 Weitere AWL-Funktionen 4891081 Mit Statusbits arbeiten 4901082 Akkumulatorfunktionen 4951083 Arbeiten mit den Datenbausteinregistern 4971084 Teiladressierung von Datenoperanden 4991085 Absolute Adressierung von temporaumlren Lokaldaten 5001086 Arbeiten mit den Adressregistern 5011087 Speicherindirekte Adressierung 5031088 Registerindirekte Adressierung 5061089 Direkter Zugriff auf komplexe Lokalvariablen 51010810 Nullanweisungen 512

11 Ablaufsteuerung S7-GRAPH 513

111 Einfuumlhrung 5131111 Was ist eine Ablaufsteuerung 5131112 Eigenschaften einer Ablaufsteuerung 513

112 Elemente einer Ablaufsteuerung 5151121 Schritte und Transitionen 5151122 Spruumlnge in einer Ablaufsteuerung 5171123 Verzweigungen einer Ablaufkette 5171124 Permanente Anweisungen 5191125 Schritt- und Transitionsfunktionen 5191126 Bearbeitung von Bedingungen 5231127 Bearbeitung von Aktionen 524

113 Eine Ablaufsteuerung projektieren 5301131 Allgemeines Vorgehen bei der Projektierung 5301132 Den GRAPH-Funktionsbaustein programmieren 5311133 Projektieren der Kettenstruktur 5321134 Schritte und Transitionen programmieren 5351135 Permanente Anweisungen programmieren 5371136 Meldungen projektieren 5371137 Attribute des GRAPH-Funktionsbausteins 5371138 Den GRAPH-Funktionsbaustein aufrufen 539

114 Ablaufsteuerung testen 5401141 GRAPH-Funktionsbaustein laden 5401142 Einstellungen zum Programmtest 5411143 Betriebsarten verwenden 5421144 Ablaufkette synchronisieren 5421145 Mit Programmstatus testen 543

Inhaltsverzeichnis

17

12 Basisfunktionen 546

121 Binaumlre Verknuumlpfungen 5461211 Einfuumlhrung 5461212 Arbeiten mit Binaumlrsignalen 5471213 UND-Funktion Reihenschaltung 5511214 ODER-Funktion Parallelschaltung 5511215 Exklusiv-ODER-Funktion Antivalenzfunktion 5521216 Verknuumlpfungsergebnis negieren NOT-Kontakt 553

122 Speicherfunktionen 5541221 Einfuumlhrung 5541222 Einfache und negierende Spule Zuweisung 5541223 Einzelnes Setzen und Ruumlcksetzen 5551224 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen 5561225 Vorrangiges Setzen und Ruumlcksetzen Speicher-Boxen 557

123 Flankenauswertung 5591231 Funktionsweise einer Flankenauswertung 5591232 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen (KOP FUP) 5611233 Flankenauswertung mit Impulsausgabe (KOP FUP) 5611234 Flankenauswertung mit einer Q-Box (KOP FUP) 5621235 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box (KOP FUP) 5631236 Flankenauswertung bei SCL 5641237 Flankenauswertung bei AWL 567

124 Zeitfunktionen 5681241 Eine Zeitfunktion hinzufuumlgen 5681242 Impulsbildung TP 5691243 Einschaltverzoumlgerung TON 5701244 Ausschaltverzoumlgerung TOF 5711245 Akkumulierende Einschaltverzoumlgerung TONR 5721246 Eine Zeitfunktion mit einer Zeitdauer laden 5731247 Eine Zeitfunktion zuruumlcksetzen 574

125 Zaumlhlfunktionen 5741251 Eine Zaumlhlfunktion einfuumlgen 5751252 Vorwaumlrtszaumlhler CTU 5751253 Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTD 5761254 Vorwaumlrts-Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTUD 577

13 Digitalfunktionen 580

131 Uumlbertragungsfunktionen 5811311 Variable kopieren MOVE -und S_MOVE-Box bei KOP und FUP 5811312 Wertzuweisungen bei SCL 5831313 Laden und Transferieren bei AWL 5861314 Variable kopieren MOVE und S_MOVE bei AWL 5871315 VARIANT-Variable lesen und schreiben 5881316 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK_VARIANT 5891317 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK und UMOVE_BLK 5911318 Datenbereich fuumlllen mit FILL_BLK und UFILL_BLK 593

Inhaltsverzeichnis

18

1319 Variable von und zu einen BYTE-Feld uumlbertragen 59313110 Lesen und Schreiben mit PEEK und POKE (SCL AWL) 59713111 Byte-Reihenfolge aumlndern mit SWAP 59713112 Bereichsgrenzen ermitteln 599

132 Vergleichsfunktionen 5991321 Ausfuumlhrung der Vergleichsfunktion 6001322 Bereichsvergleich bei KOP und FUP 6031323 Gleitpunkt-Variable testen OK-Kontakt OK-Box 6031324 VARIANT-Zeiger testen bei KOP FUP und AWL 6051325 VARIANT-Zeiger testen bei SCL 606

133 Arithmetische Funktionen 6091331 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte 6091332 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte 6111333 Dekrementieren und Inkrementieren 613

134 Mathematische Funktionen 6141341 Allgemeine Funktionsbeschreibung 6141342 Winkelfunktionen SIN COS TAN 6151343 Arcusfunktionen ASIN ACOS ATAN 6151344 Quadrat bilden und Quadratwurzel ziehen 6161345 Logarithmus und Potenz 6161346 Nachkommastellen extrahieren Absolutwert und Negation bilden 6181347 Rechnen mit der CALCULATE-Box bei KOP und FUP 619

135 Konvertierungsfunktionen 6211351 Konvertierungsfunktionen CONV S_CONV und T_CONV 6221352 Konvertierung von DB_ANY 6281353 Konvertierungsfunktionen fuumlr Gleitpunktzahlen 6291354 Konvertierungsfunktionen STRG_TO_CHARS und CHARS_TO_STRG 6301355 Konvertierungsfunktionen STRG_VAL und VAL_STRG 6331356 Konvertierungsfunktionen ATH und HTA 6351357 Konvertierungsfunktionen SCALE_X und NORM_X 637

136 Schiebefunktionen 6391361 Allgemeine Funktionsbeschreibung 6391362 Rechts schieben SHR 6401363 Links schieben SHL 6401364 Rechts rotieren ROR 6401365 Links rotieren ROL 640

137 Logikfunktionen 6411371 Wortverknuumlpfungen 6411372 Invertieren Einerkomplement bilden 6431373 Codierfunktionen DECO und ENCO 6441374 Auswahlfunktionen SEL MUX und DEMUX 6451375 Minimumauswahl MIN Maximumauswahl MAX 6461376 Begrenzer LIMIT 646

138 Zeichenketten bearbeiten 649

139 Symbolnamen lesen 658

Inhaltsverzeichnis

19

14 Programmsteuerung 663

141 Sprungfunktionen 6641411 Einfuumlhrung 6641412 Absoluter Sprung 6641413 Bedingter Sprung 6661414 Sprungliste 6681415 Sprungverteiler 6701416 Schleifensprung 670

142 Bausteinende-Funktionen 6721421 Bausteinende-Funktion RET (KOP und FUP) 6721422 RETURN-Anweisung (SCL) 6741423 Bausteinende-Funktionen BEB BEA und BE (AWL) 674

143 Aufruf von Codebausteinen 6741431 Einfuumlhrung 6741432 Aufruf einer Funktion FC 6751433 Aufruf eines Funktionsbausteins FB 6751434 Asynchron arbeitende Systembausteine 6781435 ENENO-Mechanismus 678

144 Arbeiten mit Bausteinen 6821441 Bausteine mit optimiertem und Standardzugriff 6821442 Datentypen der lokalen Variablen 6841443 Bausteinparameter adressieren 6861444 Bausteinparameter versorgen 6891445 Uumlbergabe von Bausteinparametern 691

145 Datenbausteinfunktionen 6941451 Datenbausteinattribute lesen 6941452 Ladespeicher lesen und schreiben 6951453 ARRAY-Datenbausteine 6971454 Systembausteine fuumlr den Zugriff auf ARRAY-Datenbausteine 6981455 CPU-Datenbausteine 700

15 Online-Betrieb Diagnose und Test 704

151 PLC-Station online verbinden 7051511 Programmiergeraumlt an die PLC-Station anschlieszligen 7051512 Die CPU urloumlschen 7071513 Den Auslieferungszustand wiederherstellen 708

152 Projektdaten uumlbertragen 7091521 Die Projektdaten erstmalig laden 7101522 Die Projektdaten nachladen 7121523 Das Anwenderprogramm schuumltzen 7131524 Mit Online-Projektdaten arbeiten 7161525 Mit der Memory Card arbeiten 719

153 Mit Bausteinen im Online-Betrieb arbeiten 7201531 Einfuumlhrung 7201532 Einen Online-Baustein bearbeiten 7211533 Einen Baustein laden und zuruumlckladen 722

Inhaltsverzeichnis

20

1534 Ohne Reinitialisierung laden 7231535 Mit Momentaufnahmen arbeiten 7251536 Mit Einstellwerten arbeiten 7261537 Bausteine vergleichen 728

154 Hardware-Diagnose 7311541 Status-Anzeigen an den Baugruppen 7311542 Diagnosefenster 7321543 Diagnosepuffer 7341544 Online-Tools 7341545 Weitere Diagnose-Informationen uumlber das Programmiergeraumlt 736

155 Anwenderprogramm testen 7371551 Aufrufumgebung definieren 7381552 Testen mit Programmstatus 7391553 PLC-Variablen beobachten 7431554 Datenvariablen beobachten und steuern 7441555 Testen mit Beobachtungstabellen 7451556 Testen mit der Force-Tabelle 750

156 Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion 7521561 Einfuumlhrung 7521562 Erstellen der Trace-Konfiguration 7531563 Messwerte aufzeichnen 754

16 Dezentrale Peripherie 758

161 Einfuumlhrung Uumlbersicht 758

162 Dezentrales Peripheriesystem ET 200 7591621 ET 200MP 7591622 ET 200M 7601623 ET 200SP 7611624 ET 200S 7621625 ET 200pro 7621626 ET 200AL 7631627 ET 200eco und ET200eco PN 764

163 PROFINET IO 7641631 Komponenten von PROFINET IO 7641632 Adressen bei PROFINET IO 7671633 PROFINET IO projektieren 7691634 Kopplungsbaugruppen fuumlr PROFINET IO 7751635 Echtzeit-Kommunikation bei PROFINET 7761636 Spezielle PROFINET-Konfigurationen 780

164 PROFIBUS DP 7841641 Komponenten von PROFIBUS DP 7841642 Adressen bei PROFIBUS DP 7871643 PROFIBUS DP projektieren 7891644 Kopplungsbaugruppen fuumlr PROFIBUS DP 7921645 Spezielle PROFIBUS-Konfigurationen 795

165 Systembausteine fuumlr dezentrale Peripherie 798

Inhaltsverzeichnis

21

1651 Peripheriedaten lesen und schreiben 7981652 Diagnosedaten von einem DP-Normslave lesen 8011653 Datensatz empfangen und bereitstellen 8021654 Dezentrale Station aktivierendeaktivieren 8041655 PROFINET-IO-System umkonfigurieren 805

166 DPV1-Alarme 805

167 Taktsynchronitaumlt 8081671 Einfuumlhrung 8081672 Taktsynchronitaumlt bei PROFINET 8081673 Taktsynchronitaumlt bei PROFIBUS 8111674 Taktsynchronalarm 8131675 Prozessabbilder taktsynchron aktualisieren 816

17 Kommunikation 817

171 Uumlbersicht 817

172 Open User Communication 8201721 Grundlagen 8201722 Datenstruktur der Open User Communication 8211723 Verbindung aufbauen und Daten senden mit TSEND_C 8221724 Verbindung aufbauen und Daten empfangen mit TRCV_C 8231725 Open User Communication projektieren 8251726 Weitere Funktionen fuumlr die Open User Communication 827

173 S7-Kommunikation 8301731 Grundlagen 8301732 Einseitiger Datenaustausch 8301733 Zweiseitiger Datenaustausch 8321734 S7-Kommunikation projektieren 835

174 Freeport-Kommunikation 8361741 Einfuumlhrung in die Freeport-Kommunikation 8361742 Konfigurieren der Kommunikationsbaugruppe CM PtP 8371743 Freeport-Kommunikationsfunktionen 838

175 Weitere Kommunikationsfunktionen 8421751 USS-Protokoll fuumlr Antriebe 8421752 Modbus RTU 8441753 Modbus TCP 846

18 Anhang 849

181 Ein Projekt migrieren 849

182 Webserver 8521821 Webserver aktivieren 8521822 Standard-Webseiten 8551823 Basic-Webseiten 8581824 Service-Daten auslesen 8581825 Webserver initialisieren und Webseiten synchronisieren (WWW) 859

183 Technologieobjekte 859

Inhaltsverzeichnis

22

1831 Technologieobjekte fuumlr Motion Control 8591832 Technologieobjekte fuumlr PID Control 8661833 Technologieobjekte fuumlr Zaumlhlen und Messen 867

184 Daten protokollieren und Rezepturen uumlbertragen 8721841 Einfuumlhrung in die Datenprotokollierung 8721842 Datenprotokollierung anwenden 8721843 Funktionen fuumlr die Datenprotokollierung 8731844 Einfuumlhrung zur Rezepturenuumlbertragung 8751845 Funktionen fuumlr die Rezepturenuumlbertragung 877

185 Simulation mit S7-PLCSIM 8781851 S7-PLCSIM allgemein 8781852 Die Bedienoberflaumlche von PLCSIM 8791853 In S7-PLCSIM mit STEP-7-Testfunktionen testen 8801854 Mit einem Simulationsprojekt arbeiten 8821855 Mit dem Adressbereich testen 8831856 Mit der SIM-Tabelle testen 8831857 Mit der Sequenztabelle testen 885

186 Maschinen- und Anlagendiagnose mit ProDiag 888

Stichwortverzeichnis 892

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

23

1 Einfuumlhrung

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

SIMATIC S7-1500 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den mittleren undoberen Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Ein-Ausgabebaugruppen fuumlr Digital- und Analogsignale sowieTechnologie- und Kommunikationsbaugruppen modular erweitert werden DasAutomatisierungssystem SIMATIC S7-1500 ist nahtlos eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1500

SIMATIC Controller steuern die Maschineoder Anlage Mehrere Varianten derController erweitern das Einsatzspektrum

Die dezentrale Peripherie erweitertdie Schnittstelle zur Maschineoder Anlage

SIMATIC NET

SIMATIC HMI

SIMATIC ET200 STEP 7 Professional(TIA Portal)

SIMATIC S7-1500

Die Vernetzung ermoumlglicht den Datenaustauschzwischen den Geraumlten und den Online-Zugriffan beliebiger Stelle

STEP 7 ist die Engineeringsoftware zumKonfigurieren undProgrammieren

Projektieren

S

Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500

S

ESC OK

Bedienen und Beobachtenzum Fuumlhren der Anlageim laufenden Betrieb

S

1 Einfuumlhrung

24

Die dezentrale Peripherie SIMATIC ET200 bietet eine zusaumltzliche Erweiterung mit Ein-Ausgabebaugruppen die mit PROFIBUS DP oder PROFINET IO mit dem zentralenSteuerungsgeraumlt verbunden sind Die dezentralen Stationen koumlnnen in einem Schalt-schrank oder ndash mit besonderen Bauformen fuumlr erhoumlhte mechanische Anforderungausgestattet ndash auch vor Ort direkt an der Maschine oder Anlage installiert werden

Mit SIMATIC HMI (HMI = Human Machine Interface) wird eine Maschine oderAnlage gefuumlhrt und deren Funktion beobachtet Die Geraumlte koumlnnen ndash je nach Vari-ante ndash uumlber Prozessbilder Bedienfunktionen zur Verfuumlgung stellen Betriebs- undStoumlrungsmeldungen anzeigen und die Automatisierungsdaten in Form von Rezep-turen oder Messwertarchiven verwalten

SIMATIC NET uumlbernimmt den Datenaustausch uumlber verschiedene Bussysteme zwi-schen den SIMATIC-Steuerungsgeraumlten der dezentralen Peripherie den Bedienge-raumlten und dem Programmiergeraumlt Das Programmiergeraumlt kann ein Personal Com-puter ein Industrierechner oder ein Notebook mit dem Betriebssystem MicrosoftWindows sein

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert parametriert und programmiert Das TIA Portal (TIA = TotallyIntegrated Automation) ist das zentrale Werkzeug zum Verwalten der Automatisie-rungsdaten und der dazugehoumlrenden Editoren in Form eines hierarchisch geglie-derten Projekts

111 Automatisierungsgeraumlt SIMATIC S7-1500

Die wesentlichen Bestandteile eines S7-1500-Automatisierungsgeraumlts sind im Bild12 dargestellt

Bild 12 Bestandteile einer S7-1500-Steuerung mit Standard-Controller

Zentralgeraumlt

SM-Baugruppen(Signal Modules)

Auf dem Baugruppentraumlger sind steckbar

Der Baugruppentraumlger hat 32 Steckplaumltzewobei eine optionale StromversorgungSteckplatz 0 und die CPU-BaugruppeSteckplatz 1 belegen Rechts von der CPU-Baugruppe finden noch maximal 30Baugruppen (einschlieszliglichStromversorgungsbaugruppen) Platz

TM-Baugruppen(Technology Modules)

CM-Baugruppen(Communication Modules)

CPU-Baugruppe(Central Processor Unit)

PS-Baugruppe(Power Supply)

Baugruppen-traumlger (Rack)

Bestandteile einer S7-1500-Steuerung

S

ES C OK

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

25

Die CPU-Baugruppe (Zentralbaugruppe) enthaumllt das Betriebssystem und dasAnwenderprogramm Das Anwenderprogramm steht spannungsausfallsicher aufder in der CPU-Baugruppe steckenden SIMATIC Memory Card Die Bearbeitung desAnwenderprogramms findet im Arbeitsspeicher in der CPU statt Die auf der CPU-Baugruppe vorhandenen Busschnittstellen stellen die Verbindung zu anderenAutomatisierungsgeraumlten her

Die Verbindung zur gesteuerten Maschine oder Anlage uumlbernehmen SM-Baugrup-pen (Signalbaugruppen) Diese Ein- und Ausgabebaugruppen gibt es fuumlr Digital-und Analogsignale mit verschiedenen Spannungen und Stroumlmen

Die TM-Baugruppen (Technologiebaugruppen) sind signalvorverarbeitendebdquointelligenteldquo Peripheriebaugruppen die vom Prozess kommende Signale unab-haumlngig von der CPU aufbereiten verarbeiten und entweder wieder direkt an denProzess zuruumlckgeben oder an der internen Schnittstelle der CPU zur Verfuumlgungstellen TM-Baugruppen uumlbernehmen Funktionen die die CPU meist nicht schnellgenug ausfuumlhren kann wie z B Impulse zaumlhlen

Die CM-Baugruppen (Kommunikationsbaugruppen) ermoumlglichen einen Daten-verkehr der die Funktionalitaumlt der Standard-Schnittstellen auf der CPU-Baugruppebezuumlglich Protokolle und Kommunikationsfunktionen uumlberschreitet

(System-)Stromversorgungsbaugruppen sorgen fuumlr die benoumltigten internenSpannungen im Automatisierungsgeraumlt Bei Bedarf koumlnnen bis zu drei System-Stromversorgungsbaugruppen im Automatisierungsgeraumlt eingesetzt werdenLastspannungen bzw Laststroumlme werden uumlber externe Laststromversorgungen(Power Modules PM) bereitgestellt die auch eine 24V-Primaumlrspannung fuumlr System-Stromversorgungsbaugruppen liefern koumlnnen

112 Uumlbersicht STEP 7 Professional

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Autorisierung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuellenBetriebssystemen unter Microsoft Windows Die Projektierung eines S7-1500-Con-trollers geschieht mit zwei Ansichten der Portalansicht und der Projektansicht

Die Portalansicht ist aufgabenorientiert angelegt Im Startportal oumlffnen Sie einbestehendes Projekt erstellen ein neues Projekt oder migrieren ein Projekt EinbdquoProjektldquo ist eine Datenstruktur die alle erforderlichen Programme und Daten fuumlrIhr Automatisierungsvorhaben enthaumllt Von hier aus sind die wichtigsten Werk-zeuge und Funktionen von STEP 7 uumlber weitere Portale erreichbar Das PortalGeraumlte amp Netze zur Konfiguration der Hardware das Portal PLC-Programmierungzum Bearbeiten des Anwenderprogramms das Portal Motion amp Technology zumErstellen von Technologie-Objekten das Portal Visualisierung zum Projektierenvon HMI-Systemen und das Portal Online amp Diagnose fuumlr den Online-Betrieb desProgrammiergeraumlts (Bild 13)

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt (Bild 14) In der Geraumltekonfi-guration steht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittel-

1 Einfuumlhrung

26

Bild 13 Werkzeuge im Startportal von STEP 7 Professional V14

Bild 14 Beispiel fuumlr die Projektansicht Arbeitsbereich der Geraumltekonfiguration

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

27

punkt In der Geraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platziertenBaugruppen gezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt dieEigenschaften der selektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibtUnterstuumltzung durch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Bau-gruppen Die Netzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

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

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

Zusaumltzlich gibt es eine Bibliotheksansicht mit der die Elemente der Projektbiblio-thek und der geoumlffneten globalen Bibliotheken bearbeitet werden koumlnnen

113 Verschiedene Programmiersprachen

Als Programmiersprache fuumlr das Anwenderprogramm koumlnnen Sie zwischen Kon-taktplan (KOP) Funktionsplan (FUP) Structured Control Language (SCL) Anwei-sungsliste (AWL) und Ablaufsteuerung (GRAPH) waumlhlen (Bild 15)

Mit Kontaktplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an denStromlaufplan Die Verknuumlpfung der binaumlren Signalzustaumlnde wird durch die seri-elle oder parallele Anordnung von Kontakten und Spulen dargestellt KomplexeFunktionen wie beispielsweise die arithmetischen Funktionen werden mit Boxendargestellt die Sie wie Kontakte oder Spulen im Kontaktplan anordnen

Mit Funktionsplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an elektro-nische Schaltkreissysteme Binaumlre Verknuumlpfungen werden durch Verschaltung vonUND- und ODER-Funktionen realisiert und mit Speicher-Boxen abgeschlossen Kom-plexe Boxen uumlbernehmen die Verknuumlpfung digitaler Variablen beispielsweise beiden arithmetischen Funktionen

Structured Control Language eignet sich besonders fuumlr die Programmierungvon komplexen Algorithmen oder fuumlr Aufgabenstellungen aus dem Bereich derDatenverwaltung Das Programm besteht aus SCL-Anweisungen die beispielsweiseWertzuweisungen Vergleiche oder Kontrollanweisungen sein koumlnnen

Mit Anweisungsliste programmieren Sie die Steuerungsaufgabe durch eine Folgevon Anweisungen Jede AWL-Anweisung enthaumllt eine Vorschrift was zu tun ist undeventuell einen Operand mit dem die Operation ausgefuumlhrt wird AWL ist gleicher-maszligen geeignet fuumlr binaumlre und digitale Verknuumlpfungen wie fuumlr die Programmie-rung komplexer Steuerungsaufgaben

1 Einfuumlhrung

28

Kontaktplan KOP

Funktionsplan FUP

Structured Control Language SCL

Anweisungsliste AWL

Bild 15 Beispiele fuumlr die Darstellung in KOP FUP SCL und AWL

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

29

Mit GRAPH programmieren Sie eine Steuerungsaufgabe als Ablaufsteuerung inder die sequenzielle Folge von Aktionen vorherrscht Die einzelnen Schritte undVerzweigungen werden durch Weiterschaltbedingungen freigegeben die mit KOPoder FUP programmiert werden koumlnnen (Bild 16)

114 Bearbeitung des Anwenderprogramms

Nach dem Einschalten der Versorgungsspannung pruumlft der Steuerungsprozessordie vorhandene Hardware und parametriert die Baugruppen Anschlieszligend wirdeinmalig ndash falls vorhanden ndash ein Anlaufprogramm bearbeitet Das Anlaufpro-gramm gehoumlrt zum Anwenderprogramm das Sie programmieren Im Anlaufpro-gramm koumlnnen beispielsweise Baugruppen initialisiert werden

Das Anwenderprogramm ist in der Regel in einzelne Abschnitte ndash bdquoBausteineldquogenannt ndash eingeteilt Die Organisationsbausteine (OB) sind die Schnittstelle zwi-schen Betriebssystem und Anwenderprogramm Das Betriebssystem ruft zubestimmten Ereignissen einen Organisationsbaustein auf in dem dann das Anwen-derprogramm bearbeitet wird (Bild 17)

Zur Strukturierung des Programms stehen Funktionsbausteine (FB) und Funktio-nen (FC) zur Verfuumlgung Funktionsbausteine haben einen Speicher in dem lokaleVariablen dauerhaft abgelegt sind Funktionen haben diesen Speicher nicht

Fuumlr den Aufruf (das Starten der Bearbeitung) von Funktionsbausteinen und Funk-tionen gibt es Programmanweisungen Jeder Bausteinaufruf kann mit Ein- undAusgaumlngen ndash bdquoBausteinparameterldquo genannt ndash versehen werden Beim Aufruf koumln-nen Variablen uumlbergeben werden mit denen das Programm im Baustein arbeitensoll Auf diese Weise kann ein Baustein mit einer gewissen Funktion (z B der Aus-

Bild 16 Beispiel fuumlr eine GRAPH-Ablaufkette und eine Schrittprojektierung

Page 16: Berger Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 · Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 Projektieren, Programmieren und Testen mit STEP 7 Professional von Hans Berger 2., wesentlich überarbeitete

Inhaltsverzeichnis

16

1058 Funktionen fuumlr Zeichenketten in der Anweisungsliste 480

106 VARIANT-Funktionen mit AWL programmieren 481

107 Programmsteuerung mit AWL 4841071 Sprungfunktionen in der Anweisungsliste 4841072 Bausteinende-Funktionen in der Anweisungsliste 4861073 Bausteinaufruf-Funktion in der Anweisungsliste 486

108 Weitere AWL-Funktionen 4891081 Mit Statusbits arbeiten 4901082 Akkumulatorfunktionen 4951083 Arbeiten mit den Datenbausteinregistern 4971084 Teiladressierung von Datenoperanden 4991085 Absolute Adressierung von temporaumlren Lokaldaten 5001086 Arbeiten mit den Adressregistern 5011087 Speicherindirekte Adressierung 5031088 Registerindirekte Adressierung 5061089 Direkter Zugriff auf komplexe Lokalvariablen 51010810 Nullanweisungen 512

11 Ablaufsteuerung S7-GRAPH 513

111 Einfuumlhrung 5131111 Was ist eine Ablaufsteuerung 5131112 Eigenschaften einer Ablaufsteuerung 513

112 Elemente einer Ablaufsteuerung 5151121 Schritte und Transitionen 5151122 Spruumlnge in einer Ablaufsteuerung 5171123 Verzweigungen einer Ablaufkette 5171124 Permanente Anweisungen 5191125 Schritt- und Transitionsfunktionen 5191126 Bearbeitung von Bedingungen 5231127 Bearbeitung von Aktionen 524

113 Eine Ablaufsteuerung projektieren 5301131 Allgemeines Vorgehen bei der Projektierung 5301132 Den GRAPH-Funktionsbaustein programmieren 5311133 Projektieren der Kettenstruktur 5321134 Schritte und Transitionen programmieren 5351135 Permanente Anweisungen programmieren 5371136 Meldungen projektieren 5371137 Attribute des GRAPH-Funktionsbausteins 5371138 Den GRAPH-Funktionsbaustein aufrufen 539

114 Ablaufsteuerung testen 5401141 GRAPH-Funktionsbaustein laden 5401142 Einstellungen zum Programmtest 5411143 Betriebsarten verwenden 5421144 Ablaufkette synchronisieren 5421145 Mit Programmstatus testen 543

Inhaltsverzeichnis

17

12 Basisfunktionen 546

121 Binaumlre Verknuumlpfungen 5461211 Einfuumlhrung 5461212 Arbeiten mit Binaumlrsignalen 5471213 UND-Funktion Reihenschaltung 5511214 ODER-Funktion Parallelschaltung 5511215 Exklusiv-ODER-Funktion Antivalenzfunktion 5521216 Verknuumlpfungsergebnis negieren NOT-Kontakt 553

122 Speicherfunktionen 5541221 Einfuumlhrung 5541222 Einfache und negierende Spule Zuweisung 5541223 Einzelnes Setzen und Ruumlcksetzen 5551224 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen 5561225 Vorrangiges Setzen und Ruumlcksetzen Speicher-Boxen 557

123 Flankenauswertung 5591231 Funktionsweise einer Flankenauswertung 5591232 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen (KOP FUP) 5611233 Flankenauswertung mit Impulsausgabe (KOP FUP) 5611234 Flankenauswertung mit einer Q-Box (KOP FUP) 5621235 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box (KOP FUP) 5631236 Flankenauswertung bei SCL 5641237 Flankenauswertung bei AWL 567

124 Zeitfunktionen 5681241 Eine Zeitfunktion hinzufuumlgen 5681242 Impulsbildung TP 5691243 Einschaltverzoumlgerung TON 5701244 Ausschaltverzoumlgerung TOF 5711245 Akkumulierende Einschaltverzoumlgerung TONR 5721246 Eine Zeitfunktion mit einer Zeitdauer laden 5731247 Eine Zeitfunktion zuruumlcksetzen 574

125 Zaumlhlfunktionen 5741251 Eine Zaumlhlfunktion einfuumlgen 5751252 Vorwaumlrtszaumlhler CTU 5751253 Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTD 5761254 Vorwaumlrts-Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTUD 577

13 Digitalfunktionen 580

131 Uumlbertragungsfunktionen 5811311 Variable kopieren MOVE -und S_MOVE-Box bei KOP und FUP 5811312 Wertzuweisungen bei SCL 5831313 Laden und Transferieren bei AWL 5861314 Variable kopieren MOVE und S_MOVE bei AWL 5871315 VARIANT-Variable lesen und schreiben 5881316 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK_VARIANT 5891317 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK und UMOVE_BLK 5911318 Datenbereich fuumlllen mit FILL_BLK und UFILL_BLK 593

Inhaltsverzeichnis

18

1319 Variable von und zu einen BYTE-Feld uumlbertragen 59313110 Lesen und Schreiben mit PEEK und POKE (SCL AWL) 59713111 Byte-Reihenfolge aumlndern mit SWAP 59713112 Bereichsgrenzen ermitteln 599

132 Vergleichsfunktionen 5991321 Ausfuumlhrung der Vergleichsfunktion 6001322 Bereichsvergleich bei KOP und FUP 6031323 Gleitpunkt-Variable testen OK-Kontakt OK-Box 6031324 VARIANT-Zeiger testen bei KOP FUP und AWL 6051325 VARIANT-Zeiger testen bei SCL 606

133 Arithmetische Funktionen 6091331 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte 6091332 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte 6111333 Dekrementieren und Inkrementieren 613

134 Mathematische Funktionen 6141341 Allgemeine Funktionsbeschreibung 6141342 Winkelfunktionen SIN COS TAN 6151343 Arcusfunktionen ASIN ACOS ATAN 6151344 Quadrat bilden und Quadratwurzel ziehen 6161345 Logarithmus und Potenz 6161346 Nachkommastellen extrahieren Absolutwert und Negation bilden 6181347 Rechnen mit der CALCULATE-Box bei KOP und FUP 619

135 Konvertierungsfunktionen 6211351 Konvertierungsfunktionen CONV S_CONV und T_CONV 6221352 Konvertierung von DB_ANY 6281353 Konvertierungsfunktionen fuumlr Gleitpunktzahlen 6291354 Konvertierungsfunktionen STRG_TO_CHARS und CHARS_TO_STRG 6301355 Konvertierungsfunktionen STRG_VAL und VAL_STRG 6331356 Konvertierungsfunktionen ATH und HTA 6351357 Konvertierungsfunktionen SCALE_X und NORM_X 637

136 Schiebefunktionen 6391361 Allgemeine Funktionsbeschreibung 6391362 Rechts schieben SHR 6401363 Links schieben SHL 6401364 Rechts rotieren ROR 6401365 Links rotieren ROL 640

137 Logikfunktionen 6411371 Wortverknuumlpfungen 6411372 Invertieren Einerkomplement bilden 6431373 Codierfunktionen DECO und ENCO 6441374 Auswahlfunktionen SEL MUX und DEMUX 6451375 Minimumauswahl MIN Maximumauswahl MAX 6461376 Begrenzer LIMIT 646

138 Zeichenketten bearbeiten 649

139 Symbolnamen lesen 658

Inhaltsverzeichnis

19

14 Programmsteuerung 663

141 Sprungfunktionen 6641411 Einfuumlhrung 6641412 Absoluter Sprung 6641413 Bedingter Sprung 6661414 Sprungliste 6681415 Sprungverteiler 6701416 Schleifensprung 670

142 Bausteinende-Funktionen 6721421 Bausteinende-Funktion RET (KOP und FUP) 6721422 RETURN-Anweisung (SCL) 6741423 Bausteinende-Funktionen BEB BEA und BE (AWL) 674

143 Aufruf von Codebausteinen 6741431 Einfuumlhrung 6741432 Aufruf einer Funktion FC 6751433 Aufruf eines Funktionsbausteins FB 6751434 Asynchron arbeitende Systembausteine 6781435 ENENO-Mechanismus 678

144 Arbeiten mit Bausteinen 6821441 Bausteine mit optimiertem und Standardzugriff 6821442 Datentypen der lokalen Variablen 6841443 Bausteinparameter adressieren 6861444 Bausteinparameter versorgen 6891445 Uumlbergabe von Bausteinparametern 691

145 Datenbausteinfunktionen 6941451 Datenbausteinattribute lesen 6941452 Ladespeicher lesen und schreiben 6951453 ARRAY-Datenbausteine 6971454 Systembausteine fuumlr den Zugriff auf ARRAY-Datenbausteine 6981455 CPU-Datenbausteine 700

15 Online-Betrieb Diagnose und Test 704

151 PLC-Station online verbinden 7051511 Programmiergeraumlt an die PLC-Station anschlieszligen 7051512 Die CPU urloumlschen 7071513 Den Auslieferungszustand wiederherstellen 708

152 Projektdaten uumlbertragen 7091521 Die Projektdaten erstmalig laden 7101522 Die Projektdaten nachladen 7121523 Das Anwenderprogramm schuumltzen 7131524 Mit Online-Projektdaten arbeiten 7161525 Mit der Memory Card arbeiten 719

153 Mit Bausteinen im Online-Betrieb arbeiten 7201531 Einfuumlhrung 7201532 Einen Online-Baustein bearbeiten 7211533 Einen Baustein laden und zuruumlckladen 722

Inhaltsverzeichnis

20

1534 Ohne Reinitialisierung laden 7231535 Mit Momentaufnahmen arbeiten 7251536 Mit Einstellwerten arbeiten 7261537 Bausteine vergleichen 728

154 Hardware-Diagnose 7311541 Status-Anzeigen an den Baugruppen 7311542 Diagnosefenster 7321543 Diagnosepuffer 7341544 Online-Tools 7341545 Weitere Diagnose-Informationen uumlber das Programmiergeraumlt 736

155 Anwenderprogramm testen 7371551 Aufrufumgebung definieren 7381552 Testen mit Programmstatus 7391553 PLC-Variablen beobachten 7431554 Datenvariablen beobachten und steuern 7441555 Testen mit Beobachtungstabellen 7451556 Testen mit der Force-Tabelle 750

156 Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion 7521561 Einfuumlhrung 7521562 Erstellen der Trace-Konfiguration 7531563 Messwerte aufzeichnen 754

16 Dezentrale Peripherie 758

161 Einfuumlhrung Uumlbersicht 758

162 Dezentrales Peripheriesystem ET 200 7591621 ET 200MP 7591622 ET 200M 7601623 ET 200SP 7611624 ET 200S 7621625 ET 200pro 7621626 ET 200AL 7631627 ET 200eco und ET200eco PN 764

163 PROFINET IO 7641631 Komponenten von PROFINET IO 7641632 Adressen bei PROFINET IO 7671633 PROFINET IO projektieren 7691634 Kopplungsbaugruppen fuumlr PROFINET IO 7751635 Echtzeit-Kommunikation bei PROFINET 7761636 Spezielle PROFINET-Konfigurationen 780

164 PROFIBUS DP 7841641 Komponenten von PROFIBUS DP 7841642 Adressen bei PROFIBUS DP 7871643 PROFIBUS DP projektieren 7891644 Kopplungsbaugruppen fuumlr PROFIBUS DP 7921645 Spezielle PROFIBUS-Konfigurationen 795

165 Systembausteine fuumlr dezentrale Peripherie 798

Inhaltsverzeichnis

21

1651 Peripheriedaten lesen und schreiben 7981652 Diagnosedaten von einem DP-Normslave lesen 8011653 Datensatz empfangen und bereitstellen 8021654 Dezentrale Station aktivierendeaktivieren 8041655 PROFINET-IO-System umkonfigurieren 805

166 DPV1-Alarme 805

167 Taktsynchronitaumlt 8081671 Einfuumlhrung 8081672 Taktsynchronitaumlt bei PROFINET 8081673 Taktsynchronitaumlt bei PROFIBUS 8111674 Taktsynchronalarm 8131675 Prozessabbilder taktsynchron aktualisieren 816

17 Kommunikation 817

171 Uumlbersicht 817

172 Open User Communication 8201721 Grundlagen 8201722 Datenstruktur der Open User Communication 8211723 Verbindung aufbauen und Daten senden mit TSEND_C 8221724 Verbindung aufbauen und Daten empfangen mit TRCV_C 8231725 Open User Communication projektieren 8251726 Weitere Funktionen fuumlr die Open User Communication 827

173 S7-Kommunikation 8301731 Grundlagen 8301732 Einseitiger Datenaustausch 8301733 Zweiseitiger Datenaustausch 8321734 S7-Kommunikation projektieren 835

174 Freeport-Kommunikation 8361741 Einfuumlhrung in die Freeport-Kommunikation 8361742 Konfigurieren der Kommunikationsbaugruppe CM PtP 8371743 Freeport-Kommunikationsfunktionen 838

175 Weitere Kommunikationsfunktionen 8421751 USS-Protokoll fuumlr Antriebe 8421752 Modbus RTU 8441753 Modbus TCP 846

18 Anhang 849

181 Ein Projekt migrieren 849

182 Webserver 8521821 Webserver aktivieren 8521822 Standard-Webseiten 8551823 Basic-Webseiten 8581824 Service-Daten auslesen 8581825 Webserver initialisieren und Webseiten synchronisieren (WWW) 859

183 Technologieobjekte 859

Inhaltsverzeichnis

22

1831 Technologieobjekte fuumlr Motion Control 8591832 Technologieobjekte fuumlr PID Control 8661833 Technologieobjekte fuumlr Zaumlhlen und Messen 867

184 Daten protokollieren und Rezepturen uumlbertragen 8721841 Einfuumlhrung in die Datenprotokollierung 8721842 Datenprotokollierung anwenden 8721843 Funktionen fuumlr die Datenprotokollierung 8731844 Einfuumlhrung zur Rezepturenuumlbertragung 8751845 Funktionen fuumlr die Rezepturenuumlbertragung 877

185 Simulation mit S7-PLCSIM 8781851 S7-PLCSIM allgemein 8781852 Die Bedienoberflaumlche von PLCSIM 8791853 In S7-PLCSIM mit STEP-7-Testfunktionen testen 8801854 Mit einem Simulationsprojekt arbeiten 8821855 Mit dem Adressbereich testen 8831856 Mit der SIM-Tabelle testen 8831857 Mit der Sequenztabelle testen 885

186 Maschinen- und Anlagendiagnose mit ProDiag 888

Stichwortverzeichnis 892

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

23

1 Einfuumlhrung

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

SIMATIC S7-1500 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den mittleren undoberen Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Ein-Ausgabebaugruppen fuumlr Digital- und Analogsignale sowieTechnologie- und Kommunikationsbaugruppen modular erweitert werden DasAutomatisierungssystem SIMATIC S7-1500 ist nahtlos eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1500

SIMATIC Controller steuern die Maschineoder Anlage Mehrere Varianten derController erweitern das Einsatzspektrum

Die dezentrale Peripherie erweitertdie Schnittstelle zur Maschineoder Anlage

SIMATIC NET

SIMATIC HMI

SIMATIC ET200 STEP 7 Professional(TIA Portal)

SIMATIC S7-1500

Die Vernetzung ermoumlglicht den Datenaustauschzwischen den Geraumlten und den Online-Zugriffan beliebiger Stelle

STEP 7 ist die Engineeringsoftware zumKonfigurieren undProgrammieren

Projektieren

S

Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500

S

ESC OK

Bedienen und Beobachtenzum Fuumlhren der Anlageim laufenden Betrieb

S

1 Einfuumlhrung

24

Die dezentrale Peripherie SIMATIC ET200 bietet eine zusaumltzliche Erweiterung mit Ein-Ausgabebaugruppen die mit PROFIBUS DP oder PROFINET IO mit dem zentralenSteuerungsgeraumlt verbunden sind Die dezentralen Stationen koumlnnen in einem Schalt-schrank oder ndash mit besonderen Bauformen fuumlr erhoumlhte mechanische Anforderungausgestattet ndash auch vor Ort direkt an der Maschine oder Anlage installiert werden

Mit SIMATIC HMI (HMI = Human Machine Interface) wird eine Maschine oderAnlage gefuumlhrt und deren Funktion beobachtet Die Geraumlte koumlnnen ndash je nach Vari-ante ndash uumlber Prozessbilder Bedienfunktionen zur Verfuumlgung stellen Betriebs- undStoumlrungsmeldungen anzeigen und die Automatisierungsdaten in Form von Rezep-turen oder Messwertarchiven verwalten

SIMATIC NET uumlbernimmt den Datenaustausch uumlber verschiedene Bussysteme zwi-schen den SIMATIC-Steuerungsgeraumlten der dezentralen Peripherie den Bedienge-raumlten und dem Programmiergeraumlt Das Programmiergeraumlt kann ein Personal Com-puter ein Industrierechner oder ein Notebook mit dem Betriebssystem MicrosoftWindows sein

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert parametriert und programmiert Das TIA Portal (TIA = TotallyIntegrated Automation) ist das zentrale Werkzeug zum Verwalten der Automatisie-rungsdaten und der dazugehoumlrenden Editoren in Form eines hierarchisch geglie-derten Projekts

111 Automatisierungsgeraumlt SIMATIC S7-1500

Die wesentlichen Bestandteile eines S7-1500-Automatisierungsgeraumlts sind im Bild12 dargestellt

Bild 12 Bestandteile einer S7-1500-Steuerung mit Standard-Controller

Zentralgeraumlt

SM-Baugruppen(Signal Modules)

Auf dem Baugruppentraumlger sind steckbar

Der Baugruppentraumlger hat 32 Steckplaumltzewobei eine optionale StromversorgungSteckplatz 0 und die CPU-BaugruppeSteckplatz 1 belegen Rechts von der CPU-Baugruppe finden noch maximal 30Baugruppen (einschlieszliglichStromversorgungsbaugruppen) Platz

TM-Baugruppen(Technology Modules)

CM-Baugruppen(Communication Modules)

CPU-Baugruppe(Central Processor Unit)

PS-Baugruppe(Power Supply)

Baugruppen-traumlger (Rack)

Bestandteile einer S7-1500-Steuerung

S

ES C OK

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

25

Die CPU-Baugruppe (Zentralbaugruppe) enthaumllt das Betriebssystem und dasAnwenderprogramm Das Anwenderprogramm steht spannungsausfallsicher aufder in der CPU-Baugruppe steckenden SIMATIC Memory Card Die Bearbeitung desAnwenderprogramms findet im Arbeitsspeicher in der CPU statt Die auf der CPU-Baugruppe vorhandenen Busschnittstellen stellen die Verbindung zu anderenAutomatisierungsgeraumlten her

Die Verbindung zur gesteuerten Maschine oder Anlage uumlbernehmen SM-Baugrup-pen (Signalbaugruppen) Diese Ein- und Ausgabebaugruppen gibt es fuumlr Digital-und Analogsignale mit verschiedenen Spannungen und Stroumlmen

Die TM-Baugruppen (Technologiebaugruppen) sind signalvorverarbeitendebdquointelligenteldquo Peripheriebaugruppen die vom Prozess kommende Signale unab-haumlngig von der CPU aufbereiten verarbeiten und entweder wieder direkt an denProzess zuruumlckgeben oder an der internen Schnittstelle der CPU zur Verfuumlgungstellen TM-Baugruppen uumlbernehmen Funktionen die die CPU meist nicht schnellgenug ausfuumlhren kann wie z B Impulse zaumlhlen

Die CM-Baugruppen (Kommunikationsbaugruppen) ermoumlglichen einen Daten-verkehr der die Funktionalitaumlt der Standard-Schnittstellen auf der CPU-Baugruppebezuumlglich Protokolle und Kommunikationsfunktionen uumlberschreitet

(System-)Stromversorgungsbaugruppen sorgen fuumlr die benoumltigten internenSpannungen im Automatisierungsgeraumlt Bei Bedarf koumlnnen bis zu drei System-Stromversorgungsbaugruppen im Automatisierungsgeraumlt eingesetzt werdenLastspannungen bzw Laststroumlme werden uumlber externe Laststromversorgungen(Power Modules PM) bereitgestellt die auch eine 24V-Primaumlrspannung fuumlr System-Stromversorgungsbaugruppen liefern koumlnnen

112 Uumlbersicht STEP 7 Professional

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Autorisierung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuellenBetriebssystemen unter Microsoft Windows Die Projektierung eines S7-1500-Con-trollers geschieht mit zwei Ansichten der Portalansicht und der Projektansicht

Die Portalansicht ist aufgabenorientiert angelegt Im Startportal oumlffnen Sie einbestehendes Projekt erstellen ein neues Projekt oder migrieren ein Projekt EinbdquoProjektldquo ist eine Datenstruktur die alle erforderlichen Programme und Daten fuumlrIhr Automatisierungsvorhaben enthaumllt Von hier aus sind die wichtigsten Werk-zeuge und Funktionen von STEP 7 uumlber weitere Portale erreichbar Das PortalGeraumlte amp Netze zur Konfiguration der Hardware das Portal PLC-Programmierungzum Bearbeiten des Anwenderprogramms das Portal Motion amp Technology zumErstellen von Technologie-Objekten das Portal Visualisierung zum Projektierenvon HMI-Systemen und das Portal Online amp Diagnose fuumlr den Online-Betrieb desProgrammiergeraumlts (Bild 13)

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt (Bild 14) In der Geraumltekonfi-guration steht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittel-

1 Einfuumlhrung

26

Bild 13 Werkzeuge im Startportal von STEP 7 Professional V14

Bild 14 Beispiel fuumlr die Projektansicht Arbeitsbereich der Geraumltekonfiguration

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

27

punkt In der Geraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platziertenBaugruppen gezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt dieEigenschaften der selektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibtUnterstuumltzung durch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Bau-gruppen Die Netzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

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

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

Zusaumltzlich gibt es eine Bibliotheksansicht mit der die Elemente der Projektbiblio-thek und der geoumlffneten globalen Bibliotheken bearbeitet werden koumlnnen

113 Verschiedene Programmiersprachen

Als Programmiersprache fuumlr das Anwenderprogramm koumlnnen Sie zwischen Kon-taktplan (KOP) Funktionsplan (FUP) Structured Control Language (SCL) Anwei-sungsliste (AWL) und Ablaufsteuerung (GRAPH) waumlhlen (Bild 15)

Mit Kontaktplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an denStromlaufplan Die Verknuumlpfung der binaumlren Signalzustaumlnde wird durch die seri-elle oder parallele Anordnung von Kontakten und Spulen dargestellt KomplexeFunktionen wie beispielsweise die arithmetischen Funktionen werden mit Boxendargestellt die Sie wie Kontakte oder Spulen im Kontaktplan anordnen

Mit Funktionsplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an elektro-nische Schaltkreissysteme Binaumlre Verknuumlpfungen werden durch Verschaltung vonUND- und ODER-Funktionen realisiert und mit Speicher-Boxen abgeschlossen Kom-plexe Boxen uumlbernehmen die Verknuumlpfung digitaler Variablen beispielsweise beiden arithmetischen Funktionen

Structured Control Language eignet sich besonders fuumlr die Programmierungvon komplexen Algorithmen oder fuumlr Aufgabenstellungen aus dem Bereich derDatenverwaltung Das Programm besteht aus SCL-Anweisungen die beispielsweiseWertzuweisungen Vergleiche oder Kontrollanweisungen sein koumlnnen

Mit Anweisungsliste programmieren Sie die Steuerungsaufgabe durch eine Folgevon Anweisungen Jede AWL-Anweisung enthaumllt eine Vorschrift was zu tun ist undeventuell einen Operand mit dem die Operation ausgefuumlhrt wird AWL ist gleicher-maszligen geeignet fuumlr binaumlre und digitale Verknuumlpfungen wie fuumlr die Programmie-rung komplexer Steuerungsaufgaben

1 Einfuumlhrung

28

Kontaktplan KOP

Funktionsplan FUP

Structured Control Language SCL

Anweisungsliste AWL

Bild 15 Beispiele fuumlr die Darstellung in KOP FUP SCL und AWL

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

29

Mit GRAPH programmieren Sie eine Steuerungsaufgabe als Ablaufsteuerung inder die sequenzielle Folge von Aktionen vorherrscht Die einzelnen Schritte undVerzweigungen werden durch Weiterschaltbedingungen freigegeben die mit KOPoder FUP programmiert werden koumlnnen (Bild 16)

114 Bearbeitung des Anwenderprogramms

Nach dem Einschalten der Versorgungsspannung pruumlft der Steuerungsprozessordie vorhandene Hardware und parametriert die Baugruppen Anschlieszligend wirdeinmalig ndash falls vorhanden ndash ein Anlaufprogramm bearbeitet Das Anlaufpro-gramm gehoumlrt zum Anwenderprogramm das Sie programmieren Im Anlaufpro-gramm koumlnnen beispielsweise Baugruppen initialisiert werden

Das Anwenderprogramm ist in der Regel in einzelne Abschnitte ndash bdquoBausteineldquogenannt ndash eingeteilt Die Organisationsbausteine (OB) sind die Schnittstelle zwi-schen Betriebssystem und Anwenderprogramm Das Betriebssystem ruft zubestimmten Ereignissen einen Organisationsbaustein auf in dem dann das Anwen-derprogramm bearbeitet wird (Bild 17)

Zur Strukturierung des Programms stehen Funktionsbausteine (FB) und Funktio-nen (FC) zur Verfuumlgung Funktionsbausteine haben einen Speicher in dem lokaleVariablen dauerhaft abgelegt sind Funktionen haben diesen Speicher nicht

Fuumlr den Aufruf (das Starten der Bearbeitung) von Funktionsbausteinen und Funk-tionen gibt es Programmanweisungen Jeder Bausteinaufruf kann mit Ein- undAusgaumlngen ndash bdquoBausteinparameterldquo genannt ndash versehen werden Beim Aufruf koumln-nen Variablen uumlbergeben werden mit denen das Programm im Baustein arbeitensoll Auf diese Weise kann ein Baustein mit einer gewissen Funktion (z B der Aus-

Bild 16 Beispiel fuumlr eine GRAPH-Ablaufkette und eine Schrittprojektierung

Page 17: Berger Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 · Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 Projektieren, Programmieren und Testen mit STEP 7 Professional von Hans Berger 2., wesentlich überarbeitete

Inhaltsverzeichnis

17

12 Basisfunktionen 546

121 Binaumlre Verknuumlpfungen 5461211 Einfuumlhrung 5461212 Arbeiten mit Binaumlrsignalen 5471213 UND-Funktion Reihenschaltung 5511214 ODER-Funktion Parallelschaltung 5511215 Exklusiv-ODER-Funktion Antivalenzfunktion 5521216 Verknuumlpfungsergebnis negieren NOT-Kontakt 553

122 Speicherfunktionen 5541221 Einfuumlhrung 5541222 Einfache und negierende Spule Zuweisung 5541223 Einzelnes Setzen und Ruumlcksetzen 5551224 Mehrfaches Setzen und Ruumlcksetzen 5561225 Vorrangiges Setzen und Ruumlcksetzen Speicher-Boxen 557

123 Flankenauswertung 5591231 Funktionsweise einer Flankenauswertung 5591232 Flankenauswertung einer Binaumlrvariablen (KOP FUP) 5611233 Flankenauswertung mit Impulsausgabe (KOP FUP) 5611234 Flankenauswertung mit einer Q-Box (KOP FUP) 5621235 Flankenauswertung mit einer ENENO-Box (KOP FUP) 5631236 Flankenauswertung bei SCL 5641237 Flankenauswertung bei AWL 567

124 Zeitfunktionen 5681241 Eine Zeitfunktion hinzufuumlgen 5681242 Impulsbildung TP 5691243 Einschaltverzoumlgerung TON 5701244 Ausschaltverzoumlgerung TOF 5711245 Akkumulierende Einschaltverzoumlgerung TONR 5721246 Eine Zeitfunktion mit einer Zeitdauer laden 5731247 Eine Zeitfunktion zuruumlcksetzen 574

125 Zaumlhlfunktionen 5741251 Eine Zaumlhlfunktion einfuumlgen 5751252 Vorwaumlrtszaumlhler CTU 5751253 Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTD 5761254 Vorwaumlrts-Ruumlckwaumlrtszaumlhler CTUD 577

13 Digitalfunktionen 580

131 Uumlbertragungsfunktionen 5811311 Variable kopieren MOVE -und S_MOVE-Box bei KOP und FUP 5811312 Wertzuweisungen bei SCL 5831313 Laden und Transferieren bei AWL 5861314 Variable kopieren MOVE und S_MOVE bei AWL 5871315 VARIANT-Variable lesen und schreiben 5881316 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK_VARIANT 5891317 Datenbereich kopieren mit MOVE_BLK und UMOVE_BLK 5911318 Datenbereich fuumlllen mit FILL_BLK und UFILL_BLK 593

Inhaltsverzeichnis

18

1319 Variable von und zu einen BYTE-Feld uumlbertragen 59313110 Lesen und Schreiben mit PEEK und POKE (SCL AWL) 59713111 Byte-Reihenfolge aumlndern mit SWAP 59713112 Bereichsgrenzen ermitteln 599

132 Vergleichsfunktionen 5991321 Ausfuumlhrung der Vergleichsfunktion 6001322 Bereichsvergleich bei KOP und FUP 6031323 Gleitpunkt-Variable testen OK-Kontakt OK-Box 6031324 VARIANT-Zeiger testen bei KOP FUP und AWL 6051325 VARIANT-Zeiger testen bei SCL 606

133 Arithmetische Funktionen 6091331 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte 6091332 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte 6111333 Dekrementieren und Inkrementieren 613

134 Mathematische Funktionen 6141341 Allgemeine Funktionsbeschreibung 6141342 Winkelfunktionen SIN COS TAN 6151343 Arcusfunktionen ASIN ACOS ATAN 6151344 Quadrat bilden und Quadratwurzel ziehen 6161345 Logarithmus und Potenz 6161346 Nachkommastellen extrahieren Absolutwert und Negation bilden 6181347 Rechnen mit der CALCULATE-Box bei KOP und FUP 619

135 Konvertierungsfunktionen 6211351 Konvertierungsfunktionen CONV S_CONV und T_CONV 6221352 Konvertierung von DB_ANY 6281353 Konvertierungsfunktionen fuumlr Gleitpunktzahlen 6291354 Konvertierungsfunktionen STRG_TO_CHARS und CHARS_TO_STRG 6301355 Konvertierungsfunktionen STRG_VAL und VAL_STRG 6331356 Konvertierungsfunktionen ATH und HTA 6351357 Konvertierungsfunktionen SCALE_X und NORM_X 637

136 Schiebefunktionen 6391361 Allgemeine Funktionsbeschreibung 6391362 Rechts schieben SHR 6401363 Links schieben SHL 6401364 Rechts rotieren ROR 6401365 Links rotieren ROL 640

137 Logikfunktionen 6411371 Wortverknuumlpfungen 6411372 Invertieren Einerkomplement bilden 6431373 Codierfunktionen DECO und ENCO 6441374 Auswahlfunktionen SEL MUX und DEMUX 6451375 Minimumauswahl MIN Maximumauswahl MAX 6461376 Begrenzer LIMIT 646

138 Zeichenketten bearbeiten 649

139 Symbolnamen lesen 658

Inhaltsverzeichnis

19

14 Programmsteuerung 663

141 Sprungfunktionen 6641411 Einfuumlhrung 6641412 Absoluter Sprung 6641413 Bedingter Sprung 6661414 Sprungliste 6681415 Sprungverteiler 6701416 Schleifensprung 670

142 Bausteinende-Funktionen 6721421 Bausteinende-Funktion RET (KOP und FUP) 6721422 RETURN-Anweisung (SCL) 6741423 Bausteinende-Funktionen BEB BEA und BE (AWL) 674

143 Aufruf von Codebausteinen 6741431 Einfuumlhrung 6741432 Aufruf einer Funktion FC 6751433 Aufruf eines Funktionsbausteins FB 6751434 Asynchron arbeitende Systembausteine 6781435 ENENO-Mechanismus 678

144 Arbeiten mit Bausteinen 6821441 Bausteine mit optimiertem und Standardzugriff 6821442 Datentypen der lokalen Variablen 6841443 Bausteinparameter adressieren 6861444 Bausteinparameter versorgen 6891445 Uumlbergabe von Bausteinparametern 691

145 Datenbausteinfunktionen 6941451 Datenbausteinattribute lesen 6941452 Ladespeicher lesen und schreiben 6951453 ARRAY-Datenbausteine 6971454 Systembausteine fuumlr den Zugriff auf ARRAY-Datenbausteine 6981455 CPU-Datenbausteine 700

15 Online-Betrieb Diagnose und Test 704

151 PLC-Station online verbinden 7051511 Programmiergeraumlt an die PLC-Station anschlieszligen 7051512 Die CPU urloumlschen 7071513 Den Auslieferungszustand wiederherstellen 708

152 Projektdaten uumlbertragen 7091521 Die Projektdaten erstmalig laden 7101522 Die Projektdaten nachladen 7121523 Das Anwenderprogramm schuumltzen 7131524 Mit Online-Projektdaten arbeiten 7161525 Mit der Memory Card arbeiten 719

153 Mit Bausteinen im Online-Betrieb arbeiten 7201531 Einfuumlhrung 7201532 Einen Online-Baustein bearbeiten 7211533 Einen Baustein laden und zuruumlckladen 722

Inhaltsverzeichnis

20

1534 Ohne Reinitialisierung laden 7231535 Mit Momentaufnahmen arbeiten 7251536 Mit Einstellwerten arbeiten 7261537 Bausteine vergleichen 728

154 Hardware-Diagnose 7311541 Status-Anzeigen an den Baugruppen 7311542 Diagnosefenster 7321543 Diagnosepuffer 7341544 Online-Tools 7341545 Weitere Diagnose-Informationen uumlber das Programmiergeraumlt 736

155 Anwenderprogramm testen 7371551 Aufrufumgebung definieren 7381552 Testen mit Programmstatus 7391553 PLC-Variablen beobachten 7431554 Datenvariablen beobachten und steuern 7441555 Testen mit Beobachtungstabellen 7451556 Testen mit der Force-Tabelle 750

156 Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion 7521561 Einfuumlhrung 7521562 Erstellen der Trace-Konfiguration 7531563 Messwerte aufzeichnen 754

16 Dezentrale Peripherie 758

161 Einfuumlhrung Uumlbersicht 758

162 Dezentrales Peripheriesystem ET 200 7591621 ET 200MP 7591622 ET 200M 7601623 ET 200SP 7611624 ET 200S 7621625 ET 200pro 7621626 ET 200AL 7631627 ET 200eco und ET200eco PN 764

163 PROFINET IO 7641631 Komponenten von PROFINET IO 7641632 Adressen bei PROFINET IO 7671633 PROFINET IO projektieren 7691634 Kopplungsbaugruppen fuumlr PROFINET IO 7751635 Echtzeit-Kommunikation bei PROFINET 7761636 Spezielle PROFINET-Konfigurationen 780

164 PROFIBUS DP 7841641 Komponenten von PROFIBUS DP 7841642 Adressen bei PROFIBUS DP 7871643 PROFIBUS DP projektieren 7891644 Kopplungsbaugruppen fuumlr PROFIBUS DP 7921645 Spezielle PROFIBUS-Konfigurationen 795

165 Systembausteine fuumlr dezentrale Peripherie 798

Inhaltsverzeichnis

21

1651 Peripheriedaten lesen und schreiben 7981652 Diagnosedaten von einem DP-Normslave lesen 8011653 Datensatz empfangen und bereitstellen 8021654 Dezentrale Station aktivierendeaktivieren 8041655 PROFINET-IO-System umkonfigurieren 805

166 DPV1-Alarme 805

167 Taktsynchronitaumlt 8081671 Einfuumlhrung 8081672 Taktsynchronitaumlt bei PROFINET 8081673 Taktsynchronitaumlt bei PROFIBUS 8111674 Taktsynchronalarm 8131675 Prozessabbilder taktsynchron aktualisieren 816

17 Kommunikation 817

171 Uumlbersicht 817

172 Open User Communication 8201721 Grundlagen 8201722 Datenstruktur der Open User Communication 8211723 Verbindung aufbauen und Daten senden mit TSEND_C 8221724 Verbindung aufbauen und Daten empfangen mit TRCV_C 8231725 Open User Communication projektieren 8251726 Weitere Funktionen fuumlr die Open User Communication 827

173 S7-Kommunikation 8301731 Grundlagen 8301732 Einseitiger Datenaustausch 8301733 Zweiseitiger Datenaustausch 8321734 S7-Kommunikation projektieren 835

174 Freeport-Kommunikation 8361741 Einfuumlhrung in die Freeport-Kommunikation 8361742 Konfigurieren der Kommunikationsbaugruppe CM PtP 8371743 Freeport-Kommunikationsfunktionen 838

175 Weitere Kommunikationsfunktionen 8421751 USS-Protokoll fuumlr Antriebe 8421752 Modbus RTU 8441753 Modbus TCP 846

18 Anhang 849

181 Ein Projekt migrieren 849

182 Webserver 8521821 Webserver aktivieren 8521822 Standard-Webseiten 8551823 Basic-Webseiten 8581824 Service-Daten auslesen 8581825 Webserver initialisieren und Webseiten synchronisieren (WWW) 859

183 Technologieobjekte 859

Inhaltsverzeichnis

22

1831 Technologieobjekte fuumlr Motion Control 8591832 Technologieobjekte fuumlr PID Control 8661833 Technologieobjekte fuumlr Zaumlhlen und Messen 867

184 Daten protokollieren und Rezepturen uumlbertragen 8721841 Einfuumlhrung in die Datenprotokollierung 8721842 Datenprotokollierung anwenden 8721843 Funktionen fuumlr die Datenprotokollierung 8731844 Einfuumlhrung zur Rezepturenuumlbertragung 8751845 Funktionen fuumlr die Rezepturenuumlbertragung 877

185 Simulation mit S7-PLCSIM 8781851 S7-PLCSIM allgemein 8781852 Die Bedienoberflaumlche von PLCSIM 8791853 In S7-PLCSIM mit STEP-7-Testfunktionen testen 8801854 Mit einem Simulationsprojekt arbeiten 8821855 Mit dem Adressbereich testen 8831856 Mit der SIM-Tabelle testen 8831857 Mit der Sequenztabelle testen 885

186 Maschinen- und Anlagendiagnose mit ProDiag 888

Stichwortverzeichnis 892

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

23

1 Einfuumlhrung

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

SIMATIC S7-1500 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den mittleren undoberen Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Ein-Ausgabebaugruppen fuumlr Digital- und Analogsignale sowieTechnologie- und Kommunikationsbaugruppen modular erweitert werden DasAutomatisierungssystem SIMATIC S7-1500 ist nahtlos eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1500

SIMATIC Controller steuern die Maschineoder Anlage Mehrere Varianten derController erweitern das Einsatzspektrum

Die dezentrale Peripherie erweitertdie Schnittstelle zur Maschineoder Anlage

SIMATIC NET

SIMATIC HMI

SIMATIC ET200 STEP 7 Professional(TIA Portal)

SIMATIC S7-1500

Die Vernetzung ermoumlglicht den Datenaustauschzwischen den Geraumlten und den Online-Zugriffan beliebiger Stelle

STEP 7 ist die Engineeringsoftware zumKonfigurieren undProgrammieren

Projektieren

S

Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500

S

ESC OK

Bedienen und Beobachtenzum Fuumlhren der Anlageim laufenden Betrieb

S

1 Einfuumlhrung

24

Die dezentrale Peripherie SIMATIC ET200 bietet eine zusaumltzliche Erweiterung mit Ein-Ausgabebaugruppen die mit PROFIBUS DP oder PROFINET IO mit dem zentralenSteuerungsgeraumlt verbunden sind Die dezentralen Stationen koumlnnen in einem Schalt-schrank oder ndash mit besonderen Bauformen fuumlr erhoumlhte mechanische Anforderungausgestattet ndash auch vor Ort direkt an der Maschine oder Anlage installiert werden

Mit SIMATIC HMI (HMI = Human Machine Interface) wird eine Maschine oderAnlage gefuumlhrt und deren Funktion beobachtet Die Geraumlte koumlnnen ndash je nach Vari-ante ndash uumlber Prozessbilder Bedienfunktionen zur Verfuumlgung stellen Betriebs- undStoumlrungsmeldungen anzeigen und die Automatisierungsdaten in Form von Rezep-turen oder Messwertarchiven verwalten

SIMATIC NET uumlbernimmt den Datenaustausch uumlber verschiedene Bussysteme zwi-schen den SIMATIC-Steuerungsgeraumlten der dezentralen Peripherie den Bedienge-raumlten und dem Programmiergeraumlt Das Programmiergeraumlt kann ein Personal Com-puter ein Industrierechner oder ein Notebook mit dem Betriebssystem MicrosoftWindows sein

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert parametriert und programmiert Das TIA Portal (TIA = TotallyIntegrated Automation) ist das zentrale Werkzeug zum Verwalten der Automatisie-rungsdaten und der dazugehoumlrenden Editoren in Form eines hierarchisch geglie-derten Projekts

111 Automatisierungsgeraumlt SIMATIC S7-1500

Die wesentlichen Bestandteile eines S7-1500-Automatisierungsgeraumlts sind im Bild12 dargestellt

Bild 12 Bestandteile einer S7-1500-Steuerung mit Standard-Controller

Zentralgeraumlt

SM-Baugruppen(Signal Modules)

Auf dem Baugruppentraumlger sind steckbar

Der Baugruppentraumlger hat 32 Steckplaumltzewobei eine optionale StromversorgungSteckplatz 0 und die CPU-BaugruppeSteckplatz 1 belegen Rechts von der CPU-Baugruppe finden noch maximal 30Baugruppen (einschlieszliglichStromversorgungsbaugruppen) Platz

TM-Baugruppen(Technology Modules)

CM-Baugruppen(Communication Modules)

CPU-Baugruppe(Central Processor Unit)

PS-Baugruppe(Power Supply)

Baugruppen-traumlger (Rack)

Bestandteile einer S7-1500-Steuerung

S

ES C OK

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

25

Die CPU-Baugruppe (Zentralbaugruppe) enthaumllt das Betriebssystem und dasAnwenderprogramm Das Anwenderprogramm steht spannungsausfallsicher aufder in der CPU-Baugruppe steckenden SIMATIC Memory Card Die Bearbeitung desAnwenderprogramms findet im Arbeitsspeicher in der CPU statt Die auf der CPU-Baugruppe vorhandenen Busschnittstellen stellen die Verbindung zu anderenAutomatisierungsgeraumlten her

Die Verbindung zur gesteuerten Maschine oder Anlage uumlbernehmen SM-Baugrup-pen (Signalbaugruppen) Diese Ein- und Ausgabebaugruppen gibt es fuumlr Digital-und Analogsignale mit verschiedenen Spannungen und Stroumlmen

Die TM-Baugruppen (Technologiebaugruppen) sind signalvorverarbeitendebdquointelligenteldquo Peripheriebaugruppen die vom Prozess kommende Signale unab-haumlngig von der CPU aufbereiten verarbeiten und entweder wieder direkt an denProzess zuruumlckgeben oder an der internen Schnittstelle der CPU zur Verfuumlgungstellen TM-Baugruppen uumlbernehmen Funktionen die die CPU meist nicht schnellgenug ausfuumlhren kann wie z B Impulse zaumlhlen

Die CM-Baugruppen (Kommunikationsbaugruppen) ermoumlglichen einen Daten-verkehr der die Funktionalitaumlt der Standard-Schnittstellen auf der CPU-Baugruppebezuumlglich Protokolle und Kommunikationsfunktionen uumlberschreitet

(System-)Stromversorgungsbaugruppen sorgen fuumlr die benoumltigten internenSpannungen im Automatisierungsgeraumlt Bei Bedarf koumlnnen bis zu drei System-Stromversorgungsbaugruppen im Automatisierungsgeraumlt eingesetzt werdenLastspannungen bzw Laststroumlme werden uumlber externe Laststromversorgungen(Power Modules PM) bereitgestellt die auch eine 24V-Primaumlrspannung fuumlr System-Stromversorgungsbaugruppen liefern koumlnnen

112 Uumlbersicht STEP 7 Professional

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Autorisierung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuellenBetriebssystemen unter Microsoft Windows Die Projektierung eines S7-1500-Con-trollers geschieht mit zwei Ansichten der Portalansicht und der Projektansicht

Die Portalansicht ist aufgabenorientiert angelegt Im Startportal oumlffnen Sie einbestehendes Projekt erstellen ein neues Projekt oder migrieren ein Projekt EinbdquoProjektldquo ist eine Datenstruktur die alle erforderlichen Programme und Daten fuumlrIhr Automatisierungsvorhaben enthaumllt Von hier aus sind die wichtigsten Werk-zeuge und Funktionen von STEP 7 uumlber weitere Portale erreichbar Das PortalGeraumlte amp Netze zur Konfiguration der Hardware das Portal PLC-Programmierungzum Bearbeiten des Anwenderprogramms das Portal Motion amp Technology zumErstellen von Technologie-Objekten das Portal Visualisierung zum Projektierenvon HMI-Systemen und das Portal Online amp Diagnose fuumlr den Online-Betrieb desProgrammiergeraumlts (Bild 13)

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt (Bild 14) In der Geraumltekonfi-guration steht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittel-

1 Einfuumlhrung

26

Bild 13 Werkzeuge im Startportal von STEP 7 Professional V14

Bild 14 Beispiel fuumlr die Projektansicht Arbeitsbereich der Geraumltekonfiguration

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

27

punkt In der Geraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platziertenBaugruppen gezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt dieEigenschaften der selektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibtUnterstuumltzung durch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Bau-gruppen Die Netzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

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

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

Zusaumltzlich gibt es eine Bibliotheksansicht mit der die Elemente der Projektbiblio-thek und der geoumlffneten globalen Bibliotheken bearbeitet werden koumlnnen

113 Verschiedene Programmiersprachen

Als Programmiersprache fuumlr das Anwenderprogramm koumlnnen Sie zwischen Kon-taktplan (KOP) Funktionsplan (FUP) Structured Control Language (SCL) Anwei-sungsliste (AWL) und Ablaufsteuerung (GRAPH) waumlhlen (Bild 15)

Mit Kontaktplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an denStromlaufplan Die Verknuumlpfung der binaumlren Signalzustaumlnde wird durch die seri-elle oder parallele Anordnung von Kontakten und Spulen dargestellt KomplexeFunktionen wie beispielsweise die arithmetischen Funktionen werden mit Boxendargestellt die Sie wie Kontakte oder Spulen im Kontaktplan anordnen

Mit Funktionsplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an elektro-nische Schaltkreissysteme Binaumlre Verknuumlpfungen werden durch Verschaltung vonUND- und ODER-Funktionen realisiert und mit Speicher-Boxen abgeschlossen Kom-plexe Boxen uumlbernehmen die Verknuumlpfung digitaler Variablen beispielsweise beiden arithmetischen Funktionen

Structured Control Language eignet sich besonders fuumlr die Programmierungvon komplexen Algorithmen oder fuumlr Aufgabenstellungen aus dem Bereich derDatenverwaltung Das Programm besteht aus SCL-Anweisungen die beispielsweiseWertzuweisungen Vergleiche oder Kontrollanweisungen sein koumlnnen

Mit Anweisungsliste programmieren Sie die Steuerungsaufgabe durch eine Folgevon Anweisungen Jede AWL-Anweisung enthaumllt eine Vorschrift was zu tun ist undeventuell einen Operand mit dem die Operation ausgefuumlhrt wird AWL ist gleicher-maszligen geeignet fuumlr binaumlre und digitale Verknuumlpfungen wie fuumlr die Programmie-rung komplexer Steuerungsaufgaben

1 Einfuumlhrung

28

Kontaktplan KOP

Funktionsplan FUP

Structured Control Language SCL

Anweisungsliste AWL

Bild 15 Beispiele fuumlr die Darstellung in KOP FUP SCL und AWL

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

29

Mit GRAPH programmieren Sie eine Steuerungsaufgabe als Ablaufsteuerung inder die sequenzielle Folge von Aktionen vorherrscht Die einzelnen Schritte undVerzweigungen werden durch Weiterschaltbedingungen freigegeben die mit KOPoder FUP programmiert werden koumlnnen (Bild 16)

114 Bearbeitung des Anwenderprogramms

Nach dem Einschalten der Versorgungsspannung pruumlft der Steuerungsprozessordie vorhandene Hardware und parametriert die Baugruppen Anschlieszligend wirdeinmalig ndash falls vorhanden ndash ein Anlaufprogramm bearbeitet Das Anlaufpro-gramm gehoumlrt zum Anwenderprogramm das Sie programmieren Im Anlaufpro-gramm koumlnnen beispielsweise Baugruppen initialisiert werden

Das Anwenderprogramm ist in der Regel in einzelne Abschnitte ndash bdquoBausteineldquogenannt ndash eingeteilt Die Organisationsbausteine (OB) sind die Schnittstelle zwi-schen Betriebssystem und Anwenderprogramm Das Betriebssystem ruft zubestimmten Ereignissen einen Organisationsbaustein auf in dem dann das Anwen-derprogramm bearbeitet wird (Bild 17)

Zur Strukturierung des Programms stehen Funktionsbausteine (FB) und Funktio-nen (FC) zur Verfuumlgung Funktionsbausteine haben einen Speicher in dem lokaleVariablen dauerhaft abgelegt sind Funktionen haben diesen Speicher nicht

Fuumlr den Aufruf (das Starten der Bearbeitung) von Funktionsbausteinen und Funk-tionen gibt es Programmanweisungen Jeder Bausteinaufruf kann mit Ein- undAusgaumlngen ndash bdquoBausteinparameterldquo genannt ndash versehen werden Beim Aufruf koumln-nen Variablen uumlbergeben werden mit denen das Programm im Baustein arbeitensoll Auf diese Weise kann ein Baustein mit einer gewissen Funktion (z B der Aus-

Bild 16 Beispiel fuumlr eine GRAPH-Ablaufkette und eine Schrittprojektierung

Page 18: Berger Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 · Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 Projektieren, Programmieren und Testen mit STEP 7 Professional von Hans Berger 2., wesentlich überarbeitete

Inhaltsverzeichnis

18

1319 Variable von und zu einen BYTE-Feld uumlbertragen 59313110 Lesen und Schreiben mit PEEK und POKE (SCL AWL) 59713111 Byte-Reihenfolge aumlndern mit SWAP 59713112 Bereichsgrenzen ermitteln 599

132 Vergleichsfunktionen 5991321 Ausfuumlhrung der Vergleichsfunktion 6001322 Bereichsvergleich bei KOP und FUP 6031323 Gleitpunkt-Variable testen OK-Kontakt OK-Box 6031324 VARIANT-Zeiger testen bei KOP FUP und AWL 6051325 VARIANT-Zeiger testen bei SCL 606

133 Arithmetische Funktionen 6091331 Arithmetische Funktionen fuumlr Zahlenwerte 6091332 Arithmetische Funktionen fuumlr Zeitwerte 6111333 Dekrementieren und Inkrementieren 613

134 Mathematische Funktionen 6141341 Allgemeine Funktionsbeschreibung 6141342 Winkelfunktionen SIN COS TAN 6151343 Arcusfunktionen ASIN ACOS ATAN 6151344 Quadrat bilden und Quadratwurzel ziehen 6161345 Logarithmus und Potenz 6161346 Nachkommastellen extrahieren Absolutwert und Negation bilden 6181347 Rechnen mit der CALCULATE-Box bei KOP und FUP 619

135 Konvertierungsfunktionen 6211351 Konvertierungsfunktionen CONV S_CONV und T_CONV 6221352 Konvertierung von DB_ANY 6281353 Konvertierungsfunktionen fuumlr Gleitpunktzahlen 6291354 Konvertierungsfunktionen STRG_TO_CHARS und CHARS_TO_STRG 6301355 Konvertierungsfunktionen STRG_VAL und VAL_STRG 6331356 Konvertierungsfunktionen ATH und HTA 6351357 Konvertierungsfunktionen SCALE_X und NORM_X 637

136 Schiebefunktionen 6391361 Allgemeine Funktionsbeschreibung 6391362 Rechts schieben SHR 6401363 Links schieben SHL 6401364 Rechts rotieren ROR 6401365 Links rotieren ROL 640

137 Logikfunktionen 6411371 Wortverknuumlpfungen 6411372 Invertieren Einerkomplement bilden 6431373 Codierfunktionen DECO und ENCO 6441374 Auswahlfunktionen SEL MUX und DEMUX 6451375 Minimumauswahl MIN Maximumauswahl MAX 6461376 Begrenzer LIMIT 646

138 Zeichenketten bearbeiten 649

139 Symbolnamen lesen 658

Inhaltsverzeichnis

19

14 Programmsteuerung 663

141 Sprungfunktionen 6641411 Einfuumlhrung 6641412 Absoluter Sprung 6641413 Bedingter Sprung 6661414 Sprungliste 6681415 Sprungverteiler 6701416 Schleifensprung 670

142 Bausteinende-Funktionen 6721421 Bausteinende-Funktion RET (KOP und FUP) 6721422 RETURN-Anweisung (SCL) 6741423 Bausteinende-Funktionen BEB BEA und BE (AWL) 674

143 Aufruf von Codebausteinen 6741431 Einfuumlhrung 6741432 Aufruf einer Funktion FC 6751433 Aufruf eines Funktionsbausteins FB 6751434 Asynchron arbeitende Systembausteine 6781435 ENENO-Mechanismus 678

144 Arbeiten mit Bausteinen 6821441 Bausteine mit optimiertem und Standardzugriff 6821442 Datentypen der lokalen Variablen 6841443 Bausteinparameter adressieren 6861444 Bausteinparameter versorgen 6891445 Uumlbergabe von Bausteinparametern 691

145 Datenbausteinfunktionen 6941451 Datenbausteinattribute lesen 6941452 Ladespeicher lesen und schreiben 6951453 ARRAY-Datenbausteine 6971454 Systembausteine fuumlr den Zugriff auf ARRAY-Datenbausteine 6981455 CPU-Datenbausteine 700

15 Online-Betrieb Diagnose und Test 704

151 PLC-Station online verbinden 7051511 Programmiergeraumlt an die PLC-Station anschlieszligen 7051512 Die CPU urloumlschen 7071513 Den Auslieferungszustand wiederherstellen 708

152 Projektdaten uumlbertragen 7091521 Die Projektdaten erstmalig laden 7101522 Die Projektdaten nachladen 7121523 Das Anwenderprogramm schuumltzen 7131524 Mit Online-Projektdaten arbeiten 7161525 Mit der Memory Card arbeiten 719

153 Mit Bausteinen im Online-Betrieb arbeiten 7201531 Einfuumlhrung 7201532 Einen Online-Baustein bearbeiten 7211533 Einen Baustein laden und zuruumlckladen 722

Inhaltsverzeichnis

20

1534 Ohne Reinitialisierung laden 7231535 Mit Momentaufnahmen arbeiten 7251536 Mit Einstellwerten arbeiten 7261537 Bausteine vergleichen 728

154 Hardware-Diagnose 7311541 Status-Anzeigen an den Baugruppen 7311542 Diagnosefenster 7321543 Diagnosepuffer 7341544 Online-Tools 7341545 Weitere Diagnose-Informationen uumlber das Programmiergeraumlt 736

155 Anwenderprogramm testen 7371551 Aufrufumgebung definieren 7381552 Testen mit Programmstatus 7391553 PLC-Variablen beobachten 7431554 Datenvariablen beobachten und steuern 7441555 Testen mit Beobachtungstabellen 7451556 Testen mit der Force-Tabelle 750

156 Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion 7521561 Einfuumlhrung 7521562 Erstellen der Trace-Konfiguration 7531563 Messwerte aufzeichnen 754

16 Dezentrale Peripherie 758

161 Einfuumlhrung Uumlbersicht 758

162 Dezentrales Peripheriesystem ET 200 7591621 ET 200MP 7591622 ET 200M 7601623 ET 200SP 7611624 ET 200S 7621625 ET 200pro 7621626 ET 200AL 7631627 ET 200eco und ET200eco PN 764

163 PROFINET IO 7641631 Komponenten von PROFINET IO 7641632 Adressen bei PROFINET IO 7671633 PROFINET IO projektieren 7691634 Kopplungsbaugruppen fuumlr PROFINET IO 7751635 Echtzeit-Kommunikation bei PROFINET 7761636 Spezielle PROFINET-Konfigurationen 780

164 PROFIBUS DP 7841641 Komponenten von PROFIBUS DP 7841642 Adressen bei PROFIBUS DP 7871643 PROFIBUS DP projektieren 7891644 Kopplungsbaugruppen fuumlr PROFIBUS DP 7921645 Spezielle PROFIBUS-Konfigurationen 795

165 Systembausteine fuumlr dezentrale Peripherie 798

Inhaltsverzeichnis

21

1651 Peripheriedaten lesen und schreiben 7981652 Diagnosedaten von einem DP-Normslave lesen 8011653 Datensatz empfangen und bereitstellen 8021654 Dezentrale Station aktivierendeaktivieren 8041655 PROFINET-IO-System umkonfigurieren 805

166 DPV1-Alarme 805

167 Taktsynchronitaumlt 8081671 Einfuumlhrung 8081672 Taktsynchronitaumlt bei PROFINET 8081673 Taktsynchronitaumlt bei PROFIBUS 8111674 Taktsynchronalarm 8131675 Prozessabbilder taktsynchron aktualisieren 816

17 Kommunikation 817

171 Uumlbersicht 817

172 Open User Communication 8201721 Grundlagen 8201722 Datenstruktur der Open User Communication 8211723 Verbindung aufbauen und Daten senden mit TSEND_C 8221724 Verbindung aufbauen und Daten empfangen mit TRCV_C 8231725 Open User Communication projektieren 8251726 Weitere Funktionen fuumlr die Open User Communication 827

173 S7-Kommunikation 8301731 Grundlagen 8301732 Einseitiger Datenaustausch 8301733 Zweiseitiger Datenaustausch 8321734 S7-Kommunikation projektieren 835

174 Freeport-Kommunikation 8361741 Einfuumlhrung in die Freeport-Kommunikation 8361742 Konfigurieren der Kommunikationsbaugruppe CM PtP 8371743 Freeport-Kommunikationsfunktionen 838

175 Weitere Kommunikationsfunktionen 8421751 USS-Protokoll fuumlr Antriebe 8421752 Modbus RTU 8441753 Modbus TCP 846

18 Anhang 849

181 Ein Projekt migrieren 849

182 Webserver 8521821 Webserver aktivieren 8521822 Standard-Webseiten 8551823 Basic-Webseiten 8581824 Service-Daten auslesen 8581825 Webserver initialisieren und Webseiten synchronisieren (WWW) 859

183 Technologieobjekte 859

Inhaltsverzeichnis

22

1831 Technologieobjekte fuumlr Motion Control 8591832 Technologieobjekte fuumlr PID Control 8661833 Technologieobjekte fuumlr Zaumlhlen und Messen 867

184 Daten protokollieren und Rezepturen uumlbertragen 8721841 Einfuumlhrung in die Datenprotokollierung 8721842 Datenprotokollierung anwenden 8721843 Funktionen fuumlr die Datenprotokollierung 8731844 Einfuumlhrung zur Rezepturenuumlbertragung 8751845 Funktionen fuumlr die Rezepturenuumlbertragung 877

185 Simulation mit S7-PLCSIM 8781851 S7-PLCSIM allgemein 8781852 Die Bedienoberflaumlche von PLCSIM 8791853 In S7-PLCSIM mit STEP-7-Testfunktionen testen 8801854 Mit einem Simulationsprojekt arbeiten 8821855 Mit dem Adressbereich testen 8831856 Mit der SIM-Tabelle testen 8831857 Mit der Sequenztabelle testen 885

186 Maschinen- und Anlagendiagnose mit ProDiag 888

Stichwortverzeichnis 892

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

23

1 Einfuumlhrung

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

SIMATIC S7-1500 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den mittleren undoberen Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Ein-Ausgabebaugruppen fuumlr Digital- und Analogsignale sowieTechnologie- und Kommunikationsbaugruppen modular erweitert werden DasAutomatisierungssystem SIMATIC S7-1500 ist nahtlos eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1500

SIMATIC Controller steuern die Maschineoder Anlage Mehrere Varianten derController erweitern das Einsatzspektrum

Die dezentrale Peripherie erweitertdie Schnittstelle zur Maschineoder Anlage

SIMATIC NET

SIMATIC HMI

SIMATIC ET200 STEP 7 Professional(TIA Portal)

SIMATIC S7-1500

Die Vernetzung ermoumlglicht den Datenaustauschzwischen den Geraumlten und den Online-Zugriffan beliebiger Stelle

STEP 7 ist die Engineeringsoftware zumKonfigurieren undProgrammieren

Projektieren

S

Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500

S

ESC OK

Bedienen und Beobachtenzum Fuumlhren der Anlageim laufenden Betrieb

S

1 Einfuumlhrung

24

Die dezentrale Peripherie SIMATIC ET200 bietet eine zusaumltzliche Erweiterung mit Ein-Ausgabebaugruppen die mit PROFIBUS DP oder PROFINET IO mit dem zentralenSteuerungsgeraumlt verbunden sind Die dezentralen Stationen koumlnnen in einem Schalt-schrank oder ndash mit besonderen Bauformen fuumlr erhoumlhte mechanische Anforderungausgestattet ndash auch vor Ort direkt an der Maschine oder Anlage installiert werden

Mit SIMATIC HMI (HMI = Human Machine Interface) wird eine Maschine oderAnlage gefuumlhrt und deren Funktion beobachtet Die Geraumlte koumlnnen ndash je nach Vari-ante ndash uumlber Prozessbilder Bedienfunktionen zur Verfuumlgung stellen Betriebs- undStoumlrungsmeldungen anzeigen und die Automatisierungsdaten in Form von Rezep-turen oder Messwertarchiven verwalten

SIMATIC NET uumlbernimmt den Datenaustausch uumlber verschiedene Bussysteme zwi-schen den SIMATIC-Steuerungsgeraumlten der dezentralen Peripherie den Bedienge-raumlten und dem Programmiergeraumlt Das Programmiergeraumlt kann ein Personal Com-puter ein Industrierechner oder ein Notebook mit dem Betriebssystem MicrosoftWindows sein

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert parametriert und programmiert Das TIA Portal (TIA = TotallyIntegrated Automation) ist das zentrale Werkzeug zum Verwalten der Automatisie-rungsdaten und der dazugehoumlrenden Editoren in Form eines hierarchisch geglie-derten Projekts

111 Automatisierungsgeraumlt SIMATIC S7-1500

Die wesentlichen Bestandteile eines S7-1500-Automatisierungsgeraumlts sind im Bild12 dargestellt

Bild 12 Bestandteile einer S7-1500-Steuerung mit Standard-Controller

Zentralgeraumlt

SM-Baugruppen(Signal Modules)

Auf dem Baugruppentraumlger sind steckbar

Der Baugruppentraumlger hat 32 Steckplaumltzewobei eine optionale StromversorgungSteckplatz 0 und die CPU-BaugruppeSteckplatz 1 belegen Rechts von der CPU-Baugruppe finden noch maximal 30Baugruppen (einschlieszliglichStromversorgungsbaugruppen) Platz

TM-Baugruppen(Technology Modules)

CM-Baugruppen(Communication Modules)

CPU-Baugruppe(Central Processor Unit)

PS-Baugruppe(Power Supply)

Baugruppen-traumlger (Rack)

Bestandteile einer S7-1500-Steuerung

S

ES C OK

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

25

Die CPU-Baugruppe (Zentralbaugruppe) enthaumllt das Betriebssystem und dasAnwenderprogramm Das Anwenderprogramm steht spannungsausfallsicher aufder in der CPU-Baugruppe steckenden SIMATIC Memory Card Die Bearbeitung desAnwenderprogramms findet im Arbeitsspeicher in der CPU statt Die auf der CPU-Baugruppe vorhandenen Busschnittstellen stellen die Verbindung zu anderenAutomatisierungsgeraumlten her

Die Verbindung zur gesteuerten Maschine oder Anlage uumlbernehmen SM-Baugrup-pen (Signalbaugruppen) Diese Ein- und Ausgabebaugruppen gibt es fuumlr Digital-und Analogsignale mit verschiedenen Spannungen und Stroumlmen

Die TM-Baugruppen (Technologiebaugruppen) sind signalvorverarbeitendebdquointelligenteldquo Peripheriebaugruppen die vom Prozess kommende Signale unab-haumlngig von der CPU aufbereiten verarbeiten und entweder wieder direkt an denProzess zuruumlckgeben oder an der internen Schnittstelle der CPU zur Verfuumlgungstellen TM-Baugruppen uumlbernehmen Funktionen die die CPU meist nicht schnellgenug ausfuumlhren kann wie z B Impulse zaumlhlen

Die CM-Baugruppen (Kommunikationsbaugruppen) ermoumlglichen einen Daten-verkehr der die Funktionalitaumlt der Standard-Schnittstellen auf der CPU-Baugruppebezuumlglich Protokolle und Kommunikationsfunktionen uumlberschreitet

(System-)Stromversorgungsbaugruppen sorgen fuumlr die benoumltigten internenSpannungen im Automatisierungsgeraumlt Bei Bedarf koumlnnen bis zu drei System-Stromversorgungsbaugruppen im Automatisierungsgeraumlt eingesetzt werdenLastspannungen bzw Laststroumlme werden uumlber externe Laststromversorgungen(Power Modules PM) bereitgestellt die auch eine 24V-Primaumlrspannung fuumlr System-Stromversorgungsbaugruppen liefern koumlnnen

112 Uumlbersicht STEP 7 Professional

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Autorisierung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuellenBetriebssystemen unter Microsoft Windows Die Projektierung eines S7-1500-Con-trollers geschieht mit zwei Ansichten der Portalansicht und der Projektansicht

Die Portalansicht ist aufgabenorientiert angelegt Im Startportal oumlffnen Sie einbestehendes Projekt erstellen ein neues Projekt oder migrieren ein Projekt EinbdquoProjektldquo ist eine Datenstruktur die alle erforderlichen Programme und Daten fuumlrIhr Automatisierungsvorhaben enthaumllt Von hier aus sind die wichtigsten Werk-zeuge und Funktionen von STEP 7 uumlber weitere Portale erreichbar Das PortalGeraumlte amp Netze zur Konfiguration der Hardware das Portal PLC-Programmierungzum Bearbeiten des Anwenderprogramms das Portal Motion amp Technology zumErstellen von Technologie-Objekten das Portal Visualisierung zum Projektierenvon HMI-Systemen und das Portal Online amp Diagnose fuumlr den Online-Betrieb desProgrammiergeraumlts (Bild 13)

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt (Bild 14) In der Geraumltekonfi-guration steht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittel-

1 Einfuumlhrung

26

Bild 13 Werkzeuge im Startportal von STEP 7 Professional V14

Bild 14 Beispiel fuumlr die Projektansicht Arbeitsbereich der Geraumltekonfiguration

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

27

punkt In der Geraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platziertenBaugruppen gezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt dieEigenschaften der selektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibtUnterstuumltzung durch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Bau-gruppen Die Netzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

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

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

Zusaumltzlich gibt es eine Bibliotheksansicht mit der die Elemente der Projektbiblio-thek und der geoumlffneten globalen Bibliotheken bearbeitet werden koumlnnen

113 Verschiedene Programmiersprachen

Als Programmiersprache fuumlr das Anwenderprogramm koumlnnen Sie zwischen Kon-taktplan (KOP) Funktionsplan (FUP) Structured Control Language (SCL) Anwei-sungsliste (AWL) und Ablaufsteuerung (GRAPH) waumlhlen (Bild 15)

Mit Kontaktplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an denStromlaufplan Die Verknuumlpfung der binaumlren Signalzustaumlnde wird durch die seri-elle oder parallele Anordnung von Kontakten und Spulen dargestellt KomplexeFunktionen wie beispielsweise die arithmetischen Funktionen werden mit Boxendargestellt die Sie wie Kontakte oder Spulen im Kontaktplan anordnen

Mit Funktionsplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an elektro-nische Schaltkreissysteme Binaumlre Verknuumlpfungen werden durch Verschaltung vonUND- und ODER-Funktionen realisiert und mit Speicher-Boxen abgeschlossen Kom-plexe Boxen uumlbernehmen die Verknuumlpfung digitaler Variablen beispielsweise beiden arithmetischen Funktionen

Structured Control Language eignet sich besonders fuumlr die Programmierungvon komplexen Algorithmen oder fuumlr Aufgabenstellungen aus dem Bereich derDatenverwaltung Das Programm besteht aus SCL-Anweisungen die beispielsweiseWertzuweisungen Vergleiche oder Kontrollanweisungen sein koumlnnen

Mit Anweisungsliste programmieren Sie die Steuerungsaufgabe durch eine Folgevon Anweisungen Jede AWL-Anweisung enthaumllt eine Vorschrift was zu tun ist undeventuell einen Operand mit dem die Operation ausgefuumlhrt wird AWL ist gleicher-maszligen geeignet fuumlr binaumlre und digitale Verknuumlpfungen wie fuumlr die Programmie-rung komplexer Steuerungsaufgaben

1 Einfuumlhrung

28

Kontaktplan KOP

Funktionsplan FUP

Structured Control Language SCL

Anweisungsliste AWL

Bild 15 Beispiele fuumlr die Darstellung in KOP FUP SCL und AWL

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

29

Mit GRAPH programmieren Sie eine Steuerungsaufgabe als Ablaufsteuerung inder die sequenzielle Folge von Aktionen vorherrscht Die einzelnen Schritte undVerzweigungen werden durch Weiterschaltbedingungen freigegeben die mit KOPoder FUP programmiert werden koumlnnen (Bild 16)

114 Bearbeitung des Anwenderprogramms

Nach dem Einschalten der Versorgungsspannung pruumlft der Steuerungsprozessordie vorhandene Hardware und parametriert die Baugruppen Anschlieszligend wirdeinmalig ndash falls vorhanden ndash ein Anlaufprogramm bearbeitet Das Anlaufpro-gramm gehoumlrt zum Anwenderprogramm das Sie programmieren Im Anlaufpro-gramm koumlnnen beispielsweise Baugruppen initialisiert werden

Das Anwenderprogramm ist in der Regel in einzelne Abschnitte ndash bdquoBausteineldquogenannt ndash eingeteilt Die Organisationsbausteine (OB) sind die Schnittstelle zwi-schen Betriebssystem und Anwenderprogramm Das Betriebssystem ruft zubestimmten Ereignissen einen Organisationsbaustein auf in dem dann das Anwen-derprogramm bearbeitet wird (Bild 17)

Zur Strukturierung des Programms stehen Funktionsbausteine (FB) und Funktio-nen (FC) zur Verfuumlgung Funktionsbausteine haben einen Speicher in dem lokaleVariablen dauerhaft abgelegt sind Funktionen haben diesen Speicher nicht

Fuumlr den Aufruf (das Starten der Bearbeitung) von Funktionsbausteinen und Funk-tionen gibt es Programmanweisungen Jeder Bausteinaufruf kann mit Ein- undAusgaumlngen ndash bdquoBausteinparameterldquo genannt ndash versehen werden Beim Aufruf koumln-nen Variablen uumlbergeben werden mit denen das Programm im Baustein arbeitensoll Auf diese Weise kann ein Baustein mit einer gewissen Funktion (z B der Aus-

Bild 16 Beispiel fuumlr eine GRAPH-Ablaufkette und eine Schrittprojektierung

Page 19: Berger Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 · Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 Projektieren, Programmieren und Testen mit STEP 7 Professional von Hans Berger 2., wesentlich überarbeitete

Inhaltsverzeichnis

19

14 Programmsteuerung 663

141 Sprungfunktionen 6641411 Einfuumlhrung 6641412 Absoluter Sprung 6641413 Bedingter Sprung 6661414 Sprungliste 6681415 Sprungverteiler 6701416 Schleifensprung 670

142 Bausteinende-Funktionen 6721421 Bausteinende-Funktion RET (KOP und FUP) 6721422 RETURN-Anweisung (SCL) 6741423 Bausteinende-Funktionen BEB BEA und BE (AWL) 674

143 Aufruf von Codebausteinen 6741431 Einfuumlhrung 6741432 Aufruf einer Funktion FC 6751433 Aufruf eines Funktionsbausteins FB 6751434 Asynchron arbeitende Systembausteine 6781435 ENENO-Mechanismus 678

144 Arbeiten mit Bausteinen 6821441 Bausteine mit optimiertem und Standardzugriff 6821442 Datentypen der lokalen Variablen 6841443 Bausteinparameter adressieren 6861444 Bausteinparameter versorgen 6891445 Uumlbergabe von Bausteinparametern 691

145 Datenbausteinfunktionen 6941451 Datenbausteinattribute lesen 6941452 Ladespeicher lesen und schreiben 6951453 ARRAY-Datenbausteine 6971454 Systembausteine fuumlr den Zugriff auf ARRAY-Datenbausteine 6981455 CPU-Datenbausteine 700

15 Online-Betrieb Diagnose und Test 704

151 PLC-Station online verbinden 7051511 Programmiergeraumlt an die PLC-Station anschlieszligen 7051512 Die CPU urloumlschen 7071513 Den Auslieferungszustand wiederherstellen 708

152 Projektdaten uumlbertragen 7091521 Die Projektdaten erstmalig laden 7101522 Die Projektdaten nachladen 7121523 Das Anwenderprogramm schuumltzen 7131524 Mit Online-Projektdaten arbeiten 7161525 Mit der Memory Card arbeiten 719

153 Mit Bausteinen im Online-Betrieb arbeiten 7201531 Einfuumlhrung 7201532 Einen Online-Baustein bearbeiten 7211533 Einen Baustein laden und zuruumlckladen 722

Inhaltsverzeichnis

20

1534 Ohne Reinitialisierung laden 7231535 Mit Momentaufnahmen arbeiten 7251536 Mit Einstellwerten arbeiten 7261537 Bausteine vergleichen 728

154 Hardware-Diagnose 7311541 Status-Anzeigen an den Baugruppen 7311542 Diagnosefenster 7321543 Diagnosepuffer 7341544 Online-Tools 7341545 Weitere Diagnose-Informationen uumlber das Programmiergeraumlt 736

155 Anwenderprogramm testen 7371551 Aufrufumgebung definieren 7381552 Testen mit Programmstatus 7391553 PLC-Variablen beobachten 7431554 Datenvariablen beobachten und steuern 7441555 Testen mit Beobachtungstabellen 7451556 Testen mit der Force-Tabelle 750

156 Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion 7521561 Einfuumlhrung 7521562 Erstellen der Trace-Konfiguration 7531563 Messwerte aufzeichnen 754

16 Dezentrale Peripherie 758

161 Einfuumlhrung Uumlbersicht 758

162 Dezentrales Peripheriesystem ET 200 7591621 ET 200MP 7591622 ET 200M 7601623 ET 200SP 7611624 ET 200S 7621625 ET 200pro 7621626 ET 200AL 7631627 ET 200eco und ET200eco PN 764

163 PROFINET IO 7641631 Komponenten von PROFINET IO 7641632 Adressen bei PROFINET IO 7671633 PROFINET IO projektieren 7691634 Kopplungsbaugruppen fuumlr PROFINET IO 7751635 Echtzeit-Kommunikation bei PROFINET 7761636 Spezielle PROFINET-Konfigurationen 780

164 PROFIBUS DP 7841641 Komponenten von PROFIBUS DP 7841642 Adressen bei PROFIBUS DP 7871643 PROFIBUS DP projektieren 7891644 Kopplungsbaugruppen fuumlr PROFIBUS DP 7921645 Spezielle PROFIBUS-Konfigurationen 795

165 Systembausteine fuumlr dezentrale Peripherie 798

Inhaltsverzeichnis

21

1651 Peripheriedaten lesen und schreiben 7981652 Diagnosedaten von einem DP-Normslave lesen 8011653 Datensatz empfangen und bereitstellen 8021654 Dezentrale Station aktivierendeaktivieren 8041655 PROFINET-IO-System umkonfigurieren 805

166 DPV1-Alarme 805

167 Taktsynchronitaumlt 8081671 Einfuumlhrung 8081672 Taktsynchronitaumlt bei PROFINET 8081673 Taktsynchronitaumlt bei PROFIBUS 8111674 Taktsynchronalarm 8131675 Prozessabbilder taktsynchron aktualisieren 816

17 Kommunikation 817

171 Uumlbersicht 817

172 Open User Communication 8201721 Grundlagen 8201722 Datenstruktur der Open User Communication 8211723 Verbindung aufbauen und Daten senden mit TSEND_C 8221724 Verbindung aufbauen und Daten empfangen mit TRCV_C 8231725 Open User Communication projektieren 8251726 Weitere Funktionen fuumlr die Open User Communication 827

173 S7-Kommunikation 8301731 Grundlagen 8301732 Einseitiger Datenaustausch 8301733 Zweiseitiger Datenaustausch 8321734 S7-Kommunikation projektieren 835

174 Freeport-Kommunikation 8361741 Einfuumlhrung in die Freeport-Kommunikation 8361742 Konfigurieren der Kommunikationsbaugruppe CM PtP 8371743 Freeport-Kommunikationsfunktionen 838

175 Weitere Kommunikationsfunktionen 8421751 USS-Protokoll fuumlr Antriebe 8421752 Modbus RTU 8441753 Modbus TCP 846

18 Anhang 849

181 Ein Projekt migrieren 849

182 Webserver 8521821 Webserver aktivieren 8521822 Standard-Webseiten 8551823 Basic-Webseiten 8581824 Service-Daten auslesen 8581825 Webserver initialisieren und Webseiten synchronisieren (WWW) 859

183 Technologieobjekte 859

Inhaltsverzeichnis

22

1831 Technologieobjekte fuumlr Motion Control 8591832 Technologieobjekte fuumlr PID Control 8661833 Technologieobjekte fuumlr Zaumlhlen und Messen 867

184 Daten protokollieren und Rezepturen uumlbertragen 8721841 Einfuumlhrung in die Datenprotokollierung 8721842 Datenprotokollierung anwenden 8721843 Funktionen fuumlr die Datenprotokollierung 8731844 Einfuumlhrung zur Rezepturenuumlbertragung 8751845 Funktionen fuumlr die Rezepturenuumlbertragung 877

185 Simulation mit S7-PLCSIM 8781851 S7-PLCSIM allgemein 8781852 Die Bedienoberflaumlche von PLCSIM 8791853 In S7-PLCSIM mit STEP-7-Testfunktionen testen 8801854 Mit einem Simulationsprojekt arbeiten 8821855 Mit dem Adressbereich testen 8831856 Mit der SIM-Tabelle testen 8831857 Mit der Sequenztabelle testen 885

186 Maschinen- und Anlagendiagnose mit ProDiag 888

Stichwortverzeichnis 892

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

23

1 Einfuumlhrung

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

SIMATIC S7-1500 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den mittleren undoberen Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Ein-Ausgabebaugruppen fuumlr Digital- und Analogsignale sowieTechnologie- und Kommunikationsbaugruppen modular erweitert werden DasAutomatisierungssystem SIMATIC S7-1500 ist nahtlos eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1500

SIMATIC Controller steuern die Maschineoder Anlage Mehrere Varianten derController erweitern das Einsatzspektrum

Die dezentrale Peripherie erweitertdie Schnittstelle zur Maschineoder Anlage

SIMATIC NET

SIMATIC HMI

SIMATIC ET200 STEP 7 Professional(TIA Portal)

SIMATIC S7-1500

Die Vernetzung ermoumlglicht den Datenaustauschzwischen den Geraumlten und den Online-Zugriffan beliebiger Stelle

STEP 7 ist die Engineeringsoftware zumKonfigurieren undProgrammieren

Projektieren

S

Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500

S

ESC OK

Bedienen und Beobachtenzum Fuumlhren der Anlageim laufenden Betrieb

S

1 Einfuumlhrung

24

Die dezentrale Peripherie SIMATIC ET200 bietet eine zusaumltzliche Erweiterung mit Ein-Ausgabebaugruppen die mit PROFIBUS DP oder PROFINET IO mit dem zentralenSteuerungsgeraumlt verbunden sind Die dezentralen Stationen koumlnnen in einem Schalt-schrank oder ndash mit besonderen Bauformen fuumlr erhoumlhte mechanische Anforderungausgestattet ndash auch vor Ort direkt an der Maschine oder Anlage installiert werden

Mit SIMATIC HMI (HMI = Human Machine Interface) wird eine Maschine oderAnlage gefuumlhrt und deren Funktion beobachtet Die Geraumlte koumlnnen ndash je nach Vari-ante ndash uumlber Prozessbilder Bedienfunktionen zur Verfuumlgung stellen Betriebs- undStoumlrungsmeldungen anzeigen und die Automatisierungsdaten in Form von Rezep-turen oder Messwertarchiven verwalten

SIMATIC NET uumlbernimmt den Datenaustausch uumlber verschiedene Bussysteme zwi-schen den SIMATIC-Steuerungsgeraumlten der dezentralen Peripherie den Bedienge-raumlten und dem Programmiergeraumlt Das Programmiergeraumlt kann ein Personal Com-puter ein Industrierechner oder ein Notebook mit dem Betriebssystem MicrosoftWindows sein

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert parametriert und programmiert Das TIA Portal (TIA = TotallyIntegrated Automation) ist das zentrale Werkzeug zum Verwalten der Automatisie-rungsdaten und der dazugehoumlrenden Editoren in Form eines hierarchisch geglie-derten Projekts

111 Automatisierungsgeraumlt SIMATIC S7-1500

Die wesentlichen Bestandteile eines S7-1500-Automatisierungsgeraumlts sind im Bild12 dargestellt

Bild 12 Bestandteile einer S7-1500-Steuerung mit Standard-Controller

Zentralgeraumlt

SM-Baugruppen(Signal Modules)

Auf dem Baugruppentraumlger sind steckbar

Der Baugruppentraumlger hat 32 Steckplaumltzewobei eine optionale StromversorgungSteckplatz 0 und die CPU-BaugruppeSteckplatz 1 belegen Rechts von der CPU-Baugruppe finden noch maximal 30Baugruppen (einschlieszliglichStromversorgungsbaugruppen) Platz

TM-Baugruppen(Technology Modules)

CM-Baugruppen(Communication Modules)

CPU-Baugruppe(Central Processor Unit)

PS-Baugruppe(Power Supply)

Baugruppen-traumlger (Rack)

Bestandteile einer S7-1500-Steuerung

S

ES C OK

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

25

Die CPU-Baugruppe (Zentralbaugruppe) enthaumllt das Betriebssystem und dasAnwenderprogramm Das Anwenderprogramm steht spannungsausfallsicher aufder in der CPU-Baugruppe steckenden SIMATIC Memory Card Die Bearbeitung desAnwenderprogramms findet im Arbeitsspeicher in der CPU statt Die auf der CPU-Baugruppe vorhandenen Busschnittstellen stellen die Verbindung zu anderenAutomatisierungsgeraumlten her

Die Verbindung zur gesteuerten Maschine oder Anlage uumlbernehmen SM-Baugrup-pen (Signalbaugruppen) Diese Ein- und Ausgabebaugruppen gibt es fuumlr Digital-und Analogsignale mit verschiedenen Spannungen und Stroumlmen

Die TM-Baugruppen (Technologiebaugruppen) sind signalvorverarbeitendebdquointelligenteldquo Peripheriebaugruppen die vom Prozess kommende Signale unab-haumlngig von der CPU aufbereiten verarbeiten und entweder wieder direkt an denProzess zuruumlckgeben oder an der internen Schnittstelle der CPU zur Verfuumlgungstellen TM-Baugruppen uumlbernehmen Funktionen die die CPU meist nicht schnellgenug ausfuumlhren kann wie z B Impulse zaumlhlen

Die CM-Baugruppen (Kommunikationsbaugruppen) ermoumlglichen einen Daten-verkehr der die Funktionalitaumlt der Standard-Schnittstellen auf der CPU-Baugruppebezuumlglich Protokolle und Kommunikationsfunktionen uumlberschreitet

(System-)Stromversorgungsbaugruppen sorgen fuumlr die benoumltigten internenSpannungen im Automatisierungsgeraumlt Bei Bedarf koumlnnen bis zu drei System-Stromversorgungsbaugruppen im Automatisierungsgeraumlt eingesetzt werdenLastspannungen bzw Laststroumlme werden uumlber externe Laststromversorgungen(Power Modules PM) bereitgestellt die auch eine 24V-Primaumlrspannung fuumlr System-Stromversorgungsbaugruppen liefern koumlnnen

112 Uumlbersicht STEP 7 Professional

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Autorisierung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuellenBetriebssystemen unter Microsoft Windows Die Projektierung eines S7-1500-Con-trollers geschieht mit zwei Ansichten der Portalansicht und der Projektansicht

Die Portalansicht ist aufgabenorientiert angelegt Im Startportal oumlffnen Sie einbestehendes Projekt erstellen ein neues Projekt oder migrieren ein Projekt EinbdquoProjektldquo ist eine Datenstruktur die alle erforderlichen Programme und Daten fuumlrIhr Automatisierungsvorhaben enthaumllt Von hier aus sind die wichtigsten Werk-zeuge und Funktionen von STEP 7 uumlber weitere Portale erreichbar Das PortalGeraumlte amp Netze zur Konfiguration der Hardware das Portal PLC-Programmierungzum Bearbeiten des Anwenderprogramms das Portal Motion amp Technology zumErstellen von Technologie-Objekten das Portal Visualisierung zum Projektierenvon HMI-Systemen und das Portal Online amp Diagnose fuumlr den Online-Betrieb desProgrammiergeraumlts (Bild 13)

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt (Bild 14) In der Geraumltekonfi-guration steht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittel-

1 Einfuumlhrung

26

Bild 13 Werkzeuge im Startportal von STEP 7 Professional V14

Bild 14 Beispiel fuumlr die Projektansicht Arbeitsbereich der Geraumltekonfiguration

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

27

punkt In der Geraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platziertenBaugruppen gezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt dieEigenschaften der selektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibtUnterstuumltzung durch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Bau-gruppen Die Netzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

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

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

Zusaumltzlich gibt es eine Bibliotheksansicht mit der die Elemente der Projektbiblio-thek und der geoumlffneten globalen Bibliotheken bearbeitet werden koumlnnen

113 Verschiedene Programmiersprachen

Als Programmiersprache fuumlr das Anwenderprogramm koumlnnen Sie zwischen Kon-taktplan (KOP) Funktionsplan (FUP) Structured Control Language (SCL) Anwei-sungsliste (AWL) und Ablaufsteuerung (GRAPH) waumlhlen (Bild 15)

Mit Kontaktplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an denStromlaufplan Die Verknuumlpfung der binaumlren Signalzustaumlnde wird durch die seri-elle oder parallele Anordnung von Kontakten und Spulen dargestellt KomplexeFunktionen wie beispielsweise die arithmetischen Funktionen werden mit Boxendargestellt die Sie wie Kontakte oder Spulen im Kontaktplan anordnen

Mit Funktionsplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an elektro-nische Schaltkreissysteme Binaumlre Verknuumlpfungen werden durch Verschaltung vonUND- und ODER-Funktionen realisiert und mit Speicher-Boxen abgeschlossen Kom-plexe Boxen uumlbernehmen die Verknuumlpfung digitaler Variablen beispielsweise beiden arithmetischen Funktionen

Structured Control Language eignet sich besonders fuumlr die Programmierungvon komplexen Algorithmen oder fuumlr Aufgabenstellungen aus dem Bereich derDatenverwaltung Das Programm besteht aus SCL-Anweisungen die beispielsweiseWertzuweisungen Vergleiche oder Kontrollanweisungen sein koumlnnen

Mit Anweisungsliste programmieren Sie die Steuerungsaufgabe durch eine Folgevon Anweisungen Jede AWL-Anweisung enthaumllt eine Vorschrift was zu tun ist undeventuell einen Operand mit dem die Operation ausgefuumlhrt wird AWL ist gleicher-maszligen geeignet fuumlr binaumlre und digitale Verknuumlpfungen wie fuumlr die Programmie-rung komplexer Steuerungsaufgaben

1 Einfuumlhrung

28

Kontaktplan KOP

Funktionsplan FUP

Structured Control Language SCL

Anweisungsliste AWL

Bild 15 Beispiele fuumlr die Darstellung in KOP FUP SCL und AWL

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

29

Mit GRAPH programmieren Sie eine Steuerungsaufgabe als Ablaufsteuerung inder die sequenzielle Folge von Aktionen vorherrscht Die einzelnen Schritte undVerzweigungen werden durch Weiterschaltbedingungen freigegeben die mit KOPoder FUP programmiert werden koumlnnen (Bild 16)

114 Bearbeitung des Anwenderprogramms

Nach dem Einschalten der Versorgungsspannung pruumlft der Steuerungsprozessordie vorhandene Hardware und parametriert die Baugruppen Anschlieszligend wirdeinmalig ndash falls vorhanden ndash ein Anlaufprogramm bearbeitet Das Anlaufpro-gramm gehoumlrt zum Anwenderprogramm das Sie programmieren Im Anlaufpro-gramm koumlnnen beispielsweise Baugruppen initialisiert werden

Das Anwenderprogramm ist in der Regel in einzelne Abschnitte ndash bdquoBausteineldquogenannt ndash eingeteilt Die Organisationsbausteine (OB) sind die Schnittstelle zwi-schen Betriebssystem und Anwenderprogramm Das Betriebssystem ruft zubestimmten Ereignissen einen Organisationsbaustein auf in dem dann das Anwen-derprogramm bearbeitet wird (Bild 17)

Zur Strukturierung des Programms stehen Funktionsbausteine (FB) und Funktio-nen (FC) zur Verfuumlgung Funktionsbausteine haben einen Speicher in dem lokaleVariablen dauerhaft abgelegt sind Funktionen haben diesen Speicher nicht

Fuumlr den Aufruf (das Starten der Bearbeitung) von Funktionsbausteinen und Funk-tionen gibt es Programmanweisungen Jeder Bausteinaufruf kann mit Ein- undAusgaumlngen ndash bdquoBausteinparameterldquo genannt ndash versehen werden Beim Aufruf koumln-nen Variablen uumlbergeben werden mit denen das Programm im Baustein arbeitensoll Auf diese Weise kann ein Baustein mit einer gewissen Funktion (z B der Aus-

Bild 16 Beispiel fuumlr eine GRAPH-Ablaufkette und eine Schrittprojektierung

Page 20: Berger Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 · Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 Projektieren, Programmieren und Testen mit STEP 7 Professional von Hans Berger 2., wesentlich überarbeitete

Inhaltsverzeichnis

20

1534 Ohne Reinitialisierung laden 7231535 Mit Momentaufnahmen arbeiten 7251536 Mit Einstellwerten arbeiten 7261537 Bausteine vergleichen 728

154 Hardware-Diagnose 7311541 Status-Anzeigen an den Baugruppen 7311542 Diagnosefenster 7321543 Diagnosepuffer 7341544 Online-Tools 7341545 Weitere Diagnose-Informationen uumlber das Programmiergeraumlt 736

155 Anwenderprogramm testen 7371551 Aufrufumgebung definieren 7381552 Testen mit Programmstatus 7391553 PLC-Variablen beobachten 7431554 Datenvariablen beobachten und steuern 7441555 Testen mit Beobachtungstabellen 7451556 Testen mit der Force-Tabelle 750

156 Messwertaufzeichnung mit der Trace-Funktion 7521561 Einfuumlhrung 7521562 Erstellen der Trace-Konfiguration 7531563 Messwerte aufzeichnen 754

16 Dezentrale Peripherie 758

161 Einfuumlhrung Uumlbersicht 758

162 Dezentrales Peripheriesystem ET 200 7591621 ET 200MP 7591622 ET 200M 7601623 ET 200SP 7611624 ET 200S 7621625 ET 200pro 7621626 ET 200AL 7631627 ET 200eco und ET200eco PN 764

163 PROFINET IO 7641631 Komponenten von PROFINET IO 7641632 Adressen bei PROFINET IO 7671633 PROFINET IO projektieren 7691634 Kopplungsbaugruppen fuumlr PROFINET IO 7751635 Echtzeit-Kommunikation bei PROFINET 7761636 Spezielle PROFINET-Konfigurationen 780

164 PROFIBUS DP 7841641 Komponenten von PROFIBUS DP 7841642 Adressen bei PROFIBUS DP 7871643 PROFIBUS DP projektieren 7891644 Kopplungsbaugruppen fuumlr PROFIBUS DP 7921645 Spezielle PROFIBUS-Konfigurationen 795

165 Systembausteine fuumlr dezentrale Peripherie 798

Inhaltsverzeichnis

21

1651 Peripheriedaten lesen und schreiben 7981652 Diagnosedaten von einem DP-Normslave lesen 8011653 Datensatz empfangen und bereitstellen 8021654 Dezentrale Station aktivierendeaktivieren 8041655 PROFINET-IO-System umkonfigurieren 805

166 DPV1-Alarme 805

167 Taktsynchronitaumlt 8081671 Einfuumlhrung 8081672 Taktsynchronitaumlt bei PROFINET 8081673 Taktsynchronitaumlt bei PROFIBUS 8111674 Taktsynchronalarm 8131675 Prozessabbilder taktsynchron aktualisieren 816

17 Kommunikation 817

171 Uumlbersicht 817

172 Open User Communication 8201721 Grundlagen 8201722 Datenstruktur der Open User Communication 8211723 Verbindung aufbauen und Daten senden mit TSEND_C 8221724 Verbindung aufbauen und Daten empfangen mit TRCV_C 8231725 Open User Communication projektieren 8251726 Weitere Funktionen fuumlr die Open User Communication 827

173 S7-Kommunikation 8301731 Grundlagen 8301732 Einseitiger Datenaustausch 8301733 Zweiseitiger Datenaustausch 8321734 S7-Kommunikation projektieren 835

174 Freeport-Kommunikation 8361741 Einfuumlhrung in die Freeport-Kommunikation 8361742 Konfigurieren der Kommunikationsbaugruppe CM PtP 8371743 Freeport-Kommunikationsfunktionen 838

175 Weitere Kommunikationsfunktionen 8421751 USS-Protokoll fuumlr Antriebe 8421752 Modbus RTU 8441753 Modbus TCP 846

18 Anhang 849

181 Ein Projekt migrieren 849

182 Webserver 8521821 Webserver aktivieren 8521822 Standard-Webseiten 8551823 Basic-Webseiten 8581824 Service-Daten auslesen 8581825 Webserver initialisieren und Webseiten synchronisieren (WWW) 859

183 Technologieobjekte 859

Inhaltsverzeichnis

22

1831 Technologieobjekte fuumlr Motion Control 8591832 Technologieobjekte fuumlr PID Control 8661833 Technologieobjekte fuumlr Zaumlhlen und Messen 867

184 Daten protokollieren und Rezepturen uumlbertragen 8721841 Einfuumlhrung in die Datenprotokollierung 8721842 Datenprotokollierung anwenden 8721843 Funktionen fuumlr die Datenprotokollierung 8731844 Einfuumlhrung zur Rezepturenuumlbertragung 8751845 Funktionen fuumlr die Rezepturenuumlbertragung 877

185 Simulation mit S7-PLCSIM 8781851 S7-PLCSIM allgemein 8781852 Die Bedienoberflaumlche von PLCSIM 8791853 In S7-PLCSIM mit STEP-7-Testfunktionen testen 8801854 Mit einem Simulationsprojekt arbeiten 8821855 Mit dem Adressbereich testen 8831856 Mit der SIM-Tabelle testen 8831857 Mit der Sequenztabelle testen 885

186 Maschinen- und Anlagendiagnose mit ProDiag 888

Stichwortverzeichnis 892

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

23

1 Einfuumlhrung

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

SIMATIC S7-1500 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den mittleren undoberen Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Ein-Ausgabebaugruppen fuumlr Digital- und Analogsignale sowieTechnologie- und Kommunikationsbaugruppen modular erweitert werden DasAutomatisierungssystem SIMATIC S7-1500 ist nahtlos eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1500

SIMATIC Controller steuern die Maschineoder Anlage Mehrere Varianten derController erweitern das Einsatzspektrum

Die dezentrale Peripherie erweitertdie Schnittstelle zur Maschineoder Anlage

SIMATIC NET

SIMATIC HMI

SIMATIC ET200 STEP 7 Professional(TIA Portal)

SIMATIC S7-1500

Die Vernetzung ermoumlglicht den Datenaustauschzwischen den Geraumlten und den Online-Zugriffan beliebiger Stelle

STEP 7 ist die Engineeringsoftware zumKonfigurieren undProgrammieren

Projektieren

S

Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500

S

ESC OK

Bedienen und Beobachtenzum Fuumlhren der Anlageim laufenden Betrieb

S

1 Einfuumlhrung

24

Die dezentrale Peripherie SIMATIC ET200 bietet eine zusaumltzliche Erweiterung mit Ein-Ausgabebaugruppen die mit PROFIBUS DP oder PROFINET IO mit dem zentralenSteuerungsgeraumlt verbunden sind Die dezentralen Stationen koumlnnen in einem Schalt-schrank oder ndash mit besonderen Bauformen fuumlr erhoumlhte mechanische Anforderungausgestattet ndash auch vor Ort direkt an der Maschine oder Anlage installiert werden

Mit SIMATIC HMI (HMI = Human Machine Interface) wird eine Maschine oderAnlage gefuumlhrt und deren Funktion beobachtet Die Geraumlte koumlnnen ndash je nach Vari-ante ndash uumlber Prozessbilder Bedienfunktionen zur Verfuumlgung stellen Betriebs- undStoumlrungsmeldungen anzeigen und die Automatisierungsdaten in Form von Rezep-turen oder Messwertarchiven verwalten

SIMATIC NET uumlbernimmt den Datenaustausch uumlber verschiedene Bussysteme zwi-schen den SIMATIC-Steuerungsgeraumlten der dezentralen Peripherie den Bedienge-raumlten und dem Programmiergeraumlt Das Programmiergeraumlt kann ein Personal Com-puter ein Industrierechner oder ein Notebook mit dem Betriebssystem MicrosoftWindows sein

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert parametriert und programmiert Das TIA Portal (TIA = TotallyIntegrated Automation) ist das zentrale Werkzeug zum Verwalten der Automatisie-rungsdaten und der dazugehoumlrenden Editoren in Form eines hierarchisch geglie-derten Projekts

111 Automatisierungsgeraumlt SIMATIC S7-1500

Die wesentlichen Bestandteile eines S7-1500-Automatisierungsgeraumlts sind im Bild12 dargestellt

Bild 12 Bestandteile einer S7-1500-Steuerung mit Standard-Controller

Zentralgeraumlt

SM-Baugruppen(Signal Modules)

Auf dem Baugruppentraumlger sind steckbar

Der Baugruppentraumlger hat 32 Steckplaumltzewobei eine optionale StromversorgungSteckplatz 0 und die CPU-BaugruppeSteckplatz 1 belegen Rechts von der CPU-Baugruppe finden noch maximal 30Baugruppen (einschlieszliglichStromversorgungsbaugruppen) Platz

TM-Baugruppen(Technology Modules)

CM-Baugruppen(Communication Modules)

CPU-Baugruppe(Central Processor Unit)

PS-Baugruppe(Power Supply)

Baugruppen-traumlger (Rack)

Bestandteile einer S7-1500-Steuerung

S

ES C OK

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

25

Die CPU-Baugruppe (Zentralbaugruppe) enthaumllt das Betriebssystem und dasAnwenderprogramm Das Anwenderprogramm steht spannungsausfallsicher aufder in der CPU-Baugruppe steckenden SIMATIC Memory Card Die Bearbeitung desAnwenderprogramms findet im Arbeitsspeicher in der CPU statt Die auf der CPU-Baugruppe vorhandenen Busschnittstellen stellen die Verbindung zu anderenAutomatisierungsgeraumlten her

Die Verbindung zur gesteuerten Maschine oder Anlage uumlbernehmen SM-Baugrup-pen (Signalbaugruppen) Diese Ein- und Ausgabebaugruppen gibt es fuumlr Digital-und Analogsignale mit verschiedenen Spannungen und Stroumlmen

Die TM-Baugruppen (Technologiebaugruppen) sind signalvorverarbeitendebdquointelligenteldquo Peripheriebaugruppen die vom Prozess kommende Signale unab-haumlngig von der CPU aufbereiten verarbeiten und entweder wieder direkt an denProzess zuruumlckgeben oder an der internen Schnittstelle der CPU zur Verfuumlgungstellen TM-Baugruppen uumlbernehmen Funktionen die die CPU meist nicht schnellgenug ausfuumlhren kann wie z B Impulse zaumlhlen

Die CM-Baugruppen (Kommunikationsbaugruppen) ermoumlglichen einen Daten-verkehr der die Funktionalitaumlt der Standard-Schnittstellen auf der CPU-Baugruppebezuumlglich Protokolle und Kommunikationsfunktionen uumlberschreitet

(System-)Stromversorgungsbaugruppen sorgen fuumlr die benoumltigten internenSpannungen im Automatisierungsgeraumlt Bei Bedarf koumlnnen bis zu drei System-Stromversorgungsbaugruppen im Automatisierungsgeraumlt eingesetzt werdenLastspannungen bzw Laststroumlme werden uumlber externe Laststromversorgungen(Power Modules PM) bereitgestellt die auch eine 24V-Primaumlrspannung fuumlr System-Stromversorgungsbaugruppen liefern koumlnnen

112 Uumlbersicht STEP 7 Professional

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Autorisierung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuellenBetriebssystemen unter Microsoft Windows Die Projektierung eines S7-1500-Con-trollers geschieht mit zwei Ansichten der Portalansicht und der Projektansicht

Die Portalansicht ist aufgabenorientiert angelegt Im Startportal oumlffnen Sie einbestehendes Projekt erstellen ein neues Projekt oder migrieren ein Projekt EinbdquoProjektldquo ist eine Datenstruktur die alle erforderlichen Programme und Daten fuumlrIhr Automatisierungsvorhaben enthaumllt Von hier aus sind die wichtigsten Werk-zeuge und Funktionen von STEP 7 uumlber weitere Portale erreichbar Das PortalGeraumlte amp Netze zur Konfiguration der Hardware das Portal PLC-Programmierungzum Bearbeiten des Anwenderprogramms das Portal Motion amp Technology zumErstellen von Technologie-Objekten das Portal Visualisierung zum Projektierenvon HMI-Systemen und das Portal Online amp Diagnose fuumlr den Online-Betrieb desProgrammiergeraumlts (Bild 13)

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt (Bild 14) In der Geraumltekonfi-guration steht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittel-

1 Einfuumlhrung

26

Bild 13 Werkzeuge im Startportal von STEP 7 Professional V14

Bild 14 Beispiel fuumlr die Projektansicht Arbeitsbereich der Geraumltekonfiguration

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

27

punkt In der Geraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platziertenBaugruppen gezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt dieEigenschaften der selektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibtUnterstuumltzung durch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Bau-gruppen Die Netzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

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

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

Zusaumltzlich gibt es eine Bibliotheksansicht mit der die Elemente der Projektbiblio-thek und der geoumlffneten globalen Bibliotheken bearbeitet werden koumlnnen

113 Verschiedene Programmiersprachen

Als Programmiersprache fuumlr das Anwenderprogramm koumlnnen Sie zwischen Kon-taktplan (KOP) Funktionsplan (FUP) Structured Control Language (SCL) Anwei-sungsliste (AWL) und Ablaufsteuerung (GRAPH) waumlhlen (Bild 15)

Mit Kontaktplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an denStromlaufplan Die Verknuumlpfung der binaumlren Signalzustaumlnde wird durch die seri-elle oder parallele Anordnung von Kontakten und Spulen dargestellt KomplexeFunktionen wie beispielsweise die arithmetischen Funktionen werden mit Boxendargestellt die Sie wie Kontakte oder Spulen im Kontaktplan anordnen

Mit Funktionsplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an elektro-nische Schaltkreissysteme Binaumlre Verknuumlpfungen werden durch Verschaltung vonUND- und ODER-Funktionen realisiert und mit Speicher-Boxen abgeschlossen Kom-plexe Boxen uumlbernehmen die Verknuumlpfung digitaler Variablen beispielsweise beiden arithmetischen Funktionen

Structured Control Language eignet sich besonders fuumlr die Programmierungvon komplexen Algorithmen oder fuumlr Aufgabenstellungen aus dem Bereich derDatenverwaltung Das Programm besteht aus SCL-Anweisungen die beispielsweiseWertzuweisungen Vergleiche oder Kontrollanweisungen sein koumlnnen

Mit Anweisungsliste programmieren Sie die Steuerungsaufgabe durch eine Folgevon Anweisungen Jede AWL-Anweisung enthaumllt eine Vorschrift was zu tun ist undeventuell einen Operand mit dem die Operation ausgefuumlhrt wird AWL ist gleicher-maszligen geeignet fuumlr binaumlre und digitale Verknuumlpfungen wie fuumlr die Programmie-rung komplexer Steuerungsaufgaben

1 Einfuumlhrung

28

Kontaktplan KOP

Funktionsplan FUP

Structured Control Language SCL

Anweisungsliste AWL

Bild 15 Beispiele fuumlr die Darstellung in KOP FUP SCL und AWL

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

29

Mit GRAPH programmieren Sie eine Steuerungsaufgabe als Ablaufsteuerung inder die sequenzielle Folge von Aktionen vorherrscht Die einzelnen Schritte undVerzweigungen werden durch Weiterschaltbedingungen freigegeben die mit KOPoder FUP programmiert werden koumlnnen (Bild 16)

114 Bearbeitung des Anwenderprogramms

Nach dem Einschalten der Versorgungsspannung pruumlft der Steuerungsprozessordie vorhandene Hardware und parametriert die Baugruppen Anschlieszligend wirdeinmalig ndash falls vorhanden ndash ein Anlaufprogramm bearbeitet Das Anlaufpro-gramm gehoumlrt zum Anwenderprogramm das Sie programmieren Im Anlaufpro-gramm koumlnnen beispielsweise Baugruppen initialisiert werden

Das Anwenderprogramm ist in der Regel in einzelne Abschnitte ndash bdquoBausteineldquogenannt ndash eingeteilt Die Organisationsbausteine (OB) sind die Schnittstelle zwi-schen Betriebssystem und Anwenderprogramm Das Betriebssystem ruft zubestimmten Ereignissen einen Organisationsbaustein auf in dem dann das Anwen-derprogramm bearbeitet wird (Bild 17)

Zur Strukturierung des Programms stehen Funktionsbausteine (FB) und Funktio-nen (FC) zur Verfuumlgung Funktionsbausteine haben einen Speicher in dem lokaleVariablen dauerhaft abgelegt sind Funktionen haben diesen Speicher nicht

Fuumlr den Aufruf (das Starten der Bearbeitung) von Funktionsbausteinen und Funk-tionen gibt es Programmanweisungen Jeder Bausteinaufruf kann mit Ein- undAusgaumlngen ndash bdquoBausteinparameterldquo genannt ndash versehen werden Beim Aufruf koumln-nen Variablen uumlbergeben werden mit denen das Programm im Baustein arbeitensoll Auf diese Weise kann ein Baustein mit einer gewissen Funktion (z B der Aus-

Bild 16 Beispiel fuumlr eine GRAPH-Ablaufkette und eine Schrittprojektierung

Page 21: Berger Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 · Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 Projektieren, Programmieren und Testen mit STEP 7 Professional von Hans Berger 2., wesentlich überarbeitete

Inhaltsverzeichnis

21

1651 Peripheriedaten lesen und schreiben 7981652 Diagnosedaten von einem DP-Normslave lesen 8011653 Datensatz empfangen und bereitstellen 8021654 Dezentrale Station aktivierendeaktivieren 8041655 PROFINET-IO-System umkonfigurieren 805

166 DPV1-Alarme 805

167 Taktsynchronitaumlt 8081671 Einfuumlhrung 8081672 Taktsynchronitaumlt bei PROFINET 8081673 Taktsynchronitaumlt bei PROFIBUS 8111674 Taktsynchronalarm 8131675 Prozessabbilder taktsynchron aktualisieren 816

17 Kommunikation 817

171 Uumlbersicht 817

172 Open User Communication 8201721 Grundlagen 8201722 Datenstruktur der Open User Communication 8211723 Verbindung aufbauen und Daten senden mit TSEND_C 8221724 Verbindung aufbauen und Daten empfangen mit TRCV_C 8231725 Open User Communication projektieren 8251726 Weitere Funktionen fuumlr die Open User Communication 827

173 S7-Kommunikation 8301731 Grundlagen 8301732 Einseitiger Datenaustausch 8301733 Zweiseitiger Datenaustausch 8321734 S7-Kommunikation projektieren 835

174 Freeport-Kommunikation 8361741 Einfuumlhrung in die Freeport-Kommunikation 8361742 Konfigurieren der Kommunikationsbaugruppe CM PtP 8371743 Freeport-Kommunikationsfunktionen 838

175 Weitere Kommunikationsfunktionen 8421751 USS-Protokoll fuumlr Antriebe 8421752 Modbus RTU 8441753 Modbus TCP 846

18 Anhang 849

181 Ein Projekt migrieren 849

182 Webserver 8521821 Webserver aktivieren 8521822 Standard-Webseiten 8551823 Basic-Webseiten 8581824 Service-Daten auslesen 8581825 Webserver initialisieren und Webseiten synchronisieren (WWW) 859

183 Technologieobjekte 859

Inhaltsverzeichnis

22

1831 Technologieobjekte fuumlr Motion Control 8591832 Technologieobjekte fuumlr PID Control 8661833 Technologieobjekte fuumlr Zaumlhlen und Messen 867

184 Daten protokollieren und Rezepturen uumlbertragen 8721841 Einfuumlhrung in die Datenprotokollierung 8721842 Datenprotokollierung anwenden 8721843 Funktionen fuumlr die Datenprotokollierung 8731844 Einfuumlhrung zur Rezepturenuumlbertragung 8751845 Funktionen fuumlr die Rezepturenuumlbertragung 877

185 Simulation mit S7-PLCSIM 8781851 S7-PLCSIM allgemein 8781852 Die Bedienoberflaumlche von PLCSIM 8791853 In S7-PLCSIM mit STEP-7-Testfunktionen testen 8801854 Mit einem Simulationsprojekt arbeiten 8821855 Mit dem Adressbereich testen 8831856 Mit der SIM-Tabelle testen 8831857 Mit der Sequenztabelle testen 885

186 Maschinen- und Anlagendiagnose mit ProDiag 888

Stichwortverzeichnis 892

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

23

1 Einfuumlhrung

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

SIMATIC S7-1500 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den mittleren undoberen Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Ein-Ausgabebaugruppen fuumlr Digital- und Analogsignale sowieTechnologie- und Kommunikationsbaugruppen modular erweitert werden DasAutomatisierungssystem SIMATIC S7-1500 ist nahtlos eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1500

SIMATIC Controller steuern die Maschineoder Anlage Mehrere Varianten derController erweitern das Einsatzspektrum

Die dezentrale Peripherie erweitertdie Schnittstelle zur Maschineoder Anlage

SIMATIC NET

SIMATIC HMI

SIMATIC ET200 STEP 7 Professional(TIA Portal)

SIMATIC S7-1500

Die Vernetzung ermoumlglicht den Datenaustauschzwischen den Geraumlten und den Online-Zugriffan beliebiger Stelle

STEP 7 ist die Engineeringsoftware zumKonfigurieren undProgrammieren

Projektieren

S

Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500

S

ESC OK

Bedienen und Beobachtenzum Fuumlhren der Anlageim laufenden Betrieb

S

1 Einfuumlhrung

24

Die dezentrale Peripherie SIMATIC ET200 bietet eine zusaumltzliche Erweiterung mit Ein-Ausgabebaugruppen die mit PROFIBUS DP oder PROFINET IO mit dem zentralenSteuerungsgeraumlt verbunden sind Die dezentralen Stationen koumlnnen in einem Schalt-schrank oder ndash mit besonderen Bauformen fuumlr erhoumlhte mechanische Anforderungausgestattet ndash auch vor Ort direkt an der Maschine oder Anlage installiert werden

Mit SIMATIC HMI (HMI = Human Machine Interface) wird eine Maschine oderAnlage gefuumlhrt und deren Funktion beobachtet Die Geraumlte koumlnnen ndash je nach Vari-ante ndash uumlber Prozessbilder Bedienfunktionen zur Verfuumlgung stellen Betriebs- undStoumlrungsmeldungen anzeigen und die Automatisierungsdaten in Form von Rezep-turen oder Messwertarchiven verwalten

SIMATIC NET uumlbernimmt den Datenaustausch uumlber verschiedene Bussysteme zwi-schen den SIMATIC-Steuerungsgeraumlten der dezentralen Peripherie den Bedienge-raumlten und dem Programmiergeraumlt Das Programmiergeraumlt kann ein Personal Com-puter ein Industrierechner oder ein Notebook mit dem Betriebssystem MicrosoftWindows sein

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert parametriert und programmiert Das TIA Portal (TIA = TotallyIntegrated Automation) ist das zentrale Werkzeug zum Verwalten der Automatisie-rungsdaten und der dazugehoumlrenden Editoren in Form eines hierarchisch geglie-derten Projekts

111 Automatisierungsgeraumlt SIMATIC S7-1500

Die wesentlichen Bestandteile eines S7-1500-Automatisierungsgeraumlts sind im Bild12 dargestellt

Bild 12 Bestandteile einer S7-1500-Steuerung mit Standard-Controller

Zentralgeraumlt

SM-Baugruppen(Signal Modules)

Auf dem Baugruppentraumlger sind steckbar

Der Baugruppentraumlger hat 32 Steckplaumltzewobei eine optionale StromversorgungSteckplatz 0 und die CPU-BaugruppeSteckplatz 1 belegen Rechts von der CPU-Baugruppe finden noch maximal 30Baugruppen (einschlieszliglichStromversorgungsbaugruppen) Platz

TM-Baugruppen(Technology Modules)

CM-Baugruppen(Communication Modules)

CPU-Baugruppe(Central Processor Unit)

PS-Baugruppe(Power Supply)

Baugruppen-traumlger (Rack)

Bestandteile einer S7-1500-Steuerung

S

ES C OK

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

25

Die CPU-Baugruppe (Zentralbaugruppe) enthaumllt das Betriebssystem und dasAnwenderprogramm Das Anwenderprogramm steht spannungsausfallsicher aufder in der CPU-Baugruppe steckenden SIMATIC Memory Card Die Bearbeitung desAnwenderprogramms findet im Arbeitsspeicher in der CPU statt Die auf der CPU-Baugruppe vorhandenen Busschnittstellen stellen die Verbindung zu anderenAutomatisierungsgeraumlten her

Die Verbindung zur gesteuerten Maschine oder Anlage uumlbernehmen SM-Baugrup-pen (Signalbaugruppen) Diese Ein- und Ausgabebaugruppen gibt es fuumlr Digital-und Analogsignale mit verschiedenen Spannungen und Stroumlmen

Die TM-Baugruppen (Technologiebaugruppen) sind signalvorverarbeitendebdquointelligenteldquo Peripheriebaugruppen die vom Prozess kommende Signale unab-haumlngig von der CPU aufbereiten verarbeiten und entweder wieder direkt an denProzess zuruumlckgeben oder an der internen Schnittstelle der CPU zur Verfuumlgungstellen TM-Baugruppen uumlbernehmen Funktionen die die CPU meist nicht schnellgenug ausfuumlhren kann wie z B Impulse zaumlhlen

Die CM-Baugruppen (Kommunikationsbaugruppen) ermoumlglichen einen Daten-verkehr der die Funktionalitaumlt der Standard-Schnittstellen auf der CPU-Baugruppebezuumlglich Protokolle und Kommunikationsfunktionen uumlberschreitet

(System-)Stromversorgungsbaugruppen sorgen fuumlr die benoumltigten internenSpannungen im Automatisierungsgeraumlt Bei Bedarf koumlnnen bis zu drei System-Stromversorgungsbaugruppen im Automatisierungsgeraumlt eingesetzt werdenLastspannungen bzw Laststroumlme werden uumlber externe Laststromversorgungen(Power Modules PM) bereitgestellt die auch eine 24V-Primaumlrspannung fuumlr System-Stromversorgungsbaugruppen liefern koumlnnen

112 Uumlbersicht STEP 7 Professional

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Autorisierung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuellenBetriebssystemen unter Microsoft Windows Die Projektierung eines S7-1500-Con-trollers geschieht mit zwei Ansichten der Portalansicht und der Projektansicht

Die Portalansicht ist aufgabenorientiert angelegt Im Startportal oumlffnen Sie einbestehendes Projekt erstellen ein neues Projekt oder migrieren ein Projekt EinbdquoProjektldquo ist eine Datenstruktur die alle erforderlichen Programme und Daten fuumlrIhr Automatisierungsvorhaben enthaumllt Von hier aus sind die wichtigsten Werk-zeuge und Funktionen von STEP 7 uumlber weitere Portale erreichbar Das PortalGeraumlte amp Netze zur Konfiguration der Hardware das Portal PLC-Programmierungzum Bearbeiten des Anwenderprogramms das Portal Motion amp Technology zumErstellen von Technologie-Objekten das Portal Visualisierung zum Projektierenvon HMI-Systemen und das Portal Online amp Diagnose fuumlr den Online-Betrieb desProgrammiergeraumlts (Bild 13)

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt (Bild 14) In der Geraumltekonfi-guration steht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittel-

1 Einfuumlhrung

26

Bild 13 Werkzeuge im Startportal von STEP 7 Professional V14

Bild 14 Beispiel fuumlr die Projektansicht Arbeitsbereich der Geraumltekonfiguration

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

27

punkt In der Geraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platziertenBaugruppen gezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt dieEigenschaften der selektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibtUnterstuumltzung durch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Bau-gruppen Die Netzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

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

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

Zusaumltzlich gibt es eine Bibliotheksansicht mit der die Elemente der Projektbiblio-thek und der geoumlffneten globalen Bibliotheken bearbeitet werden koumlnnen

113 Verschiedene Programmiersprachen

Als Programmiersprache fuumlr das Anwenderprogramm koumlnnen Sie zwischen Kon-taktplan (KOP) Funktionsplan (FUP) Structured Control Language (SCL) Anwei-sungsliste (AWL) und Ablaufsteuerung (GRAPH) waumlhlen (Bild 15)

Mit Kontaktplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an denStromlaufplan Die Verknuumlpfung der binaumlren Signalzustaumlnde wird durch die seri-elle oder parallele Anordnung von Kontakten und Spulen dargestellt KomplexeFunktionen wie beispielsweise die arithmetischen Funktionen werden mit Boxendargestellt die Sie wie Kontakte oder Spulen im Kontaktplan anordnen

Mit Funktionsplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an elektro-nische Schaltkreissysteme Binaumlre Verknuumlpfungen werden durch Verschaltung vonUND- und ODER-Funktionen realisiert und mit Speicher-Boxen abgeschlossen Kom-plexe Boxen uumlbernehmen die Verknuumlpfung digitaler Variablen beispielsweise beiden arithmetischen Funktionen

Structured Control Language eignet sich besonders fuumlr die Programmierungvon komplexen Algorithmen oder fuumlr Aufgabenstellungen aus dem Bereich derDatenverwaltung Das Programm besteht aus SCL-Anweisungen die beispielsweiseWertzuweisungen Vergleiche oder Kontrollanweisungen sein koumlnnen

Mit Anweisungsliste programmieren Sie die Steuerungsaufgabe durch eine Folgevon Anweisungen Jede AWL-Anweisung enthaumllt eine Vorschrift was zu tun ist undeventuell einen Operand mit dem die Operation ausgefuumlhrt wird AWL ist gleicher-maszligen geeignet fuumlr binaumlre und digitale Verknuumlpfungen wie fuumlr die Programmie-rung komplexer Steuerungsaufgaben

1 Einfuumlhrung

28

Kontaktplan KOP

Funktionsplan FUP

Structured Control Language SCL

Anweisungsliste AWL

Bild 15 Beispiele fuumlr die Darstellung in KOP FUP SCL und AWL

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

29

Mit GRAPH programmieren Sie eine Steuerungsaufgabe als Ablaufsteuerung inder die sequenzielle Folge von Aktionen vorherrscht Die einzelnen Schritte undVerzweigungen werden durch Weiterschaltbedingungen freigegeben die mit KOPoder FUP programmiert werden koumlnnen (Bild 16)

114 Bearbeitung des Anwenderprogramms

Nach dem Einschalten der Versorgungsspannung pruumlft der Steuerungsprozessordie vorhandene Hardware und parametriert die Baugruppen Anschlieszligend wirdeinmalig ndash falls vorhanden ndash ein Anlaufprogramm bearbeitet Das Anlaufpro-gramm gehoumlrt zum Anwenderprogramm das Sie programmieren Im Anlaufpro-gramm koumlnnen beispielsweise Baugruppen initialisiert werden

Das Anwenderprogramm ist in der Regel in einzelne Abschnitte ndash bdquoBausteineldquogenannt ndash eingeteilt Die Organisationsbausteine (OB) sind die Schnittstelle zwi-schen Betriebssystem und Anwenderprogramm Das Betriebssystem ruft zubestimmten Ereignissen einen Organisationsbaustein auf in dem dann das Anwen-derprogramm bearbeitet wird (Bild 17)

Zur Strukturierung des Programms stehen Funktionsbausteine (FB) und Funktio-nen (FC) zur Verfuumlgung Funktionsbausteine haben einen Speicher in dem lokaleVariablen dauerhaft abgelegt sind Funktionen haben diesen Speicher nicht

Fuumlr den Aufruf (das Starten der Bearbeitung) von Funktionsbausteinen und Funk-tionen gibt es Programmanweisungen Jeder Bausteinaufruf kann mit Ein- undAusgaumlngen ndash bdquoBausteinparameterldquo genannt ndash versehen werden Beim Aufruf koumln-nen Variablen uumlbergeben werden mit denen das Programm im Baustein arbeitensoll Auf diese Weise kann ein Baustein mit einer gewissen Funktion (z B der Aus-

Bild 16 Beispiel fuumlr eine GRAPH-Ablaufkette und eine Schrittprojektierung

Page 22: Berger Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 · Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 Projektieren, Programmieren und Testen mit STEP 7 Professional von Hans Berger 2., wesentlich überarbeitete

Inhaltsverzeichnis

22

1831 Technologieobjekte fuumlr Motion Control 8591832 Technologieobjekte fuumlr PID Control 8661833 Technologieobjekte fuumlr Zaumlhlen und Messen 867

184 Daten protokollieren und Rezepturen uumlbertragen 8721841 Einfuumlhrung in die Datenprotokollierung 8721842 Datenprotokollierung anwenden 8721843 Funktionen fuumlr die Datenprotokollierung 8731844 Einfuumlhrung zur Rezepturenuumlbertragung 8751845 Funktionen fuumlr die Rezepturenuumlbertragung 877

185 Simulation mit S7-PLCSIM 8781851 S7-PLCSIM allgemein 8781852 Die Bedienoberflaumlche von PLCSIM 8791853 In S7-PLCSIM mit STEP-7-Testfunktionen testen 8801854 Mit einem Simulationsprojekt arbeiten 8821855 Mit dem Adressbereich testen 8831856 Mit der SIM-Tabelle testen 8831857 Mit der Sequenztabelle testen 885

186 Maschinen- und Anlagendiagnose mit ProDiag 888

Stichwortverzeichnis 892

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

23

1 Einfuumlhrung

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

SIMATIC S7-1500 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den mittleren undoberen Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Ein-Ausgabebaugruppen fuumlr Digital- und Analogsignale sowieTechnologie- und Kommunikationsbaugruppen modular erweitert werden DasAutomatisierungssystem SIMATIC S7-1500 ist nahtlos eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1500

SIMATIC Controller steuern die Maschineoder Anlage Mehrere Varianten derController erweitern das Einsatzspektrum

Die dezentrale Peripherie erweitertdie Schnittstelle zur Maschineoder Anlage

SIMATIC NET

SIMATIC HMI

SIMATIC ET200 STEP 7 Professional(TIA Portal)

SIMATIC S7-1500

Die Vernetzung ermoumlglicht den Datenaustauschzwischen den Geraumlten und den Online-Zugriffan beliebiger Stelle

STEP 7 ist die Engineeringsoftware zumKonfigurieren undProgrammieren

Projektieren

S

Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500

S

ESC OK

Bedienen und Beobachtenzum Fuumlhren der Anlageim laufenden Betrieb

S

1 Einfuumlhrung

24

Die dezentrale Peripherie SIMATIC ET200 bietet eine zusaumltzliche Erweiterung mit Ein-Ausgabebaugruppen die mit PROFIBUS DP oder PROFINET IO mit dem zentralenSteuerungsgeraumlt verbunden sind Die dezentralen Stationen koumlnnen in einem Schalt-schrank oder ndash mit besonderen Bauformen fuumlr erhoumlhte mechanische Anforderungausgestattet ndash auch vor Ort direkt an der Maschine oder Anlage installiert werden

Mit SIMATIC HMI (HMI = Human Machine Interface) wird eine Maschine oderAnlage gefuumlhrt und deren Funktion beobachtet Die Geraumlte koumlnnen ndash je nach Vari-ante ndash uumlber Prozessbilder Bedienfunktionen zur Verfuumlgung stellen Betriebs- undStoumlrungsmeldungen anzeigen und die Automatisierungsdaten in Form von Rezep-turen oder Messwertarchiven verwalten

SIMATIC NET uumlbernimmt den Datenaustausch uumlber verschiedene Bussysteme zwi-schen den SIMATIC-Steuerungsgeraumlten der dezentralen Peripherie den Bedienge-raumlten und dem Programmiergeraumlt Das Programmiergeraumlt kann ein Personal Com-puter ein Industrierechner oder ein Notebook mit dem Betriebssystem MicrosoftWindows sein

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert parametriert und programmiert Das TIA Portal (TIA = TotallyIntegrated Automation) ist das zentrale Werkzeug zum Verwalten der Automatisie-rungsdaten und der dazugehoumlrenden Editoren in Form eines hierarchisch geglie-derten Projekts

111 Automatisierungsgeraumlt SIMATIC S7-1500

Die wesentlichen Bestandteile eines S7-1500-Automatisierungsgeraumlts sind im Bild12 dargestellt

Bild 12 Bestandteile einer S7-1500-Steuerung mit Standard-Controller

Zentralgeraumlt

SM-Baugruppen(Signal Modules)

Auf dem Baugruppentraumlger sind steckbar

Der Baugruppentraumlger hat 32 Steckplaumltzewobei eine optionale StromversorgungSteckplatz 0 und die CPU-BaugruppeSteckplatz 1 belegen Rechts von der CPU-Baugruppe finden noch maximal 30Baugruppen (einschlieszliglichStromversorgungsbaugruppen) Platz

TM-Baugruppen(Technology Modules)

CM-Baugruppen(Communication Modules)

CPU-Baugruppe(Central Processor Unit)

PS-Baugruppe(Power Supply)

Baugruppen-traumlger (Rack)

Bestandteile einer S7-1500-Steuerung

S

ES C OK

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

25

Die CPU-Baugruppe (Zentralbaugruppe) enthaumllt das Betriebssystem und dasAnwenderprogramm Das Anwenderprogramm steht spannungsausfallsicher aufder in der CPU-Baugruppe steckenden SIMATIC Memory Card Die Bearbeitung desAnwenderprogramms findet im Arbeitsspeicher in der CPU statt Die auf der CPU-Baugruppe vorhandenen Busschnittstellen stellen die Verbindung zu anderenAutomatisierungsgeraumlten her

Die Verbindung zur gesteuerten Maschine oder Anlage uumlbernehmen SM-Baugrup-pen (Signalbaugruppen) Diese Ein- und Ausgabebaugruppen gibt es fuumlr Digital-und Analogsignale mit verschiedenen Spannungen und Stroumlmen

Die TM-Baugruppen (Technologiebaugruppen) sind signalvorverarbeitendebdquointelligenteldquo Peripheriebaugruppen die vom Prozess kommende Signale unab-haumlngig von der CPU aufbereiten verarbeiten und entweder wieder direkt an denProzess zuruumlckgeben oder an der internen Schnittstelle der CPU zur Verfuumlgungstellen TM-Baugruppen uumlbernehmen Funktionen die die CPU meist nicht schnellgenug ausfuumlhren kann wie z B Impulse zaumlhlen

Die CM-Baugruppen (Kommunikationsbaugruppen) ermoumlglichen einen Daten-verkehr der die Funktionalitaumlt der Standard-Schnittstellen auf der CPU-Baugruppebezuumlglich Protokolle und Kommunikationsfunktionen uumlberschreitet

(System-)Stromversorgungsbaugruppen sorgen fuumlr die benoumltigten internenSpannungen im Automatisierungsgeraumlt Bei Bedarf koumlnnen bis zu drei System-Stromversorgungsbaugruppen im Automatisierungsgeraumlt eingesetzt werdenLastspannungen bzw Laststroumlme werden uumlber externe Laststromversorgungen(Power Modules PM) bereitgestellt die auch eine 24V-Primaumlrspannung fuumlr System-Stromversorgungsbaugruppen liefern koumlnnen

112 Uumlbersicht STEP 7 Professional

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Autorisierung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuellenBetriebssystemen unter Microsoft Windows Die Projektierung eines S7-1500-Con-trollers geschieht mit zwei Ansichten der Portalansicht und der Projektansicht

Die Portalansicht ist aufgabenorientiert angelegt Im Startportal oumlffnen Sie einbestehendes Projekt erstellen ein neues Projekt oder migrieren ein Projekt EinbdquoProjektldquo ist eine Datenstruktur die alle erforderlichen Programme und Daten fuumlrIhr Automatisierungsvorhaben enthaumllt Von hier aus sind die wichtigsten Werk-zeuge und Funktionen von STEP 7 uumlber weitere Portale erreichbar Das PortalGeraumlte amp Netze zur Konfiguration der Hardware das Portal PLC-Programmierungzum Bearbeiten des Anwenderprogramms das Portal Motion amp Technology zumErstellen von Technologie-Objekten das Portal Visualisierung zum Projektierenvon HMI-Systemen und das Portal Online amp Diagnose fuumlr den Online-Betrieb desProgrammiergeraumlts (Bild 13)

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt (Bild 14) In der Geraumltekonfi-guration steht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittel-

1 Einfuumlhrung

26

Bild 13 Werkzeuge im Startportal von STEP 7 Professional V14

Bild 14 Beispiel fuumlr die Projektansicht Arbeitsbereich der Geraumltekonfiguration

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

27

punkt In der Geraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platziertenBaugruppen gezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt dieEigenschaften der selektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibtUnterstuumltzung durch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Bau-gruppen Die Netzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

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

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

Zusaumltzlich gibt es eine Bibliotheksansicht mit der die Elemente der Projektbiblio-thek und der geoumlffneten globalen Bibliotheken bearbeitet werden koumlnnen

113 Verschiedene Programmiersprachen

Als Programmiersprache fuumlr das Anwenderprogramm koumlnnen Sie zwischen Kon-taktplan (KOP) Funktionsplan (FUP) Structured Control Language (SCL) Anwei-sungsliste (AWL) und Ablaufsteuerung (GRAPH) waumlhlen (Bild 15)

Mit Kontaktplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an denStromlaufplan Die Verknuumlpfung der binaumlren Signalzustaumlnde wird durch die seri-elle oder parallele Anordnung von Kontakten und Spulen dargestellt KomplexeFunktionen wie beispielsweise die arithmetischen Funktionen werden mit Boxendargestellt die Sie wie Kontakte oder Spulen im Kontaktplan anordnen

Mit Funktionsplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an elektro-nische Schaltkreissysteme Binaumlre Verknuumlpfungen werden durch Verschaltung vonUND- und ODER-Funktionen realisiert und mit Speicher-Boxen abgeschlossen Kom-plexe Boxen uumlbernehmen die Verknuumlpfung digitaler Variablen beispielsweise beiden arithmetischen Funktionen

Structured Control Language eignet sich besonders fuumlr die Programmierungvon komplexen Algorithmen oder fuumlr Aufgabenstellungen aus dem Bereich derDatenverwaltung Das Programm besteht aus SCL-Anweisungen die beispielsweiseWertzuweisungen Vergleiche oder Kontrollanweisungen sein koumlnnen

Mit Anweisungsliste programmieren Sie die Steuerungsaufgabe durch eine Folgevon Anweisungen Jede AWL-Anweisung enthaumllt eine Vorschrift was zu tun ist undeventuell einen Operand mit dem die Operation ausgefuumlhrt wird AWL ist gleicher-maszligen geeignet fuumlr binaumlre und digitale Verknuumlpfungen wie fuumlr die Programmie-rung komplexer Steuerungsaufgaben

1 Einfuumlhrung

28

Kontaktplan KOP

Funktionsplan FUP

Structured Control Language SCL

Anweisungsliste AWL

Bild 15 Beispiele fuumlr die Darstellung in KOP FUP SCL und AWL

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

29

Mit GRAPH programmieren Sie eine Steuerungsaufgabe als Ablaufsteuerung inder die sequenzielle Folge von Aktionen vorherrscht Die einzelnen Schritte undVerzweigungen werden durch Weiterschaltbedingungen freigegeben die mit KOPoder FUP programmiert werden koumlnnen (Bild 16)

114 Bearbeitung des Anwenderprogramms

Nach dem Einschalten der Versorgungsspannung pruumlft der Steuerungsprozessordie vorhandene Hardware und parametriert die Baugruppen Anschlieszligend wirdeinmalig ndash falls vorhanden ndash ein Anlaufprogramm bearbeitet Das Anlaufpro-gramm gehoumlrt zum Anwenderprogramm das Sie programmieren Im Anlaufpro-gramm koumlnnen beispielsweise Baugruppen initialisiert werden

Das Anwenderprogramm ist in der Regel in einzelne Abschnitte ndash bdquoBausteineldquogenannt ndash eingeteilt Die Organisationsbausteine (OB) sind die Schnittstelle zwi-schen Betriebssystem und Anwenderprogramm Das Betriebssystem ruft zubestimmten Ereignissen einen Organisationsbaustein auf in dem dann das Anwen-derprogramm bearbeitet wird (Bild 17)

Zur Strukturierung des Programms stehen Funktionsbausteine (FB) und Funktio-nen (FC) zur Verfuumlgung Funktionsbausteine haben einen Speicher in dem lokaleVariablen dauerhaft abgelegt sind Funktionen haben diesen Speicher nicht

Fuumlr den Aufruf (das Starten der Bearbeitung) von Funktionsbausteinen und Funk-tionen gibt es Programmanweisungen Jeder Bausteinaufruf kann mit Ein- undAusgaumlngen ndash bdquoBausteinparameterldquo genannt ndash versehen werden Beim Aufruf koumln-nen Variablen uumlbergeben werden mit denen das Programm im Baustein arbeitensoll Auf diese Weise kann ein Baustein mit einer gewissen Funktion (z B der Aus-

Bild 16 Beispiel fuumlr eine GRAPH-Ablaufkette und eine Schrittprojektierung

Page 23: Berger Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 · Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 Projektieren, Programmieren und Testen mit STEP 7 Professional von Hans Berger 2., wesentlich überarbeitete

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

23

1 Einfuumlhrung

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

SIMATIC S7-1500 ist das modulare Automatisierungssystem fuumlr den mittleren undoberen Leistungsbereich Verschiedene Varianten der Controller passen die Leis-tungsfaumlhigkeit an den jeweiligen Einsatzfall an Je nach Bedarf kann das Automati-sierungsgeraumlt mit Ein-Ausgabebaugruppen fuumlr Digital- und Analogsignale sowieTechnologie- und Kommunikationsbaugruppen modular erweitert werden DasAutomatisierungssystem SIMATIC S7-1500 ist nahtlos eingebettet in die SIMATIC-Systemarchitektur (Bild 11)

Bild 11 Bestandteile des Automatisierungssystems SIMATIC S7-1500

SIMATIC Controller steuern die Maschineoder Anlage Mehrere Varianten derController erweitern das Einsatzspektrum

Die dezentrale Peripherie erweitertdie Schnittstelle zur Maschineoder Anlage

SIMATIC NET

SIMATIC HMI

SIMATIC ET200 STEP 7 Professional(TIA Portal)

SIMATIC S7-1500

Die Vernetzung ermoumlglicht den Datenaustauschzwischen den Geraumlten und den Online-Zugriffan beliebiger Stelle

STEP 7 ist die Engineeringsoftware zumKonfigurieren undProgrammieren

Projektieren

S

Automatisierungssystem SIMATIC S7-1500

S

ESC OK

Bedienen und Beobachtenzum Fuumlhren der Anlageim laufenden Betrieb

S

1 Einfuumlhrung

24

Die dezentrale Peripherie SIMATIC ET200 bietet eine zusaumltzliche Erweiterung mit Ein-Ausgabebaugruppen die mit PROFIBUS DP oder PROFINET IO mit dem zentralenSteuerungsgeraumlt verbunden sind Die dezentralen Stationen koumlnnen in einem Schalt-schrank oder ndash mit besonderen Bauformen fuumlr erhoumlhte mechanische Anforderungausgestattet ndash auch vor Ort direkt an der Maschine oder Anlage installiert werden

Mit SIMATIC HMI (HMI = Human Machine Interface) wird eine Maschine oderAnlage gefuumlhrt und deren Funktion beobachtet Die Geraumlte koumlnnen ndash je nach Vari-ante ndash uumlber Prozessbilder Bedienfunktionen zur Verfuumlgung stellen Betriebs- undStoumlrungsmeldungen anzeigen und die Automatisierungsdaten in Form von Rezep-turen oder Messwertarchiven verwalten

SIMATIC NET uumlbernimmt den Datenaustausch uumlber verschiedene Bussysteme zwi-schen den SIMATIC-Steuerungsgeraumlten der dezentralen Peripherie den Bedienge-raumlten und dem Programmiergeraumlt Das Programmiergeraumlt kann ein Personal Com-puter ein Industrierechner oder ein Notebook mit dem Betriebssystem MicrosoftWindows sein

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert parametriert und programmiert Das TIA Portal (TIA = TotallyIntegrated Automation) ist das zentrale Werkzeug zum Verwalten der Automatisie-rungsdaten und der dazugehoumlrenden Editoren in Form eines hierarchisch geglie-derten Projekts

111 Automatisierungsgeraumlt SIMATIC S7-1500

Die wesentlichen Bestandteile eines S7-1500-Automatisierungsgeraumlts sind im Bild12 dargestellt

Bild 12 Bestandteile einer S7-1500-Steuerung mit Standard-Controller

Zentralgeraumlt

SM-Baugruppen(Signal Modules)

Auf dem Baugruppentraumlger sind steckbar

Der Baugruppentraumlger hat 32 Steckplaumltzewobei eine optionale StromversorgungSteckplatz 0 und die CPU-BaugruppeSteckplatz 1 belegen Rechts von der CPU-Baugruppe finden noch maximal 30Baugruppen (einschlieszliglichStromversorgungsbaugruppen) Platz

TM-Baugruppen(Technology Modules)

CM-Baugruppen(Communication Modules)

CPU-Baugruppe(Central Processor Unit)

PS-Baugruppe(Power Supply)

Baugruppen-traumlger (Rack)

Bestandteile einer S7-1500-Steuerung

S

ES C OK

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

25

Die CPU-Baugruppe (Zentralbaugruppe) enthaumllt das Betriebssystem und dasAnwenderprogramm Das Anwenderprogramm steht spannungsausfallsicher aufder in der CPU-Baugruppe steckenden SIMATIC Memory Card Die Bearbeitung desAnwenderprogramms findet im Arbeitsspeicher in der CPU statt Die auf der CPU-Baugruppe vorhandenen Busschnittstellen stellen die Verbindung zu anderenAutomatisierungsgeraumlten her

Die Verbindung zur gesteuerten Maschine oder Anlage uumlbernehmen SM-Baugrup-pen (Signalbaugruppen) Diese Ein- und Ausgabebaugruppen gibt es fuumlr Digital-und Analogsignale mit verschiedenen Spannungen und Stroumlmen

Die TM-Baugruppen (Technologiebaugruppen) sind signalvorverarbeitendebdquointelligenteldquo Peripheriebaugruppen die vom Prozess kommende Signale unab-haumlngig von der CPU aufbereiten verarbeiten und entweder wieder direkt an denProzess zuruumlckgeben oder an der internen Schnittstelle der CPU zur Verfuumlgungstellen TM-Baugruppen uumlbernehmen Funktionen die die CPU meist nicht schnellgenug ausfuumlhren kann wie z B Impulse zaumlhlen

Die CM-Baugruppen (Kommunikationsbaugruppen) ermoumlglichen einen Daten-verkehr der die Funktionalitaumlt der Standard-Schnittstellen auf der CPU-Baugruppebezuumlglich Protokolle und Kommunikationsfunktionen uumlberschreitet

(System-)Stromversorgungsbaugruppen sorgen fuumlr die benoumltigten internenSpannungen im Automatisierungsgeraumlt Bei Bedarf koumlnnen bis zu drei System-Stromversorgungsbaugruppen im Automatisierungsgeraumlt eingesetzt werdenLastspannungen bzw Laststroumlme werden uumlber externe Laststromversorgungen(Power Modules PM) bereitgestellt die auch eine 24V-Primaumlrspannung fuumlr System-Stromversorgungsbaugruppen liefern koumlnnen

112 Uumlbersicht STEP 7 Professional

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Autorisierung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuellenBetriebssystemen unter Microsoft Windows Die Projektierung eines S7-1500-Con-trollers geschieht mit zwei Ansichten der Portalansicht und der Projektansicht

Die Portalansicht ist aufgabenorientiert angelegt Im Startportal oumlffnen Sie einbestehendes Projekt erstellen ein neues Projekt oder migrieren ein Projekt EinbdquoProjektldquo ist eine Datenstruktur die alle erforderlichen Programme und Daten fuumlrIhr Automatisierungsvorhaben enthaumllt Von hier aus sind die wichtigsten Werk-zeuge und Funktionen von STEP 7 uumlber weitere Portale erreichbar Das PortalGeraumlte amp Netze zur Konfiguration der Hardware das Portal PLC-Programmierungzum Bearbeiten des Anwenderprogramms das Portal Motion amp Technology zumErstellen von Technologie-Objekten das Portal Visualisierung zum Projektierenvon HMI-Systemen und das Portal Online amp Diagnose fuumlr den Online-Betrieb desProgrammiergeraumlts (Bild 13)

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt (Bild 14) In der Geraumltekonfi-guration steht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittel-

1 Einfuumlhrung

26

Bild 13 Werkzeuge im Startportal von STEP 7 Professional V14

Bild 14 Beispiel fuumlr die Projektansicht Arbeitsbereich der Geraumltekonfiguration

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

27

punkt In der Geraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platziertenBaugruppen gezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt dieEigenschaften der selektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibtUnterstuumltzung durch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Bau-gruppen Die Netzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

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

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

Zusaumltzlich gibt es eine Bibliotheksansicht mit der die Elemente der Projektbiblio-thek und der geoumlffneten globalen Bibliotheken bearbeitet werden koumlnnen

113 Verschiedene Programmiersprachen

Als Programmiersprache fuumlr das Anwenderprogramm koumlnnen Sie zwischen Kon-taktplan (KOP) Funktionsplan (FUP) Structured Control Language (SCL) Anwei-sungsliste (AWL) und Ablaufsteuerung (GRAPH) waumlhlen (Bild 15)

Mit Kontaktplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an denStromlaufplan Die Verknuumlpfung der binaumlren Signalzustaumlnde wird durch die seri-elle oder parallele Anordnung von Kontakten und Spulen dargestellt KomplexeFunktionen wie beispielsweise die arithmetischen Funktionen werden mit Boxendargestellt die Sie wie Kontakte oder Spulen im Kontaktplan anordnen

Mit Funktionsplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an elektro-nische Schaltkreissysteme Binaumlre Verknuumlpfungen werden durch Verschaltung vonUND- und ODER-Funktionen realisiert und mit Speicher-Boxen abgeschlossen Kom-plexe Boxen uumlbernehmen die Verknuumlpfung digitaler Variablen beispielsweise beiden arithmetischen Funktionen

Structured Control Language eignet sich besonders fuumlr die Programmierungvon komplexen Algorithmen oder fuumlr Aufgabenstellungen aus dem Bereich derDatenverwaltung Das Programm besteht aus SCL-Anweisungen die beispielsweiseWertzuweisungen Vergleiche oder Kontrollanweisungen sein koumlnnen

Mit Anweisungsliste programmieren Sie die Steuerungsaufgabe durch eine Folgevon Anweisungen Jede AWL-Anweisung enthaumllt eine Vorschrift was zu tun ist undeventuell einen Operand mit dem die Operation ausgefuumlhrt wird AWL ist gleicher-maszligen geeignet fuumlr binaumlre und digitale Verknuumlpfungen wie fuumlr die Programmie-rung komplexer Steuerungsaufgaben

1 Einfuumlhrung

28

Kontaktplan KOP

Funktionsplan FUP

Structured Control Language SCL

Anweisungsliste AWL

Bild 15 Beispiele fuumlr die Darstellung in KOP FUP SCL und AWL

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

29

Mit GRAPH programmieren Sie eine Steuerungsaufgabe als Ablaufsteuerung inder die sequenzielle Folge von Aktionen vorherrscht Die einzelnen Schritte undVerzweigungen werden durch Weiterschaltbedingungen freigegeben die mit KOPoder FUP programmiert werden koumlnnen (Bild 16)

114 Bearbeitung des Anwenderprogramms

Nach dem Einschalten der Versorgungsspannung pruumlft der Steuerungsprozessordie vorhandene Hardware und parametriert die Baugruppen Anschlieszligend wirdeinmalig ndash falls vorhanden ndash ein Anlaufprogramm bearbeitet Das Anlaufpro-gramm gehoumlrt zum Anwenderprogramm das Sie programmieren Im Anlaufpro-gramm koumlnnen beispielsweise Baugruppen initialisiert werden

Das Anwenderprogramm ist in der Regel in einzelne Abschnitte ndash bdquoBausteineldquogenannt ndash eingeteilt Die Organisationsbausteine (OB) sind die Schnittstelle zwi-schen Betriebssystem und Anwenderprogramm Das Betriebssystem ruft zubestimmten Ereignissen einen Organisationsbaustein auf in dem dann das Anwen-derprogramm bearbeitet wird (Bild 17)

Zur Strukturierung des Programms stehen Funktionsbausteine (FB) und Funktio-nen (FC) zur Verfuumlgung Funktionsbausteine haben einen Speicher in dem lokaleVariablen dauerhaft abgelegt sind Funktionen haben diesen Speicher nicht

Fuumlr den Aufruf (das Starten der Bearbeitung) von Funktionsbausteinen und Funk-tionen gibt es Programmanweisungen Jeder Bausteinaufruf kann mit Ein- undAusgaumlngen ndash bdquoBausteinparameterldquo genannt ndash versehen werden Beim Aufruf koumln-nen Variablen uumlbergeben werden mit denen das Programm im Baustein arbeitensoll Auf diese Weise kann ein Baustein mit einer gewissen Funktion (z B der Aus-

Bild 16 Beispiel fuumlr eine GRAPH-Ablaufkette und eine Schrittprojektierung

Page 24: Berger Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 · Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 Projektieren, Programmieren und Testen mit STEP 7 Professional von Hans Berger 2., wesentlich überarbeitete

1 Einfuumlhrung

24

Die dezentrale Peripherie SIMATIC ET200 bietet eine zusaumltzliche Erweiterung mit Ein-Ausgabebaugruppen die mit PROFIBUS DP oder PROFINET IO mit dem zentralenSteuerungsgeraumlt verbunden sind Die dezentralen Stationen koumlnnen in einem Schalt-schrank oder ndash mit besonderen Bauformen fuumlr erhoumlhte mechanische Anforderungausgestattet ndash auch vor Ort direkt an der Maschine oder Anlage installiert werden

Mit SIMATIC HMI (HMI = Human Machine Interface) wird eine Maschine oderAnlage gefuumlhrt und deren Funktion beobachtet Die Geraumlte koumlnnen ndash je nach Vari-ante ndash uumlber Prozessbilder Bedienfunktionen zur Verfuumlgung stellen Betriebs- undStoumlrungsmeldungen anzeigen und die Automatisierungsdaten in Form von Rezep-turen oder Messwertarchiven verwalten

SIMATIC NET uumlbernimmt den Datenaustausch uumlber verschiedene Bussysteme zwi-schen den SIMATIC-Steuerungsgeraumlten der dezentralen Peripherie den Bedienge-raumlten und dem Programmiergeraumlt Das Programmiergeraumlt kann ein Personal Com-puter ein Industrierechner oder ein Notebook mit dem Betriebssystem MicrosoftWindows sein

Mit der Engineering-Software STEP 7 werden die SIMATIC-Komponenten konfigu-riert projektiert parametriert und programmiert Das TIA Portal (TIA = TotallyIntegrated Automation) ist das zentrale Werkzeug zum Verwalten der Automatisie-rungsdaten und der dazugehoumlrenden Editoren in Form eines hierarchisch geglie-derten Projekts

111 Automatisierungsgeraumlt SIMATIC S7-1500

Die wesentlichen Bestandteile eines S7-1500-Automatisierungsgeraumlts sind im Bild12 dargestellt

Bild 12 Bestandteile einer S7-1500-Steuerung mit Standard-Controller

Zentralgeraumlt

SM-Baugruppen(Signal Modules)

Auf dem Baugruppentraumlger sind steckbar

Der Baugruppentraumlger hat 32 Steckplaumltzewobei eine optionale StromversorgungSteckplatz 0 und die CPU-BaugruppeSteckplatz 1 belegen Rechts von der CPU-Baugruppe finden noch maximal 30Baugruppen (einschlieszliglichStromversorgungsbaugruppen) Platz

TM-Baugruppen(Technology Modules)

CM-Baugruppen(Communication Modules)

CPU-Baugruppe(Central Processor Unit)

PS-Baugruppe(Power Supply)

Baugruppen-traumlger (Rack)

Bestandteile einer S7-1500-Steuerung

S

ES C OK

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

25

Die CPU-Baugruppe (Zentralbaugruppe) enthaumllt das Betriebssystem und dasAnwenderprogramm Das Anwenderprogramm steht spannungsausfallsicher aufder in der CPU-Baugruppe steckenden SIMATIC Memory Card Die Bearbeitung desAnwenderprogramms findet im Arbeitsspeicher in der CPU statt Die auf der CPU-Baugruppe vorhandenen Busschnittstellen stellen die Verbindung zu anderenAutomatisierungsgeraumlten her

Die Verbindung zur gesteuerten Maschine oder Anlage uumlbernehmen SM-Baugrup-pen (Signalbaugruppen) Diese Ein- und Ausgabebaugruppen gibt es fuumlr Digital-und Analogsignale mit verschiedenen Spannungen und Stroumlmen

Die TM-Baugruppen (Technologiebaugruppen) sind signalvorverarbeitendebdquointelligenteldquo Peripheriebaugruppen die vom Prozess kommende Signale unab-haumlngig von der CPU aufbereiten verarbeiten und entweder wieder direkt an denProzess zuruumlckgeben oder an der internen Schnittstelle der CPU zur Verfuumlgungstellen TM-Baugruppen uumlbernehmen Funktionen die die CPU meist nicht schnellgenug ausfuumlhren kann wie z B Impulse zaumlhlen

Die CM-Baugruppen (Kommunikationsbaugruppen) ermoumlglichen einen Daten-verkehr der die Funktionalitaumlt der Standard-Schnittstellen auf der CPU-Baugruppebezuumlglich Protokolle und Kommunikationsfunktionen uumlberschreitet

(System-)Stromversorgungsbaugruppen sorgen fuumlr die benoumltigten internenSpannungen im Automatisierungsgeraumlt Bei Bedarf koumlnnen bis zu drei System-Stromversorgungsbaugruppen im Automatisierungsgeraumlt eingesetzt werdenLastspannungen bzw Laststroumlme werden uumlber externe Laststromversorgungen(Power Modules PM) bereitgestellt die auch eine 24V-Primaumlrspannung fuumlr System-Stromversorgungsbaugruppen liefern koumlnnen

112 Uumlbersicht STEP 7 Professional

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Autorisierung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuellenBetriebssystemen unter Microsoft Windows Die Projektierung eines S7-1500-Con-trollers geschieht mit zwei Ansichten der Portalansicht und der Projektansicht

Die Portalansicht ist aufgabenorientiert angelegt Im Startportal oumlffnen Sie einbestehendes Projekt erstellen ein neues Projekt oder migrieren ein Projekt EinbdquoProjektldquo ist eine Datenstruktur die alle erforderlichen Programme und Daten fuumlrIhr Automatisierungsvorhaben enthaumllt Von hier aus sind die wichtigsten Werk-zeuge und Funktionen von STEP 7 uumlber weitere Portale erreichbar Das PortalGeraumlte amp Netze zur Konfiguration der Hardware das Portal PLC-Programmierungzum Bearbeiten des Anwenderprogramms das Portal Motion amp Technology zumErstellen von Technologie-Objekten das Portal Visualisierung zum Projektierenvon HMI-Systemen und das Portal Online amp Diagnose fuumlr den Online-Betrieb desProgrammiergeraumlts (Bild 13)

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt (Bild 14) In der Geraumltekonfi-guration steht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittel-

1 Einfuumlhrung

26

Bild 13 Werkzeuge im Startportal von STEP 7 Professional V14

Bild 14 Beispiel fuumlr die Projektansicht Arbeitsbereich der Geraumltekonfiguration

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

27

punkt In der Geraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platziertenBaugruppen gezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt dieEigenschaften der selektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibtUnterstuumltzung durch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Bau-gruppen Die Netzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

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

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

Zusaumltzlich gibt es eine Bibliotheksansicht mit der die Elemente der Projektbiblio-thek und der geoumlffneten globalen Bibliotheken bearbeitet werden koumlnnen

113 Verschiedene Programmiersprachen

Als Programmiersprache fuumlr das Anwenderprogramm koumlnnen Sie zwischen Kon-taktplan (KOP) Funktionsplan (FUP) Structured Control Language (SCL) Anwei-sungsliste (AWL) und Ablaufsteuerung (GRAPH) waumlhlen (Bild 15)

Mit Kontaktplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an denStromlaufplan Die Verknuumlpfung der binaumlren Signalzustaumlnde wird durch die seri-elle oder parallele Anordnung von Kontakten und Spulen dargestellt KomplexeFunktionen wie beispielsweise die arithmetischen Funktionen werden mit Boxendargestellt die Sie wie Kontakte oder Spulen im Kontaktplan anordnen

Mit Funktionsplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an elektro-nische Schaltkreissysteme Binaumlre Verknuumlpfungen werden durch Verschaltung vonUND- und ODER-Funktionen realisiert und mit Speicher-Boxen abgeschlossen Kom-plexe Boxen uumlbernehmen die Verknuumlpfung digitaler Variablen beispielsweise beiden arithmetischen Funktionen

Structured Control Language eignet sich besonders fuumlr die Programmierungvon komplexen Algorithmen oder fuumlr Aufgabenstellungen aus dem Bereich derDatenverwaltung Das Programm besteht aus SCL-Anweisungen die beispielsweiseWertzuweisungen Vergleiche oder Kontrollanweisungen sein koumlnnen

Mit Anweisungsliste programmieren Sie die Steuerungsaufgabe durch eine Folgevon Anweisungen Jede AWL-Anweisung enthaumllt eine Vorschrift was zu tun ist undeventuell einen Operand mit dem die Operation ausgefuumlhrt wird AWL ist gleicher-maszligen geeignet fuumlr binaumlre und digitale Verknuumlpfungen wie fuumlr die Programmie-rung komplexer Steuerungsaufgaben

1 Einfuumlhrung

28

Kontaktplan KOP

Funktionsplan FUP

Structured Control Language SCL

Anweisungsliste AWL

Bild 15 Beispiele fuumlr die Darstellung in KOP FUP SCL und AWL

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

29

Mit GRAPH programmieren Sie eine Steuerungsaufgabe als Ablaufsteuerung inder die sequenzielle Folge von Aktionen vorherrscht Die einzelnen Schritte undVerzweigungen werden durch Weiterschaltbedingungen freigegeben die mit KOPoder FUP programmiert werden koumlnnen (Bild 16)

114 Bearbeitung des Anwenderprogramms

Nach dem Einschalten der Versorgungsspannung pruumlft der Steuerungsprozessordie vorhandene Hardware und parametriert die Baugruppen Anschlieszligend wirdeinmalig ndash falls vorhanden ndash ein Anlaufprogramm bearbeitet Das Anlaufpro-gramm gehoumlrt zum Anwenderprogramm das Sie programmieren Im Anlaufpro-gramm koumlnnen beispielsweise Baugruppen initialisiert werden

Das Anwenderprogramm ist in der Regel in einzelne Abschnitte ndash bdquoBausteineldquogenannt ndash eingeteilt Die Organisationsbausteine (OB) sind die Schnittstelle zwi-schen Betriebssystem und Anwenderprogramm Das Betriebssystem ruft zubestimmten Ereignissen einen Organisationsbaustein auf in dem dann das Anwen-derprogramm bearbeitet wird (Bild 17)

Zur Strukturierung des Programms stehen Funktionsbausteine (FB) und Funktio-nen (FC) zur Verfuumlgung Funktionsbausteine haben einen Speicher in dem lokaleVariablen dauerhaft abgelegt sind Funktionen haben diesen Speicher nicht

Fuumlr den Aufruf (das Starten der Bearbeitung) von Funktionsbausteinen und Funk-tionen gibt es Programmanweisungen Jeder Bausteinaufruf kann mit Ein- undAusgaumlngen ndash bdquoBausteinparameterldquo genannt ndash versehen werden Beim Aufruf koumln-nen Variablen uumlbergeben werden mit denen das Programm im Baustein arbeitensoll Auf diese Weise kann ein Baustein mit einer gewissen Funktion (z B der Aus-

Bild 16 Beispiel fuumlr eine GRAPH-Ablaufkette und eine Schrittprojektierung

Page 25: Berger Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 · Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 Projektieren, Programmieren und Testen mit STEP 7 Professional von Hans Berger 2., wesentlich überarbeitete

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

25

Die CPU-Baugruppe (Zentralbaugruppe) enthaumllt das Betriebssystem und dasAnwenderprogramm Das Anwenderprogramm steht spannungsausfallsicher aufder in der CPU-Baugruppe steckenden SIMATIC Memory Card Die Bearbeitung desAnwenderprogramms findet im Arbeitsspeicher in der CPU statt Die auf der CPU-Baugruppe vorhandenen Busschnittstellen stellen die Verbindung zu anderenAutomatisierungsgeraumlten her

Die Verbindung zur gesteuerten Maschine oder Anlage uumlbernehmen SM-Baugrup-pen (Signalbaugruppen) Diese Ein- und Ausgabebaugruppen gibt es fuumlr Digital-und Analogsignale mit verschiedenen Spannungen und Stroumlmen

Die TM-Baugruppen (Technologiebaugruppen) sind signalvorverarbeitendebdquointelligenteldquo Peripheriebaugruppen die vom Prozess kommende Signale unab-haumlngig von der CPU aufbereiten verarbeiten und entweder wieder direkt an denProzess zuruumlckgeben oder an der internen Schnittstelle der CPU zur Verfuumlgungstellen TM-Baugruppen uumlbernehmen Funktionen die die CPU meist nicht schnellgenug ausfuumlhren kann wie z B Impulse zaumlhlen

Die CM-Baugruppen (Kommunikationsbaugruppen) ermoumlglichen einen Daten-verkehr der die Funktionalitaumlt der Standard-Schnittstellen auf der CPU-Baugruppebezuumlglich Protokolle und Kommunikationsfunktionen uumlberschreitet

(System-)Stromversorgungsbaugruppen sorgen fuumlr die benoumltigten internenSpannungen im Automatisierungsgeraumlt Bei Bedarf koumlnnen bis zu drei System-Stromversorgungsbaugruppen im Automatisierungsgeraumlt eingesetzt werdenLastspannungen bzw Laststroumlme werden uumlber externe Laststromversorgungen(Power Modules PM) bereitgestellt die auch eine 24V-Primaumlrspannung fuumlr System-Stromversorgungsbaugruppen liefern koumlnnen

112 Uumlbersicht STEP 7 Professional

STEP 7 ist das zentrale Automatisierungswerkzeug fuumlr SIMATIC STEP 7 benoumltigtzum Betrieb eine Autorisierung (Lizenz) und laumluft auf den jeweils aktuellenBetriebssystemen unter Microsoft Windows Die Projektierung eines S7-1500-Con-trollers geschieht mit zwei Ansichten der Portalansicht und der Projektansicht

Die Portalansicht ist aufgabenorientiert angelegt Im Startportal oumlffnen Sie einbestehendes Projekt erstellen ein neues Projekt oder migrieren ein Projekt EinbdquoProjektldquo ist eine Datenstruktur die alle erforderlichen Programme und Daten fuumlrIhr Automatisierungsvorhaben enthaumllt Von hier aus sind die wichtigsten Werk-zeuge und Funktionen von STEP 7 uumlber weitere Portale erreichbar Das PortalGeraumlte amp Netze zur Konfiguration der Hardware das Portal PLC-Programmierungzum Bearbeiten des Anwenderprogramms das Portal Motion amp Technology zumErstellen von Technologie-Objekten das Portal Visualisierung zum Projektierenvon HMI-Systemen und das Portal Online amp Diagnose fuumlr den Online-Betrieb desProgrammiergeraumlts (Bild 13)

Die Projektansicht bietet eine objektorientierte Ansicht mit mehreren Fensternderen Inhalt je nach ausgefuumlhrter Taumltigkeit wechselt (Bild 14) In der Geraumltekonfi-guration steht der Arbeitsbereich mit dem zu konfigurierenden Geraumlt im Mittel-

1 Einfuumlhrung

26

Bild 13 Werkzeuge im Startportal von STEP 7 Professional V14

Bild 14 Beispiel fuumlr die Projektansicht Arbeitsbereich der Geraumltekonfiguration

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

27

punkt In der Geraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platziertenBaugruppen gezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt dieEigenschaften der selektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibtUnterstuumltzung durch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Bau-gruppen Die Netzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

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

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

Zusaumltzlich gibt es eine Bibliotheksansicht mit der die Elemente der Projektbiblio-thek und der geoumlffneten globalen Bibliotheken bearbeitet werden koumlnnen

113 Verschiedene Programmiersprachen

Als Programmiersprache fuumlr das Anwenderprogramm koumlnnen Sie zwischen Kon-taktplan (KOP) Funktionsplan (FUP) Structured Control Language (SCL) Anwei-sungsliste (AWL) und Ablaufsteuerung (GRAPH) waumlhlen (Bild 15)

Mit Kontaktplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an denStromlaufplan Die Verknuumlpfung der binaumlren Signalzustaumlnde wird durch die seri-elle oder parallele Anordnung von Kontakten und Spulen dargestellt KomplexeFunktionen wie beispielsweise die arithmetischen Funktionen werden mit Boxendargestellt die Sie wie Kontakte oder Spulen im Kontaktplan anordnen

Mit Funktionsplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an elektro-nische Schaltkreissysteme Binaumlre Verknuumlpfungen werden durch Verschaltung vonUND- und ODER-Funktionen realisiert und mit Speicher-Boxen abgeschlossen Kom-plexe Boxen uumlbernehmen die Verknuumlpfung digitaler Variablen beispielsweise beiden arithmetischen Funktionen

Structured Control Language eignet sich besonders fuumlr die Programmierungvon komplexen Algorithmen oder fuumlr Aufgabenstellungen aus dem Bereich derDatenverwaltung Das Programm besteht aus SCL-Anweisungen die beispielsweiseWertzuweisungen Vergleiche oder Kontrollanweisungen sein koumlnnen

Mit Anweisungsliste programmieren Sie die Steuerungsaufgabe durch eine Folgevon Anweisungen Jede AWL-Anweisung enthaumllt eine Vorschrift was zu tun ist undeventuell einen Operand mit dem die Operation ausgefuumlhrt wird AWL ist gleicher-maszligen geeignet fuumlr binaumlre und digitale Verknuumlpfungen wie fuumlr die Programmie-rung komplexer Steuerungsaufgaben

1 Einfuumlhrung

28

Kontaktplan KOP

Funktionsplan FUP

Structured Control Language SCL

Anweisungsliste AWL

Bild 15 Beispiele fuumlr die Darstellung in KOP FUP SCL und AWL

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

29

Mit GRAPH programmieren Sie eine Steuerungsaufgabe als Ablaufsteuerung inder die sequenzielle Folge von Aktionen vorherrscht Die einzelnen Schritte undVerzweigungen werden durch Weiterschaltbedingungen freigegeben die mit KOPoder FUP programmiert werden koumlnnen (Bild 16)

114 Bearbeitung des Anwenderprogramms

Nach dem Einschalten der Versorgungsspannung pruumlft der Steuerungsprozessordie vorhandene Hardware und parametriert die Baugruppen Anschlieszligend wirdeinmalig ndash falls vorhanden ndash ein Anlaufprogramm bearbeitet Das Anlaufpro-gramm gehoumlrt zum Anwenderprogramm das Sie programmieren Im Anlaufpro-gramm koumlnnen beispielsweise Baugruppen initialisiert werden

Das Anwenderprogramm ist in der Regel in einzelne Abschnitte ndash bdquoBausteineldquogenannt ndash eingeteilt Die Organisationsbausteine (OB) sind die Schnittstelle zwi-schen Betriebssystem und Anwenderprogramm Das Betriebssystem ruft zubestimmten Ereignissen einen Organisationsbaustein auf in dem dann das Anwen-derprogramm bearbeitet wird (Bild 17)

Zur Strukturierung des Programms stehen Funktionsbausteine (FB) und Funktio-nen (FC) zur Verfuumlgung Funktionsbausteine haben einen Speicher in dem lokaleVariablen dauerhaft abgelegt sind Funktionen haben diesen Speicher nicht

Fuumlr den Aufruf (das Starten der Bearbeitung) von Funktionsbausteinen und Funk-tionen gibt es Programmanweisungen Jeder Bausteinaufruf kann mit Ein- undAusgaumlngen ndash bdquoBausteinparameterldquo genannt ndash versehen werden Beim Aufruf koumln-nen Variablen uumlbergeben werden mit denen das Programm im Baustein arbeitensoll Auf diese Weise kann ein Baustein mit einer gewissen Funktion (z B der Aus-

Bild 16 Beispiel fuumlr eine GRAPH-Ablaufkette und eine Schrittprojektierung

Page 26: Berger Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 · Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 Projektieren, Programmieren und Testen mit STEP 7 Professional von Hans Berger 2., wesentlich überarbeitete

1 Einfuumlhrung

26

Bild 13 Werkzeuge im Startportal von STEP 7 Professional V14

Bild 14 Beispiel fuumlr die Projektansicht Arbeitsbereich der Geraumltekonfiguration

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

27

punkt In der Geraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platziertenBaugruppen gezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt dieEigenschaften der selektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibtUnterstuumltzung durch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Bau-gruppen Die Netzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

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

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

Zusaumltzlich gibt es eine Bibliotheksansicht mit der die Elemente der Projektbiblio-thek und der geoumlffneten globalen Bibliotheken bearbeitet werden koumlnnen

113 Verschiedene Programmiersprachen

Als Programmiersprache fuumlr das Anwenderprogramm koumlnnen Sie zwischen Kon-taktplan (KOP) Funktionsplan (FUP) Structured Control Language (SCL) Anwei-sungsliste (AWL) und Ablaufsteuerung (GRAPH) waumlhlen (Bild 15)

Mit Kontaktplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an denStromlaufplan Die Verknuumlpfung der binaumlren Signalzustaumlnde wird durch die seri-elle oder parallele Anordnung von Kontakten und Spulen dargestellt KomplexeFunktionen wie beispielsweise die arithmetischen Funktionen werden mit Boxendargestellt die Sie wie Kontakte oder Spulen im Kontaktplan anordnen

Mit Funktionsplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an elektro-nische Schaltkreissysteme Binaumlre Verknuumlpfungen werden durch Verschaltung vonUND- und ODER-Funktionen realisiert und mit Speicher-Boxen abgeschlossen Kom-plexe Boxen uumlbernehmen die Verknuumlpfung digitaler Variablen beispielsweise beiden arithmetischen Funktionen

Structured Control Language eignet sich besonders fuumlr die Programmierungvon komplexen Algorithmen oder fuumlr Aufgabenstellungen aus dem Bereich derDatenverwaltung Das Programm besteht aus SCL-Anweisungen die beispielsweiseWertzuweisungen Vergleiche oder Kontrollanweisungen sein koumlnnen

Mit Anweisungsliste programmieren Sie die Steuerungsaufgabe durch eine Folgevon Anweisungen Jede AWL-Anweisung enthaumllt eine Vorschrift was zu tun ist undeventuell einen Operand mit dem die Operation ausgefuumlhrt wird AWL ist gleicher-maszligen geeignet fuumlr binaumlre und digitale Verknuumlpfungen wie fuumlr die Programmie-rung komplexer Steuerungsaufgaben

1 Einfuumlhrung

28

Kontaktplan KOP

Funktionsplan FUP

Structured Control Language SCL

Anweisungsliste AWL

Bild 15 Beispiele fuumlr die Darstellung in KOP FUP SCL und AWL

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

29

Mit GRAPH programmieren Sie eine Steuerungsaufgabe als Ablaufsteuerung inder die sequenzielle Folge von Aktionen vorherrscht Die einzelnen Schritte undVerzweigungen werden durch Weiterschaltbedingungen freigegeben die mit KOPoder FUP programmiert werden koumlnnen (Bild 16)

114 Bearbeitung des Anwenderprogramms

Nach dem Einschalten der Versorgungsspannung pruumlft der Steuerungsprozessordie vorhandene Hardware und parametriert die Baugruppen Anschlieszligend wirdeinmalig ndash falls vorhanden ndash ein Anlaufprogramm bearbeitet Das Anlaufpro-gramm gehoumlrt zum Anwenderprogramm das Sie programmieren Im Anlaufpro-gramm koumlnnen beispielsweise Baugruppen initialisiert werden

Das Anwenderprogramm ist in der Regel in einzelne Abschnitte ndash bdquoBausteineldquogenannt ndash eingeteilt Die Organisationsbausteine (OB) sind die Schnittstelle zwi-schen Betriebssystem und Anwenderprogramm Das Betriebssystem ruft zubestimmten Ereignissen einen Organisationsbaustein auf in dem dann das Anwen-derprogramm bearbeitet wird (Bild 17)

Zur Strukturierung des Programms stehen Funktionsbausteine (FB) und Funktio-nen (FC) zur Verfuumlgung Funktionsbausteine haben einen Speicher in dem lokaleVariablen dauerhaft abgelegt sind Funktionen haben diesen Speicher nicht

Fuumlr den Aufruf (das Starten der Bearbeitung) von Funktionsbausteinen und Funk-tionen gibt es Programmanweisungen Jeder Bausteinaufruf kann mit Ein- undAusgaumlngen ndash bdquoBausteinparameterldquo genannt ndash versehen werden Beim Aufruf koumln-nen Variablen uumlbergeben werden mit denen das Programm im Baustein arbeitensoll Auf diese Weise kann ein Baustein mit einer gewissen Funktion (z B der Aus-

Bild 16 Beispiel fuumlr eine GRAPH-Ablaufkette und eine Schrittprojektierung

Page 27: Berger Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 · Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 Projektieren, Programmieren und Testen mit STEP 7 Professional von Hans Berger 2., wesentlich überarbeitete

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

27

punkt In der Geraumltesicht wird der Baugruppentraumlger mit den bereits platziertenBaugruppen gezeigt Ein weiteres Fenster ndash das Inspektorfenster ndash enthaumllt dieEigenschaften der selektierten Baugruppe das Aufgaben-Fenster (Task Card) gibtUnterstuumltzung durch den Hardware-Katalog mit den zur Verfuumlgung stehenden Bau-gruppen Die Netzsicht gestattet die Vernetzung zwischen PLC- und HMI-Stationen

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

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

Zusaumltzlich gibt es eine Bibliotheksansicht mit der die Elemente der Projektbiblio-thek und der geoumlffneten globalen Bibliotheken bearbeitet werden koumlnnen

113 Verschiedene Programmiersprachen

Als Programmiersprache fuumlr das Anwenderprogramm koumlnnen Sie zwischen Kon-taktplan (KOP) Funktionsplan (FUP) Structured Control Language (SCL) Anwei-sungsliste (AWL) und Ablaufsteuerung (GRAPH) waumlhlen (Bild 15)

Mit Kontaktplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an denStromlaufplan Die Verknuumlpfung der binaumlren Signalzustaumlnde wird durch die seri-elle oder parallele Anordnung von Kontakten und Spulen dargestellt KomplexeFunktionen wie beispielsweise die arithmetischen Funktionen werden mit Boxendargestellt die Sie wie Kontakte oder Spulen im Kontaktplan anordnen

Mit Funktionsplan programmieren Sie die Steuerungsaufgabe angelehnt an elektro-nische Schaltkreissysteme Binaumlre Verknuumlpfungen werden durch Verschaltung vonUND- und ODER-Funktionen realisiert und mit Speicher-Boxen abgeschlossen Kom-plexe Boxen uumlbernehmen die Verknuumlpfung digitaler Variablen beispielsweise beiden arithmetischen Funktionen

Structured Control Language eignet sich besonders fuumlr die Programmierungvon komplexen Algorithmen oder fuumlr Aufgabenstellungen aus dem Bereich derDatenverwaltung Das Programm besteht aus SCL-Anweisungen die beispielsweiseWertzuweisungen Vergleiche oder Kontrollanweisungen sein koumlnnen

Mit Anweisungsliste programmieren Sie die Steuerungsaufgabe durch eine Folgevon Anweisungen Jede AWL-Anweisung enthaumllt eine Vorschrift was zu tun ist undeventuell einen Operand mit dem die Operation ausgefuumlhrt wird AWL ist gleicher-maszligen geeignet fuumlr binaumlre und digitale Verknuumlpfungen wie fuumlr die Programmie-rung komplexer Steuerungsaufgaben

1 Einfuumlhrung

28

Kontaktplan KOP

Funktionsplan FUP

Structured Control Language SCL

Anweisungsliste AWL

Bild 15 Beispiele fuumlr die Darstellung in KOP FUP SCL und AWL

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

29

Mit GRAPH programmieren Sie eine Steuerungsaufgabe als Ablaufsteuerung inder die sequenzielle Folge von Aktionen vorherrscht Die einzelnen Schritte undVerzweigungen werden durch Weiterschaltbedingungen freigegeben die mit KOPoder FUP programmiert werden koumlnnen (Bild 16)

114 Bearbeitung des Anwenderprogramms

Nach dem Einschalten der Versorgungsspannung pruumlft der Steuerungsprozessordie vorhandene Hardware und parametriert die Baugruppen Anschlieszligend wirdeinmalig ndash falls vorhanden ndash ein Anlaufprogramm bearbeitet Das Anlaufpro-gramm gehoumlrt zum Anwenderprogramm das Sie programmieren Im Anlaufpro-gramm koumlnnen beispielsweise Baugruppen initialisiert werden

Das Anwenderprogramm ist in der Regel in einzelne Abschnitte ndash bdquoBausteineldquogenannt ndash eingeteilt Die Organisationsbausteine (OB) sind die Schnittstelle zwi-schen Betriebssystem und Anwenderprogramm Das Betriebssystem ruft zubestimmten Ereignissen einen Organisationsbaustein auf in dem dann das Anwen-derprogramm bearbeitet wird (Bild 17)

Zur Strukturierung des Programms stehen Funktionsbausteine (FB) und Funktio-nen (FC) zur Verfuumlgung Funktionsbausteine haben einen Speicher in dem lokaleVariablen dauerhaft abgelegt sind Funktionen haben diesen Speicher nicht

Fuumlr den Aufruf (das Starten der Bearbeitung) von Funktionsbausteinen und Funk-tionen gibt es Programmanweisungen Jeder Bausteinaufruf kann mit Ein- undAusgaumlngen ndash bdquoBausteinparameterldquo genannt ndash versehen werden Beim Aufruf koumln-nen Variablen uumlbergeben werden mit denen das Programm im Baustein arbeitensoll Auf diese Weise kann ein Baustein mit einer gewissen Funktion (z B der Aus-

Bild 16 Beispiel fuumlr eine GRAPH-Ablaufkette und eine Schrittprojektierung

Page 28: Berger Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 · Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 Projektieren, Programmieren und Testen mit STEP 7 Professional von Hans Berger 2., wesentlich überarbeitete

1 Einfuumlhrung

28

Kontaktplan KOP

Funktionsplan FUP

Structured Control Language SCL

Anweisungsliste AWL

Bild 15 Beispiele fuumlr die Darstellung in KOP FUP SCL und AWL

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

29

Mit GRAPH programmieren Sie eine Steuerungsaufgabe als Ablaufsteuerung inder die sequenzielle Folge von Aktionen vorherrscht Die einzelnen Schritte undVerzweigungen werden durch Weiterschaltbedingungen freigegeben die mit KOPoder FUP programmiert werden koumlnnen (Bild 16)

114 Bearbeitung des Anwenderprogramms

Nach dem Einschalten der Versorgungsspannung pruumlft der Steuerungsprozessordie vorhandene Hardware und parametriert die Baugruppen Anschlieszligend wirdeinmalig ndash falls vorhanden ndash ein Anlaufprogramm bearbeitet Das Anlaufpro-gramm gehoumlrt zum Anwenderprogramm das Sie programmieren Im Anlaufpro-gramm koumlnnen beispielsweise Baugruppen initialisiert werden

Das Anwenderprogramm ist in der Regel in einzelne Abschnitte ndash bdquoBausteineldquogenannt ndash eingeteilt Die Organisationsbausteine (OB) sind die Schnittstelle zwi-schen Betriebssystem und Anwenderprogramm Das Betriebssystem ruft zubestimmten Ereignissen einen Organisationsbaustein auf in dem dann das Anwen-derprogramm bearbeitet wird (Bild 17)

Zur Strukturierung des Programms stehen Funktionsbausteine (FB) und Funktio-nen (FC) zur Verfuumlgung Funktionsbausteine haben einen Speicher in dem lokaleVariablen dauerhaft abgelegt sind Funktionen haben diesen Speicher nicht

Fuumlr den Aufruf (das Starten der Bearbeitung) von Funktionsbausteinen und Funk-tionen gibt es Programmanweisungen Jeder Bausteinaufruf kann mit Ein- undAusgaumlngen ndash bdquoBausteinparameterldquo genannt ndash versehen werden Beim Aufruf koumln-nen Variablen uumlbergeben werden mit denen das Programm im Baustein arbeitensoll Auf diese Weise kann ein Baustein mit einer gewissen Funktion (z B der Aus-

Bild 16 Beispiel fuumlr eine GRAPH-Ablaufkette und eine Schrittprojektierung

Page 29: Berger Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 · Automatisieren mit SIMATIC S7-1500 Projektieren, Programmieren und Testen mit STEP 7 Professional von Hans Berger 2., wesentlich überarbeitete

11 Uumlbersicht Automatisierungssystem S7-1500

29

Mit GRAPH programmieren Sie eine Steuerungsaufgabe als Ablaufsteuerung inder die sequenzielle Folge von Aktionen vorherrscht Die einzelnen Schritte undVerzweigungen werden durch Weiterschaltbedingungen freigegeben die mit KOPoder FUP programmiert werden koumlnnen (Bild 16)

114 Bearbeitung des Anwenderprogramms

Nach dem Einschalten der Versorgungsspannung pruumlft der Steuerungsprozessordie vorhandene Hardware und parametriert die Baugruppen Anschlieszligend wirdeinmalig ndash falls vorhanden ndash ein Anlaufprogramm bearbeitet Das Anlaufpro-gramm gehoumlrt zum Anwenderprogramm das Sie programmieren Im Anlaufpro-gramm koumlnnen beispielsweise Baugruppen initialisiert werden

Das Anwenderprogramm ist in der Regel in einzelne Abschnitte ndash bdquoBausteineldquogenannt ndash eingeteilt Die Organisationsbausteine (OB) sind die Schnittstelle zwi-schen Betriebssystem und Anwenderprogramm Das Betriebssystem ruft zubestimmten Ereignissen einen Organisationsbaustein auf in dem dann das Anwen-derprogramm bearbeitet wird (Bild 17)

Zur Strukturierung des Programms stehen Funktionsbausteine (FB) und Funktio-nen (FC) zur Verfuumlgung Funktionsbausteine haben einen Speicher in dem lokaleVariablen dauerhaft abgelegt sind Funktionen haben diesen Speicher nicht

Fuumlr den Aufruf (das Starten der Bearbeitung) von Funktionsbausteinen und Funk-tionen gibt es Programmanweisungen Jeder Bausteinaufruf kann mit Ein- undAusgaumlngen ndash bdquoBausteinparameterldquo genannt ndash versehen werden Beim Aufruf koumln-nen Variablen uumlbergeben werden mit denen das Programm im Baustein arbeitensoll Auf diese Weise kann ein Baustein mit einer gewissen Funktion (z B der Aus-

Bild 16 Beispiel fuumlr eine GRAPH-Ablaufkette und eine Schrittprojektierung