Kurzy programování

Kurzy programování SIMATIC S7-300

Kurzy programování PLC SIEMENS SIMATIC S7-300, díl 2


Ve druhém díle se budeme bavit o HW konfiguraci stanice ve STEP7, online diagnostice, aktualizaci katalogu, skladbě programu v projektu v SIMATIC Manageru a nakonec se podíváme na použití diagnostické funkce STEP pro PLC S7-300.

Ve spolupráci se společností FOXON s.r.o. vzniká kurz programování PLC SIEMENS SIMATIC S7-300 a práce s tímto PLC. Cílem následujících dílů, jejichž počet bude flexibilně přizpůsoben zájmu a jednotlivým tématům, nebude detailní vysvětlení kompletního programování a vlastností PLC SIMATIC, právě naopak.

Zaměříme se na ryze praktické stránky práce s PLC a nejpoužívanější programové segmenty pro začínající a občasné uživatele, kteří potřebují v základech porozumět Simatikům, dále na ty, kteří se s tímto PLC setkávají jen občas a v neposlední řadě i ty, kteří mají v zaměstnání vícero druhů PLC od různých výrobců a nelze pro všechna PLC absolvovat detailní školení. Proto uvítáme jakékoliv vaše ohlasy, abychom mohli eventuálně další díly korigovat.

Pokud nemáte k dispozici nějaké zkušební PLC pro ukázky tohoto kurzu, bude vám pro většinu příkladů stačit i SIEMENS PLC simulátor, tedy vystačíte si pouze s počítačem a softwarem.

FOXON s.r.o. & Jaroslav Blažek



2.1 HW KONFIGURACE STANICE

Pokud budeme v tomto a následujících dílech hovořit o tom, že například otevřeme hardwarový konfigurátor stanice, programový STL editor, a podobně, vždy se vše bude spouštět ze Simatic Manageru STEP7. Existují sice i jiné cesty, ale pro nás tohle bude nejpřirozenější.

Podobně jako u jiných programů určených k programování PLC je v první řadě nutno v programovacím nástroji Step7 vytvořit hardwarovou konfiguraci stanice. Neznamená to nic jiného, než si v HW konfigurátoru z kompletního katalogu jednotlivých PLC, modulů a všech existujících dílů pro použití v PLC Simatic poskládat sestavu PLC naprosto přesně, jaká je, nebo bude fyzicky použita.

Upozornění: Pokud někde nevíme, nebo si nejsme jisti s nastavením, funguje vždy perfektně nápověda, takže stačí jen použít tlačítko Help nebo klávesu F1, celá nápověda je totiž i bezvadně kontextová a velmi často používaná, neboť nikdo neví všechno.


Siemens S7 300 PLC programovani cpu313c s 1

Naše řídicí CPU Simatic S7-313C. Má přímo na sobě analogové a digitální vstupy/výstupy, tudíž ideální pro náš kurz.

Jeho označení je 6ES7313-5BE00-0AB0 a můžeme se seznámit s následujícími parametry:

Kompaktní CPU s MPI portem, 24 DI / 16 DO, 4AI, 2AO, 1 PT100, 3 rychlé čítače (30 kHz), integrované 24VDC napájení, 32KByte work memory, vyžaduje MMC kartu.


Kurz programovani Siemens PLC S7 STEP7 foxon 2 2

Vložíme si v Simatic Manageru jakýkoliv nový projekt s libovolným názvem a při jeho zakládání nastavíme i cestu, kde bude uložen. Protože fyzicky budeme pracovat s CPU řady S7-300, bude to samozřejmě stanice 300.


Kurz programovani Siemens PLC S7 STEP7 foxon 2 3

Stanice se nám vloží do našeho nového projektu a v jeho struktuře ji vidíme jako SIMATIC 300(1). Klikem na hardware stanice otevřeme HW konfiguraci.

Poznámka: Všechny názvy si můžeme přejmenovat třeba podle skutečné funkce, například Simatic kurz.


Kurz programovani Siemens PLC S7 STEP7 foxon 2 4

Samotné okno HW konfigurátoru se skládá z hlavní části, kde momentálně není nic. Pod ní je část s detaily vložených komponentů, a v pravé části seznam hardwarových dílů. Ten je nejdůležitější, z něj vždy budeme vybírat prvky, měnit anebo jen tak si jej procházet, abychom se podívali, co všechno katalog obsahuje.

Protože se všechny Simatic díly montují na speciální profilovou lištu – rail, musíme ji nejprve myší přetáhnout na plochu konfigurátoru vlevo.

Poznámka: S každým dalším upgradem Step7 se také doplňuje katalog a je jej i možno aktualizovat přes internet, nebo ze složky. To si ukážeme později.


Kurz programovani Siemens PLC S7 STEP7 foxon 2 5

Lišta je tam a stejným způsobem na ni z HW katalogu přetáhneme naše CPU 313C. Můžeme si tam cvičně vkládat, co chceme, mazat, přehazovat díly, jak potřebujeme. Jestliže některá naše kombinace není možná, nepůjde nám zvolený díl na lištu umístit.

Poznámka: Toho se často využívá při projektování sestavy řídicího PLC, kdy je dobré si sestavu vytvořit v konfigurátoru, abychom si ověřili, že je tato konfigurace možná.


Kurz programovani Siemens PLC S7 STEP7 foxon 2 6

Poklepáním na CPU se nám otevře důležité okno s její konfigurací. Jednotlivé záložky si můžeme projít, ale důležitá je Cycle/Clock Memory, kde se mimo jiné nastaví číslo časového merkru (například na 1) a jeho jednotlivé bity pak vždy za chodu PLC mění svůj stav ve frekvenci 0,1–10 Hz podle pořadí bitů, jak uvidíme později. Na 150 ms necháme i hlídání doby cyklu, což znamená, že při překročení doby cyklu vyhlásí PLC poruchu.

Poznámka: U nových CPU je 150 ms dlouhá doba, ale na strojích se staršími CPU se muselo jít i výš, neboť občas docházelo k výpadkům právě na tuhle poruchu. Proto je v praxi důležité tuto hodnotu překontrolovat a porovnat se skutečnou dobou cyklu automatu.


Kurz programovani Siemens PLC S7 STEP7 foxon 2 7

Ale neméně důležitá je zobrazená záložka Cyclic Interrupts, tedy časové přerušení. To znamená, že programový blok OB35 se bude v PLC programu vyvolávat a tedy vykonávat naprosto přesně každých 100 ms. Dobu si můžeme měnit, prioritu také, ale tou se nebudeme zabývat.


Kurz programovani Siemens PLC S7 STEP7 foxon 2 8

Po kontrole parametrů CPU nám zbývá další podstatná věc, a to nastavení adres a parametrů pro jednotlivé vstupy a výstupy, analogové signály, a čítač. Pokud máme sestavu větší, zabere nám nastavení parametrů a adresace celého PIW/PQW prostoru nějaký čas, neboť je nejvýš vhodné si vše rozmyslet, abychom pak neměli v adresaci zbytečný chaos. Nastavení čítače si jen vyzkoušejte pomocí nápovědy, je to v ní velmi dobře popsáno.

Poznámka: Adresy můžeme kdykoliv později změnit, jen je nesmíme zapomenout opravit i v PLC programu, pokud jsme je již použili.


Kurz programovani Siemens PLC S7 STEP7 foxon 2 9

Jestliže máme vše OK, musíme tuto konfiguraci nahrát do našeho PLC. Před tím ovšem je nezbytné přes ikonu kompilační diskety celou sestavu zkompilovat, neboli dostat do formátu, který není srozumitelný pro nás, ale je srozumitelný pro PLC. V případě, že kompilátor zahlásí chybu, nejčastěji neúplnou sestavu, musíme ji odstranit a celý postup kompilace opakovat.

Poznámka: Často bývá na vině neúplná sestava nebo mezera v sestavě jednotlivých modulů. Můžete si to klidně vyzkoušet, pokud vložíte libovolný modul na špatnou pozici a spustíte kompilaci.


Kurz programovani Siemens PLC S7 STEP7 foxon 2 10

Pak už jen zbývá nahrát celou konfiguraci do našeho fyzického PLC. Připojení jsme probírali v minulém díle, tak by to neměl být problém. V případě, že používáte simulátor (nezapomenout jej zapnout), nahráváme sestavu do PLC také.

V HW konfiguraci je toho k nastavení samozřejmě mnohem více a více, ovšem my jsme si ukázali jen základní věci, které je potřeba vědět.


2.2 ONLINE DIAGNOSTIKA V HARDWAROVÉ KONFIGURACI

 

Kurz programovani Siemens PLC S7 STEP7 foxon 2 21

Pomocí programovacího software Step7 a jeho HW konfigurátoru se můžeme přímo připojit na CPU a odhalit eventuální hardwarové chyby. Podmínkou je být připojen na testované CPU.


Kurz programovani Siemens PLC S7 STEP7 foxon 2 22

Pokud je vše v pořádku, vidíme v online režimu u našeho CPU modrou značku. Jestliže je někde chyba, je označení červené.

V případě jednoduché sestavy, jako tady, je téměř vždy všechno v pořádku. Ovšem při velkých konfiguracích, včetně účastníků na komunikační sběrnici PROFIBUS, je online zobrazení stavu neocenitelným pomocníkem při hledání chyb.


Kurz programovani Siemens PLC S7 STEP7 foxon 2 24

Klikem na řádek s CPU můžeme otevřít okno Module Information, což je velmi důležitá funkce. Obvykle se k ní ale přistupuje přímo ze Simatic Manageru, takže si ji probereme později. Jestliže však máme někde potíže, je to jediné místo, kde se dozvíme co, kde a jak. V jednotlivých záložkách najdeme informace o všem důležitém, na ukázku se podívejme na skutečnou dobu cyklu našeho PLC.

Poznámka: Na časové ose doby cyklu je vidět limitní hodnota 150 ms, kterou jsme kontrolovali v konfiguraci.


2.3 AKTUALIZACE KATALOGU V HARDWAROVÉM KONFIGURÁTORU

Velmi často se stává, že se pokusíme otevřít projekt od jiného autora, vytvořený třeba v nám neznámé verzi Step7, a software nám oznámí, že nějaký díl v konfiguraci chybí, nelze tedy provádět žádné změny. Je možné jen zobrazení pro čtení. Abychom nemuseli neustále aktualizovat Step7, nabízí Siemens možnost aktualizace HW katalogu přímo online z webu, nebo ze složky na PC.

Poznámka: Některé moduly se nám do HW katalogu přidají také až po instalaci potřebného softwarového doplňku, jako například moduly Siwarex pro vážení.


Kurz programovani Siemens PLC S7 STEP7 foxon 2 31

Celý update katalogu začneme v menu Options. HW katalog se neupgraduje přímo, ale s pomocí softwarového nástroje, který spustíme právě v menu Install HW updates...

Poznámka: Po ukončení instalace použijte menu Update katalog.


Kurz programovani Siemens PLC S7 STEP7 foxon 2 32

Nově otevřené okno je v podstatě softwarový nástroj pro získání aktuálních dat pro HW katalog a jejich instalace do Step7. Nejdříve je ale nezbytné nastavení celého nástroje, tedy hlavně cesty a složky, kde se potřebné soubory po stažení z webu uloží. Je vhodné si na přehledném místě vytvořit novou složku, třeba HWUpdates.

Poznámka: Po stažení aktuálních dat můžeme složku zkopírovat na jiný počítač a i na něm provést instalaci aktuálních modulů do HW katalogu, jestliže počítač nelze připojit do internetu. V tom případě budeme data samozřejmě kopírovat z disku.


Kurz programovani Siemens PLC S7 STEP7 foxon 2 33

Po nastavení stačí jen zahájit stahování komponent. Tento proces chvilku trvá, záleží na rychlosti připojení. Poznámka: Zatím jen stahujeme data do předem nastavené složky, ne do Step7.


Kurz programovani Siemens PLC S7 STEP7 foxon 2 34

Vybereme si přes zatržítka, které díly chceme do HW katalogu instalovat, jestli všechny, nebo jen jeden pro pokus, a instalujeme. Jasně že je proces nevratný, to je pochopitelné, ale upozorněni být musíme.


Kurz programovani Siemens PLC S7 STEP7 foxon 2 31

To je hlášení, na které jsem čekal. Před instalací komponent do katalogu musí být všechny aplikace Step7 uzavřeny. Instalační nástroj to naštěstí provede spolehlivě za nás.


Kurz programovani Siemens PLC S7 STEP7 foxon 2 36

Pak už jen chvilku počkáme na potvrzení o úspěchu celé akce.

Co se týče hardwarového katalogu, to by pro nás, začínající uživatele, zatím stačilo. Teď bude zajímavé vrátit se do Simatic Manageru a podívat se, co nám přibylo ve složce projektu.


2.4 SKLADBA PROGRAMU V PROJEKTU V SIMATIC MANAGERU

Celý náš projekt ve Step7, nebo chcete-li program pro PLC Simatic, je graficky zobrazen a rozmístěn v jednotlivých složkách projektu, podle toho, o co jde. Jinde najdeme zdrojové překlady programu a na jiném místě zase třeba symboliku. Seznámíme se proto se skladbou celého projektu a všech věcí okolo. Pro nás budou v podstatě důležité jen dvě složky.

Upozornění: Opět platí, že pokud nevíme označení nebo třeba funkci jakéhokoliv bloku, funguje perfektně nápověda, takže stačí jen použít klávesu F1.


Kurz programovani Siemens PLC S7 STEP7 foxon 2 41

Po správné konfiguraci hardware nám již ve složce projektu přibylo naše CPU313C, se složkou S7 Program (1). V ní je důležitý soubor Symbols, tedy tabulka symbolických názvů proměnných a adres. Tabulku symboliky si vyplníme později, zatím je prázdná.

Poznámka: Tento soubor můžeme jednoduše kopírovat přetažením myši mezi jednotlivými projekty tak, abychom nemuseli třeba pro stále stejnou oblast psát symbolické označení znovu.


Kurz programovani Siemens PLC S7 STEP7 foxon 2 42

Nejdůležitější složka celého projektu, a sice Block, tedy složka, kde budou umístěny všechny části programu, které si vytvoříme nebo zkopírujeme. Nyní se nám tam nachází jen jeden prázdný programový blok OB1. To je hlavní blok programu, který vykonává PLC, a z něj voláme jednotlivé části našeho programu.


Kurz programovani Siemens PLC S7 STEP7 foxon 2 43

Nejvyšší čas říci si něco o skladbě programu ve Step7. Celý program, který PLC vykonává, se skládá z různých programových bloků s označením OB, FB, FC, DB atd. Vložíme je do složky s bloky jednoduše přes menu na pravém tlačítku myši. My si vždy ukážeme jejich funkci až při konkrétním použití, zatím je důležité si zapamatovat že:

  • OB = organizační bloky programu pro zápis chyb, bloky přerušení, časově vyvolávané bloky (viz OB35 v HW konfiguraci naší stanice), rozběhové bloky
    Poznámka: V nápovědě je detailní popis funkce každého OB bloku.
  • FB = funkční bloky, kde si můžeme psát, co potřebujeme
  • FC = funkce, opět naše napsané funkce v programu
  • DB = datové bloky pro ukládání obsahu proměnných
  • UDT = datové typy, struktury, jejichž použití je výborné
  • VAT = tabulka proměnných, do které si vložíme jakékoliv použité proměnné v programu a můžeme online sledovat jejich stav

Kurz programovani Siemens PLC S7 STEP7 foxon 2 44

Nezapomněli jsme samozřejmě na systémové funkce a systémové bloky. Ukážeme si je jen trochu netradičně. Jestliže se pomocí označené ikony nyní přepneme do online režimu (funguje to i při použití simulátoru), uvidíme po chvíli všechny systémové funkce a bloky, které jsou v PLC obsaženy, přičemž každý je určen k vykonání nějaké funkce, matematického výpočtu atp. Je jich tam dost a dost a jsou součástí CPU, nelze je vymazat a můžeme je používat, nebo taky nemusíme, záleží jen na nás. Vkládají se pak offline do programu z knihoven, které jsou součástí Step7.

Poznámka: Jestliže si nějaký systémový blok takhle označíme, pak přes klávesu F1 nám Step7 zobrazí jeho detailní popis a parametry. Určitě vyzkoušet!


2.5 POUŽITÍ DIAGNOSTICKÉ FUNKCE STEP7 PRO PLC

Než vůbec začneme psát nějaký prográmek a zkoušet různé funkce v PLC Simatic, je nezbytné se seznámit s diagnostickou funkcí Step7 Module Information. Vzpomněli jsme ji již u online diagnostiky v hardwarovém konfigurátoru Step7. Je a bude to velmi používaná funkce, neboť pokud něco nepůjde, CPU bude stále v režimu STOP, pak první cesta k odhalení problému vede právě tady.


Kurz programovani Siemens PLC S7 STEP7 foxon 2 51

Funkce je přístupná přes nabídku pravého tlačítka myši. Je dobré si zapamatovat i klávesou zkratku pro vyvolání, tedy Ctrl+D.

Poznámka: Online připojení je samozřejmě nezbytné a služba funguje opět i na simulátoru.


Kurz programovani Siemens PLC S7 STEP7 foxon 2 52

Všechny nezbytné informace jsou seřazeny v záložkách, my si ukážeme jen ty nejdůležitější, zbytek si zkuste sami. Nedá se tady nic pokazit.

General:

Je již jasné z názvu, že se jedná o souhrnné info o CPU a připojených modulech. Velký význam hlavně na identifikaci použité sestavy PLC včetně objednacích čísel a verzí firmware.


Kurz programovani Siemens PLC S7 STEP7 foxon 2 53

Diagnostic Buffer:

Snad nejpoužívanější záložka, tady můžeme vidět stav CPU po jednotlivých časových úsecích. V případě poruchy je zde napsáno téměř přesně, o co jde, a funguje bezvadně i tlačítko Help na událost, tedy nápověda přímo na konkrétní poruchu.


Kurz programovani Siemens PLC S7 STEP7 foxon 2 54

Memory:

Jestliže třeba nepůjde nahrát program do PLC, stává se často, že je CPU zaplněno. Nemusí být opravdu plné, stačí časté přehrávání PLC programu a využitelná paměť se zmenšuje. Proto je důležité i tlačítko Compress, které nám data v paměti srovná. Představte si to jako bleskovou defragmentaci disku vašeho PC a vymazání temporary souborů.


Kurz programovani Siemens PLC S7 STEP7 foxon 2 55

Performance Data:

Sem se v každém případě podívejte, je zde vidět seznam úplně všech systémových bloků a funkcí, včetně jejich krátkých a výstižných popisů. Vlevo OB bloky, vpravo systémové SFx. Dole velmi důležitá velikost adresního prostoru pro všechny adresní prvky. Vidíme například, že máme k dispozici v tomto CPU 256 čítačů a časovačů, merkry můžeme adresovat jen do M255.7 a tak dále.

Poznámka: Pokud v programu adresujete něco mimo povolený rozsah, nelze program přehrát do PLC. To se stává celkem často, že někde programátor ujede.


Máme za sebou hardwarovou parametrizaci celé sestavy PLC, letecky jsme si objasnili skladbu projektu Step7 a naučili se používat diagnostiku. Takže nám nic nebrání, abychom si příště již vysvětlili, jak vůbec CPU náš program zpracovává, a ukázali si něco z programování samotného PLC Simatic S7-300.

Autor: Jaroslav Blažek, blaja.cz


Užitečné odkazy k tématu 2. dílu:

Technická podpora Siemens pro CPU Simatic S7-300

PLC Simatic hlavní stránka v češtině

Související produkty

58 347.00 Kč (bez DPH)
10 935.00 Kč (bez DPH)
10 395.00 Kč (bez DPH)
5 400.00 Kč (bez DPH)

Novinky
z naší firmy

Stačí 2 e-maily měsíčně a neunikne vám nic podstatného. 
Přihlaste se a každou druhou středu čtěte přímo ve své poště.

Váš e-mail je u nás v bezpečí. Vždy ctíme Zásady zpracován osobních údajů.

Společnost FOXON je držitelem certifikátu ISO 9001:2015

Sledujte nás i na sociálních sítích.

Made by FOXON s.r.o. © 2020

Rychlý dotaz


Typ vašeho dotazu