Kurzy programování

Kurz programování WinCC Flexible

Kurz WinCC flexible, nástroje k vytváření aplikací pro HMI Siemens, díl 1


Kurz začneme tím, že se seznámíme s HMI panely Siemens, HMI a komunikací s PLC. Podíváme se na dotykové HMI panely prakticky, zkusíme instalovat SW WinCC Flexible 2008+SP3 a WinCC Flexible taky updatovat. A nakonec si připomeneme software pro HMI systémy od jiných výrobců.

Opět ve spolupráci se společností FOXON s.r.o. vzniká tento kurz vytváření aplikací pro HMI panely Siemens, které spolupracují se Siemens PLC Simatic. Cílem následujících dílů, jejichž počet bude přizpůsoben zájmu a jednotlivým tématům, nebude detailní vysvětlení všech možností software WinCC flexible, právě naopak. Zaměříme se na praktické stránky práce s WinCC Flexible, nastavení a vytváření aplikací pro začínající uživatele, kteří potřebují v základech porozumět HMI systémům Siemens, tedy ovládacím panelům jak textovým (které se již v současnosti nevyrábí), tak grafickým s tlačítkovým nebo dotykovým ovládáním. Proto uvítáme jakékoliv vaše ohlasy, abychom mohli eventuálně další díly korigovat.

Pokud se  ám budou zdát obrázky ne vždy úplně kvalitní, je to jen proto, že se jedná o vlastní fotografie udělané jen k tomuto kurzu, tedy fotografie používaných HMI tak, jak se s nimi všichni setkáváme v praxi. Jestliže také budou podle vás třeba nějaké informace chybět, je to jen pro to, že se nám nezdály zase až tak důležité pro praktickou stránku věci. Nejdůležitější pro nás je výsledek tak, abyste mohli říci, už víme, o co jde, a vyzkoušeli jsme si, jak to opravdu funguje. Proto všechny obrázky a texty jsou originální a vznikly jedinečně jen pro tento kurz.

Pokud nemáte k dispozici nějaký zkušební HMI panel pro ukázky tohoto kurzu, můžete vyzkoušet práci v simulátoru. Ideální ovšem je jak HMI panel, tak i nějaké PLC. My se naučíme vytvářet aplikace jak pro grafické, tak pro textové displeje, podle toho, jaké typy HMI budeme mít zrovna k dispozici. Většina ukázek totiž bude platit pro jakýkoliv panel. Takže vzhůru na HMI/SCADA systémy Siemens.

FOXON s.r.o. & Jaroslav Blažek


 



1.1 SEZNÁMENÍ S HMI SIEMENS

Nedílnou součástí všech automatizačních systémů je řešení rozhraní mezi člověkem a řídicím systémem. Bez něj se dnes už spousta strojů neobejde, také z technologického hlediska je nezbytné, aby bylo možné jednoduše a rychle nastavovat parametry zařízení, která jsou samozřejmě řízena PLC. Nastavovat cokoliv v PLC vyjma úpravy programu speciálním nástrojem, jako třeba Step7, je pro obsluhu a technologii neřešitelné, proto existují tzv. HMI systémy, což jsou ovládací panely s textovou nebo grafickou obrazovkou, které umí s PLC spolupracovat a přes jednoduché grafické rozhraní umožní uživateli například změnit některé parametry stroje, nebo jen sledovat průběh procesu.

My začneme u standardních panelů, které zajišťují ovládání přímo u jednotlivých strojů. Pro náročnější řešení existují také průmyslová PC, která přinášejí vlastnosti klasického PC umístěného do průmyslového prostředí, a aplikace běží na tzv. runtime. Celé zařízení má dostatečné krytí tak, aby vydrželo náročné podmínky přímo ve výrobě. Pokud se má do výrobních prostorů umístit pouze monitor, pak je možno použít něco ze skupiny průmyslových LCD monitorů. Tím se ale my zatím zabývat nebudeme, neboť začínáme pěkně od začátku.

K vytváření vlastní aplikace pro nějaký HMI panel Siemens slouží v současnosti software WinCC flexible 2008. Existuje také WinCC V12 pro TIA portál, to ale zatím necháme bokem zájmu, čas pro to ještě nenadešel. Pro úplnost je nezbytné doplnit, že i v TIA portálu V11 (V12) existuje možnost vytváření projektů pro malé HMI panely určené k připojení PLC řady S7-1200. Tyto panely ale můžeme, až na několik výjimek, samozřejmě programovat v našem WinCC Flexible, jak uvidíme později.


1flexible01

Nejčastěji se setkáte s jednoduššími panely, existují i mobilní verze (kulatý na obrázku) a k HMI se řadí také tlačítkové varianty, tedy panely pouze s ovladači ve formě tlačítek. Dříve se často používaly právě tlačítkové PP7/17.


1flexible02

Nabídka základních panelů Siemens je velmi široká, spousta HMI nabízí téměř stejné parametry a liší se navenek jen velikostí obrazovky. V současnosti existují dvě velké skupiny HMI, řada Basic a Comfort, v každé je velmi široký výběr HMI panelů pro všechny aplikace.

Mnoho HMI panelů, které jistě znáte a jsou stále na strojích, se už ale nevyrábí, proto je nezbytné si na webu technické podpory ověřit, jestli se právě ten váš panel ještě vyrábí nebo ne. Odkaz najdete v závěru této lekce.


1.2 HMI A KOMUNIKACE S PLC

Jak bylo uvedeno v úvodu, HMI panely umí zobrazit a změnit proměnné v řídicím PLC. Proto je nezbytné si stanovit, jak bude HMI panel s PLC spojen, jakým kabelem, komunikačním protokolem, v podstatě jakým drátem. Není nic horšího než si koupit HMI panel a pak zjistit, že nejde k uvedenému PLC připojit, což se také stává. HMI panely Siemens a PLC Simatic se spojují v podstatě dvěma způsoby nebo protokoly. První je MPI/PROFIBUS DP, druhým je PROFINET.


1flexible10

První varianta komunikace s PLC je MPI/PROFIBUS DP, na obrázku označena jako DP, druhá varianta PROFINET s označením PN. Je vidět, že k některým typům PLC se můžou připojit HMI oběma možnostmi, jiné akceptují pouze jednu.

Další protokoly a komunikace s jinými HMI než Siemens nás zatím nemusí zajímat.

CPU nové řady PLC S7-1500 umí PROFINET, nejvyšší centrály jsou osazeny zároveň i PROFIBUS DP konektorem. To jen pro úplnost.


1flexible11

MPI/PROFIBUS DP konektor je reprezentován téměř vždy devítikolíkovým CANON konektorem a fialovým kabelem. Tohle platí i pro starší PLC S7-200, kde se setkáte s označením konektoru jako PPI.

MPI a PROFIBUS není to samé, vysvětlili jsme si to v kurzu ohledně programování PLC Simatic S7. Můžou existovat starší HMI, které umí MPI protokol, ale neporadí si s PROFIBUS DP.


1flexible12

PROFINET protokol naopak používá RJR5 ethernetové zásuvky a zelený kabel.

Opět PROFINET není Ethernet, ale protokol, který běží na Ethernetu.


1flexible13

V technických parametrech každého HMI panelu je uveden druh komunikace, kterou umí. Ukázka z katalogu přesně uvádí, jaký protokol která řada HMI panelů ovládá.

V podstatě laicky řečeno na obou zařízeních musí být stejný konektor.


1.3 VÝBĚR VHODNÉHO HMI PANELU


1flexible20

V prvních dílech našeho kurzu zkusíme používat tento HMI dotykový panel Siemens s označením KTP400 Basic color PN.

Záměrně používáme slovo zkusíme, jak uvidíte dále.

Je důležité si zjistit parametry HMI, ne všechny nové panely jsou vždy uvedeny v katalozích, hlavně rozlišení displeje, neboť si budeme vyrábět své ovládací prvky, tak abychom se vešli do rastru.

Jakékoliv roztažení obrázku vypadá totiž na displeji HMI velmi škaredě.

Displej: 4,3" TFT širokoúhlý, 256 barev

Rozlišení: 480×272 pixel

Uživatelská paměť: 512 KB

Interface: 1× RJ45 PROFINET

Napájení: 24 VDC/0,1 A

Využijte pro zobrazení všech parametrů odkaz v závěru lekce, neboť se jedná o relativně nový panel, dodává se od května loňského roku.


1flexible21

Na KTP400 Basic color PN najdeme zezadu pouze svorkovnici pro připojení napájení a ethernetový konektor, tedy připojení RJ45 a zelený kabel. Takže je jasné, že jako PLC použijeme naše dílenské S7-1200.

Označení panelů Siemens respektuje následující klíč:

Například uvedený KTP400 Basic color PN:

KTP: typ ovládání, TP = touch, KTP = key + touch, KP=key panel

400: velikost displeje, 400 = 4"

Basic: Funkce HMI Basic nebo Comfort

color: displej color nebo mono

PN: rozhraní komunikace PN nebo DP, tedy PROFINET nebo PROFIBUS DP.

Platí pouze pro řadu Basic a Comfort.


1flexible22

Ovšem otevřeme-li si WinCC Flexible a zkusíme si jen kontrolně vložit do projektu náš vybraný HMI, vidíme, že v možnostech WinCC Flexible tento panel není. Proč? Poslední vydané malé širokoúhlé panely už jdou programovat pouze v TIA portálu, předpokládá se totiž jejich použití hlavně v menších aplikacích s S7-1200, a tím pádem s TIA portálem.

Proto raději sáhneme po KTP1000 Basic PN.


1flexible23

Nyní trochu odskočíme a nakoukneme do TIA portálu, jestli náš širokoúhlý barevný KTP400 najdeme v možnostech použití. Je tam, jen s trochu jiným názvem, proto se v TIA musíme orientovat hlavně podle objednacího čísla panelu.

To vše si ale ukážeme v dalších dílech, nyní je to jen pro informaci a přehled.


1flexible24

Na našem větším KTP1000 Basic PN (6AV6647-0AF11-3AX0) najdeme ze zadní strany také pouze napájecí svorky a RJ45 konektor pro propojení s PLC.

Tento HMI panel KTP1000 disponuje následujícími parametry (opět je důležité rozlišení displeje):

Displej: 10" TFT, 256 barev, dotykový

Rozlišení: 640×480 pixel

Uživatelská paměť: 2 MB

Interface: 1× RJ45 industrial Ethernet + PROFINET protokol

Napájení: 24 VDC / 0,6 A

Znovu využijte pro zobrazení všech parametrů odkaz v závěru lekce, je opravdu důležité mít přehled, co a jak naše HMI umí.


1flexible25

KTP1000 Basic PN máme tedy připravený pro první aplikaci.

Jestliže se vám zdá, že je v tom trochu zmatek, máte pravdu, je velmi důležité zkontrolovat si vybraný HMI jak po stránce komunikace s PLC, tak také jeho možnosti programování. Jak bylo vidět, tak nikdy není nic jednoznačné.

U některých HMI ještě přibude další komunikační kanál, a sice kudy nahrát vytvořenou aplikaci do panelu. Často HMI vyžaduje další spojení přes RS232 nebo USB. U těchto panelů s Ethernetem pro spojení s PLC se tento kanál využívá i pro přenos naší aplikace. To vše ale uvidíme v dalších dílech.

Pro úspěšné vytvoření aplikace, nahrání do panelu a připojení k PLC musíme tedy splnit tři základní podmínky:

1. Mít vhodný softwarový nástroj pro vytvoření naší aplikace, konkrétně WinCC Flexible, ve kterém je možné náš typ HMI programovat.

2. Spojení mezi WinCC Flexible a HMI pro nahrání vytvořené aplikace do panelu, buď Ethernet, RS232 nebo USB. Záleží na konkrétním typu panelu, které spojení podporuje.

3. Správný protokol mezi PLC a HMI, což znamená, že typ HMI musí podporovat konkrétní připojení k PLC.


1.4 INSTALACE SOFTWARE WINCC FLEXIBLE 2008+SP3


1flexible30

Pokud nepracujeme se starými panely, nebo používáme novější operační systémy, je nejvýše vhodné instalovat nejnovější verze softwarového nástroje WinCC Flexible, který podporují také poslední operační systémy Windows.


1flexible31

WinCC Flexible 2008 v současnosti existuje v service packu 3, takže si jej nainstalujeme. Jestliže máme na PC nějakou starší verzi WinCC Flexible, instalace nejprve tuto odstraní.

Můžeme využít zvýhodněné licence při akcích Siemens, licenci na upgrade, nebo časově omezené verze.


1flexible32

Instalátor nabídne všechny varianty, standardně ovšem není zvýrazněna možnost volby instalace ProSave, takže nezapomenout zaškrtnout.

ProSave slouží k vytvoření zálohy celého HMI panelu do jednoho binárního souboru. Budeme mu věnovat jednu z kapitol kurzu.


1flexible33

Podle rychlosti PC může doba instalace dosáhnout i jedné hodiny.


1flexible34

Vyzkoušíme si zatím pouze spuštění nástroje WinCC Flexible a ověříme přítomnost SP3 přes menu Help.


1.5 INSTALACE UPDATE3 PRO WINCC FLEXIBLE 2008+SP3


1flexible40

Jestliže se na trhu objeví nový HMI panel, nebo nějaká oprava, vydává Siemens tzv. update, který je výhodné také instalovat. Tento update existuje nyní v třetí verzi pro SP3 WinCC flexible 2008.

Je již k dispozici na webu technické podpory běžně ke stažení a instalaci.


1flexible41

Znovu si spuštěním WinCC Flexible ověříme správnost instalace a verze včetně posledního Update3.


1flexible42

Pokud nejste úplní začátečníci, nebo máte již nějaký projekt ve starší verzi WinCC Flexible, software jej při pokusu o spuštění zkonvertuje do této poslední verze.

Není potřeba se obávat, systém vytvoří zálohu, takže o starou verzi nepřijdete.


1.6 SOFTWARE PRO HMI SYSTÉMY JINÝCH VÝROBCŮ

Zdánlivě s ostatními výrobci HMI náš kurz nesouvisí, ale jen zdánlivě. Tak jako panely Siemens umí i protokoly a připojení k PLC jiných výrobců (i když se s těmito PLC používají zřídka), také některé ostatní HMI třetích stran je možné připojit k PLC Simatic. Záleží jen jakým způsobem, jestli přes MPI/PROFIBUS, Ethernet nebo nějaký převodník.

Například pro velmi rozšířené HMI panely Magelis společnosti Schneider slouží softwarový nástroj Vijeo Designer.

Tyto panely například mají přímý driver na MPI port Simatic.


1flexible51

EasyBuldier 8000 je nezbytný pro vytváření aplikací k panelům EasyView a pro PLC Simatic má spoustu driverů.


1flexible52

Nebo v případě použití HMI Beijer slouží k vytvoření aplikace software iX Developer.

Jestliže zvládnete vytvořit projekt pro Siemens panel, pak pro vás nebude velký problém aplikace pro jiné panely. Vězte, že spousta věcí a nastavení je ve všech softwarových nástrojích podobná, takže pokud víte co hledat, nebudete mít problém ani s cizími HMI. Praxe totiž ukazuje, že občas se u drobných projektů s PLC Simatic S7 využívá HMI třetích stran, třeba z důvodu poměru cena/výkon a vývojového software zdarma. Vše má ale i své negativní stránky, proto je potřeba použití HMI třetích stran vždy dobře uvážit.


Takže z odkazů lekce si postahujte manuály a další podpůrné informace, abyste získali aspoň částečný přehled ohledně HMI Siemens. No a v dalším díle již začneme vytvářet jednoduchý projekt pro náš HMI panel KTP1000.

Autor: Jaroslav Blažek, blaja.cz


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 9001:2018

Sledujte nás i na sociálních sítích.

Made by FOXON s.r.o. © 2019

Rychlý dotaz


Typ vašeho dotazu