Workshop Programmeren met STEP 7 op de DeskTop- en EduLabXorter

Workshop “Programmeren met STEP 7 op de DeskTop- en EduLabXorter”

Customer Support Automation and Drives

1. STEP 7 Basis 1.1 Nieuw STEP 7 project Er zijn twee manieren om een nieuw STEP 7 project te maken, via de wizard of handmatig. Wij gaan handmatig een project aanmaken. Klik op File -> New en voer een willekeurige naam van een project in en druk op OK.

Workshop Actemium Auteurs: Wim Tiebout en Thijs Haring [email protected]

Bladzijde: 1


1.2 Nieuw SIMATIC 300 Station -

Open met een rechter muisklik onderstaande, selecteer Insert New Object en klik vervolgens op SIMATIC 300 Station. Wijzig eventueel de naam of laat gewoon SIMATIC 300(1) staan. Dubbelklik op de naam en daarna dubbelklik op Hardware.


Bladzijde: 2


1.3 Stel de hardware samen volgens onderstaande instructies -

Voeg eerst een rail toe, door op de rail te klikken en deze naar het configuratie veld te slepen. De rail gaan we nu d.m.v. slepen of dubbelklikken vullen vanuit de Catalog. Typenummers staan op de modules voor u, beginnend met 6ES7307.., 6ES7314… e.d.


Bladzijde: 3


Na het plaatsen van de CPU314-2DP verschijnt er een Pop-up PropertiesProfibus. - Druk op New en op OK en dan nogmaals OK. - De CPU is nu voorzien van een Profibus Subnet.


Bladzijde: 4


1.4 Properties CPU instellen In de CPU zitten verschillende tabbladen die u naar wens kunt instellen.

1.4.1 Instellen MPI Interface

Dubbelklik op de CPU en klik in het tabje General op de Properties van de Interface MPI en selecteer hier MPI(1) en sluit af met OK.


Bladzijde: 5


1.4.2 Instellen Clock Memory Ga naar het tabje Cycle/Clock Memory en plaats een vinkje bij Clock memory. De bits in merkerbyte 0 hebben nu ieder een eigen pulsfrequentie, die we later kunnen gebruiken om lampjes te laten knipperen. Sluit af met OK.


Bladzijde: 6


1.5 Hardware Configuratie opslaan en downloaden Beweeg de muis naar de menubalk en klik op het Icon Save and Compile. Daarna naar het Icon Download to Module, bevestig driemaal OK en één maal Yes. De standaard hardware configuratie is nu gereed.

1.6 Profibusslave toevoegen aan de Hardware Configuratie Tegenwoordig worden digitale in- en uitgangskaarten in de nabijheid van de opnemers en actuatoren geplaatst. Middels Profibus of Profinet worden deze verbonden met de PLC. Ook worden bijvoorbeeld frequentieregelaars van een Profibus- of Profinet interface voorzien. We gaan middels de bibliotheek van de Hardware configuratie de applicatie aanpassen. 1.6.1 Installeren GSD File Siemens apparatuur is standaard aanwezig in de bibliotheek Profibus DP of Profinet IO. Echter Profibus en Profinet zijn open standaards. Het is dus mogelijk om apparatuur van derden te koppelen met een Siemens PLC’s. Iedere Profibusslave heeft een softwarefile, die GSD File wordt genoemd. De GSD file kan u downloaden van de site van de leverancier. Deze dient daarna te worden geïmporteerd in de bibliotheek. Open hiervoor de HW-Config en ga naar: Options -> Install GSD File… Browse naar de map waar u de GSD File heeft staan en installeer de GSD File. De file komt uiteindelijk in de bibliotheek terecht in de map: PROFIBUS DP -> Additional Field Devices…


Bladzijde: 7


1.6.2 Profibusslave toevoegen aan de applicatie We gaan een Siemens ET200S Profibusslave toevoegen aan de applicatie. Open in de bibliotheek: PROFIBUS DP -> ET 200S -> IM 151-1 Standard. Let op: Er zijn meerdere IM 151-1 Standards aanwezig in de bibliotheek. Controleer het type nummer. Tevens alleen bouwgroepen uit het mapje halen, dat u hebt geselecteerd.

Geeft de slave een Profibus adres die gelijk is aan de dipswitch instelling op de IM151-1.


Bladzijde: 8


Stel het ET200S station samen.

Als u goed heeft opgelet, dan ziet u dat er een sprong zit in de adressering van de IO. Dit is op volgorde te krijgen door de twee betreffende kaarten te selecteren en daarna op de knop Pack Adresses te drukken. Beweeg de muis nu naar de menubalk en klik op het Icon Save and Compile. Daarna naar het Icon Download to Module, bevestig driemaal OK en één maal Yes. De aangepaste hardware configuratie is nu gereed.


Bladzijde: 9


2. STEP 7 Programmeren 2.1 Speciale vaardigheden leren in STEP 7 In deze opdracht gaan we enige speciale vaardigheden leren die handig zijn voor het programmeren van de sorter. Zoals een schuifregister, standaard bouwsteen maken en IEC Timers/Counters.

2.2 Symbol table invullen Als eerste dienen we de Symbol table in te vullen aan de hand van de signaaloplegging van het betreffende simulatiemodel dat voor u staat. De Symbole table is te vinden onder: SIMATIC 300(1) -> CPU… -> S7 Program(1)-> Symbols. Vul tevens Clock memory byte 0 in. Daarnaast kunt u OB1 tevens van een naam voorzien. Save deze file. Voorbeeld Symbol table.


Bladzijde: 1


2.3 Schuifregister Voor sorteerbanden is het in de praktijk noodzakelijk om bij te houden, waar bepaalde producten zich bevinden. Een schuifregister is handig om hiervoor te gebruiken. In de bibliotheek van STEP 7 is een schuifregister aanwezig. 2.3.1 Schuifregister programmeren Open de LAD/STL/FBD editor door OB1 te openen. FC92 is geplaatst in de bibliotheek, zie onderstaande verwijzing: Libraries -> Standard Library -> TI-S7 Converting Blocks. Plaats FC92 in een network van OB1, open de helpfunctie door het vraagteken op FC92 te plaatsen en bestudeer de functie. Parametreer FC92 volgens onderstaand voorbeeld en download FC92 en OB1 in de PLC.

M2.0 (EN) = Trigger om te schuiven. M2.7 = Hulpmerker voor puls van één cyclus. M2.1 (DATA) = 1 of 0 waarde om te laten schuiven. M2.2 (RESET) = Schuifregister resetten. P#M10.0 = Pointer van adres waar schuifregister begint. W#16#A = A is de lengte van het schuifregister. A (Hex) = 10 (Decimaal).


Bladzijde: 2


2.3.2 Schuifregister testen Met een Variabelen tabel is het eenvoudig om het schuifregister te testen. Maak onderstaande Variabelen tabel:

Maak M2.1 True via rechtermuis en Modify Address to 1 of via de toetsencombinatie Ctrl + 1 en Ctrl + 0. Maak daarna M2.0 True en kijk naar register MW10. Varieer steeds M2.1 en geef schuifpulsen via M2.0. MW10 gaat zich nu vullen met een bitpatroon. Bij welke bit stop het vullen van MW10? Het register is in één keer leeg te maken door M2.2 True te maken en daarna een puls te geven via M2.0. Zelf heb ik een schuifregister gebruikt bij een ventielgatpers. Velgen liggen op een draaitafel met zeven posities en worden in drie stappen voorzien van een ventielgat. Bij de vierde stap wordt gecontroleerd of werkelijk het ventielgat is geperst. Is een ventielgat aanwezig, dan wordt de velg bij stap vijf van de draaitafel doorgevoerd naar de volgende bewerking, zo niet dan bij stap zes verwijdert.


Bladzijde: 3


2.4 Standaard bouwsteen maken Voor programmaonderdelen die vaak terug komen is het verstandig om een standaard bouwsteen te maken. Bijvoorbeeld voor pompen en rollenbanen is de technologie steeds hetzelfde. We gaan een standaard bouwsteen maken voor een motor. 2.4.1 In- uitgangen definiëren Maak een nieuwe Function en definieer de in- en uitgangen volgens onderstaand voorbeeld. Dit maakt u in het bovenste gedeelte van de Function. Ingangen: Start Stop (NC) Thermisch_overbelast Tijdvertraging Insteltijd Uitgangen: Motor Alarm_overbelast


Bladzijde: 4


2.4.2 Bouwsteen programmeren Plaats in netwerk 1 een Set-reset en programmeer de in- en uitgangen door gewoon de tekst in te typen. Let er wel op, dat de Stop een verbreekcontact is. Geef FC1 in de Symbol tabel een passende naam.


Bladzijde: 5


2.4.3 Bouwsteen aanroepen in OB1 Open OB1 en sleep FC1 uit de bibliotheek in zowel Netwerk 1 als Netwerk 2. Programmeer de in- en uitgangen volgens onderstaand voorbeeld. Download FC1 en OB1 in de PLC.


Bladzijde: 6


2.4.4 Bouwsteen testen Met een Variabelen tabel is het eenvoudig om de standaard bouwsteen te testen. Plaats de Merkers eventueel in de Symbol tabel en voorzie ze van logische benamingen. Maak onderstaande Variabelen tabel en zet M3.1 en M4.1 True (NC). Test de standaard bouwsteen.


Bladzijde: 7


2.5 IEC Timers en Counters STEP 7 voldoet aan de norm IEC 1131-3. Echter de timers en counters, die in de Siemens bibliotheek staan voldoen niet aan deze norm. Deze timers en counters zijn nog een overerving van de vorige PLC versie, genaamd S5 (STEP 5). STEP 7 biedt namelijk de mogelijkheid om STEP 5 programma’s te converteren naar STEP 7. Tevens zijn oudere programmeurs zo gewend aan deze timers en counters, dat Siemens ze heeft opgenomen in de standaard bibliotheek. In de System Function Blocks zijn echter de IEC Timers en Counters terug te vinden en die gaan we programmeren.

2.5.1 IEC Timer TON Open OB1 en plaats hierin SFB4, vanuit de bibliotheek via: Libraries -> Standard Library -> System Function Blocks. Programmeer SFB4 volgens onderstaand voorbeeld.


Bladzijde: 8


SFB staat voor System Function Block, die standaard al in de PLC zit. Een Function Block is een bouwsteen, die voorzien moet worden van een Data Bouwsteen. Tijdens het programmeren van SFB4 komt onderstaande melding, die met Yes dient te worden bevestigd. Als u zuinig wilt om gaan met DB’s is het verstandig de SFB4’s aan te roepen in een FB en een Multiple Instance DB te genereren.

Download DB1 en OB1 in de PLC.

2.5.2 Testen van de IEC Timer TON Maak onderstaande Variabelen tabel en test de timer.


Bladzijde: 9


2.5.3 IEC Counter CTUD Open OB1 en plaats hierin SFB2, vanuit de bibliotheek via: Libraries -> Standard Library -> System Function Blocks. Programmeer SFB2 volgens onderstaand voorbeeld.

SFB staat voor System Function Block, die standaard al in de PLC zit. Een Function Block is een bouwsteen, die voorzien moet worden van een Data Bouwsteen. Tijdens het programmeren van SFB2 komt onderstaande melding, die met Yes dient te worden bevestigd.


Bladzijde: 10


2.5.4 Testen van de IEC Counter CTUD Maak onderstaande Variabelen tabel en test de counter.


Bladzijde: 11


3. STEP 7 Programmeren vervolg 3.1 Speciale vaardigheden leren in STEP 7 In deze opdracht gaan we het remanent geheugen uitleggen en rekenen met getallen. 3.2 Remanent geheugen Remanent betekent letterlijk; Het blijven bestaan na uitschakeling. Dit kan belangrijk zijn bijvoorbeeld bij bedrijfsurentellers en database gegevens. In de properties van de HW-config kan u verschillende instellingen maken, zie onderstaand. Data bouwstenen zijn echter altijd remanent.


Bladzijde: 1


3.2.1 Data bouwsteen maken Maak DB10 volgens onderstaand voorbeeld en laad deze in de PLC.

3.2.2 Data bouwsteen testen met variabelen tabel Maak onderstaande variabelen tabel. Schrijf getallen in de betreffende bereiken. Maak de PLC spanningsloos en zet hem weer aan. Ga met de variabelen tabel weer on-line en zoek de verschillen.


Bladzijde: 2


3.3 Rekenen met getallen Siemens kent verschillende soorten van getallen. Voor het rekenen met getallen dienen we hier rekening mee te houden. Analoge signalen liggen meestal tussen de 12 en 16 bits. Echter met 32 bits getallen kunnen we nauwkeuriger rekenen.

3.3.1 Soorten getallen Bit is 0 of 1 INT is 16 bits en geheelgetal van -32768 tot 32767 DINT is 32 bits en geheelgetal van -2147483648 tot 2147483647 REAL is 32 bits en is kommagetal van -1.175 495e-38 tot +3.402823e+38 (+38 is komma 38 plaatsen verschuiven) Zie tevens helpfunctie in STEP 7. 3.3.2 Getallen vergelijken In de bibliotheek zitten functies om INT, DINT en REAL’s te vergelijken, de Comparators genoemd. Maak onderstaande functie, laad deze in de PLC en test deze met een variabelen tabel.


Bladzijde: 3


3.3.3 Getallen converteren Het kan voorkomen, dat u een getal krijgt aangeboden in een formaat, waar u in eerste instantie niets mee kunt beginnen. In de bibliotheek zit een hoofdstuk Converter. Maak onderstaande functie, laad deze in de PLC en test deze met een variabelen tabel.


Bladzijde: 4


3.4 Rekenen met STEP 7 In de bibliotheek zitten twee hoofdstukken met rekenfuncties, namelijk Integer function en Floating point. We gaan een voorbeeld maken met Integer function, Maak onderstaand voorbeeld en test deze met een variabelen tabel.


Bladzijde: 5


4. Festo Xorter 4.1 Algemene systeemomschrijving De Festo Xorter is een tafelmodel van een logistiek proces. De functie van het systeem is om objecten van verschillende afmetingen en materiaalsoorten metaal / niet metaal uit te sorteren. Het systeem wordt bestuurd door een Siemens S7-300 PLC met Siemens Step 7 besturingssoftware.

4.2 De opdracht De Festo Xorter dient metalen en kunststof blokjes te sorteren. Kunststof blokjes gaan rechtdoor en metalen blokjes gaan via de uitvoergoot. Ga als volgt te werk:

4.3 Starten met STEP 7 Nieuwe gebruikers van STEP 7 kunnen voor onderstaande opdrachten de bijgevoegde theorie en praktische tips gebruiken. 1e Maak een nieuw STEP 7 project. 2e Maak de Hardware configuratie. 3e Maak onderstaande Symbol table.


Bladzijde: 1


4.4 Opdracht programmeren 1e Maak een Function (FC1) 2e Programmeer hierin de uitgangen Band voorwaarts (Q0.1) en Xorter (Q0.2). e 3 Roep de Function aan in OB1. 4e Download en test het programma. 5e Voor de gevorderde programmeurs is er nog de mogelijkheid om de applicatie aan te sturen via WinCC Flexible. of 6e STEP 7 Programmeren door gebruik te maken van bijgevoegde theorie en praktische tips.


Bladzijde: 2


Uitwerking:


Bladzijde: 3


5. WinCC Flexible 5.1 WinCC Flexible project In deze opdracht gaan we een WinCC Flexible project geïntegreerd in STEP 7 maken. Met WinCC Flexible Advanced kunnen operator panels, maar tevens standaard pc’s worden geprogrammeerd. Voor een pc is wel een extra Runtime (RT) licentie benodigd. In het scholenpakket van WinCC Flexible is deze licentie met 128 Tags standaard opgenomen.

5.1.1 HMI Station Aan de hand van onderstaande Print Screens wordt het aanmaken van het HMI Station uitgelegd. Insert SIMATIC HMI Station.

Workshop HMI, WinCC Flexible Auteurs: Wim Tiebout en Thijs Haring [email protected]

Bladzijde: 1


WinCC flexible Runtime selecteren en bevestig met OK.

STEP 7 wordt nu uitgebreid met het HMI Station.


Bladzijde: 2


5.2 Verbinding tussen de PLC en WinCC Flexible RT Indien u een panel programmeert hoeft u verder niets speciaals te doen, maar om WinCC Flexible te laten draaien op een pc, dient u een interface met de PLC te configureren. Op scholen wordt meestal de PC Adapter USB toegepast. Deze is geschikt voor het programmeren van PLC’s maar minder geschikt voor communicatie. Dit is de reden dat u hem niet kunt selecteren als communicatieprocessor in de Hardware Configurator. We gaan een andere communicatieprocessor selecteren, waarbij de PC Adapter USB toch werkt. Aan de hand van onderstaande Print Screens wordt het maken van de verbinding met de PLC en WinCC Flexible RT uitgelegd.

5.2.1 Hardware Configuration HMI Station In het SIMATIC Station(1), Configuration in het rechterveld selecteren


Bladzijde: 3


De Hardware Config van het HMI Station wordt nu geopend. Sleep een CP5512 in dit station. De volgende Print Screen verschijnt. Hier selecteert u PROFIBUS(1) en bevestigen met OK.


Bladzijde: 4


Dubbelklik op de CP5512 en stel deze in op MPI(1) en bevestig met OK. Save and Compile de configuratie.


Bladzijde: 5


5.3 Verbinding in WinCC Flexible RT We gaan nu WinCC Flexible starten. Dit kan, door op ieder willekeurig item in de directory van het WinCC Flexible project dubbel te klikken. Omdat we als eerste een verbinding gaan maken, dubbelklikken we op Communication -> Connections.


Bladzijde: 6


Klik in de eerste regel van het tabblad Connections en selecteer bij het tabblad Station, onder MPI(1) de PLC waar u mee werkt.

Onderstaande Print Screen geeft detailinformatie over de verbinding.


Bladzijde: 7


5.4 Screen ontwerpen We gaan ons eerste scherm maken met een I/O Field en een button StopRuntime. Deze button is noodzakelijk, want als WinCC Flexible RT eenmaal is gestart, is de pc een bedieningsstation geworden. Zonder speciale drukknop, kan de applicatie alleen worden gestopt via Ctrl/Alt/Del.

5.4.1 I/O Field Ga naar Tabblad Screen_1 en sleep uit de Simple Objects een IO Field in Screen_1. Indien dit IO Field door de muis is geselecteerd verschijnt er tevens een Propertiesveld van dit IO Field. Als dit niet verschijnt eerst even dubbelklikken op het IO Field. Vul bij Tag het Clock memory byte in, welke direct uit de gekoppelde Symbol table gehaald kan worden. Zie onderstaande Print screen.


Bladzijde: 8


5.4.2 Button StopRuntime Sleep uit de Simple Objects een Button in Screen_1. In het propertiesveld Events dient u aan Click of Press de functie StopRuntime toe te voegen. Open het pulldown window door rechts op de pijl naar beneden te klikken. Selecteer StopRuntime uit de map Other functions. Als de tekst niet past in de button, kan de button met de muis groter maken.


Bladzijde: 9


5.5 Verbinding testen Druk eerst in de menubalk op het icon Generate en daarna op Start runtime system. Controleer of in het IO Field waardes verschijnen van het Clock memory byte.

Indien het scherm kleiner is dan het scherm van de pc, dan is dit in te stellen in de properties van de Device Settings -> Screen resolution.


Bladzijde: 10


Programmeren DeskTopXorter 1. Algemene systeemomschrijving De DeskTopXorter is een tafelmodel van een logistiek proces. De functie van het systeem is om objecten van verschillende afmetingen en materiaalsoorten (hoog / laag en metaal / niet metaal) uit te sorteren. Het systeem wordt bestuurd door een Siemens S7-300 PLC met Step 7 besturingssoftware.

Fig 1. DeskTopXorter


Bladzijde: 1


2. De opdracht is om blokjes rond te transporteren 1e Blokjes bij Input op Transportband 01 plaatsen. (Zie onderstaande schets rechtsboven) 2e Vervolgens gaan de blokjes via de Transportbanden 02 t/m 11, behalve 07. 3e Dan eerst de Lift omhoog van Transportband 04. 4e Blokjes verder eindeloos rond laten gaan via de Transportbanden 04 t/m 11. 3. De symbolenlijst


Bladzijde: 2


U krijgt onderstaande symbolenlijst, die u dient te importeren in uw project. I 0.0 I 0.1 I 0.2 I 0.3 I 0.4 I 0.5 I 0.6 I 0.7 I 1.0 I 1.1 I 1.2 I 1.3 I 1.4 I 1.5 I 1.6 I 1.7 I 2.0 I 2.1 I 2.2 I 2.3 I 2.4 I 2.5 I 2.6 Q 0.0 Q 0.1 Q 0.2 Q 0.3 Q 0.4 Q 0.5 Q 0.6 Q 0.7 Q 1.0 Q 1.1 Q 1.2 Q 1.3 Q 1.4 Q 1.5

Inductieve sensor 1 Sensor product aanwezig Sensor product hoog Sensor eind TB 01 Sensor eind TB 02 Sensor eind TB 03 Sensor eind TB 09 Sensor eind TB 10 Sensor eind TB 11 Sensor eind TB 04 Sensor eind TB 05 Inductieve sensor 2 Sensor product hoog 2 Sensor product aanwezig 2 Sensor Divert 1 Sensor Divert 2 Sensor eind TB 08 Sensor eind TB 07 Transportband 4 Hoog Transportband 4 Laag Noodstop Transport AAN Transport UIT Transportband 01 Transportband 02 Transportband 03 Transportband 09 Transportband 10 Transportband 11 Transportband 04 Transportband 05 Transportband 06 Transportband 08 Transportband 07 Lift Transportband 04 Divert 1 Divert 2

Transportband 01 Transportband 01 Transportband 01

Transportband 06 Transportband 06

Noodstop drukknop Drukknop Transport AAN Drukknop Transport UIT


Bladzijde: 3


4. Programmeer Tips and Tricks 1e Maak een nieuw STEP 7 project. 2e Maak de Hardware configuratie. 3e U krijgt de symbolenlijst, die u dient te importeren in uw project. Vraag even bij de begeleiders. e 4 Maak voor iedere Transportband, Lift en Diverter een Set / Reset. 5e Start (set) Transportband 01 met Input I01 (Sensor product aanwezig). 6e Aan het einde van Transportband 01 wordt Transportband 02 geset door Input I0.3 (Sensor eind TB 01). 7e Als Transportband 02 wordt gestart wordt tevens een timer gestart. 8e Transportband 01 wordt gereset door deze timer. 6e Enz. Opmerkingen: 1e Er zijn meer manieren om lopende banden aan te sturen. Met Set-Resets, S7-graph of met Timers van het type S_OFFDT. Onderstaand een voorbeeld met Set-Resets: 2e U mag ook een standaard parametreerbare bouwsteen maken, die u voor de lopende banden kan gebruiken.


Bladzijde: 4


5. De laatste opdracht is om blokjes te sorteren Maak een aanpassing aan het programma, zodat de metalen blokjes op Transportband 07 terecht komen.


Bladzijde: 5


PG/PC interface. PG/PC interface instellen Om verbinding met de PLC te maken dient men eerst de juiste interface in te stellen. Op scholen wordt meestal de PC Adapter USB toegepast, maar tegenwoordig programmeert men ook direct via ethernet. We gaan beschrijven hoe u de PC Adapter USB instelt voor MPI. Er zijn 2 plaatsen waar u de PG/PC interface kunt instellen. 1ste Control Panel van Windows. 2de In de opties van STEP7, zoals we hieronder gaan beschrijven. Selecteer Options in de STEP 7 SIMATIC Manager en klik vervolgens op Set PG/PC interface.

Vervolgens verschijnt er dit scherm. Fout!

Workshop HMI, WinCC Flexible Auteurs: Wim Tiebout en Bart Bastiaan

Bladzijde: 1


Hier kiest u voor PC Adapter(MPI). Indien deze optie nog niet aanwezig is, ga dan eerst via Interfaces Add/Remove -> Select… de PC Adapter installeren.

Nadat u de juiste interface heeft gekozen, klik dan op Properties en stel deze in volgens onderstaande Print Screens.


Bladzijde: 2


Vink PG/PC is the only master on the bus aan.

Selecteer bij Connection to: voor USB. Indien u geen USB kunt selecteren dient u eerst de Driver voor de PC Adapter USB te installeren. Download via onderstaande link: http://support.automation.siemens.com/WW/view/en/21226394


Bladzijde: 3

Workshop Programmeren met STEP 7 op de DeskTop- en EduLabXorter

Recommend Documents