Klasyczna idea TIA (Totally Integrated Automation) w oprogramowaniu Siemens si ga pocz tków produkcji oprogramowania Simatic Manager. Szerokie mo liwo ci integracji oprogramowania Step 7 z WinCC czy WinCC Flexible znacznie usprawniaj prac in yniersk podczas tworzenia programu sterownika czy wizualizacji. Jednym z elementów TIA Classic bazuj cym na oprogramowaniu Simatic Manager jest system alarmów zarówno komunikatów sprz towych jak i programowych definiowanych przez u ytkownika na etapie in ynieringu. W poni szej instrukcji opisano krok po kroku konfiguracj systemu alarmów sprz towych RSE (Report System Error) oraz parametryzacj funkcji generuj cej alarm w postaci telegramu od strony PLC serii S7 SFC108 Alarm_D. I. Report System Error RSE "Report System Error" jest funkcj oprogramowania Step 7, która umo liwia wygodne wy wietlanie informacji diagnostycznych sterownika PLC w formie komunikatów alarmowych. Step 7 automatycznie generuje niezb dne bloki oraz teksty alarmów. Jedyne kroki, jakie musi wykona u ytkownik to konfiguracj bloków informacyjnych, wgranie konfiguracji do sterownika oraz transfer komunikatów do projektu WinCC. Aby funkcjonalno RSE by a mo liwa w implementacji nast puj ce wymagania musz zosta spe nione: projekt WinCC musi by zintegrowany ze rodowiskiem Step 7 wymagana jest wersja Step 7 V5.1 lub nowsza wymagana jest wersja WinCC V5.1 lub nowsza komponent WinCC - "AS-OS Engineering" musi by zainstalowany 1. W pierwszym kroku zak adamy, e u ytkownik posiada projekt skonfigurowany pod wzgl dem sprz towym w rodowisku Step 7, przyk adowo dla sterownika Serii S7-300 lub S7-400. W edytorze HW Config zaznaczamy jednostk centraln CPU naszego sterownika, a nast pnie z menu Options wybieramy pozycje Report System Error jak pokazano na poni szym obrazie. Doradztwo techniczne: simatic.pl@siemens.com 1
2. W otwartym oknie konfiguracyjnym interesuje nas w konfiguracji podstawowej tylko zak adka Messages gdzie mo emy okre li bloki informacyjne, jakie powinny znale si w komunikatach dla poszczególnych elementów zg aszaj cych b d. Wszelkie informacje, które uwzgl dnimy w komunikacie (nazwa CPU, szyna, slot, modu rozszerze, komentarze, etc) b pobierane z ustawie wykonanych w nie na poziomie modu u HW Config. Dodatkowo okre li mo na atrybuty alarmu, przypisanie do odpowiedniej klasy, typu, nadanie priorytetu, etc. Klikaj c przycisk Generate - znajduj cy si w lewym dolnym rogu okna konfiguracyjnego ko czymy konfiguracj, co poci ga za sob wygenerowanie odpowiednich bloków funkcyjnych odpowiedzialnych za obs ug systemu alarmów. 3. Wszystkie wygenerowane automatycznie bloki organizacyjne, funkcyjne oraz bloki danych wgrywamy do sterownika lub - jak w przypadku tej instrukcji - do symulatora PLCSim. Zastosowanie symulacji sterownika w tym przypadku ma bardzo racjonalne uzasadnienie daje bardzo wygodn sposobno przetestowania poprawnej funkcjonalno ci systemu poprzez wbudowan mo liwo symulacji b dów sterownika. 4. Aby podejrze komunikaty, jakie generowane s przez sterownik przechodzimy do Simatic Manager, zaznaczamy interesuj ce nas CPU, a nast pnie z menu PLC wybieramy opcj CPU Messages Modu ten informuje m.in. o aktualnym stanie urz dzenia, cz ciowo pokrywa si z komunikatami bufora diagnostycznego, a tak e Doradztwo techniczne: simatic.pl@siemens.com 2
daje mo liwo podgl du komunikatów generowanych przez CPU do bufora wewn trznego. Dla aktualnie analizowanego projekty zaznaczamy kolumny W (zdarzenia diagnostyczne) oraz A (b dy systemowe oraz procesowe) znajduj ce si w lewej cz ci nag ówka okna komunikatów. 5. W celach testowych wgrywamy ca y projekt do symulacji sterownika PLCSim, a nast pnie z jego menu kontekstowego wybieramy opcj Execute Trigger Error OK. Diagnostic Interrupt Symulator daje dosy szerokie mo liwo ci generowania b dów, co mo e okaza si przydatne na etapie tworzenia systemu. Aby wygenerowa przerwanie diagnostyczne OB82 w polu Module Addess podajemy adres karty rozszerze sterownika, dla której d ma zosta zasymulowany. W przypadku modu ów cyfrowych podajemy pierwszy bit adresu modu u (adres w HW Config), czyli je eli karta zajmuje przyk adowo dwa bajty wej poczynaj c od bajtu zerowego podajemy adres w postaci I0.0. Je eli za jest to karta wej analogowych z adresacj np. od bajtu 288, podajemy adres w formie PIW288. Doradztwo techniczne: simatic.pl@siemens.com 3
Wybieraj c warunek b du, a nast pnie klikaj c przycisk Apply zostanie wygenerowany odpowiedni komunikat, który powinien ukaza si w oknie notyfikacji CPU Messages. Przyk adowo poni ej wygenerowane zosta y b dy domy lne typu External vlotage failed oraz Battery exhausted. 6. Je eli komunikaty wy wietlaj si prawid owo mo emy przej do cz ci drugiej konfiguracji - czyli wy wietlenia powy szych informacji diagnostycznych w systemie SCADA WinCC. Po pierwsze do naszego projektu nale y doda stacj operatorsk w tym celu klikamy prawym przyciskiem myszy w nazw projektu w Simatic Manager i wybieramy opcj Insert New Object OS. Nast pnie otwieramy edytor sieci NetPro i podpinamy nasz stacj sterownikow do wybranej magistrali komunikacyjnej, np. MPI jak pokazano poni ej. Doradztwo techniczne: simatic.pl@siemens.com 4
7. Kolejnym etapem konfiguracji, a za razem ostatnim, jaki nale y wykona od strony Simatic Manager jest kompilacja projektu OS. Podczas kompilacji system generuje odpowiedni kod wykonawczy oraz wprowadza wszelkie zmiany do projektu wizualizacji, jakie zosta y poczynione w rodowisku Simatic Manager. Aby wykona kompilacj klikamy prawym przyciskiem myszy w nazw projektu stacji operatorskiej i wybieramy pozycj Compile. W oknie konfiguracyjnym kompilatora nie jest konieczne wykonanie adnych dodatkowych ustawie wystarczy, wi c przeklika wizard do ostatniego okna informacyjnego i klikn przycisk Compile. 8. Po wykonaniu kompilacji przechodzimy do sytemu SCADA WinCC poprzez klikni cie prawym przyciskiem myszy w nazw stacji operatorskiej i wybranie opcji Open Object zostanie otwarty WinCC Explorer. Poza standardowymi ustawieniami systemu WinCC najwa niejszym punktem konfiguracji jest synchronizacja komunikatów z tymi stworzonymi w Step 7. System WinCC musi zna klasy, typy oraz sam konfiguracj bloków alarmowych zdefiniowanych w Simatic Manager ten zabieg nale y wykona od strony WinCC nie jest on zawarty w powy szej kompilacji. Aby wykona synchronizacj komunikatów nale y otworzy zautomatyzowany edytor stacji operatorskiej OS Project Editor. Nast pnie przechodzimy w zak adk General i w górnym menu wyboru wskazujemy opcj Only Messages Configuration Dzi ki temu skompilowana zostanie jedyna interesuj ca nas cz zwi zana z komunikatami alarmowymi, a pozosta a funkcjonalno modu u OS Project Editor daj ca mo liwo wygenerowania automatycznie uk adu projektu nie zostanie zaaplikowana w projekcie. Kompilacj tak nale y wykona tylko raz niezale nie od pó niej wprowadzonych zmian od strony WinCC lub Step 7. Zatwierdzamy klikaj c przycisk OK. Doradztwo techniczne: simatic.pl@siemens.com 5
9. Pozostaje konfiguracja podstawowa systemu WinCC, czyli dodanie ekranu procesowego oraz wstawienie kontrolki alarmów WinCCAlarmControl. W ustawieniach kontrolki ActiveX odpowiedzialnej za wy wietlanie komunikatów nale y ustawi prezentacj odpowiednich bloków informacyjnych. Standardowo s to: data, czas oraz numer komunikatu. Aby wy wietli teksty komunikatów diagnostyki sprz towej RSE - w zak adce Message lists nale y doda blok informacyjny Event lub Block: 3 (w zale no ci od wersji systemu przypisana zostaje ró na nazwa), mo na zmieni jego nazw na np. PLC Message Text jak w poni szym przyk adzie. Nale y pami ta o zaznaczeniu opcji logowania alarmów w zak adce Startup w ustawieniach komputera od strony WinCC. Uruchamiaj c tryb Runtime powinni my zaobserwowa komunikaty RSE, które wcze niej widnia y w oknie CPU Messages w rodowisku Simatic Manager. Po wprowadzeniu ewentualnych zmian do systemu komunikatów od strony Simatic Manager nale y ponownie wgra do sterownika bloki wygenerowane przez system, skompilowa stacj operatorsk oraz prze adowa tryb RT. Wi cej informacji mo na znale na stronach wsparcia technicznego: http://support.automation.siemens.com/ww/view/en/22727527 Przyk ad zosta opracowany w wersji WinCC v7.0 SP3 oraz Step 7 V5.5 SP1. Doradztwo techniczne: simatic.pl@siemens.com 6
II. Alarmowanie telegramem z wykorzystaniem funkcji SFC 108 Alarm_D System WinCC posiada szerokie mo liwo ci obs ugi oraz logowania komunikatów alarmowych w bardzo atwy oraz szybki sposób pytanie wst pne brzmi wi c: dlaczego zu ywa czas przeznaczony na tworzenie aplikacji aby zastosowa funkcje generuj ce komunikaty alarmowe od strony PLC? Zalet zastosowania takiego systemu komunikatów u ytkownika jest przynajmniej kilka: Odci enie cza komunikacyjnego w przypadku standardowej konfiguracji komunikatów w module Alarm Logging, w WinCC system cyklicznie (standardowo z cyklem 1s) sprawdza status zmiennych odpowiedzialnych za generowanie alarmów, czyli ramka komunikacyjna raz na sekund wymieniana jest ze sterownikiem. W przypadku du ej ilo ci alarmów komunikacja z PLC mo e zosta spowolniona. Przy wykorzystaniu funkcji alarmuj cej w PLC telegram z komunikatem alarmu zostaje wys any do WinCC tylko w przypadku wyst pienia alarmu nie wyst puje cykliczne sprawdzanie statusu zmiennych alarmowych w systemie SCADA. Bardzo precyzyjny stempel czasowy komunikatu jak wspomniano powy ej cykl skanowania zmiennych wywo uj cych komunikaty alarmowe w WinCC wynosi 1 sekund. Cykl ten mo na co prawda zmieni na ni szy (do 250ms) edytuj c rejestry systemu Windows ale zabieg ten nie jest zalecany. W przypadku wykorzystania funkcji systemowych w sterowniku, ka dy z alarmów otrzymuje znacznik czasowy z dok adno ci zgodn z cyklem pracy programu w sterowniku, czyli do setnej cz ci sekundy. Dok adno taka w wielu przypadkach jest nie jedynie zalet, ale równie wymogiem. Oszcz dno zmiennych wymienianych z PLC zmienne odpowiedzialne za generowanie komunikatów alarmowych deklarowane s jedynie w sterowniku, co pozwala zaoszcz dzi ilo zmiennych licencjonowanych w WinCC Bufor komunikatów w sterowniku wszelkie komunikaty alarmowe zapisywane s w wewn trznej pami ci sterownika PLC, co daje mo liwo utrzymania ci ci archiwum alarmów. W przypadku od czenia lub awarii komputera wizualizacyjnego alarmy, których przyczyna pojawi a si oraz znikn a podczas trwania przerwy w komunikacji PLC z komputerem zostan przepisane z bufora sterownika automatycznie po przywróceniu komunikacji. Istnieje kilka funkcji s cych do tworzenia systemu alarmów od strony sterownia wybór odpowiedniej funkcji zale y od takich czynników jak: typ sterownika, w którym ma zosta u yta (S7-300/400) ilo monitorowanych sygna ów alarmowych typ alarmu z potwierdzeniem lub bez ilo zmiennych powi zanych mo liwo ci prezentacji w systemach HMI lub SCADA Wykaz dost pnych funkcji oraz ich parametry mo na znale w tematach pomocy systemu Simatic Manager pod has em: Which Message Blocks Are Avaliable? Jedn z nowszych, a co za tym idzie bardziej uniwersalnych funkcji alarmuj cych jest funkcja systemowa SFC 108 Alarm_D. Jest to funkcja generuj ca komunikat alarmowy okre lonej tre ci niewymagaj cy potwierdzenia (bli niacza funkcja generuj cy komunikat wymagaj cy potwierdzenia to SFC 107 Alarm_DQ ). Doradztwo techniczne: simatic.pl@siemens.com 7
Parametryzacja wi kszo ci funkcji wygl da podobnie, dla przyk adu przedstawiona zostanie funkcja SFC 108. Poni szy przyk ad jest kontynuacj projektu w funkcjonalno ci RSE z punktu I, tak e przyjmujemy, e projekt zosta skonfigurowany od strony HW Config. 1. Pierwszym krokiem w konfiguracji alarmu jest stworzenie nowego bloku funkcyjnego, w którym zostanie wywo ana funkcja SFC 108 np. FB1 Alarmy. Otwieramy blok funkcyjny, a nast pnie z biblioteki funkcji systemowych wstawiamy funkcj Alarm_D (Libraries Standard Library System Function Blocks). Po wywo aniu funkcji SFC 108 w bloku FB1 przepisujemy parametry wej cia/wyj cia, aby widoczne by y równie zewn trznie dla bloku FB1. Nazwy parametrów oczywi cie mog by dowolne, natomiast typy danych musz by zgodne z poni szym zrzutem ekranu. Bardzo wa nym krokiem jest przypisanie odpowiednich atrybutów sygna owi wej ciowemu EV_ID. Aby to uczyni klikamy w zadeklarowany parametr wej ciowy interfejsu prawym przyciskiem myszy i wybieramy opcj Object Properties, a nast pnie w ostatniej zak adce Attributes ustawiamy atrybuty S7_a_type oraz S7_server na warto ci wskazane poni ej. Doradztwo techniczne: simatic.pl@siemens.com 8
Po wykonaniu tej czynno ci system b dzie wiedzia, e stworzona funkcja FB1 s y do generowania komunikatu alarmowego i podczas parametryzacji ka dej z instancji automatycznie przydzieli pierwszy dost pny numer komunikatu, dzi ki któremu WinCC zidentyfikuje alarm. Zapisujemy funkcj. 2. W Simatic Manager dodajemy nowy blok danych, np. DB1 Alarmy_DB i przypisujemy go, jako Instance DB, do bloku FB1. 3. Wywo ujemy FB1 wraz z blokiem danych typu Instance (DB1) w bloku organizacyjnym OB1, a nast pnie parametryzujemy funkcj. Opis parametrów znajduje si poni ej: SIG monitorowany sygna binarny generuj cy alarm na zboczu narastaj cym ID kana danych - dla komunikatów alarmowych - W#16#EEEE EV_ID identyfikator alarmu, powinien zosta przydzielony automatycznie w formie szesnastkowej DW#16#6000000x CMP_ID identyfikator podsystemu, do którego przypisany jest komunikat (tylko dla funkcji SFC 108) numer bloku danych Instance A_V zmienne powi zane, maksymalnie 12 bajtów, typ danych dowolny zmienna lub grupa zmiennych, których warto ci chcemy wpisa do komunikatu alarmowego w momencie jego wywo ania, a nast pnie wy wietli w WinCC RET_V sygna statusowy funkcji 4. Zapisujemy blok OB1 i przechodzimy do Simatic Manager. Prawym przyciskiem myszy wywo ujemy menu kontekstowe dla bloku danych DB1 i wybieramy pozycj - Special Object Properties Message jak pokazano na poni szym obrazie. W polu Message Text nale y wprowadzi tekst komunikatu, który zostanie wys any do systemu wizualizacji w momencie wyst pienia warunku uruchamiaj cego funkcj FB1, do której przypisany zosta blok danych DB1. Doradztwo techniczne: simatic.pl@siemens.com 9
5. Poza opisem tekstowym, który przypisany zostanie do komunikatu w jego tre ci mo na zawrze równie warto ci zmiennych powi zanych z alarmem maj cych znaczenie dla operatora. Zmienna powi zana przypisana jest do funkcji jak parametr A_V (punkt 3). Mo e by to jedna zmienna b przestrze adresowa (do 12 bajtów) podzielona na dowolne zmienne. Rozpatrzmy najpierw przypadek prostszy, czyli jedn zmienn powi zan, np. MW10 jak w przyk adzie powy ej. Aby dowi za warto tej zmiennej do komunikatu w tek cie wiadomo ci musimy wprowadzi odpowiedni formu. Warto ci powi zane wprowadzamy rozpoczynaj c oraz ko cz c znakiem @ zgodnie z poni szym wzorem: @[Pwn][Typ]%width[.precision]Format@ Symbol Znaczenie Warto ci Domy lnie @ Pocz tek deklaracji Pwn Numer zmiennej powi zanej procesowej (opcjonalnie) 1-6 1 Typ Typ zmiennej procesowe (opcjonalnie) Patrz poni ej I %width Szeroko pola w HMI zarezerwowana na zmienn.precision Dok adno zmiennoprzecinkowa (opcja dla formatu "f") Format Format wy wietlania zmiennej procesowej Patrz poni ej @ Koniec deklaracji Typ Znaczenie Format Wy wietlanie "b" lub "B" BOOL "d" Dziesi tne ze znakiem "y" lub "Y" BYTE "u" Dziesi tne bez znaku "c" lub "C" CHARACTER "X" Szesnastkowe "w" lub "W" WORD "f" Zmiennoprzecinkowe ze znakiem "i" lub "I" INTEGER "b" Binarne "x" lub "X" DWORD "s" String "d" lub "D" DINT "r" lub "R" REAL Wprowadzaj c do naszego komunikatu zmienn typu WORD, rezerwuj c na jej warto 5 miejsc znacz cych komunikatu oraz wybieraj c dziesi tn form prezentacji jej warto ci otrzymamy nast puj cy wynik: @1W%5d@. Zadeklarowany typ zmiennej powi zanej musi by zgodny z typem zmiennej A_V zadeklarowanym w funkcji SFC108. Doradztwo techniczne: simatic.pl@siemens.com 10
6. Kroki kolejne s analogiczne do tych, jakie wykonali my przy konfiguracji alarmów RSE, czyli wgrywamy stworzone bloki do sterownika, podpinamy sterownik do sieci w NetPro, zak adamy stacj OS (je li wcze niej nie by a dodana), kompilujemy j i uruchamiamy tryb Runtime w WinCC (je li jest aktywny prze adowujemy), je li wcze niej nie by a wykonana, nale y równie wykona kompilacj komunikatów przez OS Project Editor. Pami tamy tak e o uruchomieniu logowania alarmów w ustawieniach komputera. W sterowniku nale y ju tylko wywo alarm przez zmian odpowiedniego bitu alarmowego (0 1) w naszym przyk adzie bit pami ci M0.0. Komunikat alarmowy powinien zosta wy wietlony zarówno w CPU Messages jak i w kontrolce alarmów systemu SCADA - WinCCAlarmControl. 7. Konfiguracja jest kompletna. Mo na natomiast wzbogaci nasz komunikat alarmowy w wi ksz ilo zmiennych powi zanych. Konfiguracja ta zaczyna si od okre lenia typów tych zmiennych. Mog by one ró ne, aczkolwiek nie mog rozmiarowo przekracza cznie 12 bajtów. Wykonujemy t czynno wewn trz naszej funkcji Alarmy FB1 usuwamy interfejs wej ciowy A_V, a zamiast niego podajemy zakres pami ci obejmuj cy nasze zmienne powi zane. Te z kolei nale y zadeklarowa w parametrach interfejsu funkcji FB1 typu STAT. Za my, e b to trzy zmienne typu DWord. Jako parametr wej ciowy funkcji SFC108 podamy wi c przestrze 12 bajtów z bloku danych Instance w formacie: P#DB1.DBX14.0 BYTE 12 adres pocz tkowy widnieje w opisie zadeklarowanych zmiennych statycznych funkcji FB1. W programie sterownika ustawiamy warto ci trzech zadeklarowanych wcze niej zmiennych powi zanych bezpo rednio w DB1. W bloku danych w miejscu definicji tre ci komunikatu odwo ujemy si do trzech zdefiniowanych zmiennych powi zanych, np. w formie: ALARM! Warto zmiennej 1 to: @1X%5d@, zmiennej 2 to: @2X%5d@, a zmiennej 3 to: @3X%5d@. Wyt uszczone identyfikatory mówi o numerze zmiennych powi zanych zgodnie z kolejno ci ich deklaracji w parametrach statycznych interfejsu bloku FB1. Doradztwo techniczne: simatic.pl@siemens.com 11
8. Kolejn interesuj funkcj jest mo liwo wprowadzenia wieloj zycznego komunikatów alarmów w postaci telegramów, a tak e zmiana ich j zyka bezpo rednio w trybie RT. Aby to wykona nale y doda interesuj cy nasz j zyk do projektu wizualizacji z poziomu Simatic Manager Options Language for Display Devices Nast pnie nale y zmieni j zyk wprowadzania tekstów projektu przez opcj s siedni Manage Multilingual Texts Change Language Po zmianie j zyka przechodzimy do ustawie bloku danych gdzie wprowadzamy tekst komunikatu (Special Object Properties Message ) i podmieniamy tekst na wskazany wcze niej j zyk. Teksty wieloj zyczne zosta y wprowadzone, komunikaty zostaj zapisane w blokach sterownika. Uruchamiaj c wizualizacj w trybie RT i dodaj c funkcjonalno zmiany j zyka Runtime, mo emy w dowolnej chwili podejrze teksty wy wietlonych aktualnie lub archiwalnie komunikatów w skonfigurowanych wcze niej j zykach. Po wprowadzeniu ewentualnych zmian do systemu komunikatów od strony Simatic Manager nale y ponownie wgra do sterownika edytowane bloki, skompilowa stacj operatorsk oraz prze adowa tryb RT. Wi cej informacji oraz przyk adowe projekty mo na znale na stronach wsparcia technicznego: http://support.automation.siemens.com/ww/view/en/23872686 Przyk ad zosta opracowany w wersji WinCC v7.0 SP3 oraz Step 7 V5.5 SP1. Doradztwo techniczne: simatic.pl@siemens.com 12