Ze względu na okres w jakim ukazały się w sprzedaży sterowniki serii S7-1200 względem istniejącego już systemu WinCC v7.0 nie został w oprogramowaniu SCADA uwzględniony driver komunikacyjny dla nowej rodziny sterowników. W związku z tym konfiguracja połączenia pomiędzy WinCC v7.0 a sterownikiem S7-1200 nie jest tak bezpośrednia jak np. z S7-300/400. W związku z szerokimi możliwościami komunikacyjnymi systemu SCADA komunikacja taka oczywiście jest możliwa z tym, że w celu wykonania takiego połączenia potrzebne jest wykonanie dodatkowych kroków konfiguracyjnych lub użycie dedykowanych narzędzi programowych. Jedną z metod skomunikowania sterownika S7-1200 z klasycznym systemem WinCC jest wykorzystanie standardowego protokołu komunikacyjnego Modbus TCP/IP. Jest to o tyle przyjazne rozwiązanie, iż nie wymaga żadnych dodatkowych nakładów finansowych, ze względu na to, iż zarówno po stronie WinCC jak i po stronie sterownika S7-1200 protokół ten jest zawarty w standardowym pakiecie, a więc korzystanie z niego jest bezpłatne oraz w żaden sposób nie jest ograniczone. Zestawienie takiej komunikacji wymaga jednak ingerencji w projekt sterownika co w pewnych przypadkach może okazać się niewygodne bądź niemożliwe, istnieją również ograniczenia co do ilości przesyłanych informacji. Szczegółowy opis konfiguracji takiego połączenia od strony PC jak i PLC znaleźć można w dokumencie FAQ: WinCC V7 Wymiana danych ze sterownikiem serii S7-1200 poprzez protokół Modbus TCP do pobrania na stronach wsparcia technicznego Simatic. Innym sposobem rozwiązania problemu komunikacyjnego pomiędzy w/w systemami jest upgrade do nowszej wersji WinCC. Od wersji v7.2 został wprowadzony dedykowany kanał komunikacyjny dla sterowników serii S7-1200 oraz S7-1500. Upgrade wiąże się jednak z nakładem finansowym oraz czasem dużym nakładem pracy, co w wielu przypadkach uniemożliwia zastosowanie takiego rozwiązania bądź znacznie je utrudnia. Pozostaje jeszcze trzecie rozwiązanie, na którym skupimy się w tym dokumencie, a mianowicie zastosowanie standardu komunikacyjnego jakim jest kanał OPC. WinCC v7.0 posiada w podstawowym pakiecie wbudowaną funkcjonalność zarówno serwera jak i klienta OPC. W związku z tym pobieranie danych przez odpowiedni serwer OPC ze sterownika S7-1200 a następnie przekazywanie ich do WinCC nie jest problemem. Bezpośrednie połączenie WinCC z S7-1200 nie jest jednak możliwe, wymagana jest w tym celu aplikacja OPC stanowiąca swego rodzaju gateway pomiędzy sterownikiem a wizualizacją. Jako narzędzie łącznikowe można zastosować OPC serwer z oferty produktowej Siemens. Do wyboru są tutaj PC Access oraz Simatic NET OPC. Pierwszy OPC serwer jest rozwiązaniem zdecydowanie szerzej stosowanym ze względu na stosunkowo niewysoką cenę. PC Access jest oprogramowaniem, które swego czasu służyło jako narzędzie OPC dedykowane dla sterowników serii S7-200, znajduje ono jednak również analogiczne zastosowanie w przypadku swojego następcy S7-1200. OPC Simatic NET, jest w takim przypadku rzadziej stosowane jako, iż jest to potężne narzędzie, które w większości aplikacji mikro-sterowników okazuje się być przerostem formy nad treścią. W przypadku jednak gdy mamy odczyniania z sytuacją gdzie chcemy podpiąć do komputera przez kanał OPC kilkadziesiąt sterowników jest jedyne rozwiązanie. W poniższej dokumentacji przedstawiona zostanie konfiguracja zarówno oprogramowania PC Access jak i Simatic NET OPC, gdzie narzędzia te wystąpią jako most pomiędzy sterownikiem serii S7-1200 a klasyczną wersją sztandarowego systemu SCADA Simatic WinCC v7.0. Doradztwo techniczne: simatic.pl@siemens.com 1
Konfiguracja sterownika serii S7-1200 Na tym etapie zakładamy, iż w sterowniku wgrany jest pracujący program gdzie dane przeznaczone do wizualizacji pochodzą bezpośrednio z obszaru wejść, wyjść, pamięci M lub bloku danych. Jeśli chodzi o pierwsze trzy grupy adresowe, to nie ma tutaj żadnych ograniczeń. Natomiast przy bloku danych skonfigurowanym w sterowniku S7-1200 należy pamiętać, iż dostęp przez narzędzie PC Access możliwy jest jedynie do jednego bloku danych - DB1, który dodatkowo musi być adresowany absolutnie, a nie symbolicznie. Przy tworzeniu bloku danych udostępnionego dla tegoż serwera OPC należy więc zaznaczyć opcję Standard compatiblie with S7-300/400 jak na poniższym zrzucie ekranu. Konfiguracja PC Access Pierwszą metodą odczytania danych przez narzędzie programowe bezpośrednio ze sterownika serii S7-1200 jest narzędzie PC Access. Konfiguracja tego pakietu programowego jest dosyć prosta także nie powinna przysporzyć wielu problemów. Poniżej przedstawiona została procedura konfiguracyjna. 1. Otwieramy oprogramowanie i konfigurujemy ustawienia komunikacyjne poprzez kliknięcie prawym klawiszem myszy pozycji MicroWin w drzewie projektu i wybór opcji PG/PC Interface Wskazujemy kartę sieciową naszego komputera, po której będziemy fizycznie się komunikować ze sterownikiem 2. Następnie również wybierając menu podręczne z poziomu drzewka projekty wskazujemy opcję NewPLC W oknie konfiguracyjny ustawiamy odpowiednie parametry komunikacyjne czyli adres IP naszego sterownika oraz ustawienia punktu dostępu do usług transportowych (TSAP) zarówno od strony komputera jak i od strony PLC. Ustawienia TSAP dla naszej konfiguracji powinny zawsze wyglądać tak jak na poniższym zrzucie ekranu. Doradztwo techniczne: simatic.pl@siemens.com 2
3. Kolejnym krokiem w konfiguracji jest dodanie zmiennych, które chcemy odczytać ze sterownika. W tym celu z menu kontekstowego tym razem wybieramy pozycję New -> Item W oknie konfiguracji Wpisujemy nazwy po których będziemy później w WinCC identyfikować zmienne oraz adresujemy je zgodnie z tym co zostało zaprogramowane w sterowniku. W przypadku bloku danych podajemy adresację absolutną czyli np. DB1.DBB0 system zawsze jednak automatycznie przekonwertuje adres na pamięć V znaną ze sterowników S7-200. Adresować możemy jedynie zmienne z jednego bloku danych DB1. Wszystkie zmienne z bloku danych będą więc zaadresowane przez pamięć V co z punktu widzenia użytkownika nie ma znaczenia gdyż odczyt działa poprawnie. Poza zmienną typu Byte możemy oczywiście adresować również inne typy danych czyli np. słowa (VWx, MWx, IWx, QWx) czy bity (Vx.x, Mx.x, Ix.x, Qx.x). Doradztwo techniczne: simatic.pl@siemens.com 3
4. Krokiem finalnym jest uruchomienie komunikacji. W tym celu zaznaczamy utworzone zmienne i z paska menu wybieramy opcję Add Current Items To Test Client, a następnie klikamy sąsiednią ikonkę Test Client Status. Jeżeli w polu Test Client parametr Quality będzie widniał jako Good oraz wartości zmiennych będą wyświetlane zgodnie z naszym programem to znaczy, iż konfiguracja przebiegła poprawnie i możemy przejść do ustawień w systemie WinCC v7.0. Więcej informacji na temat powyższej konfiguracji można odszukać na stronach wsparcia technicznego pod adresem: http://support.automation.siemens.com/ww/view/en/41928929 Konfiguracja Simatic NET Aby skonfigurować OPC serwer Simatic NET do komunikacji ze sterownikiem serii S7-1200 potrzebne jest programowanie Simatic Manager czyli powszechnie znany Step 7. Dodatkowo potrzebne jest standardowe narzędzie konfiguracyjne stacji komputerowej Simatic czyli Station Configuration Editor (dostępny w windowsowym menu tray pod ikonką w postaci miniaturki komputera). Jako, iż sterownik mamy już zaprogramowany przechodzimy właśnie do klasycznej wersji oprogramowania czyli Simatic Manager, dalsza procedura opisana jest w poniższych punktach. 1. W Simatic Manager wstawiamy do projektu nowy obiekt Insert New Object -> Simatic PC Station. 2. Nazwę wstawionego obiektu zmieniamy na zgodną z tą widnieją w Station Configuration Editor -> Station Name. Wskazane jest aby była to również nazwa komputera, na którym pracujemy. W przykładzie nazwa ta to S1. Po zmianie nazwy PC Station na nazwę komputera ikona w drzewie projektu Simatic Manager powinna zmienić się na żółtą strzałkę skierowaną ku górze. Należy pamiętać, iż wykonując konfigurację lokalnej stacji ustawienia Set PG/PC Interface powinny być ustawione na PC Internal (local). Jeśli żółta strzałka nie pokazała się automatycznie może być wymagane ponowne uruchomienie oprogramowania Simatic Manager. Doradztwo techniczne: simatic.pl@siemens.com 4
3. Następnie otwieramy okno konfiguracji naszej stacji PC przez dwukrotne kliknięcie w obszarze roboczym pozycji Configuration. Otwarty zostanie edytor HW Config. Do naszej konfiguracji wstawiamy dwie pozycje: aplikację OPC czyli w katalogu sprzętowym wyszukujemy: Simatic PC Station -> User Application -> OPC server - > v7.0 (przykład dla systemu operacyjnego Windows XP) interfejs komunikacyjny czyli kartę sieciową: Simatic PC Station -> CP Industrial Ethernet -> IE General - > v7.1 (Windows XP) 4. Przy wstawianiu karty IE General konfigurujemy nową podsieć oraz ustawiamy adres IP na zgodny z tym, który przypisany jest statycznie do stacji PC, na której wykonujemy konfigurację lub adres IP komputera, na którym konfiguracja będzie docelowo pracować. Konfiguracja nie jest możliwa jeśli komputer ma ustawione dynamiczne przydzielanie adresu IP przez DHCP. Kompilujemy i zapisujemy naszą konfigurację sprzętową, zamykamy edytor HW Config. 5. Kolejnym krokiem jest uruchomienie edytora konfiguracji sieci NetPro w celu dodania oraz skonfigurowania połączenia ze sterownikiem PLC. W oknie edycji NetPro klikamy prawym klawiszem myszy w nasz obiekt OPC Server, który wcześniej został przypisany do naszej stacji PC i wybieramy opcję Insert New Connection. W pierwszym oknie konfiguracji wskazujemy partnera komunikacyjnego jako Unspecified, natomiast typ połączenia ustawiamy na S7 Connection. Zatwierdzamy przyciskiem OK. co wywołuje okno właściwości połączenia S7. W zakładce General w obszarze Connection Path podajemy adres IP sterownika partnerskiego, a następnie wybieramy przycisk Address Details W oknie szczegółów adresacji ustawiamy parametry zgodnie z tymi widniejącymi na poniższym zrzucie ekranu. Czyli zmian dokonujemy jedynie dla stacji typu Doradztwo techniczne: simatic.pl@siemens.com 5
Partner, a mianowicie ustawiamy Rack: 0, Slot: 1, Connection Resource: 03. Zatwierdzamy całą konfigurację i kompilujemy projekt w NetPro. 6. Konfiguracja OPC jest już w zasadzie gotowa. Kolejnym etapem jest przypisanie skonfigurowanych ustawień do stacji komputerowej, na której OPC Serwer będzie pracować. Zanim jednak wgramy konfigurację na stację docelową, musimy ją odpowiednio przygotować, czyli podobnie jak w przypadku budowy sterownika PLC z modułów rozszerzeń tutaj musimy przystosować stację PC w ten sposób aby była gotowa przyjąć konfigurację wykonaną w Simatic Manager. Ustawienia stacji PC wykonujemy z poziomu Station Configuration Editor. Elementy jakie musimy skonfigurować są bliźniacze do tych jakie wcześniej dodaliśmy w HW Config naszej konfiguracji czyli OPC Serwer oraz interfejs IE General. Możemy wykonać to uruchamiają Station Configuration Editor i dodając ręcznie te elementy lub wyeksportować potrzebne komponenty bezpośrednio z naszego projektu w Simatic Manager. W celu uproszczenia wybierzmy tą drugą metodę. Wracamy więc do Simatic Manager i klikamy prawym przyciskiem w nazwę naszej stacji PC, a następnie wybieramy opcję PLC -> Configure. Na liście dostępnych stacji wybieramy nasz komputer i klikamy przycisk Configure W kolejnym oknie zatwierdzamy i jeśli nie zostały popełnione w projekcie żadne błędy konfiguracja sprzętowa zostanie przetransferowana bezpośrednio do Station Configuration Editor, co można sprawdzić uruchamiając narzędzie klikając dwukrotnie odpowiednią ikonkę w menu obok zegara systemu operacyjnego. Doradztwo techniczne: simatic.pl@siemens.com 6
7. Pozostaje więc wgrać parametry modułu OPC oraz interfejsu komunikacyjnego z naszego projektu Simatic Manager do przygotowanej już stacji PC. Przechodzimy ponownie do Simatic Manager i wgrywamy cały projekt lokalnie (Set PG/PC Interface -> PC Internal (local)) na naszą stację wybierając standardowo opcję Download. Biorąc pod uwagę, iż stacja OPC wcale nie musi być fizycznie tą samą stacją, na której wykonujemy konfigurację możliwy jest również eksport konfiguracji do pliku zewnętrznego. Aby to wykonać przechodzimy w HW Config naszej stacji, a następnie z menu Station wybieramy opcję Properties. W ostatniej zakładce (Configuration) wskazujemy gdzie zapisywany ma być plik konfiguracyjny XDB. Zamykamy okno i kompilujemy konfigurację w HW Config w tym momencie plik konfiguracyjny powinien pokazać się we wskazanej uprzednio lokalizacji. Następnie przenosimy plik na stację docelową i importujemy go z poziomu Station Configuration Editor -> Import Station. Wcześniej wymagana jest aktywacje stacji przez przycisk Enabe. 8. Poprawność konfiguracji zostaje potwierdzona przez odpowiednie statusy naszych komponentów wyświetlone w Station Configuration Editor po wgraniu projektu. Efekt końcowy powinien wyglądać tak jak na poniższym zrzucie ekranu. Jeśli uzyskany został taki rezultat stacja PC działa już jako OPC Serwer, a więc możemy w kolejnych krokach spróbować odczytać dane ze sterownika S7-1200 w systemie wizualizacji. Jeśli środowisko WinCC nie jest zainstalowane lub chcemy wykonać wstępne testy serwera OPC możemy wykorzystać inne narzędzia klienckie, np. OPC Scout. Więcej informacji nt. konfiguracji serwera OPC Simatic NET (również przy użyciu narzędzia TIA Step 7 Professional) znaleźć można w poniższej lokalizacji sieciowej: http://support.automation.siemens.com/ww/view/en/39960679 Doradztwo techniczne: simatic.pl@siemens.com 7
Konfiguracja kanału OPC w WinCC v7.0 Po skonfigurowaniu serwera OPC Simatic Net lub PC Access pozostaje nam stworzenie projektu w WinCC v7.0 oraz dotarcie do zmiennych udostępnianych w standardzie OPC. W przypadku serwera OPC Simatic Net sprawa sprowadza się do konfiguracji w następującej kolejności: 1. Do nowego lub istniejącego projektu WinCC dołączamy kanał komunikacyjny OPC.chn standardowa procedura Tag Managment -> Add New Driver. W zakresie kanału komunikacyjnego tworzymy nowe połączenie -> New Driver Connection. We właściwościach utworzonego połączenia wprowadzamy nazwę naszego serwera OPC, czyli w naszym przypadku OPC.SimaticNET.1. Zatwierdzenie przyciskiem Test Server powinno wskazać pozytywny wynik testu serwera. Nazwę serwera można sprawdzić klikając prawym klawiszem myszy w nazwę protokołu komunikacyjnego w drzewie Tag Management -> OPC Groups i wybierając opcję System Parameters. 2. Po dodaniu i skonfigurowaniu połączenia OPC przechodzimy do konfiguracji poszczególnych zmiennych, które chcemy odczytać ze sterownika serii S7-1200. W tym celu tradycyjnie dodajemy nową zmienną w zakresie naszego połączenia OPC, wprowadzamy nazwę oraz typ zmiennej. Następnie w polu wyboru adresu zmiennej klikamy przycisk konfiguracji Select dokładnie tak jakbyśmy chcieli przypisać adres zmiennej w sterowniku PLC S7-300/400. W oknie OPC Address, które ukaże się po kliknięciu przycisku konfiguracji wprowadzamy adres naszego obiektu udostępnionego przez kanał OPC. Co prawda pole nazywa się Item Name, niestety nie możemy adresować tutaj zmiennych symbolicznie. Aby dostać Doradztwo techniczne: simatic.pl@siemens.com 8
się do elementów adresowanych w sferze OPC musimy wprowadzić odpowiednią formułę zgodną z poniższym wzorem: <typ połączenia>:[<nazwa połączenia kanału OPC Server>] <adres> Zakładając więc, iż tak jak w naszym przykładzie wykorzystujemy połączenia typu S7, nazwa naszego połączenia skonfigurowana w Simatic Manager to S7 Connection_1 oraz chcemy odczytać bajt wejść IB0 - formuła wyglądać powinna następująco: S7:[S7 Connection_1] IB0 Zgodnie z poniższym zrzutem ekranu. Jeżeli pracujemy lokalnie pole Access Path pozostawiamy puste. W przypadku adresacji zmiennych zawartych w bloku danych formuła wygląda dosyć specyficznie, gdyż adres w bloku podajemy przez podanie numer bloku a następnie typu danej oraz jej adresu początkowego tak jak w poniższym przykładzie odczyt zmiennej o adresie DB1.DBW2: S7:[S7 Connection_1] DB1, INT2 Tak skonfigurowaną zmienną możemy swobodnie wykorzystać w naszym projekcie wizualizacyjnym. Szczegółowe informacje na temat dostępnych znaczników adresacji zmiennych w zakresie serwera OPC Simatic Net znaleźć można w następującej lokalizacji sieciowej: http://www.automatyka.siemens.pl/docs/docs_ia/mfaq_25_opc_ethernet.pdf Doradztwo techniczne: simatic.pl@siemens.com 9
Nieco łatwiej wygląda sprawa odczytu zmiennych udostępnionych przez serwer OPC PC Access. W związku z tym, iż w przypadku tego oprogramowania zmienne zostały zadeklarowane już na etapie konfiguracji serwera, wystarczy je wskazać przez narzędzie przeszukujące dostępne z poziomu kanału komunikacyjnego OPC zawartego WinCC v7.0. Konfiguracja wygląda więc podobnie jak w poprzednim przypadku. 1. Dodajemy kanał komunikacyjny OPC.chn. Następnie przez wybór z menu podręcznego opcji System Parameters otwieramy przeglądarkę OPC Item Manager. Na liście udostępnionych lokalnie narzędzi OPC odnajdujemy nasz serwer, który tym razem kryje się pod nazwą S7200.OPCServer. Klikamy przycisk Browse Server, w następnym kroku wskazujemy ewentualny filtr i klikamy przycisk Next. Kolejne okienko prezentuje nam już wszystkie elementy pobierane przez PC Access ze sterownika S7-1200, a tym samym udostępnione dla innych narzędzi programowych w naszym przypadku WinCC. 2. Pozostaje więc wskazanie interesujących nas zmiennych i wybranie opcji Add Items. Wybrane tagi zostaną automatycznie zaimportowane do WinCC. Połączenie z odpowiednimi parametrami OPC oraz typy zmiennych również zostaną dopasowane automatycznie. Po tym zabiegu możemy więc od razu wyświetlić wartości zmiennych na ekranie procesowym lub wykorzystać je w dowolny inny dynamiczny sposób. Więcej informacji można odszukać na stronach internetowych wsparcia technicznego Simatic lub pod adresem simatic.pl@siemens.com. Niniejsza dokumentacja została opracowana w oparciu o oprogramowanie WinCC v7.0 SP2, Step 7 v5.5, PC Access v1.0 SP2, Simatic Net v7.1 SP2 oraz Windows XP SP3. Doradztwo techniczne: simatic.pl@siemens.com 10