Introductie S7

Introductie S7-1200
TIA
VTI Brugge
Vrijdag 16 december 2011
Inhoud:
•
•
•
•
•
•
Netwerktheorie
Aansluiten PLC
Aansluiten HMI
Configureren PLC in TIA
Configureren HMI in TIA
Oefeningen
Tijdschema:
•
•
•
•
8h45
9h30
9h45
10h25
Netwerktheorie
Aansluiten PLC
Aansluiten HMI
Configureren PLC in TIA
Oefeningen PLC
• 13h15 Configureren HMI in TIA
• 14h00 Oefeningen
Deel I: Netwerktheorie
•
•
•
•
Ethernet
Instellen IP-adres op de PC?
Instellen IP-adres op de PLC?
Instellen IP-adres op de HMI?
Deel I: Netwerktheorie
•
•
•
•
Ethernet
Instellen IP-adres op de PC?
Instellen IP-adres op de PLC?
Instellen IP-adres op de HMI?
Ethernet
Bron: Beckhoff
Netwerk: topologie
Beckhoff Automation BVBA
7
Algemeen
 Overdracht van INFORMATIE
– Wordt bepaald door de manier waarop de
informatie wordt verzonden, namelijk het
protocol.
– In een protocol worden afspraken
gemaakt over de manier van
dataoverdracht, snelheid (bits/s),
samenstelling van telegram (start en stop
bits) en elektrische grootheden.
Beckhoff Automation BVBA
8
Algemeen
 Parallele communicatie:
– Meerdere bits worden tegelijkertijd verstuurd/ontvangen
– Voordeel:
• Hogere datatransmissie
– Nadeel:
• Meeraderige kabels nodig waardoor kostprijs de lengte beperkt
 Seriele communicatie
– Bit per bit data transmissie
– Voordeel:
• Kabelkosten laag, 2 aderige kabels
– Nadeel:
• Communicatiesnelheid laag
• Voor hogere snelheden, afgeschermde kabels nodig
Beckhoff Automation BVBA
9
Algemeen
 Synchrone en Asynchrone communicatie
– Asynchrone communicatie:
• Bij asynchrone communicatie wordt elk informatiepakketje
voorafgegaan door een startbit en afgesloten door een of twee
stopbits.
De zender en ontvanger worden dan bij elk startbit aan elkaar
gelijk gesteld.
– Synchrone communicatie:
• Bij synchrone communicatie worden grote blokken informatie
verzonden zonder start of stop bits, in plaats hiervan worden er
synchronisatiecodes meegezonden waardoor de zender en
ontvanger aan elkaar gelijk gesteld kunnen worden.
– Isochrone communicatie:
• Bij isochrone communicatie worden informatie pakketjes binnen
een bepaalde tijdsframe/grenzen afgeleverd.
Beckhoff Automation BVBA
10
Algemeen
• Ethernet:
 Is een netwerk/communicatie protocol waarmee computers in een
Local Area Network (LAN) met elkaar communiceren. Bovenop de
ethernet laag draaien dan de verschillende protocollen.
 Bij Ethernet -in tegenstelling tot RS485- kunnen al gebruikers
op het netwerk beginnen zenden.
 Elke deelnemer (station) luistert naar het netwerk, en begint
dan pas met versturen van data als er geen ander station op
dat moment gebruik maakt van het netwerk.
Beckhoff Automation BVBA
11
Algemeen
 Hiervoor werkt men op basis van “wie eerst
komt, wordt eerst bediend”.
 Onvermijdelijk onstaan hierdoor botsingen
(collisions), waardoor beide deelnemers beide
een willekeurige tijd (in milliseconden) wachten
vooraleer zij terug opnieuw proberen zenden.
 In de praktijk spreekt men hier dikwijls over
CSMA/CD (Carrier sense Multiple Access with
Collision Detection).
Beckhoff Automation BVBA
12
Algemeen
 Hoe meer stations/gebruikers zich op het netwerk bevinden, des te meer
van de deze botsingen er zich kunnen voordoen. Hierdoor verslechteren
de prestaties van het netwerk.
 Hiervoor bestaan verschillende hulpmiddelen waaronder switches, hubs
(de ene al intelligenter dan de andere) en routers.
– Hub(of repeater): stuur een binnengekomen data pakketje door naar alle
netwerkpoorten.
– Switch: in tegenstelling tot een hub stuurt deze het binnengekomen data pakketje
enkel door naar de poort waarnaar het pakketje geaddresseerd is.
– Router: bepaalde pakketten (broadcast) zullen echter nog steeds naar andere
segmenten verstuurd worden. Om dit te vermijden moet een router in het netwerk
geplaatst worden.
Beckhoff Automation BVBA
13
Algemeen
Ethernet vs. Industrieel Ethernet:
Kantoor
Industrie
Geklimatiseerd
Extreme temperatuur
schommelingen
Laag stof gehalte
Grote stof belasting
Geen condens
Condens mogelijk
Geen vibraties
Vibrerende installaties
Weinig EMC
Hoge EMC belasting
Laag mechanisch gevaar
Groot mechanisch gevaar
Weinig UV straling
UV straling in
buitengebruik
Geen chemische gevaren
Chemische omgeving
mogelijk
Beckhoff Automation BVBA
14
Algemeen
 Keuze van bussystemen:
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Transportcapaciteit
Reactie- en responsetijd
Maximum aantal deelnemers op de bus
Maximum toegestane lengte van de buskabel
Betrouwbaarheid
Standaardisatie
Hulpmiddelen
Verkrijgbaarheid van de producten
Ondersteuning door leveranciers
Kosten aanleg en onderhoud
Beckhoff Automation BVBA
15
Algemeen
• Het OSI model:
 Theoretisch model voor netwerkcommunicatie,
waarbij elke laag een bepaald functie van het
netwerk voorstelt.
 Wereldwijd gebruikt als referentiemodel voor
netwerkcommunicatie.
– Laag 1 tot en met 4: houden zich vooral bezig met
inpakken, verzenden uitpakken van data.
– Laag 5: houdt zich direct bezig met software die van het
netwerk gebruik maakt.Aanmaken,onderhouden en
verbreken van sessies.
– Laag 6: fungeert als vertaallaag, waardoor
communicatie tussen verschillende OS-systemen
mogelijk wordt.
– Laag7: is de laag die gebruikt wordt door netwerk
programma’s. Dit zijn browsers, FTP clients etc. Zij
maken gebruik van protocollen die op deze laag draaien
(http, ftp, smtp).
Beckhoff Automation BVBA
16
Profinet?
Veldbus systemen - ProfiNet
• Synchrone, seriële verbinding
– Maximum lengte 100m via koper, grotere afstanden via glasvezel.
 Maakt gebruik van Ethernet (laag 1 & 2 OSI-model), vaak
geassocieerd met TCP/IP (laag 3)
 3 verschillende varianten:
– TCP/IP UDP/IP: standaard kanaal, reactietijden 100ms, voor eenvoudige
toestellen (parametrering/diagnose). Niet deterministisch genoeg.
• Determinisme: de mogelijkheid om berichten te verzenden in een repeterende tijd
– RT: Real-time kanaal, reactietijden <= 10ms, vergelijkbaar met huidige
kenmerken van veldbussystemen (cyclische data overdracht)
– IRT: (Isochroon) Real-time kanaal, reactietijden van <1ms, Motion control
vind hierin zijn toepassing. Hiervoor dient de “jitter” < 1 µseconde. Hiervoor
word gebruik gemaakt van een speciale controller IC.
• Jitter: De variatie in datasnelheid.
Beckhoff Automation BVBA
18
Veldbus systemen - ProfiNet
 Bekabeling en stekkers:
Beckhoff Automation BVBA
19
Veldbus systemen - ProfiNet
 I/O modules met Koper bekabeling
Beckhoff Automation BVBA
20
Veldbus systemen - ProfiNet
 Fysische opbouw van het netwerk en
stekker:
– Voor profiNet dient de bekabeling uitgevoerd
te worden met STP (Single Twisted Pair) of
glavezel kabel (2-14km ).
– Aanbevolen stekker is de RJ45, waarvan ook
een IP67 variant beschikbaar is.
– M12 kan indien nodig ook gebruikt.
Beckhoff Automation BVBA
21
Veldbus systemen - ProfiNet
Profinet is ontwikkeld door de profibus organisatie
Real – time protocol op standaard ethernet
Profinet IO: Bussysteem op basis van ethernet voor IO
Profinet CBA: Platform onafhankelijk koppelen van objecten,
zeer weinige praktische realisaties, nog in volle ontwikkeling
Word meestal vergeleken als zijnde een Profibus-variant, wat niet het geval is.
Beckhoff Automation BVBA
22
Veldbus systemen - ProfiNet
Profinet IO bestaat uit 2
varianten:
1) Profinet RT voor standaard
IO toepassingen
2) Profinet IRT Vooral voor
motion toepassingen
Beckhoff Automation BVBA
23
Profinet RT protocol stack
Profinet RT ( real –time ) data wordt rechtstreeks in een standaard ethernet
frame gestoken om snelheid te verhogen.
TCP/UDP IP kan volledig naast profinet RT protocol lopen
Real – time karakter wordt verkregen door prioriteiten toe te kennen aan RT data
volgens VLAN frames ( IEEE 802.3p )
Beckhoff Automation BVBA
24
Vergelijk profibus - profinet
Profinet
Profibus
Producer – consumer
Master – Slave
IO Controller
IO Device
IO Supervisior
Master class 1
Slave
Master class 2
Device name
Device number
IP adres
Profibus adres
GDSML file ( XML )
GSD file ( text file )
Beckhoff Automation BVBA
25
Profinet IRT
Profinet IRT ( isochrone real – time ) via speciale hardware wordt een bepaalde
bandbreedte voorzien voor real time data.
Standaard TCP/UDP IP verkeer kan op verminderde bandbreedte langs de IRT
data lopen.
Beckhoff Automation BVBA
26
Veldbus systemen - ProfiNet
Profinet IRT
Beckhoff Automation BVBA
27
Deel I: Netwerktheorie
•
•
•
•
Ethernet
Instellen IP-adres op de PC?
Instellen IP-adres op de PLC?
Instellen IP-adres op de HMI?
Instellen IP-adres op de PC
Opstellingen @7TSB & @Elab
Controle ip-adressen
• Instellen ip-adres PC? (Windows)
– Naar Netwerkverbindingen gaan.
Controle ip-adressen
Netwerk kiezen dat
verbonden is met de
PLC
Klik met rechts.
Controle ip-adressen
• Selecteer eigenschappen
Scroll naar Internet-protocol.
Selecteer en klik op ‘Eigenschappen’.
Controle ip-adressen
• Men kan nu een
IP-adres zelf toekennen aan de PC.
• Let op dit moet in
dezelfde range zijn
als het IP-adres van
de router.
De range wordt bepaald
door het subnetmask.
Controle ip-adressen
• subnetmask bij de router in te geven:
– 255.0.0.0
– Een 0:
– Dit wil zeggen dat er 255 keuzes zijn voor deze positie bij het
kiezen van een ip-adres.
– Een 255:
– Dit wil zeggen dat er géén keuzes zijn voor deze positie bij het
kiezen van een ip-adres.
– Een 252:
– Van de 8 bits die 255 voorstellen zijn de 2 minst significate bits
vrij te kiezen. M.a.w. er zijn 3 mogelijkheden op deze positie
nog te kiezen.
Controle ip-adressen
•
subnetmask bij de PLC = subnetmask bij de PC = subnetmask Router!
–
•
IP-adres ROUTER:
–
•
255.0.0.0
10.0.0.1
Keuze IP-adres PC:
–
–
–
–
vorm IP-adres: w.x.y.z
10:
•
•
bij de subnetmask staat er 255 => geen keuze
W = 10
 IP-adres PC:
10.x.y.z
•
•
bij de subnetmask staat er 0 => er zijn dus 255 keuzes
X = 16
 IP-adres PC:
10.0.y.z
•
•
bij de subnetmask staat er 0 => er zijn dus 255 keuzes; geen 0.
Y = bijvoorbeeld 21 (mag ook 22 of 12 of … zijn)
 IP-adres PC:
10.0.0.z
0:
0:
201:
•
•
bij de subnetmask staat er 0 => er zijn dus 255 keuzes; BUITEN 7 en 0.
X = bijvoorbeeld 201 (mag ook 33, 6 of … zijn)
 IP-adres PC:
10.0.0.201
Draadloze IP’s @Elab
Controle ip-adressen
• Het IP-adres wordt dus ingevuld:
@Labo Elektriciteit:
•IP-adressen 10.0.0.20x
met x = n° PC
• Subnetmask 255.0.0.0
Controle ip-adressen
• Sluit de kaders af.
Controle ip-adressen
• Hoe weet men dat de PC en de Router nu
elkaar zien???
• Ga naar “UITVOEREN”.
Controle ip-adressen
• Klik in de tekstbalk en noteer er “cmd” om
het commandovenster in DOS te openen.
Druk “OK”.
Controle ip-adressen
• Het volgende venster verschijnt.
U kan er nu allerlei commando’s ingeven.
Controle ip-adressen
• Om het huidige ip-adres te kennen, kan
men “ipconfig” typen.
Controle ip-adressen
• Bij het drukken van “ENTER”-knop krijgt
men het IP-adres van alle
netwerkadapters te zien:
Controle ip-adressen
• In dit geval is het IP-adres nog niet vernieuwd.
– Oplossing:
• Controleer of alle vensters in de windowsomgeving gesloten zijn.
• type “ipconfig /renew”
OK.
Controle ip-adressen
• Tip:
– Wil je je eigen MAC-adres kennen? Om
bijvoorbeeld aan een router toegang te
vragen ofzo
– Typ dan:
• “ipconfig /all”
Controle ip-adressen
• Hoe het adres van de PC testen online?
– In het CMD-venster typt men nu het adres van de PC
zelf:
• Typ: “ping 172.16.21.69”
(met het getal als het adres PC in ons voorbeeld)
• Of typ: “ping 127.0.0.0”
Er is antwoord.
Verbinding OK!
Controle ip-adressen
• Hoe kan nu de verbinding tussen PC en
ROUTER getest worden?
– In het CMD-venster typt men nu het adres
van de PLC:
• Typ: “ping 10.0.0.1”
(met het getal als het adres ROUTER in ons
voorbeeld)
• Druk enter en wacht (in spanning) af…
Controle ip-adressen
• Resultaat zou als volgt moeten zijn:
• Er is antwoord! De PLC en de PC zitten in
hetzelfde netwerk… (oef…)
Controle ip-adressen
• Voila, proficiat.
• De ROUTER en de PC zitten in hetzelfde
netwerk.
• Configureren en programmeren kan nu
beginnen!
Deel I: Netwerktheorie
•
•
•
•
Ethernet
Instellen IP-adres op de PC?
Instellen IP-adres op de PLC?
Instellen IP-adres op de HMI?
Instellen IP-adres PLC
Start de software op
• Merk op dat er nu geen devices aanwezig zijn in
het project.
• Er zit een functie in om te kijken welke devices
(toestellen) er in het bereik zitten van onze PC.
Dit zullen we nu eerst uitvoeren.
• Controleer je netwerkverbinding tussen PC en
router (=> Uitvoeren, CMD, ipconfig, ping
10.0.0.1)
IP-adressen instellen
Huidig IP-adres wordt zichtbaar
• Wijzig het IP-adres naar de volgende
reeks:
– 10.0.0.(150+klasnummer)
– Subnet mask: 255.0.0.0
– Router: 10.0.0.1
Indien er al een IP-adres is
• Indien er al een IP-adres is, dan zal dit niet
lukken.
• Om zeker te zijn om een IP-adres toe te
kennen (Assign IP-adres), moet je de
PLC-resetten.
Selecteer “Reset IP address” en klik op” RESET”
• Nu de PLC gereset is, kun je wél een
nieuw IP-adres toekennen!
Deel I: Netwerktheorie
•
•
•
•
Ethernet
Instellen IP-adres op de PC?
Instellen IP-adres op de PLC?
Instellen IP-adres op de HMI?
IP-adres bij het Touch Screen?
• DHCP activated?  No Problem
• Identiek aan de IP-adressering PLC; maar
interessanter
 Mogelijkheid om op het scherm het IPadres te wijzigen!
Inhoud:
•
•
•
•
•
•
Netwerktheorie
Aansluiten PLC
Aansluiten HMI
Configureren PLC in TIA
Configureren HMI in TIA
Oefeningen
Aansluiten PLC / HMI
•PLC: 230 VAC!!!
•Touchscreen: 24
VDC!!!
Aansluiten PLC
• Bekijk op voorhand datasheets!!!
• 1214 AC/DC/RLY
– 230Vac toevoeren!
• Er is een interne voedingsbron voor de inputs alleen!
– Inputs = 24VDC sinking
– Outputs = relay
Aansluiten HMI
• 24Vdc
– POLARITEIT RESPECTEREN!!!!!!!!!
Inhoud:
•
•
•
•
•
•
Netwerktheorie
Aansluiten PLC
Aansluiten HMI
Configureren PLC in TIA
Configureren HMI in TIA
Oefeningen
Programma?
• Programma PLC en touchscreen zitten
samen in 1 pakket
• TIA Portal V11
– Totally
– Integrated
– Automation
Even geduld…
Bepaal het Toestel
Ga naar Add new device
Klik op het type PLC
@VTI Brugge (2011)
CPU1214C
AC/DC/RLY
Geef de PLC al dan niet een eigen naam
KIES VOOR VERSION
V2.0!!!
OK?
Klik op “Add”
Nu zal men een basisscherm
krijgen
• Wat moet men nu doen met de PLC?
• Ip-adres al dan niet instellen
» 7TSB: Wél instellen!!!!
• Programma schrijven
• Programma compileren
• Programma downloaden
• Testen
Klik op de groene ethernetaansluiting
Maak dit kot groter
Stel hier het IP-adres in.
Ethernetadres ingeven @7TSB
IP-adres instellen
• PLC S7-1200 @7TSB
– 10.0.0.
30 + nummer PLC
• In dit voorbeeld: 10.0.0.30
• Router:
– 10.0.0.1
– Subnetmask: 255.0.0.0
IP-adres en
Subnet mask
invullen
Use IP router aanvinken en
IP-adres router invullen
• Wat moet men nu doen met de PLC?
• Ip-adres al dan niet instellen
» 7TSB: Wél instellen!!!!
• Programma schrijven
• Programma compileren
• Programma downloaden
• Testen
Hoe een programma schrijven?
• 1. Vul een lijst met Tags in.
• 2. Maak een FC aan
b.v. FC_001
• 3. Programmeer de FC
b.v. I0.0 en I0.1 moeten hoog zijn dan
wordt het LEDJE Q0.0 geset. Als de
stopknop op I0.2 ingedrukt wordt dan
wordt het LEDJE gereset.
• 4. Integreer de FC in OB1
• 5. Compile alle software en hardware
• 6. Download naar Target
“Add new block” klikken
Om FC001 aan te maken
v
Klik op “ok”
om aan te maken
Naam geven,
Data type en adres selecteren
Merkers
Kunnen ook
Toegevoegd worden
Inputs, outputs, …
Dubbelklikken op vraagtekens
Selectie maken
FC001 in OB1 SLEPEN
Open de OB1 met een dubbelklik
FC001 in OB1 SLEPEN
Klik nu op FC001 en sleep het
Op het netwerk van de OB1
Wis daarna Network2
• Wat moet men nu doen met de PLC?
• Ip-adres al dan niet instellen
» 7TSB: Wél instellen!!!!
• Programma schrijven
• Programma compileren
• Programma downloaden
• Testen
• Wat moet men nu doen met de PLC?
• Ip-adres al dan niet instellen
» 7TSB: Wél instellen!!!!
• Programma schrijven
• Programma compileren
• Programma downloaden
• Testen
Rechtermuisklik op
Program blocks
Onderaan zichtbaar
Wat goed is en wat fout is
• Wat moet men nu doen met de PLC?
• Ip-adres al dan niet instellen
» 7TSB: Wél instellen!!!!
• Programma schrijven
• Programma compileren
• Programma downloaden
• Testen
Hoe programma downloaden?
Rechtermuisklik op
Program blocks
• Wat moet men nu doen met de PLC?
• Ip-adres al dan niet instellen
» 7TSB: Wél instellen!!!!
• Programma schrijven
• Programma compileren
• Programma downloaden
• Testen