1. Einführung

PRAKTIKUMSANLEITUNG VERSUCH 1 – PRAKTIKUM EDS 2
Ort BAR S09
Zielgruppe Hauptstudium Diplom/Master Automatisierungstechnik/Mechatronik/Informationssystemtechnik
Inhalt
1. Einführung
1. Einführung .............................................................................................. 2
1.1. Versuchsaufbau ............................................................................ 3
2. Voraussetzungen für die Teilnahme am Praktikum ................................ 3
3. Vorbereitungsaufgaben .......................................................................... 4
4. Simulation .............................................................................................. 5
4.1. Ein neues Projekt anlegen ............................................................ 6
4.2. Weitere Hinweise .......................................................................... 8
4.3. Das Programm testen ................................................................. 10
4.4. Eine einfache Visualisierung erstellen ......................................... 11
5. Hinweise für den Praktikumsversuch .................................................... 12
5.1. Voraussetzung ............................................................................ 12
5.2. Inbetriebnahme der SPS ............................................................. 12
5.3. Anlegen eines neuen Projekts ..................................................... 13
5.4. Hardwareanbindung .................................................................... 14
6. Visualisierung ....................................................................................... 15
7. Punktevergabe ..................................................................................... 15
8. Anhang................................................................................................. 16
8.1. Stromlaufpläne der Experimentierboards .................................... 16
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1. Einführung
Der Versuch 1 des Praktikums zur Lehrveranstaltung Ereignisdisrekte Prozesse 2 soll Ihnen
einige – womöglich erste – Erfahrungen mit der Programmierung industrieller Steuerungen
mit Hilfe der nach IEC 61131-3 normierten Sprachen vermitteln. Hierbei kommen Hard- und
Software der Firma Bosch Rexroth zum Einsatz. Die für dieses Praktikum zur Verfügung gestellte
Entwicklungsumgebung IndraWorks verwendet eine leicht abgewandelte Form des
Entwicklungswerkzeugs CoDeSys, welches die IEC Sprachen implementiert. Dies ist ihrerseits
eine Software, welche von der Firma 3S-Smart Software Solutions GmbH implementiert
und für Testzwecke kostenlos zum Download zur Verfügung gestellt wird [1].
1. Einführung
[1] CoDeSys Internetauftritt http://www.codesys.com/
In einem automatisierungstechnischen System können unter anderen folgende Komponenten
an das Kommunikations-(Bus-)system angeschlossen werden:
Engineering-Station
Dieser Netzwerkteilnehmer ist mit der nötigen Software ausgestattet, um das automatisierungstechnische
System in seiner Konfiguration (Netzwerkteilnehmer, Netzwerktopologie
– physikalisch oder logisch, etc.) sowie die auf den jeweiligen Komponenten
laufenden Programme zu erstellen oder nachträglich anzupassen.
Speicherprogrammierbare Steuerung(en)
Steuerungen gehören zur Steuerungsebene. Sie verknüpfen Sensordaten und Steuerinformationen
für Aktoren auf der Feldebene mit der Leitebene und damit dem Prozessleitsystem.
Für die Programmierung nach IEC 61131-3 stellen diese Komponenten
das eigentliche Zielsystem dar, auf dem das entwickelte Programm zur Ausführung
kommt. Aus Gründen der Verfügbarkeit und Sicherheit (vgl. „safety“ und „security“)
werden hohe Anforderungen an solche Steuerungen gestellt. Dies betrifft zum
Beispiel die Informationsverarbeitung in Echtzeit, die mechanische, elektrische oder
elektronische Robustheit sowie eine Stabilität der Energieversorgung.
Operator-Station
Die Operator-Station ist Teil der Leitebene und stellt zur Laufzeit des automatisierungstechnischen
Systems die Mensch-Maschine-Schnittstelle zur manuellen Steuerung
und Visualisierung von Prozessdaten zur Verfügung. Zu diesem Zweck ist eine
funktionsfähige Datenverbindung erforderlich, über die notwendige Daten beispielsweise
von den Steuerungen übertragen werden können. Auf solch einem Computer
sind meist ein geeignetes Anzeigesystem für eine audiovisuelle Darstellung und den
Anforderungen des jeweiligen Prozesses angepasste Bedienbilder installiert.
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1.1. Versuchsaufbau
Im Versuchsaufbau des Praktikums fallen die Rollen der Engineering- und der Operator-
Stationen zusammen auf einen PC (siehe Abbildung 1.1). Mit Hilfe einer Ethernet Verbindung
kann eine Kommunikation zur SPS aufgenommen werden. Deren Ein- und Ausgabeanschlüsse
wiederum lassen sich mit der Versuchshardware verdrahten.
Abbildung 1.1 Versuchsaufbau
Die Versuchshardware besteht aus LEDs sowie einem Taster, welche eine Lichtsignalanlage
an einem Fußgängerüberweg im Straßenverkehr (bestehend aus einer Ampel für die Fahrzeuge
und einer Ampel für Fußgänger) abbilden. Mit dem Taster sollen Fußgänger ein Umschalten
der Ampel einleiten können. Sobald der Taster betätigt wurde, gibt eine weitere
LED eine Rückmeldung für das baldige Umschalten der Anlage („Signal kommt“).
Der PC ist mit dem Betriebssystem Windows XP ausgestattet und hat keine Internetverbindung.
2. Voraussetzungen für die Teilnahme am Praktikum
Vergewissern Sie sich, dass Sie folgende Kriterien für die Teilnahme an diesem Praktikumsversuch
erfüllen:
Sie haben an den Vorlesungen der Lehrveranstaltung „Ereignisdiskrete Prozesse 1 &
2“ teilgenommen (bzw. nehmen gerade daran teil), bereits erfolgreich eine (Zwischen-)Prüfung
abgelegt oder den Lehrstoff in geeigneter Weise aufgearbeitet.
Sie haben insbesondere den Lehrstoff über die IEC 61131-3 wiederholt.
2. Voraussetzungen für die Teilnahme am Praktikum
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Sie haben die Vorbereitungsaufgaben zu diesem Praktikumsversuch in Ihrer Praktikumsgruppe
gelöst sowie Ihre Lösung nachvollziehbar und in geeigneter Form
schriftlich dokumentiert.
Sie haben eine lauffähige Simulation erzeugt und diese zum Praktikumstermin auf einem
USB-Stick zur Verfügung.
3. Vorbereitungsaufgaben
Lösen Sie die folgenden Aufgaben als Vorbereitung vor dem Praktikumstermin. Dokumentieren
Sie die Lösung dieser Aufgaben schriftlich und bringen Sie diese Dokumentation zum
Praktikumstermin mit.
1. Abbildung 3.1 zeigt die gewünschte Farbfolge der Lichtsignalanlage:
Fahrzeuge
Fußgänger
Rot
Gelb
Grün
Rot
Grün
3. Vorbereitungsaufgaben
Ereignis
3s 5s 10s 1s
Abbildung 3.1 Gewünschte Ampelphasen
Interpretieren Sie zunächst jede einzelne Komponente (Farbe) der beiden Ampeln als
Wahrheitswert. Treffen Sie eine geeignete Zuordnung der Variablenwerte in folgender
Form:
Variablenname Datentyp Initialwert Zuordnung Beschreibung
2. Kodieren Sie die auftretenden Situationen je Ampel als Integer. Verwenden Sie zu
diesem Zweck eine Tabelle in folgender Form (analog für die Fußgängerampel) und
deklarieren Sie benötigte Variablen:
[VN KFZ kodiert] [VN KFZ rot] [VN KFZ gelb] [VN KFZ grün] Bemerkung
VN…Variablenname; KFZ…Kraftfahrzeug
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4. Simulation
Entwerfen Sie ein Schaltnetz mit Hilfe der IEC 61131-3 Funktionsblöcke (z.B. AND,
OR, EQ,…), das diese Zuordnung realisiert (Hinweis: Der Integerwert dient als Eingang).
Welche Funktion erfüllt solch ein Schaltnetz aus Sicht der Informationstechnik?
3. Um welches Ereignis handelt es sich im obigen Diagramm (Abbildung 3.1)? Definieren
Sie weitere benötigte Signale, um die Funktionsweise einer Fußgängerampel wie
im Versuchsaufbau beschrieben zu erfüllen.
4. Führen Sie eine gemeinsame Situationsanalyse für beide Signalkodes durch. Handelt
es sich um eine eineindeutige Situationsfolge?
5. Erstellen Sie einen Moore-Automaten. Wie viele Zustände enthält der Automat? Welcher
Zustand ist idealerweise als Startzustand zu wählen?
6. Überführen Sie den Moore-Automaten in eine IEC 61131-3 konforme Darstellung der
Ablaufsprache (AS). Führen Sie eine zusätzliche Eingabegröße zum Ein- und Ausschalten
der Lichtsignalanlage ein. Stellen Sie dabei einen sicheren Ausschaltvorgang
her.
4. Simulation
Der folgende Abschnitt erläutert die Implementierung der bisherigen Teilergebnisse mit Hilfe
des kostenlos verfügbaren Entwicklungswerkzeugs CoDeSys und eines mitgelieferten Simulators
für eine SPS. Die Ergebnisse dieses Abschnitts sind zum Praktikumstermin für jede
Gruppe in digitaler Form mitzubringen, zu erläutern und vorzuführen. Zu diesem Zweck ist
eine entsprechende Simulationsumgebung vorinstalliert.
Laden Sie sich von der CoDeSys Homepage die Version 3.5 Service Pack 2 Patch 1 (oder
neuer) herunter und installieren Sie diese. Für den Download werden folgende Zugangsdaten
benötigt:
Benutzername: poweredby
Passwort: CODESYS
Diese Anleitung gibt Ihnen bewusst nur einige wenige Teilschritte der Implementierung vor.
Bitte machen Sie sich mit der Entwicklungsumgebung vertraut. Konsultieren Sie die mitgelieferte
Hilfe, sofern Sie diese benötigen.
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4.1. Ein neues Projekt anlegen
Starten Sie die Anwendung „CODESYS V3.5 SP2 Patch 1“ und legen Sie ein neues Projekt
an. Dazu sollten Sie einen eigenen Projektordner anlegen, da durch das Projekt mehrere
Dateien erstellt werden. Verwenden Sie das Projekttemplate „Standardprojekt mit Application
Composer“, welches Ihnen dabei helfen wird, die Simulationsumgebung zu erstellen. Wählen
Sie im folgenden Dialog die SPS aus, die vom Simulator nachgebildet werden soll. Wählen
Sie ein zu Ihrem Betriebssystem passendes aus (z.B. „CODESYS Control WIN V3“ für ein
Windows Betriebssystem). Nachdem Sie ein Projekt erzeugt haben, kann die folgende
Checkliste abgearbeitet werden, um eine funktionierende Simulation zu erstellen. Hierbei
werden die zwei Ansichten des Projekts „Geräte“ (Verwaltung der zum Projekt gehörenden
Hard- und Software) und „POUs“ (Program Organizational Units) verwendet (siehe Abbildung
4.1):
Verfügbare Projektansichten „Geräte“ und „POUs“
4. Simulation
Abbildung 4.1 CoDeSys User Interface
Mit dem folgenden Schritt verbinden Sie Ihr Projekt mit einer sog. Soft-SPS, welche mit
CoDeSys installiert wurde und als Ersatz für die reale SPS im Praktikumsversuch verwendet
werden kann. Die Kommunikation mit der SPS wird hierbei über ein sogenanntes Gateway
etabliert, welches in der Lage ist unterschiedliche Kommunikationsprotokolle miteinander zu
verknüpfen. So wird ermöglicht, dass sich SPS- und Bussysteme mit ihren eigenen Kommunikationsformen
über das IP-Protokoll an beispielsweise PCs anschließen lassen.
Ansicht Geräte:
Fügen Sie die simulierte SPS dem Projekt hinzu (siehe Abbildung 4.1): Öffnen Sie
den Menüpunkt „Device“ und klicken Sie auf „Gateway hinzufügen“. Der folgende
Dialog kann mit „OK“ bestätigt werden. Das hinzugefügte Gateway steht ab sofort in
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4. Simulation
allen CoDeSys Projekten zur Verfügung. In neu erstellten Projekten klicken Sie auf
„Aktiven Pfad setzen“ anstelle von „Gateway hinzufügen“
Im Infobereich Ihrer Startleiste finden Sie ein Objekt namens „CODESYS Control WIN Sys-
Tray“, mit Hilfe dessen Sie die simulierte SPS kontrollieren können. Führen Sie einen
Rechtsklick aus und starten Sie die SPS wie in Abbildung 4.2 zu sehen.
Ansicht Geräte:
Abbildung 4.2 Soft-SPS Menü im Windows Infobereich
Das hinzugefügte Device sollte nun als „aktiv“ markiert sein.
Ansicht POUs:
In gewissen Abständen deaktiviert sich der Simulator für die SPS automatisch sofern
kein Programm aktiv ist. Sie werden von CoDeSys mit einer Fehlermeldung
hierüber informiert. Starten Sie in diesem Fall die SPS erneut über den Infobereich.
Fügen Sie Ihrem Projekt per Rechtsklick > „Objekt hinzufügen“ eine globale Variablenliste
hinzu (siehe Abbildung 4.3).
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4. Simulation
Abbildung 4.3 Eine globale Variablenliste in der POUs Ansicht zum Projekt hinzufügen
Globale Variablenlisten (GVL) können dazu verwendet werden die Ein- und Ausgänge
der SPS zu deklarieren. Im realen Fall können globale Variablen mittels geeigneter
Parameter (z.B. „%IX“) den Ein- oder Ausgängen der SPS zugeordnet werden,
was aber im simulierten Fall nicht notwendig ist. Global deklarierte Variablen haben
gegenüber innerhalb von Programm-POUs vereinbarten den Vorteil, dass sie zum
Beispiel von einer Visualisierung ausgelesen oder manipuliert werden können.
Erstellen Sie auf demselben Weg ein Programm (POU) mit dem Namen
„PLC_PROG“ in Form eines CFC.
Ansicht Geräte:
Fügen Sie Ihrer Applikation eine „Taskkonfiguration“ hinzu. Diese dient dazu die Betriebsmodi
ausführbarer POUs zu konfigurieren. Dazu können ein oder mehrere
Tasks erstellt und mit einem POU-Aufruf versehen werden.
Der automatisch erstellte Task sollte wie folgt konfiguriert werden:
o Typ: „freilaufend“ (kein Zeitplan, erneute Ausführung sobald Abarbeitung beendet)
o Unter „Aufruf hinzufügen“ wählen Sie das soeben erstellte Programm und bestätigen
Sie mit „OK“
Das Programm sollte sich nun fehlerfrei übersetzen lassen. Klicken Sie dazu auf die Schaltfläche
„Übersetzen“ . Im Fehlerfall benachrichtigt Sie das Meldungsfenster darüber. Sie
können den Fehlerort einer Meldung per Doppelklick auf dieselbe aufrufen.
4.2. Weitere Hinweise
Erstellen Sie einen Funktionsbaustein namens „TrafficLight“ in Funktionsbausteinsprache
(FUP) und realisieren Sie das Schaltnetz aus Vorbereitungsaufgabe 2. Definieren
Sie hierzu zunächst die benötigten Ein- und Ausgabesignale.
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4. Simulation
In FUP werden Teilfunktionen in Netzwerken organisiert. Um einem Netzwerk einen
Bausteinaufruf hinzuzufügen, rechtsklicken Sie das Netzwerk und wählen Sie „Bausteinaufruf
einfügen“. Logikgatter finden Sie unter der Kategorie „Schlüsselwörter“.
Um Ein- und Ausgangsvariablen zu definieren, verwenden Sie die Variablenübersicht
über dem Netzwerkeditor. Um Ausgangsvariablen Werte zuzuweisen, fügen Sie per
Rechtsklick auf den Ausgang eines Logikgatters eine Zuweisung ein. Möchten Sie einem
bestehenden Baustein den Ausgang eines anderen zuordnen, rechtsklicken Sie
auf den Betreffenden Eingang und wählen Sie Bausteinaufruf einfügen.
Abbildung 4.4 zeigt ein Beispielnetzwerk. Häufig verwendete Bausteine können Sie
auch schnell über die „Werkzeuge“-Leiste erreichen.
Abbildung 4.4 Beispiel im FUP-Editor
Erstellen Sie eine POU (FB) namens „TrafficLight_Control“ in Ablaufsprache (AS).
Dieser Funktionsblock soll die Steuerung Ihrer Lichtsignalanlage übernehmen und
daher die in Form von Integer werten kodierten Signale ausgeben.
Deklarieren Sie die notwendigen Ein- und Ausgangssignale des Automaten in der Variablenliste.
Nutzen Sie das Kontextmenü um Transitionen und Zustände einzufügen. Per
Rechtsklick auf einen Zustand können Ein- und Ausgangsaktionen in beliebiger
Sprache eingefügt werden. Per Doppelklick fügen Sie eine Aktion ein, welche bei jedem
Zyklus des SPS Programms in einem aktiven Zustand aufgerufen wird.
Beachten Sie, dass als Transitionsbedingung komplexe Ausdrücke verwendet werden
können, wie zum Beispiel:
TL_Switch_request AND (Wait_Cars_Go.t > T#30s)
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4. Simulation
TL_Switch_request ist hierbei eine Eingangsvariable des Automaten und
Wait_Cars_Go die Bezeichnung eines Zustands, dessen implizite Variable t aufgerufen
und mit einer Konstanten verglichen wird. Achten Sie bei einem solchen Ausdruck
darauf, dass Sie den Bezeichner Wait_Cars_Go nicht als Variable deklarieren.
Falls Sie als Sprache für Ihre Aktionen den Strukturierten Text auswählen, können
Sie einfache Zuweisungen zu den im AS Funktionsblock deklarierten Variablen
durchführen:
TL_CARS_red := TRUE;
Editieren Sie das zuvor erstellte PLC_PROG. Da dies das durch die Taskkonfiguration
aufgerufene Steuerungsprogramm für die Ampelanlage ist, müssen hier die bisher
erstellten Komponenten zusammengeführt werden. Orientieren Sie sich dabei an der
Struktur Eingabe – Verarbeitung – Ausgabe. Als Ein- und Ausgabe sollen Variablen
aus der globalen Variablenliste dienen. Sie können Instanzen der neu erstellten Typen
(z.B. „TrafficLight_Control“) hinzufügen, indem Sie „Baustein“ in der Werkzeugleiste
per Drag & Drop in den CFC ziehen. Typisieren sie dieses Objekt indem Sie auf
die drei Fragezeichen (???) klicken. Anschließend müssen sie der Variablen für diese
Instanz eine Bezeichnung geben. Klicken Sie hierzu auf die drei Fragezeichen über
dem Baustein.
4.3. Das Programm testen
Das Projekt sollte nun getestet werden. Hierfür kann sich das Entwicklungswerkzeug mit den
dem Projekt zugeordneten SPS verbinden (einloggen), um das erzeugte Programm hochzuladen,
zu starten, anschließend Echtzeitdaten abzufragen oder andere Funktionen auszuführen.
Ansicht Geräte:
Der Login auf die SPS erfolgt per Rechtsklick auf die (ihr zugeordnete) Applikation.
Bereits vorhandene Versionen Ihrer Applikation sollten Sie dabei stets ersetzen. Dazu
wählen Sie in auftretenden Dialogen bitte immer „per Download einloggen“ aus
und bestätigen Sie mit „OK“.
Änderungen an Ihrem Projekt sind nur im ausgeloggten Zustand möglich. Zum Aus- und Einloggen
des Entwicklungswerkzeugs zur SPS können Sie stets den Hauptmenüpunkt „Online“
verwenden. Das Programm auf der SPS lässt sich im eingeloggten Zustand über den
Hauptmenüpunkt „Debug“ starten und stoppen. Unabhängig von Ihrer Arbeit am Projekt können
Sie ein bereits in die SPS geladenes Programm im Hintergrund ausführen. Loggen Sie
sich dazu einfach von der SPS aus, ohne das Programm vorher zu stoppen.
Im eingeloggten Zustand sind unter anderem die Editoren für die Ablaufsprache oder die
globale Variablenliste mit ihren Laufzeitinstanzen in der SPS verbunden. So lässt sich das
Programm sehr einfach testen. Mit Hilfe des erstellten AS Programms kann das Verhalten
der SPS nachvollzogen werden. (siehe Abbildung 4.5) Variablen der globalen Variablenliste
lassen sich einfach überschreiben. Im Falle von bool‘schen Variablen doppelklicken Sie hier-
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zu mehrfach auf die Spalte vorbereiteter Wert, bis der gewünschte erscheint. Mit Hilfe der
Tastenkombination [STRG + F7] können alle vorbereiteten Werte gleichzeitig auf die SPS
übertragen werden.
Abbildung 4.5 AS Programm während der Simulation. Variablen können über die Variablenliste (Vorbereiteter
Wert) verändert werden.
4.4. Eine einfache Visualisierung erstellen
In der „Geräte“-Ansicht rechtsklicken Sie bitte auf Ihre Applikation, um eine Visualisierung
hinzuzufügen. Beantworten Sie bitte die Frage nach der Aktualisierung des Speicherformats
mit Nein.
Im Visualisierungseditor können Sie einfache grafische Elemente anordnen und konfigurieren.
Für eine Ellipse können Sie zum Beispiel in der Ansicht „Eigenschaften“ unter „Farben“
eine Farbe für den Alarmzustand festlegen. Unter „Farbvariablen“ lässt sich dieser Zustand
mit einer Variable aus der globalen Variablenliste verknüpfen. So erreichen Sie eine einfache
Darstellung der Ampeln.
Verschiedene Eingabeelemente wie Buttons oder Checkboxen stehen ebenfalls zur Verfügung,
um Variablen der globalen Variablenliste direkt zu schreiben.
Die zuerst erstellte Visualisierung ist automatisch mit der Applikation verknüpft und wird geöffnet,
sobald die Applikation gestartet wurde. Zum Verlassen der Visualisierung verwenden
Sie die Tastenkombination [Alt + F4].
Realisieren Sie folgende Komponenten einer Visualisierung:
4. Simulation
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Darstellung aller Farben für beide Lichtsignale (Fußgänger und Fahrzeuge) mit realem
Verhalten
Ein-/ Ausschalter
Druckknopf zum Auslösen des Schaltevents
Rückmeldung für die Fußgänger über baldiges Umschalten
5. Hinweise für den Praktikumsversuch
Das Praktikum beginnt mit einem Kolloquium, in dem Sie die Ergebnisse Ihrer Vorbereitung
vortragen. Bringen Sie hierzu die schriftliche Lösung der Vorbereitungsaufgaben sowie Ihr
CoDeSys-Projekt auf einem USB-Stick mit.
Anschließend wird das Projekt mit Hilfe von IndraWorks von BOSCH Rexroth an einer realen
SPS getestet. Dazu lässt sich Ihr CoDeSys-Projekt importieren und weiterbearbeiten. Es
erwarten Sie Zusatzaufgaben, die Sie während des Versuchs umsetzen.
5.1. Voraussetzung
Da IndraWorks auf CoDeSys basiert, sollten Sie mit den meisten Elementen bereits vertraut
sein. Einige Unterschiede gibt es lediglich in Bezug auf die Verwaltung der SPS. Neue Komponenten
sind die Controller für die Feldbus-Anbindung. Diese werden während des Praktikums
erläutert.
Während des Praktikumsversuchs kommen Steuerungen vom Typ "IndraMotion MLC L65"
zum Einsatz. Folgende Voraussetzungen sind vor Beginn des Versuchs sicher zu stellen:
Die IP-Adresse der Steuerung ist bekannt.
Die Steuerung ist per Ethernet mit dem Programmiergerät (PC) verbunden.
Der sercos III-Bus ist mit einer Brücke deaktiviert.
5.2. Inbetriebnahme der SPS
Die Steuerung kann von vorheriger Nutzung alte Programmbestandteile, Parametrierungen
und SPS-Daten enthalten, die in diesem Schritt durch das Speicherlöschen entfernt werden.
5. Hinweise für den Praktikumsversuch
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5. Hinweise für den Praktikumsversuch
Abbildung 5.1 Reboot der Steuerung
Nach dem Einschalten der Steuerung sind dazu die beiden äußeren Tasten unter dem Display
und bei Erscheinen von BOOT 1.01 zu drücken und so lange zu halten,
bis die Anzeige BOOTSTOP erscheint. Danach sind die beiden inneren Tasten zu drücken,
es erscheint REBOOT, und die Tasten können wieder losgelassen werden,
Die Steuerung läuft nun bis BB RDY, der Speicher ist geleert, die Motion-Komponente BetriebsBereit
und die SPS-Komponente READY.
5.3. Anlegen eines neuen Projekts
Öffnen Sie zunächst ihr CoDeSys-Projekt und exportieren Sie die benötigten Quelldateien
über den Hauptmenüpunkt Projekt in den standardisierten XML-Dialekt PLCOpen.
Legen Sie anschließend ein neues IndraWorks-Projekt an. Analog zum Vorgehen bei CoDe-
Sys fügen Sie ihrem Projekt zunächst einen Controller hinzu. Dazu ziehen Sie bitte die entsprechende
SPS aus dem Bibliotheksfenster per Drag & Drop in Ihren Projektordner. Es öffnet
sich ein Wizard, um die Komponente zu konfigurieren. In Schritt 2 (Konfiguration) nehmen
Sie bitte folgende Einstellungen vor:
Firmware-Release 13V06
IP-Adresse 192.168.0.20 oder 192.168.0.21
Testen Sie die Verbindung
Entfernen Sie das Häkchen Sicherer Online-Modus, um zusätzliche Sicherheitsabfragen
während des Programmiervorgangs zu vermeiden.
Bestätigen Sie die nachfolgende Seite mit Fertigstellen.
Anschließend können Sie per Rechtsklick auf „Application“ unter dem Projekteintrag „Logic“
der SPS Ihr CoDeSys-Projekt importieren. Wählen Sie dazu die zuvor erstellte Datei aus,
achten Sie auf die Auswahl des richtigen Dateityps. Die importierten POUs lassen sich ebenfalls
per Drag & Drop ihrem Projekt hinzufügen.
Konfigurieren Sie analog zum CoDeSys-Projekt einen Task, welcher im freilaufenden Modus
Ihre Haupt-POU aufruft.
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Das Projekt sollte nun getestet werden, indem Sie eine Übersetzung durchführen. Beseitigen
Sie zunächst alle auftretenden Fehler. Führen Sie die folgenden Schritte aus, um die Applikation
zu laden und in der SPS zu starten:
Schalten Sie die Steuerung online, indem Sie sie im Projektnavigator auswählen und
über den gleichnamigen Hauptmenüpunkt Online-Schalten.
Bevor Sie das Programm starten muss der sercos-Bus aktiviert werden. Rechtsklicken
Sie im Projektnavigator auf den sercos-Knoten und schalten Sie ihn auf Zustand
P4.
Loggen Sie sich in die Steuerung ein. Bestätigen Sie den Ladevorgang der SPS.
Danach kann Ihre Applikation gestartet werden.
Sofern die Applikation fehlerfrei ausgeführt wird, stoppen Sie sie und loggen sie sich aus der
SPS aus.
5.4. Hardwareanbindung
Teil des Praktikumsversuchs ist es eine reale Hardware an die SPS anzuschließen und anzusteuern.
Zu diesem Zweck stehen Ihnen zwei Experimentierboards mit einer kompletten
Fußgängerampel zur Verfügung. An einigen E/A-Modulen der SPS sind bereits entsprechende
Signalkabel angeschlossen, über die Sie die Hardware ansteuern können, nachdem
Sie diese verdrahtet haben. Beachten Sie hierzu bitte die beiden Stromlaufpläne der Boards
im Anhang 8.1 dieser Praktikumsanleitung.
Stellen Sie unbedingt sicher, dass niemals zwei Ausgänge der SPS bzw. ein Ausgang
mit einem Anschluss der Spannungsversorgung direkt miteinander verbunden
sind. Lassen Sie sich Ihre Schaltung gegebenenfalls vor der ersten Inbetriebnahme
vom Praktikumsbetreuer abnehmen.
Die Ein- und Ausgänge der SPS lassen sich mit Hilfe der GVL (siehe Abschnitt 4.1) sehr einfach
ansteuern. Der Zugriff auf die physikalischen Adressen der Ein- und Ausgänge erfolgt
mit der Syntax „%IX“ für einen Eingang und „%QX“ für einen Ausgang. Der Größenpräfix „X“
beschreibt, auf welchen Bereich der Adressen zugegriffen werden soll. In diesem Beispiel
wird nur auf Bit-Adressen zugegriffen.
Dem Namen der Variable folgt nach der Zuweisung „AT“ mit einem Prozentzeichen beginnend
der Bereichspräfix, mit „Q“ für Ausgänge und „I“ für Eingänge.
Danach folgt der Größenpräfix, mit „X“ für Bitadressierung.
Mit „A1_green AT %QX0.0: BOOL“ (siehe Abbildung 5.2) wird die Variable „A1_green“ vom
Datentyp „BOOL“ dem physikalischen Ausgangsbit „Q 0.0“ zugewiesen.
5. Hinweise für den Praktikumsversuch
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6. Visualisierung
Abbildung 5.2 Ansteuerung der Ein- und Ausgänge der SPS über die GVL
6. Visualisierung
Erstellen Sie mit IndraWorks eine einfache Visualisierung, welche Auskunft über den aktuellen
Betriebsmodus und etwaige interne Zustände gibt.
Hinweis: Zur Inbetriebnahme einer Visualisierung oder als Dauerlösung kann es sinnvoll
sein, den Wert einer Variablen formatiert anzuzeigen.
Die Eigenschaft „Texts“ eines grafischen Elements (z.B. Rechteck) enthält zwei Unterelemente:
„Text“ sowie „Text Variables“. Der Text kann beliebig eingegeben werden. Verwenden
Sie Platzhalter, wie zum Beispiel „%s“ (C-Standard für Integer), um an einer bestimmten
Stelle Variablen einzufügen. Ein Beispieltext könnte lauten „Ampel 1: %s“. Die einzufügende
Variable können Sie unter „Text Variables“ hinzufügen. Hier kann nicht nur auf die GVL,
sondern beispielsweise auf Objekte Ihrer Haupt-POU zugegriffen werden (z.B.
„PlcProg.LIGHT1.STATUS“ wobei PlcProg die Haupt-POU, LIGHT1 eine Bausteininstanz
und STATUS ein Eingang desselben darstellen).
7. Punktevergabe
Voraussetzung für die Teilnahme am Praktikum: Schriftliche Lösung der Vorbereitungsaufgaben
sowie das Mitbringen einer funktionsfähigen Ampelsimulation
Von 15 möglichen Punkten erfolgt die Vergabe wie folgt:
5 Punkte für die Ergebnisse des mündlichen Kolloquiums
5 Punkte für die korrekte Portierung Ihres Projekts zu IndraWorks, die Inbetriebnahme
der Hardwareampel und die Anpassung der Applikation
5 Punkte für die Lösung der Zusatzaufgabe
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8. Anhang
8.1. Stromlaufpläne der Experimentierboards
8. Anhang
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8. Anhang
Abbildung 8.1 Stromlaufplan Experimentierboard 1
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8. Anhang
Abbildung 8.2 Stromlaufplan Experimentierboard 2
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