Post on 30-Apr-2020
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Profibus DP/V0 Funktionsbeschreibung
UMG604 / UMG605 / UMG508 / UMG511 Beispiel mit einer Siemens SPS
S7-300
Version 1.1
Dokumenten NR: XXXXX
Janitza electronics GmbH Vor dem Polstück 1
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Fax (0 64 41) 9642-30 e-mail: info@janitza.de
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Allgemein ......................................................................................................................... 3
Stecker Belegung .............................................................................................................. 3
Anschluss der Busleitungen ............................................................................................... 3
Profibus Profile (Allgemein) .............................................................................................. 4
Standard Profile ................................................................................................................ 5
Anlegen eines Profils ......................................................................................................... 6
GSD Datei ......................................................................................................................... 9
Slave Gerät in Master Software einbinden (SIMATIC S7-300) ............................................. 9
Variablentabelle Simatic ................................................................................................. 11
Profibus Profile in der graphischen Programmierung ....................................................... 13
Profibus Puffer ................................................................................................................ 17
Modbus Profibus Gateway .............................................................................................. 18
Legende:
Version 1.0 Erstausgabe
Version 1.1 Profibus Puffer hinzugefügt (S.17) 12.07.2010
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Allgemein
Das UMG604 / UMG605 / UMG508 / UMG511 bietet diverse Kommunikationsmöglichkeiten. Folgende Protokolle werden auf den Schnittstellen angeboten: Modbus RTU, Modbus TCP/IP, Modbus over TCP/IP (Modbus Gateway), BacNet oder Profibus DP V0. Diese Funktionsbeschreibung ist eine Ergänzung zum Handbuch und beschreibt schrittweise die notwendigen Einrichtungsschritte der jeweiligen Funktion. Weitere Funktionsbeschreibungen finden Sie auf www.janitza.de . Alle Messwerte die der Power Analyzer zu Verfügung stellt, können in einem Profibus Profil mit eingebunden werden. Zusätzlich ist es möglich selbst definierte Variablen über die graphische Programmierung zu erzeugen, die benutzerdefinierte Variablen können einem Profibus Profil zugewiesen werden. Der Power Analyzer stellt 255 Profile zu Verfügung, wobei die ersten 16 Pofile für die feste Konfiguration bereit gestellt werden. Profil 16 bis 255 können in der graphischen Programmierung erstellt und belegt werden. Der Zugriff auf die Profile ist lesend und schreibend, somit ist es auch möglich Digital Ausgänge oder Benutzer definierte Variablen von der SPS aus zu beschreiben. Die Funktionsbeschreibung wurde mit einer GridVis 1.6.0 sowie mit einem UMG604 Firmware 1.095 erstellt (ab November 2009 verfügbar).
Stecker Belegung
Der Power Analyzer unterstützt Profibus DP V0 bis 12Mbaud. Der Profibusanschluss des Power Analyzer ist als 9 polige Sub D Buchse ausgeführt. Zum Anschluss empfehlen wir einen 9 poligen Profibusstecker (Typ: SUBCON-PLUS-ProfiB/AX/SC Hersteller: Phoenix Art.Nr.: 27 44 38 0 oder vergleichbar).
Power Analyzer ( Variante P/EP )
Profibusstecker SUBCON
Anschluss der Busleitungen
Schließen Sie die ankommende Busleitung immer an die Anschlüsse 1A/1B an (auch am Anfang des Bussystems!) Die weiterführende Busleitung wird immer an die Anschlüsse 2A/2B angeschlossen. Über den Schiebeschalter werden am Anfang und Ende des Bussystems die Abschlusswiderstände aktiviert. Gleichzeitig werden die Anschlussklemmen (2A/2B) für die weiterführende Busleitung abgeschaltet.
Abbildung 1
VP (6)
GND (5)
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2B
2A
1B
1A
ON / OFF
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Profibus Profile (Allgemein)
Der Power Analyzer kann 255 Profibusprofile verwalten (16 Profile in der Konfiguration). Jedes Profibusprofil enthält maximal 128 Datenbytes. Das erste Datenbyte des Ausgabebereiches der SPS enthält immer die Profilnummer des vom Power Analyzer angeforderten Profibusprofiles. Um ein Profibusprofil anzufordern, schreiben Sie die Profilnummer in das erste Byte des Ausgabebereiches der SPS. Alle Systemvariablen und globale Variablen können einzeln skaliert und in eines der folgenden Formaten konvertiert werden: 8, 16, 32Bit Integer mit und ohne Vorzeichen, 32 oder 64Bit Float-Format (Big oder Little Endian).
Globale Variablen sind Variablen, die vom Benutzer in der graphischen Programmierung oder im Jasic definiert werden und jeder Schnittstelle des Power Analyzer zur Verfügung stehen. Big-Endian = High Byte vor Low Byte. Little-Endian = Low Byte vor High Byte.
SPS
Ausgabebereich der SPS
1. Byte = Profilnummer Ab dem 2. Byte folgen Variablen
für das UMG604
Eingabebereich der SPS
1. Byte = Rückmeldung der Profilnummer
Ab dem 2. Byte folgen die vom UMG604 angeforderten
Variablen. Abbildung 2
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Standard Profile
Bei Auslieferung (Firmware 1.095) sind vier Standard Profile vorkonfiguriert. Diese können auch
nachträglich, nach Wunsch abgeändert werden. Folgende Abbildungen zeigen die Standard Profile
mit deren Profil Nummer.
Profil Nr. 0 Profil Nr. 1
Profil Nr. 3 Profil Nr. 4
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Anlegen eines Profils
Die Profile werden in der Geräte Konfiguration erstellt. In der Geräteliste über den „Gerät
konfigurieren“ Button hat man Zugriff auf die Profibus Profile.
Unter dem Reiter „Feldbus Profile“ können nun ausgewählte Messwerte den einzelnen Profilen
zugewiesen werden. Maximal 128 Bytes stehen für ein Profil zu Verfügung. Die Profil Nummern sind
fest von 0 bis 15 festgelegt. Mit dem Button „Bearbeiten“ können Sie dem angewählten Profil,
Messwerte zuweisen.
Abbildung 3
Abbildung 4
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Per Drag and Drop können die Messwerte in das ausgewählte Profil gezogen werden. Auf der rechten
Seite hat man die Möglichkeit die Variablen zu tauschen und in die gewünschte Reihenfolge zu
bringen. Auch kann man die Byte Reihenfolge(Big Endian/ Little Endian) hier ändern.
Big-Endian = High Byte vor Low Byte. Little-Endian = Low Byte vor High Byte.
Abbildung 5
8
Jeder Messwert kann in folgenden Datenformaten übermittelt werden: Byte, char, short, unsigned
short, Integer, unsigned Integer, float und double. Zusätzlich kann jeder Messwert skaliert werden.
Profibus Wert = Messwert * Skalierungsfaktor. Der Byteindex gibt das Anfangsbyte der Variable im
Profibusstring an. Nach der Konfiguration muss die Änderungen dem Gerät übermittelt werden.
Profibus Adresse
Sind mehrere Geräte über die Profibus Schnittstelle miteinander verbunden, so kann ein Master (PC,
SPS) diese Geräte nur aufgrund ihrer Geräteadresse unterscheiden. Innerhalb eines Netzwerkes
muss daher jeder Power Analyzer eine eindeutige Geräteadresse haben. Profibus unterstützt die
Geräteadressen im Bereich 0 bis 126. Die Profibus Adresse kann direkt über das Display oder über
die Konfigurationssoftware GridVis vergeben werden. Die Modbus und Profibus Adresse haben am
Gerät denselben Parameter. Am Display kann die Adresse über den Parameter 200 (UMG604)
vergeben werden. Einstellen der Adresse direkt übers Display kann in der Betriebsanleitung des
jeweiligen Power Analyzer entnommen werden. Die Adressen Vergabe über die GridVis Software wird
wie folgt in der Konfiguration vergeben:
Abbildung 6
Abbildung 7
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GSD Datei
Die GSD-Datei ist eine gerätespezifische Datei, in der die Übertragungsparameter und die Art der Messdaten zwischen dem Profibus Master und dem Profibus Slave vereinbart werden. Der Profibus Slave ist in diesem Falle das UMG604 / UMG605 / UMG508 / UMG511 und der Profibus Master z.B. eine SPS. Die GSD-Datei des Power Analyzers befindet sich auf der CD-ROM GridVis oder im Downlaod Bereich unserer Homepage www.janitza.de. Die GSD Datei des Power Analyzer unterstützt derzeit folgende Module:
“STD: 8 Word In, 1 Byte Out“ „STD: 16 Word In, 1 Byte Out“ „STD: 32 Word In, 1 Byte Out“ „STD: 62 Word In, 1 Byte Out“
„STD: 8 Word In, 3 Byte Out“ „STD: 16 Word In, 3 Byte Out“ „STD: 32 Word In, 3 Byte Out“ „STD: 62 Word In, 3 Byte Out“
„STD: 8 Word In, 16 Byte Out“ „STD: 16 Word In, 16 Byte Out“ „STD: 32 Word In, 16 Byte Out“ „STD: 62 Word In, 16 Byte Out
Slave Gerät in Master Software einbinden (SIMATIC S7-300)
GSD Datei installieren: In der Hardware Konfiguration unter dem Menüpunkt „Extras Neue GSD installieren“ wird die GSD Datei importiert. Nach dem Installieren der GSD-Datei muss der Katalog aktualisiert werden
Abbildung 8
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Einfügen des Messgerätes in das DP Mastersystem: Gehen Sie dazu im Hardwarekatalog in den Ordner Profibus DP. Unter Feldgeräte „Sonstige“ befindet sich der durch die GSD-Datei installierte Power Analyzer. Markieren Sie ein Modul z.B. „STD: 16 Word In, 16 Byte Out“ im Katalog und ziehen Sie es bei gedrückter Maustaste auf das DP Mastersystem. Die Software fragt Sie anschließend nach der Adresse des Gerätes. Stellen Sie hier die Adresse ein, die Sie am Power Analyzer zuvor eingestellt haben. Beachten Sie, dass Adressen nicht doppelt vergeben werden dürfen. Hinweis zum Modul: Es ist nicht zwingend notwendig, das gesamte Profil auszulesen. Werden nur die ersten Messgrößen eines Profiles mit z.B. 62 Word benötigt, kann ein entsprechend kleineres Modul z.B. 16 Word gewählt werden. Der folgende Abschnitt zeigt die Implementierung des Slave Gerätes in der Hardware Konfiguration.
Nach der GSD Installation ist das Gerät im Hardware Katalog unter Profibus-DP -- > Weitere
Feldgeräte --> Allgemein zu finden. Das Gerät kann nun in der Profibus Linie per Drag and Drop
eingefügt werden.
Abbildung 9
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Das gewünschte Modul wird in die Adressenliste per Drag and Drop hinein gezogen. Mit den Modulen
wird die Wortlänge festgelegt. In E-Adresse und A-Adresse werden die Eingangs und Ausgangs
Adressenbereiche fest gelegt. Mit einem Doppel Klick auf das Slave Gerät kann die Geräte Adresse
nachträglich noch einmal vergeben werden.
Alle Hardware Konfiguration muss zur S7 übertragen werden, damit eine Kommunikation stattfinden
kann.
Variablentabelle Simatic
Legen Sie zum Testen der Kommunikation eine Variablentabelle an. Gehen Sie dazu in der
Projektübersicht zum Menüpunkt Einfügen -- > S7 Baustein -- > Variablentabelle erstellen. Nach
Aufruf der Variablentabelle müssen die Operanden zugeordnet werden. Die Zuordnung ergibt sich aus
dem Adressbereich, welcher in der Hardware Konfiguration automatisch oder manuell vergeben
wurde.
Abbildung 10
Abbildung 11
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Folgende Tabelle zeigt die Variablentabelle mit Erklärung:
Operand Symbol Anzeige Format Statuswert Steuerwert Erklärung
PAB 256 DEZ 0 Profil Nummer
Anfrage
PEB 256 DEZ 0 Profil Nummer
Rückgabe
PED 257 GleitPunkt 230,7 1.Wert im Profil 0
(ULN1)
PED 261 GleitPunkt 230,5 2.Wert im Profil 0
(ULN2)
PED 265 GleitPunkt 230.8 3.Wert im Profil 0
(ULN3)
PED 269 GleitPunkt 8844,9 4.Wert im Profil 0
(PSUM)
Schreiben der
Ausgangsbytes
Live Werte
werden aktiviert
Abbildung 12
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Im ersten Ausgangsbyte wird die angeforderte Profil Nummer parametriert. Diese wird als Bestätigung
im ersten Eingangs Byte wieder zurück gegeben. Bekommt man nicht die exakte Profil Nummer
zurück, wurde das Profil nicht ausgelesen oder im Gerät nicht parametriert. Nach dem ersten
Eingangsbyte stehen die Messwerte. Der Abstand der Eingangs und Ausgangs Bytes hängt von dem
Format ab. Im Fall eines Float Format wäre der Abstand 4Byte. Wurde hier ein anders Format in den
Profilen gewählt kann der Abstand auch geringer sein (Abstand = Byte Größe des Formats).
Profibus Profile in der graphischen Programmierung
Die Profibus Funktionsbausteine in der graphischen Programmierung sind ab der GridVis 1.6.0 und
der Firmware 1.095 (UMG604) verfügbar. Alle Messwerte sowie Benutzer definierter Variablen können
über die graphische Programmierung einem Profil zugeordnet werden (Profil 16 - 255). Für die
Zuordnung wird der Funktionsbaustein „Schreibe Profibus“ verwendet. Zusätzlich können Profile auch
ausgelesen und ausgewertet werden („Lese Profibus“). Mit dem „Lese Profibus“ Funktionsbaustein
können von der SPS beschriebene Variablen im Profil ausgelesen und im Programm verwendet
werden, z.B. um ein Digitalausgang zu setzen oder ein Arbeitswert zurück zu setzen. Für die
Graphische Programmierung gibt es eine zusätzliche Funktionsbeschreibung. Für die Profibus Profile
hält der Power Analyzer jeweils ein Lese und ein Schreibe Puffer zu Verfügung. Wenn man zwischen
mehreren Profilen wechseln möchte muss dies mit einer graphischen If Anweisung realisiert werden.
Es darf demnach nur ein Lese und ein Schreibe Profil in einem Programm abgearbeitet werden!
Beispiel für Schreibe Profibus Profil
Im folgenden Beispiel wird in der graphischen Programmierung ein Profibus Profil beschrieben. Drei
Konstanten (feste Werte) werden dem Profil 16 zugewiesen. Das Programm wird im Mess Intervall
(200ms) abgearbeitet.
Mit einen Doppelklick auf den „Schreibe Profibus“ Funktionsbaustein können die Werte für das Profil
festgelegt werden. Jedem Wert wird das Format zugewiesen. Der Funktionsbaustein bekommt für
jede Variable einen Eingangs Pin.
Abbildung 13
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Folgende Abbildung zeigt die Variablenliste in der SIMATIC Software. Das Profil 16 wird mit den
ersten 3 Eingangswerten dargestellt.
Beispiel für Lese Profibus Profil
Mit dem „Lese Profibus“ Funktionsbaustein ist es möglich SPS Werte im eigenen Programm Code zu
verarbeiten. Der Master im folgenden Beispielfall eine S7 SPS kann Werte der Profile beschreiben.
Ein Profil ist erst dann beschreibar wenn es angelegt wurde. Ein Profil wird angelegt mit einem
„Schreibe Profibus“ Funktionsbaustein oder wenn Werte über die Geräte Konfiguration den festen
Profilen zugewiesen wurde. Im Beispiel ist der „Schreibe Profibus“ Baustein nicht im Repeater
platziert, dies hat zufolge dass der Baustein einmalig abgearbeitet wird und das Profil erstellt. Die
restlichen Funktionsbausteine sind im Repeater platziert, diese werden dann nach dem ausgewählten
Intervall zyklisch abgearbeitet. Die von der SPS kommenden Werte werden in lokale Variablen
geschrieben und können nun im Programm verwendet werden. Sollen Variablen extern beschrieben
werden muss das Profil im Profibus Puffer sein.
Abbildung 14
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Folgende Abbildung zeigt die Variablenliste hier werden die Werte von der SPS aus geschrieben.
Für eine Auswertung der Werte, werden diese auf „Print“ Funktionsbaustein verbunden, nach
Übertragen des Programms können diese nun im Reiter Debug gebrowst werden.
Abbildung 15
Abbildung 16
16
Status Auswertung
Jeder Profibus Funktionsbaustein hat ein Status Pin der zur Auswertung genutzt werden kann.
Folgende Tabelle zeigt die Fehler Codes
Fehler Nr. Bemerkung
-1 Fehler
0 Kein Fehler
255 Rückmeldung der falschen
Profil Nummer
Abbildung 17
Abbildung 19
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Profibus Puffer
Für die Profibus Profile hält der Power Analyzer jeweils ein Lese und ein Schreibe Puffer zu
Verfügung. Wenn man zwischen mehreren Profilen wechseln möchte muss dies mit einer graphischen
If Anweisung realisiert werden. Es darf demnach nur ein Lese und ein Schreibe Profil in einem
Programm abgearbeitet werden!
Folgende Abbildung zeigt ein Beispiel (IF Anweisung) mit 2 Profilen:
Erklärung Beispiel: Die Profil Nummer wird in das Profil 0 geschrieben. Wird die Porfil Nummer 16
angefordert, wird Gruppe „Profil 16“ abgearbeitet. Alle anderen Profil Anfragen rufen die Gruppe „Profil
17“ auf. Es wird somit immer nur ein Profil in den Profibus Puffer geschrieben. Das Schreiben von
mehreren Profilen gleichzeitig führt zu Inkonsistenten Werten!
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Modbus Profibus Gateway
Mit der graphischen Programmierung ist es möglich ein Modbus Profibus Gateway zu erstellen. Im
folgenden Beispiel werden über Modbus Slave Messgeräte ausgelesen. Die ausgelesenen Werte
werden auf ein Profibus Profil gelegt. Mit diesem Programm ist es nun möglich Werte von Slave
Geräten ohne Profibus Protokoll über die Gateway Funktion in ein Profibus Profil zu schreiben.
Achtung: Diese Beispiel benötigt die Gridvis Lizenz 1
(Schreiben / Lesen Modbus) Art.Nr.: 51.00.117
© 2010 Janitza electronics GmbH, Lahnau
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Abbildung 19