PROFIBUS-DP - jumo.de · 2 Profibus-Beschreibung 6 2.2 RS485-Übertragungstechnik Die Übertragung...

PROFIBUS-DP

B 95.5010.2.3Schnittstellenbeschreibung

07.01/00395222

Inhalt

1 Einleitung 3

1.1 Vorwort .......................................................................................................... 3

1.2 Typografische Konventionen ....................................................................... 41.2.1 Warnende Zeichen ......................................................................................... 41.2.2 Hinweisende Zeichen ..................................................................................... 4

2 Profibus-Beschreibung 5

2.1 Profibusarten ................................................................................................ 5

2.2 RS485-Übertragungstechnik ...................................................................... 6

2.3 PROFIBUS-DP .............................................................................................. 9

3 Konfiguration eines PROFIBUS-Systems 11

3.1 Die GSD-Datei ............................................................................................. 11

3.2 Vorgehensweise bei der Konfiguration .................................................... 12

3.3 Der GSD-Generator .................................................................................... 133.3.1 Allgemein .................................................................................................... 133.3.2 Bedienung .................................................................................................... 133.3.3 Beispielbericht ............................................................................................ 15

3.4 Anschlußbeispiel ........................................................................................ 173.4.1 Bildschirmschreiber ...................................................................................... 173.4.2 GSD-Generator ............................................................................................ 173.4.3 SPS-Konfiguration ....................................................................................... 18

4 Gerätespezifische Daten 21

4.1 Systemvoraussetzungen ........................................................................... 21

4.2 Anschlußplan .............................................................................................. 22

4.3 Einstellung der Slave-Adresse .................................................................. 23

4.4 Diagnose- und Statusmeldungen ............................................................. 23

4.5 Azyklische Daten ........................................................................................ 23

4.6 SPS-Daten im 16-Bit-Format .................................................................... 28

4.7 Bitweise codierten Binärsignale ............................................................... 30

4.8 Ext. Eingänge bei einer Störung des Datenaustausches ....................... 31

5 Datenformat des Bildschirmschreibers 33

Inhalt

1 Einleitung

1.1 VorwortLesen Sie diese Schnittstellenbeschreibung, bevor Sie das Gerät in Betriebnehmen. Bewahren Sie die Schnittstellenbeschreibung an einem für alle Be-nutzer jederzeit zugänglichen Platz auf.

Bitte unterstützen Sie uns, diese Schnittstellenbeschreibung zu verbessern.

Für Ihre Anregungen sind wir dankbar.

H Sollten bei der Inbetriebnahme Schwierigkeiten auftreten, bittenwir Sie, keine unzulässigen Manipulationen vorzunehmen. Siekönnten Ihren Garantieanspruch gefährden!

Bitte setzen Sie sich mit der nächsten Niederlassung oder mit demStammhaus in Verbindung.

EBei Rücksendungen von Geräteeinschüben, Baugruppen oderBauelementen sind die Regelungen nach DIN EN 100 015 „Schutzvon elektrostatisch gefährdeten Bauelementen“ einzuhalten. Ver-wenden Sie nur dafür vorgesehene ESD-Verpackungen für denTransport.

Bitte beachten Sie, daß für Schäden, die durch ESD verursachtwerden, keine Haftung übernommen werden kann.

ESD=Elektrostatische Entladungen

B

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1 Einleitung

1.2 Typografische Konventionen

1.2.1 Warnende Zeichen

Die Zeichen für Vorsicht und Achtung werden in diesem Handbuch unter fol-genden Bedingungen verwendet:

VVorsicht

Dieses Zeichen wird benutzt, wenn es durch ungenaues Befolgen oder Nicht-befolgen von Anweisungen zu Personenschäden kommen kann!

AAchtung

Dieses Zeichen wird benutzt, wenn es durch ungenaues Befolgen oder Nicht-befolgen von Anweisungen zu Beschädigungen von Geräten oder Datenkommen kann!

EAchtung

Dieses Zeichen wird benutzt, wenn Vorsichtsmaßnahmen bei der Handhabungelektrostatisch entladungsgefährdeter Bauelemente zu beachten sind.

1.2.2 Hinweisende Zeichen

HHinweis

Dieses Zeichen wird benutzt, wenn Sie auf etwas Besonderes aufmerksamgemacht werden sollen.

vVerweis

Dieses Zeichen weist auf weitere Informationen in anderen Handbüchern,Kapiteln oder Abschnitten hin.

abc1Fußnote

Fußnoten sind Anmerkungen, die auf bestimmte Textstellen Bezug nehmen.Fußnoten bestehen aus zwei Teilen:

Kennzeichnung im Text und Fußnotentext.

Die Kennzeichnung im Text geschieht durch hochstehende fortlaufende Zah-len.

h

Handlungsanweisung

Dieses Zeichen zeigt an, daß eine auszuführende Tätigkeit beschrieben wird.

Die einzelnen Arbeitschritte werden durch diesen Stern gekennzeichnet, z. B.:

h Taste h drücken

h Bestätigen mit E

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2 Profibus-Beschreibung

PROFIBUS ist ein herstellerunabhängiger, offener Feldbusstandard für vielfälti-ge Anwendungen in der Fertigungs-, Prozeß- und Gebäudeautomation. DieHerstellerunabhängigkeit und Offenheit ist durch die internationale Norm EN50 170 geregelt.PROFIBUS ermöglicht die Kommunikation von Geräten verschiedener Her-steller ohne besondere Schnittstellenanpassung. PROFIBUS ist sowohl fürschnelle zeitkritische Datenübertragungen, als auch für umfangreiche undkomplexe Kommunikationsaufgaben geeignet. PROFIBUS besteht aus einerFamilie von drei Varianten.

2.1 Profibusarten

Die PROFIBUS Familie

PROFIBUS-DP Diese auf Geschwindigkeit und niedrige Anschlußkosten optimierte PROFI-BUS-Variante ist speziell für die Kommunikation zwischen Automatisierungs-systemen (SPS) und dezentralen Feldgeräten (typische Zugriffszeit < 10ms)zugeschnitten. PROFIBUS-DP ist geeignet als Ersatz für die konventionelle,parallele Signalübertragung mit 24V oder 0/4-20mA.

DPV0: Zyklischer Datentransfer:--> wird vom Bildschirmschreiber unterstützt.

DPV1: Zyklischer und azyklischer Datentransfer:--> wird vom Bildschirmschreiber nicht unterstützt.

DPV2: Zusätzlich zum zyklischen und azyklischen Datentransfer wird dieSalve-to-Slave-Kommunikation durchgeführt:--> wird vom Bildschirmschreiber nicht unterstützt.

PROFIBUS-PA PROFIBUS-PA ist speziell für die Verfahrenstechnik konzipiert und erlaubt dieAnbindung von Sensoren und Aktoren, auch im explosionsgefährdeten Be-reich, an eine gemeinsame Busleitung. PROFIBUS-PA ermöglicht die Daten-kommunikation und Energieversorgung der Geräte in Zweileitertechnik gemäßdem internationalen Standard IEC 1158-2.

PROFIBUS-FMS Dies ist die universelle Lösung für Kommunikationsaufgaben in der Zellebene(typische Zugriffszeit ca. 100ms). Die leistungsfähigen FMS-Dienste eröffneneinen breiten Anwendungsbereich und große Flexibilität. FMS ist auch für um-fangreiche Kommunikationsaufgaben geeignet.

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2.2 RS485-ÜbertragungstechnikDie Übertragung erfolgt gemäß RS-485-Standard. Sie umfaßt alle Bereiche, indenen eine hohe Übertragungsgeschwindigkeit und eine einfache, kostengün-stige Installationstechnik erforderlich ist. Es wird ein verdrilltes, geschirmtesKupferkabel mit einem Leiterpaar verwendet.

Die Busstruktur erlaubt das rückwirkungsfreie Ein- und Auskoppeln von Sta-tionen oder die schrittweise Inbetriebnahme des Systems. Spätere Erweite-rungen haben keinen Einfluß auf Stationen, die bereits in Betrieb sind.

Die Übertragungsgeschwindigkeit ist im Bereich zwischen 9,6 kBit/s bis zu 12Mbit/s wählbar. Sie wird bei der Inbetriebnahme des Systems für alle Geräteam Bus einheitlich ausgewählt.

Grundlegende Eigenschaften der RS-485 Übertragungstechnik

Installations-hinweise

Alle Geräte werden in einer Busstruktur (Linie) angeschlossen. In einem Seg-ment können bis zu 32 Teilnehmer (Master oder Slaves) zusammengeschaltetwerden.Am Anfang und am Ende jedes Segments wird der Bus durch einen aktivenBusabschluß abgeschlossen. Für einen störungsfreien Betrieb muß sicherge-stellt werden, daß die beiden Busabschlüsse immer mit Spannung versorgtwerden. Bei mehr als 32 Teilnehmern müssen Repeater eingesetzt werden um die ein-zelnen Bussegmente zu verbinden.

Netzwerk Topologie Linearer Bus, aktiver Busabschluß an beiden Enden,Stichleitungen sind nur bei Baudraten ≤1,5 Mbit/s zulässig.

Medium Abgeschirmtes verdrilltes Kabel

Anzahl von Stationen 32 Stationen in jedem Segment ohne Repeater (Leitungsver-stärker). Mit Repeatern erweiterbar bis 126.

Steckverbinder vorzugsweise 9-Pin D-Sub Steckverbinder

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Leitungslänge Die max. Leitungslänge ist abhänigig von der Übertragungsgeschwindigkeit.Die angegebene Leitungslänge kann durch den Einsatz von Repeatern vergrö-ßert werden. Es wird empfohlen, nicht mehr als 3 Repeater in Serie zu schal-ten.

Reichweite in Abhängigkeit der Übertragungsgeschwindigkeit

Kabeldaten Die Angaben zur Leitungslänge beziehen sich auf nachfolgend beschriebenenKabeltyp:

Wellenwiderstand: 135 … 165 ΩKapazitätsbelag: < 30 pf/mSchleifenwiderstand: 110 Ω/kmAderndurchmesser: 0,64 mmAdernquerschnitt: > 0,34 mm²

Für PROFIBUS Netze mit RS-485 Übertragungstechnik wird vorzugsweise ein9-poliger D-Sub Steckverbinder verwendet. Die PIN-Belegung am Steckver-binder und die Verdrahtung ist am Ende dieses Kapitels dargestellt.

PROFIBUS Kabel und Stecker werden von mehreren Herstellern angeboten.Bitte entnehmen Sie die Bezeichnungen und die Bezugsadressen dem PROFI-BUS-Produktkatalog (www.profibus.com).

Beim Anschluß der Geräte ist darauf zu achten, daß die Datenleitungen nichtverdreht werden. Es sollte unbedingt eine geschirmte Datenleitung verwendetwerden. Der Geflechtschirm und der ggf. darunterliegende Folienschirm soll-ten beidseitig und gut leitend an der Schutzerde angeschlossen werden. Wei-terhin ist zu beachten, daß die Datenleitung möglichst separat von allen stark-stromführenden Kabeln verlegt wird.

Als geeignetes Kabel wird z.B. folgender Typ der Firma Siemens empfohlen:

Simatic Net Profibus 6XV1 Bestell-Nr.: 830-0AH10 * (UL) CMX 75 °C (Shielded) AWG 22 *

Baudrate (kbit/s) 9,6 19,2 93,75 187,5 500 1500 12000

Reichweite/Segment

1200 m 1200 m 1200 m 1000 m 400 m 200 m 100 m

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Datenrate Bei Datenraten >1,5 MBit/s sind bei der Installation Stichleitungen zu vermei-den.

Verdrahtung und Busabschluß

H Wichtige Hinweise zur Installation entnehmen Sie bitte den Auf-baurichtlinien PROFIBUS-DP, Best.-Nr. 2.111 bei der PNO.

Adresse:Profibus Nutzerorganisation e.V.Haid- u. Neu-Straße 776131 Karlsruhe

Internet: www.profibus.com

Empfehlung:

Bitte die Installationshinweise der PNO beachten, insbesondere bei gleichzeitiger Verwendung von Frequenzumrichtern.

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2.3 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP ist für den schnellen Datenaustausch in der Feldebene konzi-piert. Hier kommunizieren die zentralen Steuergeräte, wie z. B. SPS/PC, übereine schnelle, serielle Verbindung mit dezentralen Feldgeräten wie E/A, Bild-schirmschreiber und Regler. Der Datenaustausch mit diesen dezentralen Gerä-ten erfolgt vorwiegend zyklisch. Die dafür benötigten Kommunikationsfunktio-nen sind durch die PROFIBUS-DP Grundfunktionen gemäß EN 50 170 festge-legt.

Grund-funktionen

Die zentrale Steuerung (Master) liest zyklisch die Eingangs-Informationen vonden Slaves und schreibt die Ausgangs-Informationen zyklisch an die Slaves.Hierbei muß die Buszykluszeit kürzer sein als die Programmzykluszeit der zen-tralen SPS. Neben der zyklischen Nutzdatenübertragung stehen bei PROFI-BUS-DP auch leistungsfähige Funktionen für Diagnose und Inbetriebnahmezur Verfügung.

Übertragungstechnik:• RS-485 verdrillte Zweidrahtleitung• Baudraten von 9,6 kbit/s bis zu 12 Mbit/s

Buszugriff:• Master und Slave Geräte, max. 126 Teilnehmer an einem Bus

Kommunikation:• Punkt-zu-Punkt (Nutzdatenverkehr) • Zyklischer Master-Slave Nutzdatenverkehr

Betriebszustände:• Operate: zyklische Übertragung von Eingangs- und Ausgangs-Daten• Clear: Eingänge werden gelesen, Ausgänge bleiben im sicheren Zustand• Stop: nur Master-Master Datentransfer ist möglich

Synchronisation:• Sync-Mode: wird vom Bildschirmschreiber nicht unterstützt• Freeze-Mode: wird vom Bildschirmschreiber nicht unterstützt

Funktionialität:• Zyklischer Nutzdatentransfer zwischen DP-Master und DP-Slave(s)• Dynamisches Aktivieren oder Deaktivieren einzelner DP-Slaves• Prüfen der Konfiguration der DP-Slaves• Adressvergabe für die DP-Slaves über den Bus• Konfiguration der DP-Master (Master) über den Bus• maximal 246 Byte Eingangs-/Ausgangs-Daten je DP-Slave möglich

Schutzfunktionen:• Ansprechüberwachung bei den DP-Slaves• Zugriffsschutz für Eingänge/Ausgänge der DP-Slaves• Überwachung des Nutzdatenverkehrs mit einstellbarem Überwachungs-Timer beim Master

Gerätetypen:• DP-Master Klasse 2, z. B. Programmier-/Projektierungs-Geräte• DP-Master Klasse 1, z. B. zentrale Automatisierungsgeräte wie SPS, PC…• DP-Slave z. B. Geräte mit binären oder analogen Eingängen/Ausgängen, Regler, Schreiber...

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Zyklischer Datenverkehr

Der Datenverkehr zwischen dem Master und den DP-Slaves wird in einer fest-gelegten, immer wiederkehrenden Reihenfolge automatisch durch den Masterabgewickelt. Bei der Projektierung des Bussystems legt der Anwender die Zu-gehörigkeit eines DP-Slaves zum Master fest. Weiterhin wird definiert, welcheDP-Slaves in den zyklischen Nutzdatenverkehr aufgenommen oder ausge-nommen werden sollen.

Der Datenverkehr zwischen dem Master und den DP-Slaves gliedert sich indie Parametrierungs-, Konfigurierungs- und Datentransfer-Phasen. Bevor einDP-Slave in die Datentransferphase aufgenommen wird, prüft der Master inder Parametrierungs- und Konfigurations-Phase, ob die projektierte Sollkonfi-guration mit der tatsächlichen Gerätekonfiguration übereinstimmt. Bei dieserÜberprüfung müssen der Gerätetyp, die Format- und Längeninformationensowie die Anzahl der Ein- und Ausgänge übereinstimmen. Der Benutzer erhältdadurch einen zuverlässigen Schutz gegen Parametrierungsfehler. Zusätzlichzum Nutzdatentransfer, der vom Master automatisch durchgeführt wird, be-steht die Möglichkeit, neue Parametrierungsdaten auf Anforderung des Benut-zers an die DP-Slaves zu senden.

Nutzdatenübertragung bei PROFIBUS-DP

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3 Konfiguration eines PROFIBUS-Systems

3.1 Die GSD-DateiGerätestammdaten (GSD) ermöglichen die offene Projektierung.

PROFIBUS Geräte haben unterschiedliche Leistungsmerkmale. Sie unter-scheiden sich in Bezug auf die zur Verfügung stehende Funktionalität (z. B.Anzahl der E/A Signale, Diagnosemeldungen) oder der möglichen Busparame-ter wie Baudrate und Zeitüberwachungen. Diese Parameter sind individuell beijedem Gerätetyp und Hersteller. Um für PROFIBUS eine einfache Plug & Play-Konfiguration zu erreichen, werden die charakteristischen Gerätemerkmale inForm eines elektronischen Gerätedatenblatts (Gerätestammdaten Datei, GSDDatei) festgelegt. Die standardisierten GSD-Daten erweitern die offene Kom-munikation bis in die Bedienebene. Mit dem auf GSD-Dateien basierendenProjektierungstool erfolgt die Integration von Geräten verschiedener Herstellerin ein Bussystem einfach und anwendungsfreundlich. Die Gerätestammdatenbeschreiben die Merkmale eines Gerätetyps eindeutig und vollständig in ei-nem genau festgelegten Format. Die GSD-Dateien werden anwendungsspezi-fisch erstellt. Durch das festgelegte Dateiformat kann das Projektierungssy-stem die Gerätestammdaten jedes beliebigen PROFIBUS-DP Gerätes einfacheinlesen und bei der Konfiguration des Bussystems automatisch berücksichti-gen. Das Projektierungssystem kann bereits während der Projektierungsphaseautomatisch Überprüfungen auf Eingabefehler durchführen und die Konsi-stenz der eingegebenen Daten bezogen auf das Gesamtsystem prüfen.

Die Gerätestammdaten Dateien werden in drei Abschnitte unterteilt.

• Allgemeine FestlegungenIn diesem Bereich erfolgen u.a. Angaben zu Hersteller und Gerätenamen, Hard- und Software-Ausgabezuständen sowie zu den unterstützten Bau-draten und den möglichen Zeitspannen für Überwachungszeiten.

• DP-Master bezogene FestlegungenIn diesem Bereich werden alle Parameter eingetragen, die nur für DP-Ma-ster Geräte zutreffen, z. B.: die max. Anzahl anschließbarer DP-Slaves oder die Upload- und Download-Möglichkeiten. Dieser Bereich ist bei Slave Ge-räten nicht vorhanden.

• DP-Slave bezogene FestlegungenHier erfolgen alle Slave-spezifischen Angaben wie z. B. die Anzahl und Art der E/A Kanäle, Festlegungen von Diagnosetexten sowie Angaben über die Konsistenz der E/A Daten.

Das Format der GSD ist flexibel gestaltet. Es beinhaltet sowohl Aufzählungen,wie z. B. die Angaben, welche Baudraten das Gerät unterstützt, als auch dieMöglichkeiten zur Beschreibung der bei einem modularen Gerät zur Verfügungstehenden Module.

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3.2 Vorgehensweise bei der Konfiguration

Plug & Play Um die Konfiguration des PROFIBUS-Systems zu vereinfachen, erfolgt dieKonfiguration des Masters (SPS) mit dem PROFIBUS-Konfigurator und denGSD-Dateien oder in der SPS durch den Hardware-Konfigurator.

Ablauf einer Konfiguration:

- GSD-Datei mit Hilfe des GSD-Generators erstellen

- GSD-Dateien der PROFIBUS-Slaves in PROFIBUS-Netzwerk-Konfigurationssoftware laden

- Konfiguration durchführen

- Konfiguration in das System (z.B. SPS) laden

Die GSD-Datei Die individuellen Gerätemerkmale eines PROFIBUS-Slave werden vom Her-steller eindeutig und vollständig, mit genau festgelegtem Format, in der GSD-Datei (Geräte-Stammdaten-Datei) zusammengefaßt.

Der PROFIBUS-Konfigurator / Hardware-Kon-figurator (SPS)

Diese Software kann die GSD-Dateien von Profibus DP-Geräten beliebigerHersteller einlesen und zur Konfiguration des Bussystems integrieren.

Der Profibus-Konfigurator prüft die eingegebenen Dateien, schon in der Pro-jektierungsphase automatisch auf Fehler in der Systemkonsistenz.

Das Ergebnis der Konfiguration wird in den Master (SPS) eingelesen.

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3.3 Der GSD-Generator

3.3.1 Allgemein

Mit dem GSD-Generator werden GSD-Dateien für die Bildschirmschreiber mitProfibusschnittstelle durch den Anwender generiert.Die Bildschirmschreiber mit Profibusschnittstelle können eine Vielzahl vonGrößen (Parameter) senden bzw. empfangen. Da aber in den meisten Anwen-dungen nur ein Teil dieser Größen über Profibus gesendet werden soll, findetdurch den GSD-Generator eine Auswahl dieser Größen statt.

Nach der Auswahl des Gerätes befinden sich alle verfügbaren Größen im Fen-ster „Parametrieren“. Erst, wenn diese entweder in das Fenster „Eingang“oder „Ausgang“ kopiert wurden, sind sie später in der GSD-Datei enthaltenund können vom Master (SPS) weiter- bzw. vorverarbeitet werden.

3.3.2 Bedienung

Datei-Menü Eingangsfenster(in Bezug auf den Master)

Fenster mit den verfüg-baren Parametern

Ausgangsfenster (in Bezug auf den Master)

Status-Zeile

Eintrag aus Eingangsfenster löschen

Eintrag aus Ausgangsfenster löschen

Programm beenden

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Datei-Menü Das Datei-Menü kann mit Hilfe der Tastenkombination Alt-D oder durch die lin-ke Maustaste aufgerufen werden. Es bietet folgende Möglichkeiten:

Neu Nach Aufruf der Funktion, mit der eine neue GSD-Da-tei erzeugt werden kann, erfolgt eine Auswahl derverfügbaren Geräte. Nach der Auswahl des ge-wünschten Gerätes werden alle verfügbaren Parame-ter im Parameterfenster angezeigt.

Öffnen Mit der Funktion wird eine bestehende GSD-Dateigeöffnet.

Speichern/Speichern unter

Die Funktion dient zum Speichern der erzeugten oderveränderten GSD-Datei.

Diagnose Mit Hilfe der Funktion können Sie in Verbindung miteinem Profibus-DP-Adapter der Firma B+W die GSD-Datei testen.

Druckvorschau Zeigt eine Vorschau eines Berichtes1, der gedrucktwerden kann.

Drucken Druckt einen Bericht1.

Standard-einstellungen

Hier kann die Landessprache gewählt werden, diebeim nächsten Neustart des Programmes verwendetwird.

Exit Beendet das Programm.

H 1. Der Bericht enthält zusätzliche Informationen für den SPS-Programmie-rer (z.B. Datentyp der ausgewählten Parameter).

v Kapitel 3.3.3 „Beispielbericht“

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3.3.3 Beispielbericht

I/O Report

Gerät: RECORDER

Länge der Eingänge (Byte): 7Länge der Ausgänge (Byte): 2

Eingänge

Byte Beschreibung Type-------------------------------------------------------------------------[ 0] Interface-Status BYTE[ 1] int. Binaereingaenge\Bool_Out01 BOOLEAN[ 2] int. Binaereingaenge\Bool_Out02 BOOLEAN[ 3] int. Analogeing. 16Bit\Int_Out01 INTEGER[ 5] int. Analogeing. 16Bit\Int_Out02 INTEGER

Ausgänge

Byte Beschreibung Type-------------------------------------------------------------------------[ 0] ext. Binaereingaenge\Bool_In01 BOOLEAN[ 1] ext. Binaereingaenge\Bool_In02 BOOLEAN

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Parameter wählen

Wurde eine bestehende Datei geöffnet oder ein neue angelegt, befinden sichim Parameterfenster alle verfügbaren Parameter.

Durch einen Klick auf die linke Maustaste beim Symbol „+“( ) oder „-“ ( ) kann die Parameterlisteerweitert oder reduziert werden.

Parameter werden mit der linken Maustaste „angeklickt“ und bei gedrückterMaustaste (per Drag & Drop) in das Eingangs- oder Ausgangsfenster kopiert.

Parameter entfernen

Gelöscht werden Parameter aus dem Eingangs- bzw. Ausgangsfenster durch

Betätigen der entsprechenden Schaltfläche .

Gerätename (editierbar).Der Name wird im SPS-Programm (Hardwarekatalog) angezeigt.

H Der Parameter „Interface-Status“ steht automatisch im Eingangsfensterund kann nicht gelöscht werden. Er dient zur Diagnose der internen Da-tenübertragung im Gerät und kann von der SPS abgefragt werden.

0 : interne Kommunikation im Gerät ist ok

ungleich 0 : fehlerhafte Kommunikation im Gerät

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3.4 AnschlußbeispielAnhand des nachfolgenden Beispieles soll der Weg des Anschlusses einesBildschirmschreibers an eine S7 der Firma Siemens verdeutlicht werden.

3.4.1 Bildschirmschreiber

h Verbinden Sie das Gerät mit der SPS.

h Stellen Sie die Geräteadresse ein.Die Geräteadresse kann durch die Gerätetastatur oder durch das Setup-Programm eingestellt werden.

3.4.2 GSD-Generator

h Starten Sie den GSD-Generator (Bsp.: Start ! Programme ! OEM-Geräte ! Profibus ! GSD-Generator).

h Wählen Sie RECORDER aus.

h Variablen auswählen, die zum Master übertragen werden.

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h GSD-Datei in einen beliebigen Ordner speichern.

3.4.3 SPS-Konfiguration

h Starten Sie die SPS-Software.

h Rufen Sie die Hardware-Konfiguration auf und führen den Menübefehl „Neue GSD installieren“ aus.

Die neue GSD-Dateien wird eingelesen, aufbereitet und der Bildschirm-schreiber im Hardware-Katalog eingefügt.

SPS mit ihrenKomponenten

Bus

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h Öffnen Sie den Hardware-Katalog und plazieren Sie das neue Gerät in der Arbeitsfläche.

Das Gerät wird mit Hilfe der linken Maustaste auf dem Bus abgelegt. Nach dem Loslassen der Maustaste muss die Adresse des Gerätes vergeben werden. Die Baudrate wird automatisch bestimmt.

h Zum Schluß müssen Sie die Konfiguration in die SPS laden (Zielsystem ! Laden in Baugruppe)

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4 Gerätespezifische Daten

Mit Hilfe eines Bildschirmschreibers können Sie u.a. bis zu 36 Analogkanäleeiner SPS visualisieren und aufzeichnen.

In diesem Kapitel wird der Anschluß des Bildschirmschreibers an den PROFI-BUS-DP beschrieben.

4.1 SystemvoraussetzungenZum Anschluß eines Bildschirmschreibers an den PROFIBUS-DP sind folgen-de Voraussetzungen zu erfüllen:

- Bildschirmschreiber mit PROFIBUS-DP-Schnittstelle

- Programmversion ab 100.03.02Die Programmversion läßt sich in den Menüs des Bildschirmschreibers über Geräte-Info ! Versions-Nummer abfragen.

H Das beschriebene Gerät kann ausschließlich als DP-Slave einge-setzt werden.

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4.2 Anschlußplan

Rückansicht des Bildschirm-schreibers

Stecker 21.

Schnittstelle PROFIBUS-DP

AnschlußplanSub-D Signal Bezeichnung

3 RxD/TxD-P Empfangs-/Sendedaten-Plus, B-Leitung

5 DGND Datenübertragungspotential

6 VP Versorgungsspannung-Plus, (P5V)

8 RxD/TxD-N Empfangs-/Sendedaten-N, A-Leitung

H Beim Anschluß an den PROFIBUS-DP ist darauf zu achten, daß dieStecker 20 und 21 nicht verwechselt werden. Stecker 20 ist für dieserielle Schnittstelle reserviert. Mit Hilfe der seriellen Schnittstellekönnen Meßwerte sowie Geräte- und Prozeßdaten aus dem Bild-schirmschreiber ausgelesen werden. Der Anschluß und die Funkti-onsweise der seriellen Schnittstellle werden in der Schnittstellen-beschreibung erläutert.

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4.3 Einstellung der Slave-AdresseDie Einstellung der Slave-Adresse erfolgt mit Hilfe des Bildschirmschreibersoder des Setup-Programms.

Die Baudrate wird automatisch ermittelt (max. 12MBaud).

Wird eine neue Geräteadresse eingestellt, so muß das Gerät zurückgesetztwerden (aus-/einschalten), damit die neue Adresse übernommen wird.

4.4 Diagnose- und StatusmeldungenTreten Störungen bei der Kommunikation mit dem Gerät auf, erfolgt eine Mel-dung in der Kopfzeile ( ) und im Menü Geräte-Info.

Bitte überprüfen Sie die Verdrahtung und den Master (SPS). Ggf. ist einNeustart der Anlage notwendig.

4.5 Azyklische DatenMit den „azyklischen Daten“ können Sie verschiedene Meß- und Prozeßdatendes Bildschirmschreibers lesen und schreiben (ab Programmversion100.03.03).

Damit eine Kommunikation mit dem Bildschirmschreiber (Gerät) zustandekommt, müssen 3 Info-Bytes und max.10 Byte Nutzdaten an ihn gesendetwerden.

Aufbau des Protokolls

Einstellung Bedeutung

1 … 124 Slave-Adresse, wie eingestellt

125 Die Einstellung der Slave-Adresse kann vom Bus-Master vorge-geben werden.

H Auch die azyklischen Daten werden mit dem zyklischen Datentransfer übertragen.

Byte-Nr. 1 2 3 4 … 13

Inhalt Steuerbyte Funktion Adresse Nutzdaten

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Steuerbyte Das Steuerbyte (Byte-Nr. 1) hat folgenden Aufbau:

Bit 0 … 3: Länge der Nutzdaten (in Worten)

Bit 4 … 5: "toggle flag"Die beiden Bit müssen mit jedem neuen Auftrag, der an das Ge-rät gesendet wird, verändert werden (toggeln), damit das Gerätden neuen Befehl erkennen kann. Die Bit dürfen erst gesetztwerden, nachdem der Sendepuffer komplett für den neuen Be-fehl aufbereitet wurde. Beispiel:

Bit 6 … 7: Antwort ok: Bit 6 = 0 und Bit 7 = 1Antwort defekt: Bit 6 = 1 und Bit 7 = 0Bit 6 und Bit 7 signalisieren der SPS, wenn der Befehl vom Ge-rät bearbeitet wurde und der nächste Befehl für das Gerät vonder SPS generiert und gesendet werden kann.

Funktion 03x: lesen10x: schreiben

Bit 5

Bit 4

0 0 liegt kein Auftrag vor

0 1 Bit 4 ist gesetzt, Auftrag 1 wird bearbeitet



... ... ..................................................................

Bit 7

Bit 6

Bit 5

Bit 4

0 0 0 1 Bit 4 und 5 werden vom Gerät alsInformation „Auftrag wird bearbei-tet“ unverändert zurückgesendet


1 0 0 1 Auftrag mit Bit 4 = 1 konnte fehler-frei bearbeitet werden

0 1 0 1 Auftrag mit Bit 4 = 1 konnte nichtfehlerfrei bearbeitet werden


1 0 1 0 Auftrag mit Bit 5 = 1 konnte fehler-frei bearbeitet werden

0 1 1 0 Auftrag mit Bit 5 = 1 konnte nichtfehlerfrei bearbeitet werden

... ... ... ... .........................................................

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Adresse Die folgenden Adressen können gelesen und geschrieben werden. Die Aufli-stung entspricht einem Teil der Adressen, die in der Schnittstellenbeschrei-bung des Bildschirmschreibers aufgeführt sind. Die Adresse, die im Protokoll angegebenen wird, berechnet sich aus:

Adresse = Basisadresse + VariablenadresseBeispiel: Adresse für den Meßwert von Analogeingang 6:

Adresse = 0x35 + 0x0A = 0x3F

Basisadresse: 0x35

Variablen-Adresse Zugriff Datentyp Signalbezeichnung

0x00 R/O RealReal Meßeingang 1 (Analogeingang 1)

0x02 R/O Real Meßeingang 2 (Analogeingang 2)




0x0A R/O Real Meßeingang 6 (Analogeingang 6)

0x0C R/O Real Meßeingang 7 (Analogeingang 7)

0x0E R/O Real Meßeingang 8 (Analogeingang 8)





0x18 R/O Real frei

0x1A R/O Real frei

0x1C R/O Real frei

0x1E R/O Real frei

0x20 R/O Real Zählerwert 1

0x22 R/O Real Zählerwert 2

0x24 R/O Real externer Zählerwert 1 (von ext. I/O-Modulen)

0x26 R/O Real externer Zählerwert 2 (von ext. I/O-Modulen)

0x28 R/W Real externer Analogeingang 1(von ext. I/O-Modulen oder über MOD-Bus)

0x2A R/W Real externer Analogeingang 2

0x2C R/W Real externer Analogeingang 3

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0x2E R/W Real externer Analogeingang 4

0x30 R/W Real externer Analogeingang 5
































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Basisadresse: 0xA6

Nutzdaten Max. 10 Byte Nutzdaten können angegeben werden. Die Anzahl der verwen-deten Nutzdaten wird (in Worten) in den Bit 4 … 13 abgelegt.

Befehls-ablauf

• SPS sendet 1. Auftrag- SPS setzt Bit 4 im Steuerbyte- SPS bekommt Antwort „Auftrag ok“ oder „Auftrag defekt“

• SPS sendet 2. Auftrag- SPS nimmt Bit 4 im Steuerbyte zurück und setzt Bit 5- SPS bekommt Antwort „Auftrag ok“ oder “Auftrag defekt“

• SPS sendet 3. Auftrag- SPS nimmt Bit 5 im Steuerbyte zurück und setzt Bit 4- SPS bekommt Antwort „Auftrag ok“ oder „Auftrag defekt“

• usw.

Beispiel(schreiben):

Text 1 für die Chargenprotokollierung soll geschrieben werden. Da ein Char-gentext aus max. 20 Zeichen bestehen kann, wird er in 2 Teilen zu je 10 Zei-chen übertragen. Das 21.Zeichen (0x) kann entfallen.

Folgende Byte müssen an den Schreiber übertragen werden:

a.) Byte 1 … 10

b.) Byte 11 … 20

Variablen-Adresse Zugriff Datentyp Signalbezeichnung

0x00 R/W char 21 Text 1 für Chargenprotokollierung

0x0B R/W char 21 Text 2 für Chargenprotokollierung



H Die Angabe der Adresse im Protokoll erfolgt als Byte, die Adressierung der Daten wortweise.

0x25 0x10 0xA6 0x54 0x68 0x75 0x65 0x72 0x69 0x6E 0x67 0x65 0x72

T h u e r i n g e r

0x15 0x10 0xAB 0x2D 0x42 0x72 0x61 0x74 0x77 0x75 0x72 0x73 0x74

- B r a t w u r s t

H Beim Senden der ersten 10 Zeichen ist die Startadresse 0xA6. Dadie Adressierung wortweise erfolgt, muß beim Senden der zweiten10 Zeichen ab 0xAB (0xA6 + 5) adressiert werden.

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4.6 SPS-Daten im 16-Bit-FormatDie nachfolgend beschriebenen Funktionen sind erst bei Bildschirmschreibernmit einer Programmversion 100.03.05 oder höher möglich.

interne Meß-eingänge des Bildschirm-schreibers

Die internen Meßeingänge (1 … 6 bzw. 1 … 12) können ab der Programmver-sion 100.03.05 nicht nur im Real-Format (4 Byte), sondern auch im Integer-Format (2 Byte) an den PROFIBUS-Master (SPS) gesendet werden.

Mit Hilfe des Setup-Programms des Bildschirmschreibers müssen für alle in-ternen Kanäle (nicht für jeden separat) vier Werte für die Meßwertnormierungeingegeben werden:

- Meßbereichsanfang

- Meßbereichsende

- Wert bei Unterlauf

- Wert bei Überlauf

Die internen Meßwerte werden vom Real-Format in das Integer-Format umge-rechnet. Um eine, für alle Kanäle einheitliche Umrechnung zu ermöglichen,wurden die vier Parameter eingefügt.

Die Parameter werden im Abschnitt „Schnittstelle 21“ eingegeben. Rufen Sieden Dialog durch doppeltes Anklicken im Arbeitsbereich oder durch das MenüEditieren ! Schnittstelle 21 (PROFIBUS-DP) auf.

externen Meß-eingänge des Bildschirm-schreibers

Auch die externen Meßeingänge (1 … 36) können sowohl im Real-Format (4Byte), als auch im Integer-Format (2 Byte) an den Bildschirmschreiber gesen-det werden. Welches Datenformat Verwendung findet wird ebenfalls mit HIlfedes GSD-Generators entschieden.

Beim Integer-Format muß durch die Parameter Meßbereich-Anfang und Meß-bereich-Ende die Normierung auf 16 Bit vorgenommen werden. Diese kannentweder mit dem Setup-Programm oder mit der Gerätetastatur erfolgen).

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Der Analogeingang der SPS liefert einen 16-Bit-Meßwert im Bereich von-27648 … +27648, die Meßbereiche sind abhängig vom gewählten Eingangs-fühler und der eingesetzten Eingangskarte.

Beispiel:Eingangs-

Meßbereichder SPS

Normierungs-bereichder SPS

MeßbereichBildschirm-schreiber

SkalierungBildschirm-schreiber

Bereich-Anfangs

-10V -27648 -27648 -10

Bereich-Ende

+10V +27648 +27648 +10

Bei den externen Meßeingängen muß zunächst die Schaltfläche „Editieren“ betätigt werden, ...

... anschließend kann der ex-terne Eingang aktiviert und ...

... zum Schluß die Normierungvorgenommen werden.

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4.7 Bitweise codierten BinärsignaleDie nachfolgend beschriebenen Signal stehen bei Bildschirmschreibern mit ei-ner Programmversion 100.03.05 oder höher zur Verfügung und können mitHilfe des GSD-Generators angesprochen werden.

Adresse Zugriff Datentyp Signalbezeichnung

Alarm_Gruppe1-6 R/O Bit0 Alarm Gruppe 10 = kein Alarm1 = mind. 1 Grenzwert

in der Gruppe verletzt

R/O Bit1 Alarm Gruppe 2





R/O Bit6-7 frei

int. Binaereing.1-7 R/O Bit0 Binäreingang 1 0 = offen / 1 = geschlossen

R/O Bit1 Binäreingang 2






R/O Bit7 frei

Weitere_Dig.Signale

R/O Bit0 Sammelalarm0 = kein Alarm1 = mind. 1 Grenzwert

im Gerät verletzt

R/O Bit1 Disketten-Reserve-Signal0 = D.-Reserve noch nicht erreicht1 = Diskette wechseln

R/O Bit2 Störung0 = keine Störung / 1 = Störung

R/O Bit3-7 frei

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4.8 Ext. Eingänge bei einer Störung des DatenaustauschesSolange keine Datenaustausch zwischen der SPS und dem Schreiber stattfin-det, werden die externen Analogeingänge des Bildschirmschreibers als „un-gültig“ behandelt (Anzeige --------). Dadurch kann bei einer Auswertung derMeßdaten erkannt werden, daß für diesen Zeitraum keine gültigen Werte vorla-gen. Dies gilt nur für die externen Meßeingänge.

Alle anderen externen Daten (Binärsignale, Chargentexte, ...) werden eingef-rohren und bleiben auf ihrem aktuellen Wert stehen.

Ausgang1-6 R/O Bit0 Relaisausgang 10 = nicht aktiv / 1 = aktiv

R/O Bit1 Relaisausgang 2




R/O Bit5 Open-Collector-Ausgang0 = nicht aktiv / 1 = aktiv

R/O Bit6-7 frei

ext.Binaereing.1-6 R/W Bit0 externer Binäreingang 10 = offen / 1 = geschlossen

R/W Bit1 externer Binäreingang 2





R/W Bit6-7 frei

Adresse Zugriff Datentyp Signalbezeichnung

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32

5 Datenformat des Bildschirmschreibers

Bei der Verwendung des Bildschirmschreibers an einem PROFIBUS-DP-Sy-stem beachten Sie bitte das verwendete Datenformat der Geräte.

Integer-Werte Integer-Werte werden im folgenden Format übertragen:

- zuerst das High-Byte,

- dann das Low-Byte.

Float-Werte /Real-Werte

Die Float-Werte/Real-Werte der zyklischen Daten des Bildschirmschreiberswerden mit dem IEEE-754-Standard-Format (32bit) übertragen.

Die Float-Werte/Real-Werte der azyklischen Daten des Bildschirmschreiberswerden im MODBUS-Format übertragen.

IEEE-754-Standard-Format und das MODBUS-Format unterscheiden sich inder Reihenfolge, in der die einzelnen Byte übertragen werden. Im MODBUS-Format sind Byte 1 und 2 mit Byte 3 und 4 vertauscht (zuerst High-Byte, dannLow-Byte).

Single-float-Format (32bit) nach Standard IEEE 754

S - Vorzeichen-Bit (Bit31) E - Exponent im 2er-Komplement (Bit23…Bit30)M - 23Bit normalisierte Mantisse (Bit0…Bit22)

Beispiel: Berechung der Real-Zahl aus Vorzeichen, Exponent und Mantisse.

Byte1 = 40h, Byte2 = F0, Byte 3 = 0, Byte 4 = 0

40F00000h = 0100 0000 1111 0000 0000 0000 0000 0000b

S = 0E = 100 0000 1M = 111 0000 0000 0000 0000 0000

Wert = -1S · 2Exponent-127 · (1 + Mb22·2-1 + Mb21·2-2 + Mb20·2-3 + Mb19·2-4 + …)

Wert = -10 · 2129-127 · (1 + 1·2-1 + 1·2-2 + 1·2-3 + 0·2-4)

Wert = 1 · 22 · (1 + 0,5 + 0,25 + 0,125 + 0)

Wert = 1 · 4 · 1,875

Wert = 7,5

SEEEEEEE EMMMMMMM MMMMMMMM MMMMMMMM

Byte 1 Byte 2 Byte 3 Byte 4

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5 Datenformat des Bildschirmschreibers

MODBUS-float-Format

Nach/vor der Übertragung vom/zum Gerät müssen die Byte des float-Wertesentsprechend vertauscht werden.

Viele Compiler (z. B. Microsoft C++, Turbo C++, Turbo Pascal, Keil C51) legendie float-Werte in folgender Reihenfolge ab (Intel Kompatibilität):

float-Wert

Bitte ermitteln Sie, wie in Ihrer Anwendung float-Werte gespeichert werden.Ggf. müssen die Byte entsprechend getauscht werden.

Adresse x Adresse x+1

MMMMMMMM MMMMMMMM SEEEEEEE EMMMMMMM


Speicher-Adresse x

Speicher-Adresse x+1



MMMMMMMM MMMMMMMM EMMMMMMM SEEEEEEE


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PROFIBUS-DP - jumo.de · 2 Profibus-Beschreibung 6 2.2 RS485-Übertragungstechnik Die Übertragung...

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