VTI Brugge Vrijdag 16 december 2011 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 Netwerktheorie 9h30 Aansluiten PLC 9h45 Aansluiten HMI 10h25 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 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 8

Algemeen Parallele communicatie: Seriele 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 Kabelkosten laag, 2 aderige kabels Communicatiesnelheid laag Voor hogere snelheden, afgeschermde kabels nodig Beckhoff Automation BVBA 9 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 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 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 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 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 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 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 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 22

Veldbus systemen - ProfiNet Profinet IO bestaat uit 2 varianten: Profinet RT voor standaard IO toepassingen 2) Profinet IRT Vooral voor motion toepassingen Beckhoff Automation BVBA 23 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 24

Vergelijk profibus - profinet Profinet Producer – consumer IO Controller IO Device IO Supervisior Device name Device number IP adres GDSML file ( XML ) Profibus Master – Slave Master class 1 Slave Master class 2 Profibus adres GSD file ( text file ) Beckhoff Automation BVBA 25 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 26

Veldbus systemen - ProfiNet Profinet IRT Beckhoff Automation BVBA 27 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 toe- kennen 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! 255.0.0.0 IP-adres ROUTER: 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 0: 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 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 IP-adres 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 Router: 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