Ovladač je určen pro spojení systému Control Web s průmyslovými automaty (PLC) SIMATIC S7 přes rozhraní MPI, PROFIBUS a Industrial ETHERNET.

Vlastnosti ovladače

• Ovladač umožňuje připojení jednoho nebo několika průmyslových automatů (PLC) SIMATIC S7 k systému Control Web.

• S_MPI: Komunikace s PLC řady S7-200 a S7-300, 400, M7, C7 přes rozhraní MPI, PROFIBUS, Industrial Ethernet.

• S7_TCPI: Komunikace s PLC řady PLC S7-300, 400, 200(CP243), LOGO!, 1200, 1500 přes rozhraní ethernet (PROFINET).

• Čtení a zápis dat z oblastí D, V, M, A, E, T, Z, S.

• Možnost nastavení jednotlivých bitů v oblasti M (pouze S_MPI).

Seznam sekcí:

Vlastnosti ovladače

Činnost ovladače

Parametry ovladače

Kanály ovladače

Procedury ovladače

Mapovací soubor ovladače a datové typy

Zpracování a stavy výjimek ovladače

Chybové kódy

Programová podpora PRODAVE

Příklad použití ovladače

Činnost ovladače

Ovladač ke komunikaci používá programovou podporu PRODAVE od firmy SIEMENS. Komunikuje přes rozhraní MPI, PROFIBUS nebo Ethernet (Industrial Ethernet). Pro komunikaci protokolem MPI nebo PROFIBUS musí být počítač vybavený patřičným rozhraním (karta do počítače, externí převodník atd.). Pro komunikaci přes Industrial Ethernet stačí běžný síťový adaptér počítače. Ovladač komunikuje s PLC S7-300, 400, M7, C7.

Pomocí ovladače je možno číst nebo zapisovat data z datových oblastí D, V, M, A, E, T, Z, S. Navíc je možno nastavovat jednotlivé bity v oblasti M.

Ovladač interpretuje datové elementy PLC jako svoje kanály, což jsou číselné nebo logické hodnoty (boolean) popřípadě řetězce o max. délce 254 znaků. Datový element je zpravidla byte (v oblastech D, V, M, A, E, S) nebo word (oblasti T, Z). Číselné kanály mohou být různých typů (int8, uint8, int16, uint16, int32, uint32, float32, float32s), podle toho kolik datových elementů zabírají. Logické kanály mohou být také různých typů (bits, sbit, bool8) podle toho, jestli se jedná o jednotlivé bity elementů nebo o celé elementy (nulová hodnota = true, nenulová hodnota = false). Datové kanály ovladače (jejich počet a typ) se konfigurují v souboru parametrů podle požadavků uživatele.

Parametry ovladače

Pomocí souboru parametrů je možno nastavit parametry komunikace a definovat kanály ovladače, popřípadě nastavit další doplňující parametry. Celý soubor parametrů je rozdělen do několika sekcí. Název sekce je uveden v hranatých závorkách. V sekci jsou uvedeny za jménem a znakem = jednotlivé parametry. Na jednom řádku může být definován jeden parametr.

Definice spojení - sekce [Connection]

V této sekci se definují všechna zařízení (PLC), se kterými má ovladač komunikovat. Každému zařízení se přiřadí jméno, podle kterého se identifikuje v sekci [Channels] a dále se specifikuje adresa a další parametry k určení zařízení.

Spojení u ovladače S_MPI se definují na jednotlivých řádcích podle následujícího pravidla (maximální počet spojení je 32):

[Connection]
  <Id> = station:<Adr>, segment:<N>, rack:<N>, slot:<N>, cpu:<N>
  <Id> = ...
  ...

• Id - identifikátor spojení, který se použije v sekci [Channels]. Je to libovolný řetězec o maximální délce 32 znaků.

• Adr - adresa PLC. Pro komunikaci přes MPI nebo PROFIBUS je to číslo stanice. Pro komunikaci přes Industrial Ethernet je to buď IP adresa nebo tzv. MAC adresa. IP adresa je skupina 4 čísel (každé maximálně 255) vzájemně oddělených tečkami. MAC adresa je skupina 6 čísel v hexadecimálním tvaru vzájemně oddělených pomlčkami.

• N - číselná hodnota. Může být zapsána dekadicky nebo hexadecimálně (ukončena znakem H).

• H - číselná hodnota v hexadecimálním tvaru (bez ukončovacího znaku H).

Parametr cpu slouží k rozlišení řady PLC. Pro řadu S7-200 se zadává hodnota 200. Pro vyšší řady (S7-300/400/M7/C7) se zadává hodnota 300. Kromě tohoto zápisu je možno použít také zkrácený zápis, kdy se napravo od rovnítka uvedou pouze čísla v pořadí: station, segment, rack, slot, cpu.

Příklady parametrů v sekci [Connection]ovladače S_MPI :

[Connection]
  CPU1 = station:3, segment:0, rack:0, slot:2, cpu:300
  CPU2 = 4, 0, 0, 2, 300
  CPU3 = station:10.1.31.24, rack:0, slot:2, cpu:300
  CPU4 = 10.1.31.24, 0, 0, 2, 300
  CPU5 = station:01-01-01-01-22-22, rack:0, slot:2, cpu:300

Parametry pro základní nastavení ovladače - sekce [Settings]

Tato sekce obsahuje parametry, které slouží ke konfiguraci ovladače z hlediska komunikace. Následuje způsob zápisu parametrů a jejich možné hodnoty. Společné parametry pro oba ovladače:

[Settings]
  DeviceName = <Device>
  ErrorFile = <File>
  ProdaveVersion = 60 | 61 ...
  MaxPacketLength = <N>
  SwapBytes = true | false
  MaxExceptions = <N>
  CheckTime = <N>
  FinalizeAfterEachBlock = false | true
  WritePriority = true | false
  Trace = none | log | xtrace | windows

Následuje výčet a popis jednotlivých parametrů:

Možné hodnoty parametru Trace jsou:

Příklad parametrů v sekci [Settings]:

[Settings]
  DeviceName = S7ONLINE
  ErrorFile = ERROR.DAT
  SwapBytes = false
  MaxExceptions = 1000
  CheckTime = 60
  FinalizeAfterEachBlock = false
  Trace = none

Konfigurace kanálů ovladače - sekce [Channels]

Tato sekce definuje jednotlivé kanály nebo skupiny kanálů ovladače a jejich reprezentaci v paměti PLC. Skupiny se definují po jednotlivých blocích. Blok je definován intervalem kanálů, identifikátorem spojení, datovou oblastí v PLC, datovým typem, a počáteční adresou v dané oblasti. V případě použití obousměrných kanálů je možno definovat parametr bidirect, který zamezí vzniku kolizí při současném čtení i zápisu stejného kanálu - pak jsou v ovladači vytvořeny dva zvláštní bloky, jeden pro čtení, druhý pro zápis. Další nepovinný parametr určuje prohození pořadí byte u typů zabírajících více než jeden byte v paměti PLC. Součástí definice bloku může být i komentář. Ten musí být uveden na samostatném řádku a musí začínat středníkem.

Z pohledu komunikace představuje jeden blok maximální celistvý úsek, který se dá přenést najednou v rámci jedné komunikace se stanicí. Použitý komunikační protokol resp. nižší komunikační vrstvy tuto hodnotu dále upravují. Bude-li definován delší blok než je možno přenést najednou a budou-li zadány požadavky na čtení nebo zápis všech kanálů bloku, rozpadne se komunikace na několik částí tak, aby byla všechna data přenesena.

Následuje způsob zápisu parametrů a jejich možné hodnoty. Každé skupině (bloku) kanálů odpovídá jeden řádek textu. V hranatých závorkách jsou uvedeny nepovinné nebo doplňující parametry:

[Channels]
  Block = <From>,<To>,<Con>,<Area>,<Type>,<Adr>[,Bidirect] [,SwapBytes] [,Id:<Name>]
  Block = ...
  ...

Příklad parametrů v sekci [Channels]:

[Channels]
  Block = 200,  299,  CPU315, M,    sbit,      50
  Block = 300,  347,  CPU314, A,    bits,      124  
  Block = 500,  547,  CPU314, A,    bits,      124  
  Block = 1100, 1999, CPU315, D100, uint16,    50,  Id:InD100
  Block = 2100, 2999, CPU315, D100, uint16,    50,  Id:OutD100
  Block = 3000, 3009, CPU315, Z,               0
  Block = 4000, 4009, CPU315, T,               0

Kanály ovladače

Ovladač může jednotlivé prvky různých datových oblastí připojených stanic interpretovat jako svoje kanály, což jsou číselné nebo logické hodnoty (bity). Definice kanálů se děje prostřednictvím souboru parametrů v sekci [Channels], jak je popsáno níže.

Vyhražené kanály ovladače

Kromě uživatelsky definovaných kanálů, viz sekce [Channels], má ovladač skupinu kanálů, které jsou pevně definovány. Tyto kanály jsou vyhraženy pro poskytování stavových informací o ovladači a pro řízení jeho činnosti. Jsou mapovány do intervalu 1 až 99. Proto kanály s těmito čísly nepoužívejte v definici bloků pro komunikaci.

• kanál č.1 - real input - stav výjimky od ovladače

• kanál č.2 - boolean output - povolení výjimky od ovladače

• kanál č.3 - real input - počet zpracovaných výjimek od ovladače

• kanál č.4 - real input - počet nezpracovaných výjimek, které má ovladač ve frontě

• kanál č.5 - real input - adresa stanice, která způsobila výjimku

• kanál č.6 - real input - chybový kód

• kanál č.7 - string input - popis chyby

• kanál č.8 - real input - číslo prvního kanálu bloku, při jehož přenosu vznikla chyba

• kanál č.9 - real input - číslo posledního kanálu bloku, při jehož přenosu vznikla chyba

• kanál č.10 - real input - kód oblasti, při jejímž přenosu vznikla chyba:

  68 - oblast D

  86 - oblast V

  77 - oblast M

  65 - oblast A

  69 - oblast E

  84 - oblast T

  90 - oblast Z

  83 - oblast S

  Jedná se vlastně o číselné kódy jednotlivých znaků. Pomocí funkce char v aplikaci Control Web lze kód oblasti převést na řetězec.

• kanál č.11 - real input - počet chyb čtení.

• kanál č.12 - boolean output - vynulování počítadla chyb čtení.

• kanál č.13 - real input - počet chyb zápisu.

• kanál č.14 - boolean output - vynulování počítadla chyb zápisu.

• kanál č.15 - není využitý.

• kanál č.16 - real input - chybový kód zařízení (dokumentace PRODAVE S7).

• kanál č.17 - boolean output - reinicializace podpory PRODAVE S7.

• kanál č.18 - string input - popis chyby zařízení (podle souboru 'ERROR.DAT').

Automatická konverze typů

Při definování kanálů ovladače je nutno kromě zápisu bloků v souboru parametrů vytvořit také soubor '*.DMF', který obsahuje seznam kanálů a jejich typů pro aplikaci. Ovladač nevyžaduje striktní dodržování stejných typů v definici bloků a souboru '*.DMF'. Pouze doporučujeme aby kanály typu boolean v souboru '*.DMF' měly své protějšky v blocích v souboru '*.PAR' jako typy bits, sbit nebo bool8. Ostatní číselné typy se mohou kombinovat. Např. v souboru '*.DMF' mohou být všechny číselné kanály typu real a v blocích ovladače mohou být uvedeny třeba jako int16.

Procedury ovladače

Aplikace může volat ovladači určité procedury, pomocí nichž je možno řídit chování ovladače nebo získat důležité informace. To se děje prostřednictvím systémové procedury:

system.DriverQueryProc( DriverName : string; Param1 : any; &Param2 : any )

Její parametry mají následující význam:

• DriverName je symbolické jméno ovladače, definované v aplikaci.

• Param1 slouží k zadání povelu (jména procedury ovladače).

• Param2 je použit jako parametr nebo návratová hodnota.

DriverName a Param1 se zadávají jako textové řetězce. Param2 je různého typu podle významu procedury. Některé procedury, sloužící k nastavení parametrů, mohou skončit chybou. Výsledek naposled vykonané procedury je možno získat voláním procedury GetResult.

Přehled a význam jednotlivých procedur ovladače (parametr Param1)

Mapovací soubor ovladače a datové typy

Tento soubor obsahuje typy kanálů ovladače. Protože ovladač má jak pevnou množinu kanálů, tak proměnnou množinu kanálů, měl by tento soubor obsahovat vždy shodnou definici pro vyhrazené kanály a různou (podle požadavků aplikace) pro kanály definované uživatelsky v souboru parametrů v sekci [Channels].

Zpracování a stavy výjimek ovladače

Při výskytu chyby komunikace vznikne událost, kterou ovladač může přenést jako výjimku do aplikace. V aplikaci musí být definován objekt (virtuální přístroj), který má definován parametr driver_exception se symbolickým jménem tohoto ovladače. V tomto případě je takový přístroj výjimkou aktivován. V rámci jeho činnosti je třeba zapsat na kanál č.2 hodnotu true nebo zavolat proceduru ovladače EnableException. Tím se povolí vyvolání další výjimky, jakmile nastane nebo pokud není fronta výjimek prázdná. Přečtením kanálu č.1 je možno zjistit stav výjimky. Při použití kanálu č.2 je třeba pamatovat na to, aby měl virtuální přístroj nastaven parametr send_same_data. Pokud aplikace výjimky nezpracovává, přidávají se do fronty, jejíž maximální velikost je určena parametrem MaxExceptions v sekci [Settings].

Kódy pro stavy výjimek ovladače

• 0 - žádná výjimka od ovladače

• 1 - výjimka signalizuje chybu při čtení dat. Její kód a popis je možno získat voláním procedury ovladače GetErrorCode nebo čtením kanálu č.6.

• 2 - výjimka signalizuje chybu při zápisu dat. Její kód a popis je možno získat voláním procedury ovladače GetErrorCode nebo čtením kanálu č.6.

• 3 - změna dat v zařízení. U asynchronních komunikací nebo v případě, že ovladač vystupuje jako podřízená stanice (slave), se takto signalizuje změna dat v zařízení.

• 4 - chyba procedury ovladače. Vykonání některých procedur ovladače může zabrat poměrně dlouhou dobu. Proto běží zpravidla ve zvláštním threadu, aby nezdržovaly běh aplikace. Pokud procedura skončí chybou, způsobí generování výjimky s tímto kódem.

Chybové kódy

Ovladač generuje následující chybové kódy. Tyto kódy jsou k dispozici na kanále č.6. Kód a popis chyby je také možno získat voláním procedur ovladače GetErrorCode a GetErrorString. Při vzniku chyby se současně vypíše hlášení do Okna zpráv systému Control Web.

• 0 - úspěšná operace

• 1 - chyba timeoutu

• 2 - neplatná hodnota

• 3 - neexistující kanál

• 1000 - vnitřní chyba

• 1001 - chyba kontrolního součtu

• 1002 - vstupní komunikační buffer je plný

• 1003 - nesprávná adresa stanice

• 1004 - nesprávný kód povelu (funkce)

• 1005 - přijatá data mají nesprávnou délku

• 1006 - chyba potvrzení

• 1007 - nesprávná odpověď

• 1020 - nesprávný parametr procedury

• 1021 - data nejsou k dispozici

• 1022 - neznámá procedura ovladače

• 1023 - nesprávný identifikátor bloku

• 1024 - neplatný offset bloku

• 1025 - zařízení není připojeno

• 1026 - datový element je určen pouze pro čtení

Programová podpora PRODAVE

Ovladač vyžaduje, aby byl na počítači nainstalován produkt PRODAVE (v.5.5 a vyšší) od firmy Siemens. Tento produkt se vyskytuje v různých verzích. Verze 5.5 má dvě varianty – PRODAVE S7 a PRODAVE S7 mini. Verze PRODAVE S7 mini umožňuje přenášet pouze data z databloků u řady S7-300/400/M7/C7. U řady S7-200 dovoluje pouze přenos dat v oblasti V. Plná verze PRODAVE S7 podporuje přenos dat i z oblastí M, A, E, T, Z, S. Verze PRODAVE MPI/IE V6.0 resp. PRODAVE MPI/IE V6.1 se funkčně podobá plné verzi 5.5, ale navíc podporuje komunikaci přes síťové rozhraní počítače (Industrial Ethernet).

Ke komunikaci přes rozhraní MPI nebo PROFIBUS je potřeba příslušný hardware. Tím může být např. komunikační karta CP5611 pro sběrnici PCI nebo PCMCIA karta CP5511. Dále je možno použít externí PC Adaptér (MPI), který se připojuje na standardní sériové rozhraní počítače RS-232. Samozřejmě je nezbytné, aby byly k použitému hardware nainstalovány patřičné ovladače. Pro komunikaci přes rozhraní Industrial Ethernet stačí běžná síťová karta. Potřebné ovladače pro tuto komunikaci jsou obsaženy v podpoře PRODAVE.

Konfigurace rozhraní Siemens PG/PC

Pro správnou činnost ovladače je důležité správně nastavit některé parametry v nástrojích konfigurace interface PG/PC. Tyto nástroje se nacházejí v ovládacích panelech systému Windows pod ikonou:

Nejdříve je nutné vybrat tzv. Access Point. Z nabídky vybereme S7ONLINE:

Pro něj budeme nastavovat další parametry. Vybereme komunikační kartu a typ rozhraní MPI. Např. pro kartu CP5611 vypadá situace takto:

Použijeme-li PC Adaptér (MPI) vybereme:

Tlačítkem Properties vyvoláme další možnosti nastavení pro konkrétní hardware. Důležité je nastavit správně komunikační rychlosti a to, jestli bude počítač (PG/PC) jedinou nadřízenou stanicí (master) v síti. U spojení s S7-200 je nutné tuto volbu zaškrtnout.

Při instalaci ovladače S_MPI se v kořenovém adresáři produktu Control Web vytvoří soubor 'ERROR.DAT', který obsahuje chybové zprávy. Programová podpora PRODAVE obsahuje soubory 'ERROR.ENG' a 'ERROR.GER', ve kterých jsou tatáž chybová hlášení v anglickém a německém jazyce. Soubor 'ERROR.DAT' je možno nahradit jedním z těchto souborů, přičemž je třeba zachovat jeho příponu ('DAT').

Příklad použití ovladače

Součástí instalace je několik příkladů použití ovladače. Tyto příklady naleznete v adresáři '%PUBLIC%\Documents\Control Web 7\Examples'. Součástí příkladů jsou také soubory '*.DMF' a '*.PAR'. Před spuštěním příkladů si nejprve tyto soubory upravte podle aktuální konfigurace.