JUMO dTRON 316 JUMO dTRON 308 JUMO dTRON 308 JUMO dTRON 304 JdTRON 304 JdTRON 308 JdTRON 316 Kompaktregler mit Programmfunktion B 70.3041.2.3 Schnittstellenbeschreibung PROFIBUS-DP 10.
Inhalt 1 Einleitung 3 1.1 Vorwort .......................................................................................................... 3 1.2 1.2.1 1.2.2 1.2.3 Typografische Konventionen ....................................................................... Warnende Zeichen ......................................................................................... Hinweisende Zeichen .....................................................................................
Inhalt 5.2 Einstellung der Slave-Adresse .................................................................. 28 5.3 Diagnose- und Statusmeldungen ............................................................. 28 5.4 5.4.1 5.4.2 5.4.3 5.4.4 5.4.5 Azyklische Datenübertragung ................................................................... Aufbau des Protokolls .................................................................................. Demoprogramm dTRON3xx.zip ....................................
1 Einleitung 1.1 Vorwort Diese Betriebsanleitung wendet sich an den Anlagenhersteller mit fachbezogener Ausbildung und PC-Kenntnissen. B Lesen Sie diese Schnittstellenbeschreibung, bevor Sie beginnen mit PROFIBUS-DP zu arbeiten. Bewahren Sie die Schnittstellenbeschreibung an einem für alle Benutzer jederzeit zugänglichen Platz auf. Mit Ihren Anregungen können Sie uns helfen, diese Schnittstellenbeschreibung zu verbessern.
1 Einleitung 1.2 Typografische Konventionen 1.2.1 Warnende Zeichen Vorsicht V Achtung A Dieses Zeichen wird benutzt, wenn es durch ungenaues Befolgen oder Nichtbefolgen von Anweisungen zu Beschädigungen von Geräten oder Daten kommen kann! ESD E Dieses Zeichen wird benutzt, wenn Vorsichtsmaßnahmen bei der Handhabung elektrostatisch entladungsgefährdeter Bauelemente zu beachten sind.
1 Einleitung 1.2.3 Tätigkeit ausführen (aktion) Handlungsanweisung h Dieses Zeichen zeigt an, daß eine auszuführende Tätigkeit beschrieben wird. Die einzelnen Arbeitschritte werden durch diesen Stern gekennzeichnet, z. B.: h SPS-Software starten h Hardware-Katalog anklicken Text unbedingt durchlesen B Befehlskette Datei ! speichern unter Kleine Pfeile zwischen den Wörtern zeigen eine Reihe von Befehlen an, die nacheinander ausgeführt werden müssen.
1 Einleitung 6
2 PROFIBUS-DP-Beschreibung PROFIBUS-DP ist ein herstellerunabhängiger, offener Feldbusstandard für vielfältige Anwendungen in der Fertigungs-, Prozess- und Gebäudeautomation. Die Herstellerunabhängigkeit und Offenheit ist durch die internationale Normen IEC 61158 und IEC 61784 verankert. PROFIBUS-DP ermöglicht die Kommunikation von Geräten verschiedener Hersteller ohne besondere Schnittstellenanpassung.
2 PROFIBUS-DP-Beschreibung 2.2 RS485-Übertragungstechnik Die Übertragung erfolgt gemäss RS-485-Standard. Sie umfasst alle Bereiche, in denen eine hohe Übertragungsgeschwindigkeit und eine einfache, kostengünstige Installationstechnik erforderlich ist. Es wird ein verdrilltes, geschirmtes Kupferkabel mit einem Leiterpaar verwendet. Die Busstruktur erlaubt das rückwirkungsfreie Ein- und Auskoppeln von Stationen oder die schrittweise Inbetriebnahme des Systems.
2 PROFIBUS-DP-Beschreibung maximal 30 Geräte Kabeldaten Die Angaben zur Leitungslänge beziehen sich auf nachfolgend beschriebenen Kabeltyp A: Wellenwiderstand: Kapazitätsbelag: Schleifenwiderstand: Aderndurchmesser: Adernquerschnitt: 135 … 165 Ω < 30 pf/m 110 Ω/km 0,64 mm > 0,34 mm² Für PROFIBUS-Netze mit RS-485 Übertragungstechnik wird vorzugsweise ein 9-poliger D-Sub Steckverbinder verwendet. Die PIN-Belegung am Steckverbinder und die Verdrahtung ist am Ende dieses Kapitels dargestellt.
2 PROFIBUS-DP-Beschreibung Datenrate Bei Datenraten ⱖ1,5 MBit/s sind bei der Installation Stichleitungen zu vermeiden. H Wichtige Hinweise zur Installation entnehmen Sie bitte den Aufbaurichtlinien PROFIBUS-DP, Best.-Nr. 2.111 bei der PNO. Adresse: Profibus Nutzerorganisation e.V. Haid- u. Neu-Straße 7 76131 Karlsruhe Internet: www.profibus.com Empfehlung: Bitte die Installationshinweise der PNO beachten, insbesondere bei gleichzeitiger Verwendung von Frequenzumrichtern.
2 PROFIBUS-DP-Beschreibung 2.3 PROFIBUS-DP PROFIBUS-DP ist für den schnellen Datenaustausch in der Feldebene konzipiert. Hier kommunizieren die zentralen Steuergeräte, wie z. B. SPS/PC, über eine schnelle, serielle Verbindung mit dezentralen Feldgeräten wie E/A, Bildschirmschreiber und Regler. Der Datenaustausch mit diesen dezentralen Geräten erfolgt vorwiegend zyklisch. Die dafür benötigten Kommunikationsfunktionen sind durch die PROFIBUS-DP Grundfunktionen gemäß IEC 61158 und IEC 61784 festgelegt.
2 PROFIBUS-DP-Beschreibung Zyklischer Datenverkehr Der Datenverkehr zwischen dem DP-Master und den DP-Slaves wird in einer festgelegten, immer wiederkehrenden Reihenfolge automatisch durch den DPMaster abgewickelt. Bei der Projektierung des Bussystems legt der Anwender die Zugehörigkeit eines DP-Slaves zum DP-Master fest. Weiterhin wird definiert, welche DP-Slaves in den zyklischen Nutzdatenverkehr aufgenommen oder ausgenommen werden sollen.
3 Konfiguration eines PROFIBUS-DP-Systems 3.1 Die GSD-Datei Gerätestammdaten (GSD) ermöglichen die offene Projektierung. PROFIBUS-DP Geräte haben unterschiedliche Leistungsmerkmale. Sie unterscheiden sich in Bezug auf die zur Verfügung stehende Funktionalität (z. B. Anzahl der E/A Signale, Diagnosemeldungen) oder der möglichen Busparameter wie Baudrate und Zeitüberwachungen. Diese Parameter sind individuell bei jedem Gerätetyp und Hersteller.
3 Konfiguration eines PROFIBUS-DP-Systems 3.2 Vorgehensweise bei der Konfiguration Plug & Play Um die Konfiguration des PROFIBUS-DP-Systems zu vereinfachen, erfolgt die Konfiguration des DP-Masters (SPS) mit dem PROFIBUS-DP-Konfigurator und den GSD-Dateien oder in der SPS durch den Hardware-Konfigurator.
3 Konfiguration eines PROFIBUS-DP-Systems 3.3 Der GSD-Generator 3.3.1 Allgemein Mit dem GSD-Generator werden GSD-Dateien für JUMO-Geräte mit PROFIBUS-DP-Schnittstelle durch den Anwender generiert. Die von JUMO mit PROFIBUS-DP-Schnittstelle lieferbaren Geräte können eine Vielzahl von Größen (Parameter) senden bzw. empfangen. Da aber in den meisten Anwendungen nur ein Teil dieser Größen über PROFIBUS-DP gesendet werden soll, findet über den GSD-Generator eine Auswahl dieser Größen statt.
3 Konfiguration eines PROFIBUS-DP-Systems A Datei-Menü GSD-Datein mit langem Dateinamen können nicht in den Hardwarekatalog der SPS aufgenommen werden! Das Datei-Menü kann mit Hilfe der Tastenkombination Alt-D oder durch die linke Maustaste aufgerufen werden. Es bietet folgende Möglichkeiten: Neu Nach Aufruf der Funktion, mit der eine neue GSD-Datei erzeugt werden kann, erfolgt eine Auswahl der verfügbaren Geräte.
3 Konfiguration eines PROFIBUS-DP-Systems 3.3.
3 Konfiguration eines PROFIBUS-DP-Systems 3.3.4 Aufbau einer GSD-Datei ;; ============================= ; GSD-File Gateway PROFIBUS-DP ; JUMO dTRON 300 ; Release 08.07.2005 ; ============================= ; ; #Profibus_DP GSD_Revision = 2 ;extended GSD-file is supported ; ;according to PNO directrive of 14.12.95 Vendor_Name = "JUMO" ;name of the manufacturer Model_Name = "dTRON 3xx" ;name of the DP-instrument Revision = "Ausgabestand 2.
3 Konfiguration eines PROFIBUS-DP-Systems ; ; ;*** Slave specific values *** Freeze_Mode_supp = 0 ;Freeze-mode is not supported Sync_Mode_supp = 0 ;Sync-mode is not supported Auto_Baud_supp = 1 ;Automatic recognition of baudrate Set_Slave_Add_supp = 1 ;Set_Slave_Add is supported Min_Slave_Intervall = 6 ;Slave-Interval = 0.
3 Konfiguration eines PROFIBUS-DP-Systems Parameter wählen Wurde eine bestehende Datei geöffnet oder ein neue angelegt, befinden sich im Parameterfenster alle verfügbaren Parameter. Diese Adressen sind in der Schnittstellenbeschreibung MODBUS beschrieben. v B 70.3041.
3 Konfiguration eines PROFIBUS-DP-Systems 3.4 Anschlussbeispiel Anhand des nachfolgenden Beispieles soll der Weg des Anschlusses eines JUMO Reglers (dTRON 3XX) an eine SIMATIC S7 verdeutlicht werden. 3.4.1 dTRON 3XX h Verbinden Sie das Gerät mit der SPS. h Stellen Sie die Geräteadresse ein. Die Geräteadresse kann durch die Gerätetastatur oder durch das SetupProgramm eingestellt werden. 3.4.2 JUMO-GSD-Generator h Starten Sie den GSD-Generator (Bsp.
3 Konfiguration eines PROFIBUS-DP-Systems h GSD-Datei in einen beliebigen Ordner speichern. A Bei der Projektierung mit SIEMENS Simatic S7 dürfen die Dateinamen der GSD-Datei nur maximal 8 Zeichen lang sein. 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. SPS mit ihren Komponenten Bus Die neue GSD-Dateien wird eingelesen, aufbereitet und der Regler im Hardware-Katalog eingefügt.
3 Konfiguration eines PROFIBUS-DP-Systems h Öffnen Sie den Hardware-Katalog und plazieren Sie das neue Gerät in der Arbeitsfläche. Der Regler wird mit Hilfe der linken Maustaste auf dem Bus abgelegt. Nach dem Loslassen der Maustaste muss die Adresse des Reglers vergeben werden. H Der Master wird über die GSD-Datei der Slaves darüber informiert, welche Baudraten unterstützt werden.
3 Konfiguration eines PROFIBUS-DP-Systems h Zum Schluss müssen Sie die Konfiguration in die SPS laden (Zielsystem ! Laden in Baugruppe) H Wird ein Gerät mit PROFIBUS-DP-Schnittstelle an einem Mastersystem (SPS) betrieben, sollten Masterseitig geeignete Fehlerauswerteroutinen vorgesehen werden. In Verbindung mit einer SIMATIC S7 sollte in der SPS der OB86 eingebaut werden, damit der Ausfall eines PROFIBUS-DP-Gerätes erkannt, ausgewertet und anlagenspezifisch registriert werden kann.
4 Datenformat der JUMO-Geräte Bei der Verwendung von JUMO-Geräten an einem PROFIBUS-DP-System 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 Gerätes werden mit dem IEEE-754-Standard-Format (32Bit) übertragen.
4 Datenformat der JUMO-Geräte MODBUS-float-Format Adresse x MMMMMMMM Byte 3 Adresse x+1 MMMMMMMM Byte 4 SEEEEEEE EMMMMMMM Byte 1 Byte 2 Nach/vor der Übertragung vom/zum Gerät müssen die Byte des float-Wertes entsprechend vertauscht werden. Viele Compiler (z. B.
5 Gerätespezifische Daten 5.1 Anschluss dTRON 3XX Rückansicht JUMO dTRON316 Option 3 Option 2 Option 1 Option 2 Option 1 JUMO dTRON304/308 h Position der PROFIBUS-DP-Schnittstelle anhand des Typenschlüssels ermitteln (siehe Betriebsanleitung B70.3041.
5 Gerätespezifische Daten 5.2 Einstellung der Slave-Adresse Die Slave-Adresse wird in der Konfigurationsebene eingestellt: Konfigurationsebene ! Schnittstellen ! PROFIBUS-DP Symbol Pr0F ➔ Wert/Auswahl Beschreibung 0 Motorola 1 Intel 2 Intel integer Protokollart Protocol Prot Geräteadresse Device address Adr 0…128 …255 Adresse im Datenverbund Analogmerker AnAP binP -1999…0…+9999 Analoger Wert 0 …255 Binärer Wert Binärmerker Werkseitige Einstellungen sind fett dargestellt. .
5 Gerätespezifische Daten durch die SPS vorgegebenen Grenzen, wie max. 128 Byte Input und OutputDaten im Prozessabbild der SIMATIC S7-300 oder max. 31 Module-Einträge (Anzahl der zyklischen Parameter) in der GSD-Datei, aufgebrochen werden können. Es können beliebig viele Parameter nacheinander übertragen und weiterverarbeitet werden.
5 Gerätespezifische Daten 5.4.1 Aufbau des Protokolls Byte-Nr. 1..2 3..4 5..8 Feld Steuerwort Modbusadresse Daten Inhalt Steuer Länge 4 Bit (Bit 7...4) 4 Bit (Bit 3...0) 1 Byte Auftrag Auftrag Auftrag Auftrag 0 .. 2 Worte OK defekt Toggle 2 Toggle 1 Steuerbit 0 ...3 Anzahl der Nutzdaten (in Worten) Steuerbit 4 ...5 Auftrag Toggle 1, Auftrag Toggle 2 Funktion 0x03 Lesen 0x10 Schreiben Die beiden Bits werden benötigt um den Ablauf zwischen SPS und Gerät zu steuern.
5 Gerätespezifische Daten Ablauf: 1.Fall, alles funktioniert fehlerfrei Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 0 0 0 0 Es ist kein Auftrag – Bit gesetzt, d.h. das Gerät muss den Auftrag spiegeln. 0 0 0 1 Auftrag mit Bit 4 = 1 wird von der SPS gesetzt, d.h. das Gerät wertet das Telegramm aus. 1 0 0 1 Auftrag mit Bit 4 = 1 wurde erfolgreich bearbeitet, es ist kein Fehler aufgetreten. 0 0 1 0 Auftrag mit Bit 5 = 1 wird von der SPS gesetzt, d.h. das Gerät wertet das Telegramm erneut aus.
5 Gerätespezifische Daten Beispiel: An einem Beispiel soll verdeutlicht werden wie der prinzipielle Ablauf der Datenübertragung zwischen SPS und Gerät zu erfolgen hat. Es soll der Reglersollwert = 50.0 für Regler 1 von der SPS vorgegeben werden. Byte-Nr. 1 ... 2 3 ... 4 5 ... 8 Feld Steuerwort Modbusadresse Daten Inhalt Steuer Länge Funktion 3.) SPS sendet Telegramm mit Information Toggle 1.
5 Gerätespezifische Daten 5.4.2 Demoprogramm dTRON3xx.zip Das Demoprogramm für die Regler befindet sich auf der Installations-CD. JUMO kann es nur für die Siemens SIMATIC S7 zur Verfügung stellen. Verwendet wurde die CPU 315-2 DP. Ein Programmlisting im pdf-Format befindet sich auf der Installations-CD wenn nach Aufruf des Installationsprogrammes "Dokumentation ! dTRON3xx_azyk.pdf" angeklickt wird.
5 Gerätespezifische Daten OB1 Das Betriebssystem der SPS bearbeitet den OB 1 zyklisch. Ist die Bearbeitung des OB 1 beendet, beginnt das Betriebssystem erneut, den OB 1 zu bearbeiten. Die zyklische Bearbeitung des OB 1 wird nach Beendigung des Anlaufs begonnen. OB86 Das Betriebssystem der SPS ruft den OB 86 auf, wenn der Ausfall eines Erweiterungsgeräts, eines DP-Mastersystems oder einer Station bei Dezentraler Peripherie erkannt wird (sowohl bei kommendem als auch bei gehendem Ereignis).
5 Gerätespezifische Daten Befehl : Befehlssyntax die an das Gerät gesendet werden soll, z.B. Regler 1 Sollwert = 50.0 setzen, .... Das Programm ist so aufgebaut, dass in einem Datenbaustein DB ein Pool von möglichen Befehlen vordefiniert sind. Antwort : Antwort die vom Gerät der SPS übermittelt wird, wird ebenfalls in einem Datenbaustein gesichert und kann von anderen SPS-Programmteilen interpretiert und ausgewertet werden. STRT : Startimpuls, d. h. Start der Befehlsbearbeitung.
5 Gerätespezifische Daten Befehl 000: Lesen von Regler\Istwert Befehl 001 Lesen von Regler\Sollwert Befehl 002 Lesen von Regler\ 1.Reglerausgang Befehl 003 Lesen von Regler\ 2.Reglerausgang Befehl 004 Schreiben von Sollwerte/ Sollwert1 Befehl 005 Schreiben von Regler\Handstellgrad UDT10 : Universeller Daten Typ. Im UDT10 ist der Aufbau des Ein- und Ausgabedatenkanals des Gerätes definiert. VAT1 : Die angelegte Variablentabelle ermöglicht die Überprüfung der Datenkommunikation bzw.
5 Gerätespezifische Daten 5.4.3 Blockschaltbild des Demoprogramms: 0:Der OB1 wird zyklisch automatisch von der CPU der SPS ausgeführt. 1) Der FC1 wird ebenfalls zyklisch von der SPS aufgerufen. Wird der Merker 30.3 "StartTransferZyklisch" gesetzt, erfolgt im FC1 der Start der Befehlsbearbeitung, indem der erste Befehl durch den FC10 aufbereitet und zum Regler gesendet wird. 2) Der FC10 lädt den gewünschten Befehl aus dem DB20 und bereitet die entsprechenden Toggle-Informationen auf.
5 Gerätespezifische Daten 6) Der FC1 bekommt über das RDY-Flag signalisiert, dass die Bearbeitung eines Befehls abgeschlossen ist. Trifft diese Information im FC1 ein, wird sofort der nächste Befehl an den JUMO dTRON 3XX abgesetzt. 7) Die eingesammelten bzw. zum JUMO dTRON 3XX zu sendenden Daten werden in der Praxis von anderen SPS-Programmfunktionen ausgewertet oder aufbereitet.
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