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1. S S S S Slaves bis zu 16 32 Ger te EX Zone gem PROFIBUS Richtlinie 2 262 Bild 1 7 Struktur eines RS485 IS Segments Alle am PROFIBUS RS485 IS angeschlossenen Ger te m ssen die PROFIBUS Installationsrichtlinie 2 262 erf llen Dort sind maximale Sicher heitswerte unter Ber cksichtigung des PTB Berichts 113 Jahrgang Heft 2 2003 festgelegt Bei Einhaltung dieser Grenzwerte entstehen im Bussystem keine z ndf higen Funken e Max Eingangsspannung zwischen Signalleitungen Ui 4 2 V e Max Eingangsstrom auf Signalleitungen Ii 4 8 A e Die Spannungsquellen haben eine lineare Kennlinie e Maximales L R Verh ltnis des Kabels L R 15 uH Q e F r die betreffende Spannung lt 10 V stellt die Kabel Kapazit t keine zus tzliche Gefahr dar Trotzdem wird aus funktionalen Gr nden die Ka belkapazit t f r das Buskabel auf C lt 40 nF km begrenzt e Ander RS485 IS sind keine konzentrierten Induktivit ten zul ssig Die Kapazit ten an der RS485 IS sollten an einer standardm igen RS485 Installation f r PROFIBUS ausgerichtet sein e Maximale Sicherheitswerte des RS485 IS Die maximalen Sicherheitswerte Uo und Io f r jedes Ger t k nnen f r eine maximale Anzahl von Stationen N 32 wie folgt berechnet werden Max Ausgangsspannung zwischen den Signalleitungen Uo Ui 42V Max Ausgangsstrom auf den Signalleitungen Io
2. Application Common Application Profiles optional Pr iesii PROFIsafe Time Stamp Redundancy etc Communication IEC 61158 61784 PROFIBUS DP Technologies Descriptions GSD EDD Tools DTM Configurators DP V0 V2 Transmission RS485 NRZ Fiber Glass Multi Mode MBP Manchester Bus Pwd Technologies RS485 IS intrinsic Safety Optics Glass Single Mode MBP LP Low Power PCF Plastic Fiber MBP IS intrinsic Safety Bild 1 3 Systemaufbau PROFIBUS 1 2 1 Der PROFIBUS DP Einleitung PROFIBUS DP ist das weltweit am weitesten verbreitete Feldbussystem Die technischen Eigenschaften von PROFIBUS DP erlauben den Einsatz in nahezu allen Bereichen der industriellen Automatisierung Erw hnenswert sind 1 amp IMATIC Feldautomatisierung 04 2005 Technische Daten 1 Grundlagen neben der einfachen Installation Zweidrahtleitung die extrem hohe bertra gungsgeschwindigkeit bis 12 MBit s der vielseitige Netzaufbau Linie Stern Ring sowie die optionale Redundanz ber einen LWL Doppelring PROFIBUS DP ist ein Master Slave Bussystem wobei die Masterfunktion von einem Automatisierungsger t system Masterklasse 1 oder einem Per sonal Computer Masterklasse 2 wahrgenommen wird Der Masterklasse 1 in dem auch die Automatisierungsfunktionen Regeln Steuern abgewickelt wer den hat vollen Zugriff auf die Feldger te ber zyklische und azyklische Tele gramme Der Masterklasse
3. Hinweis Bei Anlagen ohne Potenzialausgleich k nnen netzfrequente Ausgleichstr me in ung nstigsten F llen berschreiten des zul ssigen Schirmstroms das Bus kabel besch digen Deshalb ist in diesen Anlagen der Kabelschirm nur einsei tig direkt mit Ortserde zu verbinden Vorzugsweise wird die Verbindung zwischen Schirm und Schutzerde z B Ge r tegeh use ber die metallischen Geh use und den Schraubverschluss der Sub D Steckverbinder durchgef hrt Ist diese Art der Schirmf hrung nicht m glich dann kann die Ableitung ber Stift 1 des Steckverbinders gesche hen Es muss jedoch bedacht werden dass die Verbindung ber Stift 1 die Bedin gung niederinduktiv nicht erf llt Im Sinne von EMV ist es besser den Ka belschirm an geeigneter Stelle freizulegen und mit einer m glichst kurzen Ka belverbindung an der metallischen Struktur des Schrankes zu erden zum Beispiel Schirmschelle vor dem Stecker Der weitaus wichtigste Ort des Schirmerde Anschlusses liegt bei der Ein f hrung des Buskabels in den Schaltschrank L ngere externe Kabel werden hier h ufig ber Klemmen gef hrt Damit der Schirmanschluss an diesem Punkt die Forderung niederinduktiv erf llt ist folgendes zu beachten Hinweis Der Kabelschirm ist an seinem Umfang zu kontaktieren und fl chig mit der geerdeten Struktur z B Erdschiene Klemmenschiene zu verbinden Hier die h ufigsten Fehler welche alle eine nicht niede
4. PROFIBUS PA ist mehr als eine Zweidrahtleitung die die Feldger te Mess umformer und Stellger te verbindet Die nachfolgenden Teilthemen beleuch ten neben technischen Eigenschaften von PROFIBUS PA die integrierende Funktion bei der Automatisierung von chemischen und verfahrenstechnischen Prozessen Mit der physikalischen Erweiterung PROFIBUS PA erm glicht die PROFIBUS Technologie eine komplette L sung f r die Prozessindustrie d h e Vernetzung von Messumformern Ventilen Stellantrieben ber ein seriel les Bussystem 2 Draht Leitung e mit Feldger tespeisung ber die Datenleitung sowie e f r Anwendungen im Ex Bereich Z ndschutzart eigensicher EEx i Die Umsetzung der PROFIBUS DP bertragungstechnik von RS485 Bitkodierung durch NRZ Code asynchron nach MBP Bitkodierung durch Manchester Code synchron f r PROFIBUS PA erfolgt ber die Netz komponenten DP PA Koppler oder DP PA Link die im Kapitel 3 ff be schrieben werden PROFIBUS PA ist f r den Einsatz in eigensicheren und nichteigensicheren Bereich konzipiert 1 3 PROFIBUS Komponenten 1 3 1 bergang von PROFIBUS DP auf PROFIBUS PA DP PA Koppler F r den bergang der bertragungstechnik von PROFIBUS DP RS485 auf PROFIBUS PA MBP stehen die beiden Netzkomponenten DP PA Koppler und DP PA Link zur Verf gung Ihr Einsatz richtet sich nach den An forderungen an die Automatisierungstechnik Der DP PA Koppler hat folgende Aufga
5. 10 04 2005 2 Komponenten der Feldautomatisierung 2 1 IMATIC Feldautomatisierung HART Modem HART Interface Netz HART Multiplexer Netz SIPART DR Netz SIREC Netz MODBUS Netz 04 2005 3 Beschreibung der Komponenten Beschreibung der Komponenten In diesem Kapitel 3 1 3 1 1 3 1 2 3 1 3 3 1 3 1 3 1 4 3 1 5 3 2 3 2 1 3 2 2 3 2 3 3 2 4 3 2 5 Hardware DP PA Koppler DP PA Link HART Baugruppen der ET 200M Zweikanalige Analogeingabebaugruppe ET 200iSP RS 485 IS Koppler Software Konfiguration Konfiguration Mengenger st Adressierung von PROFIBUS PA Feldger ten Parametrierung Ger teprofile GSD und EDD Beschreibungen Treiberfunktionsbausteine f r die Feldautomatisierung SIMATIC Feldautomatisierung 3 3 2 3 3 3 4 3 4 3 5 3 7 3 9 3 9 3 10 3 12 3 15 3 16 04 2005 3 1 Hardware 3 1 1 DP PA Koppler 3 Beschreibung der Komponenten Varianten Es werden zwei Varianten des DP PA Kopplers angeboten Eine Nicht Ex Variante mit maximal 1000 mA Ausgangsstrom f r den PA Bus und eine Ex Vari ante mit maximal 110 mA Ausgangsstrom Die PA Busleitung der Ex Variante kann in den Ex Bereich f hren Der DP PA Koppler selbst muss au Berhalb des Ex Bereiches installiert werden Mechanischer Aufbau Der mechanische Aufbau wird durch folgende Punkte gekennzeichnet Modularer Aufbau in S7 300 Aufbautechnik auf einer flachen Profil schiene in Aufschwenktechnik mit Schraubbefest
6. Harctware_Relense V2 2 Software Relsase nunnanen 3 a a Engineering System Kommunikations 1 s parameter mit SIMATIC PDM aus GSD a PROFIBUS Master a Ger teparameter aus EDD PROFIBUS DP oder PA a tF RB ee Hersteller A Hersteller B Hersteller C Bild 3 8 Prinzipdarstellung der Interoperatibilit t von Feldger ten auf Grundlage des Ger teprofiles am PROFIBUS PA SIMATIC Feldautomatisierung 04 2005 Austauschbarkeit 3 Beschreibung der Komponenten Die Interoperabilit t des PROFIBUS gestattet es dem Anwender an einem Controller Feldger te verschiedener Hersteller koexistent miteinander zu betreiben Basis daf r sind die Ger tebeschreibungen GSD und EDD Aus der GSD Datei werden bei der Busprojektierung mit dem Engineering System die Kommunikationsparameter f r den PROFIBUS Master erzeugt Diese bestimmen die Eigenschaften und den Funktionsumfang der zyklischen Master Slave Kommunikation Anhand der vom Ger tehersteller gelieferten EDD lassen sich mit Hilfe eines geeigneten Engineeringwerkzeugs wie SIMATIC PDM die spezifischen Ger teparameter der azyklischen Kommunikation definieren z B f r Paramet rierung Diagnose oder Messwertbeobachtung Detallierte Informationen zu den einzelnen speziellen Ger teprofildefinitionen finden Sie in Kapitel 5 3 Der PROFIBUS Master erkennt Hersteller und PA Profil der am PROFIBUS angeschlossenen Ger te an deren GSD Identnummer Durch ein vo
7. SIEMENS SIMATIC Feldautomatisierung mit PROFIBUS in der Prozessindustrie Systembeschreibung Ausgabe 04 2005 Vorwort Inhaltsverzeichnis Teil1 System bersicht Grundlagen 1 Komponenten der Feldautomatisierung 2 Beschreibung der Komponenten 3 Katalogdaten 4 Teil2 Projektierung und Handhabung Start u Aufbaurichtlinien Hardwareprojektierun Softwareprojektierun Beispiel Beispiel 5 6 7 Anh nge Literaturverzeichnis Glossar Index A Sicherheits technische Hinweise Qualifiziertes Personal Bestimmungs gem er Gebrauch Marken Dieses Handbuch enth lt Hinweise die Sie zu Ihrer pers nlichen Sicherheit sowie zur Vermeidung von Sachsch den beachten m ssen Die Hinweise sind durch ein Warndreieck hervorgehoben und je nach Gef hrdungsgrad folgenderma en dargestellt Gefahr bedeutet dass Tod schwere K rperverletzung oder erheblicher Sachschaden eintreten werden wenn die entsprechenden Vorsichtsma nahmen nicht getroffen werden Warnung bedeutet dass Tod schwere K rperverletzung oder erheblicher Sachschaden eintreten k nnen wenn die entsprechenden Vorsichtsma nahmen nicht getroffen werden Vorsicht bedeutet dass eine leichte K rperverletzung oder ein Sachschaden eintreten k nnen wenn die entsprechenden Vorsichtsma nahmen nicht getroffen werden Hinweis ist eine wichtige Information ber das Produkt die Handhabung des Pr
8. e Eigensichere Geber Aktoren und HART Feldger te bis Zone 0 20 sind anschlie bar 3 6 SIMATIC Feldautomatisierung 04 2005 3 Beschreibung der Komponenten Hot Swapping d h Ziehen und Stecken von Module im laufendem Be trieb und unter Ex Bedingungen ist m glich Abschalten aller digitalen Ausg nge eines Moduls ber ein eigensicheres Schaltsignal F r eine weitergehende Beschreibung der Baugruppen wird auf das Handbuch Dezentrales Peripherieger t ET 200iSP 601 hingewiesen 3 1 5 RS 485 IS Koppler Mechanischer Aufbau Der mechanische Aufbau wird durch folgende Punkte gekennzeichnet Der RS 485 IS Koppler ist ein offenes Betriebsmittel Das hei t er darf nur in Geh usen Schr nken oder in elektrischen Betriebsr umen aufge baut werden wobei diese nur ber Schl ssel oder Werkzeug zug nglich sein d rfen Der Zugang zu den Geh usen Schr nken oder elektrischen Betriebsr umen darf nur durch unterwiesenes oder zugelassenes Personal erfolgen Der RS 485 IS Koppler kann senkrecht oder waagerecht eingebaut wer den Beim senkrechten Einbau betr gt die maximale Umgebungstempera tur 40 C Der RS 485 IS Koppler wird auf eine Profilschiene f r die S7 Aufbautechnik montiert F r eine st rungsfreie Montage ist oberhalb und unterhalb der Baugruppe einen Freiraum von jeweils 40 mm einzuhalten Der RS 485 IS Koppler bertr gt keine Signale auf dem S7 R ckwandbus Weitere Hinweise zum Einbau von Baugr
9. polige Schraubklemme 04 2005 3 1 2 DP PA Link Varianten 3 Beschreibung der Komponenten Der Anschluss der PROFIBUS DP Schnittstelle erfolgt durch eine 9 polige SUB D Steckverbindung Zugentlastung und Schirmung ist durch den SUB D Stecker realisiert Der Anschluss der PROFIBUS PA Schnittstelle erfolgt bei der nicht ei gensicheren Variante ber 4 Schraubklemmen Der Anwender kann je nach Bedarf die PA Leitung abschlie en oder weiter schleifen Der Ab schlusswiderstand ist schaltbar im Geh use integriert Der Anschluss der PROFIBUS PA Schnittstelle erfolgt bei der eigensiche ren Variante ber zwei Schraubklemmen Der eigensichere DP PA Koppler befindet sich immer am Ende der PA Leitung Der im Geh use integrierte Abschlusswiderstand ist immer aktiv Das hei t bei der eigensi cheren Variante ist die Weiterschleifung des PROFIBUS PA nicht zul s sig Die Schirmauflage der PA Leitung dient in beiden Versionen gleichzeitig als Zugentlastung F r eine weitergehende Beschreibung der Baugruppe wird auf das Handbuch Buskopplung DP PA 502 hingewiesen Der DP PA Link wird gebildet aus der Anschaltbaugruppe IM 157 und einem oder mehren DP PA Kopplern Ex oder Nicht Ex Variante S mtliche Kom ponenten des DP PA Link sind ber S7 300 Standardbusverbinder miteinander verbunden Durch die Kombination der IM 157 mit Ex oder Nicht Ex Varianten des DP PA Kopplers sind ebenfalls Ex oder Nicht Ex Varianten des DP PA
10. B Koppler 1 8 2 2 3 2 3 9 3 L Leistungsbedarf 5 3 10 Link 1 9 2 3 3 3 3 5 3 10 3 11 Maschinencode 7 2 Mengenger st 3 9 MMC 2 5 2 6 7 4 Montage 5 5 P PA Profil 3 12 Parametrieren 2 9 PDM 2 9 Potentialausgleich 5 5 5 11 PROFIBUS 1 4 PROFIBUS DP 1 4 1 6 PROFIBUS PA 1 5 1 8 Projektierung 6 4 S Schirm 5 5 Schirmungskonzept 5 10 Signald mpfung 5 7 SIPROM 6 11 Stationsdiagnose 6 11 Steckverbinder 5 12 Systemverbund 6 7 T Treiberfunktionsbausteine 3 16 Ww Wellenwiderstand 5 7 Werkzeug 5 13 04 2005 Glossar A Abschlusswider stand Adresse Analogbaugruppe Anlauf Anwenderprogramm Anwenderfunktions baustein Aufbau dezentral Aufbau zentral Ausgabestand Automatisierungs system B Baudrate Glossar Ein Abschlusswiderstand ist ein Widerstand zur Leitungsanpassung am Buska bel Abschlusswiderst nde sind grunds tzlich an den Kabel bzw Segmenten den notwendig Bei ET 200 werden die Abschlusswiderst nde im Busan schlussstecker zu abgeschaltet Eine Adresse ist die Kennzeichnung f r einen bestimmten Operanden oder Operandenbereich Beispiele Eingang E 12 1 Merkerwort MW 25 Datenbau stein DB 3 Analogbaugruppen setzen analoge Prozesswerte z B Temperatur in digitale Werte um die von der Zentralbaugruppe weiterverarbeitet werden k nnen o der wandeln digitale Werte in analoge Stellgr en um Wird beim berga
11. PROFIBUS DP das Feldbussystem f r dezentrale Peripherie auf Basis von ET200 M mit S7 300 Peripherie und PROFIBUS DP kompatiblen Feldger ten PROFIBUS PA Die Erweiterung des Feldbussystems PROFIBUS DP um die optimierte Ubertragungstechnik f r die Versorgung von Prozessge r ten ber den Bus SIMATIC Industrial Software z B Engineeringsystem STEP 7 mit SIMATIC Manager f r SIMATIC S7 und PCS 7 Voraussetzungen Zum Einsatz des Paketes Feldtechnik m ssen mindestens folgende Ausgabest nde der gew hlten Engineeringsoftware vorliegen SIMATIC STEP7 ab V 5 3 SP1 SIMATIC STEP7 und STEP7 ab V 5 3 SP1 SIMATIC PDM PDM ab V 5 2 SP1 PCS7 enth lt STEP7 u PDM ab V6 1 COM PROFIBUS und COM PROFIBUS ab V 5 0 SIMATIC PDM PDM ab V 5 2 SP1 Tabelle 1 1 Basisvoraussetzungen f r das Paket Feldtechnik 1 Z21MATIC Feldautomatisierung 04 2005 1 Grundlagen Konformit t Leistungen die dem Zusammenspiel von Komponenten im Gesamtsystem SIMATIC dienen werden in verschiedenen Konformit tsklassen bereitgestellt Dabei bieten sie unterschiedlichen Komfort und Funktionalit t in Pro jektierung und Betrieb Die Leitsystemfunktionalit t des Systems PCS 7 mit seinen speziellen leittech nischen Leistungen und Werkzeugen f r ausgesuchte Komponenten bietet da bei ein H chstma an Systemleistung und Komfort f r den Anwender Einordnung im Die Feldautomatisierung ist in der unteren Ebene der Automatisierungs System systeme angesied
12. Segment bestimmt die Buszykluszeit d h das Zeitraster in dem die Prozess werte mit den Feldger ten ausgetauscht werden Die Buszykluszeit ergibt sich durch Addition der zyklischen Telegramme zu allen Feldger ten sowie des a zyklischen Telegramms zu einem bestimmten Feldger t Im Beispiel 3x 10 ms 2x15 ms 20 ms 80 ms Hinweis Der Wert von 10 ms innerhalb der Buszykluszeit gilt f r Feldger te die einen Mess bzw Stellwert mit zugeh rigem Status d h 5 Byte Nutzdaten pro Zy klus mit dem Automatisierungsger t system austauschen Diese Feldger te sind z B Druck Temperatur F llstandsmessumformer Ventile und Stel lungsregler Komplexe Feldger te die z B mehrere Messgr en gleichzeitig liefern z B Durchflussmessumformer ben tigen zus tzliche bertragungs zeit Bei einer durchschnittlichen Feldinstrumentierung ist der Anteil dieser komplexen Feldger te relativ gering so dass deren Einfluss auf die gesamte Buszykluszeit vernachl ssigt werden kann SIMATIC Feldautomatisierung 3 9 04 2005 3 Beschreibung der Komponenten DP PA Link m 565 m a 15ms 10ms 15ms E ms 10ms um oO Bild 3 5 Prinzipdarstellung der Ermittlung von Zykluszeiten am PROFIBUS PA bei Einsatz einer DP PA Link Baugruppe Bei Einsatz des DP PA Link werden die gesamten zyklischen und ein azykli scher Telegramm innerhalb des Zyklus des PROFIBUS PA Stranges in je ei nem Telegramm ber den P
13. Systemverbund Ethernet SIMATIC Feldautomatisierung 6 Hardwareprojektierung Beispielprojekt Mit dem Kommunikationsprozessor CP 443 5 Extended k nnen Sie einen weiteren DP Strang in die Station einf gen e W hlen Sie in Ihrem Rack den n chsten freien Steckplatz Platz 4 als ak tuellen Steckplatz durch Einfachklick aus blaue Darstellung e ffnen Sie den Katalog CP 400 im Hardwarekatalog und f gen Sie eine CP 443 5 Extended in das Rack ein Sie befinden sich automatisch in der Maske zur Konfigurierung des DP Netzes e Geben Sie die Adresse Adresse 2 ein mit der die CP 443 5 Extended am PROFIBUS DP angesprochen werden kann e Geben Sie ein neues Subnetz f r den DP Strang ein Schaltfl che NEU und ndern Sie den Namen in DP Strang 2 e F hren Sie ein Doppelklick auf die CP 443 5 Extended aus und schlagen Sie die Registerkarte Betriebsart auf e Stellen Sie DP Master und die Verz gerungszeit ms auf 0 ein e _Parametrieren Sie die Registerkarte Netzeinstellungen entsprechend Ih rer Anlage z B f r den DP Strang 2 H chste Profibusnummer 31 Baudrate 1 5 MBit s f r PROFIBUS DP PA entsprechend den Netzan forderungen Profil DP und schlie en Sie die Masken zur Netz Projek tierung mit OK ab Sie bekommen ein neues DP Mastersystem 2 eingeblendet Den Kommunikationsprozessor CP 443 1 ben tigen Sie f r die Kom munikation zwischen AS ES oder O
14. bertragen werden k nnen Das HART Protokoll beschreibt die physikali sche Form der bertragung Transaktionsprozeduren Meldungsstruktur Da tenformate und eine Vielzahl von Kommandos Zus tzlich kann der HART Benutzer eigene Kommandos definieren HART Signal Das HART Signal ist eine digitale Kommunikation welche dem normalen Analogsignal aufmoduliert ist Sinuswellen von 1200 Hz und 2200 Hz stellen das HART Signal dar welche dem Analogsignal 4 20 mA aufmoduliert wer den Da das Signal einen Mittelwert von 0 hat wird das analoge Signal nicht beeinflusst Das HART Signal kann leicht durch einen Filter ausgefiltert wer den und somit steht das urspr ngliche Analogsignal wieder zur Verf gung Das HART Signal kann zus tzlich ausgewertet werden e _HART Signal mit der Frequenz von 2200 Hz bedeutet eine logische 0 e HART Signal mit der Frequenz von 1200 Hz bedeutet eine logische 1 e Es werden abwechselnd die Signalfolgen als Kommando C com mand und Antwort R response bertragen 1 MATIC Feldautomatisierung 04 2005 Einsatzkriterien Eigenschaften 1 Grundlagen HART Baugruppen sind durch folgende Einsatzkriterien und Eigenschaf ten gekennzeichnet e Die herstellerunabh ngige HART Communication Foundation HCF hat diese bertragungstechnik zu einem Standard entwickelt e Weltweit sind mehrere Millionen HART Ger te im Einsatz e _Anschlusskompatibel zu herk mmlichen Analogbaugruppen
15. domino iec ch webstore webstore nsf SIMATIC Feldautomatisierung 5 17 04 2005 6 Hardwareprojektierung Beispielprojekt Hardwareprojektierung Beispielprojekt 6 In diesem Kapitel 6 1 Projektierung einer Station 6 4 6 1 1 Anlegen einer Station und Start der HW Konfiguration 6 5 6 1 2 Konfiguration der Station 6 6 6 1 3 Laden der Hardwarekonfiguration in eine CPU 6 8 6 2 Dezentrale Peripherie PROFIBUS DP PA 6 8 6 2 1 DP Slave in eine Station einf gen 6 8 6 2 1 1 Ger testammdaten GSD Dateien 6 8 6 2 1 2 Einsatz eines SITRANS P ber DP PA Koppler 6 9 6 2 1 3 Einsatz einer ET 200iSP mit HART Bauguppe 6 9 6 3 Stationsdiagnose 6 11 6 4 SITRANS P Parametrierung mit SIMATIC PDM 6 11 6IMATIC Feldautomatisierung 04 2005 6 Hardwareprojektierung Beispielprojekt Einleitung e Auf Aufbau und Installation von AS und OS wird in diesem Kapitel so fern es nicht unmittelbar die Feldtechnik betrifft nicht eingegangen N here Ausf hrungen sind in den Literaturquellen 100 ff beschrieben e Voraussetzung f r das Verst ndnis der nachfolgen Ausf hrungen ist die Kenntnis der verwendeten Systeme und Ger te e In Bild 6 1 sind zum besseren Verst ndnis die Kommunikationswege in nerhalb von SIMATIC S7 PCS7 schematisch dargestellt Engineering System ES CFC Bibliothek Stellvertreter Bausteine PDM Feldger te Diagnose IBS Netz Projekt DP PA Link Feldger te SIMATIC PCS 7 Diagnose Operating and Monitoring Syst
16. dung zwischen Automatisierungssystem und PC PG e W hlen Sie im SIMATIC Manager den Men befehl Ansicht gt Online Sie erhalten die Online Sicht Ihrer Station e ffnen Sie die AS von der Sie die Diagnosedaten lesen wollen Klick auf das vor dem AS e ffnen Sie die CPU e W hlen Sie das Programm in der CPU mit einem Klick an e F hren Sie den Men befehl Zielsystem gt Baugruppenzustand aus e W hlen Sie im dargestellten Men die Registerkarte Diagnosepuffer Im Fenster Ereignisse erhalten Sie Meldungen der Aufgetretenen Ereignisse in Kurzform Klicken Sie ein Ereignis in diesem Fenster an so erscheint im unteren Fenster eine ausf hrliche Beschreibung des Ereignisses Beim Klick auf Hilfe zum Ereignis bekommen Sie weitere Anweisungen wie ein Ereig nis zu bewerten oder wie ein bestehender Fehler zu beseitigen ist 6 4 SITRANS P Parametrierung mit SIMATIC PDM Anmerkung 6LMATIC Feldautomatisierung Im Abschnitt 6 1 1 2 wurde beschrieben wie Sie ein Feldger t mit Profil PA in die Hardwarekonfiguration einbringen In diesem Abschnitt wird Ihnen ge zeigt wie Sie mit dem Parametrierwerkzeug SIMATIC PDM dieses Feldger t parametrieren k nnen Es werden hier allerdings nur einige Aspekte an geschnitten Es wird ausdr cklich auf die Onlinehilfe verwiesen Die Parame trieroberfl che die durch SIMATIC PDM dargestellt wird ergibt sich zu we sentlichen Teilen aus der den Feldger ten
17. e Zus tzliche Kommunikationsm glichkeit ber die Stromschleife e Geringer Energiebedarf bei HART ist vorteilhaft f r Einsatz im Ex Be reich ber die HART Analogbaugruppen wird die Nutzungsm glichkeit von HART im dezentralen E A System ET 200 m glich 1 5 Projektieren des PROFIBUS Netzwerks Werkzeuge Konfigurieren Parametrieren In einem SIMATIC Projekt werden Feldger te und dezentrale Peripherie komponenten mit dem Projektierungswerkzeug STEP 7 HW Konfig f r die Kommunikation mit dem PROFIBUS Master konfiguriert und mit SIMATIC PDM parametriert Es wird die hierarchische Struktur von Netzen und Kommunikations komponenten bis zu den Prozessger ten in grafischer Form angelegt Den Baugruppen werden automatisch Adressen zugeordnet die bei Bedarf ange passt werden k nnen Die zu projektierenden Ger te sind in den Katalogen von STEP7 HW Konfig enthalten Fremdger te k nnen zus tzlich mittels GSD o der EDD Ger testammdatei Electronic Device Description integriert werden Mit dem Process Device Manager SIMATIC PDM werden die ger tespezi fischen Daten und Funktionen der projektierten Ger te eingestellt Der Process Device Manager SIMATIC PDM wird als integriertes Werkzeug in STEP 7 oder als unabh ngiges Werkzeug unter Windows 2000 XP benutzt Parametriert werden Ma einheiten Grenzwerte Defaultwerte und Werteberei che f r die zyklische Kommunikation und Alarm und Diagnosemeldungen f r die azyklische Kom
18. nnen mehrere Netze nebeneinander bestehen Beim Anlauf der AS Zentralbaugruppe z B nach Bet tigung des Betriebsar tenschalters von STOP auf RUN oder bei Netzspannung EIN wird vor der zyklischen Programmbearbeitung OB 1 zun chst entweder der Organisati onsbaustein OB 101 Wiederanlauf nur bei S7 400 oder der Organisations baustein OB 100 Neustart bearbeitet Bei Neustart wird das Prozessabbild der Eing nge eingelesen und das S7 Anwenderprogramm beginnend beim ersten Befehl im OB 1 bearbeitet Abk rzung f r Open Data Base Connectivity Ist eine Microsoft Technologie die den Datenbankzugriff erm glicht Abk rzung f r Object Linking and Embedding Ist eine Microsoft Technologie die das Einbinden von und den Datenaustausch zwischen Pro grammen erm glicht Abk rzung f r Optical Link Module Anschlusselement f r die redundanten SIMATIC Feldautomatisierung 4 04 2005 OM Organisations baustein OS P Parameter Peripheriebus Projekt Plan PLC PLS PMC PROFIBUS PROFIBUS DP Glossar LWL von PROFIBUS an die Komponenten von PCS 7 siehe auch Produktfa milie SCALANCE Abk rzung f r Object Manager OM verwalten Objekte die auf diesen persi stent abgelegt sind Anwendungen arbeiten mit diesen Objekten und f hren Operationen auf diesen Objekten ausschlie lich durch den Aufruf von Ob jektmethoden aus Organisationsbausteine OB bilden die Schnittstelle zwischen dem Betriebs
19. CPU Testen Sie die Struktur mit den Online Testmitteln Projektieren Sie den OS seitigen Bildbaustein des CTRL_PID siehe des sen Beschreibung Abschnitt Bedienen und Beobachten ber OS 254 04 2005 Literaturverzeichnis Literaturverzeichnis A 100 Installationshandbuch Automatisierungssysteme S7 400 M7 400 Aufbauen 101 Referenzhandbuch Automatisierungssysteme S7 400 M7 400 Baugruppendaten 102 Operationsliste Automatisierungssystem S7 400 CPU 414 416 140 Dezentrales Peripherieger t ET 200M Handbuch 141 Dezentrales Peripherieger t ET 200L Handbuch 231 Benutzerhandbuch Basissoftware f r S7 und M7 STEP 7 232 Handbuch AWL f r S7 300 400 Bausteine programmieren 233 Handbuch KOP f r S7 300 400 Bausteine programmieren 234 Programmierhandbuch Systemsoftware f r S7 300 400 Programmentwurf 235 Referenzhandbuch Systemsoftware f r S7 300 400 System und Standardfunktionen 236 Handbuch FUP f r S7 300 400 Bausteine programmieren 237 Gesamtindex STEP 7 250 Handbuch SCL f r S7 300 400 Bausteine programmieren 251 Handbuch GRAPH f r S7 300 400 Ablaufsteuerungen programmieren 252 Handbuch HiGraph f r S7 300 400 Zustandsgraphen programmieren 253 Handbuch C f r S7 300 400 C Programme erstellen 254 Handbuch CFC Basis Teil und Systemspezifischer Teil S7 M7 Technologische Funktionen grafisch verschalten 255 Handbuch Process Contr
20. Eine detaillierte Beschreibung aller Feldger tebausteine finden Sie in 260 Die Hardwarekonfigurierung innerhalb des Programmpaketes STEP 7 des Automatisierungssystems S7 und des Prozessleitsystems PCS7 ist ein komfortables Projektierungswerkzeug zur Erzeugung der Hardwarestrukturen innerhalb Ihrer Projekte Sie k nnen damit sowohl Baugruppen eines zentralen Aufbaus als auch dezentral angeordnete DP PA Ger ten konfigurieren und pa rametrieren Unter Konfigurieren ist dabei zu verstehen e Das Anordnen von Baugruppentr gern Baugruppen Schnittstellenmodu len und Ger ten W hrend der Konfigurierung werden den einzelnen Baugruppen die Adressen im E A Bereich der S7 400 automatisch zugeordnet Unter Parametrieren ist dabei zu verstehen e Das Einstellen von Parametern bei parametrierbaren Baugruppen f r den zentralen Aufbau und f r ein Netz e Das Einstellen von Busparametern DP Master und DP PA Slavepara metern f r ein PROFIBUS DP bzw DP PA Netz Detailinformationen finden Sie in 231 SIMATIC PDM ist ein Software Paket zur Projektierung Parametrierung 2 9 SIMATIC Feldautomatisierung 04 2005 2 Komponenten der Feldautomatisierung Inbetriebnahme und Wartung von Ger ten z B Messumformern Feldger ten f r die Pakete PROFIBUS PA und HART Analogbaugruppen und zur Projek tierung von Netzen SIMATIC PDM enth lt eine Prozessbeobachtung der Pro zesswerte Alarme und Zustandsinformationen des Ge
21. Einsatz elektrischer Betriebsmittel N here Erl uterun gen und Hinweise finden Sie in der VDE 0165 und 519 5 11 04 2005 5 2 7 Blitzschutz u erer Blitzschutz Innerer Blitzschutz 5 Aufbaurichtlinien Der Blitzschutz unterteilt sich in einen u eren und einen inneren Teil Wer den die Busleitungen nur innerhalb des Geb udes gef hrt so braucht nur der innere Blitzschutz ber cksichtigt werden Der u ere Schutz bezieht sich immer auf die Kabel Buskabel die zu den au erhalb des Geb udes liegenden Anlagenteilen verlegt sind Bei erdverlegten Kabeln in PVC oder PE Rohren muss in ca 0 5 m Abstand ber den Kabeln ein Erdungsseil verlegt werden mindestens 70 mm CU Seil oder 40 x 5 mm Bandstahl Das CU Seil bzw der Bandstahl ist bei jedem Ge b udeeintritt zu erden Oberirdisch verlegte Buskabel m ssen in einem geschlossenen Stahlschutzrohr oder Stahlblechkanal gef hrt werden Sowohl das Rohr als auch der Kanal m ssen mindestens am Anfang am Ende und bei jedem Geb udeeintritt geer det werden Alle elektrischen und metallischen Teile Kabel Rohre usw die in ein Geb ude hereinf hren m ssen in den Blitzschutz Potenzialausgleich einbezo gen werden Das bedeutet dass alle Rohre Gasrohre Wasserrohre Kabel schutz Rohre usw direkt beim Geb udeeintritt mit der Potenzialausgleichs schiene verbunden werden Die Adern von spannungsf hrenden Kabeln wer den ber Blitzstromableiter an die Ausgleichssch
22. Teilnehmer je PA Mastersystem bei 123 Slaves am DP Bus d h theoretisch 7872 Feldger te pro SIMATIC S7 400 Eine Grenze wird in der Praxis die Anzahl der im Anwenderprogramm der S7 400 CPU maximal zu verarbeiten den Messwerte darstellen In Tabelle 3 1 ist der Zusammenhang zwischen Mengenger st und Zeitverhal ten bei Einsatz eines DP PA Kopplers und unterschiedlich ausgebauten Link modulen dargestellt Es ist zu sehen dass bei Einsatz mehrerer Linkmodule mit gleicher Feldger teanzahl die Belastung am DP Strang ca der Belastung nur eines Linkmoduls entspricht SIMATIC Feldautomatisierung 3 11 04 2005 HART 3 Beschreibung der Komponenten Anzahl Zykluszeiten am gemeinsamen DP Bus ms Feldger te an PA Koppler PA Koppler PA Kopplern ohne Link mit Link Tabelle 3 1 Mengenger st und Zykluszeiten PROFIBUS PA Annahmen max 30 Ger te je Koppler 10 ms Ger t keine azyklische Kommunikation HART Analogbaugruppen werden innerhalb des dezentralen Peripheriesystems ET 200M eingesetzt Eine Unterst tzung der Kommunika tion zu HART Ger ten ber HART Analogbaugruppen die zentral in einer S7 300 gesteckt sind ist nicht vorgesehen Die Adressierung erfolgt entspre chend Weitere Hinweise finden Sie in 140 3 2 3 Parametrierung Ger teprofile Einleitung PROFIBUS PA Parametergruppen Um ein einheitliches Ger teverhalten zu erm glichen gibt es Ger teprofil definitionen Kapitel 5 3 Der grunds tzliche Au
23. die elektrische Verbindung zum Trageprofil herstellen Wei terhin sind die Baugruppen mit zus tzlichen Schirmblechen ausger stet Durch den Einsatz von umh llenden Kunstoffgeh usen und Lichtleitere lementen f r die Statusanzeigen ist eine ausreichende EMV Festigkeit si chergestellt Die Gesamteinbautiefe betr gt max 130 mm die H he 125 mm Die Brei te der Baugruppe betr gt 40 mm Die Profilschiene wird in verschiedenen Stangenbreiten f r den Schrank einbau geliefert sowie in 2m Stangenware Standard S7 300 Profil schiene F r das Baugruppenhandling ist aufgrund der Einschwenktechnik und der Befestigung mittels Schraubendreher ein Montagefreiraum oberhalb und unterhalb der Baugruppe von 40 mm erforderlich Kabelkan le m ssen au erhalb dieser Freir ume angebracht werden Anschlusstechnik Die Anschlusstechnik wird durch folgende Punkte gekennzeichnet Der Anschluss der Versorgungsspannung DC 24V erfolgt am 20poligen Frontstecker mittels Schraubklemmen Der Anschluss der Prozesssignale 0 4 20 mA erfolgt am 20poligen Front stecker mittels Schraubklemmen Zugentlastung am Frontstecker Die Schirmung erfolgt in Abh ngigkeit des Leitungsquerschnittes mit se parat zu bestellenden Schirmauflageelementen Ziehen und Stecken im Online Mode bei aktivem R ckwandbus m glich F r eine weitergehende Beschreibung der Baugruppe wird auf das Handbuch 503 hingewiesen 3 1 4 ET 200iSP Mechanischer Aufbau Der mec
24. mitgelieferten EDD Beschreibung 04 2005 Start Ger tauswahl Zugangsberechtigung Startmaske Parameterlisten Datenhaltung SIMATIC Feldautomatisierung 6 Hardwareprojektierung Beispielprojekt Eine Beschreibung der einzelnen Parameter und die Handhabung der Parame trierung finden Sie in den Ger tehandb chern Als weitere Unterst tzung steht Ihnen die Online Hilfe zur Verf gung Sie starten SIMATIC PDM durch Doppelklick auf das Feldger tsymbol in der Hardwarekonfiguration Im Ger teauswahlfenster finden sie alle in SIMATIC PDM zur Verf gung stehenden Feldger te die gegebenenfalls zu einer Ger testammdatei GSD geh ren e F hren Sie jetzt einen Doppelklick auf das Symbol SITRANS P am DP Strang aus so ffnen Sie ein Fenster SIMATIC PDM Objekt einf gen e Verlassen Sie das Fenster nach eventuellen nderungen mit OK e Es ffnet sich das Fenster Ger teauswahl e ffnen Sie den Katalog PROFIBUS PA e ffnen Sie nacheinander die Kataloge Sensoren Druck Sie mens e W hlen Sie den Ger tetyp aus SITRANS P e W hlen Sie die Messart aus Absolutdruck e W hlen Sie den Messbereich aus 250 mBar Im Fenster Benutzer wird die Zugriffberechtigung Passwort f r die Para metergruppen in SIMATIC PDM festgelegt Es werden zwei Zugriffsbe rechtigungen unterschieden e Der Spezialist hat Zugriff auf alle beschreibbaren Parameter e De
25. sauber und sorgf ltig ausgef hrt werden Im Weiteren wird vor Ort ein 220 230 V Anschluss ben tigt um einen L tkolben 04 2005 5 Aufbaurichtlinien betreiben zu k nnen Sub D Steckverbinder mit L tanschluss sind sehr weit verbreitet und berall von diversen Herstellern erh ltlich Sub D Steckverbinder Der Crimpvorgang ist relativ kritisch und kann nur mit Spezialwerkzeug mit Crimpanschluss durchgef hrt werden Crimpkontakte k nnen durch unsachgem e Verar beitung aus der Aufnahme rutschen und dadurch die Zuverl ssigkeit einer Verbindung negativ beeinflussen Die Arbeiten k nnen jedoch von einer Per son durchgef hrt werden Bei werkstattgebundener Fertigung kann ein Crimp automat die Verarbeitung wesentlich vereinfachen und beschleunigen Abiso lieren und crimpen erfolgt in einem Arbeitsgang Sub D Steckverbinder Au er Schraub und Abisolierwerkzeug werden keine weiteren Hilfsmittel mit Schraubanschluss ben tigt Schraubverbindungen wie bei einer Reihenklemme sind weniger st rungsanf llig und ungleich einfacher herzustellen als eine L tverbindung Ein Stromanschluss f r einen L tkolben entf llt ebenso wie die Assistenz durch eine zweite Person Zur Zeit gibt es jedoch nur wenige Anbieter dieser einfachen Verbindungstechnik z B Phoenix Contact Siemens usw Steckverbinder f r 9 polige Sub D Steckverbinder sind f r den Einsatz in rauher Umgebung und h here Schutzart IP65 in Umgebungen mit h heren Schutzarten n
26. system der AS CPU und dem Anwenderprogramm In den Organisationsbau steinen wird die Reihenfolge der Bearbeitung des Anwenderprogramms fest gelegt Bedien und Beobachtungssystem Ein Parameter ist 1 eine Variable eines S7 Codebausteins Aktualparameter Formalparameter 2 eine Variable zur Einstellung des Verhaltens einer Bau gruppe Jede parametrierbare Baugruppe besitzt im Lieferzustand eine sinn volle Grundeinstellung die durch STEP 7 ver ndert werden kann Bestandteil des gt S7 300 R ckwandbusses im Automatisierungssystem op timiert auf schnellen Austausch von Signalen zwischen CPU Kommunikationsbaugruppe n und Signalbaugruppen ber den Periphe riebus werden Nutzdaten z B digitale Eingangssignale einer Signalbaugrup pe und Systemdaten z B Default Parameterdatens tze einer Signalbaugrup pe bertragen Ein Projekt ist ein Beh lter f r alle Objekte einer Automatisierungsl sung un abh ngig von der Anzahl der Stationen Baugruppen und deren Vernetzung Ein Plan stellt die oberste Hierarchiestufe eines hierarchischen Baustein Instanzgeflechtes dar Er hat einen implizierten Typ aber kein Interface und l sst sich somit nicht verschalten Pl ne k nnen keine Pl ne enthalten Programmable Logic Controller gt SPS Prozessleitsystem Process Monitoring and Control Kommunikationsmechanismen bei SIMATIC S5 und S7 PROcess Fleld BUS internationale Prozess und Feldbusnorm die in der PROFIBUS Norm IEC 61
27. 152 1 AA00 0AB0 besitzt folgende Eigenschaften e verbindet die ET 2001SP mit dem PROFIBUS RS485 IS e bereitet die Daten f r die best ckten Elektronikmodule auf e die PROFIBUS Adtresse ist ber Schalter einstellbar e das Abschalten der Versorgungsspannung DC 24 V am Terminalmodul TM PS A schaltet auch das Interfacemodul IM 152 ab e der maximale Adressumfang betr gt 244 Byte Eing nge und 244 Byte Ausg nge e Betrieb als DPVO S7 DP und DPV1 Slave e _Modulschacht f r die SIMATIC Micro Memory Card MMC e Firmware aktualisieren ber PROFIBUS DP oder MMC e Sicherung der Parameter der Elektronikmodule Im MMC der IM 152 sind die Parameter Daten gespeichert 2 5 SIMATIC Feldautomatisierung 04 2005 2 Komponenten der Feldautomatisierung Nach dem Einschalten der Spannungsversorgung der ET 200iSP verteilt die IM 152 die gespeicherten Parameter Daten an die Elekt ronikmodule z B Ersatzwerte bei den Ausgabemodulen Anschlie end wird der PROFIBUS DP freigegeben und das Auto matisierungssystem durch den DP Master in Betrieb genommen Erst wenn sich die ET 2001SP im Datenaustausch mit dem DP Master befindet werden bei der Ausgabe die Ersatzwerte der MMC durch die aktuellen Daten des DP Master abgel st Redundanz der IM 152 Analoges Modul Die Analogeingabebaugruppe 4 AI I 2WIRE HART 6ES7 134 7TD00 0AB0 4 AII2WIRE HART besitzt folgende Eigenschaften 4 Eing nge f r den Anschluss von HART Feldge
28. 158 IEC 61784 1 festgelegt ist Sie gibt funktio nelle elektrische und mechanische Eigenschaften f r ein bitserielles Feldbus system vor PROFIBUS ist ein Bussystem das PROFIBUS kompatible Auto matisierungssysteme und Feldger te in der Zell und Feldebene vernetzt PROFIBUS gibt es mit den Protokollen DP gt Dezentrale Peripherie FMS gt Fieldbus Message Specification oder TF gt Technologische Funktionen Bussystem PROFIBUS mit dem Protokoll DP DP steht f r dezentrale Peri pherie Das Dezentrale Peripheriesystem ET 200 basiert auf der Norm IEC 61158 IEC 61784 1 PROFIBUS 5 SIMATIC Feldautomatisierung 04 2005 Prozessvariable PTB Q R R ckwandbus SCADA Segment SFB SFC SIMATIC PCS 7 Slave SPC SOC Speicherprogram mierbare Steuerung SPS Glossar Die Prozessvariable ist ein Ressourcen neutrales Projekt globales Objekt Sie dient der Verbindung der AS Projektierwelt STEP 7 CFC mit der OS Projektierwelt WinCC Sie kennt Informationen ber den Ort an dem die Prozessvariable zur Laufzeit existiert z B Netzadresse im AS und auch In formationen ber spezifische OS relevante Eigenschaften Die Physikalisch Technische Bundesanstalt Braunschweig und Berlin ist das nationale Metrologie Institut mit wissenschaftlich technischen Dienstleis tungsaufgaben auch mit einer Fachabteilung Chemische Physik und Explosi onsschutz Der R ckwandbus ist ein serieller Datenbus ber d
29. 2 kann bei Bedarf ber azyklische Telegramme Da ten mit dem Masterklasse 1 Up Download Master Diagnose lesen sowie Daten mit den Feldger ten austauschen Messwert lesen Slave Diagnose le sen Parameter schreiben e _ bertragungstechnik RS485 RS485 IS LWL Multimode oder Single mode Glasfaser PCF Kunststofffaser e Topologie Linie Stern Ring e Medium verdrillte Zweidrahtleitung LWL optional e Anzahl Teilnehmer max 126 max 32 pro Segment e Anzahl Segmente max 10 e _Netzausdehnung max 2 000 m bei 1 5 MBit s mit 9 Repeatern optisch bis 15 km e _ bertragungsrate max 12 MBit s e Einsatz im eigensicheren Bereich durch bertragungstechnik RS485 IS e Redundanz mit Optical Link Modulen OLM und LWL Doppelring e Redundanz mit DP Slaves z B 2 redundante Profibusanschaltungen IM 152 1 in einer ET 2001SP e Betrieb von redundanten DP PA Links an S7 H System e Einsatz von Komponenten des Systems SCALANCE zur Einbindung des PROFIBUS in durchg ngige Netzwerke Moderne Feldger te wie Messumformer Stellger te und Antriebe besitzen ne ben dem Mess bzw Stellwert zahlreiche Parameter die w hrend der Inbe triebsetzung und teilweise auch im laufenden Betrieb ge ndert werden m ssen um die Intelligenz wie z B vorbeugende Wartung oder Optimierung der Schnittstelle zum Messwertaufnehmer dieser Feldger te zu nutzen Aufgrund der unterschiedlichen zeitlichen Anforderungen an den Datenzugriff der Ma
30. Es besteht aus den Ver bindungselementen Tap M12 Outlet M12 Jack Coupler und Terminator zu Anschluss der Endger te an das FastConnect Process Cable SIMATIC Feldautomatisierung 04 2005 DP PA Link SpliTConnect N Terminator SpliTConnect Coupler Stecker am PA Feldger t SpliTConnect M12 Outlet zum Direktanschluss von PA Feldger ten an das SpliTConnect Tap SpliTConnect M12 Jack Bild 5 4 Anschlusssystem SpliTConnect SpliTConnect besitzt folgende Vorteile 5 Aufbaurichtlinien e Einfache Montage der Busleitung durch das FastConnect Anschlusssys tem FastConnect Stripping Tool FC Process Cable nach IEC 61158 2 e FC Process Cable Spezielle Busleitung gem IEC 61158 2 f r den Ein satz in explosionsgef hrdeten Ex einsetzbar e Endger te ber FC Process Cable nach IEC 61158 2 oder SpliTConnect M12 Outlet M12 Jack anschlie bar e _Abschlusswiderstandskombination integrierbar SpliTConnect Termina tor e Reduzierung von Typen und Teilen durch ein einheitliches Anschlusssys tem f r PROFIBUS PA F r weiterf hrende Informationen sei auf Katalog IK PI verwiesen SIMATIC Feldautomatisierung 5 15 04 2005 5 Aufbaurichtlinien 5 3 PNO Richtlinien und weitere Literatur Einleitung Literarurhinweise PROFIBUS ist ein offenes Feldbussystem welches f r verschiedene Anwen dungsbereiche geeignet ist Die PROFIBUS Technologie ist in unterschiedli chen Normen
31. Feldbuskabel m ssen z B durch Farb oder Ringmarkierung eindeutig selektierbar sein Kabel mit eigensicheren Stromkreisen sind nach DIN 57 165 VDE 0165 Kap 6 1 3 14 z B durch hellblauen Mantel zu kenn zeichnen Bei der Verwendung von mehrpaarigen Kabeln im explosionsgef hrdeten Be reich sind die besonderen Installationsbedingungen nach DIN 57 165 VDE 0165 Kap 6 8 zu beachten F r Conformance Tests mu das Referenzkabel Typ A verwendet werden Bei der Neuinstallation von Anlagen sollten Kabel verwendet werden welche die Mindestanforderungen der Typen A oder B erf llen Bei mehrpaarigen Ka beln Typ B d rfen mehrere Feldbusse 31 25 kBit s in einem Kabel be trieben werden Andere Stromkreise im gleichen Kabel sollten vermieden wer den Kabel der Typen C und D sollten nur in so genannten Retrofit Applications Nutzung bereits installierter Kabel bei stark verringerter Netzwerkausdeh nung eingesetzt werden Es ist zu ber cksichtigen dass in diesen F llen die St rsicherheit der bertragung oft nicht den im Standard beschriebenen An forderungen gen gt Die Daten dieser Liste sind den Datenbl ttern entnommen Die Liste soll lediglich einen berblick geben und stellt daher nicht das kom plette Angebot von Leitungen dar Hersteller Kabeltyp Wellenwider Leitungsart Betriebskap D mpfung Abschirmung Bemerkungen Vertrieb stand Normbe zeichnung Siemens AG SIMATIC 1000 200 02YSYCY I lt 28nF km l
32. H10 Siemens AG SIMATIC NET 6XV1 830 3GH10 5 Aufbaurichtlinien Die Daten dieser Liste sind den Datenbl ttern entnommen Die Liste soll lediglich einen Uberblick geben und stellt daher nicht das kom plette Angebot von Leitungen dar Wellenwider stand Kabeltyp Fasertyp Siemens AG 6XV1 873 Multimode 2A Gradientenfa ser 50 125 Siemens AG 6XV1 820 Multimode 5AH10 Gradienten faser 62 5 125 Siemens AG 6XV1820 Multimode 6AH10 Gradienten faser 50 125 Siemens AG 6XV1820 Multimode 7AH10 Gradienten faser 62 5 125 Siemens AG 6XV1873 3GT Multimode Gradienten faser 50 125 Leitungsart Normbezeich bei IkHz 02YSY ST CY x 2x 0 64 2 55 50 KF 40 FR VI x 2 x 0 64 2 55 50 KF 40 SW x 2 x 0 64 2 55 50 KF 40 FR VI 02YY ST C11Y x 2x 0 64 2 55 50 LI KF 40 FR x 2 x 0 65 2 56 50 LI petrol FR Leitungsart Normbezeich nung AT W ZN YY 2x1G50 125 bei 850nm lt 2 7dB km lt 3 5dB km bei 1300nm bei 850nm W ZN Y ZN 11 lt 2 7dB km Y 2650 125 T VHH 2G62 5 125 bei 1300nm bei 850nm WAIZN Y ZN lt 2 7dB km B2Y 2650 125 Tabelle 5 3 Kabelliste Lichtwellenleiter SIMATIC Feldautomatisierung Betriebskap lt 4 dB km bei 38 4 KHz D mpfung Betriebs temperatur 25 C bis 80 C 20 C bis 60 C 25 C bis 80 C 20 C bis 60 C 25 C bis 70 C bschirmung Bemerkungen Busleitung Standard mit PVC Mant
33. Instanzen und be schreibt wie diese Instanzen intern strukturiert sind Alle Instanzen eines Typs gehorchen bez glich ihres Verhaltens und bez glich ihrer Informationsstruktur Datenstruktur derselben grundlegenden Definition besitzen aber eigene in dividuelle Daten Neustart Das Zentralteil einer AS besteht aus den Komponenten Zentraleinheit CPU Baugruppentr ger Stromversorgung Arbeitsspeicher und Ladespeicher Das ist das Automatisierungssystem SIMATIC S7 400 7 SIMATIC Feldautomatisierung
34. Link m glich Dieses modulare System ist bis auf 5 PA Str nge ausbaubar Bild 3 1 Das DP PA Link mit der Anschaltbaugruppe IM 157 und einem DP PA Koppler SIMATIC Feldautomatisierung 3 3 04 2005 Mechanischer Aufbau Der 3 Beschreibung der Komponenten mechanische Aufbau wird durch folgende Punkte gekennzeichnet Modularer Aufbau in S7 300 Aufbautechnik auf einem flachen Profil schiene in Aufschwenktechnik mit Schraubbefestigung Die Gesamteinbautiefe betr gt max 130 mm die H he 125 mm Die Brei te der IM 157 betr gt 40 mm Die Gesamtbreite der DP PA Link ist ab h ngig von der Anzahl der verwendeten DP PA Koppler Die restlichen mechanischen Aufbaudaten entsprechen den DP PA Kopplerdaten Anschlusstechnik Die Anschlusstechnik wird durch folgende Punkte gekennzeichnet Der Anschluss der Versorgungsspannung DC 24V erfolgt durch eine 4 polige Schraubklemme Der Anschluss der PROFIBUS DP Schnittstelle erfolgt nur an der IM 157 durch eine 9 polige SUB D Steckverbindung Die PROFIBUS DP Schnittstellen der im DP PA Link verwendeten DP PA Koppler sind ohne Funktion Zugentlastung und Schirmauflage sind durch den SUB D Stecker realisiert Der Anschluss der PROFIBUS PA Schnittstelle erfolgt bei der nicht ei gensicheren Variante ber 4 Schraubklemmen Der Anwender kann je nach Bedarf die PA Leitung abschlie en oder weiterschleifen Der Ab schlusswiderstand ist schaltbar im Geh use integriert Der Anschluss der P
35. Montage Ver r t ET 200iSP drahtung Inbetriebnahme Diagnose Wartung der ET 200iSP ein Handbuch schlie lich der zugeh rigen HART Analogbaugruppen AS5E00247482 02 Profibus RS485 IS User Diese Richtlinie beschreibt den Aufbau von RS485 IS Netzen in explo and Installation Guideline sionsgef hrdeten Bereichen 2 262 PNO http www profibus com SIMATIC PDM The Proc Das Handbuch gibt Ihnen einen vollst ndigen berblick ber das Pro ess Device Manager grammieren mit SIMATIC PDM Es unterst tzt Sie bei der Installation Handbuch und Inbetriebnahme der Software Die Vorgehensweise f r das Projek tieren von Netzen und Prozessger ten die Inbetriebsetzung und Run time Funktionen werden erl utert Das Handbuch richtet sich an Personen die im Bereich Feldtechnik f r die Projektierung Inbetriebnahme und den Anlagenbetrieb t tig sind ASE00210345 01 Die aktuellen Handb cher finden Sie im Internet http www2 automation siemens com simatic portal html_00 techdoku htm SIMATIC Feldautomatisierung 4 4 Teil 2 Projektierung und Handhabung Start up 5 AUFBAURICHTLINIEN 5 1 Einleitung 5 2 Mechanischer und elektrischer Aufbau 5 2 1 Montage der Kabel 5 2 2 Kabelwege in und au erhalb von Geb uden 5 2 3 Kabelspezifikationen und Kabelempfehlung PROFIBUS DP 5 2 4 Kabelspezifikationen und Kabelempfehlung PROFIBUS PA 5 2 5 Schirmungskonzept 5 2 6 Erdung und Potenzialausgleich 5 2 7 Blitzschutz 5 2 8 Steckverbinde
36. ROFIBUS DP an das Automatisierungsger t sy stem weitergeleitet Aufgrund der hohen Daten bertragungsrate von bis zu 12 MBit s treten dabei nur unwesentliche Verz gerungen in der Daten bertragung auf selbst bei 31 Feldger ten pro DP PA Link nur ca 1 ms Der DP PA Link hat bis zu der max anschlie baren Anzahl von Feldger ten 31 Feldger te pro DP PA Link das gleiche Zeitverhalten wie der DP PA Koppler Entscheiden de Vorteile ergeben sich bei Strukturen bei denen die Feldger te auf mehrere DP PA Links aufgeteilt sind Bei einer bertragungsgeschwindigkeit von 12 MBit s am bergeordneten PROFIBUS DP treten lediglich Verz gerungen im Bereich von ca 1 ms auf so dass die Zykluszeit von der Anzahl der Feldger te nahezu unabh ngig bleibt Bei 10 nicht komplexen Feldger ten pro DP PA Link betr gt die Zykluszeit ca 100 ms bei 30 nicht komplexen Feldger ten pro DP PA Link ca 300 ms bei rein zyklischer Kommunikation Diese Zyk luszeiten werden verl ngert um die Dauer aller azyklischen Telegramme 3 2 2 Adressierung von PROFIBUS PA Feldger ten DP PA Koppler Bei Einsatz des DP PA Kopplers werden die Feldger te direkt vom Automatisierungsger t system adressiert der DP PA Koppler ist transparent und braucht nicht in der HW Konfig projektiert werden 3 16IMATIC Feldautomatisierung 04 2005 DP PA Link Zusammen fassung 3 Beschreibung der Komponenten DP PA Koppler siehe Bild 3 6 linke Bildh lfte Aus Sicht des A
37. ROFIBUS PA Schnittstelle erfolgt bei der eigensiche ren Variante ber zwei Schraubklemmen Der eigensichere DP PA Koppler befindet sich immer am Ende der PA Leitung Der im Geh use integrierte Abschlusswiderstand ist immer aktiv Die Schirmauflage der PA Leitung dient in beiden Versionen gleichzeitig als Zugentlastung F r eine weitergehende Beschreibung der Baugruppe wird auf das Handbuch Buskopplung DP PA 502 hingewiesen 3 1 3 HART Baugruppen der ET 200M 3 1 3 1 Zweikanalige Analogeingabebaugruppe Mechanischer Aufbau Der 3 4 SIMATIC Feldautomatisierung mechanische Aufbau wird durch folgende Punkte gekennzeichnet Modularer Aufbau in S7 300 Aufbautechnik auf einer flachen Profil schiene in Aufschwenktechnik mit Schraubbefestigung Einsatz dezentral in ET200M mit der Anschaltbaugruppe IM 153 2 Aus f hrliche Informationen ber das dezentrale Peripherieger t ET 200M und der Anschaltbaugruppe finden Sie in 140 Anordnung aller Anzeige und Anschlusselemente an der Frontseite der Baugruppe 04 2005 3 Beschreibung der Komponenten Vertiefte Anordnung aller Steckverbinder abgedeckt mittels Frontt ren Geh use in Schutzart IP 20 K hlung ber Konvektion Einbaulage waagerecht F r Schirmungsma nahmen dient das Trageprofil als Funktionserdungs bezugspunkt Jede Baugruppe ist im r ckw rtigen Bereich mit einer obe ren und unteren Schirmkontaktfeder versehen welche nach Befestigen der Baugruppe
38. S 7 bereitgestellt werden 04 2005 Strukturierung der Bausteine SIMATIC Feldautomatisierung 7 Softwareprojektierung Beispielprojekt Treibereinsatz Aus dem Abschnitt Driver der Bibliothek PCS 7 Library wird e f r das Einlesen der Temperatur der IN_A1 Baustein ausgew hlt Ana logeingabebaugruppe 4 AI2WIRE HART e f r das Einlesen des F llstandes der PA_AI Baustein ausgew hlt SITRANS P Druckmessumformer e f r das Ausgeben der Stellgr e des Reglers der OUT_A1 Baustein aus gew hlt Analogausgabebaugruppe 4AO HART Funktionsbausteine Die Aufgabe Bedienen Regeln Melden k nnen Sie mit einem Baustein erle digen dem CTRL_PID Baustein Er besitzt alle notwendigen Eigenschaften die der Aufgabenstellung gen gen e PID Regler e bedienbar mit Begrenzung e meldef hig Diesen Baustein finden sie in der Bibliothek PCS 7 Library im Ordner Control Im folgendem wird der Vorgang beim Einsatz des CFC bez glich der Aufgabe beschrieben als Standardwerkzeug f r die Projektierung verfahrenstechni scher Anlagen F r Details der CFC Hantierung bzw Projektverwaltung se hen Sie bitte im CFC Handbuch nach e Legen Sie in dem Planbeh lter Ihres Projekts einen Plan mit einer Be zeichnung an die der Aufgabe entspricht z B LICA_123 e _Er ffnen Sie den Plan e Plazieren Sie je eine Instanz der vorher ausgesuchten Bausteintypen im Beispiel je einen CH_Al PA_AI CH_AO CTRL_PID
39. S Systemen ber Industrial Ethernet e W hlen Sie in Ihrem Rack den n chsten freien Steckplatz Platz 5 als ak tuellen Steckplatz durch Einfachklick aus blaue Darstellung e ffnen Sie CP 400 im Hardwarekatalog und f gen Sie eine CP 443 5 Basic in das Rack ein Sie befinden sich automatisch in der Maske zur Konfigurierung des Ethernet Netzes e Geben Sie die IP Adresse ein mit der die CP 443 1 am Bus angesprochen werden kann z B IP Adresse 192 168 0 1 e Geben Sie ein neues Subnetz f r den Ethernet Strang ein Taste NEU und ndern Sie den Namen in Ethernet 1 und schlie en Sie die Masken zur Netz Projektierung mit OK ab 04 2005 6 Hardwareprojektierung Beispielprojekt 6 1 3 Laden der Hardwarekonfiguration in eine CPU Die Konfigurierung der SIMATIC Station ist beendet und Sie k nnen die In formationen ber Zielsystem gt Laden in Baugruppe an die CPU weiterge ben Die CPU muss zum Laden der Baugruppendaten im STOP Zustand ste hen Es wird eine Maske eingeblendet in der Sie die Zielbaugruppe zum La den der Hardwarekonfiguration ausw hlen k nnen Im Beispiel steht die CPU 416 2 DP und die CP 443 1 zur Auswahl Lassen Sie beide Baugruppen angew hlt denn Sie m ssen beide Baugruppen laden Die CP 443 5 Exten ded wird nicht zum Laden angeboten da diese Baugruppe als DP Master ber die CPU geladen wird Hinweis e Das erste Laden einer CPU kann nur be
40. SIMATIC Buskopplung DP PA 503 Automatisierungssystem SIMATIC S7 300 M7 300 ET200M Ex Pheripheribaugruppen Referenzhandbuch 504 Geting up SIMATIC PCS 7 Leitfaden 519 Automatisierungssystem SIMATIC S7 300 M7 300 ET200M Ex Peripheribaugruppen Grundlagen Explosionschutz 601 Dezentrales Peripherieger t ET 2001SP Handbuch 603 Automatisierungssystem S7 300 Aufbauen Installationshandbuch 604 SIMATIC NET PROFIBUS Netze Handbuch 605 SIMATIC Buskopplungen DP PA Link und Y Link Ger tehandbuch 2 SIMATIC Feldautomatisierung 04 2005 Index A Abschirmung 5 7 Adressierung 3 10 Anschaltbaugruppe IM 157 3 3 Anschlu technik 5 2 Aufbaurichtlinien 5 1 B Biegeradius 5 6 Blitzschutz 5 12 Bussystem 5 2 Buszykluszeit 3 9 c CFC 7 2 COM PROFIBUS 2 9 D Daten bertragung 5 4 DD 3 16 Device Description 3 16 E Einsparungspotential 1 10 Erdung 5 11 F Feldger tebausteine 2 9 3 16 G Ger teprofile 3 12 Ger testammdaten 6 8 Ger testammdatendatei 3 15 GSD 3 15 H Hardware 3 2 Hardwarekomponenten 2 2 Hardwarekonfigurierung 2 9 HART 1 5 1 14 2 3 3 12 HART Baugruppen 3 4 Installationsort 5 4 Installationstechnik 5 4 Interoperabilit t 3 13 3 14 SIMATIC Feldautomatisierung K Kabel 5 5 Kabelkapazit 5 7 Kabelspezifikation 5 7 5 9 Kabeltyp 5 7 Kabelverlegung 5 5 Komformit t 1 3 Kommunikationswege 6 2 Konfigurieren 2 9 Index
41. SIMATIC in der Prozessindustrie Es werden SIMATIC PROFIBUS Baugruppen und Netzstrukturen vorgestellt die f r die speziellen Kommunikationsaufgaben in der Prozessindustrie geeignet sind Im zweiten Teil erhalten Sie Informationen ber den mechanischen und elekt rischen Aufbau und ber die Hard und Softwareprojektierung des PROFIBUS Netzwerkes Die Systembeschreibung wendet sich vor allem an diejenigen die sich schnell eine komplexe bersicht ber das Thema verschaffen wollen oder die eine ra sche Antwort auf eine bestimmte Frage ben tigen Dabei ist aber zu beachten dass die gesetzlichen und normativen Vorgaben laufenden nderungen und Anpassungen an neue technische Entwicklungen unterworfen sind Die in die ser Brosch re enthaltenen Informationen entsprechen deshalb dem Stand zur Zeit der Erstellung dieser Schrift Zum Verst ndnis des Handbuches ben tigen Sie allgemeine Kenntnisse auf dem Gebiet der Automatisierungstechnik Weiterhin sollten Sie ber Kenntnisse der Basissoftware STEP 7 und SIMATIC PDM verf gen Diese Systembeschreibung beinhaltet folgende Systeme und Baugruppen e PROFIBUS PA mit den Baugruppen DP PA Link und DP PA Koppler e PROFIBUS DP RS485 IS mit dem System ET 2001SP und dem RS 485 IS Koppler e _HART Kommunikation mit den analogen Ein und Ausgabebaugruppen der ET 200 M und ET 200iSP e SIMATIC PDM das Konfigurier und Parametriersystem f r PROFIBUS Feldger te und Feldger te mit HART Kommuni
42. SIMATIC S7 PCS 7 Der PROFIBUS ist ein Multi Master Bussystem F r mittlere bis gro e Anlagen ist PROFIBUS der f r SIMATIC PCS 7 vorgesehene Feldbus An einen PROFIBUS k nnen bis zu 126 Stationen angeschlossen werden Der PROFIBUS kann mit bertragungsraten von 9 6 kBit s bis 12 MBit s arbeiten und bei Einsatz von optischer bertragungstechnik eine Netzausdehnung bis 15 km bei 1 5 MBit s haben 604 Der Datenaustausch zwischen Automatisierungssystem und dezentraler Peri pherie sowie intelligenten Feldger ten wird heute bei geringem Installations aufwand ber Feldbussysteme durchgef hrt F r SIMATIC S7 und PCS 7 wird hierbei der standardisierte PROFIBUS DP eingesetzt PROFIBUS DP ist ein MASTER SLAVE Bussystem Die Masterfunktion wird dabei von einem Au tomatisierungssystem Masterklasse 1 bzw von einem oder mehreren Per sonalcomputern Masterklasse 2 wahrgenommen Das Automatisierungssy stem Masterklasse 1 hat vollen Zugriff ber zyklische Telegramme auf die Prozesssignale aller ihm zugeordneten Busteilnehmer ber den Personalcom puter Masterklasse 2 kann k nnen bei Bedarf mit azyklischen Telegrammen Daten f r die Konfigurierung Inbetriebnahme Betriebs berwachung und Wartung mit allen angeschlossenen Teilnehmern ausgetauscht werden Ange bunden werden ber PROFIBUS DP die dezentrale Peripherie ET 200 und auch einzelne Feldger te An einen PROFIBUS DP k nnen nach Norm eben falls bis zu 126 Stationen angeschlossen
43. Verbindung zur Abschirmung hat Entweder man zieht nach ca einem halben Jahr alle Schellen nochmals an oder es werden Schellen mit Fe derweg eingesetzt die das Flie en der Kabel kompensieren Die Gr e der zu beschaffenden Schrauben Muttern Zahnscheiben Kabel schuhe Aderendh lsen und Kabelschellen richtet sich nach dem Querschnitt der verwendeten Kabel und Leitungen Das System besteht aus drei aufeinander abgestimmten Komponenten e _FastConnect Busleitungen zur Schnellmontage e _FastConnect Stripping Tool Abisolierwerkzeug e _FastConnect Busanschlussstecker f r PROFIBUS Die FastConnect Abisoliertechnik erm glicht einen schnellen und einfachen Anschluss von PROFIBUS Steckern an die PROFIBUS Busleitungen Der spezielle Aufbau der FastConnect Busleitungen erm glicht den Einsatz des FastConnect Stripping Tools mit dem der Au enmantel und der Geflecht schirm in einem Arbeitsschritt ma genau abgesetzt werden Mit Hilfe des FastConnect Stripping Tools ist es m glich Au enmantel und Schirm der FastConnect Busleitungen in einem Arbeitsgang auf die richtigen L ngen ab zuisolieren Der Anschluss der so vorbereiteten Leitung erfolgt in den FastConnect Busanschlusssteckern ber Schneid Klemmtechnik Die PROFIBUS FastConnect Busleitungen k nnen auch an die herk mmli chen Busanschlussstecker angeschlossen werden Das System dient zum Aufbau von Feldbussegmenten PROFIBUS PA nach IEC 61158 2 mit Feldger te Anschlusspunkten
44. W N 4 8 32 0 15 A e Definition Der maximale Ausgangsstrom eines Ger tes f r den RS485 IS wird mit Io lt 149 mA festgelegt Der restliche Gesamtstrom von 32 mA ist f r 2 externe aktive Busabschl sse reserviert SIMATIC Feldautomatisierung 1 13 04 2005 1 Grundlagen 1 3 4 bersicht PROFIBUS Anwendungsbereiche Im System PROFIBUS stehen unterschiedliche bertragungstechniken zur Verf gung Damit wird der Anschluss von Feldger ten ber gro e Entfernun gen hinweg an das zentrale Automatisierungsger t system bei Einhaltung der zeitlichen Anforderungen m glich Verbind Anwendung Max Segmentl nge schicht Baudrate PROFIBUS DP A Peripherie 1000m 187 5 kBit s 400m 500 kBit s 200m 1 5 MBit s Glasfaser Schnelle bertragung gt 10000m 12 MBit Gro e Entfernungen EMV Stabilit t PROFIBUS MBP Prozessger te 1900m 31 25 kBit s P Manches Stromversorgung ber ter Coded den Bus Bus Pow Ex Anwendungen ered Tabelle 1 2 bersicht PROFIBUS Anwendungsbereiche RS485 Dezentrale Peripherie 1200m lt 93 75 kBit s Intelligente Antriebe 1000m 187 5 kBit s Intelligente Feldger te 400m 500 kBit s 200m 1 5 kBit s 100m 12 MBit s RS485 IS Dezentrale Ex 1200m lt 93 75 kBit s 1 4 HART Funktionen Einleitung HART Highway Addressable Remote Transducer ist ein serielles bertra gungsverfahren mit dem ber eine 4 bis 20 mA Stromschleife zus tzliche Da ten
45. albaugruppen Ist eine universelle standardisierte Ger te und Parameterbeschreibung f r PROFIBUS PA Ger te und Feldger te mit HART Protokoll Jeder Busteilnehmer muss zur eindeutigen Identifizierung am PROFIBUS DP eine DP Adresse erhalten PC PG oder das ET 200 Handheld haben die DP Adresse 0 DP Master und DP Slaves haben eine DP Adresse aus dem Be reich 1 bis 125 Ein Master der am PROFIBUS mit dem Protokoll PROFIBUS DP be trieben wird und sich nach der PROFIBUS Norm PROFIBUS DP verh lt hei t DP Master PROFIBUS DP Ein gt Slave der am PROFIBUS mit dem Protokoll PROFIBUS DP be trieben wird und sich nach der PROFIBUS Norm PROFIBUS DP verh lt hei t DP Slave Das Dezentrale Peripheriesystem ET 200 mit dem Protokoll PROFIBUS DP SIMATIC Feldautomatisierung 2 04 2005 Engineering System ES F Feldger te Funktionsbaustein IP 20 J K Konfiguration LWL Glossar ist ein Bus zum Anschluss von dezentraler Peripherie an eine CPU oder einem ad quaten DP Master ET 200 zeichnet sich durch schnelle Reaktionszeiten aus da nur wenige Daten Bytes bertragen werden ET 200 basiert auf der PROFIBUS Norm PROFIBUS ET 200 arbeitet nach dem Master Slave Prinzip DP Master k nnen z B die Masteranschaltung IM 308 C oder die CPU 315 2 DP DP Slaves k nnen die dezentrale Peripherie ET 200B ET 200C ET 200M ET 200U ET 2001SP oder DP Slaves der Fa Siemens oder weiterer Herste
46. auf Detailkataloge Kataloginhalt Bestell Nr SIMATIC Als PDF verf gbar Automatisierungssysteme http www2 automation sieme SIMATIC S5 505 ns com simatic ftp st50 html_00 st5098_d pdf SIMATIC S7 E86060 K4670 A111 A9 Produkte f r Totally Integrated Automation und Micro Automation Bedien und Be Bedien und Beobachtungssysteme Industrial Communication E86060 K6710 A101 B4 Industrielle Kommunikation f r Automation and Drives Prozessautomatisierung Sensor Technology E86060 K8310 A101 A1 Factory Automation Sensors PC based Automation E86060 K4670 B111 B2 KT 10 2 Systemverkabelung E86060 K2410 A201 A3 SIMATIC TOP connect Prozessleitsystem SIMATIC PCS 7 ST PCS 7 A Add Ons f r das Prozessleitsystem SIMATIC E86060 K4678 A121 A4 PCS 7 CA 01 Komponenten f r die Automatisierung E86060 D4001 A100 C3 Die aktuellen Kataloge finden Sie im Internet http www automation siemens com order_formular html_00 resoform asp KT 10 1 Stromversorgungen SITOP power E86060 K2410 A101 A5 LOGO Power SIMATIC Feldautomatisierung 4 2 04 2005 4 Katalogdaten 4 3 Einordnung in die Informationslandschaft Zur Unterst tzung Ihrer Konfiguration gibt es eine umfangreiche Anwender dokumentation die f r eine selektive Benutzung vorgesehen ist Die folgenden Erl uterungen sollen Ihnen die Nutzung der Anwenderdokumentation erleich tern Process Control System PCS 7 Projektierungshandbuch Programmieren mit STEP 7 Handbuch Syst
47. augruppe mit Speicher Ein Ausgabebaugruppen und internem Bus System Die Peripherie und die Pro grammiersprache sind auf die Belange der Steuerungstechnik ausgerichtet Speicher Programmierbare Steuerung SIMATIC Feldautomatisierung 6 04 2005 Standardfunktions bausteine Startereignisse STEP 7 Symbol Symboltabelle Systembus Typ V W Wiederanlauf X Y Z Zentralteil Glossar Sind Bausteine f r den CFC die durch die SIMATIC PCS 7 Bibliotheken be reitgestellt werden Startereignisse sind definierte Ereignisse wie Fehler oder Alarme und veran lassen das Betriebssystem einen zugeh rigen Organisationsbaustein zu starten Programmiersprache zur Erstellung von Anwenderprogrammen f r SIMATIC S7 Steuerungen Ein Symbol ist ein vom Anwender unter Ber cksichtigung vorgegebener Syntaxvorschriften definierter Name Dieser Name kann nach der Festlegung wof r er stehen soll z B Variable Datentyp Sprungmarke Baustein bei der Programmierung und beim Bedienen und Beobachten verwendet werden Bei spiel Operand E 5 0 Datentyp BOOL Symbol Taster Notaus Tabelle zur Zuordnung von Symbolen gt Name zu Adressen f r Globaldaten und Bausteine Beispiel Notaus Symbol E 1 7 Adresse Regler Symbol SFB 24 Baustein Ist der Bus an dem alle Komponenten z B AS OS und ES angeschlossen sind und miteinander Daten austauschen Ein Typ repr sentiert eine Schablone f r beliebig viele
48. ben e Umsetzen des Datenformats von asynchron 11 Bit Zeichen auf synchron 8 Bit Zeichen und damit verbunden eine Umsetzung der bertragungs 1 8IMATIC Feldautomatisierung 04 2005 DP PA Link 1 Grundlagen geschwindigkeit von 45 45 kBit s auf 31 25 kBit s Der DP PA Koppler wirkt wie ein Draht wird nicht projektiert und ist aus Sicht der Busteil nehmer nicht zu erkennen e Speisung der Feldger te e Begrenzung des Speisestroms durch Barrieren f r Ex Anwendungen Es werden 2 Varianten des DP PA Kopplers angeboten Eine Nicht Ex Vari ante mit Speisung f r max 31 Feldger te und eine zertifizierte Ex Variante f r den Einsatz in Zone 1 und 2 mit Speisung f r max 9 Feldger te die in Zone 0 installiert sein k nnen Hinweis Die maximal einsetzbare Anzahl von Feldger ten richtet sich nach der Strom aufnahme der einzelnen Feldger te typ 12 mA und den maximalen Str men an den Kopplerausg ngen 110 mA bei Ex 1000 mA bei Nicht Ex Variante Die tats chliche Stromaufnahme aller Feldger te am Segment der hierdurch entstehende Spannungsabfall auf der Leitung und die minimal notwendige Versorgungsspannung am Koppler k nnen zu einer weiteren Begrenzung der Anzahl der Feldger te bzw der Leitungsl nge f hren Der DP PA Link besteht aus max 5 DP PA Kopplern Ex Variante bzw Nicht Ex Variante die ber eine Kopfbaugruppe am PROFIBUS DP ange schlossen werden Die Kopfbaugruppe ist Slave am be
49. chniken bestimmt Neben den allgemeinen An forderungen wie hohe bertragungssicherheit gro e Reichweite und hohe bertragungsgeschwindigkeit muss f r den Einsatz in der Prozessautomatisie rung auch der Betrieb in explosionsgef hrdeten Bereichen und die bertra gung von Daten und Energie auf einem gemeinsamen Kabel m glich sein Da f r stehen im System PROFIBUS mehrere bertragungsverfahren zur Verf gung e _RS485 bertragung f r universelle Anwendung in der Fertigungstechnik e RS485 IS bertragung in explosionsgef hrdeten Bereichen e MBP bertragung f r den Einsatz in der Prozessautomatisierung e Lichtwellenleiter LWL f r erh hte St rfestigkeit und Reichweite Die nachfolgenden Teilthemen beschreiben neben technischen Eigenschaften von PROFIBUS PA die integrierende Funktion von PROFIBUS PA bei der Automatisierung von chemischen und verfahrenstechnischen Prozessen PROFIBUS PA ist eine kommunikationskompatible Verl ngerung von PROFIBUS DP ins Feld Mit der gew hlten bertragungstechnik MBP Man chester Coded Bus Powered k nnen Messumformer und Stellger te auch im explosionsgef hrdeten Bereich ber gro e Entfernungen hinweg mit dem zentralen Automatisierungsger t system kommunizieren und auch von ihm gespeist werden F r weiterf hrende Informationen sei auf die Literatur Kapitel 5 3 verwiesen Bild 1 3 stellt das ganzheitliche System PROFIBUS mit seinen unterschiedli chen bertragungstechniken dar
50. deart Meldungs projektierung MMC MPI Netz Neustart ODBC OLE OLM Glossar Master d rfen wenn sie im Besitz des Tokens sind Daten an andere Teilneh mer schicken und von anderen Teilnehmern Daten anfordern gt DP Master sind z B die CPU 416 2 DP oder die IM 308 C Buszugriffsverfahren bei dem jeweils nur ein Teilnehmer der gt DP Master ist und alle anderen Teilnehmer gt DP Slaves sind Die Meldeklasse bestimmt die Eigenschaft der Meldung Bei SIMATIC PCS 7 gibt es die Meldeklassen Alarm Warnung Toleranz AS und OS Leittech nikmeldung Prozessmeldung Bedienanforderung und Bedienmeldung Zu jeder Meldart z B Alarm Warnung Toleranz gibt es eine weitere Un terteilung Diese bestimmt zusammen mit der Meldeklasse die Eigenschaft der Meldung Meldearten sind z B Alarm_high Alarm low Warnung high Wa nung_low Anlegen von Meldungen mit ihren Texten und Attributen Meldungen werden aus dem CFC SFC heraus projektiert SIMATIC Micro Memory Card MMC Als Speichermodul f r das Interfacemodul IM 152 der ET 200iSP wird eine SIMATIC Micro Memory Card verwendet Die MMC ist auch geeignet zum Update der Firmware Die mehrpunktf hige Schnittstelle MPI ist die Programmierger te Schnittstelle von SIMATIC S7 Sie bildet die Einstiegsm glichkeit eines Sy stembusses bei SIMATIC PCS 7 Ein Netz besteht aus einem oder mehreren verkn pften Subnetzen mit einer beliebigen Anzahl von Teilnehmern Es k
51. den Ausgehend von der Aufgabenstellung ergibt sich der in Bild 6 2 dargestellte Informationsverlauf Zur Prozesswerterfassung Informationsverarbeitung Regelung Bedienung Meldung und Ausgabe kommen die Bausteine aus der Bibliothek PCS 7 zum Einsatz Aus dem im Bild 6 2 gezeigten technologischen Baustein k nnen Sie dessen Struktur entnehmen Diese besteht aus einer Gruppe von Basisbausteinen de ren Verschaltung und Parametrierung zu einer bestimmten technologischen Funktion f hrt 04 2005 6 Hardwareprojektierung Beispielprojekt Bedienbaustein und Meldeerfassung im OS Technologischer Baustein a a a l I Made o I a aS Funktions r gt aaa baustein l Eia aTa aN I Proze Feldger t PA WAN O Feldger t korv 0 4 20 mA Bild 6 2 L sungsprinzip mit Bausteinen Informationsweg 6 1 Projektierung einer Station Anmerkung Es wird bei dieser Beschreibung zur Projektierung einer Station nur auf die Aspekte eingegangen die in direktem Zusammenhang mit dem Paket Feld technik stehen Beispielhaft wird dies f r PCS 7 dargestellt F r weitergehende Informationen wird auf die umfangreiche Literatur im Anhang verwiesen Im folgenden Bild 6 3 sehen Sie eine m gliche Anlagenkonfiguration in STEP7 HW Konfig Im Allgemeinen besteht die M glichkeit PA Feldger te wie das SITRANS P ber DP PA Koppler siehe Bild 6 3 DP Strang 1 oder ber DP PA Link siehe Bild 6 3 DP Strang 3 an die AS z
52. dger te von Fremdherstellern k nnen mit Hilfe der mitgelieferten GSD Dateien in die Hardwarekonfiguration eingef gt werden und stehen somit im Hardware Katalog zur Verf gung Hinweis Weitere Informationen zur Hardwarekonfiguration erhalten Sie im Hand buch 100 6 2 1 2 Einsatz eines SITRANS P ber DP PA Koppler Am Beispiel eines SITRANS P werden die Schritte zum Einf gen eines Slaves in einen DP PA Strang gezeigt Der PROFIBUS PA ist in diesem Fall ber ei nen DP PA Koppler an den PROFIBUS DP angebunden Hinweis Achten Sie bitte darauf dass die Hardwarevoraussetzungen f r den PROFIBUS PA gegeben sind und die Baudrate auf 45 45 kBit s eingestellt ist e ffnen Sie den Hardware Katalog und w hlen Sie das Profil Standard e W hlen Sie im Ordner PROFIBUS PA Sensoren Siemens und zie hen Sie durch das Festhalten mit der linken Maustaste die Komponente SITRANS P auf den DP Strang DP Mastersystem 1 e Sie erhalten ein Men zur Eingabe f r PROFIBUS Schnittstelle SITRANS Dort tragen Sie bitte Slaveadresse und Namen ein nderun gen der Buseigenschaften wirken sich jedoch auf alle am Strang befindli chen Slaves aus und ver ndern auch die beim Master bereits eingestellten Buseigenschaften e W hlen Sie das Objekt SITRANS P an und markieren Sie im unteren Listenfeld den Eintrag f r den 1 Steckplatz Vergeben Sie einen symboli schen Namen mit rechter Maustaste und Bef
53. durch Her ber ziehen aus der Bausteinbibliothek auf Ihrem Plan e Benennen Sie die Bausteine entsprechend Ihren Vorstellungen um e Melden Sie zwecks Bearbeitung CFC Stichwort Ablaufeigenschaften alle Instanzen in einem gemeinsamen Weckalarm OB z B OB32 an Bei der Reihenfolge des Aufrufs der Bausteine aus dem OB ist die allgemeine Regel Einlesen gt Bearbeiten gt Ausgeben zu befolgen Zum Festlegen der Reihenfolge m ssen Sie bei jedem Baustein feststellen woher dieser seine Parameter bezieht Er muss in der Regel nach allen anderen Baustei nen angemeldet werden von denen er verschaltete Werte bezieht In die sem Beispiel hei t das CH_AI PA_AI CTRL_PID CH_AO e Verschalten Sie die Ausg nge der Bausteine die Werte liefern mit den entsprechenden Eing ngen der Bausteine die diese Werte weiter bearbei ten 7 3 04 2005 SIMATIC Feldautomatisierung 7 Softwareprojektierung Beispielprojekt Parametrieren Sie bei jeder Instanz die Eing nge mit den zugeh rigen Prozesswerten ber die symbolischen Namen und deren Vorbesetzungs werte Verschalten Sie die Ausg nge mit den Eing ngen nach dem Schema aus Bild 6 2 Durch Aufruf des Befehls bersetzen wird ein Dialog ge ffnet Durch Auswahl der Option Treiberbausteine erzeugen werden nach dem Best tigen mit OK der CFC Plan bersetzt und alle notwendigen Treiberbau steine automatisch erzeugt Laden nun Sie das Programm in die
54. e sch digen k nnen An besonders gesch tzten Stellen Elektronikr ume d rfen die Leitungen auch ohne Schutzrohr verlegt werden Das nachtr gliche Einzie hen von Buskabeln in ein bereits belegtes Schutzrohr ist wegen der Gefahr der mechanischen Besch digung nicht zul ssig Bei der Lagerung dem Transport und der Verlegung ist darauf zu achten dass beide Enden des Buskabels verschlossen sind Abschlusskappen oder Isolier band Damit wird das Eindringen von Feuchtigkeit und Schmutz verhindert Im Erdreich ist das Kabel in Rohren oder Formsteinen zu verlegen Bei einer direkten Verlegung hat eine Einsandung des Kabels mit zus tzlicher Schutz abdeckung zu erfolgen um eine Besch digung des Kabels auszuschlie en Zu beachten sind die Angaben des Herstellers bez glich der Eignung des jeweili gen Kabels f r das Erdreich Manche Hersteller geben dem Kabel bereits eine bestimmte Farbe um die Unterscheidung leicht zu erm glichen z B graue Leitung innerhalb von Geb uden und schwarze Leitung au erhalb von Geb u den auch im Erdreich In ca 0 5 m ber einem erdverlegten Kabel eingesandet oder im PVC Schutz rohr muss zum Schutz gegen Blitzeinwirkungen ein 70 mm CU Seil oder ein 40 x 5 mm Bandstahl verlegt werden Insbesondere bei Lichtwellenleitern darf der vom Hersteller angegebene minimale Biegeradius nicht unterschritten werden Zum Beispiel gilt f r das SIMATIC NET PROFIBUS Plastikfaserkabel ein Biegeradius von gt 35 mm
55. e Busleitung immer ein schwacher Potenzialausgleich Hier stellt sich die Frage ob ein zu s tzlicher niederohmigerer Potenzialausgleich wie in der RS485 Norm vor gesehen notwendig ist Bei der 2 Draht Leitung gibt es nur den schwachen Potenzialausgleich Eine galvanische Trennung des Transceivers vom Teilnehmer mit seinen anderen Potenzialbindungen ist f r eine st rungsfreie Daten bertragung unumg nglich Bei der 4 Draht Leitung erfolgt der Potenzialausgleich ber die Leitung DGND Diese Anordnung ist nicht auf eine galvanische Trennung des Trans ceiver angewiesen Ist bei zwei oder mehr Teilnehmern DGND geerdet so k nnen auf der Busleitung zu gro e Ausgleichsstr me flie en RS485 schreibt f r diesen Fall ein Serienwiderstand pro Teilnehmer von ca 100 Ohm vor Dieser Widerstand sch tzt zwar vor allzu gro en Ausgleichsstr men reduziert aber auch den Ausgleichseffekt Eine galvanische Trennung des Transceivers ist auch mit Potenzialausgleich vorteilhaft Ein Potenzialausgleich nach RS485 ist nur bei fehlender galvanischer Trennung der Transceiver von anderen Potenzialbindungen z B geerdete Speisung gro e kapazitive Kopplungen einer nicht geerdeten Speisung not wendig Dies ist ein Bereich in dem Explosionsgefahr bzw aufgrund der rtlichen und betrieblichen Verh ltnisse eine gef hrliche explosive Atmosph re auftreten kann F r diesen Bereich bestehen entsprechend seiner Einstufung besondere Anforderungen f r den
56. ehl Symbole bearbeiten Tragen Sie f r den Prozesswert Datentyp Real z B den symbolischen Namen Druck1 und f r den zugeh rigen Quality Code Datentyp Byte den Namen QC_Druck1 ein und best tigen Sie mit OK e Speichern Sie die aktuelle Konfiguration 6 2 1 3 Einsatz einer ET 200iSP mit HART Bauguppe ET200iSP Am Beispiel einer ET 2001SP mit einer HART Baugruppe werden die Schritte zum Einf gen eines modularen Slaves in einen DP Strang gezeigt Der DP Strang 2 wurde wie in Abschnitt 6 1 2 beschrieben konfiguriert SIMATIC Feldautomatisierung 04 2005 HART Baugruppe SIMATIC Feldautomatisierung 6 Hardwareprojektierung Beispielprojekt ffnen Sie den Katalog PROFIBUS DP aus dem Hardwarekatalog ffnen Sie ET 200iSP und ziehen Sie durch das Festhalten mit der lin ken Maustaste die IM152 1 auf den DP Strang DP Mastersystem 2 Drag amp Drop Sie erhalten ein Men zur Eingabe der Eigenschaften PROFIBUS Teil nehmer in dem Sie die Adresse des ET 200iSP eingeben Das Subnetz ist automatisch durch die Zuordnung der IM 152 1 zu einem Strang einge stellt Zus tzlich k nnen Sie noch die Eigenschaften des DP Strangs H chste Teilnehmerzahl Baudrate Profil ndern nderungen wirken sich jedoch auf alle am Strang befindlichen Slaves aus und ver ndern auch die beim Master bereits eingestellten Buseigenschaften Verlassen Sie das Men nach dem Einstel
57. el Busleitung mit PE Mantel Nahrung und Genu mittel Busleitung f r Schleppketten Einsatz Busleitung f r Girlandenauf h ngung Bemerkungen FO Standard Cable f r den Einsatz im Innen und Au enbereich FIBER OTPIC Cable f r den Einsatz im Innen und Au enbereich Leitung zum Einsatz in Schleppketten f r hohe mechanische Belastung Trittfeste halogenfreie und schwer entflammbare Leitung f r den Einsatz im Innenbe reich L ngs und querwasserge sch tzte Leitung zum Einsatz im Au enbereich mit nicht metallischem Nagetierschutz zur direkten Verlegung auch im Erdreich 04 2005 5 Aufbaurichtlinien 5 2 4 Kabelspezifikationen und Kabelempfehlung PROFIBUS PA Kabelspezifikation Kabelempfehlung Kabelliste Als bertragungsmedium ist beim Feldbus nach DIN EN 61158 2 ein zwei adriges Kabel vorgeschrieben Die elektrischen Daten sind nicht festgelegt diese bestimmen jedoch die erreichbaren Eigenschaften des Feldbusses ber br ckbare Entfernungen Teilnehmerzahlen Elektromagnetische Vertr g lichkeit Im Standard Annex C nicht normativ nur informativ werden vier Kabeltypen unterschieden Installationen nach dem FISCO Modell unterliegen keinen sicherheitstechni schen Einschr nkungen wenn definierte Grenzwerte eingehalten werden Der Betrieb au erhalb dieser Grenzwerte ist nicht generell ausgeschlossen bedarf aber einer Betrachtung jedes Einzelfalls Die Adern aller
58. elt e PROFIBUS PA bildet den Kommunikationskanal zwischen Leitebene Automatisierungssystem und Feldger t ber gro e Entfernungen mit mi nimalem Aufwand e HART Baugruppen stellen den Informationskanal f r das HART Proto koll zwischen Leitebene und Feldger ten mit HART Protokoll bereit e SIMATIC PDM ist ein komfortables Konfigurier und Parametriersystem f r Feldger te mit PROFIBUS PA Anschluss bzw HART Protokoll In Bild 1 1 bis 1 2 ist die Einordnung in ein Automatisierungssystem beispiel haft dargestellt Bedienen und Beobachten Datenerfassung und Datenaustausch m E T l r Industrielles Ethernet PROFIBUS DP Glasfaser Gr ere Reichweite gt 10 km Feldebene PROFIBUS DP RS 485 iS 1 ET 200M 3 RS 485iS Koppler 5 DP PA Link Koppler Ex 2 ET 200iSP 4 HART Feldger t 6 DP PA Link Koppler nicht Ex Bild 1 1 Einordnung der Feldger tesysteme in die Pheripherie des Automatisierungssystems SIMATIC SIMATIC Feldautomatisierung 1 3 04 2005 PROFIBUS PROFIBUS DP 1 Grundlagen T os Es i Pom nn fe N Systembus SIMATIC S7 400 PROFIBUS DP bis zu 12 MBit s ET 200M DP PA LINK Koppler RS 485 IS Koppler ET 200iSP PROFIBUS PA IFA 31 25 MBit s o W 6 Ex 0 4 20 mA LE LE S os 20 mA SHORT HE HE E HART u Bild 1 2 Einordnung des Feldbussystems PROFIBUS PA und HART E A Baugruppen im Automatisierungssystem
59. em Einf gen der beiden HART Baugruppen werden in der Detailsicht der ET 200iSP vier zus tzliche Zeilen pro HART Baugruppe angelegt Diese zus tzlichen Zeilen k nnen mit HART Feldger ten belegt werden ffnen Sie den Hardwarekatalog der IM152 1 den Sie auf den Strang ge zogen haben 04 2005 SIMATIC PDM 6 Hardwareprojektierung Beispielprojekt e ffnen Sie die Baugruppe 4 AI2WIRE HART und f gen Sie die Bau gruppe HART Feldger t durch Drag amp Drop oder durch Doppelklick in den ersten Steckplatz Kanal der 4 AI2WIRE HART ein e Speichern Sie die aktuelle Konfiguration und laden Sie diese auf Ihre CPU Durch Doppelklick auf das HART Feldger t Kanal 1 der dargestellten 4 AI 2Wire HART starten Sie das Parametriersoftwaretool SIMATIC PDM Als erstes wird sich das Fenster SIMATIC PDM Objekt einf gen ffnen dort k nnen Sie einen eindeutigen Ger tenamen f r das HART Feldger t an geben Verlassen Sie das Objektfenster mit OK Als n chstes ffnet sich das Ger teauswahlfenster Im Ger teauswahlfenster finden sie alle in SIMATIC PDM zur Verf gung stehenden HART Protokoll f higen Feldger te Die weitere Vorgehensweise entspricht der Vorgehensweise wie sie im Kapitel 6 4 beispielhaft f r ein PROFIBUS PA Ger t beschrieben ist 6 3 Stationsdiagnose Sie haben die M glichkeit f r eine konfigurierte Station die aktuellen Zu st nde von Baugruppen auszulesen Voraussetzung Es besteht eine Verbin
60. em OS WinCC PROFIBUS Ind Ethernet Feldger te bedienen un beobachten Projektieyang Feldger te Daten lesen I I I AF C S7 400 I I schreiben Bild 6 1 Kommunikationswege zu den intelligenten Feldger ten innerhalb eines Automatisierungssystems SIMATIC Feldautomatisierung 6 2 04 2005 Aufgabenstellung S amp IMATIC Feldautomatisierung 6 Hardwareprojektierung Beispielprojekt Anhand einer konkreten Aufgabenstellung soll das Vorgehen n her erl utert werden wie sich der Einsatz von PROFIBUS PA Feldger ten und HART Baugruppen in einem Projekt darstellt Das Projekt soll folgende Punkte reali sieren e Es soll eine einfache Niveauregelung aufgebaut werden e Das Prozesssignal wird durch ein Feldger t mit PROFIBUS PA Anschluss erfasst e Die St rgr e wird ber eine Analogeingabebaugruppe mit HART Funktion erfasst eingebunden in das Peripheriesystem ET 200iSP e Das Stellsignal wird ber eine Analogausgabebaugruppe ohne HART Funktion ber das Peripheriesystem ET 200iSP ausgegeben e Es werden zwei getrennte PROFIBUS Systeme eingesetzt PROFIBUS PA DP Strang 1 ET 200iSP DP Strang 2 Der Niveaubereich ist 0 20 cm Die Sollwerteingabe im Bereich 0 20 cm soll durch den Anlagenfahrer vorgenommen werden Der Regler wird nur im Automatikbetrieb gefahren Bei berschreiten des Niveaus von 17cm soll eine Alarmmeldung an das OS gesendet wer
61. emsoftware f r S7 300 400 System und Standardfunk tionen Referenzhandbuch CFC f r S7 Handbuch SFC f r S7 Handbuch Referenzhandb cher der Baustein Bibliotheken WinCC Basis Dokumentation Handbuch Buskopplungen DP PA Link und Y Link Ger tehandbuch Automatisierungssysteme S7 300 ET200M Ex Peripheriebaugruppen Referenzhandbuch Handbuch Dezentrales Peripheriege r t ET 200M 4 3 SIMATIC Feldautomatisierung Diese Beschreibung gibt einen berblick ber Komponenten und Funktionalit t des Leitsystems SIMATIC PCS 7 und enth lt die Sys temthemen die zum Betrieb eines Leitsystems von Interesse sind A5E00164233 02 A5E00058932 04 Das Benutzerhandbuch STEP 7 erl utert Ihnen die prinzipielle Nutzung und die Funktionen der Programmiersoftware STEP 7 ASEO00261252 01 Die S7 CPUs enthalten in das Betriebssystem integrierte System und Standardfunktionen die Sie bei der Programmierung nutzen k nnen Das Handbuch gibt Ihnen einen berblick ber die grunds tzlich bei S7 verf gbaren Funktionen und Organisationsbausteine sowie als Nachschlageinformation detaillierte Schnittstellenbeschreibungen f r die Nutzung in Ihrem Anwenderprogramm ASEO00261259 01 Das Handbuch zum Projektierungswerkzeug CFC im PCS 7 Engi neering Paket gibt Ihnen berblick und Anleitung zur Vorge hensweise beim Erstellen einer Softwarestruktur aus vorgefertigten Bausteinen Beim Arbeiten mit der Software k nnen Sie die Onli
62. en und Beobachtungsger ten besteht Die Baudrate ist die Geschwindigkeit bei der Daten bertragung und gibt die Anzahl der bertragenen Bits pro Sekunde an Baudrate Bitrate Bei ET 200 sind Baudraten von 9 6 kBaud bis 12 MBaud m glich 14 SIMATIC Feldautomatisierung 04 2005 Baugruppen parameter Bausteine Bussegment Busteilnehmer CFC CPU DCS Dezentrale Peripherie Electronic Device Description EDD DP Adresse DP Master DP Norm DP Slave ET 200 Glossar Baugruppenparameter sind Werte mit denen das Verhalten der Baugruppe eingestellt werden kann Man unterscheidet zwischen statischen und dynami schen Baugruppenparametern Bausteine sind durch ihre Funktion ihre Struktur oder ihren Verwendungs zweck abgegrenzte Teile eines Anwenderprogramms Segment Ger t welches Daten ber den Bus senden empfangen oder verst rken kann z B DP Master DP Slave RS485 Repeater Aktiver Sternkoppler Mit dem CFC Continous Function Chart werden Funktionspl ne erstellt in denen Bausteine verschaltet und parametriert werden k nnen Central Processing Unit gt Zentralbaugruppe des S7 Automatisierungssystems mit Steuer und Rechenwerk Speicher Betriebssystem und Schnittstelle f r Programmierger t zugeordnet sind Distributed Control Systems Dezentrale Peripherie sind vom Zentralteil r umlich abgesetzte Ger te zur An bindung der Peripherie z B Feldger te oder Analog und Digit
63. en die Baugruppen mitein ander kommunizieren und ber den sie mit der n tigen Spannung versorgt werden Die Verbindung zwischen den Baugruppen wird durch Busverbinder hergestellt Supervisory Control and Data Acquisition Fernwirk und berwachungs anlage SCADA Systeme dienen zum berwachen und Steuern von techni schen Prozessen Die Busleitung zwischen zwei Abschlusswiderst nden bildet ein Segment Ein Segment enth lt 0 bis 32 Busteilnehmer Segmente k nnen ber RS485 Repeater gekoppelt werden Standardfunktionsbaustein fertig programmierter Funktionsbaustein mit einer definierten anwendungsspezifischen Funktion Mit dem SFC Sequential Function Chart werden Ablaufsteuerungen f r SIMATIC S7 erstellt Diese k nnen mit dem Paket SFC Visualisierung auf der OS visualisiert werden Ist der Name des Prozessleitsystems basierend auf SIMATIC S7 Ein Slave darf nur nach Aufforderung durch einen Master Daten mit diesem austauschen Slaves sind z B alle DP Slaves wie ET 200B ET 200C ET 200M usw Abk rzung f r Statistical Process Control Statistical Quality Control Metho den der Qualit tskontrolle durch Erfassung und Auswertung von statistischen Werten Steuerungen deren Funktion als Programm im Steuerungsger t gespeichert ist Aufbau und Verdrahtung des Ger tes h ngen also nicht von der Funktion der Steuerung ab Die speicherprogrammierbare Steuerung hat die Struktur eines Rechners sie besteht aus CPU Zentralb
64. en die ben tig ten Werkzeuge und Materialien bereits zusammengestellt wurden Zum Teil wird zum fachgerechten Verbinden zus tzlich zum Montagekoffer ein Mikroskop ben tigt e F r einfache Verbindungen gibt es so genannte Fingersplei e Durch eine mechanische Selbstjustierung in dem Splei k nnen Lichtwellenleiter auf einfache Weise ohne Spezialwerkzeug miteinander verbunden werden SIMATIC Feldautomatisierung 5 13 04 2005 Montagematerial FastConnect SpliTConnect 5 Aufbaurichtlinien e _Kunstoff Lichtwellenleiter k nnen ohne Probleme auf der Anlage kon fektioniert werden Der Anschluss der Erdungsleitungen erfolgt normalerweise mit Schrauben M6 M8 M10 direkt an der tragenden Metallkonstruktion F r einen guten Kontakt werden zwischen dem lackierten Metall und der Mutter bzw dem Ka belschuh Zahnscheiben eingelegt Es werden also Schrauben Muttern und Zahnscheiben sowie Kabelschuhe ben tigt Die flexiblen Adern der Signalleitungen werden mit Aderendh lsen in die An schluss Klemmen der PROFIBUS Komponenten eingelegt Die Abschirmungen werden mittels Kabelschellen gro fl chig auf die Metall Konstruktion aufgelegt Somit werden passende Kabelschellen f r die ver wendeten Kabel ben tigt Dabei muss beachtet werden dass die Abschirmung unter den Kabelschellen flie t Dies bedeutet dass nach einer gewissen Zeit eine gut angezogene Kabelschelle wieder locker wird und unter Umst nden keine fl chige
65. enzialtrennung zwischen Kan len und R ckwandbus nicht zwischen den Kan len zwischen Kan len und Powerbus Diagnosealarm parametrierbar Diagnosefunktionen ber LED auslesbar berwachung auf Kurzschluss und Drahtbruch Ersatzwerte aufschaltbar und parametrierbar 2 2 4 RS 485 1S Koppler Einsatzgebiet F r den bergang der bertragungstechnik von PROFIBUS DP RS485 auf den eigensicheren PROFIBUS DP RS485 IS steht der Trenn bertrager SIMATIC RS 485 IS Koppler zur Verf gung Er erm glicht Einsatz von ei gensicheren DP Ger ten z B ET 200iSP bis in Zone 1 Seine Installation er folgt in Zone 2 Detailinformationen finden Sie in 602 2 7 SIMATIC Feldautomatisierung 04 2005 RS 485 IS Koppler Der 2 Komponenten der Feldautomatisierung RS 485 IS Koppler 6ES7 972 0AC80 0XA0 besitzt folgende Eigenschaften SIMATIC Feldautomatisierung Eigensicherheit f r unterlagerten PROFIBUS RS485 IS bertragungsgeschwindigkeit von 9 6 kBit s bis 1 5 MBit s an jedem RS 485 IS Koppler bis zu 31 16 DP Teilnehmer betreibbar integrierter Busabschluss f r PROFIBUS RS485 IS mit zwei RS 485 IS Kopplern Repeaterfunktion im Ex Bereich m glich gleiches Verhalten wie RS485 Repeater Repeater Funktionalit t max 5 Segmente in Reihe Zertifizierung gem ATEX 100a Diagnose ber LEDs bertragungsrate auf PROFIBUS DP und PROFIBUS RS485 IS 9 6 19 2 45 45 93 75 187 5 500 1500 kBaud 2 8 04 2005 2 Kom
66. er Bedien und Beobachtungssy steme zu erm glichen z B Visualisierung einer Alarm berschreitung Die Parameter d h die damit verbundenen Feldger tefunktionen der 1 und 2 Gruppe sind im PA Profil der PNO Richtlinie PROFIBUS Nutzerorganisa tion zu PROFIBUS PA festgelegt Diese Feldger tefunktionen sind teilweise Pflicht teilweise optional Sind optionale Funktionen im Feldger t realisiert m ssen diese der Beschreibung nach PA Profil entsprechen Die Parameter der 3 Gruppe sind herstellerspezifisch Der azyklische Zugriff erfolgt in der Regel mit einem Personal Computer zu Diagnose und War tungszwecken In Ausnahmef llen werden bestimmte Parameter aus dieser Gruppe auch vom Automatisierungsger t system gelesen bzw geschrieben Automatisierungsger te systeme und PCs unterschiedlicher Hersteller k nnen ber PROFIBUS PA die im Profil PA festgelegten Parameter aus allen Feldger ten lesen schreiben und damit die in Profil PA definierten Feldger te funktionen beeinflussen Unter dem Begriff Interoperabilit t versteht man das Zusammenspiel von Komponenten hier Leitsysteme und Feldger te verschiedener Hersteller an einem offenen Bussystem auf Basis einer hersteller bergreifenden Festlegung der Ger te und Kommunikationsfunktionen Unit Definition List SD Revision 2 vom Hersteller SIEMENS gelieferte Ger te Vendor Name ug z mi beschreibungs Tdent_Number M8052 daten Protocol _Ident 8 Station_Type 8
67. fbau wird im Folgenden n her erl utert Me bereich en PA Profil Filterzeit z B f r Alarm Warngrenzen DP Diense Druck azyklisch M e umformer Alarm Summary DP Dienste zyklisch und azyklisch DP Dienste azyklisch Bild 3 7 Schematische Darstellung eines Ger teprofiles f r das PA Profil am PROFIBUS PA Die Parameter in einem Feldger t k nnen in 3 Gruppen eingeteilt werden 1 Prozessparameter Messwert bzw Stellwert und zugeh riger Status 2 Betriebsparameter Messbereich Filterzeit Alarmparameter Meldung Alarm und Warngrenzen Standardparameter Messstellenkennzeichen TAG 3 13IMATIC Feldautomatisierung 04 2005 1 Gruppe 2 Gruppe 3 Gruppe Interoperabilit t 3 Beschreibung der Komponenten 3 Herstellerspezifische Parameter z B spezielle Diagnoseinformationen Die Parameter der 1 Gruppe werden zyklisch oder azyklisch vom Automatisierungsger t system gelesen bzw geschrieben Die Parameter Messwert und Status sind in allen messenden Feldger ten die Parameter Stell wert und Status in allen stellenden Feldger ten vorhanden und einheitlich ko diert z B Mess Stellwert in 4 Byte IEEE Format Die Parameter der 2 Gruppe k nnen bei Bedarf vom Automatisierungsger t system azyklisch gelesen bzw geschrieben werden Ein Teil dieser Parameter wird ber die Funktionsbausteine im Automatisierungsger t system mit den Feldger ten ausgetauscht um den Zugriff d
68. festgelegt Die Protokolldefinitionen sind in der IEC 61158 zu sammengefasst In der IEC 61784 1 werden die Kommunikationsprofile CPF Communication Profile Families definiert F r PROFIBUS und PROFINET ist die Nummer 3 reserviert CPF 3 Die PROFIBUS Nutzerorganisation e V PNO f rdert die kontinuierliche Weiterentwicklung und weltweite Verbrei tung von PROFIBUS Die nachfolgende Tabelle gibt Ihnen einen berblick ber die wichtigsten Unterlagen zum Thema PROFIBUS PA Titel PROFIBUS Standard IEC 61158 Digital data communication for measure ment and control Fieldbus for use in industrial con trol systems IEC 61784 1 Profile sets for continous and discrete englisch manufacturing relative to fieldbus use in industrial control systems Kommunikationsprofil PROFIBUS DP IEC 61784 1 CPF 3 2 Kommunikationsprofil PROFIBUS PA Implementation Guide IEC 61158 61784 Type 3 PROFIBUS PNO PROFIBUS Richtlinien Specification for PROFIBUS Device Description and Device Integration Volume 1 GSD Specification Order No 2 122 Specification for PROFIBUS Device Description and Device Integration Volume 2 EDDL Specification Order No 2 152 Framework for testing and certification of PROFIBUS products Order No TC1 03 0020 Test Specifications for PROFIBUS DP Slaves Order No 2 032 Test specification for PA Devices Profile 3 0 Order No 2 062 Test specifications for PROFIBUS DP Masters Order No 2 072 Fibre opt
69. formationen ber das Parametrieren von Bausteinen finden Sie in 258 Kapitel 5 Bausteintypen sind in PCS7 in Form von Bausteinbibliotheken integriert Dar ber hinaus notwendige Bausteintypen k nnen Sie selbst erstellen Es stehen Ihnen die Referenzhandb cher e Bibliothek Basisbausteine 258 e Bibliothek Technologische Bausteine 259 e und Bibliothek Feldger tebausteine zur Verf gung 260 Es ist m glich den vorhandenen Bausteintypvorrat bei Bedarf zu erg nzen Besonders empfohlen sei an dieser Stelle die Nutzung der Basisbausteine und des Referenzhandbuches 258 in dem auch das Bausteinkonzept ausf hrlich beschrieben ist Kapitel 2 3 1 IMATIC Feldautomatisierung 04 2005 3 Beschreibung der Komponenten Feldger tebausteine Der Umfang an Bausteinen im Automatisierungssystem SIMATIC PCS 7 ist sehr umfangreich und vielf ltig Daher muss an dieser Stelle f r weitere In formationen auf das Dokument Bibliothek Feldger tebausteine 260 verwie sen werden SIMATIC Feldautomatisierung 3 17 Katalogdaten A In diesem Kapitel 4 1 Bestelldaten 4 2 4 2 Querverweise auf Detailkataloge 4 2 4 3 Einordnung in die Informationslandschaft 4 3 SIMATIC Feldautomatisierung 04 2005 4 Katalogdaten 4 1 Bestelldaten STEP 7 PCS 7 SIMATIC PDM Optionspakete nach Enginee 6ES7 658 3BX06 ring und Anlagenstruktur DP PA Koppler eigensichere Version 6ES7 157 0AD82 OXAO 4 2 Querverweise
70. g DP PA ist einsetzbar in SIMATIC S7 und PCS 7 Sie k nnen alle Feldger te anschlie en die f r PROFIBUS PA zertifiziert sind Die Baugruppen sind in modularer S7 300 Aufbautechnik ausgef hrt DP PA Koppler Den DP PA Koppler gibt es in den folgenden Varianten SIMATIC Feldautomatisierung 2 2 04 2005 DP PA Link 2 Komponenten der Feldautomatisierung e DP PA Koppler EEx i 6ES7 157 0AD82 0XA0 e DP PA K Koppler 6ES7 157 0AC82 0XA0 Der DP PA Koppler hat folgende Merkmale e Z ndschutzart EEx ia IC nur 6ES7 157 0AD82 0XA0 e FEigensicherheit nur 6ES7 157 0AD82 0XA0 e _Potenzialtrennung zwischen PROFIBUS DP und PROFIBUS PA e Diagnose ber LEDs e Baudrate an PROFIBUS DP 45 45 kBd e Baudrate an PROFIBUS PA 31 25 kBd Detailinformationen finden Sie in 502 Das DP PA Link gibt es in den folgenden Varianten e DP PA Link Anschaltbaugruppe IM 157 6ES7157 0AA82 0XA0 mit DP PA Koppler EEx i 6ES7 157 0AD82 0XA0 DP PA Koppler 6ES7 157 0AC82 0XA0 Der DP PA Link hat folgende Merkmale e Z ndschutzart EEx ia IC nur mit 6ES7 157 0AD82 0XA0 e Eigensicherheit nur mit 6ES7 157 0AD82 0XA0 e Potenzialtrennung zwischen PROFIBUS DP und PROFIBUS PA e _Baudrate an PROFIBUS DP max 12 MBit s e Baudrate an PROFIBUS PA 31 25 kBd e Diagnose ber LEDs e Anzahl DP PA Koppler pro DP PA Link max 5 e Realisierung der IM 157 als DPV1 Slave e _Master Klasse 2 Verbindungen zu Slaves am Sekund rbus unabh ngig
71. hanische Aufbau wird durch folgende Punkte gekennzeichnet SIMATIC Feldautomatisierung Das Dezentrale Peripherieger t ET 200iSP ist ein feinmodularer und ei gensicherer DP Slave mit Schutzart IP 30 3 5 04 2005 3 Beschreibung der Komponenten e Robuster Aufbau gem SIMATIC Standard durch Montage auf 300er Schienensystem e In Verbindung mit einem entsprechenden Geh use einsetzbar in explosi onsgef hrdeten Bereichen mit einer Gas und Staubatmosph re e Das Peripherieger t ET 200iSP besteht prinzipiell aus verschiedenen pas siven Terminalmodulen auf denen das Power Supplymodul das Inter facemodul und maximal 32 Elektronikmodule stecken e Betrieb bei Temperaturen zwischen 20 C und 70 C Terminalmodul Terminalmodule f r Power Supply f r Elektronikmodule Power Supply Interface Modul PT Elektronikmodule EEx ib Il gr gt DC 24V Anschluss PROFIBUS DP Anschlussklemmen PA Erdanschluss EEx ib eigensicher EEx ia ib Terminalmodul f r Interface Modul Bild 3 2 ET 200iSP mechanischer Aufbau Anschlusstechnik Die Anschlusstechnik wird durch folgende Punkte gekennzeichnet e Die ET 200iSP wird ber einen Anschlussstecker am Terminalmodul TM IW EM an den PROFIBUS RS485 IS angeschlossen e Schraubklemmen oder Federklemmen Verwendung der jeweils vorteil haftesten Anschlusstechnik e Integrierter Powerbus reduzierter Verdrahtungsaufwand e _Eigensichere Ein und Ausg nge nach EEx ia IIC
72. htlinien 5 1 Einleitung Allgemein Anschlusstechnik Ein Bussystem zeichnet sich dadurch aus dass mit geringem Verkabelungs aufwand viele Teilnehmer miteinander kommunizieren k nnen Ein weiteres wichtiges Kriterium ist die M glichkeit der Erweiterbarkeit bestehender Anla genteile ohne die vorhandenen Strukturen ver ndern zu m ssen Dieses Krite rium ist beim PROFIBUS PA erf llt Der vielseitige Anlagenaufbau von PROFIBUS PA gestattet die optimale An passung der Feldverkabelung an die rtlichen Gegebenheiten der Industriean lage IT Simatic 57 40 Bull PROFIBUS DP DP PA Linkl mg o T PROFIBUS PA Linie Abschluss widerstand 24 V DP PA Koppler Nicht Ex 1000 mA Ex Bereich Zone 1 PROFIBUS PA Backbone EEx e T nachtr gliche Ex Hub i Anlagenerweiterung Ex Hub iPlus mittels T Verteiler Bild 5 1 Topologie PROFIBUS PA Die Feldger te werden mittels T Abzweigen und Sternverteilern Anschlussbox an die Buslinie angeschlossen In der Praxis werden folgende Aufbauvarianten unterschieden e Buslinie vom DP PA Koppler bzw DP PA Link zu den Feldger ten und sternf rmige Verkabelung vor Ort e Anschluss der Feldger te mit T Abzweigen und Sternverteilern l ngs der Buslinie SIMATIC Feldautomatisierung 04 2005 Anzahl der Feld ger te Leitungsl ngen Leistungsbedarf SIMATIC Feldautomatisierung 5 Aufbaurichtlinien e Einsatz von Ex Hubs zum Anschluss eigens
73. ical data transfer for PROFIBUS PROFIBUS RS485 IS User and Installation Guideline Installation Guideline for PROFIBUS DP FMS PROFIBUS PA User and Installation Guide PROFIBUS Profile Profil f r die Kommunikation zwischen Controllern englisch Profile for communication between controllers Profile for HART Profile for Process Control Devices englisch PA Branch profile Remote I O for Process Automation Bpermronmusme meet MR P P P P Z Z E SIMAJ IC Feldautomatisierung IEC E N Z E P P P aci fazi jazi lazi ZIZ Z Z Z Z Z Z P P P Z PNO 04 2005 5 Aufbaurichtlinien Brosch ren Systembeschreibung PROFIBUS PROFIBUS Technology and Application System De scription Order No 4 002 PROFIBUS f r die Prozessautomatisierung PROFIBUS Das Multitalent f r die Kommunikation in der Prozessindustrie PROFIBUS Anlagenweite Kommunikation Der Feldbus Standard f r die Prozessindustrie Fachliteratur und Schulungsmaterial http www profibus com Software GSD Editor Ger testammdaten Editor Tabelle 5 5 Literaturhinweise Bezogen werden kann diese Literatur von PNO PROFIBUS Nutzerorganisation e V Haid und Neu Stra e 7 D 76131 Karlsruhe http www profibus com SIE Br sch ren Kataloge http www automation siemens com order_formular html_00 resoform asp Handb cher http www2 automation siemens com simatic portal html_00 techdoku htm IEC https
74. icherem und nicht eigensicherem PROFIBUS PA erm glicht es der Ex Hub ber den nicht eigensicheren DP PA Koppler im DP PA Link auch eigensichere Ger te zu betreiben und so mit h heren Versorgungsspannungen und str men 1000 mA zu arbeiten Dadurch erh ht sich die Anzahl der im Ex Bereich pro Bussegment anschlie baren Ger te enorm Weitere Informationen zur Ex Hub Technologie finden Sie in Katalog ST PCS 7 A Add Ons f r das Prozessleitsystem SIMATIC PCS 7 SIMATIC Feldautomatisierung 04 2005 5 Aufbaurichtlinien 5 2 Mechanischer und elektrischer Aufbau 5 2 1 Montage der Kabel Montage Auflegung der Schirme Abfangen der Kabel Potenzialausgleich Bei der Montage der Kabel ist darauf zu achten dass diese weder verdreht geknickt gestreckt oder gepresst werden Grunds tzlich wird empfohlen f r das Buskabel geschirmte Leitungen Geflechtschirm zu verwenden Diese Empfehlung erstreckt sich auch auf e ventuell ben tigte Versorgungskabel von externen Spannungsversorgungen zu den Ger ten des PROFIBUS z B Repeater Doppelt geschirmte Leitungen eignen sich besonders f r EMV belastete Um gebung Um einen optimalen Schutz zu gew hrleisten muss der u ere Schirm Geflechtschirm und der innere Schirm Folienschirm an beiden Kabelenden fl chig mit einer Erdungsschelle auf Masse aufgelegt werden Sollten Buskabel in Elektronikschr nke eingef hrt werden so wird der u ere Schirm zu besseren Ableitung hochfreq
75. icherer Ger te an den nicht eigensicheren DP PA Koppler zur Erh hung der Ger teanzahl am PA Bus im Ex Bereich T Abzweig Stern Feldverteiler z B f r 3 Feldger te Bild 5 2 Anschlussschema der Feldger te an PROFIBUS PA Mit Hilfe von DP PA Koppler oder DP PA Link k nnen an ein PROFIBUS PA Segment geschirmte Zweidrahtleitung max 9 Feldger te im Ex Bereich und max 31 Feldger te im Nicht Ex Bereich gespeist werden Durch Einsatz von Ex Hubs kann die Anzahl der Feldger te im Ex Bereich auf max 31 an einem Nicht Ex PA Segment erh ht werden Unabh ngig von der Verteilung und Anzahl der PROFIBUS PA Ger te sind folgende Leitungsl ngen erreichbar 605 e _Ex Version 920m e Nicht Ex Version 560m Abh ngig von der Verteilung und Anzahl der PROFIBUS PA Ger te und de ren tats chlichem Stromverbrauch l sst die PROFIBUS Norm folgende Ma ximall ngen zu e Nicht Ex und Ex ib Ex Hubs Version Gesamtl nge je Segment max 1900 m Anzahl Busteilnehmer L nge Stichleitung 1 12 120 m 13 14 90m 15 18 60 m 19 24 30m e Ex ia Version Gesamtl nge je Segment max 1000 m Anzahl Busteilnehmer L nge Stichleitung 1 24 30 m FISCO Jedes Feldger t am PROFIBUS PA entnimmt aus dem DP PA Koppler bzw 04 2005 5 Aufbaurichtlinien DP PA Link einen statischen Ruhestrom von typisch 12 mA ber die Da tenleitung In der Praxis je nach Feldger t betr gt die Stromaufnahme zwi schen 10 und 30
76. icht geeignet F r diesen Anwen dungsfall gibt es Rundsteckverbinder aus Metall die den h heren Anforde rungen gerecht werden Eine weitere M glichkeit w re es die Steckverbin dung in einem entsprechenden Geh use vorzunehmen und die Schutzart bei Kabeldurchf hrungen durch entsprechende PG Verschraubungen zu sichern Anschaltungen bzw Teilnehmer in IP65 Geh usen 5 2 9 Montagematerial und Werkzeug Werkzeug f r F r die Montage der Kupfer Buskabel wird im Allgemeinen kein besonderes Kupferkabel Werkzeug ben tigt Werkzeug f r Grunds tzlich wird f r die Montage der Lichtwellenleiter kein besonderes Lichtwellenleiter Werkzeug ben tigt Zus tzlich m ssen jedoch die folgenden Punkte beachtet werden e F r den Anschluss der Lichtwellenleiter Komponenten werden von den einzelnen Firmen meist vorkonfektionierte Leitungen angeboten Diese Leitungen bed rfen keiner weitergehenden Behandlung e M ssen vor Ort Stecker an die Glas Lichtwellenleiter Kabel angeschlos sen werden so gibt es spezielle Splei verfahren mechanisch oder ther misch mit denen die Stecker fachgerecht angeklemmt werden k nnen Das Splei en wird normalerweise von geschulten Fachkr ften vorge nommen da es auf h chste Genauigkeit und Sauberkeit ankommt Es k nnen sowohl Stecker an Lichtwellenleiter als auch direkte Verbindun gen von Lichtwellenleiter zu Lichtwellenleiter hergestellt werden e Manche Firmen bieten spezielle Montagekoffer an in den
77. iene gelegt Dies bezieht sich sowohl auf EDV und Buskabel wie auch auf Niederspannungskabel 5 2 8 Steckverbinder PROFIBUS DP PROFIBUS PA Sub D Steckverbinder mit L tanschluss SIMYSTIC Feldautomatisierung Als Verbindungsmedium f r das Buskabel und Anschluss PROFIBUS PA an den DP PA Koppler werden 9 polige Sub D Steckverbinder verwendet Die Verbindung zwischen Ader und Buchse bzw Stift sollte eine Schraub oder L tverbindung sein Die Geh use der Sub D Steckverbinder sollten vorzugs weise metallisch oder metallisiert sein um die EMV Sicherheit auch am Steckverbinder zu gew hrleisten Steckverbinder sind grunds tzlich durch eine elektrisch leitf hige Schraubverbindung an der Anschaltung bzw am Teil nehmer zu fixieren In Bezug auf mechanische und elektrische Eigenschaften von 9 poligen Sub D Steckverbindern gilt die DIN 41652 T1 Als Verbindungsmedium f r das Buskabel zwischen den einzelnen Feldger ten werden PA Terminals verwendet Die Verbindung zwischen Ader und Buchse bzw Stift sollte eine Schraub oder L tverbindung sein Die Geh use der PA Terminals sollten vorzugsweise metallisch oder metallisiert sein um die EMV Sicherheit auch am PA Terminal zu gew hrleisten Hinweis Es wird nicht empfohlen dem PROFIBUS PA ber die einzelnen Feldger te zu schleifen Ein sp terer Austausch auch nur eines Feldger tes kann zum Zu sammenbruch der Buskommunikation f hren Die L tarbeiten m ssen sehr
78. igung Anordnung aller Anzeige und Anschlusselemente an der Frontseite der Baugruppe Vertiefte Anordnung aller Steckverbinder abgedeckt mittels Frontt ren Geh use in Schutzart IP 20 K hlung ber Konvektion Einbaulage waagerecht F r Schirmungsma nahmen dient das Trageprofil als Funktionserdungs bezugspunkt Jede Baugruppe ist im r ckw rtigen Bereich mit einer obe ren und unteren Schirmkontaktfeder versehen welche nach Befestigen der Baugruppe die elektrische Verbindung zum Trageprofil herstellen Wei terhin sind die Baugruppen mit zus tzlichen Schirmblechen ausger stet Durch den Einsatz von umh llenden Kunstoffgeh usen und Lichtleiter elementen f r die Statusanzeigen ist eine ausreichende EMV Festigkeit si chergestellt Die Gesamteinbautiefe betr gt max 130 mm die H he 125 mm Die Brei te des DP PA Kopplers betr gt 80 mm Die Profilschiene wird in verschiedenen Stangenbreiten f r den Schrank einbau geliefert sowie in 2m Stangenware Standard S7 300 Profil schiene F r das Baugruppenhandling ist aufgrund der Einschwenktechnik und der Befestigung mittels Schraubendreher ein Montagefreiraum oberhalb und unterhalb der Baugruppe von 40 mm erforderlich Kabelkan le m ssen au erhalb dieser Freir ume angebracht werden Anschlusstechnik Die Anschlusstechnik wird durch folgende Punkte gekennzeichnet 3 2 SIMATIC Feldautomatisierung Der Anschluss der Versorgungsspannung DC 24V erfolgt durch eine 4
79. kation 04 2005 Inhaltsverzeichnis Teil 1 System bersicht 1 GRUNDLAGEN 1 1 PROFIBUS im Automatisierungssystem SIMATIC 1 2 PROFIBUS als universeller Feldbus 1 2 1 Der PROFIBUS DP 1 2 2 Der PROFIBUS PA 1 3 PROFIBUS Komponenten 1 3 1 bergang von PROFIBUS DP auf PROFIBUS PA 1 3 2 PROFIBUS PA Konfiguration mit SIMATIC S7 1 3 3 bergang von PROFIBUS DP RS485 auf RS485 IS 1 3 4 bersicht PROFIBUS Anwendungsbereiche 1 4 HART Funktionen 1 5 Projektieren des PROFIBUS Netzwerks KOMPONENTEN DER FELDAUTOMATISIERUNG 2 1 Einleitung 2 2 Hardwarekomponenten 2 2 1 PROFIBUS PA 2 2 2 HART Baugruppen der ET 200M 2 2 3 ET 200iSP 2 2 4 RS 485 IS Koppler 2 3 Projektierung der Feldtechnik BESCHREIBUNG DER KOMPONENTEN 3 1 Hardware 3 1 1 DP PA Koppler 3 1 2 DP PA Link 3 1 3 HART Baugruppen der ET 200M 3 1 3 1 Zweikanalige Analogeingabebaugruppe 3 1 4 ET 200iSP 3 1 5 RS 485 IS Koppler 3 2 _ Software Konfiguration 3 2 1 Konfiguration Mengenger st 3 2 2 Adressierung von PROFIBUS PA Feldger ten 3 2 3 Parametrierung Ger teprofile 3 2 4 GSD und EDD Beschreibungen Inhalt 2 2 2 3 2 5 2 7 2 9 3 1 3 2 3 3 3 4 3 4 3 5 3 7 3 9 3 9 3 10 3 12 3 15 04 2005 3 2 5 Treiberfunktionsbausteine f r die Feldautomatisierung 4 KATALOGDATEN 4 1 Bestelldaten 4 2 Querverweise auf Detailkataloge 4 3 Einordnung in die Informationslandschaft Inhalt 3 16 41 42 42 04 2005 Grundlagen In die
80. klick auf die SIMATIC Station rechtes Fenster e Durch Doppelklick auf die Ikone Hardware ffnet sich ein Projektie rungsdialog 6 1 2 Konfiguration der Station Nachdem Sie die Station angelegt haben stellen Sie die Hardwarekomponen ten zusammen wie in der Aufgabenstellung beschrieben e ffnen Sie den Katalog SIMATIC 400 im Hardwarekatalog Rack CPU Rack Stromversorgung und CPU wurden bereits durch den PCS 7 Assistenten eingef gt und m ssen falls erforderlich auf die verwendete Hardware ange passt werden DP Strang 1 Zur Parametrierung der in der CPU integrierten DP Schnittstelle f r DP CPU Strang 1 sind folgende Schritte zu t tigen e Geben Sie die Adresse Adresse 2 ein mit der die integrierte DP Schnittstelle am Bus angesprochen werden soll e Geben Sie ein neues Subnetz f r den DP Strang ein Taste NEU und ndern Sie den Namen in DP Strang 1 e _Parametrieren Sie die Registerkarte Netzeinstellungen entsprechend Ih rer Anlage z B f r den DP Strang 1 H chste PROFIBUS Nummer 126 Baudrate 45 45kBit s bei Einsatz eines DP PA Kopplers Profil DP und schlie en Sie die Masken zum DP Netz mit OK ab Sie erhalten ein DP Mastersystem 1 eingeblendet e Werden unter dem Men punkt Leitungen Eintragungen vorgenommen so werden die Busparameter automatisch berechnet SIMATIC Feldautomatisierung 6 6 04 2005 DP Strang 2 CP 443 5 Extented
81. le gegen ber CPU und Lastspannung L potentialgetrennt Analogausgabe Die Analogausgabebaugruppe SM 332 AO 2x HART 6ES7332 5TB00 0AB0 baugruppe besitzt folgende Eigenschaften SIMATIC Feldautomatisierung 2 Stromausg nge in 2 Kanalgruppen Aufl sung 12 Bit VZ Ausgabeart w hlbar je Kanal Strom mit HART Strom ohne HART Nutzung Kanal deaktiviert Beliebige Wahl des Ausgabebereichs je Kanal 0 20 mA ohne HART Funktion 04 2005 2 2 3 ET 200iSP Einsatzgebiet Interfacemodul 2 Komponenten der Feldautomatisierung 4 20 mA e Diagnose und Diagnosealarm parametrierbar Diagnosealarm Sammeldiagnose e Kan le untereinander potentialgetrennt e Kan le gegen ber CPU und Lastspannung L potentialgetrennt e R cklesbarkeit der Analogausg nge Detailinformationen finden Sie in 503 Das dezentrale Peripherieger t ET 2001SP ist ein feinmodularer DP Slave mit Schutzart IP 30 Jede ET 200iSP besteht aus einem Power Supply Modul ei nem Interfacemodul und maximal 32 Elektronikmodulen Die ET 200iSP ist einsetzbar in explosionsgef hrdeten Bereiche Es k nnen eigensichere Geber Aktoren und HART Feldger te angeschlossen werden Zulas ET 200iSP Station Ein und Ausg nge sun CENE Zone 1 Zone 21 Zone 0 Zone 20 LEC Zone 2 Zone 22 Zone 0 Zone 20 in Verbindung mit einem entsprechenden Geh use Detailinformationen finden Sie in 601 Das Interfacemodul IM152 1 6ES7
82. len der Busnummer mit OK W hlen Sie den ersten Steckplatz im ET 200iSP Platz 4 als aktuellen Steckplatz an blauer Farbumschlag und ffnen Sie den Hardwarekatalog der IM 152 1 die Sie auf den Strang gezogen haben ffnen Sie einen Baugruppentyp AI Analogeingaben und w hlen Sie die Baugruppe 4 AI 2WIRE HART durch Doppelklick aus Diese Bau gruppe wird automatisch dem aktuellen Steckplatz in der ET 200iSP zu geordnet und der n chste freie Steckplatz wird aktueller Steckplatz ffnen nun Sie den Baugruppentyp AO Analogausgaben und w hlen Sie die Baugruppe 4 AO Hart durch Doppelklick aus Diese Baugruppe wird automatisch dem aktuellen Steckplatz in der ET 2001SP zugeordnet und der n chste freie Steckplatz wird aktueller Steckplatz Nach der Zuordnung der Baugruppen zu den Steckpl tzen k nnen Sie durch Doppelklick auf eine Baugruppe im ET 200iSP die Eigenschaften der Baugruppe einstellen Strom oder Spannung Life oder Deadzero usw Die Handhabung der Parametrierung der einzelnen Baugruppen ent nehmen Sie bitte den Baugruppenbeschreibungen Hinweis ber die Eigenschaften der Baugruppe kann eine HART Baugruppe f r den Einsatz mit HART Funktion oder ohne HART Funktion parametriert werden Vergeben Sie nun f r jeden verwendeten Kanal f r die Baugruppe 4 AI 2WIRE HART u 4 AO Hart wie im Kapitel 6 2 1 2 beschrieben einen symbolischen Namen f r den jeweiligen Prozesswert ein Nach d
83. lie und Kontaktdraht erkl rt Mit dem Aufkommen von ISDN Netzen besteht allerdings ein allgemeiner Bedarf an Telefonkabeln mit hochfrequenztauglichen Abschirmungen Die 2 Draht Daten bertragung bis in h chste Frequenzbereiche hat sich in den letzten Jahren als LAN Local Area Network sehr stark entwickelt In neueren Geb uden werden LAN taugliche Universalkabel als Infrastruktur vorverlegt Leider k nnen die daf r entwickelten ausgezeichneten Kabel f r PROFIBUS kaum genutzt werden da der Wellenwiderstand dieser Netzwerkkabel ein heitlich 100 Q betr gt 100 Q liegt zwar genau auf der Grenze der PROFIBUS Spezifikation aber der negative Toleranzbereich von 10 bis 15 kann bei einem Abschlusswiderstand von 120 Q unzul ssige Reflexionen verursachen In der folgenden Tabelle sind nur Kabel mit spezifikationsgerechtem Wellen widerstand aufgenommen 1Die PROFIBUS Norm spezifiziert hier 6 dB bernommen aus den zitierten Normen u a CCITT V 11 Die dort ge nannten 1000 m max Kabell nge werden mit den angenommenen 6 dB max Signald mpfung zwischen Sender und Empf nger begr ndet Die dazu spezifizierte Messanordnung einer verdrillten Telefonleitung mit 0 51 mm Durchmesser Cu und einem Abschlusswiderstand von 100 Q ergibt bereits ohmsch eine D mpfung von 8 6 dB SIMATIC Feldautomatisierung 5 7 04 2005 Kabelliste Hersteller Vertrieb Kabeltyp Siemens AG SIMATIC NET 6XV1 830 0EH10 Siemens AG SIMATIC NET 6XV1 830 3F
84. ller sein Projektiersystem auf PC Basis mit dem auf komfortable visuelle Weise das PLS projektiert bzw an die gestellten Aufgaben angepasst wird Engineering System ber den PROFIBUS DP bzw PROFIBUS PA k nnen intelligente Feldger te ber ihre Feldbusschnittstelle angeschlossen und so an das Leitsystem ange bunden werden Es stehen f r die SIEMENS Feldger te Stellvertreter Bau steine zur Verf gung Ein Funktionsbaustein FB ist gem IEC 1131 3 ein Codebaustein mit stati schen Daten und hat ein Ged chtnis Ein Funktionsbaustein bietet die M g lichkeit der bergabe von Parametern im Anwenderprogramm Dadurch eig nen sich Funktionsbausteine zur Programmierung von h ufig wiederkehrenden komplexen Funktionen z B Regelungen Betriebsartenanwahl Schutzart nach DIN 40050 Schutz gegen Ber hrung mit den Fingern und ge gen das Eindringen fester Fremdk rper mit ber 12 mm Durchmesser Zuweisung von Baugruppen zu Baugruppentr gern Steckpl tzen und Adres sen Es wird unterschieden zwischen Ist Konfiguration tats chlich gesteckte Baugruppen und Soll Konfiguration Die Soll Konfiguration wird von Ihnen mit STEP 7 COM PROFIBUS vorgegeben Das Betriebssystem kann auf die se Weise beim gt Anlauf eventuelle Falschbest ckungen erkennen Abk rzung f r Licht Wellen Leiter bertragungsmedium bei PROFIBUS 3 SIMATIC Feldautomatisierung 04 2005 M Master Master Slave Verfahren Meldeklassen Mel
85. m Herstel ler unabh ngiges PA Profil k nnen PROFIBUS Ger te einer Profil Familie einfach gegen vergleichbare Ger te eines anderen Herstellers ausgetauscht werden Solche universellen PA Profile sind z B verf gbar f r e Ger te zum Z hlen e Ger te zur Messung von Druck Durchfluss oder F llstand e Stellungsregler e _Analysenger te e Digital Ein Ausgabeger te oder e _multi variable Ger te ger teneutrale GSD mit PA Profil z B Druck Druckmessumformer Hersteller B PROFIBUS Master A Austausch Druckmessumformer Wi Hersteller A PROFIBUS PA Bild 3 9 Prinzipdarstellung der Austauschbarkeit von Feldger ten auf Grundlage des Ger teprofiles am PROFIBUS PA 3 1S IMATIC Feldautomatisierung 04 2005 HART Baugruppe Parametergruppen 3 Beschreibung der Komponenten schnelles zyklisches Lesen durch S7 400 0 4 20 mA Hersteller Me bereich langsames azyklisches Filterzeit a Lesen Schreiben Alarm Warngrenzen practice AUCH SIERON oder HART Handheld ME i device specific Bild 3 10 Schematische Darstellung eines Ger teprofiles f r HART Kommunikation Die Parameter in einem HART Feldger t k nnen in 3 Gruppen eingeteilt werden 1 Universal Messwert bzw Stellwert Herstellername und Messstellenkenn zeichen TAG 2 Common Practice Messbereich Filterzeit Alarmparameter Meldung Alarm und Warngrenzen 3 Device Specific z B spezielle Diagno
86. mA Feldger te mit geringer Leistungsaufnahme wie z B Druck Temperatur oder F llstands Messumformer nutzen diesen Ruhestrom zur eigenen Stromversorgung Die Summe der Ruhestr me aller Teilnehmer ist im Ex Bereich auf 110 mA und im Nicht Ex Bereich auf 1000 mA be grenzt Elf smati 574m PROFIBUS DP DP PA Link gt 10 mA PROFIBUS PA 31 25 kBit s Stichleitung max 120 m Z ndschutzart EEx ia Zweldraht Leitung jeschirmt Summen Explosionsgruppe IIC a mind 560m Versorgung der Feldger te Ex Bereich max 9 Nicht Ex Bereich max 31 Bild 5 3 PROFIBUS PA Speisung der Feldger te Daten bertragungs art Installationsort Installationstechnik Hub Technologie Die Daten bertragung erfolgt durch Modulation des Ruhestroms mit Stromsignalen von 9 mA Die Auslegung der Ex Variante von DP PA Koppler bzw DP PA Link gem EEx ia IIC erlaubt den Einsatz der Feldge r te in Zone 0 5 aller Anwendungsf lle im Ex Bereich und Zone 1 und 2 zusammen 95 aller Anwendungsf lle im Ex Bereich DP PA Koppler bzw DP PA Link sind sog zugeh rige Betriebsmittel mit einem eigensicheren Stromkreis PROFIBUS PA die au erhalb des Ex Be reiches installiert werden Einfache und robuste Installationstechnik e Zweidrahtleitung mit Schirm e Verbindung durch Klemmen kein L ten e Feldger te sind w hrend des Betriebes austauschbar Durch die galvanische Trennung von eigens
87. mentation Rangierverteiler ung EExi Stromversorgung Ih Schaltraum PROFIBUS DP PROFIBUS PA Bild 1 5 Prinzipbild Vergleich paralleler Verkabelung und serieller Verkabelung Feldbus Die Kosteneinsparungen beim Einsatz von PROFIBUS PA resultieren in erster Linie aus dem Wegfall von Rangierverteilern Speisetrennern und Feldvertei lern sowie reduziertem Platzbedarf im Schaltraum Als Folge davon werden die Kosten f r Dokumentation und Test der Feldverkabelung bei PROFIBUS PA auf ein Minimum ein paar Zweidrahtleitungen reduziert Es ist augenf llig dass Feldbusstrukturen mit PROFIBUS PA deutlich gerin gere Fehlerpotentiale als konventionelle Verkabelungen bergen Sollte doch 1 RIMATIC Feldautomatisierung 04 2005 1 Grundlagen einmal ein Fehler auftreten ist die Lokalisierung und Beseitigung aufgrund der einfachen Struktur und ausf hrlichen Diagnose sehr schnell m glich 1 3 2 PROFIBUS PA Konfiguration mit SIMATIC S7 In Verbindung mit SIMATIC S7 und dem Leitsystem SIMATIC PCS 7 wird der DP PA Koppler bei kleineren Mengenger sten oder geringen zeitlichen Anforderungen und der DP PA Link bei gro en Mengenger sten und hohen zeitlichen Anforderungen eingesetzt Der DP PA Link erlaubt den Aufbau von bis zu 5 unterlagerten PA Str ngen mit kurzen Zykluszeiten ca 100 ms bei 10 Feldger ten Die bertragung dieser Daten in das Leits
88. mpaket COM PROFIBUS oder STEP7 im Programmteil HW Konfig zu aktualisieren N here Informationen zu diesem Thema finden Sie in 231 Electronic Device Description EDD ist eine universelle standardisierte Ger te und Parameterbeschreibung f r PROFIBUS PA und HART f hige Feldger te Durch die Inhalte in der Ger tebeschreibung wird SIMATIC PDM mit Ger tedaten versorgt F r die auf azyklischer Kommunikation basierenden Aufgaben wie e Engineering e _Inbetriebsetzung e Diagnose e _Messwert Beobachtung e Asset Management oder e Dokumentation liefert die vom Ger tehersteller mit der leistungsf higen Beschreibungssprache EDDL Electronic Device Description Language erstellte EDD die ben tigten Ger teinformationen Die EDD ist f r einfache wie f r komplexe Ger te ein setzbar Zusammen mit dem leistungsf higen Process Device Manager SIMATIC PDM vereinheitlicht sie Benutzeroberfl che und Bedienerf hrung Ihre Erstel lung ist sehr komfortabel und erfordert keine Spezialkenntnisse Bei der EDD Erstellung lassen sich auch bestehende EDDs Profilbeschreibungen und Text bibliotheken einbinden 3 2 5 Treiberfunktionsbausteine f r die Feldautomatisierung Einleitung Um Prozessdaten zwischen der E A Peripherie und dem Anwenderprogramm zu transferieren werden Feldger tebausteine ben tigt Diese Feldger tebau steine realisieren die Schnittstelle zur Hardware einschlie lich einer Pr ffunk tionalit t Ausf hrliche In
89. munikation Eine weitere Parametrierfunktion ist das Ein stellen von Busparametern der Kommunikationsbaugruppen SIMATIC Feldautomatisierung 1 15 04 2005 2 Komponenten der Feldautomatisierung Komponenten der Feldautomatisierung 2 In diesem Kapitel 2 1 Einleitung 2 2 2 2 Hardwarekomponenten 2 2 2 2 1 PROFIBUS PA 2 2 2 2 2 HART Baugruppen der ET 200M 2 3 2 2 3 ET 200iSP 2 5 2 2 4 RS 485 IS Koppler 2 7 2 3 Projektierung der Feldtechnik 2 9 2 1 SIMATIC Feldautomatisierung 04 2005 2 Komponenten der Feldautomatisierung 2 1 Einleitung Dieses Kapitel gibt Ihnen einen berblick ber die Komponenten der Feldau tomatisierung Eine detaillierte Beschreibung der einzelnen Komponenten fin den Sie in den zugeh rigen Handb chern auf die in den nachfolgenden Kapi teln hingewiesen wird Es werden folgende Komponenten behandelt Hardware e PROFIBUS PA PROFIBUS DP PA Koppler PROFIBUS DP PA Link e _HART Baugruppen der ET 200M Analogeingabebaugruppe SM331 AI 2 x 0 4 20mA HART Ex i Analogausgabebaugruppe SM332 AO 2 x 0 4 20mA HART Ex i e ET 200iSP mit den Komponenten Interfacemodul IM152 1 4AIHART f r 2 Leiteranschluss 4AIHART f r 4 Leiteranschluss 4AOHART e RS485 IS Koppler Software e STEP 7 HW Konfig e PCS 7 Treibertreiberbibliothek e Feldger teparametrierwerkzeug SIMATIC PDM e COM PROFIBUS 2 2 Hardwarekomponenten 2 2 1 PROFIBUS PA Einsatzgebiet Die Buskopplun
90. ne Hilfe nutzen die Ihnen die Detailfragen zur Nutzung des CFC Editors beantwortet ASEO00177296 01 Das Handbuch des SFC Leittechnik Pakets gibt Ihnen die Informatio nen die Sie zur Projektierung von Ablaufsteuerungen ben tigen Beim Arbeiten mit der Software k nnen Sie die Online Hilfe nutzen die Ihnen Detailfragen zur Nutzung von SFC beantwortet ASEO00177374 01 Die Handb cher Basisbausteine Feldger tebausteine und Tech nologische Bausteine enthalten detaillierte Informationen ber die Bausteine der Bibliotheken Bausteine ASEO00180694 02 Treiberbausteine A5E00180696 02 Library AS5E00180680 02 Das Handbuch gebt Ihnen Informationen zum Projektieren und Arbei ten mit dem Bedien und Beobachtungssystem Es umfasst die Be schreibungen von Hardware Software und Prozessf hrung AS5EO00221788 Dieses Handbuch beschreibt die Hardware der PROFIBUS Kopplung DP PA detailliert Es erm glicht Ihnen die Buskopplung in Betrieb zu nehmen ASEO00193840 14 Das Kapitel 4 des Referenzhandbuches beschreibt die HART Analog baugruppen Es erm glicht Ihnen die Inbetriebnahme der Baugruppen ASEO00172006 07 Das Handbuch beschreibt den Aufbau des dezentralen Peripheriege r tes ET200M Es enth lt die Beschreibung der Baugruppe IM 153 2 die f r den Einsatz der HART Baugruppen notwendig ist EWA 4NEB780600601 06 04 2005 4 Katalogdaten Dezentrales Peripheriege Das Handbuch enth lt Anleitungen zur Konfiguration
91. ng vom Betriebszustand STOP in den Betriebszustand RUN durchlaufen Er kann ausgel st werden durch NETZ EIN oder durch das ES Das Anwenderprogramm enth lt die Struktur f r die Automatisierungspro gramme sowie Daten f r die Signalverarbeitung durch die eine Anlage oder ein Prozess gesteuert werden kann Ein vom Anwender selbst erstellter Bausteintyp zur Verwendung durch den CFC zur Verf gung steht Bausteintypen werden z B durch SCL erstellt gt Typ Ein dezentraler Aufbau liegt vor wenn die Prozessperipherie nicht direkt mit der Zentralbaugruppe im selben Baugruppentr ger oder im selben oder be nachbarten Schaltschrank angeordnet sind sondern r umlich voneinander ge trennt sind und durch einen Kommunikationsbus z B Feldbus miteinander verbunden sind Ein zentraler Aufbau liegt vor wenn Prozessperipherie und Zentralbaugruppe im selben Baugruppentr ger oder in Erweiterungsger ten im gleichen oder im benachbarten Schrank untergebracht sind Alle Produkte mit einer Bestellnummer haben einen Ausgabestand er kenn zeichnet die Version des Produkts Der Ausgabestand wird erh ht bei auf w rtskompatiblen Funktionserweiterungen bei fertigungsbedingten nderun gen Einsatz neuer Bauteile Komponenten sowie bei Fehlerbehebungen Ein Automatisierungssystem ist eine speicherprogramierbare Steuerung mit leittechnischer Funktionalit t die aus mindestens einer gt CPU verschie denen Ein und Ausgabebaugruppen sowie Bedi
92. oduktes oder den jeweiligen Teil der Dokumentation auf den besonders aufmerksam gemacht werden soll Inbetriebsetzung und Betrieb eines Ger tes d rfen nur von qualifiziertem Personal vorgenommen werden Qualifiziertes Personal im Sinne der sicherheitstechnischen Hinweise dieses Handbuchs sind Personen die die Berechtigung haben Ger te Systeme und Stromkreise gem den Standards der Sicherheitstechnik in Betrieb zu nehmen zu erden und zu kennzeichnen Beachten Sie folgendes Warnung Diese Produkte d rfen nur f r die im Katalog und in der technischen Beschreibung vorgesehenen Einsatzf lle und nur in Verbindung mit von Siemens empfohlenen bzw zugelassenen Fremdger ten und Komponenten verwendet werden Der einwandfreie und sichere Betrieb des Produktes setzt sachgem en Transport sachgem e Lagerung Aufstellung und Montage sowie sorgf ltige Bedienung und In standhaltung voraus SIMATIC SITRANS und SINEC sind eingetragene Marken der SIEMENS AG HARTE ist eingetragene Marke der HART Communication Foundation Die brigen Bezeichnungen in dieser Schrift k nnen Marken sein deren Benutzung durch Dritte f r deren Zwecke die Rechte der Inhaber verletzen k nnen Vorwort Zweck dieser Systembeschreibung Erforderliche Grundkenntnisse G ltigkeitsbereich Diese Systembeschreibung gibt Ihnen im ersten Teil notwendige Informatio nen ber die vielseitigen Einsatzm glichkeiten des PROFIBUS und
93. ol System PCS 7 SFC Technologische Ablaufsteuerungen projektieren 256 Handbuch Process Control System PCS 7 ES Anlagen technologisch und phasen bergreifend strukturieren 257 Handbuch Process Control System PCS 7 BATCH flexible System Chargenprozesse automatisieren SIMATIC Feldautomatisierung 1 04 2005 Literaturverzeichnis 258 Referenzhandbuch Process Control System PCS 7 Bibliothek Basisbausteine 259 Referenzhandbuch Process Control System PCS 7 Bibliothek Technologische Bausteine 260 Referenzhandbuch Process Control System PCS 7 Bibliothek Feldger tebausteine 261 Systembeschreibung Process Control System PCS 7 280 Programmierhandbuch Systemsoftware f r M7 300 400 Programmentwurf 281 Referenzhandbuch Systemsoftware f r M7 300 400 System und Standardfunktionen 282 Benutzerhandbuch Systemsoftware f r M7 300 400 Installieren und Bedienen 290 Benutzerhandbuch ProC C f r M7 300 400 C Programme erstellen 291 Benutzerhandbuch ProC C f r M7 300 400 Debugger f r C Programme 300 Brosch re SIMATIC WinCC Windows Control Center 301 Handbuch SIMATIC WinCC Control Center Global Script User Administrator 302 Handbuch SIMATIC WinCC Graphics Designer 303 Handbuch SIMATIC WinCC Tag Logging Alarm Logging Report Designer 304 Handbuch SIMATIC WinCC Options Basic Process Control Advanced Process Control ChipCard Video 502 Handbuch
94. on Geb uden Kabelverlegung SIMATIC Feldautomatisierung Geschirmte Busleitungen sind in einem Abstand von mindestens 200 mm zu Leitungs und Hochspannungskabeln gt 60 Volt zu verlegen Bei starken St r quellen Schwei trafo geschaltete Motoren usw muss der Abstand auf min destens 500 mm vergr ert werden Die Verlegung neben Postkabeln sollte vermieden werden da eine gegensei tige Beeinflussung nicht ausgeschlossen werden kann Eine Verlegung neben Signalkabeln der Mess und Regeltechnik mit Signalspannungen lt 60 Volt kann problemlos erfolgen 04 2005 Schutz vor Besch digung Lagerung und Transport Kabelverlegung im Erdreich Zul ssiger Biegeradius SIMATIC Feldautomatisierung 5 Aufbaurichtlinien Die Verlegung auf Kabelpritschen und Steigtrassen ist zul ssig Auf eine aus reichende Erdung ist dabei zu achten Auch kurze Stichkabelpritschen oder Stahlschutzrohre sind zu erden Bei der Gefahr einer mechanischen Besch digung Reibung Trittbereich muss ein besonderer Schutz angebracht werden geschlossener Blechkanal oder Schutzrohr Sind keine Kabelpritschen Steigtrassen oder Kabelkan le vorhanden so hat die Verlegung in einem Schutzrohr zu erfolgen Dieses muss entsprechend ge kennzeichnet werden um ein nachtr gliches Einziehen von anderen Leitungen zu verhindern An Dehnfugen des Geb udes darf das Schutzrohr f r maximal 500 mm unterbrochen sein wenn keine herabfallenden Teile die Leitungen b
95. ponenten der Feldautomatisierung 2 3 Projektierung der Feldtechnik Einleitung COM PROFIBUS Feldger tebausteine Hardware konfigurierung SIMATIC PDM F r die Projektierung der Komponenten der Feldautomatisierung stehen umfangreiche und komfortable Softwarewerkzeuge bereit Die Einbindung er folgt dabei nach einheitlichen Regeln unabh ngig davon ob es eine Standard E A Baugruppe oder eine Baugruppe mit HART Funktionalit t bzw ein DP Slave oder PA Slave ist Das Prinzip der Einbindung ist einheitlich Die F higkeiten dieser Komponenten werden in den nachfolgen Abschnitten n her erl utert Das Programmpaket COM PROFIBUS ist eine Test Diagnose und Parame triersoftware f r PROFIBUS DP Sie ben tigen COM PROFBUS zur Projek tierung des Busaufbaus COM PROFIBUS ist auch geeignet f r die Anbindung von Feldger ten an fremde nicht SIMATIC DP Master Hierf r wird mit COM PROFIBUS eine GSD Datei erzeugt die in das Fremdsystem geladen wird N here Angaben und Hinweise finden Sie in 501 Im System S7 PCS7 erfolgt generell die Konfiguration des PROFIBUS mit STEP7 HW Konfig Um Prozessdaten zwischen der E A Peripherie zur Prozessdatenverarbeitung zu transferieren werden Feldger tebausteine ben tigt Diese Feldger tebau steine realisieren die Schnittstelle zur Hardware einschlie lich einer Pr ffunk tionalit t Ausf hrliche Informationen ber das Parametrieren von Bausteinen finden Sie in 258 Kapitel 5
96. r 5 2 9 Montagematerial und Werkzeug 5 3 PNO Richtlinien und weitere Literatur HARDWAREPROJEKTIERUNG BEISPIELPROJEKT 6 1 Projektierung einer Station 6 1 1 Anlegen einer Station und Start der HW Konfiguration 6 1 2 Konfiguration der Station 6 1 3 Laden der Hardwarekonfiguration in eine CPU 6 2 Dezentrale Peripherie PROFIBUS DP PA 6 2 1 DP Slave in eine Station einf gen 6 2 1 1 Ger testammdaten GSD Dateien 6 2 1 2 Einsatz eines SITRANS P ber DP PA Koppler 6 2 1 3 Einsatz einer ET 200iSP mit HART Bauguppe 6 3 Stationsdiagnose 6 4 SITRANS P Parametrierung mit SIMATIC PDM SOFTWAREPROJEKTIERUNG BEISPIELPROJEKT 7 1 Projektbeispiel Regelkreis CFC SIMATIC Feldautomatisierung 5 1 5 2 5 5 5 5 5 5 5 7 5 9 5 10 5 11 5 12 5 12 5 13 5 16 6 1 6 4 6 5 6 6 6 8 6 8 6 8 6 8 6 9 6 9 6 11 6 11 7 1 7 2 04 2005 5 Aufbaurichtlinien Aufbaurichtlinien 5 In diesem Kapitel 5 1 Einleitung 5 2 5 2 Mechanischer und elektrischer Aufbau 5 5 5 2 1 Montage der Kabel 5 5 5 2 2 Kabelwege in und au erhalb von Geb uden 5 5 5 2 3 Kabelspezifikationen und Kabelempfehlung PROFIBUS DP 5 7 5 2 4 Kabelspezifikationen und Kabelempfehlung PROFIBUS PA 5 9 5 2 5 Schirmungskonzept 5 10 5 2 6 Erdung und Potenzialausgleich 5 11 5 2 7 Blitzschutz 5 12 5 2 8 Steckverbinder 5 12 5 2 9 Montagematerial und Werkzeug 5 13 5 3 PNO Richtlinien und weitere Literatur 5 16 SIMATIC Feldautomatisierung 5 1 04 2005 5 Aufbauric
97. r ten 2 Draht Messumformer Standard Anwendungen Eingangsbereich parametrierbar HART 4 bis 20 mA Aufl sung 12 Bit Vorzeichen Stromversorgung der Messumformer Speisestrom max 23 mA pro Kanal kurzschlussfest Potenzialtrennung zwischen Kan len und R ckwandbus nicht zwischen den Kan len zwischen Kan len und Powerbus Grenzwertalarm parametrierbar Diagnosealarm parametrierbar Diagnosefunktionen ber LED auslesbar berwachung auf Drahtbruch Analoges Modul Die Analogeingabebaugruppe 4 AI I 4WIRE HART 6ES7 134 7TD50 0AB0 4 AII 4WIRE HART besitzt folgende Eigenschaften SIMATIC Feldautomatisierung 4 Eing nge f r den Anschluss von HART Feldger ten 4 Draht Messumformer Standard Anwendungen Eingangsbereich parametrierbar HART 0 bis 20 mA 4 bis 20 mA Aufl sung 12 Bit Vorzeichen Keine Stromversorgung der Messumformer kurzschlussfest ja 2 6 04 2005 2 Komponenten der Feldautomatisierung Potenzialtrennung zwischen Kan len und R ckwandbus nicht zwischen den Kan len zwischen Kan len und Powerbus Grenzwertalarm parametrierbar Diagnosealarm parametrierbar Diagnosefunktionen ber LED auslesbar berwachung auf Drahtbruch Analoges Modul Die Analogausgabebaugruppe 4 AO I HART 6ES7 135 7TD00 0AB0 4AOIHART besitzt folgende Eigenschaften 4 Ausg nge f r Stromausgabe Ausgangsbereiche parametrierbar HART 4 bis 20mA 0Obis 20mA Aufl sung 14 Bit Pot
98. r tes SIMATIC PDM ist ein offenes Werkzeug f r Ger teintegrationen Es sind be reits ber 1000 Ger te von mehr als 100 Ger teherstellern integriert Die Basis f r die Ger teintegration ist die EDDL Electronic Device Description Langu age Die Erstellung der EDD Electronic Device Description erfolgt durch den Ger tehersteller oder einen Dienstleister Sie wird vom Ger tehersteller zusammen mit dem Ger t auf einem Datentr ger geliefert im Internet zur Ver f gung gestellt oder in Ger tekataloge von EDD Applikationen integriert Der Katalog der HART Ger te der HART Communication Foundation HCF ist in PDM integriert Bild 2 1 stellt die Integration von Fremdger ten mittels SIMATIC PDM dar ghc W D R amp 27T gt m E i F f N Download vom Hersteller PDM Ger testammdaten 1 EDD Electronic Device Description Bild 2 1 Integration von beliebigen Feldger ten in SIMATIC PDM SIMATIC PDM ist auch f r den Betrieb unter Windows 2000 Windows Me und Windows XP freigegeben Mit der Option Integration in STEP 7 PCS 7 setzt SIMATIC PDM auf dem Software Paket SIMATIC STEP 7 bzw SIMATIC PCS 7 auf und wird als Op tionspaket fest in die bestehende Installation integriert Diese Option erlaubt zus tzlich die Projektierung von PROFIBUS DP PA Netzen und Ger ten mit Hilfe von STEP 7 HW Konfig Folgende Netze werden unterst tzt e PROFIBUS DP Netz e PROFIBUS PA Netz SIMATIC Feldautomatisierung 2
99. r Instandhalter hat nur eingeschr nkten lesenden schreibenden Zugriff auf die Parameter Das sich nun ffnende Bild besteht aus drei Teilen e Men leiste f r die Datenverwaltung Datentransfer e _Parameterbaum f r schnellen Zugriff auf einzelne Paramatergruppen e _Parameterliste Die Inhalte von Parameterbaum und Parameterliste werden durch die EDD Beschreibung bestimmt siehe Bild 6 4 In den Parameterlisten k nnen Sie alle wei hinterlegten Parameterfelder n dern Ge nderte Parameter und der zugeh rige Parameterbaumzweig werden gekennzeichnet Die Kennzeichnung wird erst zur ck genommen e bei Archivierung in der Datenbank e bei bertragung der Parameter in das Feldger t Sie k nnen den Datensatz jedes Feldger tes 04 2005 6 Hardwareprojektierung Beispielprojekt e Offline bearbeiten e in einer Datenbank archivieren e aus dem Feldger t r cklesen e in das Feldger t bertragen bzw e ausdrucken Online Funktionen Folgende Online Funktionen k nnen Sie mit SIMATIC PDM nutzen e _Messwertanzeige mit Status e Alarmstatus e Ger testatus und e Adress nderung SIMATIC PDM Bild 6 4 SIMATIC PDM 6LMPJ IC Feldautomatisierung 04 2005 7 Softwareprojektierung Beispielprojekt Softwareprojektierung Beispielprojekt F In diesem Kapitel 7 1 Projektbeispiel Regelkreis CFC 7 2 SIMATIC Feldautomatisierung 7 1 04 2005 Aufgabenstellung 7 Softwareprojektierung Beispielprojek
100. r die MPI Schnittstelle der CPU erfolgen Die CP 443 5 f r den PROFIBUS wird dabei mit den Kommunikationsparametern versorgt Danach kann jeder weitere La devorgang ber den PROFIBUS oder Ethernet erfolgen Achten Sie darauf dass in der PG PC Schnittstelle die richtige Baugruppe zuge ordnet ist e Weitere Informationen zur Hardwarekonfiguration erhalten Sie im Handbuch 100 6 2 Dezentrale Peripherie PROFIBUS DP PA Anmerkung Es wird nur auf die Belange von PROFIBUS DP PA eingegangen Bei Einsatz eines DP PA Kopplers im DP Netz verhalten sich die angeschlossen PROFIBUS PA Feldger te wie kompakte DP Slaves Sind die DP PA Koppler in einem Linkmodul zusammen gefasst so verh lt sich das Linkmodul wie ein modularer DP Slave Grunds tzlich wird bei der Projektierung von DP Slaves wie folgt unterschie den e Kompakte DP Slaves sind direkt angeschlossene Einzelger te z B SITRANS P ber einen DP PA Koppler e Modulare DP Slaves z B Linkmodule mit bis zu 5 PROFIBUS PA Str ngen e Intelligente Slaves I Slaves Kompaktregler DR 21 6 2 1 DP Slave in eine Station einf gen 6 2 1 1 Ger testammdaten GSD Dateien Das Projektieren von PROFIBUS PA Feldger ten ber die GSD Datei ist nur bei Feldger ten von Fremdherstellern erforderlich Siemens Feldger te k nnen ber den Hardwarekatalog in STEP7 HW Konfig projektiert werden SIMATIC Feldautomatisierung 6 8 04 2005 6 Hardwareprojektierung Beispielprojekt Fel
101. rgeordneten PROFIBUS DP max 12 MBit s und Master der unterlagerten PA Segmente Diese PA Segmente bilden einen gemeinsamen logischen Bus Die maximale Teilnehmeranzahl in jedem PA Mastersystem ist beschr nkt auf 64 Die Sum me aller Feldger te an einem DP PA Koppler ist auf max 31 begrenzt Eine Begrenzung auf 9 Feldger te am Ex Koppler ergibt sich aus der maximalen Strombelastbarkeit Die maximale L nge der Telegramme f r Konfigurierda ten Parametrierdaten Diagnosedaten und f r E A Daten betr gt jeweils 244 Byte Der DP PA Link wird bei hohen Anforderungen an die Zykluszeit und hohen Mengenger sten eingesetzt SIMATIC Feldautomatisierung 1 9 04 2005 PROFIBUS DP 45 45 kBit s DPI PA Koppler 24 VE PROFIBUS PA 31 25 kBit s Nicht Ex Variante I lt 1000 mA I lt 110 mA max 31 Feldger te max 9 Feldger te Ex Variante 1 Grundlagen PROFIBUS DP bis 12 MBit s DP PA Link modular erweiterbar Kopfbaugruppe mit max 5 Kopplern PROFIBUS PA 31 25 kBit s Nicht Ex max 31 Ger te Koppler Ex max 9 Ger te Koppler Ingesamt max 64 Ger te Link Bild 1 4 Netzkomponenten DP PA Koppler und Linkmodul f r PROFIBUS DP PA Einsparungs potential Der Vergleich zwischen konventioneller d h paralleler Verkabelung der Feldger te und dem Feldbussystem PROFIBUS PA verdeutlicht das enorme Einsparungspotential bei Projektierung Hardwareaufwand Installation und Anlagendoku
102. rinduktive Erdung zur Folge haben 04 2005 5 Aufbaurichtlinien e Anschluss ber einen Beilauf oder Kontaktdraht e Anschluss ber ein kurzes St ck Litze einige cm angel tet oder ge crimpt Sauschw nzchen Methode e _Aufdrehen oder Aufsplei en des Kabelschirms und dessen direktes An klemmen an einer Erdklemme Falls der so entstandene Erddraht nicht l nger ist als ca 2cm ist die Methode bedingt zul ssig e F hren von Schirmerden ber irgendwelche L ngen von Kupferlitze auch von gr eren Querschnitten 1 5mm Cu Bei der an sich richtigen Klemmung des Kabelschirms mittels Kabelschelle oder anderer Klemmvorrichtung ist auf gen gend Kontaktdruck zu achten Der Klemmdruck erfolgt h ufig gegen die Kabelisolation und die flie t im Laufe der Zeit Solche Anordnungen brauchen sehr viel Federweg Die Schirman schlussklemme der Reihe KLB der Firma Weidm ller ist eine konstruktive Antwort auf das Problem 5 2 6 Erdung und Potenzialausgleich Schutzerdung Potenzialausgleich 2 Draht Leitung 4 Draht Leitung Schlussfolgerung Explosionsgef hr deter Bereich SIMATIC Feldautomatisierung Ob eine Schutzerdung eines Busteilnehmers notwendig ist h ngt vom Schutzkonzept der Teilnehmerspeisung ab Siehe dazu die Herstellerangaben und die rtlichen Vorschriften Das RS485 Bussegment mit 2 bis 32 Transceivern Sender Empf ngerbau steine ist galvanisch durchverbunden Es erfolgt deshalb ber di
103. schen Aspekte der Projektierung konzentrieren Die Ablaufeigenschaften der Bausteine sind vorbelegt k nnen aber f r jeden Baustein separat angepasst werden Eine erhebliche Arbeitserleichterung ist dass Sie einzelne Bausteine oder ganze Gruppen von Bausteinen plan bergrei fend kopieren oder verschieben k nnen Die Verschaltungen der Bausteine un tereinander bleiben dabei erhalten Wenn Sie alle Funktionen erstellt haben erzeugen Sie per Mausklick den ab lauff higen Maschinencode laden ihn in das Zielsystem und testen ihn mit den hierf r vorhandenen CFC Testfunktionen Die Umsetzung des im Bild 6 2 dargestellten L sungsprinzips wird schritt weise angegangen Die AS Hardware wurde mit STEP 7 Mitteln in Kapitel 6 konfiguriert d h es ist schon bekannt welche analogen Ein bzw Ausgabe baugruppen verwendet werden in welchem Rack und auf welchem Steckplatz sie eingebaut sind und auf welchem Baugruppenkanal der jeweilige F ll standssensor PROFIBUS PA Durchflusssensor HART bzw Aktor Regel ventil angeschlossen ist Mit dieser Annahme kann die Software unter CFC strukturiert werden Durch den Einsatz der Bausteine aus der Bibliothek PCS 7 Library es ist mit einfachen Mitteln m glich die Aufgabe zu l sen Es nur die Verschaltungen Parametrierungen und Zuordnungen der symbolischen Namen f r die projek tierten Kan le erforderlich In diesem Beispiel benutzen wir die umfangreichen Bausteinbibliotheken die Ihnen mit PC
104. sdeh nungen realisieren PROFIBUS PA ist die kommunikationskompatible Ver l ngerung von PROFIBUS DP PROFIBUS PA PROFIBUS DP Kommunikation optimierte bertragungstechnik f r Feldger te HART Highway Addressable Remote Transducer ist ein serielles bertra gungsverfahren mit dem ber eine 4 bis 20 mA Stromschleife zus tzliche Daten wie Messbereich D mpfung usw zu angeschlossen Sensoren oder Ak toren bertragen werden k nnen Im Laufe der Zeit wurde durch die HART Communication Foundation HCF diese bertragungstechnik zu einem herstellerunabh ngigen Standard entwickelt Die mit der standardisierten E lectronic Device Description EDD beschriebenen HART Feldger te sind ber den HCF Katalog in das Engineering Tool SIMATIC PDM integriert ber die von SIEMENS angebotenen HART Analogbaugruppen wird die Nutzung des HART Protokolls m glich Dies geht deutlich ber die M g lichkeit hinaus ein Handheld Terminal in die Stromschleife einzubinden SIMATIC Feldautomatisierung 1 5 04 2005 1 Grundlagen 1 2 PROFIBUS als universeller Feldbus Allgemein PROFIBUS Process Field Bus ist ein nach den internationalen Normen IEC 61158 und IEC 61784 standardisiertes Bussystem welches seit mehreren Jahren erfolgreich in der Fertigungs und Prozessautomatisierung Chemie und Verfahrenstechnik eingesetzt wird Der Einsatzbereich des Feldbussystems wird wesentlich durch die zur Verf gung stehenden bertragungste
105. seinformationen Alle drei Parametergruppen werden ber langsames azyklisches Lesen durch SIMATIC PDM oder ein HART Handheldterminal erfasst Der Messwert wird durch ein 4 20 mA Signal abgebildet Die A D bzw D A Wandlung erfolgt auf der HART Analogbaugruppe Dieser Prozesswert wird ber schnelles zyklisches Lesen Schreiben durch die Automatisierungs station bearbeitet In Ausnahmef llen werden bestimmte Parametergruppen auch vom Automatisierungsger t system azyklisch gelesen bzw geschrieben 3 2 4 GSD und EDD Beschreibungen Was ist GSD GSD hei t Ger testammdatendatei Diese Datei enth lt die Ger testamm daten mit denen eine Konfiguration der PROFIBUS PA Feldger te in den Au tomatisierungssystemen SIMATIC S7 und im Prozessleitsystem PCS 7 m g lich wird Die GSD ist eine ASCII Textdatei in der die allgemeinen und ger tespezifi schen Kommunikationsmerkmale eines PROFIBUS Ger tes mit Hilfe obliga torischer und optionaler Schl sselw rter beschrieben werden Hersteller und Profil Identnummern erh hen die Projektierungssicherheit und erleichtern die Austauschbarkeit der Ger te Die GSD Datei beschreibt alle wichtigen Para meter f r die zyklische Kommunikation Jeder Hersteller von PROFIBUS PA Feldger ten liefert zu seinen Ger ten eine GSD Datei mit Diese sind in die Engineeringstation einzulesen und im Pro SIMATIC Feldautomatisierung 3 15 04 2005 Was ist EDD 3 Beschreibung der Komponenten gram
106. sem Kapitel 1 1 1 2 1 2 1 1 2 2 1 3 1 3 1 1 3 2 1 3 3 1 3 4 1 4 1 5 PROFIBUS im Automatisierungssystem SIMATIC PROFIBUS als universeller Feldbus Der PROFIBUS DP Der PROFIBUS PA PROFIBUS Komponenten bergang von PROFIBUS DP auf PROFIBUS PA PROFIBUS PA Konfiguration mit SIMATIC S7 bergang von PROFIBUS DP RS485 auf RS485 1S bersicht PROFIBUS Anwendungsbereiche HART Funktionen Projektieren des PROFIBUS Netzwerks SIMATIC Feldautomatisierung 1 Grundlagen 04 2005 1 Grundlagen 1 1 PROFIBUS im Automatisierungssystem SIMATIC Allgemein Die international f hrende Feldbus Technologie PROFIBUS wird in SIMATIC Systemen als Standardkommunikation eingesetzt um so eine offene und zukunftsorientierte Feldbus L sung zu erm glichen Vorrangig wird in dieser Beschreibung auf das System PCS 7 eingegangen da das gesamte Leistungsspektrum der Feldbuskomponenten in PCS 7 komforta bel genutzt werden kann SIMATIC PCS7 ist das DCS System Distributed Control System f r die Pro zess und Fertigungsindustrie von Siemens Komponenten Die SIMATIC Familie besteht aus folgenden Hauptkomponenten Prozessleitsystem PCS 7 f r DCS basierte L sungen Automatisierungssystem SIMATIC S7 f r PLC SCADA basierte L sun gen in Verbindung mit SIMATIC HMI SIMATIC HMI die Bedien und Beobachtungssysteme z B Operator Stationen und Operator Terminals auf Basis WinCC SIMATIC NET die Kommunikationsbasis PROFIBUS und PROFINET
107. ster bietet PROFIBUS DP zyklische und azyklische Dienste In einem Zyklus werden alle Ausgangswerte Stellbefehle in die Feldger te geschrieben und alle Eingangswerte Messwerte aus den Feldger ten gelesen Anschlie end kann mit einem bestimmten Feldger t ein azyklischer Daten austausch erfolgen Dabei k nnen Einstellungen der Feldger te gelesen oder Parameter ge ndert werden Durch die M glichkeit der Erg nzung jedes bertragungszyklus durch genau ein einziges azyklisches Telegramm sind kurze deterministische Zykluszeiten SIMATIC Feldautomatisierung 1 7 04 2005 1 Grundlagen als Basis f r Softwareregelungen im Automatisierungsger t system gew hr leistet 1 2 2 Der PROFIBUS PA Einleitung Signalumsetzung Einsatzgebiet PROFIBUS PA ist die Erweiterung von PROFIBUS DP um die optimierte bertragungstechnik f r Feldger te z B zur Speisung der Feldger te ber die Datenleitung und Anwendung in explosionsgef hrdeter Umgebung bis in Zone 0 unter Beibehaltung der Kommunikationsfunktionen von PROFIBUS DP Erreicht wurde dies durch die bernahme des PROFIBUS DP Protokolls f r PROFIBUS PA Die Wahl der international standardisierten bertragungstechnik MBP die in der IEC 61158 2 neben anderen Verbindungstechnologien definiert ist ge w hrleistet die zukunftssichere Feldinstallation mit PROFIBUS PA MBP ist eine bertragungstechnik mit Manchester Codierung und Speisung ber den Bus Bus Powering
108. t Ausgehend von der in Kapitel 6 beschriebenen Aufgabenstellung wird in die sem Kapitel im ersten Beispiel die Realisierung des Regelkreises als kontinu ierlicher Regelkreis unter Verwendung des Projektierungswerkzeuges CFC be schrieben Im zweiten Beispiel wird der Regelkreis als Zweipunktregelkreis unter Verwendung des Projektierungswerkzeuges SFC beschrieben 7 1 Projektbeispiel Regelkreis CFC CFC Prinzipielle Arbeitsweise Auswahl der Bau steine BIMATIC Feldautomatisierung CFC Continuous Function Chart ist ein grafischer Editor Er dient dazu aus vorgefertigten Bausteinen vom Anwender selbst geschriebene Bausteine oder aus Bibliotheken bernommene Bausteine eine Gesamtsoftwarestruktur f r eine CPU zu erstellen Hierzu werden Bausteine auf Funktionspl nen platziert parametriert und verschaltet Dadurch entsteht die Struktur einer Automatisie rung die nach der Erzeugung des ablauff higen Maschinencodes in das AS ge laden wird Hinweis Eine ausf hrliche Beschreibung ber CFC erhalten Sie aus dem Handbuch 254 Im CFC Editor arbeiten Sie mit grafischen Mitteln Sie w hlen vorgefertigte Bausteine aus dem verf gbaren Bausteinvorrat aus platzieren sie per Drag amp Drop im Plan eine Art Zeichenblatt und verschalten sie per Maus klick miteinander Sie m ssen sich dabei nicht um Details wie Algorithmen oder die Zuteilung von Maschinenressourcen k mmern sondern k nnen sich auf die technologi
109. t 3 dB km Cu Geflecht 1x2x 38 4 KHz 1 0 2 55 100 BL OE FR Siemens AG SIMATIC 100Q 20Q 02 Y SY CY I lt 28nF km lt 3 dB km Cu Geflecht NET 1x2x 38 4 KHz 6XVl 1 0 2 55 100 830 5FH10 BLOEFR Tabelle 5 4 Kabelliste Kupferkabel SIMATIC Feldautomatisierung 04 2005 5 Aufbaurichtlinien 5 2 5 Schirmungskonzept Schirmung ja oder nein Schirmungsregeln Schirmanschluss SIMAJ IC Feldautomatisierung Die EN 50170 Vol 2 berl sst es dem Anwender ob geschirmtes Kabel ein gesetzt werden soll In st rungsfreier Umgebung ist ungeschirmtes Kabel zu gelassen Folgende Gr nde sprechen hingegen daf r immer geschirmtes Kabel einzusetzen e Ein St rungsfreier Raum existiert h chstens im Innern von schirmenden Schaltschr nken Aber sobald sich darin auch Relais und Schaltsch tzen befinden ist es mit der Ruhe vorbei F r die optimale Elektromagnetische Vertr glichkeit von Systemen ist es von gro er Bedeutung dass die Systemkomponenten und vor allem die Leitungen geschirmt sind und diese Schirme eine elektrisch m glichst l ckenlose H lle bilden Es sei aus Kapitel Erdung Schirmung der DIN Norm zitiert Bei Verwen dung eines geschirmten Buskabels wird empfohlen den Schirm beidseitig nie derinduktiv mit der Schutzerde zu verbinden um m glichst optimale EMV zu erreichen Eine Ausnahme betrifft getrennte Potenziale z B Raffinerie hier ist in der Regel nur eine einseitige Erdung zul ssig
110. u projektieren F r das nachfolgend beschriebene Beispielprojekt wird die Projektierung ber einen DP PA Koppler vorgestellt SIMATIC Feldautomatisierung 6 4 04 2005 6 Hardwareprojektierung Beispielprojekt AIHW Konfig S 7 400 Konfigur ation PA System Fr ey a ME ESF TEZISIORBIEO ZA Be Be _ __ _ a 2 E 4 4 Al 2WIRE Hant 6ES7 134 7TD00 0ABO sese I Ze 43 a BT S Haas pre iz sin wu a Bild 6 3 Hardwarekonfigurationbeispiel 6 1 1 Anlegen einer Station und Start der HW Konfiguration Zum Einstieg in das Konfigurieren und Parametrieren ben tigen Sie in Ihrem Projekt eine Station die Sie innerhalb eines Projektes einf gen k nnen Der nachfolgend beschriebene Weg zeigt dies mit Hilfe des PCS 7 Assistent der Sie beim Anlegen eines Projektes unterst tzt 8 MATIC Feldautomatisierung 04 2005 6 Hardwareprojektierung Beispielprojekt F hren Sie f r das Anlegen einer Station folgende Schritte durch e ffnen Sie den SIMATIC Manager e Starten Sie den PCS 7 Assistenten mit dem Men befehl Datei gt Assis tent Neues Projekt e Der PCS 7 Assistent f hrt Sie nun durch erforderlichen Schritte um ein Projekt mit einer Stationen zu erstellen Hierbei k nnen Sie unter anderem Projektart Projektnamen eine entsprechende CPU w hlen e Folgen Sie den Anweisungen des PCS 7 Assistenten e ffnen Sie nach dem Beenden des Assistenten die Station mit Doppel
111. uenter St rungen direkt nach Schrank eintritt zus tzlich auf eine Schirmschiene fl chig aufgelegt Dazu ist mit Hilfe eines Kabelmessers die Kabelisolierung in Schellenbreite abzusetzen ohne den Geflechtschirm zu besch digen Die Schirmschiene muss gut leitend mit der Schrankmasse verbunden sein Verschraubung mit Zahnscheibe F r extrem EMV belastete Industriebereiche Umrichter ist die Verlegung in nerhalb eines Stahlrohres oder Stahlblechkanals unerl sslich Das Rohr bzw der Kanal ist dabei an verschiedenen Stellen mehrfach zu erden Alternativ kann auf einen Lichtwellenleiterbus ausgewichen werden Busleitungen m ssen in einem Abstand von lt 1 Meter von der jeweiligen Klemme des angeschlossenen Ger tes mechanisch abgefangen werden z B mit einem Kabelbinder oder einer Schelle Die Ger teklemmen dienen im all gemeinen nur zum Abf hren der St rstr me Schirmauflage und k nnen kei ne vertikalen oder horizontalen Zugkr fte abfangen Sind gr ere Ausgleichsstr me ber die Schirmung zu erwarten als der Hersteller der Kabels zul sst so muss zus tzlich eine Potenzialausgleichslei tung 2 10 mm CU m glichst parallel zum Buskabel verlegt werden Hinweis Besonders muss hier auf die VDE 0165 Kap 5 3 3 beim Einsatz in Ex Zonen hingewiesen werden In ihr ist zwingend vorgeschrieben dass in Ex Zonen und mehr als einem Erdungspunk ein Potenzialausgleich vorgeschrieben ist 5 2 2 Kabelwege in und au erhalb v
112. und f r das entsprechende Glasfaserkabel ein Radius von gt 150 mm Auch d rfen die entsprechenden Zugfestigkeiten nicht berschritten werden f r die oben erw hnten Kabel 10 N bzw 500 N F r Kupferkabel mit Kunststoff Ummantelung gilt der Richtwert Verlegeradius 12 x Kabeldurchmesser Die maximale Zugbelastung Richtwert betr gt 100 N 04 2005 5 Aufbaurichtlinien 5 2 3 Kabelspezifikationen und Kabelempfehlung PROFIBUS DP Kabelspezifikation Kabeltyp Paarweise verdrillt 1 2 bzw 2 2 oder 1 4 Sternvierer abgeschirmt Wellenwiderstand nom 120 Q min 100 Q max 130 Q f gt 100 kHz Kabelkapazit t typ lt 60 pF m Aderquerschnitt min 0 22 mm2 entspricht ca AWG 24 Signald mpfung max 9 dB ber ganze L nge des Leitungs abschnittes entspricht 1200 m 100 kBit s RS 422A oder ca 0 75 dB 100m f 100 kHz Abschirmung Neben guten HF Eigenschaften ist darauf zu achten dass der Schirm korrekt angeschlos sen werden kann Gewickelte Schirmfolie ist nicht geeignet Wenn m glich Alu Folie und Cu Geflecht oder mindestens Cu Geflecht Tabelle 5 1 Kabelspezifikation Kabelempfehlung Die Suche nach geeigneten Kabeln mit obigen Spezifikationen gestaltete sich unerwartet schwierig Die Signalnorm RS485 wurde urspr nglich f r die bertragung auf Telefonkabeln mit 120 Q Wellenwiderstand geschaffen Diese werden h ufig ungeschirmt eingesetzt Und wenn geschirmt dann meistens nur statisch was die Bauformen mit Alu Fo
113. uppen in S7 Aufbautechnik fin den Sie im Installationshandbuch Automatisierungssystem S7 300 Auf bauen 6ES7398 8FA10 8AA0 603 Bild 3 3 RS 485 IS Koppler SIMATIC Feldautomatisierung 3 7 04 2005 3 Beschreibung der Komponenten Anschlusstechnik Die Anschlusstechnik wird durch folgende Punkte gekennzeichnet e Der Anschluss der Versorgungsspannung DC 24V erfolgt durch eine 4 polige Schraubklemme geerdeter oder erdfreier Aufbau e PROFIBUS DP und interne Logik sind galvanisch gebunden e PROFIBUS DP RS485 und RS485 IS sind galvanisch getrennt zur 24 V Spannungsversorgung e PROFIBUS DP RS485 und RS485 IS sind voneinander galvanisch ge trennt F r eine weitergehende Beschreibung der Baugruppe wird auf das Handbuch hingewiesen 3 8 SIMATIC Feldautomatisierung 04 2005 3 Beschreibung der Komponenten 3 2 Software Konfiguration 3 2 1 Konfiguration Mengenger st DP PA Koppler PROFIBUS DP 45 45 kBit s 60ms 20nig DP PA Koppler Lesen 20ms 10ms _ gt 10ms oO je m Gen um Fon Bild 3 4 Prinzipdarstellung der Ermittlung von Zykluszeiten am PROFIBUS PA bei Einsatz einer Koppler Baugruppe Innerhalb der Buszykluszeit tauscht jedes Feldger t die wichtigsten Ein und Ausgabedaten mit dem Master aus Zus tzlich erfolgt der Zugriff des Masters auf ein bestimmtes Feldger t um z B Parametrierdaten zu schreiben oder Di agnoseparameter zu lesen Die Anzahl der Feldger te am PROFIBUS PA
114. utomatisie rungsger ts systems Teilnehmer Nr 1 treten die DP PA Koppler nicht in Erscheinung so dass die Feldger te Teilnehmer Nr 2 3 und 4 von der Ad ressierung her gesehen am gleichen PROFIBUS Segment angeschlossen sind In diesem Fall werden die Feldger te als Einzelslaves behandelt Ih AM PROFIBUS DP PROFIBUS DP 45 45 kBit s bis 12 MBit s Koppler DP PA Link 24V 24V 0 PROFIBUS PA 0 31 25 kBit s PROFIBUS PA 31 25 kBit s Bild 3 6 Adressierung von Feldger ten innerhalb eines Automatisierungssystems am PROFIBUS PA Das DP PA Link ist ein Slave am PROFIBUS DP und ein Master am PROFIBUS PA Das Automatisierungsger t system adressiert die Feldger te ber das DP PA Link d h indirekt Der DP PA Link muss in der HW Konfig projektiert werden Die am Link verwendeten Koppler jedoch nicht DP PA Link siehe Bild 3 6 rechte Bildh lfte Jedes DP PA Link Teilneh mer Nr 2 und 3 am PROFIBUS DP ist am bergeordneten PROFIBUS DP ein Teilnehmer Slave und tritt deshalb gegen ber dem Automatisie rungsger t system nur mit je einer Teilnehmeradresse auf Dar ber hinaus ist jeder DP PA Link Teilnehmer Nr 1 am PROFIBUS PA f r die an ihm an geschlossenen Feldger te Teilnehmer Nr 2 und 3 bzw 2 an PROFIBUS PA der Master Das DP PA Link wirkt also wie ein Entkoppler und erm glicht dem Leitsy stem SIMATIC PCS 7 ein extrem gro es Adressiervolumen theoretisch 64
115. von Umschaltungen Detailinformationen finden Sie in 502 2 2 2 HART Baugruppen der ET 200M Einsatzgebiet Die HART Analogbaugruppen sind vorzugsweise einsetzbar in SIMATIC S7 und PCS 7 Sie k nnen alle Feldger te anschlie en die f r die digitale Kommunikation ber das HART Protokoll zertifiziert sind Sie k nnen aber auch Feldger te mit herk mmlicher 0 4 20mA Technik ohne HART 2 3 SIMATIC Feldautomatisierung 04 2005 2 Komponenten der Feldautomatisierung Protokoll anschlie en Die Baugruppen sind in modularer S7 300 Aufbautech nik ausgef hrt Der Einsatz der HART Baugruppen bei PCS 7 erfolgt inner halb der dezentralen Peripherie ET 200M Ausf hrliche Informationen ber das dezentrale Peripherieger t ET 200M finden Sie in 140 Analogeingabe Die Analogeingabebaugruppe SM 331 AI 2 x HART 6ES7 331 7TB00 0AB0 baugruppe besitzt folgende Eigenschaften Eing nge in 2 Kanalgruppen Messwertaufl sung pro Kanal einstellbar abh ngig von eingestellter Inte grationszeit Messartwahl der Kan le deaktivierbar Zweileiteranschluss Messumformer _ Vierleiteranschluss Messumformer Kan le deaktivierbar Stromsignal je Kanal w hlbar 0 20 mA ohne HART Funktion 4 20 mA mit ohne HART Funktion parametrierbare Diagnose parametrierbarer Diagnosealarm 2 Kan le mit Grenzwert berwachung parametrierbarer Grenzwertalarm Kan le untereinander potentialgetrennt Drahtbruch berwachung Kan
116. werden Der PROFIBUS kann mit bertragungsraten von 9 6 kBit s bis 12 MBit s arbeiten und eine Netzausdeh nung bis 15 km haben Der PROFIBUS DP basiert auf den internationalen Normen IEC 61158 und IEC 61784 und kann in folgenden bertragungstechniken ausgef hrt werden RS485 Einfache und kosteng nstige bertragungstechnik auf Basis einer geschirmten Zweidrahtleitung 1 IMATIC Feldautomatisierung 04 2005 PROFIBUS PA HART Kommunikation 1 Grundlagen RS485 IS Mit einer geschirmten Zweidrahtleitung realisierte eigensi chere elektrische bertragungstechnik mit 1 5 MBit s ber tragungsrate f r explosionsgef hrdete Bereiche bis Zone 1 Gas bzw Zone 21 Staub LWL Optische bertragungstechnik mit Lichtwellenleitern aus Glas oder Kunststoff ber Distanzen bis 15 km PROFIBUS PA ist die Erweiterung von PROFIBUS DP um die optimierte bertragungstechnik f r Feldger te unter Beibehaltung der Kommunikations funktion von PROFIBUS DP Mit der gew hlten bertragungstechnik k nnen Feldger te ber den PROFIBUS PA gespeist werden und auch in explosions gef hrdeten Bereichen ber gro e Entfernungen an das Automatisierungssys tem angeschlossen werden Bei einer relativ geringen bertragungsrate von 31 25 kBit s betr gt die typische Kommunikationszeit eines Messumformers nur ca 10 ms Dadurch lassen sich praktisch alle typischen Applikationen in der Prozessindustrie mit schnellen Zykluszeiten bei gro en Anlagenau
117. ystem SIMATIC PCS 7 erfolgt ber den PROFIBUS DP mit max 12 MBit s ohne nennenswerten Zeitverlust ca 0 5 ms pro Link bei max 123 Links PROFIBUS DP BE DP PA Verbindung Bild 1 6 Einsatzbereiche von DP PA Koppler und Linkmodul f r PROFIBUS DP PA Mengenger st Es sind theoretisch bis zu 7872 PA Ger te an eine SIMAIC S7 anschlie bar e _Schnittstellenbaugruppe IM157 zur Umsetzung der Bus bertragungs geschwindigkeiten Slave am PROFIBUS DP eine Adresse Master am PROFIBUS PA Bis zu 64 PA Ger te Das Konfiguriertelegramm und die Nutzdatentelegramme des DP PA Link leiten sich jeweils ab aus den Telegramminhalten der untergeordneten PA Feldger te Die maximale L nge der Tele gramme f r Konfigurierdaten Parametrierdaten Diagnosedaten und f r E A Daten betr gt jeweils 244 Byte e _DP PA Koppler f r ein PROFIBUS PA Segment Integrierte Stromversorgung Ex Option Class 1 Div 1 ZONE 0 Integrierter Abschlusswiderstand Bis zu31 9 Ex PA Ger te e Gesamtzahl der Ger te pro PROFIBUS Master System SIMATIC Feldautomatisierung 1 11 04 2005 1 Grundlagen Bis zu 123 DP Slaves DP PA Verbindung ist ein DP Slave gt 123 x 64 max 7872 PA Ger te 1 3 3 bergang von PROFIBUS DP RS485 auf RS485 IS RS 485 IS Koppler Um dezentrale Peripherieger te im Ex Bereich Zone 1 einsetzen zu k nnen muss PROFIBUS DP eigensicher ausgef hrt werden Der RS 485 IS Koppler set
118. zt PROFIBUS DP in PROFIBUS RS485 IS eigensicher Z ndschutzart Ei gensicherheit Ex i um Der RS 485 IS Koppler wirkt dabei wie eine Sicher heitsbarriere IS steht f r Intrinsic Safety deutsch Eigensicherheit Mit dem RS 485 IS Koppler sind auch Ger te an PROFIBUS RS485 IS an schlie bar die nur in Zone 2 betrieben werden k nnen wie z B Operating Pa nels Am eigensicheren PROFIBUS ist das Ziehen und Stecken der PROFIBUS Stecker im laufenden Betrieb unter Ex Bedingungen m glich Ebenso ist das Ziehen und Stecken von Modulen der ET 200iSP w hrend des Betriebes m g lich Hot Swapping Am RS 485 IS Koppler d rfen nur Feldger te mit Zertifizierung f r PROFIBUS RS485 IS Schnittstelle oder ET 2001S mit PROFIBUS DP Ex i Schnittstelle angeschlossen werden e max 31 Teilnehmer Field Devices RS485 IS mit PROFIBUS RS485 IS Schnittstelle oder e max 16 Teilnehmer ET 200iS Stationen mit PROFIBUS DP Ex i Schnittstelle RS 485 IS Koppler besitzen Repeaterfunktionalit t um Datensignale auf Bus leitungen zu verst rken und Bussegmente zu koppeln Repeater werden eingesetzt bei berschreitung der maximal zugelassenen Teilnehmer im Ex Bereich berschreitung der maximalen Leitungsl nge in einem Segment im Ex Bereich Kopplung eines PROFIBUS RS485 IS Segments mit einem PRO FIBUS DP Ex i Segments 1 BPMATIC Feldautomatisierung 04 2005 1 Grundlagen PROFIBUS DP RS485 1S Segment 2

2 - Siemens

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