16-kanal-jahreszeitschaltuhr mit dcf77 (37 Seiten)
Inhaltszusammenfassung für Siemens SIMATIC S7-300/400
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Deckblatt Zeitschaltuhr auf Basis einer S7-300/400 CPU, mit optionaler Funkuhranbindung SIMATIC S7-300/400 Applikationsbeschreibung März 2011 Applikationen & Tools Answers for industry.
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Industry Automation und Drives Technologies Service & Support Portal Dieser Beitrag stammt aus dem Internet Serviceportal der Siemens AG, Industry Automation und Drive Technologies. Durch den folgenden Link gelangen Sie direkt zur Downloadseite dieses Dokuments. http://support.automation.siemens.com/WW/view/de/21669756 Bei Fragen zu diesem Beitrag wenden Sie sich bitte über folgende E-Mail-Adresse an uns: online-support.automation@siemens.com...
Automatisierungsaufgabe Automatisierungslösung Funktionsmechanismen dieser Applikation Installation SIMATIC Beschreibung der Zeitschaltuhren Zeitschaltfunktionen SIMATIC S7-300/400 Bedienung der Applikation Weitere Hinweise, Tipps und Tricks, etc. Literaturhinweis Historie Zeitschaltuhren V2.1, Beitrags-ID: 21669756...
Wir behalten uns das Recht vor, Änderungen an diesen Applikationsbeispielen jederzeit ohne Ankündigung durchzuführen. Bei Abweichungen zwischen den Vorschlägen in diesem Applikationsbeispiel und anderen Siemens Publikationen, wie z.B. Katalogen, hat der Inhalt der anderen Dokumentation Vorrang. Für die in diesem Dokument enthaltenen Informationen übernehmen wir keine Gewähr.
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Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Gewährleistung und Haftung..................4 Automatisierungsaufgabe ................7 Übersicht ....................7 Anforderungen..................7 Automatisierungslösung .................. 9 Übersicht Gesamtlösung ..............9 Beschreibung der Kernfunktionalität ............ 9 Verwendete Hard- und Software-Komponenten ........ 10 Funktionsmechanismen dieser Applikation ..........11 absolute Zeitschaltfunktionen............. 11 3.1.1 Tagesschaltuhr...................
1 Automatisierungsaufgabe Automatisierungsaufgabe Übersicht In vielen Bereichen der Automatisierungstechnik ist eine zeitlich genaue Abstimmung von Prozessen notwendig. Selbst in der Haustechnik müssen einzelne Systeme beispielsweise tageszeit- und wochentagsabhängig arbeiten. Eine Möglichkeit dieses Problem zu lösen, sind elektrische und mechanische Zeitschaltuhren. In der nachfolgenden Abbildung sind Beispiele für elektrische Zeitschaltuhren zu sehen: Abbildung 1-1 : Beispiele für Zeitschaltuhren Dies sind alles Hardwareuhren, mit denen sich das Problem der Zeitschaltung z.B.
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1 Automatisierungsaufgabe Anforderungen an die Automatisierungsaufgabe Das Automatisierungsproblem stellt folgende Anforderungen in der S7-CPU an die Applikation: Es gibt folgende Bausteine: – Tages-, Wochen-, Monats-, Jahresschaltuhr – Relative Zeitschaltuhr – Sommer-/Winterzeitumschaltung – Erkennung von Feiertagen – Anbindung der Funkuhr ...
2 Automatisierungslösung Automatisierungslösung Übersicht Gesamtlösung Abbildung 2-1: Gesamtlösung DCF77 Beschreibung der Kernfunktionalität In der Applikation sind Funktionsbausteine für absolute und relative Zeitschaltfunktionen (Uhren) vorhanden. Dabei hat jede Uhr nur eine Einstellmöglichkeit (entspricht einer „Nocke“), d.h. an einem Baustein können jeweils eine Ein- und eine Ausschaltzeit eingegeben werden. Diese Eigenschaft hat mehrere Vorteile: ...
2 Automatisierungslösung Verwendete Hard- und Software-Komponenten Die Applikation wurde mit den nachfolgenden Komponenten erstellt: Hardware-Komponenten Tabelle 2-1: verwendete Hardware Komponente Anz. MLFB/Bestellnummer Hinweis oder ähnliche PS307 2A 6ES7 307-1BA00-0AA0 Stromversorgung CPU 315-2 DP 6ES7-315-2AG10-0AB0 oder andere CPU Optionale HW-Komponenten (erforderlich nur bei Funkuhreinsatz): Tabelle 2-2: optionale Hardware Komponente Anz.
3 Funktionsmechanismen dieser Applikation Funktionsmechanismen dieser Applikation Die in der vorliegenden Applikation enthaltenen Funktionen können in die folgenden Gruppen unterteilt werden. Abbildung 3-1: Funktionsschema absolute Zeitschaltfunktionen 3.1.1 Tagesschaltuhr Dieser Baustein kann eine Zeitspanne innerhalb von 24 Stunden fassen, z.B. 8 bis 12 Uhr.
3 Funktionsmechanismen dieser Applikation 3.1.2 Wochenschaltuhr Dieser Baustein kann eine Zeitspanne innerhalb von 7 Tagen fassen, z.B. jeden Dienstag von 20 Uhr bis Freitag 6 Uhr. Diese Schaltzeiten werden wöchentlich wiederholt. Es ist auch möglich, eine Schaltzeit täglich von Montag bis Freitag zu Hinweis wiederholen.
3 Funktionsmechanismen dieser Applikation relative Zeitschaltfunktion 3.2.1 Relative Zeitschaltuhr Die Uhr wird auf ein Startsignal hin aktiv und bleibt so lange aktiv, bis die parametrierte Zeitspanne abgelaufen ist. Abbildung 3-6: relative Zeitschaltuhr Parametrierte Zeit (Bsp: 3 Stunden) Start-Signal Zusatzfunktionen 3.3.1 Sommer-/Winterzeitumschaltung Die absolute Systemzeit in der S7-CPU wird um plus oder minus 1 Stunde geändert, abhängig davon, ob die Umstellung der Zeit von Winter- nach...
4 Installation Installation Installation der Hardware Die Komponenten des Hardwareaufbaus entnehmen Sie bitte dem Kapitel2.3 Verwendete Hard- und Software-Komponenten. Abbildung 4-1: Hardware der Applikation Die Aufbaurichtlinien für SIMATIC Baugruppen sind generell zu beachten. Hinweis Hardwareaufbau Funkuhr Die Verdrahtung des Funkuhr-Moduls SIPLUS DCF77 mit der Spannungsversorgung / dem SM 321 wird mittels eines 4-adrigen geschirmten Kabels folgendermaßen vorgenommen: Tabelle 4-1: Hardwareaufbau Funkuhr...
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4 Installation Der Anbringungsort des SIPLUS DCF77 sollte so gewählt werden, dass das Hinweis Funkuhrsignal nicht durch Gebäudefassaden aus Metall oder ähnlichem abgeschirmt wird. Das Modul selbst muss von Störfrequenzen abgeschirmt sein und sollte nicht direkt auf einer Metalloberfläche angebracht werden. Eine Überprüfung des Funkempfangs am Anbringungsort kann durch das Anlegen der Versorgungsspannung an das SIPLUS DCF77 erfolgen.
5 Beschreibung der Zeitschaltfunktionen Beschreibung der Zeitschaltfunktionen Die nachfolgende Abbildung stellt die Struktur des Programms da und zeigt die verwendeten Bausteine. Abbildung 5-1: Programmstruktur Zeitschaltuhren V2.1, Beitrags-ID: 21669756...
5 Beschreibung der Zeitschaltfunktionen absolute Zeitschaltfunktionen Zu den absoluten Zeitschaltfunktionen zählen Tagesschaltuhr Wochenschaltuhr Monatsschaltuhr Jahresschaltuhr Jeder der Bausteine hat folgende Eingänge: EnableClock vom Typ „BOOL“ – Wert = 1: Uhr ist freigegeben – Wert = 0: Uhr ist nicht freigegeben ...
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5 Beschreibung der Zeitschaltfunktionen Der Eingangsparameter „EN“ und der Ausgangsparameter „ENO“ sind Hinweis Parameter, die bei den S7-Bausteinen defaultmäßig vorhanden sind. Nähere Informationen dazu finden Sie auch in der Dokumentation und der Onlinehilfe von STEP 7. Das Verhalten der Eingangssignale „EnableClock“, „Time_To_Check“ und „Reset“ und der Ausgang „Q“...
5 Beschreibung der Zeitschaltfunktionen 5.1.1 Tagesschaltuhr Der FB „timer_day“ überprüft, ob die aktuelle Systemzeit in der S7-CPU in der parametrierten Zeitspanne an den Eingangsparametern des Bausteins liegt. Ist dies der Fall, wird der Ausgang auf „1“ gesetzt. Sonst ist der Ausgang „0“. Der Baustein für die Tagesschaltuhr „timer_day“...
5 Beschreibung der Zeitschaltfunktionen 5.1.2 Wochenschaltuhr Der FB „timer_week“ überprüft, ob die aktuelle Systemzeit und der aktuelle Wochentag in der S7-CPU in der parametrierten Zeitspanne an den Eingangsparametern des Bausteins liegt. Ist dies der Fall, wird der Ausgang auf „1“ gesetzt.
5 Beschreibung der Zeitschaltfunktionen 5.1.3 Monatsschaltuhr Der FB „timer_month“ überprüft, ob die aktuelle Systemzeit und der aktuelle Tag im Monat in der S7-CPU in der parametrierten Zeitspanne an den Eingangsparametern des Bausteins liegt. Ist dies der Fall, wird der Ausgang auf „1“ gesetzt.
5 Beschreibung der Zeitschaltfunktionen 5.1.4 Jahresschaltuhr Der FB „timer_year“ überprüft, ob die aktuelle Systemzeit und das aktuelle Datum in der S7-CPU in der parametrierten Zeitspanne an den Eingangsparametern des Bausteins liegt. Ist dies der Fall, wird der Ausgang auf „1“ gesetzt. Sonst ist der Ausgang „0“.
5 Beschreibung der Zeitschaltfunktionen relative Zeitschaltuhr Der FB „timer_relative“ setzt den Ausgang auf „1“, wenn am Eingang „EnableClock“ eine positive Flanke erkannt wird. Der Ausgang bleibt so lange auf „1“, bis die parametrierte Zeit abgelaufen ist. Zusätzlich ist parametrierbar, ob bei jeder positiven Flanke die parametrierte Zeit neu beginnt oder ob nur auf den ersten Flankenwechsel reagiert wird.
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5 Beschreibung der Zeitschaltfunktionen Die Steuerparameter für die relative Zeitschaltuhr sind EnableClock, CheckEdge, Reset und StartTime. Die Steuerparameter und der Ausgang verhalten sich zueinander wie in den folgenden Impulsdiagrammen dargestellt: CheckEdge = 0: EnableClock CheckEdge StartTime Reset Zeit aktiv Ausgang CheckEdge = 1: EnableClock CheckEdge...
5 Beschreibung der Zeitschaltfunktionen Zusatzfunktionen Neben den Bausteinen für die absolute Zeitschaltung und die relative Zeitschaltung werden Bausteine für die Sommer-/Winterzeitumschaltung und die Erkennung von Feiertagen mitgeliefert. 5.3.1 programmgesteuerte Sommer-/Winterzeitumschaltung Der Baustein für die Sommer-/Winterzeitumschaltung addiert zur aktuellen Systemzeit in der S7-CPU genau 1 Stunde, wenn von Winter- auf Sommerzeit umgeschaltet wird und subtrahiert von der aktuellen Systemzeit in der S7-CPU genau 1 Stunde, wenn von Sommer- auf Winterzeit umgeschaltet wird.
5 Beschreibung der Zeitschaltfunktionen 5.3.2 funkgesteuerte Sommer-/Winterzeitumschaltung Optional besteht die Möglichkeit, statt dem in Kapitel 7.4.1 beschriebenen Baustein eine Funkuhr zur Sommer-/Winterzeitumstellung zu verwenden. Hierzu dient der Baustein FB77 „DCF77_FB“, der die Auswertung der Funkuhrsignale vornimmt. Der Baustein FB77 ist im Applikationsbeispiel enthalten, wird dort jedoch nicht mit Parametern versorgt.
5 Beschreibung der Zeitschaltfunktionen 5.3.3 Erkennung von Feiertagen Der Baustein überprüft einen DB mit 30 Speicherplätzen für Feiertage bzw. Sondertage und schaltet einen Ausgang auf „1“, wenn der aktuelle Tag der Systemzeit der S7-CPU mit einem Datum in diesem DB übereinstimmt. Abbildung 5-9: spezial_days Der Baustein hat folgenden Eingangsparameter: ...
6 Bedienung der Applikation Bedienung der Applikation Als Bedienmöglichkeit der Zeit- und Sonderfunktionen stehen in der vorliegenden Applikation Variablentabellen zur Verfügung. Auf die einzelnen Ein- und Ausgangsparameter der Funktionen wurde bereits in Hinweis Kapitel 5 Beschreibung der Zeitschaltfunktionen eingegangen. absolute Zeitschaltfunktionen Als Bedien- und Beobachtungsmöglichkeit ist jeder absoluten Zeitschaltfunktion eine Variablentabelle VAT zugeordnet.
6 Bedienung der Applikation Der Abschluss der Variablentabelle bilden die Ausgangsparameter. Hier wird der Zustand der Zeitschaltuhr und ein möglicherweise auftretender Fehlercode angezeigt. Die Bedienung der absoluten Zeitfunktionen unterscheidet sich lediglich in der Hinweis Anzahl der Parameter für den Start- und den Endzeitpunkt der Zeitschaltuhr. relative Zeitschaltfunktion Als Bedien- und Beobachtungsmöglichkeit für die relative Zeitschaltfunktion ist die Variablentabelle „VAT_timer_reletive“...
6 Bedienung der Applikation Eingabe von Sondertagen Die Kontrolle auf Sondertage erfolgt durch den FC100 „spezial_days“. Die Daten der Sondertage sind im Datenbaustein DB100 „IDB_special_daya“ hinterlegt und können über die Variablentabelle „VAT_special_days“ eingetragen werden. Abbildung 6-3: VAT_special_days Ausgangs- parameter Sondertag 1 (06.01.2010) Sondertag 2 (25.12.2010)
7 Weitere Hinweise, Tipps und Tricks, etc. Weitere Hinweise, Tipps und Tricks, etc. Wie können Sie mehrere Ein-/Ausschaltzeiten in einen Baustein bekommen? Step Aktion Hinweis / Aktion Legen Sie im Bausteincontainer des SIMATIC- Managers einen neuen FB an und öffnen Sie diesen.
7 Weitere Hinweise, Tipps und Tricks, etc. Step Aktion Hinweis / Aktion Erhöhen Sie den Schleifenzähler. Der Schleifenzähler muss so groß wie die Anzahl der Arrayelemente sein (defaultmäßig ist der Schleifenzähler 30). Hinweis: Die Codesequenz befindet sich im Netzwerk 2 des Bausteins. Speichern Sie die FC ab.
7 Weitere Hinweise, Tipps und Tricks, etc. 7.3.4 Hardwarekomponenten Folgende Hardwarekomponenten werden zur Anbindung an die S7-300 benötigt: Komponente Bestellnummer Beschreibung/Bild SICLOCK DCFRS 2XV9450-1AR06 DCF77-Empfänger 9-poliger DSUB-Stecker 2XV9450-1AR35 Zum Anschluss an die mit 5m langem SIMATIC Anschlusskabel Optokoppler 3TX7-005-3PB54 optional Das folgende Bild zeigt schematisch den kompletten Hardwareaufbau einer S7- 300mit SICLOCK Funkuhr: Abbildung 7-1: Hardwareaufbau mit SICLOCK...
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7 Weitere Hinweise, Tipps und Tricks, etc. Zur Verstärkung des SICLOCK- Gebersignals kann der Einsatz eines Optokopplers notwendig sein. In diesem Fall wird die Verdrahtung anhand des folgenden Schemas vorgenommen: SIMATIC S7 Optokoppler SICLOCK 24Vdc Grün (Versorgungsspannung) Masse Braun (Signal- und Versorgungsmasse) Grau (Kabelschirm) E 0.3 Gelb (Empfangssignal)
7 Weitere Hinweise, Tipps und Tricks, etc. 7.3.6 Softwareschnittstelle und Bausteinparametrierung Mit der Hardware wird eine Diskette geliefert, auf der sich alle für den SICLOCK- DCF77-Empfangsdienst benötigten S7-Bausteine befinden. Dies sind FB100, DB100, SFC0, SFC39, SFC40, FC34. Diese Bausteine müssen in den Bausteinordner Ihres S7-Projekts eingefügt werden.
Internet-Link-Angaben Diese Liste ist keinesfalls vollständig und spiegelt nur eine Auswahl an geeigneten Informationen wider. Tabelle 8-2 Themengebiet Titel Referenz auf den http://support.automation.siemens.com/WW/view/de/21669756 Beitrag http://support.automation.siemens.com Siemens I IA/DT Customer Support Historie Tabelle 9-1 Version Datum Änderung V2.0 07/2002 Erste Ausgabe V2.0.1...