Die Programmstrukturen in der SIMATIC S7

Es werden die Bausteine angesprochen, mit dem in der SIMATIC S7-300/400 eine Programmstruktur aufgebaut werden kann.

Allgemeines

Um eine Überblick von der Größer & Umfang einer Anlage zu bekommen, können z.B. die Anzahl der Ein-/Ausgänge, Hardwarebaugruppen, Anlagengruppen, Software-/Anlagenfunktionen usw. helfen. Dabei kann auch eine Anlange, die einen Platzbedarf von 16m² hat, mit mehr Sensoren & Aktoren bestückt sein, als eine Walzanlage die eine Fläche von 220m² benötigt. Dafür wird die Walzeanlage mehr Leistungselektronik enthalten.

Je größer eine Anlage ist, desto wichtiger ist es, eine klare & logische Programmstruktur aufzubauen. Dabei ist der Einsatz von mehreren SPS-Geräte zu berücksichtigen, die häufig Daten untereinander austauschen. Viele Programmiere wählen dann die Aufteilung der Programmteile nach Anlagenbaugruppen mit der Unterteilung nach Funktionen.

Die SIMATIC S7 Bausteine, für die Programmstruktur

Für die Erstellung der Programmstruktur, wurden in der Geräteserie der SIMATIC S7 der 300/400 CPUs von der Firma Siemens, verschiedene Bausteinarten in das System eingebracht. Einige Bausteine werden von dem Betriebssystem aufgerufen, damit auf entsprechende Ereignisse reagieren zu können. Für den Programmierer sind entsprechende Bausteinarten vorgesehen, in den das Anwenderprogramm programmiert wird. Die Bausteinarten, Anzahl der Bausteine und den zu verfügbaren Speichergröße hängt von der eingesetzten CPU ab.

Die Bausteinarten

In den SPS-Geräten der SIMATIC S7-300/400, sind Organisationsbausteine (OB), Funktionen (FC), Funktionsbausteine (FB), Datenbausteine (DB), die dem Programmierer zur Verfügung stehen. Für alle Bausteinarten gilt, dass die Anzahl der Bausteinnummern und dessen Speichergröße von der eingesetzten CPU abhängig ist. Es wurden noch Systemfunktionen (SFC) und Systembausteine (SFB) eingeführt, um Systemfunktionen nutzen zu können. Bei dem Einsatz von SFC/SFB oder anderen Bausteinen, sollte drauf geachtet werden, für welchen CPU (300 oder 400) das Programm geschrieben wurde, weil unterschiede in den System vorhanden sind (z.B. Befehlssatz). Einer der großen Vorteile gegen über der SIMATIC S5 ist, das alle Befehle in jeden Baustein verwendet werden kann.

Die Organisationsbausteine (Abkürzung: OB) werden vom System aufgerufen. Der OB1 wird in jeden Zyklus aufgerufen, in dem Überwiegend die Sprungverzweigungen enthalten sind. Dann können andere OBs verwendet werden, die Zeitgesteuert aufgerufen werden. Andere OBs reagieren auf verschiedene Fehlerursachen, wie z.B. Busfehler, Hardwarefehler oder Programmfehler. Bei fehlenden Fehler-OBs schaltet die CPU in STOP-Zustand. Weitere Informationen über die entsprechenden OBs entnehmen Sie bitte den Handbüchern vom Hersteller.

Die Funktionen & Funktionsbausteinen werden mit FC & FB abgekürzt. Einer der beiden großen Unterschiede zwischen eine FC und eine FB liegt darin, dass bei einem Parametrierbaren FC, alles Belegt werden muss, während die Belegung beim FB Optional ist (weil bereits Vorbelegt). Der zweite große Unterschied besteht in den Datenbaustein (DB-Instanz), den der zu parametrierbare FB benötigt, in dem auch Signale/Werte gespeichert werden.

Entsprechend wird das Anwenderprogramm in den FC/FB einprogrammiert, je nach der Philosophie vom Programmierer. Für die Programmstruktur werden die FC/FB überwiegend in Gruppen aufgeteilt, das sich bereits aus der S5 Zeit bewährt hatte. Bei einer Walzeanlage könnte die grobe Aufteilung wie folgt sein: FC1-99 allgemeine Signale/Funktion / FC100-199 für den Abwickler / FC200-299 für den Walzenständer / FC300-399 für den Aufwickler. Die FBs würden für die Bundrechner, Zugberechnungen, Anlagengeschwindigkeit usw. Verwendung finden.

Die Datenbausteine haben die Abkürzung DB. Ein weiterer Begriff ist der Dateninstanzbaustein, der mit DI Abgekürzt wird, der an einer anderen Stelle beschrieben wird. Die Datenbausteine können wie Merker benutzt werden. Dabei sollte beachtet werden, dass die Daten in den DBs Remanent (Dauerhaft) sind. Entsprechend sind die Daten vom letzten SPS-Zyklus vor einen Netzausfall, beim Neustart der SPS immer noch vorhanden. Dies darf nicht dazu führen, dass bei SPS Neustart, gefährliche Bewegungsfunktionen ausgeführt werden. Für eine Übersichtliche & Durchgängige Programmstruktur bietet es sich an, die gleiche Struktur von den FC/FB-Nummer zu übernehmen.

SPS