Die Vor- und Nachteile der Hard- bzw. Software-SPS sind mittlerweile kein Diskussionsthema mehr. Die Software-SPS hat sich neben der Hardware-SPS etabliert, da sich in den letzten Jahren in der Praxis gezeigt hat, daß die meisten Applikationen auch mit der Software-SPS zu realisieren sind. Hinzu kommt, daß die Trennung Hard- bzw. Soft-SPS oft nicht mehr eindeutig vollzogen werden kann, weil die verwendete Hardware-Plattform sich nur noch durch Betriebssystem und der darauf ablaufenden Steuerungssoftware von einer klassischen Hardware-SPS unterscheidet.
Einleitung Was bei Diskussionen aber immer mehr in den Vordergrund tritt, ist das Problem der Programmierung. So hat inzwischen neben der Step5 Programmierung von Siemens, die man als Quasi-Standard ansehen kann, die Step7 Programmierung eine weite Verbreitung gefunden. Aber welche Vorteile bietet die neue S7 Programmierung gegenüber der bewährten S5 Programmierung?
Neben der Einführung von lokalen Variablen, die die Verwendung von Merkern nicht mehr unbedingt erforderlich machen, ist in der S7-Welt auch eine verbesserte Flankenauswertung, die Adressierung über Pointer und nicht zuletzt eine schnellere Zeiten- und Zählerverarbeitung hinzugekommen. Neu ist ebenfalls der Gebrauch von Datentypen wie sie in konventionellen Hochsprachen wie z.B. C oder Pascal auftreten. Mathematische Funktionen wie z.B. Sinus, LN und andere verbessern den Programmierkomfort ebenso wie eine wesentlich verbesserte Fehlerdiagnose. Dem gegenüber bietet Step5 immer noch die weitaus größere Verbreitung und natürlich eine einfachere, leichter erlernbare Befehls- und Programmstruktur.
Wir bei IBH softec haben in der Vergangenheit immer Wert darauf gelegt, daß unsere Software-SPS gerade was die Programmierung angeht, kompatibel zur weitverbreiteten SIMATIC-Hardware-SPS ist. Deshalb war es für uns auch selbstverständlich, zusätzlich zur S5-kompatiblen Software-SPS eine S7-kompatible Software-SPS zu entwickeln. Damit bieten sich dem Anwender sowohl eine S5-kompatible Reihe, nämlich die SPS im PC PLC S5-943 und PLC S5-945 als auch eine S7-300 bzw. S7-400 kompatible Reihe, die PLC S7-315 und die PLC S7-416 an.
Die PLC S5-943 und die PLC S5-945 unterscheiden sich vor allem im Speicherausbau (48kB bzw. 720 kB SPS Programmspeicher). Die Bearbeitungszeiten hängen natürlich in erheblichem Umfang vom verwendeten Prozessortyp ab. Beide beinhalten einen PID-Regler, der intern mit Gleitpunktlogik arbeitet (extern in Integer). Weiterhin kann wahlweise mit 2 oder 4 Akkus gearbeitet werden.
Im Gegensatz zu den Hardware-Varianten wird von der PLC S7-315 ein Lade- und Arbeitsspeicherbereich von jeweils 100kB fest vorgegeben. Die PLC S7-416 bietet als Zusatzfunktion die Einstellbarkeit der Größe des Speicherbereichs. Damit ist dieser Lade- und Arbeitsspeicher nur vom PC Speicher begrenzt. Eigene SFC’s können bei der PLC S7-315 und bei der PLC S7-416 in Visual C geschrieben werden.
Hauptteil
S5- und S7-Code auf einer Software-Steuerung Um den Anwendern entgegenzukommen, die ganze Programmbibliotheken mit lauffähigen S5-Programmen haben, aber in Zukunft die Vorteile der StepÒ7 Programmierung nutzen wollen, haben wir ein weiteres SPS im PC-Paket entwickelt. Mit der Kombination der PLC S5-943 mit der PLC S7-315 einerseits und der PLC S5-945 mit der PLC S7-416 andererseits ist es uns gelungen, zwei Software-Steuerungen zu schaffen, die sowohl S5-Code als auch S7-Code verstehen. Ja darüber hinaus ist es möglich, gemischte Programme in S5 und S7 zu erstellen, die von diesen Steuerungen akzeptiert werden.
Der S5-Programmteil wird parallel zum S7-Programmteil abgearbeitet , d.h. daß das Eingangs-bzw. Ausgangsprozeßabbild für beide gleichzeitig gelesen bzw. beschrieben wird. Beide Programmteile können sich den gleichen Eingangs- und Ausgangsbereich teilen. Die Programmteile können S5- und S7-Bausteine gegenseitig aufrufen. Der Datenaustausch erfolgt über Datenbausteine. Dabei kann jeder Programmteil Datenbausteine öffnen, die auch vom anderen Programmteil benutzt werden können. Mit den Programmiersystemen S5 für Windows und S7 für Windows können von einem PC aus beide Programmteile gleichzeitig editiert und der Status online beobachtet werden. Dabei ist es unerheblich, ob das Programmiersystem auf einem externen PC oder auf dem PC, auf dem die Software-SPS abläuft, installiert ist.
Zusammengefaßt kann gesagt werden, daß beim Einsatz der PLC S5-943/S7-315 und der PLC S5-945/S7-416 neue Programme in S7 entwickelt werden. Sollen im Prozeß Teile aus bisherigen Anlagen verwendet werden, können diese im vorhandenen S5-Code dazugebunden werden. Außerdem können in Step5 geschriebene Funktionen, die aufgrund ihrer Komplexität nicht oder nur zeitaufwendig in S7-Code umgesetzt werden können, direkt vom S7 Programm aufgerufen werden.
Windows NT als Betriebssystem Als Betriebssystem für alle vorgenannten Software-SPS wird Windows NT 4.0 benutzt. Es kann der Prozessor des PC’s verwendet werden, von dem ein frei wählbarer Teil der Prozessorleistung der SPS Funktion zugeordnet werden kann (z.B. 50% SPS Rechenzeit, 50% Windowszeit).
Stehen dem Betriebssystem mehr als eine CPU zur Verfügung, wird der SPS im PC eine komplette CPU zugeordnet.Die SPS Zykluszeit ist direkt von der Durchlaufzeit des OB1 abhängig. Ist der OB1 Durchlauf kurz, ist die Anzahl der Umläufe pro Zeit hoch.
Außerdem besteht die Möglichkeit, diese Baureihen auf zusätzlichen Prozessorkarten im Rechner zu aktivieren. Diese Prozessorkarten ermöglichen eine eigene Stromversorgung. Das bietet den Vorteil, daß die SPS im PC autark ist, d.h. Rechnerfehler bleiben in jedem Fall ohne Folgen für den Ablauf des SPS-Programms. Selbst bei ausgeschaltetem Rechner bleibt die Lauffähigkeit der SPS im PC erhalten.
Zusammenfassung Das Konzept der gemischten Programmierung vereint die Vorzüge der Step5 Programmierung mit den Vorteilen der Step7 Programmierung, wobei dem Anwender überlassen bleibt, was er für sich persönlich als Vor- bzw. Nachteil der beiden Programmiersprachen ansieht.
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