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S7-GRAPH -- S7-Programm erstellen -- Schritte und Transitionen ausführen / überwachen 
Informationen zum Thema "Schritte und Transitionen ausführen / überwachen" 
Welche Tipps und Tricks können in S7-GRAPH V5 zur Ausführung und Überwachung von Schritten und Transitionen angewendet werden? 
Wie können die Schritte in Abhängigkeit der Schrittverriegelung (Interlock) verzögert weitergeschaltet werden? 

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Informationen zu dem Thema "Schritte und Transitionen ausführen / überwachen" finden Sie unter folgendem Handbuch und Kapiteln.
 
Dokument

Ausgabe

Kapitel Beitrags-ID
Handbuch
"S7-GRAPH V5.3 für S7-300/400 Ablaufsteuerungen programmieren"
02/2004 06 Programmieren der Struktur einer Ablaufkette
07 Programmieren von Aktionen und Bedingungen
1137630

Welche Tipps und Tricks können in S7-GRAPH V5 zur Ausführung und Überwachung von Schritten und Transitionen angewendet werden?zum Beginn
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Beschreibung:
Dieser Beitrag enthält einige Tipps und Tricks zur Ausführung und Überwachung von Schritten und Transitionen.

  1. Schritte bei zwei oder mehr Ablaufketten in einem Schritt deaktivieren
  2. Kommentare für die permanente Operation
  3. Überwachen von zwei oder mehr in Reihe geschalteten Schritten
  4. Ändern der Bausteinnummer des Standard FC72
  5. Weiterschalten der Transition in den nächsten Schritt, wenn die Transition und Überwachung gleichzeitig erfüllt sind
  6. Diagnosedaten und Aktivierungszeiten (z.B. "U") sind nicht aktiv
  7. Abfrage der Ergebnisse einer programmierten Transition
  8. Ereignis "L0 S" wird beim Verlassen des Schrittes gesetzt, obwohl die Verriegelungsbedingung nicht erfüllt ist

Die nachstehende Tabelle enthält hierzu Informationen und Abhilfen:
 
Nr. Tipps und Tricks zur Ausführung und Überwachung von Schritten und Transitionen:
1 Schritte bei zwei oder mehr Ablaufketten in einem Schritt deaktivieren
Sie können in einem S7-GRAPH-FB mehrere Schrittketten einfügen (über "Einfügen > Kette") und programmieren. Weitere Informationen finden Sie in der S7-GRAPH Onlinehilfe, unter "Neue Kette".
  • In jeder Schrittkette ist die max. Anzahl der aktiven Schritte gleich der Anzahl der Simultanzweige.
  • Die Anzahl der Schritte, die Sie in einem Schritt deaktivieren können, ist gleich der Anzahl der maximal möglichen aktiven Schritte.
  • Wenn Sie aber in einem Schritt mehrere Schritte deaktivieren, kann es zu ungewollten Ergebnissen in der Bearbeitung der Schrittkette führen.

Im Bild 01 sehen Sie einen Funktionsbaustein mit zwei Schrittketten. Diese Schrittketten haben keine Simultanzweige, somit können also maximal nur zwei Schritte aktiv sein.


Bild 01

In der Schrittkette 1 ist der Schritt 4 und in der Schrittkette 2 der Schritt 14 aktiv. Im Schritt 14 können Sie z.B. folgende Aktionen verwenden:


Bild 02

Weiteres Beispiel:

  • S1 OFF S_ALL
    S1 ON Step1
2 Kommentare für die permanente Operation
Es können nur Schrittkommentare für die Schritte und Transitionen vergeben werden. Weitere Informationen finden Sie in der S7-GRAPH Onlinehilfe unter
  • "Kommentar, Namenserweiterung, Nummer, Name".
3 Überwachen von zwei oder mehr in Reihe geschalteten Schritten
Mit Hilfe der Simultanverzweigung können Sie für eine Reihe von Schritten eine zeitliche Überwachung programmieren. Im Bild 03 werden die Schritte S2 und S3 über die Simultanverzweigung mit dem Schritt S5 zeitlich überwacht. Die Überwachungsbedingung ist im Schritt 5 als Supervision definiert. Wenn die Bearbeitungszeit der Schritte S2 und S3 zusammen die Überwachungszeit "U" überschreitet, schaltet der Schritt S5 in Störung.


Bild 03

Die Transition T1 aktiviert den Schritt S2 und den Schritt S5 im Simultanzweig. Der Simultanzweig mit S5 und die Schrittkette mit S2 und S3 werden gleichzeitig durchlaufen und mit der Transition T3 geschlossen. Die Transition T3 schaltet in den nächsten Schritt S4,

  • wenn die Schrittkette und der Simultanzweig abgearbeitet sind
  • und die programmierte Überwachungszeit im Schritt S5 noch nicht erreicht ist.

Der Merker M0.2 ist mit dem Eingangsparameter "ACK_EF" parametriert, mit dem die Störung quittiert werden kann.

Hinweis:
Unter "Extras > Applikations-Einstellungen... > Register: Editor" können Sie die "Defaultwerte für Zeitüberwachung" für die Operanden "SiT" und "SiU" festlegen.

4 Ändern der Bausteinnummer des Standard FC72
Sie können die Bausteinnummer des Standard FC72 auch ändern z.B. in FC22, wenn ein FC72 in Ihrem Projekt schon vorhanden ist. Anschließend müssen Sie auch in S7-GRAPH unter "Extras > Baustein-Einstellungen... > Register: Übersetzen/Speichern" unter "Ablauffähigkeit" die Nummer des Standard-FCs ändern (z.B. in 22) und den FB erneut speichern.
5 Weiterschalten der Transition in den nächsten Schritt, wenn die Transition und Überwachung gleichzeitig erfüllt sind
Wenn Sie für die Überwachung und für die Weiterschaltbedingung die selbe Bedingung programmieren, schaltet die Transition trotzdem weiter, wenn die Kette sich schon im überwachten Schritt befindet. Sind beide Bedingungen (Weiterschaltbedingung und Überwachung) vor dem ausführenden Schritt erfüllt, so ist auch vorher ein Schritt mindestens einen Zyklus lang aktiv, indem die Supervision getestet wird. Es erfolgt die Unterbrechung der Weiterschaltung der Schrittkette im Folgezyklus.

Hinweis:
Innerhalb eines Zyklus erfolgt zuerst der Schaltvorgang und anschließend die restliche Bearbeitung im Zustand. Die Schrittkette versucht somit in einem Zyklus immer möglichst frühzeitig zu schalten, um bereits in dem Zyklus, der auf das Erreichen der Weiterschaltbedingung (im Prozess) folgt, die Aktionen des Folgeschrittes anzustossen.

Abhilfe:
Verwenden Sie unterschiedliche Operanden für die Überwachung und für die Weiterschaltbedingung, wie z.B. im Bild 04:

  • M1.2 für die Überwachung und
  • M1.3 für die Weiterschaltbedingung.


Bild 04

6 Diagnosedaten und Aktivierungszeiten (z.B. "U") sind nicht aktiv
Ist die Aktivierungszeit (z.B. "U") nicht aktiv, so wurde sehr wahrscheinlich der Standardbaustein FC73 in den Bausteineinstellungen im Register "Übersetzen/Speichern" projektiert. Bei der Verwendung des FC73 und der Aktivierung der Option "Speicherplatzminimiert" in der Schnittstellenbeschreibung kann der Speicherplatzbedarf des S7-GRAPH-FBs wesentlich reduziert werden, da der benötigte Speicherplatz unter 8 KB liegt. Allerdings sind diese erzeugten Bausteine nicht diagnosefähig und beim Beobachten der Ablaufsteuerung stehen nur die Statusanzeigen zur Verfügung. Da der FC73 von S7-GRAPH keine Diagnosedaten generiert, ist auch die Aktivierungszeit "U" nicht verfügbar.

Abhilfe:
Öffnen Sie die Bausteineinstellungen in S7-GRAPH über "Extras > Bausteineinstellungen" und geben Sie unter "Ablauffähigkeit" im Register "Übersetzen/Speichern" den Standard FC72 ein. Ändern Sie anschließend die Schnittstellenbeschreibung von "Speicherplatzminimiert" auf "Strukturfelder" und bestätigen Sie mit OK. Anschließend müssen Sie den S7-GRAPH-FB noch mal übersetzen und die Bausteine in die CPU laden.


Bild 05

Hinweis:
Der FC72 enthält die gesamte Systemfunktionalität und somit einen Speicherplatzbedarf von 11 KB.

7 Abfrage der Ergebnisse einer programmierten Transition
Im Instanz-DB wird für jede Transition eine Struktur angelegt. Zu dieser Struktur gehören die Parameter "TV", "TT" und "TS", die Informationen einer Transition enthalten. Diese Informationen einer Transition sind solange aktuell, wie der zugehörige Schritt aktiv ist.
  • TV: Transition ist gültig (Typ: BOOL)
  • TT: Transition ist erfüllt (Typ: BOOL)
  • TS: Transition schaltet (Typ: BOOL)

In den Bausteineinstellungen muss die Option "Strukturfelder" aktiviert sein (Bild 5). Sie können nun intern (innerhalb des S7-GRAPH-FBs) oder extern von einem STEP 7 Baustein aus (KOP / AWL / FUP Editor) auf diese Struktur zu greifen.

  • T002.TT
    der interne Zugriff erfolgt über die Transitionsnummer, gefolgt vom Namen des Strukturelementes.
  • G7T[2].TT
    der externe Zugriff erfolgt über das Feldelement, gefolgt vom Namen des Strukturelementes.

Das Bild 06 enthält ein Beispiel für die Abfrage der Ergebnisse der Transition 2. Mit der Anweisung "U Graph7_Instanz_DB.G7T[2].TT" erfolgt der externe Zugriff auf das Feldelement und wird in einem Merker (symbolisch: "Transition_2_erfüllt") zwischen gespeichert.


Bild 06

Hinweis:
Der Instanz-DB des S7-GRAPH-FBs enthält auch die Variable "MOP.T_PERM". Ist der Signalzustand dieser Variable "TRUE", so werden die Transitionen der Kette permanent bearbeitet. Die Variablen "TV", "TT" und "TS" der Transitionen können damit an jeder Stelle abgefragt werden. Die Variable "MOP.T_PERM" entspricht der Option "Transitionen permanent bearbeiten" bei manuellen Tests (Aktivierbar über "Test > Kette steuern > Erweitert > Transitionen permanent bearbeiten").

8 Ereignis "L0 S" wird beim Verlassen des Schrittes gesetzt, obwohl die Verriegelungsbedingung nicht erfüllt ist
Bei S7-GRAPH kann abhängig vom Wechsel des Signalzustandes einer Schrittverriegelung (Interlock) eine Aktion ausgelöst werden. Beim Ereignis "L0 S" wird der Operand auf 1 gesetzt und damit eine Aktion ausgelöst, sobald die Verriegelungsbedingung bei aktivem Schritt den Signalzustand von 0 auf 1 wechselt (Verriegelungsbedingung kommt, Fehler geht).

Eine Grundbedingung von S7-GRAPH ist, dass ein Schritt - der nicht aktiv ist - keinen Fehler verursachen kann. Dadurch wird eine nicht erfüllte Verriegelungsbedingung beim Verlassen des Schrittes auf "erfüllt" gesetzt (der anstehende Fehler wird zwangsquittiert). Damit ist beim Verlassen eines Schrittes eine Bedingung "L0 S" immer erfüllt und die programmierte Aktion wird ausgelöst.

Erstellumgebung
Bilder in diesem FAQ sind mit dem Produkt S7-GRAPH Version 5.3 erstellt worden.

Wie können die Schritte in Abhängigkeit der Schrittverriegelung (Interlock) verzögert weitergeschaltet werden?zum Beginn
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Anleitung  
Die nachstehende Tabelle enthält einige Beispielschritte zur verzögerten Weiterschaltung in den nächsten Schritt. In den Schritten 1 bis 4 ist jeweils eine Schrittverriegelung (Interlock) programmiert. Der Interlock und die Strukturvariablen haben die folgende Bedeutung:

  • Interlock C: Ist eine programmierbare Bedingung zur Schrittverriegelung, die die Ausführung der einzelnen Aktionen beeinflusst.
  • STEP1 U: Ungestörte Schrittaktivierungszeit
  • STEP1 T: Gesamte Schrittaktivierungszeit
  • STEP1 LA: Interlock ist nicht erfüllt

Ist im Schritt 1 z.B. die Verriegelung erfüllt, dann schaltet die Schrittkette nach Ablauf der vorgegebenen Zeit T2 und erfüllter Transition in den nächsten Schritt.
 
Nr. Beispielschritte mit jeweils einem Beispiel zur Weiterschaltung in den nächsten Schritt in Abhängigkeit der Schrittverriegelung:
1 STEP 1
Sobald der Schritt aktiv wird und die Schrittverriegelung erfüllt ist, läuft die Zeit T2. Über die Abfrage in der folgenden Transition erfolgt die Weiterschaltung in den nächsten Schritt nach Ablauf der vorgegebenen Zeit T2.


Bild 01

Nachteil 
Ist die Verriegelung bei Eintritt in den Schritt nicht erfüllt, wird der Timer T2 nicht gestartet.

Hinweis 
Der Timer T2 sollte vor der nächsten Verwendung zurückgesetzt werden, dies erfolgt hier beim Verlassen von Schritt 1 durch die Aktion "S0 TR". Die Zeit T2 läuft nach dem Start unabhängig von der Verriegelungsbedingung ab. Es wird auch zum nächsten Schritt weitergeschaltet, wenn die Verriegelungsbedingung nicht erfüllt wird.

2 STEP 2
Sobald die Verriegelungsbedingung bei aktivem Schritt erfüllt wird, läuft die Zeit T2. Realisiert wird dies dadurch, dass die Verriegelungsbedingung nach dem Eintritt in den Schritt erfüllt wird.


Bild 02

Nachteil 
Ist die Verriegelung bei Eintritt in den Schritt erfüllt, wird der Timer T2 nicht gestartet. Der Timer T2 wird erst dann gestartet, wenn die Bedingung im aktivem Schritt erst deaktiviert und dann wieder aktiviert wird.

Hinweis 
Timer T2 sollte vor der nächsten Verwendung zurückgesetzt werden. Dies erfolgt durch das Verlassen des Schrittes mit der Aktion "S0 TR". Die Zeit T2 läuft nach dem Start unabhängig von der Verriegelungsbedingung ab. Es wird auch zum nächsten Schritt weitergeschaltet, wenn die Verriegelungsbedingung nicht erfüllt wird.

Die Nachteile von STEP 1 und STEP 2 können aber durch die Kombination der Aktion "L1 TR T2" vermieden werden. Mit der Aktion "L1 TR T2" wird die Zeit gestoppt, wenn

  • die Verriegelungsbedingung bei aktivem Schritt nicht mehr erfüllt ist bzw.
  • die Verriegelungsbedingung nicht mehr erfüllt ist, wenn der Schritt aktiv wird.
3 STEP 3
Es wird kein Timer genutzt, sondern die interne Zeit. Die angegebene Zeit ist eine IEC-Zeit. Die Transition T3 schaltet den Schritt S3 weiter in den nächsten Schritt, wenn der Merker M0.2 oder der Merker M200.0 nach der vorgegebenen Zeit von 10 Sekunden das Signal True erhält. Beide Bedingungen sind unabhängig von der Verknüpfung im Interlock.


Bild 03

Nachteil
Die Verriegelung im Schritt 3 verhindert nur die Weiterschaltung nach Ablauf der Zeit und hat keine weitere Bedeutung für den Schritt.

4 STEP 4
Es wird kein Timer genutzt, sondern die interne IEC-Zeit. Hier wird nur die Zeit berücksichtigt, in der der Schritt ungestört aktiv ist. Alternativ wäre auch die Zeit wählbar, in der die Schrittverweildauer T gezählt wird. Die Weiterschaltung erfolgt über die Vergleichsabfrage.


Bild 04

5 Ein weiterer Nachteil von Timern ist, dass die verwendeten Timer nicht im selben Zyklus zurückgesetzt und wieder neu gesetzt werden können. Deshalb müssen für die Schritte, die direkt nacheinander aktiv sind, verschiedene Timer verwendet werden. In S7-GRAPH haben Sie auch die Möglichkeit, nachfolgende Schritte zu überspringen. Über "Extras > Bausteineinstellungen > Register: Übersetzen/Speichern" können Sie unter "Ketteneigenschaften" die Option "Schritte überspringen" aktivieren. Sind gleichzeitig die Bedingungen der Transition vor und nach dem Schritt erfüllt, wird der Schritt nicht aktiv, wenn die Option "Schritte überspringen" aktiviert ist.


Bild 05

6 Programmierung der Aktionen mit den Strukturvariablen STEP3 U, STEP3 LA und STEP3 T
Die Aktionen, wie im Schritt 3 (D M200.0, T#10s oder D C M200.0, T#10s), können auch durch eine Abfrage von STEP3.U, STEP3.LA oder STEP3.T ersetzt werden. Die Aktion "D C M200.0, T#10s" entspricht z.B. der Bedingung "STEP3.LA AND STEP3.T>=T#10s" in der Transition. 

Weitere Aktionen zur Erweiterung (Bild 06)

  • Berechnung der Anzahl der Zyklen ohne Verriegelung (Schritt 7)
  • Berechnung der letzten Zeit ohne Verriegelung (Schritt 8)
    Mit der Standardfunktion FC25 (MAX) aus der Bibliothek "IEC Function Blocks"  kann man die Maximalzeit ohne Verriegelung berechnen. Dieser FC kann im Schritt aufgerufen werden.
  • Berechnung des Flags für: "Der Schritt war mindestens einen Zyklus lang nicht verriegelt" (Schritt 9).
    Im ersten Zyklus werden die benötigten Parameter initialisiert ("S1 R Operand" oder "S1 N Operand:= Initialwert") und im folgenden Zyklus werden die Parameter abhängig von der Interlockbedingung verändert.


Bild 06

Hinweis zu der Option "Schritte überspringen" in den Bausteineinstellungen
Im Normalbetrieb wird beim Aufruf des S7-GRAPH FB die Transition des aktuellen Schrittes geprüft. Wenn die Transition erfüllt ist, wird in den nächsten Schritt gesprungen und dieser Schritt ausgeführt. Unabhängig davon, ob die nächste Transition erfüllt ist, wird der S7-GRAPH FB dann verlassen und der Rest des zyklischen Programms bearbeitet.

Mit der Option "Schritte überspringen" in der S7-GRAPH Kettensteuerung springt die Bearbeitung zum nächsten Schritt, dessen Transition nicht erfüllt ist und führt diesen aus. Alle Schritte zwischen dem zuletzt ausgeführten und dem jetzt aktiven Schritt (d.h. die Schritte, bei denen sowohl die vorhergehende als auch die nachfolgende Transition erfüllt ist) werden nicht bearbeitet.

Mit der Aktivierung der Option "Schritte überspringen" wird die Verriegelung eines kritischen Schrittes in einem anderen Baustein nach dem Aufruf des S7-GRAPH FBs bearbeitet. Wenn zwischen dem Ausgangsschritt und dem Zielschritt mehrere weitere Schritte liegen, stellt dies kein Problem dar, weil mehrere OB1-Zyklen vor Erreichen des kritischen Schrittes liegen. Im Normalbetrieb wird die Verriegelung damit in jedem Fall vor Erreichen des kritischen Schrittes bearbeitet.

Durch die Option "Schritte überspringen" wird u. U. der Baustein mit der Verriegelung erst nach dem kritischen Schritt aufgerufen - wenn alle Schritte zwischen dem Ausgangsschritt und dem kritischen Schritt übersprungen wurden. Damit ist die Verriegelung bei Erreichen des kritischen Schrittes nicht erfüllt und der Schritt wird in der Kettensteuerung rot dargestellt.

Um in dem beschriebenen Fall auch bei Verwenden der Option "Schritte überspringen" das gleiche Verhalten wie im Normalbetrieb zu erzielen, muss der Baustein mit der Verriegelungsbearbeitung vor dem S7-GRAPH FB aufgerufen werden.

Suchbegriffe
Verriegelung, Condition, Schrittverriegelung, Interlock

 Beitrags-ID:22072819   Datum:2011-04-13 
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