Beschreibung:
In vielen Anlagen sind mehrere Bediengeräte im Einsatz. Dadurch ist es notwendig, dass diese Bediengeräte gegenseitig verriegelt werden, damit die Anlage nicht von mehreren Bedienern gleichzeitig bedient wird.

Inhalt:

1. Einsatz von Sm@rtAccess
2. Konventionelle Methode - eigene Projektierung
   2.1 Funktionsweise der Bedienverriegelung des Beispielprojekts
   2.2 STEP 7-Programmierung
         a) Aufbau des S7-Programms
         b) Beschreibung der Funktion FC 501
        c) Beschreibung der Funktion FC 500
   2.3 WinCC flexible-Projektierung
         a) Anpassungen in der Projektierung
         b) Einstellung am Bediengerät (WinCC flexible Runtime)
3. Download

Informationen zur Bedienverriegelung mit Schlüsselschalter finden Sie unter folgender Beitrags-ID: 32967530.

1. Einsatz von Sm@rtAccess
Ein Bediengerät, das als Sm@rtServer konfiguriert ist, kann von einem anderen PC oder Bediengerät als Sm@rtClient aus fernbeobachtet oder -bedient werden. Die Verbindung zwischen Sm@rtClient und Sm@artServer erfolgt ausschließlich im Ethernet-Netzwerk. Die Kommunikation zwischen der S7-Steuerung und dem Bediengerät, das als Sm@rtServer konfiguriert ist, muss nicht zwingend über Ethernet erfolgen.

Bild 01

Für die Bedienung von großen oder räumlich verteilten Maschinen und Anlagen können koordinierte Bediengeräte - siehe Bild 01 - eingesetzt werden. Damit kann der Bediener die Anlage von verschiedenen Stellen aus bedienen und beobachten. An jedem Bediengerät und am Gerät mit der Projektierung sieht der Bediener das gleiche Bild. Die Bedienverriegelung ist bei der Runtime-Option Sm@rtAccess standardmäßig implementiert. Dadurch kann immer nur von einem Bediengerät aus bedient werden.

Da es sich nur um eine einzige Masterprojektierung handelt, müssen Änderungen an dieser Projektierung nur einmal durchgeführt werden.

2. Konventionelle Methode - eigene Projektierung
Bei der konventionelle Methode liegt die Logik für die Bedienverriegelung in der Steuerung. Dabei greift jedes Bediengerät beispielsweise über Profibus oder Ethernet über eine S7-Verbindung auf die S7-Steuerung zu. Der Nachteil dieser Methode ist, dass jedes Bediengerät separat projektiert werden muss.

Bild 02

Dieses Methode kann bei großen oder räumlich verteilten Maschinen und Anlagen angewendet werden. Es gibt eine Vielzahl an Möglichkeiten eine Bedienverriegelung zu programmieren. In diesem Beispiel ist die Projektierung bei jedem Bediengerät für den Prozess identisch bis auf die Bedienverriegelung, da diese für jedes Bediengerät individuell projektiert werden muss.

Bei großen Anlagen teilt man die Anlage in Sektionen bzw. Funktionsgruppen auf. Dadurch können unterschiedliche Teile der Anlage von mehreren Bediengräten parallel bedient werden. Wenn von mehreren Bediengeräten auf den gleichen Anlagenteil zugegriffen wird, dann werden alle bis auf ein Bediengerät - das zuerst angemeldet wurde - gesperrt. Andere Anlagenteile können aber weiterhin von den anderen Bediengeräten aus bedient und beobachtet werden.

2.1 Funktionsweise der Bedienverriegelung des Beispielprojekts
Die Bedienverriegelung in diesem Beispiel ist abhängig vom aktuell aufgeschlagenen Bild bzw. von der aktuell verwendeten Bildnummer. Wenn zwei Bediengeräte die gleiche Bildnummer zur Steuerung übermitteln, dann wird ein Bediengerät für diese Funktionsgruppe gesperrt. Der Bediener am gesperrten Bediengerät kann diese Funktionsgruppe nur beobachten.

Da je nach Anlage eine unterschiedliche Anzahl an Bildern pro Funktionsgruppe benötigt werden, kann die Anzahl inklusive Bildnummern individuell am Bediengerät in eine Matrix angegeben werden. In diesem Beispiel können maximal zehn Bilder pro Funktionsgruppe angegeben werden - siehe Tabelle 01.
 

Funktionsgruppe	Bild
	01	02	03	04	05	06	07	08	09	10
FG 00	1	-	-	-	-	-	-	-	-	-
FG 01	10	11	12	-	-	-	-	-	-	-
FG 02	20	21	-	-	-	-	-	-	-	-
FG 03	31	-	-	-	-	-	-	-	-	-

Tabelle 01

Die Bedienverriegelung wird in dem folgenden Beispiel anhand einer Spül- und Sortierungsmaschine für Flaschen erläutert.

Hinweis:
Die Darstellung der einzelnen Prozesse wird in dem folgendem Beispiel nur angedeutet!

Das Beispielprojekt wird in folgende Anlagenteile bzw. Funktionsgruppen unterteilt:
 

Nr.	Funktionsgruppe	Anlagenteil	Bildnummer
1	FG 00	Komplette Anlage	1
2	FG 01	Flaschenentnahme	10-12
3	FG 02	Flaschenspülung	20-21
4	FG 03	Flaschensortierung	30

Tabelle 02

2.2 STEP 7-Programmierung
Das Beispielprojekt ist für zehn Bediengräte und zehn Funktionsgruppen ausgelegt. Die Bedienverriegelung ist in den Bausteinen FC510 und FC511 mit den Funktions-Modulen FC500 und FC501 enthalten.

a) Aufbau des S7-Programms
Der konventionelle Prozessablauf der einzelnen Funktionsgruppen für die Anlage oder Maschine wird in den jeweils dafür vorgesehenen Funktionen (FC10, FC20 und FC30) realisiert. Der Aufruf erfolgt wie bei der Bedienverriegelung im OB1.

Hinweis:
Wenn nicht mehr als zehn Bediengeräte und nicht mehr als zehn Bilder pro Funktionsgruppe benötigt werden, dann muss im STEP 7-Programm bezüglich der Bedienverriegelung nichts geändert werden.

Bild 03

b) Beschreibung der Funktion FC 501
Das Funktionsmodul FC501 "** Interlock Reset" dient dazu die aktuelle Bildnummer des Bediengerätes zurückzusetzen, sobald die Kommunikation zwischen Steuerung und Bediengerät unterbrochen wird. Dadurch wird verhindert, dass eine Funktionsgruppe durch dieses Bediengerät verriegelt bleibt. Zur Verifikation wird das Lebensbit des Bediengerätes ausgewertet, das im Bereichszeiger "Koordination" übertragen wird. Das Rücksetzen erfolgt, wenn sich das Lebensbit nach einer bestimmten Zeit nicht mehr ändert. Der Aufruf des FC501 erfolgt im FC511 "General iReset" - siehe Bild 03.

Bild 04
 

Parameter	Datentyp	Schnittstelle	Beschreibung
T_High	Timer	INPUT	Timer für die Auswertung des Lebensbit am Bediengerät (Low- und High-Signal)
T_Low	Timer	INPUT
WatchDogTime	S5Time	INPUT	Zeit für die beiden Timer
Coordination	Word	INPUT	Bereichszeiger Koordination
ScreenNo	Word	INOUT	Aktuelle Bildnummer des Bediengerätes

Tabelle 03

c) Beschreibung der Funktion FC 500
Das Funktionsmodul FC500 "** Interlock Screens" wird einmal für jede Funktionsgruppe benötigt und managt die Verriegelung für diese Funktionsgruppe. Mit dem Funktionsmodul wird die aktuelle Bildnummer jedes Bediengerätes (max. zehn Bediengeräte) mit der eingetragenen Bildnummer im Datenbaustein DB500 für diese Funktionsgruppe verglichen. Wenn diese Funktionsgruppe nicht durch ein anderes Bediengerät blockiert ist, dann wird die Bedienung für dieses Bediengerät freigegeben.

Bild 05
 

Parameter	Datentyp	Schnittstelle	Beschreibung
ActScreenOP	Pointer	INPUT	Aktuelle Bildnummern der einzelnen Bediengeräte
ScreenFG	Pointer	INPUT	Freigegebene Bildnummern für die Funktionsgruppe
Panel_release_FG	Pointer	INPUT	Freigabe bzw. Verriegelung der Panels für diese Funktionsgruppe
FG_inUseOf	Int	INOUT	Funktionsgruppe wird von folgendem Panel verwendet

Tabelle 04

2.3 WinCC flexible-Projektierung
Grundsätzlich muss für jedes Bediengerät die Verriegelung angepasst werden. Dabei sind Änderungen in der Projektierung wie auch in der Runtime notwendig.

a) Anpassungen in der Projektierung
Damit überhaupt eine Funktionsgruppe für ein Panel freigegeben werden kann, müssen die beiden Bereichszeiger "Koordination" und "Bildnummer" entsprechend der Panel-Nummer angepasst werden.

Im Beispielprojekt werden folgende Datenbausteine für die beiden Bereichszeiger verwendet:
 

Bereichszeiger	DB Nr.	Name des Datenbausteins
Koordination	DB8	"DB_Coordination"
Bildnummer	DB501	"DB_AreaPointerScreenNo"

Tabelle 05

Bild 06

In jedem WinCC flexible Projekt müssen folgende Variablen entsprechend der Panel-Nummer angepasst werden:
 

Nr.	Variablen	Details
1	-Name	"DB_FunctionGroups.general.Panel_No[x-1]"
	-Pfad	...\Variablen\FG\
	-Verwendung	Bild-Nummer	Bild-Name
		500	"500_Param"
	-Anbindung	Objekt	Anbindung
		EA-Feld für "Panel Nr."	Variable für das EA-Feld
Nr.	Variablen	Details
2	-Name	"DB_FunctionGroups.general.Panel_x_release_FG[y]"
	-Pfad	...\Variablen\
	-Verwendung	Bild-Nummer	Bild-Name
		01	"001_FG00_General"
		10-12	"01z_FG01"
		20-22	"02z_FG02"
		30-32	"03z_FG03"
	-Anbindung	Objekt	Anbindung
		EA-Feld für "Freigabe"	Variable für das EA-Feld
		Schaltfläche für "Ein"	Variablen in den Eigenschaften unter: "Animationen > Gestaltung" "Animationen > Bedienbarkeit"
		Schaltfläche für "Aus"	Variablen in den Eigenschaften unter: "Animationen > Gestaltung" "Animationen > Bedienbarkeit"

Tabelle 06

Legende:

x =	Panel-Nummer
y =	Funktionsgruppe
z =	laufende Nummer

Bild 07

Die folgenden Eigenschaften müssen entsprechend der Panel-Nummer geändert werden:
 

Objekt	Eigenschaft	Verwendung
Symbolisches EA-Feld	Animationen > Gestaltung	alle Bilder der Funktionsgruppen

Tabelle 07

Bild 08

b) Einstellung am Bediengerät (WinCC flexible Runtime)
Am Bediengerät müssen im Bild "500_Param" - siehe Bild 09 - und im Bild "501_Release" - siehe Bild 10 - Daten für die Verriegelung eingetragen werden.

Im Bild "500_Param" müssen folgende Daten eingegeben werden:

• Anzahl der Funktionsgruppen
• Anzahl der Bediengeräte
• Panel-Nummer

Klicken Sie dazu im Grundbild auf die Schaltfläche "Konfig".

Hinweis:
Beachten Sie, dass die Variable "DB_FunctionGroups.general.Panel_No[x-1]" an das EA-Feld "Panel-Nr." wie in der Tabelle 06 bei Nr. 1 entsprechend der Panel-Nr. angebunden sein muss.

Bild 09

Für die diversen Funktionsgruppen müssen die einzelnen Bildnummern hinterlegt werden, die in den jeweiligen Funktionsgruppen verwendet werden.

Klicken Sie dazu im Bild "500_Param" - siehe Bild 09 - auf die Schaltfläche "Bilder".

Im Bild "501_Release" - siehe Bild 10 - werden alle Bilder der entsprechenden Funktionsgruppe eingetragen. Bilder, die in dieser Matrix nicht eingetragen sind, werden bei der Anwahl in der Runtime für diese Funktionsgruppe auch nicht freigegeben. Obwohl in WinCC flexible Bildnummern von 1 bis 32767 verwendet werden können, sind bei dieser Projektierung nur Bildnummern von 1 bis 999 möglich, da die EA-Felder auf drei Stellen begrenzt sind.

Bild 10

Hinweis:
Bei dieser Projektierung existiert für alle Bediengeräte eine Bilder-Matrix. Die Projektierung kann dahin erweitert werden, dass für jedes Bediengeräte eine eigene Bilder-Matrix in einem oder mehreren Datenbausteinen hinterlegt wird. Dies hat den Vorteil, dass die Bedienung für bestimmte Funktionsgruppen bei einzelnen Bediengeräte gesperrt werden kann, wo zum Beispiel der Sichtkontakt zu bestimmten Anlagenteilen bzw. Funktionsgruppen eingeschränkt oder nicht vorhanden ist. Bei dieser Projektierung kann die Anwahl der Funktionsgruppe durch das Entfernen der entsprechenden Schaltfläche verhindert werden.

3. Download
In der Anlage 1 ist das beschriebene Bespielprojekt mit drei WinCC flexible Bediengeräten enthalten.

Anlage 1: WinCC_flexible_Interlock.zip ( 7910 KB )

Ablauffähigkeit und Testumgebung:
In der folgenden Tabelle sind die Komponenten aufgeführt, mit denen dieser Beitrag erstellt und die beschriebenen Funktionsweisen verifiziert wurden.
 

Komponenten	Produkt- und Versionsbezeichnung
PC-Betriebssystem	Microsoft Windows XP SP2
Standard-Tools	-
Engineering Tool	STEP 7 V5.4 SP4
HMI Software	WinCC flexible 2007 HF4
Bedien- & Beobachtungssystem	MP 277 & MP377 & PC Runtime

Suchbegriffe:
Remote Zugriff, Fernzugriff