Článek ve formátu PDF je možné stáhnout
zde.
Společnost Siemens vydala sadu aktualizací SP1 pro softwarové nástroje Simatic WinCC V13 a Simatic Step 7 V13 dále zvyšující komfort a produktivitu práce ve vývojovém prostředí TIA Portal.
Rámcový přehled novinek v prostředí TIA Portal s WinCC V13 SP1 a Step 7 V13 SP1, jednotlivých i týkajících se obou nástrojů současně, nabízí tab. 1. V odpovídajícím členění a pořadí jsou v dalším textu uvedeny nejdůležitější podrobnosti o novinkách, nejprve pro oblast vizualizace.
Vizualizace v prostředí TIA Portal s WinCC V13 SP1
Vizualizační část platformy TIA Portal je příchodem sady aktualizací SP1 pro vizualizační nástroj WinCC V13 ovlivněna dosti podstatně.
Podpora nového hardwaru
Je podporován nový hardware třídy Simatic, který se v poslední době objevil nebo bude v blízké době uvolněn k prodeji. Jako příklady lze uvést nové softwarové PLC, které je založeno na řídicí jednotce řady Simatic S7-1500, nebo celou novou řadu mobilních ovládacích panelů.
V souvislosti s hardwarem je třeba upozornit na flexibilní řešení propojení programu pro PLC Simatic řady S7-300/400 vytvořeného v klasickém programovacím softwaru Step 7 V5.5 s aplikací pro ovládací panely realizovanou v prostředí WinCC V13 (v terminologii TIA Portal projekt). Účelem je umožnit propojení starších, praxí ověřených projektů pro programovatelné automaty s nejnovějšími operátorskými panely dodávanými společností Siemens v současné době (obr. 1). Současné panely mají podstatně vyšší technickou úroveň, než jakou měly operátorské panely používané v době, kdy standardem pro PLC byl právě software Step 7 V5. 5. Překvapením je i jejich cena, která je nižší než u předchůdců.
Snazší tvorba a údržba automatizačních projektů
Řešení označené PLC Proxy poskytuje pro WinCC v prostředí TIA Portal nástroj umožňující připojit datové bloky a symbolické proměnné z projektu v softwaru Step 7 V5.5 tak, aby z nich automaticky vznikly komunikační proměnné pro panel. Samozřejmostí je i podpora telegramových alarmů a diagnostiky systému. Je-li nutné synchronizovat změny v projektu pro PLC s daty používanými pro panel, stačí jen jedno kliknutí myší a data jsou synchronizována. Sada SP1 přináší v tomto ohledu další možnosti, jako např. podporu komunikačního rozhraní MPI, PLC Simatic S7-400H atd.
Důležitým přínosem pro panely řady Basic Panel (panely Basic) 2. generace je funkce archivace průběhu měřených hodnot a alarmů s možností zobrazit je na panelu nebo exportovat prostřednictvím rozhraní USB.
Výrobci strojů jistě ocení možnost konfigurovat IP adresy PLC (Simatic S7-1200/1500) a panelu přímo z operátorského panelu obr. 2, obr. 3. Tato funkce vede ke zjednodušení inženýrských prací v tom ohledu, že výrobce produkuje stále stejný řídicí systém pro stroj a parametry komunikace se nastaví až na místě u konkrétního zákazníka při oživení, aniž je nutný jakýkoliv inženýrský software. Nový nástroj Web Browser Control dovoluje připojit se do světa internetu. Jako příklad lze uvést připojení na webový server PLC Simatic s následujícím úplným využitím jeho funkcí.
Sada SP1 výrazně ovlivňuje také nejvýkonnější operátorské panely sdružené v řadě Comfort Panels (panely Comfort). Zde je třeba se zmínit např. o nových objektech k zobrazení dokumentace ve formátu PDF přímo na obrazovce panelu nebo k zobrazení videozáznamu z kamer připojených k síti Ethernet. Velkou změnou, co se týče konceptu tvorby aplikace pro panely Comfort, je zavedení techniky tzv. oken. K dispozici jsou jednak čtyři okna typu slide-in, která mohou vyjet ze všech čtyř stran obrazovky panelu, jednak klasická překryvná (pop-up) okna. Do okna lze umístit jakýkoliv objekt, který je standardně používán u klasické obrazovky. Využití oken podstatně rozšiřuje možnosti pro realizaci flexibilního vizualizačního projektu. Co se týče flexibility projektu, je třeba zmínit tzv. styly pro projekt panelu a možnost využít univerzální datový typ PLC UDT i pro projekt vizualizace. Tyto styly umožňují projektovým firmám uložit si různé vzhledy objektů pro konkrétní zákazníky. Projekt je stále stejný, mění se jen definice stylu zobrazení objektů podle požadavků konkrétního zákazníka, u něhož bude projekt použit. Datový typ PLC UDT je univerzální datová struktura pro standardní objekty, jako je např. motor, klapka, ventil a regulátor. Tato datová struktura je již běžně používána pro PLC Simatic S7-1200/1500 a nyní je už možné přenést ji i do panelu Comfort a tam ji v plné míře využívat. Změna struktury provedená na úrovni PLC se tak automaticky provede i ve vizualizaci, což dokonale odpovídá základní myšlence vývojového prostředí TIA Portal.
Drobnou, ale v některých případech jistě velmi užitečnou funkcí, je možnost nahradit jednu použitou barvu jinou. Tuto změnu lze velmi rychle provést, jak pro několik objektů na obrazovce, tak i pro celý projekt vizualizace s použitím panelu.
Novinky Simatic Step 7 V13 SP1
V následujících odstavcích jsou podrobněji popsány novinky přicházející se sadou Simatic Step 7 V13 SP1, jejich výčet je uveden v pravé části tab. 1.
Podpora nové jednotky Simatic Open Controller
V nové jednotce S7-1500 Software Controller je využita procesorová jednotka CPU 1515SP PC. Jde o robustní systém nabízející funkce standardních PLC řady S7-1500 v provedení ET 200SP (tzn. kompaktní rozměry) na platformě PC s operačním systémem Windows. Při volbě varianty CPU 1515SP PC + HMI s předem nainstalovaným softwarem WinCC Runtime Advanced jsou k dispozici také doplňkové funkce HMI. To umožňuje provozovat jak řídicí, tak i vizualizační funkce v jednom přístroji, když je to třeba.
Kontinuální vývoj a doplňování programovacích jazyků a jejich funkcí
Nové instrukce, jako např. ReconfigIOSystem, nyní umožňují pružně reagovat na konkrétní potřeby a lépe přizpůsobovat komunikaci při použití protokolu Profinet (včetně linek IRT). Podřízené stanice (devices) lze aktivovat/deaktivovat za provozu prostřednictvím uživatelského programu. Dalšími užitečnými přírůstky jsou např. instrukce GetInstancePath a GetSymbolPath pro vytváření textů hlášení podle specifických požadavků zákazníka. Úplné informace o nových instrukcích lze nalézt na webových stránkách společnosti (support ID 86630375). Vedle nových instrukcí nástroj Step 7 nyní nabízí také možnost využívat globální konstanty, jako jsou např. mezní hranice datového typu pole apod., což umožňuje lépe přizpůsobit standardizované datové bloky individuálním požadavkům dané úlohy.
Další funkce pro Team Engineering
Funkce PLC Proxy, která je již k dispozici od verze V13, byla nyní rozšířena o systémy s vysokou dostupností (tzv. H-systémy) a zařízení HMI s rozhraním MPI. Vedle toho jsou dále zdokonaleny možnosti společné práce několika pracovníků na jednom projektu v režimu on-line. U PLC S7-1500 může jeden uživatel nahrávat program, zatímco jiný stále provádí kontinuální monitoring (obr. 4).
Širší nabídka zálohovacích funkcí on-line backup
Vedle mechanismů „upload“, důvěrně známých z prostředí Step 7 V13 a Step 7 V5.5, nyní TIA Portal nabízí dvě zcela nové možnosti, jak ukládat nastavení PLC. První možností je nahrát si do projektu kompletní obraz (image file) PLC. Do takto provedeného záložního souboru (on line backup file) již nelze nijak editačně vstupovat. Je to v podstatě „černá skříňka“, umožňující obnovit stav PLC způsobem 1 : 1. Takovýchto záložních souborů lze vytvořit i několik a zaznamenat tak různé stavy PLC. Takto lze jednoduše a rychle obnovit či se vrátit do výchozího stavu systému systému, např. před servisním zásahem do technologického zařízení apod.
Vzhledem k tomu, že off-line údaje o nastavení PLC obsažené v projektu řídicího systému jsou v převážné většině případů v praxi identické s on-line stavem PLC, lze uložit pouze aktuální hodnoty datových bloků. K tomuto účelu je zde funkce Snapshot údajů sledovaných v PLC, která snímá (nově s časovou značkou) a zapisuje aktuální hodnoty z běžícího procesu jako snímek (tj. snapshot) do uživatelského projektu. Navíc, je-li to třeba, např. po nesprávné změně programu v procesu ladění a uvádění technologického zařízení do provozu, lze tyto „Snapshot“ hodnoty jedním kliknutím myši nahrát zpátky do PLC (přímo do pracovní paměti procesorové jednotky). Předností této metody je, že odpadá kompilace a počáteční hodnoty (start values) v systému S7-1500/S7-1200 zůstávají nezměněny.
Undo i pro režim on-line
Zejména ve fázi realizace automatizačního systému podle projektu a jeho uvádění do provozu, ale také v případě opravy již běžícího výrobního procesu se za účelem dosáhnout optimálního stavu provádějí ad hoc v aplikačních programech malé změny, které se často ukážou jako neúspěšné. Proto je velmi důležité, aby bylo možné vrátit se zpět tak rychle, jak jen to v dané situaci lze. A právě tato funkce Undo je k dispozici s V13 SP1, a to navíc nově i pro režim on-line při spojení mezi projektem a PLC v chodu.
Softwarový simulátor také pro S7-1200 V4.0 a ET 200SP CPU
Softwarový simulátor S7‑PLCSIM V13 SP1 pracuje v prostředí TIA Portal ve spojení se softwarem Step 7. Procesorová jednotka PLC a všechny související moduly se běžně nakonfigurují, vytvoří se řídicí aplikace v prostředí Step 7 – a to vše lze nahrát a simulovat v S7‑PLCSIM bez reálného hardwaru. Běží zde aplikační program, kde je možné simulovat chování vstupů a výstupů a celý proces při tom sledovat. Nově lze tento postup využívat také pro jednotky S7-1200 a ET 200SP CPU.
Dílčí vylepšení a optimalizace ke zvýšení produktivity inženýrinku
Sada SP1 zahrnuje vedle významných již uvedených vylepšení a optimalizací ještě mnoho dílčích úprav, které usnadňují a zefektivňují práci na projektech. Jde zejména o tyto:
- v záhlaví zobrazení cesty k editovanému projektu,
- možnost varování, chyby a informace filtrovat (tzn. přepínat mezi zobrazit/skrýt),
- možnost spojení on-line a rozšířeného dialogu GoOnline,
- možnost definovat implicitní (default) rozhraní pro opakovaná připojení on-line,
- vylepšené lokální vyhledávání v seznamu instrukcí,
- možnost synchronizovat projektový strom s použitím kontextové závislé funce F7 Open Block,
- možnost v grafických programovacích jazycích nahrazovat volání bloků,
- možnost otevírat strukturované proměnné v tabulce PLC Tag Table,
- funkce Snapshot nyní s časovou značkou,
- v celkovém přehledu (overview) navíc další vlastnosti bloku,
- možnost hromadně exportovat zdrojové kódy jazyka STL (multiselection),
- možnost tabulkové reprezentace pro navigaci projektem s použitím třídění knihoven podle typu (Library Types),
- možnost mazat obecný popis stanice, popř. v jazyce XML (General Station Description – GSD/GSDML),
- vylepšené a rozšířené automatické vyhledávání aktualizací softwaru s použitím funkce Automation Software Updater.
Rozhraní API pro Step 7 a WinCC
Rozhraní XML pro WinCC a STEP 7 v prostředí TIA Portal umožňuje TIA Portal také integrovat do zákazníkova vývojového prostředí k celkové automatizaci všech jeho inženýrských činností. Zákazník tak může používat jiné, externí vývojové prostředky a vytvářet vlastní aplikace, jako např. automatické generování kódu pro své vlastní objekty HMI. Spojení těchto funkcí se provádí instalací doplňku TIA-Options package Openess. Ten se nachází na každém DVD s nástrojem Step 7 Proffesional, WinCC Comfort, WinCC Advanced nebo WinCC Proffesional v adresáři Support/Siemens_TIA_Openness_V13_SP1.exe nebo si jej lze vyžádat v rámci technické podpory.
Dodávané varianty Simatic Step 7
Simatic Step 7 Professional V13 SP1 je komplexní a univerzální vývojové prostředí pro všechny současné programovatelné automaty skupiny Simatic (S7-1x00, S7-x00, WinAC, Software Controller a ET 200 CPU). Obsahuje PLCSIM jako výkonný softwarový simulátor procesorových jednotek řad S7-1x00, nástroj Simatic WinCC Basic pro konfigurování HMI jednotek řady Basic Panels, nástroj Sinamics Startdrive pro konfigurování pohonů a také dvě rozšíření (options) – Easy Motion Control a PID Professional – v podobě trial verzí k vyzkoušení.
Simatic Step 7 Basic V13 SP1 je levnější varianta téhož vývojového prostředí se stejným uživatelským rozhraním, ovšem s omezeným použitím pouze na systémy tvořené jen jednotkami mikroPLC Simatic S7-1200 a k nim připojenými jednotkami I/O. Dále obsahuje také Simatic WinCC Basic pro konfigurování operátorských panelů Simatic řady Basic Panels a simulátor PLCSIM procesorových jednotek řady S7-1200. Pokud jde o softwarové požadavky, jsou nástroje Step 7 Professional/Basic V13 SP1 uvolněny k použití v těchto operačních systémech od společnosti Microsoft (64bitových, Windows 7 také 32bitový):
- Windows 7 Home Premium SP1 (pouze Step 7 Basic),
- Windows 7 Professional SP1,
- Windows 7 Enterprise SP1,
- Windows 7 Ultimate SP1,
- Windows 8.1 (pouze Step 7 Basic),
- Windows 8.1 Professional,
- Windows 8.1 Enterprise,
- Microsoft Server 2008 R2 StdE SP1 (pouze Step 7 Professional),
- Microsoft Server 2012 R2 StdE.
Operační systém Microsoft Windows XP není podporován!
Ing. Ladislav Plachý,
Ing. Rostislav Kosek,
Obr. 1. Současné operátorské panely od společnosti Siemens
Obr. 2. PLC Simatic S7-1500 a různé způsoby připojení vodičů ke kartám
Obr. 3. PLC Simatic S7-1500 v provedení Siplus, určeném do náročnějších provozních podmínek
Obr. 4. PLC Simatic S7-1500 a Step7 V13 v prostředí TIA Portal
Tab. 1. Novinky v prostředí TIA Portal s WinCC V13 SP1 a Step 7 V13 SP1
| Simatic WinCC V13 SP1 |
Simatic Step 7 V13 SP1 |
| Podporován nový Simatic Open Controller |
| podpora projektů s mobilními panely Simatic HMI 2. generace |
kontinuální vývoj a doplňování programovacích jazyků a jejich funkcí |
| PLC Proxy k propojení projektu PLC ve Step 7 V5.5 a projektu panelů ve WinCC V13 |
další funkce pro Team Engineering |
| panely Basic 2. generace umožňují archivovat a zobrazit historické údaje |
širší nabídka zálohovacích funkcí on-line backup |
| nastavení IP adresy PLC S7-1200/1500 z panelu Basic 2. generace |
funkce Undo i pro režim on-line |
| okna pro panely Comfort |
softwarový simulátor také pro S7-1200 V4.0 a ET 200SP CPU |
| datové typy PLC UDT napojeny na projekt v panelu Comfort |
mnoho dílčích vylepšení a optimalizací usnadňujících a zefektivňujících práci na projektech |
| Rozhraní API pro Step 7 a WinCC |