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Moderne Rechnerwelten für Simatic S5

01  Die Software „S5 für Windows“ bietet die Möglichkeit der Rückverfolgung von Variablen

02  Die 20-m-A-Schnittstelle der S5-Steuerung kann man ­entweder über den IBH-USB-S5-Adapter direkt an die USB-Schnittstelle des Rechners …

03  … oder über den IBH-Link S5++ an das Ethernet-Netzwerk anschließen.

04 Aufruf der COM-Pakete

Noch immer verrichten in vielen Industrieapplikationen Simatic-S5-Steuerungen ihren Dienst. Als Herausforderung erweist sich für die Anwender, dass es immer weniger Originalprodukte gibt. Damit werden auch Programmier- und Wartungsarbeiten immer schwieriger. Abhilfe bietet eine Software aus dem Haus IBH Softec, die die S5-Welt mit modernen Rechnern handelbar macht.

Die Siemens-Steuerungen Simatic-S5 wurden ursprünglich mit Programmiergeräten auf DOS-Basis bzw. CP/M-Basis programmiert und gewartet. Dazu kam die Software Step5 zum Einsatz. Als Programmiersprachen dienten Anweisungsliste (AWL), Funktionsplan (FUP) oder Kontaktplan (KOP); Schrittketten wurden in Graph5 erstellt. Angeschlossen wurden die Programmiergeräte über eine 20-mA-Schnittstelle (AS511) an die Steuerung. Und Eproms konnten über eine spezielle Schnittstelle am Programmiergerät programmiert werden. In den Steuerungen kamen für spezielle Funktionen, zum Beispiel Positionierbaugruppen oder Kommunikationsbaugruppen, die sogenannten COM-Baugruppen zum Einsatz. Diese wurden mit speziellen CP/M-Softwarepaketen (COM-Pakete) konfiguriert und diagnostiziert.
Sollen diese Aufgaben nun mit modernen Rechnern auf Basis von Windows XP, Windows 7, Windows 8 (32 bit oder 64 bit) erledigt werden, bietet IBH Softec „S5 für Windows“ (Bild 1) an. Diese Software beinhaltet standardmäßig die Funktionen AWL, FUP, KOP und Graph5 (Version 1 und 2). Zudem verfügt sie über eine Oszilloskopfunktion und einen Statusrecorder. Außerdem ist es optional möglich, auch S7-Steuerungen zu programmieren bzw. zu diagnostizieren.

Die Dateiformate
Step5-Programme sind normalerweise in Binärdateien mit der Endung „.S5D“ abgelegt. Die Symboltabelle befindet sich in einer Ascii-Datei mit der Endung „.SEQ“. Die Software „S5 für Windows“ ist in der Lage, diese Dateien direkt zu verarbeiten – ohne Import-/Exportfunktion. Für den Fall, dass die Dateien nicht mehr vorhanden sind, kann das SPS-Programm mithilfe der Software aus der Steuerung ausgelesen werden. Über den Schaltplan lässt sich dann m­anuell die Symboldatei erstellen. Mittels Rückverfolgungsfunktion sind somit relativ schnell Fehler in der Anlage auffindbar.

Die Analyse- und Diagnosefunktionen
Aktuell wird „S5 für Windows“ in der Version 7 angeboten. Prinzipiell stellt die Software die Werkzeuge zum Erstellen, Korrigieren, Testen und Dokumentieren von S5-Programmen zur Verfügung. Dabei ist sie in beiden Richtungen kompatibel zu den Original-Siemens-Programmiergeräten.
Zu den Highlights der Software zählen ihre Analyse- und Diagnosefunktionen. Ein Beispiel ist Oscicam. Sie ermöglicht die Analyse von Bewegungsabläufen durch die Synchronisation von Video und Signalverlauf. Dabei können aufgezeichnete Videos synchron zu Signalen und einem Mitschnitt des Status mit Zeitstempel wiedergegeben werden. Die Lösung gestattet die zeitgenaue Synchronisierung von Videos mit Statusrecorder- und Oszilloskopaufzeichnungen.
Der Statusrecorder dient dazu, dynamische Vorgänge durch nachträgliche Analyse des Bausteinstatus zu unter­suchen. Er zeichnet die Statusabläufe auf und gibt diese mit Zeitstempel wieder und erlaubt den dynamischen Wechsel zwischen AWL, FUP und KOP.
Zur weiteren Verbesserung der Diagnosemöglichkeiten wurde die Oszilloskop-Funktion entwickelt. Sie wird in der Oberfläche des Programmiersystems – im Look-and-feel vergleichbar mit der Front eines Oszilloskops – eingeblendet. So lassen sich dynamische Vorgänge im zeitnahen Verhalten analysieren. Mit einer virtuellen Messspitze kann man auf die entsprechenden Ein- und Ausgangssignale weisen, deren zeitlicher Verlauf dann auf der Oberfläche dargestellt wird. Im Fehlerfall kann die Aufzeichnung gestoppt und untersucht werden, was zu diesem Fehler geführt hat. Zudem ist der zeitliche Verlauf von Zwischenergebnissen im Bausteinstatus direkt aus der SPS auslesbar. Das wird durch die Integration der Oszilloskop-Funktion direkt in das Programmiersystem ermöglicht. Da der gesamte Signalverlauf aufgezeichnet wird, lassen sich die Daten per E-Mail versenden und für spätere Untersuchungen archivieren.
Zur grafischen Darstellung von aufgezeichneten Signalen externer Geräte, wie einem USB-Oszilloskop, dient die Funktion Logview. Aufgezeichnete Werte, die als CSV-Datei vorliegen, sind grafisch darstellbar und mit Signalaufzeichnungen aus der Steuerung synchronisierbar. Auf diese Weise lassen sich externe Messwerte, Videos der Maschinenbewegung und Statuswerte aus der SPS synchronisieren. Einmal synchronisiert, kann in kleinen Schritten der Verlauf der Signale im Zusammenspiel mit der Bewegung der Maschine analysiert werden. So lassen sich auch minimale Fehler im Bewegungsablauf finden und korrigieren.

Die Online-Schnittstelle
Für den Datenaustausch zwischen der Simatic S5 und dem Rechner mit „S5 für Windows“ werden verschiedene Optionen angeboten. Eine Möglichkeit stellt der IBH-USB-S5-Adapter dar (Bild 2). Er wird einerseits an die 20-mA-Schnittstelle der Steuerung und andererseits an die USB-Schnittstelle des Rechners angeschlossen. Darüber hinaus kann der IBH-Link S5++ (Bild 3) über die AS511-Schnittstelle an die Steuerung angeschlossen und über das Webinterface oder die IBH-Net-Konfigurationsoberfläche konfiguriert werden. Eine weitere Möglichkeit bietet sich bei S5-Steuerungen mit einer Sinec-L2-Schnittstelle. Hierbei handelt es sich um eine Profibus-Schnittstelle. Diese kann über den IBH-Link S7++ mit dem Rechner über das Netzwerk verbunden
werden.
Zudem existieren verschiedene Netzwerk-Anschaltungen, über die man auch die Steuerungen anschließen kann. Hierbei wird die 20-mA-Schnittstelle der S5-CPU über ein ­Kabel („Affenschaukel“) mit der Netzwerk-Anschaltung verbunden. Als Netzwerkprotokoll dient entweder TCP/IP oder H1.

Programmieren der Eproms
„S5 für Windows“ ist außerdem in der Lage, den USB-Prommer der Firma Siemens anzusprechen. Es können S5-Eproms und S5-Flash-Eproms programmiert werden.

COM-Pakete
In vielen mit Simatic-S5-Steuerungen betriebenen Anlagen sind noch spezielle Funktionsbaugruppen im Einsatz. ­Neben der Programmierung der eigentlichen CPU müssen auch die Parameter der Funktionsbaugruppen von Zeit zu Zeit ge­ändert werden. Mit den Programmiergeräten unter MS-DOS wurde dies mit speziellen, zur Baugruppe passenden COM-Paketen erledigt. Die COM-Pakete waren sehr früh unter dem Betriebssystem CP/M entstanden und wurden bereits zu MS-DOS-Zeiten in einem CP/M-Emulator ausgeführt. Um nun unter aktuellen Betriebssystemen, wie Windows 7 oder Windows 8 mit 64-bit-Architekturen, solche Baugruppen ansprechen zu können, benötigt man konsequenter­weise wieder einen Emulator. „S5 für Windows“ stellt hierfür einen CP/M-Emulator zur Verfügung, der in der Open Source Software „DOSBox“ ausgeführt wird, einem weiteren Emulator. Mit der CP/M-Emulation als Basis ermöglicht es „S5 für Windows“, die Original-COM-Pakete zu verwenden (Bild 4). Der CP/M-Emulator nutzt hierbei die Möglichkeit der „DOSBox“, physikalische oder virtuelle Schnittstellen des Hostsystems als serielle Schnittstelle hineinzureichen.

Fazit
Mit Softwaresystemen, wie „S5 für Windows“, ist es möglich, Simatic-S5-Steuerungen auch mit modernen Rechnern zu programmieren, zu diagnostizieren und zu warten. Gleichzeitig wird somit dem Anspruch vieler Anlagenbetreiber nach höchstmöglicher IT-Sicherheit in ihren Anlagen entsprochen. So werden dazu oftmals aktuelle Betriebssys­teme mit den aktuellen Sicherheits-Updates und Virenscannern verlangt. Neben der beschriebenen Software steht zudem eine Version für Simatic-S7-Steue­rungen, „S7 für Windows“ zur Verfügung. (ih)

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Autor: Axel Hulsch ist Entwicklungsleiter bei der IBH Softec GmbH in Beerfelden.