2 Inovace S7-1200/S7-1500 (část 1)

!!! nedokončený článek v rozpracovaném stavu !!!

2.1 Úvod

Programování řídicích jednotek SIMATIC od S7-300/400 po S71500 zůstalo obecně stejné. Zůstávají známé programovací jazyky jako LAD, FBD, STL, SCL nebo graf a bloky, jako organizační bloky (OB), funkční bloky (FB), funkce (FC) nebo datové bloky (DB). Vytvořené programy S7-300/400 lze snadno implementovat na S7-1500 a existující programy LAD, FBD a SCL lze snadno implementovat na řídicích jednotkách S7-1200.

• optimální z hlediska paměti a doby běhu pro nové procesory,
• srozumitelnější,
• snadnější na údržbu.

2.2 Pojmy (termíny)

Obecné pojmy v TIA portal

Pojmy pro tagy a parametry

Při práci s tagy, funkcemi a funkčními bloky se řada termínů opakovaně používá různě nebo dokonce nesprávně. Následující obrázek tyto pojmy objasňuje.

Obrázek 2-2: Pojmy pro tagy a parametry

2.3 Programovací jazyky

Pro programování uživatelského programu jsou k dispozici různé programovací jazyky. Každý jazyk má své výhody, které lze flexibilně používat v závislosti na aplikaci. Každý blok v uživatelském programu tak může být vytvořen v libovolném programovacím jazyce.

2.4 Optimalizovaný strojový kód

TIA Portal a S7-1200/1500 umožňují optimalizovaný běh v každém programovacím jazyce. Všechny jazyky se kompilují přímo do strojového kódu stejným způsobem.

Výhody

• Všechny programovací jazyky mají stejnou úroveň výkonu (pro stejné typy přístupu).
• Žádné snížení výkonu dodatečnou kompilací s mezikrokem prostřednictvím STL

Vlastnosti

Na následujícím obrázku je zobrazen rozdíl v kompilaci S7-programů ve strojovém kódu.

Obrázek 2-3: Vytváření strojového kódu pomocí S7-300/400/WinAC a S7-1200/1500

• U řídicích jednotek S7-300/400/WinAC se programy LAD a FBD nejprve zkompilují v jazyce STL a teprve poté se vytvoří strojový kód.
• U řídicích jednotek S7-1200/1500 se všechny programovací jazyky kompilují přímo do strojového kódu.

2.5 Vytváření bloků

Všechny bloky, jako jsou OB, FB a FC, lze programovat přímo v požadovaném programovacím jazyce. Pro programování SCL proto není třeba vytvářet žádný zdrojový kód. Stačí pouze vybrat blok a SCL jako programovací jazyk. Blok pak můžete programovat přímo.

Obrázek 2-4

2.6 Optimalizované bloky

Řídicí jednotky S7-1200/1500 mají optimalizované ukládání dat. V optimalizovaných blocích jsou všechny tagy automaticky seřazeny podle typu dat. Toto třídění zajišťuje, že mezery v datech mezi tagy jsou omezeny na minimum a že tagy jsou uloženy s optimalizovaným přístupem pro procesor.

Neoptimalizované bloky jsou k dispozici pouze z důvodu kompatibility v řídicích jednotkách S7-1200/1500.

Výhody

• Přístup probíhá vždy co nejrychleji, protože ukládání dat je optimalizováno systémem a je nezávislé na deklaraci.
• Nehrozí nebezpečí nekonzistence v důsledku chybného, absolutního přístupu, protože přístup je obecně symbolický.
• Změny deklarace nevedou k chybám v přístupu, protože například přístup k HMI je symbolický.
• Jednotlivé tagy lze specificky definovat jako retenční.
• V datovém bloku instance není nutné žádné nastavení. Vše je nastaveno v přiřazeném FB (například retentivita).
• Rezervy pro ukládání v datovém bloku umožňují změny bez ztráty aktuálních hodnot (viz kapitola 3.2.8 Stahování bez reinicializace).

2.6.1 S7-1200: Struktura optimalizovaných bloků

Obrázek 2-5

Vlastnosti

• Nevytvářejí se žádné datové mezery, protože větší tagy jsou umístěny na začátku bloku a menší na konci.
• U optimalizovaných bloků existuje pouze symbolický přístup.

2.6.2 S7-1500: Struktura optimalizovaných bloků

Obrázek 2-6

Obrázek 2-7

1. Struktury jsou umístěny samostatně, a proto je lze kopírovat jako blok.
2. Retenční data jsou umístěna v samostatné oblasti, a proto je lze kopírovat jako blok. V případě ztráty napětí jsou tato data uložena interně v procesoru. Funkce "MRES" resetuje tato data na počáteční hodnoty umístěné v paměti zatížení.

Vlastnosti

• Nevytvářejí se žádné datové mezery, protože větší tagy jsou umístěny na začátku bloku a menší na konci.
• Rychlejší přístup díky procesorově optimalizovanému ukládání (všechny tagy jsou uloženy tak, aby je procesor S7-1500 mohl přímo číst nebo zapisovat pouze jedním strojovým příkazem).
• Booleovské tagy jsou pro rychlejší přístup uloženy jako bajty. Řídicí jednotka tak nemusí přístup maskovat.
• Optimalizované bloky mají paměťovou rezervu pro načítání za chodu (viz kapitola 3.2.8 Stahování bez reinicializace).
• Pro optimalizované bloky existuje pouze symbolický přístup.

2.6.3 Ukládání dat optimalizované pro procesor S7-1500

Z důvodů kompatibility s prvními řídicími jednotkami SIMATIC byl v řídicích jednotkách S7-300/400 přijat princip ukládání dat "Big Endian".

Na základě změněné architektury procesoru přistupuje nová generace řadičů S7-1500 vždy ke 4 bajtům (32 bitů) v pořadí "Little-Endian". Na straně systému tak vznikají následující vlastnosti.

Obrázek 2-8

Doporučení

• Obecně používejte pouze optimalizované bloky.
• Nevyžadujete absolutní adresování a vždy můžete adresovat pomocí symbolických dat (souvisejících s objekty). Nepřímé adresování je možné i se symbolickými daty (viz kapitola 3.6.2 Datový typ ARRAY a nepřímý přístup k poli).
• Zpracování optimalizovaných bloků v řadiči je výrazně rychlejší než u standardních bloků.
• Vyhněte se kopírování/přiřazování dat mezi optimalizovanými a neoptimalizovanými bloky. Potřebná konverze dat mezi zdrojovým a cílovým formátem vyžaduje vysokou dobu zpracování.

Příklad: Nastavení přístupu k optimalizovaným blokům

Ve výchozím nastavení je optimalizovaný přístup k blokům povolen pro všechny nově vytvořené bloky pro S7-1200/1500. Přístup k blokům lze nastavit pro OB, FB a globální DB. Pro instance DB se nastavení odvíjí od příslušného FB.

Přístup k blokům se automaticky neresetuje, pokud je blok migrován z řídicí jednotky S7-300/400 na S7-1200/1500. Přístup k bloku můžete později změnit na "Optimalizovaný přístup k bloku". Po změně přístupu k bloku musíte program překompilovat. Pokud změníte FB na "Optimalizovaný blokový přístup", automaticky se aktualizují přiřazené datové bloky instance.

Při nastavování optimalizovaného přístupu k bloku postupujte podle pokynů.

Zobrazení optimalizovaných a neoptimalizovaných bloků na portálu TIA

Na následujících dvou obrázcích jsou vidět rozdíly mezi optimalizovanou a neoptimalizovanou instancí DB.

U globální DB jsou rozdíly stejné.

Obrázek 2-9: optimalizovaný datový blok (bez offsetu /odsazení/)

Obrázek 2-10: neoptimalizovaný blok dat (s offsetem /odsazením/)

Retenční schopnost tagů globální DB je definována přímo v globální DB. Ve výchozím nastavení je přednastaveno "non-retain".

Retenci tagů instance definujte ve funkčním bloku (nikoli v DB instance). Toto nastavení je tedy platné pro všechny instance tohoto FB.

Typy přístupu pro optimalizované a neoptimalizované datové bloky

V následující tabulce jsou zobrazeny všechny typy přístupu k blokům.