---

Bij het programmeren en in bedrijfstellen van een profibus-DP installatie gaan we uit van de apparatuur en software van het merk Mitsubishi die in het busproject is geadviseerd. Voordat de profibus kan werken, moeten er een aantal handelingen worden verricht. Deze zijn:

• Configureren van de profibus-master-mudule (Pofimap, blauwe kabel)
• Programmeren van de master PLC (Melsec medoc plus, rode kabel)
• Programmeren van de slave-PLC’s (Melsec medoc plus, rode kabel)
• Aanbrengen van de profibus bekabeling. (Paarse kabel)
• Het testen en in bedrijfstellen van de installatie.

Als voorbeeld voor het programmeren en in bedrijfstellen van een profibus nemen we één master-PLC en twee slave-PLC’s. We maken hiermee een schakeling waarbij we met de ingangen van de ene slave-PLC de uitgangen van de andere slave-PLC kunnen aansturen en omgekeerd. Om de status van de PLC-uitgangen en het slavenummer van de profibus-slave-modules terug te melden naar de master reserveren we in de master-PLC een aantal registers die gekoppeld zijn met een aantal markers. Deze markers kunnen we dan gebruiken om het één en ander zichtbaar te maken met behulp van een visualisatie programma zoals Citect. Verder dient de master alleen voor de communicatie en de koppeling tussen de verschillende registers.

De toegepaste master PLC is modulair opgebouwd en bestaat in ons geval uit een basisrek met daarop gemonteerd:

• Een voedingsmudule, A1S61PN
• Een cpu-module (PLC), A1SHCPU.
• Een profibusmodule, A1SJ71PB92D in slot 0.
• Een communicatiemodule (RS-232C), A1SJ71UC24-R2 in slot 1.

master

slave

De slave-PLC’s zijn van het Type FX0N-24-ER met daaraan gekoppeld een profibusmodule FX0N-32NT-DP De gebruikte software is: Pofimap versie 2.0 Melsec Medoc plus 2.31a Citect versie 5 (alleen voor visualisatie)

Het configureren van de profibus.
Het configureren van de profibus doen we met het configuratieprogramma Profimap. Dit gaat als volgt:

• Start dit programma en stel onder Setup de juiste com-poort in.
• Maak nu een nieuw DP-project aan. Kies de juiste profibus-master-module en stel deze in op mode 0.
• Controleer bij de Master Parameters of het FLD-adres en het Head-address beide op 0 staan. Laat de overige parameters ongewijzigd.
• Kies nu Define I/O-slaves en koppel nu een PLC aan de bus. Dit doe je door met de rechter muisknop op de busleiding te klikken en dan Insert DP-Slave te kiezen. Kies onder Slave Device Group voor PLC en bij Available Slave System voor FX0N-32NT-DP. Dubbel-klik nu met de linker muisknop op de PLC en geef deze de naam Slave_1 en zet het FLD-adres op 1. Klik op de knop ‘Select Modules’ en kies 16_words_input_area en 16_words_output_area. Hiermee geven we aan dat de communicatie tussen de master en de slave bestaat uit 16 woorden (dataregisters D0 t/m D15) van 16 bits voor input en16 woorden (dataregisters D20 t/m D35) van 16 bits voor output.
• Keer terug naar het blad ‘Slave Paramater Settings’ en stel Input CPU Device in op D 0 t/m D15 en de Output CPU Device op D 20 t/m D35.
• Sluit het blad ‘Slave Paramater Settings’.
• Doe de laatste twee stappen nogmaals voor de tweede PLC en noem die Slave_2 en zet het FLD-adres op 2.
• Sluit het blad ‘Slave Paramater Settings’.

U ziet nu de opbouw van het netwerk.

• Maak nu een POU aan door op de knop ‘Create POU’ te drukken. Geef de POU de naam MASTER. Onthoud goed waar de POU wordt weggeschreven want deze moeten we later importeren in het programma van de master. Sluit dit blad.
• Breng de blauwe kabel aan tussen de juiste com-poort van de PC en de RS-232C aansluiting van de profibusmodule (Dus niet de RS-232C aansluiting van de communicatiemodule). Schakel de voedingsspanning van de PLC in en zet het draaischakelaartje op 1:PRM SET. Druk nu op de knop ‘Write to A(1S)J71’. Als alles goed verlopen is krijg je hiervan een melding. Ook kun je dit controleren door op de knop ‘Verify’ te drukken. De profibus is nu geconfigureerd.
• Zet het draaischakelaartje weer terug op 0:ONLINE. Op de stand 2:TEST voert de module een zelftest uit op de hardware.

Gebruik de help functie bij eventuele problemen.
We zijn nu toe aan het programmeren van de diverse PLC’s.
Voordat we hiermee beginnen, maken we eerst een plan voor welke registers we gaan gebruiken en hoe we deze aan elkaar koppelen. Dit is vooral bij grote projecten van groot belang om het overzicht op de werking te behouden. Ook is het van belang dat we een goede registratie bijhouden van de opbouw van de registers. Dus welk signaal door welk bitje in het register wordt vertegenwoordigd. In ons geval is het nog eenvoudig omdat alle ingangen X0 t/m X15 en de uitgangen Y0 t/m Y11 bijeen gebracht zijn in een array. Elke PLC krijgt één of meer in- en uitgangsregisters. We kunnen naast elkaar liggende in- en uitgangen samenvoegen tot één woord door bijvoorbeeld de instructie K4X0, hierbij worden alle ingangen, te beginnen bij X0 in 4 nibbles (een nibble is een woord van 4 bits) samengevoegd tot één woord van 16 bits.
De koppelingen die we gaan maken tussen de in- en uitgangsregisters van de PLC’s en de in- en uitgangsbuffers van de profibusmodules is weergeven in onderstaand figuur.

De koppelingen tussen de verschillende registers en markers kunnen we ook weergeven in een 'cross-list' zoals in de volgende tabel is weergegeven.

Tabel 6.01

Het programmeren van de master PLC.
In de master-PLC maken we de inputregisters D0, D1, D2, D40, D41en D42 een outputregister D20 en een outputregister D60. Elk register is 16 bits groot. Deze registers worden met behulp van TO- en FROM-instructies gekoppeld aan de in- en outputbuffers van de profibusmodule. In de profibusmodule van de master beginnen de inputbuffers bij het adres 0 en de outputbuffers bij het adres 960. Als alle slaves ingesteld staan op 16 woorden IN en 16 woorden UIT dan kunnen er maximaal 60 slaves worden aangesloten.
De master-PLC kan geprogrammeerd worden door de volgende instructies op te volgen.

• Start het programma MMP 2.31a. Maak voor de master-PLC een nieuw project aan voor het CPU-type dat geleverd is, in ons geval is dat A1SHCPU. Wij kiezen voor AnSH en A1S/A1SJH, en geef deze POU de naam "Master".
• Importeer onder Object de POU met de naam "MASTER" die reeds met het configuratieprogramma PRIMAP is gemaakt.

In deze POU is de Header leeg en de body ziet er als volgt uit:
De verklaring van de verschillende codes zie je hieronder.

(*Exchange PLC data with Profibus DP*)
LD	X1B	(*Communication READY signaal*)
AND	X1D	(*Module READY signaal*)
TO	H00	(*Nummer uitbreidingsmodule, de eerste module heeft het nummer 0*)
	K960	(*Begin adres van de verzendbuffer voor slave 1in de profibusmodule*)
	D20	(*Begin adres van de eerste data outputregister in de PLC*)
	K16	(*Aantal datawoorden van 16 bits, voor D20*)
TO	H00	(*Nummer uitbreidingsmodule, het eerste heeft het nummer 0*)
	K976	(*Begin adres van de verzendbuffer voor slave 2in de profibusmodule*)
	D60	(*Begin adres van het tweede data outputregister in de PLC*)
	K1	(*Aantal datawoorden van 16 bits, voor D60*)
OUT	Y00	(*Exchange start request signaal*)
AND	X00	(*Exchange start end signaal*)
FROM	H00	(*Nummer uitbreidingsmodule, het eerste heeft het nummer 0*)
	K0	(*Begin adres van de ontvangstbuffer voor slave 1in de profibusmodule*
	D0	(*Begin adres van het eerste data inputregister in de PLC*)
	K3	(*Aantal datawoorden van 16 bits, voor D0, D1 en D2*)
FROM	H00	(*Nummer uitbreidingsmodule, het eerste heeft het nummer 0*)
	K16	(*Begin adres van de ontvangstbuffer voor slave 2in de profibusmodule*)
	D40	(*Begin adres van het tweede data inputregister in de PLC*)
	K3	(*Aantal datawoorden van 16 bits, voor D40, D41 en D42*)

• Vul nu de Global Variable List in zoals in de figuur is aangegeven.
• Maak een nieuwe POU van het type ladder en met de naam "In_Out".
• Vul de header in zoals is aangegeven.

Header van In_Out

Maak nu de verbindingen in de body zoals is aangegeven.

Body van In_Out

Maak nu een Task aan en geeft deze ook de naam "Master". Voer de gegevens in zoals aangegeven.

Task

Test nu het programma op eventueel gemaakte fouten. Als alles foutloos is kunnen we het project compileren.Kies onder Project, Compile Project.Sluit nu de rode kabel aan tussen de juiste com-poort van de PC en de PLC en zet spanning op de master.Kies nu onder Project, Transfer, MEDOC to PLC. De master is nu geprogrammeerd.



Programmeren van de slaves.
Het programmeren van de slave gebeurt op dezelfde wijze als de Master.

• Maak met het programma MMP een nieuw project aan met de naam PLC1. Kies wel de juiste PLC instellingen.
• De communicatie tussen de PLC en de profibus-slave-module wordt ook hier geregeld door een POU, die we zelf maken van het type Instruction List en die we de naam ‘SLAVE’ geven.

De Header van deze POU hoeft niet ingevuld te worden en in de Body typen we in zoals in fig. profi6.04a is aangegeven. (Het cursief gedrukte is alleen toelichting en hoeft niet ingetypt te worden).
Voor de slave hebben we al een inputregister D0 en een outputregister D20 benoemd bij het configureren van de profibus. Deze registers moeten met behulp van TO- en FROM-instructies gekoppeld worden aan de in- en outputbuffers van de profibus-slave-module.

De POU ‘SLAVE’

Verklaring van de gebruikte codes in de POU ‘SLAVE’.

(*Stationsnummer=1*)
LD	M8002	(*M8002 geeft een puls als de PLC in de RUN-mode komt*)
TO	K0	(*Nummer uitbreidingsmodule, het eerste heeft het nummer 0*)
	K27	(*Geheugenplaats die het stationsnummer bevat*)
	K1	(*Stations- of slavenummer*)
	K1	(*Aantal datawoorden van 16 bits*)
(*Data van de PLC naar de FX0N-32-DP*)
LD	M8000	(*M8000 is hoog zolang de PLC in de RUN-mode is*)
TO	K0	(*Nummer uitbreidingsmodule, het eerste heeft het nummer 0*)
	K0	(*Begin adres van de verzendbuffer in de profibusmodule*)
	D20	(*Begin van de data outputregister in de PLC*)
	K3	(*Aantal datawoorden van 16 bits, voor D20, D21 en D22*)
(Data van de FX0N-32-DP naar de PLC*)
FROM	K0	(*Nummer uitbreidingsmodule, het eerste heeft het nummer 0*)
	K0	(*Begin adres van de ontvangstbuffer in de profibusmodule*)
	D0	(*Begin van de data inputregister in de PLC*)
	K1	(*Aantal datawoorden van 16 bits*)
FROM	K0	(*Nummer uitbreidingsmodule, het eerste heeft het nummer 0*)
	K29	(*Adres van buffer BFM#27 in de profibusmodule die het slavenummer bevat*)
	D2	(*Begin van de data inputregister in de PLC*)
	K1	(*Aantal datawoorden van 16 bits, voor D2, maximaal 20 woorden*)

In de profibus-slave-module hebben zowel de input- als het outputbuffer het beginadres 0.
Bij de tweede slave is de POU bijna hetzelfde. We moeten hier alleen het stationsnummer wijzigen in 2 en als de data registers op een ander adres beginnen moeten we dit natuurlijk ook wijzigen. In ons geval hoeft dat niet.

• Vul de global Variable List in.

  
  De Global Variable List.

  
  

• Maak een nieuwe POU van het type ladder en met de naam "In_Out".
• Vul de Header in zoals in fig. profi6.04c is aangegeven.

  
  Header van de POU ‘In_Out’.

  
  

• Vul de Body is volgens fig. profi6.04d

  
  Body van de POU ‘In_Out’.

  
  

• Nu moeten we nog een Task maken. Deze Task kunnen we een willekeurige naam geven. Bijvoorbeeld "PLC1". Benoem hierin de twee gemaakte POU’s. Zie fig. profi6.04e

  
  Task

  
  

• Test nu het programma op eventueel gemaakte fouten.

Als alles foutloos is kunnen we het project compileren.

• Kies onder Project, Compile Project.
• Sluit nu de rode kabel aan tussen de juiste com-poort van de PC en de PLC en zet de voedingsspanning op de PLC. Kies nu onder Project, Transfer, MEDOC to PLC.

Het programmeren van slave 2 gaat op dezelfde manier. Maak hiervoor een nieuw project aan met de naam PLC2. Eenvoudiger is het project PLC1 nogmaals maar dan onder de naam PLC2 te saven. Denk er aan het stationsnummer in de POU ‘SLAVE’ en de naam van de TASK te veranderen.
Nu alles geconfigureerd en geprogrammeerd is kunnen we de profibus-kabel aanbrengen.


Aanbrengen van de profi-bus kabel.
Zet voor de veiligheid alle voedingsspanningen uit. Breng de paarse profibus-kabel aan en zorg voor een goede verbinding van de connectoren door deze vast te schroeven. Als er in beide connectoren aan het einde van de kabel afsluitweerstanden zijn aangebracht moet het schakelaartje "BUS TERMINATION" op "ON" staan.



Testen en in bedrijf stellen.
Voordat we de profibus in bedrijf stellen controleren we nogmaals alle verbinding en zetten het sleutelschakelaartje op de CPU-module op STOP. Controleer ook of het draaischakelaartje op de profibus-master-module op 0 staat. Hierna schakelen we bij alle PLC’s de voedingsspanning in.
Bij de master-PLC brandt nu de led POWER en bij de Slaves de leds POWER en DC.
Draai nu het sleutelschakelaartje rechtsom naar RESET en daarna terug naar RUN. Zet nu alle slaves in de RUN-mode. Als alles goed geconfigureerd en geprogrammeerd is moet de profibus nu werken. Dit is te zien aan de leds op de master-module. De volgende leds moeten nu branden, RUN, SD/RD (knippert), TOKEN, READY en FROM/TO. Als de led RSP ERR ook brandt, betekent dit dat één of meerdere slaves niet communiceren.
OP de slave-modules branden nu drie groene leds, POWER, DC en RUN.
De betekenis van de verschillende leds zullen we nu bekijken.
De leds op de master-module hebben de volgende betekenis:

• RUN, is aan als de module in de RUN-mode staat. Het draaischakelaartje staat op 0.
• SD/RD, knippert tijdens de data overdracht.
• TOKEN, is aan als de master-module de token heeft. Als er maar één master op de bus is aangesloten heeft deze altijd de token zodat de leds continu aan is.
• READY, is aan als de configuratie is ingesteld en de module is in de RUN-mode.
• PRM SET, is aan in de configuratie-mode, het draaischakelaartje staat op 1.
• RSP ERR, is aan als er een communicatie fout wordt gedetecteerd.
• FAULT, er is een fout in de configuratie gevonden.
• TEST, brandt als de module in de zelftest-mode staat. Het draaischakelaartje staat op 2.
• B0 t/m B6, geven in de zelftest-mode aan welke test er wordt uitgevoerd. Als led 6 brandt is er een fout gevonden.

De leds op de slave-module:

• POWER, voedingsspanning is aanwezig.
• DC, de 24V DC hulpspanning is aanwezig.
• RUN, de profi-module is in de RUN-mode.
• BF, er is geen communicatie of de communicatie is instabiel. Controleer de kabels. Voor meer details, bestudeer BFM#29 (zie het handboek van de module).
• DIA, als deze led en de RUN-led brandt, duidt dit op een externe diagnose fout, BFM#28 is niet nul. Als de RUN-led uit is, duidt het op een interne diagnose fout, bestudeer hiervoor BFM#29.

Voor meer informatie betreffende de master- en de slave-modules verwijs ik naar de verschillende handboeken.
Het bussysteem is als alles goed gegaan is nu in bedrijf.
Een visualisatie zie je in de figuur. Hierbij wordt ook de decimale waarden van de registers getoond.

Visualisatie van het project.

Het toepassen van een gateway
Als we twee verschillende bussystemen met elkaar willen laten communiceren maken we gebruik van een gateway. Dit is een elektronische schakeling die bijvoorbeeld het profibus protocol vertaalt naar het asi-bus protocol. De gateway die hier besproken wordt is een Profibus-DP / Asi-bus gateway van het merk Bihl+Wiedemann. Een GSD-file wordt hierbij meegeleverd. Met behulp van de configuratie software Profimap kunnen we het netwerk configureren. Kijk eerst of de GSD-file voor deze gateway al is opgenomen in profimap. Zoniet dan moet eerst de GSD-file in Profimap geïmporteerd worden. Definieer binnen profimap een nieuwe I/O-slave Door 'Insert DP-slave en voor gateway te kiezen. Als de GSD-file is geïmporteerd staat de juiste GSD-file in het lijstje genoemd. Druk op de toets 'Select Module' en stel de 'Standard Mode' in. De Input CPU Devices stellen we in op bijvoorbeeld M 100 to 227. En de 'Output CPU Device op M 228 to 355. De software vraagt nu bij de master settings de minimal slave interval op 50 * 100 ms in te stellen. Verder kunnen de instellingen blijven zoals ze zijn.

Op een asi-bus kunnen 31 deelnemers worden aangesloten en voor elke deelnemer zijn 4 bits (1 nibble) gereserveerd. De eerste 4 bits worden door asi zelf gebruikt. De volgende nibbles zijn opvolgend voor de asi-deelnemers 1 tot en met 31 bestemd. Houd goed bij wat de richting van het signaal is. Bijvoorbeeld:
Bij een drukknopkastje met twee drukknoppen een twee signaallampjes is bit 0 en 1 voor de beide drukknoppen en bit 2 en 3 voor de signaallampjes. Echter voor de PLC zijn de eerste twee bits ingangsignalen en het tweede stel bits uitgangssignalen. Dit betekent dat de eerste twee bits op een inputregister bij de master binnenkomen en het tweede stel bits op een outputregister de master uitgaan.
Maak altijd een 'cross-list' waarin alle signalen en de koppelingen daartussen vermeld zijn.
Een voorbeeld van een 'cross-list' is weergeven in tabel 6.02

Tabel 6.02

Reserveer altijd voldoende markers voor de gateway. Reserveer, ook al heb een beperkt aantal asi-deelnemers, voldoende markers in de master. Bijvoorbeeld voor de uitgaande signalen M100 tot en met 227 (32 deelnemers x 4 bits is 128 bits) en voor de binnenkomende signalen M228 tot en met M355. Er kunnen nu altijd asi-deelnemers toegevoegd worden zonder veel in het programma van de master te wijzigen.