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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Wie steuer ich einen BCD Zähler über SPS an?


Autor: RENE (Gast)
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Hallo!

Ich mache zur Zeit eine Umschulung als Mechatroniker.
Als Projekt soll ich dabei zwei 3 stellige BCD Anzeigen (7 Segment 
Anzeige) über eine SPS ansteuern.
Die Anzeige soll als Zähler von fertigen Solarmodulen fungieren.
Außerdem müßte ein Schieberegister eingebaut werden, um die unten 
stehende Stückzahl nach oben schieben zu können.

Wie und mit welchen Bausteinen kann ich das am einfachsten lösen?
Eine S7 ist vorhanden und kann dafür mit verwendet werden. Als Sensoren 
zur Erkennung der fertigen Module hatte ich da an eine Lichtschranke 
gedacht.

Ich hoffe ihr könnt mir etwas helfen.

Autor: RENE (Gast)
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Als Anzeige habe ich mir eine Produktionsdatenanzeige (Reihe ALN) der 
Firma Reitberger gedacht.

Autor: Gast (Gast)
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> Wie und mit welchen Bausteinen kann ich das am einfachsten lösen?

Mit deinen Programmbausteinen....

Autor: RENE (Gast)
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Ja, das ist schon klar. Ich wollte nur wissen welche Hardwarebausteine 
ich da genau für die Geschichte brauche?

Autor: RENE (Gast)
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Also, was brauche ich noch außer: Lichtschranke, 7-Segment-Decoder, die 
Anzeige anisch, SPS, Schieberegister? Brauche ich da noch andere 
Bauteile dafür (vielleicht Transistoren, Multiplexer)?

Autor: Jörg S. (joerg-s)
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>Außerdem müßte ein Schieberegister eingebaut werden, um die unten
>stehende Stückzahl nach oben schieben zu können.
Es soll also zwei 3 Stellige Anzeigen gegben wobei die eine den Wert auf 
die andere transferieren kann?? Oder geht es nur um den Überlauf von der 
1. Stelle auf die 2.?

Grundsätzlich zur Anzeige:
Entweder viel in Software packen und Hardware sparen, oder viel in 
Hardware packen und Software sparen :)

Hardware Lösung:
- Counter Baustein der die BCD Anzeigen ansteuert
- SPS gibt über einen Ausgang nur einen Takt für hochzählen aus
- Evt. noch einen Ausgang um Zähler zu löschen

Software Lösung:
- BCD Anzeigen werden direkt von der SPS gesteuert
- SPS muss über etliche Ausgänge alle Bits einzeln setzen
- SPS Software muss vom Zählerstand selbstständig die passenden Bits der 
Ausgänge "berechnen"

Autor: RENE (Gast)
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Sagen wir mal so, was ist einfacher zu realisieren? Hardwaremäßig oder 
Softwaremäßig?
Mittlerweile sind es 3 4stellige Segmentanzeigen. Einmal den "Sollwert", 
dann den "Istwert" und unten der "Trend". Das alles soll angezeigt 
werden.

Dabei soll der Sollwert immer die Stückzahl der vorigen Schicht anzeigen 
und der Istwert die momentanen Stückzahlen in der momentanen Schicht!

Autor: Jörg S. (joerg-s)
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>Sagen wir mal so, was ist einfacher zu realisieren? Hardwaremäßig oder
>Softwaremäßig?
Ich würde zu Software tendieren, hab allerdings noch nie ne SPS 
programmiert :)

Autor: RENE (Gast)
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Klinkt für mich auch irgenwie einfacher, da man dabei die sps direkt an 
die 7 Segment Anzeige anschließen kann, ohne auf irgendwelche anderen 
Bauelemente achten zu müssen.

Dachte anfangs das man das garnicht so einfach an die SPS anschließen 
kann. Aber wenns so ist, umso besser.

Na mal sehen was mein Betreuer dazu sagt, schließlich sollen ja alle 
Anforderungen für eine Projektarbeit gegeben sein. Kann natürlich sein 
das ich eventuell doch paar Bauelemente anschließen MUß!

Danke ersteinmal für den Tip! Ich meld mich dann wieder. ;)

Autor: Jörg S. (joerg-s)
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>Dachte anfangs das man das garnicht so einfach an die SPS anschließen
>kann.
Was für Ausgänge hast du denn? 5V, 24V, Open Collector?

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Jörg S. schrieb:
>>Dachte anfangs das man das garnicht so einfach an die SPS anschließen
>>kann.
> Was für Ausgänge hast du denn?

Und vor allem: wie viele?

Autor: Otto (Gast)
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und immer schön daran denken, dass bei einer SPS pro Zyklus das 
Prozessabbild nur einmal aktualisiert wird.... dies bedeutet: Eingänge 
werden am Anfang eingelesen und Ausgänge am Ende geschrieben....

Otto

Autor: RENE (Gast)
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Von den Ausgängen ist mir bis dato noch nichts bekannt, weil die Anzeige 
ersteinmal gekauft werden müßte.

Da es ja drei mal 4 Anzeigen sein sollen, wären es doch 84 Ausgänge, 
oder irre ich mich da?

Hier mal die Adresse zur Anzeige die es sein sollte: 
http://reitberger.de/Deutsch/Grossanzeigen/Produkt...

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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RENE schrieb:
> Von den Ausgängen ist mir bis dato noch nichts bekannt, weil die Anzeige
> ersteinmal gekauft werden müßte.

Du wirst doch wissen, wieviele und welche Ausgänge die SPS zur Verfügung 
stellt!
Von diesen hängt doch ab, was du alles einkaufen musst!

> Da es ja drei mal 4 Anzeigen sein sollen, wären es doch 84 Ausgänge,
> oder irre ich mich da?

Das kommt drauf an, wie genau du die Anzeigen anschliest.
Das können 84 Ausgänge sein. Können aber auch 3 sein, wenn man an die 
SPS eine Schieberegisterkette anhängt, die die Anzeigen treibt.

Daher ist der erste Schritt erst mal eine Bestandsaufnahme:
Wieviele und welche Ausgänge hast du zur Verfügung? Die weiteren Details 
richten sich nach diesen Angaben.

Autor: RENE (Gast)
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Okay, nach den Ausgängen muß ich mal schauen. Komme gerade nicht da ran.

Aber wenn ich die Anzeige direkt an die SPS anschließe brauche ich die 
vollen 84 Ausgänge. Du würdest mir wohl zu Schieberegistern raten? Wäre 
das sinnvoller als direkt anzuklemmen?

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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RENE schrieb:
> Okay, nach den Ausgängen muß ich mal schauen. Komme gerade nicht da ran.
>
> Aber wenn ich die Anzeige direkt an die SPS anschließe brauche ich die
> vollen 84 Ausgänge. Du würdest mir wohl zu Schieberegistern raten? Wäre
> das sinnvoller als direkt anzuklemmen?

84 Ausgänge sind kein Pappenstiel.
Wenn du sie hast und sie anderweitig nicht benötigt werden, dann würde 
ich sie nutzen. Wozu Aufwand treiben, der nicht notwendig ist?
Wenn du sie aber nicht hast, musst du dir was anderes einfallen lassen 
(zb. ein externes Schieberegister).

Dazu kommt dann auch noch die Abwägung: Tu ich mir das an, ein 
(mindestens) 85 poliges Kabel von der SPS zur Anzeige zu ziehen oder tu 
ich mir das nicht an?
Wie lang wird das Kabel? Wie flexibel muss es verlegt werden können? Was 
ist mit Steckverbindern? Brauch ich die und gibt es die in dieser 
Polzahl überhaupt? Da das eine Produktionsumgebung ist: Besteht Gefahr 
der Einstrueung von Störungen ins Kabel?

Was ist mit der Sromversorgung der Anzeige? Muss die ebenfalls über das 
Kabel kommen oder passiert die vor Ort?

All diese Fragen wollen bedacht werden, ehe man blauäugig ein paar 
Anzeigen einkauft und drauflos bastelt.

Autor: Jörg S. (joerg-s)
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Problem an serieller Ausgabe ist, wie Otto schon geschrieben hat, das du 
ja nur 1x pro Zyklus die Ausgänge setzen kannst. Dürfte also etwas 
umständlich werden.
Evt. müsste man sich bei einer so großen Anzahl von Anzeigen noch mal 
eine Zwischenlösung einfallen lassen. 84 Ausgänge kosten ja auch ne 
Stange Geld, weiss ja nicht wie viel du da verschwenden kannst ;)

Autor: Otto (Gast)
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@RENE,

Hast Du Dir schon mal die Daten der Grossanzeige ALN näher betrachtet:

Lieferbare Schnittstellen:

RS 232, 485, Ethernet TCP/IP, Profibus DP, InterBus, CANBUS, Parallel, 
Analog 0V - 10V, 0(4) - 20mA, BCD-Eingang mit Eingängen für Zählen 
Vorwärts, Rückwärts und Reset;
Andere Schnittstellen auf Anfrage

wobei diese Option:

BCD-Eingang mit Eingängen für Zählen Vorwärts, Rückwärts und Reset

zum Überlegen einlädt......

Otto

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Jörg S. schrieb:
> Problem an serieller Ausgabe ist, wie Otto schon geschrieben hat, das du
> ja nur 1x pro Zyklus die Ausgänge setzen kannst.

Hab keine Erfahrung mit SPSen.
Wie lang ist da eine Zykluszeit so größenordnungsmässig?
Ev. könnte man auch eine Multplex-Lösung ins Auge fassen.

Wenn das zu lange dauert und zu flackern führen würde ev. mit einem 
Zwischenspeicher, so dass zwar ein kompletter Updatezyklus aller 
Anzeigen 1 Sekunde oder so dauert, aber da die einzelnen Stellen ihre 
anzuzeigende Ziffer selbst 'zwichenspeichern' kommt es trotzdem zu 
keinem Flackern. Und das eine einzelne Anzeige 1/10 Sekunde nachhinkt, 
wird nicht gross auffallen.

Oder man integriert Zähler in die Anzeigen und lässt die selbst 
inkrementieren.

Oder ....

Autor: RENE (Gast)
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Also, ersteinmal vielen Dank für eure Tips!

Leider kann ich morgen erst wieder nachschauen wieviel mir Ausgänge an 
der SPS zur Verfügung stehen.

Werde dann also morgen weiter berichten.

"BCD-Eingang mit Eingängen für Zählen Vorwärts, Rückwärts und Reset..."

Was soll mir das sagen?

Autor: Otto (Gast)
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> Wie lang ist da eine Zykluszeit so größenordnungsmässig?

Hängt von CPU und Programm ab - ist es etwas komplexer in der 
Grössenordnung um 10ms (S7-300)

Otto

Autor: Otto (Gast)
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> "BCD-Eingang mit Eingängen für Zählen Vorwärts, Rückwärts und Reset..."

> Was soll mir das sagen?

Das die Anzeige in dieser Ausführung EIGENSTÄNDIG zählen könnte....

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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RENE schrieb:
> Also, ersteinmal vielen Dank für eure Tips!
>
> Leider kann ich morgen erst wieder nachschauen wieviel mir Ausgänge an
> der SPS zur Verfügung stehen.
>
> Werde dann also morgen weiter berichten.
>
> "BCD-Eingang mit Eingängen für Zählen Vorwärts, Rückwärts und Reset..."
>
> Was soll mir das sagen?

Das die Anzeige für jede der 3 Zeilen jeweils 3 Eingänge zur Verfügung 
stellt.
Zeigt deine Anzeige 7456 an und gibst du einen Puls auf 
"Vorwärts-zählen" zeigt sie danach 7457 an.
Zeigt deine Anzeige 7456 an und gibst du einen Puls auf 
"Rückwärts-zählen" zeigt sie danach 7455 an.
Zeigt deine Anzeige 7456 an und gibst du einen Puls auf "Reset" zeigt 
sie danach 0000 an.

Vorteil: Du brauchst dich nicht um das Zählen und Anzeigen von der SPS 
aus zu kümmern.

Nachteil: Wenn die Anzeige beim Schichtwechsel von 5678 auf 7435 zu 
ändern ist, sind erst mal ein Haufen Pulse notwendig.

Autor: ... ... (docean) Benutzerseite
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oder gleich die Versiom mit Profibus kaufen... das wird noch 
einfacher... (von der Verkabelung her)

oder die 4-20mA Version bestellen, dann brauchst du an der SPS nur ein 
paar analoge Ausgänge

Autor: Jörg S. (joerg-s)
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Na wenn man so ne Anzeige kauft, dann doch gleich mit Dateninterface. 
Bei Profibus & Co wird man da doch sicherlich den Wert direkt eingeben 
können.

Autor: Otto (Gast)
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> Bei Profibus & Co wird man da doch sicherlich den Wert direkt eingeben
> können.

sicher - nur musst Du die Kopplung in der S7 realisieren - wenn Du es 
einmal gemacht hast, ist es ein Klacks, aber für einen Anfänger?

Otto

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Otto schrieb:
>> Wie lang ist da eine Zykluszeit so größenordnungsmässig?
>
> Hängt von CPU und Programm ab - ist es etwas komplexer in der
> Grössenordnung um 10ms (S7-300)

Macht bei 16 Stellen 160ms pro Multiplex Durchgang -> 6 kmplette Updates 
in der Sekunde. Geht nicht: flackert wie Sau

Aber Multiplexing über jeweils eine 4-er Einheit an Anzeigen würde 
gehen. Damit ist man dann immerhin von 84 Ausgängen runter auf:

   4 (Stellen) * 4 (BCD Digits pro Stelle)
 + 4 (Anzeige Select)

   = 20 Ausgänge.

Macht 25 Updates / Sekunde bei reinem Multiplexing.

Verpasst man jeder 4-er Anzeige einen Zwischenspeicher ist das Flackern 
auf jeden Fall weg und ein Update hinkt höchstens um 40ms nach. Wär für 
mich vertretbar, auch wenn mir ein 20-poliges Kabel immer noch weh tut.

Autor: Wigbert Picht (wigbert) Benutzerseite
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Hi,
@Moderator
OK,
"Für ein Injenör is nix zu schwör"!!

also die Ausgänge der S7 (Softwarezähler) kann BCD(Binär-codierte-
dezimal)-Zahlenwerte ausgeben. Daraus ergibt sich für jede Ziffer 4 
Ausgänge.

RENE Du musst Dich jetzt fragen, welchen DA-Baugruppen Du zur Verfügung
hast. Weiterhin was kann ein Zähler ausgeben? Ein Byte das wären ja
2 Ziffern? Ein Word, das wären ja 4 Ziffern. Kann ich ein Byte/Word
für 2 verschiedene Anzeigen nutzen(3 Ziffern pro Anzeige)
Und Welche Spannung haben die DA-Ausgänge gleich noch?

Wenn genug Hardware vorhanden, brauch ich nur so ein Vielfüssler
(Wie heisst das Ding gleich?)der BCD-Eingänge hat und meine 7-Segment
Anzeige ansteuert, unter Beachtung der Betriebsspannungen.

Viel Spass..

Wigbert

Autor: Axel (Gast)
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Hallo Rene,
Deine Frage passt irgend wie nicht zusammen.
Entweder wir bewegen uns im Profibereich, dann fertige Anzeige, fertige 
Lichtschranke kaufen und per Profibus an die SPS anschließen, oder wir 
sind im Bastelbereich dann keine SPS nehmen sondern einen Controller.

Was soll es nun werden?

Axel

Autor: gast (Gast)
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Habe Beruflich viel mit SPSen zu tun. Wenn ich mir die Anzeige angucke 
bräucht ich nicht Großartig überlegen und würde die Profibusversion 
kaufen. In der zeiit in der du die Verkabelung von 64? Ausgängen und 
deren Ansteuerung realisiers, was n Programm gibt das Ellenlang wird 
(einfach, aber viel zu tun) kannst du dich auch mit der ansteuerung über 
Profibus beschäftigen. Eventuell kannst du von der Firma die die 
Anzeigen baut auch n Demoprojekt kriegen wo du siehst wie die 
ansteuerung Funktioniert. Ist in jedem Fall die beste lösung, auch in 
der Hinsicht auf die kosten (Kabel, Zeit, Ausgangsbaugruppen...)

Autor: Wigbert Picht (wigbert) Benutzerseite
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>und würde die Profibusversion kaufen

Dem stimme ich zu.

Hab mir mal im Nachhinein die Anzeigen angesehen. Ich würde mir auch
nicht mit BCD abgeben, es sei denn, das ist so gewollt.

Wigbert

Autor: RENE (Gast)
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Hallo, ich mal wieder!
Schön das es hier wohl einige Anregungen bezüglich meines Problems gibt. 
Danke dafür!

Nun mal zur Profibusvariante:
Was bräuchte ich alles um damit die SPS ansteuern zu können? Wie müßte 
ich das dann mit der SPS verkabeln?

Autor: Jörg S. (joerg-s)
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>Was bräuchte ich alles um damit die SPS ansteuern zu können?
Die SPS braucht ein Profibus Interface. Haben einige schon ab Werk, 
ansonsten halt nachrüsten.

>Wie müßte ich das dann mit der SPS verkabeln?
Vom Profibus Interface der SPS ein Profibus Kabel (D-Sub Kabel) zur 1. 
Anzeige und von da jeweils immer eine Brücke (Kabel) zur nächsten 
Anzeige.

Autor: Christoph Baumgartner (elgigo)
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Guten Morgen!

Wenn ich mich auf meinen S7 Kurs richtig zurück erinnere ist das eher 
easy! Du legst die Var X einfach per Tabelle auf den Profibus und gibst 
noch an wo sie auf der anderen Stelle hingeschrieben werden soll. 
Fertig.

Ich möchte nicht sagen das mein Vorredner unrecht hat, ich bin mir nur 
nicht sicher obs mit nem normalen D-Sub Kabel funzt. In den 
Profibussteckern die Siemens zur verfügung stellt ist eine Elektronik 
drin, was die macht und ob man die braucht keine Ahnung. Ich weiß nur 
das die Verbindung von zwei CPU´s via Profibus ne heikle Sache sein kann 
und nicht immer beim ersten mal funktioniert (hab schon Tage damit 
verbracht ne Kommunikation aufzubauen).

MFG
ElGigo

Autor: Jörg S. (joerg-s)
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>ich bin mir nur nicht sicher obs mit nem normalen D-Sub Kabel funzt.
Ich meinte auch nur das das Kabel einen 9-poligen D-Sub Stecker hat. Da 
RS485/Profibus drüber läuft sollte man KEINE normalen Seriellkabel 
nehmen :)

>In den Profibussteckern die Siemens zur verfügung stellt ist eine
>Elektronik drin, was die macht und ob man die braucht keine Ahnung.
Bus-Abschluss (RS485).

Autor: Daniel (Gast)
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In den normalen Steckern ist nur ein Endwiederstand.
Beim letzten den Hebel umlegen und gut is.
Gibt auch welche mit "mehr" drin aber die sind meiner Meinung nach 
unnütz.

Um was für eine SPS handelt es sich denn eigentlich?
Hab ich das überlesen?

Autor: Christoph Baumgartner (elgigo)
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Jörg S. schrieb:
>>In den Profibussteckern die Siemens zur verfügung stellt ist eine
>>Elektronik drin, was die macht und ob man die braucht keine Ahnung.
> Bus-Abschluss (RS485).

Bist du dir sicher das die nicht mehr macht? Im gegensatz zu nem CAN 
Stecker (zB Beckhoff) ist da schon etwas mehr logik drin...

Autor: Christoph Baumgartner (elgigo)
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Daniel schrieb:
> In den normalen Steckern ist nur ein Endwiederstand.
> Beim letzten den Hebel umlegen und gut is.
> Gibt auch welche mit "mehr" drin aber die sind meiner Meinung nach
> unnütz.
>
> Um was für eine SPS handelt es sich denn eigentlich?
> Hab ich das überlesen?

Siemens
S7-300er Serie, welche genau steht nicht da

Autor: RENE (Gast)
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Oh, klasse! Danke für die schnellen Antworten. Das klingt ja schonmal 
recht easy, zumindest vom verkabeln her. Und die Lichtschranke kommt 
dann einfach an einen SPS Eingang, oder wie ist das?

Autor: Christoph Baumgartner (elgigo)
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RENE schrieb:
> Und die Lichtschranke kommt
> dann einfach an einen SPS Eingang, oder wie ist das?

Genau, und im Programm wird das dann verarbeitet.

Blöde Frage: Du weißt was genau ne SPS ist und was die macht bzw was die 
machen soll wenn das Projekt fertig ist?

Autor: Stefan M. (celmascant)
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Über Profibus ist der Aufbau wirklich keine grosse Sache mehr.
Ich persönlich bevorzuge jedoch die Stecker mit Status-LED's. Da sieht 
man auf einen Blick ob die Verbindung i.O. ist oder der Teilnehmer einen 
Profibus-Fehler hat. Das hat mir schon einige Stunden Fehlersuche 
erspart.

Richtig edel wäre es natürlich, wenn du an Stelle de 7-Segment-Anzeigen 
ein (Touch)Panel nimmst. Das ist auch echt easy zu programmieren und 
sieht gleich nochmal proffesioneller aus. Ein 7"-Panel reicht da ja 
völlig.
Da kannst du dann auch noch ein paar Bedienfunktionen einbauen.

Gruss Stefan

Autor: RENE (Gast)
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@Christoph Baumgartner : Ja ich weiß schon. Wollte nur nochmal auf 
Nummer sicher gehen.

@Stefan M. : Das wäre natürlich was, ganz klar. Aber erstens würde ich 
es mir dadurch schwerer machen und zweitens ist es sicher auch eine 
Kostenfrage. Soviel will mein Chef dann auch wieder nicht ausgeben.

Autor: Gast (Gast)
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> Eine S7 ist vorhanden
Schreib doch mal die genaue Typenbezeichnung, a`la CPU313C-2DP oder noch 
besser die Siemens-Artikel-Nr.

Autor: EGS (Gast)
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Die Kommunikation über Profibus ist in diesem Fall die einfachste 
Möglichkeit die Komponente Display und SPS zu verbidnen. Für das Disply 
wird es wenn es eine DP Schnittstelle hat auch GSD-Daten geben. Diese 
einfach über die HW-Konfig einbinden und eventuell die Datenbereiche 
einrichten. Dann vom S7-Programm nur den Zähler realisieren und die 
Resetfunktion. Die Zähler können dann ihre aktuellen Stände entweder in 
BCD, als Dezimal oder Hexadezimal ausgeben.

Diese Werte werden dann in die Datenbereiche (sollten hier 
Perepherieein- und ausgänge sein) geschrieben (jeden Zyklus erneut), 
fertig.

PS: Die Zykluszeit einer SPS im Bereich einer 315 ist schon recht 
niedrig, da müssten pro sekunde schon so im Bereich 100+ Solarpanel 
produziert werden, damit dort Zählfehlr auftreten, ansonsten muss man 
die Eingänge über bestimmte Systemfunktionen azyklisch lesen (sprich PAE 
und PAA mit Bausteinabruf aktualisieren).

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