FPWINPRO Corso Base

Ufficio Tecnico
Panasonic Electric Works Italia srl
Panasonic Electric Works Europe AG
Romani – 12 Maggio 2010
Sommario
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Documentazione Disponibile
Gamma PLC supportata
Tipi di Memoria disponibile
Indirizzamento
Standard IEC1131
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Documentazione disponibile
• Manuale Hardware
PLC
Tutte le informazioni su:
• Caratteristiche e Specifiche Tecniche della CPU e delle espansioni
• Installazione e Cablaggi
• Eventuale Documentazione su schede speciali
• Manuale Software
Tutte le informazioni su:
• Aree di memoria del PLC
• Istruzioni di Basso Livello
• Istruzioni di Alto Livello
• Informazioni su funzioni speciali: HSC, Interrupt, Porta Aggiuntiva
• Tabelle dei Registri di Sistema, Relè Speciali, Word Speciali ….
• Linguaggio di programmazione  Help Online
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SW
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PLC Panasonic Serie FP
Applicazioni di alto livello
Compatto di fascia alta
Motion Onboard
FP0R
0.6us
Soluzione compatta level-entry
Novità
2009
Soluzione fronte quadro
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Memoria nei PLC Panasonic
La memoria nei PLC Panasonic è composta da:
- memoria programma
- memoria dati
- memoria commenti
La quantità di memoria programma, dati e commenti è fissa e dipende dal tipo di PLC
scelto
Anche la memoria dati è suddivisa tra aree indirizzabili a BIT (che vengono chiamate
principalmente WORD Relè - WR) e aree indirizzabili solamente a WORD (che
vengono chiamate principalmente WORD Dati – DT)
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Memoria disponibile nel PLC Panasonic FPX – Type C30 / C60
Area Programma 32Ksteps = 64 KByte
Memoria Commenti = 328 Kbyte
32765 DT = 64 KByte
256 WR = 512 byte
110 WX = 220 byte
110 WY = 220 byte
128 WL = 256 byte
256 LD = 512 byte
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Programma
Commenti
Aree DATI
standard
Word di
IN /OUT
Aree DATI
Aree DATI
per reti
proprietarie
~ 457.5 KByte
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Memoria disponibile nel PLC Panasonic FPX – Type C30 / C60
FPX_UsersManual_2009_02_ARCT1F409E7.pdf
Indirizzabile a bit
15.1.2 Performance Specification
Indirizzabile
a Word
Nota 1) Il numero di punti X e Y che si possono utilizzare dipende dalla configurazione
HW che si realizza
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Memoria disponibile nel PLC Panasonic FP0R –
Type C32 / T32 / F32
Area Programma 32Ksteps = 64 KByte
Memoria Commenti = 328 Kbyte
32765 DT = 64 KByte
256 WR = 512 byte
110 WX = 220 byte
110 WY = 220 byte
128 WL = 256 byte
256 LD = 512 byte
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Programma
Commenti
Aree DATI
standard
Word di
IN /OUT
Aree DATI
Aree DATI
per reti
proprietarie
~ 457.5 KByte
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Memoria disponibile nel PLC Panasonic FP0R –
Type C32 / T32 / F32
FP0R_Users_Manual_2009_06_ARCT1F475E-1.pdf
13.1.2 Control Specification
Indirizzabile a bit
Indirizzabile
a Word
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Indirizzo Fisico - Ingressi e Uscite
Ingressi
Sono usati per ricevere segnali esterni da sensori, interruttori, finecorsa, etc …
Una volta ricevuti, potranno essere utilizzati nel programma all’interno del PLC.
Normalmente sono composti da logica sia npn o pnp a scelta.
Nella notazione Panasonic sono indicati con:
X
Uscite
Sono usate per inviare segnali di comando all’esterno.
Il loro stato può essere definito dal programma all’interno del PLC.
Sono disponibili uscite a transistor (npn, pnp) o a relè.
Nella notazione Panasonic sono indicate con:
Y
Nei PLC compatti FP0R/FPe, FPX, FPSigma l’allocazione degli ingressi e
delle uscite è fissa ed dipende dalla posizione dove è montata la scheda
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Esempio allocazione Ingressi/Uscite PLC FP0 e FP0R
CPU
WX0-WX1
WY0-WY1
Iª Esp
WX2-WX3
WY2-WY3
IIª Esp
WX4-WX5
WY4-WY5
IIIª Esp
WX6-WX7
WY6-WY7
L’allocazione degli ingressi e delle uscite è
indipendente dal tipo di scheda montata
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Indirizzo Fisico - Relè di appoggio
Relè
Sono relè simulati che servono per generare un segnale binario (ON/OFF)
interno.
Ci sono anche dei relè speciali che implementano alcune funzioni
particolari (R9010, R9013, ..) o eseguono operazioni di diagnostica.
Nella notazione Panasonic sono indicate con:
R
All’interno dei manuali Hardware e Software dei PLC è possibile
trovare l’elenco dei Relè speciali disponibili
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Indirizzo Fisico – Esempio di Relè speciali o di sistema
Selezione variabili di sistema all’interno
dell’ambiente di programmazione
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Indirizzo Fisico - Aree di memoria a 16bit
Aree Immagazzinamento Dati
Sono aree di memoria che servono per immagazzinare i dati.
Possono essere usate per eseguire calcoli o modificare i dati stessi.
Esistono delle aree di immagazzinamento dati speciali in cui sono presenti
i dati relativi a funzioni speciali o i dati relativi ad operazioni di diagnostica.
Nella notazione Panasonic sono indicate con:
DT
All’interno dei manuali Hardware e Software dei PLC è possibile
trovare l’elenco dei Registri Dati speciali disponibili
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Indirizzo Fisico - Accesso unità dati
Nei PLC Panasonic è possibile accedere ai singoli bit o alle
word , non è prevista la gestione del Byte
F
E
D
C
B
A
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
bit
Byte meno significativo
Byte più significativo
word
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Indirizzamenti
• Tipo word
WX
WY
WR
DT
Word di ingressi
Insieme di 16 ingressi indirizzabili singolarmente
Word di uscite
Insieme di 16 uscite indirizzabili singolarmente
Word di rele interni
Insieme di 16 rele interni indirizzabili singolarmente
Memorie Dati
Aree di memoria gestite a blocchi di 16 bit
WX
Tipo di word
Numero di word
(decimale)
Tutte le Word che partono con la W possono essere indirizzate a bit.
WX, WY, WR etc..
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Indirizzamenti
Indirizzamento delle aree di memoria nei PLC della serie FP
• Tipo relè
X
Y
R
R
Ingressi dall'esterno Valore logico dipendente dall'ingresso esterno
Uscite verso l'esterno Valore logico che viene mandato verso l'esterno
Rele interni
Rele interni che modificano il loro valore in base al programma
Rele speciali
Rele interni il cui valore ha già un significato prestabilito
Tipo di relè
Numero di word
(decimale)
X
Numero di bit
all’interno della word
(esadecimale)
Unica eccezione la word 0 in cui viene riportato solo il numero di bit.
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Indirizzamenti
WX0
F
E
D
C
XF
WX1
F
B
A
9
8
F
X2F
6
5
4
3
2
XB
E
D
C
B
A
9
8
7
6
5
4
3
2
X17
E
D
X2D
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C
B
1
0
X1 X0
X1F
WX2
7
A
9
8
7
1
0
X11 X10
6
5
4
3
2
1
0
X21 X20
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Indirizzamenti
WR0
F
E
D
C
B
A
9
8
7
6
5
4
3
2
RF
WR12
F
F
0
R1 R0
E
D
C
B
A
9
8
7
6
5
4
3
2
R12F
DT0
1
1
0
R121R120
E
D
C
B
A
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
?
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Perchè IEC 61131-3?
IEC 61131-3
Standard universalmente accettato
• Regole unificate a livello mondiale eliminano fraintendimenti e riducono
i tempi di apprendimento (training)
• La possibilità di riutilizzare tramite Funzioni (Fun) e Blocchi Funzioni
(FB) permette di risparmiare tempo in fase di programmazione e di debug
• Migliore visualizzazione del flusso programma attraverso opportune
strutture di programmazione
• Riduzione degli errori grazie al controllo sul tipo di dato introdotto
dal compilatore
•Riduzione degli investimenti grazie all‘utilizzo di SW standard
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FPWIN Pro PLC Programming Software Ver.5
PLCopen Certificates - Conformity Level and Reusability Level
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IEC 61131-3 Formato indirizzo
Questa tabella permette la definizione del corrispettivo indirizzo IEC per le aree di memoria del PLC .
IEC address
%
Explanation
I
Q
M
X
W
D
No_1
.
No_2
.
No_3
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IEC address identifier
Input location
Output location
Memory location
Data type BOOL (1 bit)
Data type WORD (16 bits)
Data type DOUBLE WORD (32 bits)
a.)
For I and Q:
No_1 = word number
b.)
For M:
No_1 = reference for the internal memory
Relay, special internal relay
R/WR/DWR  0
Timer
T  1
Counter
C  2
Set value counter/timer
SV/DSV  3
Elapsed value counter/timer
EV/DEV  4
Data register, special data register DT/DDT  5
Index register
IX,IY  6
Link relay
L/WL/DWL  7
Link data register
Ld/DLd  8
File register
FL/DFL  9
Alarm relay
E  10
Impulse relay
P  11
Separator
a.)
For I and Q:
No_2  bit position in the word
b.)
For M:
When No_1 = 0..9, or 11 No_2 = word number (D)
When No_1 = 10 No_2 = relay number
Separator
Used when No_1 = 0, 7 or 11 (R, L, P) No_3 = bit position
in word
Esempio:
X0
X2F
%IX 0.0
%IX 2.15
Y0
Y30
%QX 0.0
%QX 3.0
R0
R5
R200
%MX 0.0.0
%MX 0.0.5
%MX 0.20.0
DT0
DT200
%MW 5.0
%MW 5.200
T1
%MX 1.1
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Indirizzamenti
Indirizzamento fisico e indirizzamento IEC1131 - Differenze
Panasonic software style
Solo indirizzamento fisico
secondo lo standard propritario
Panasonic :
X0, X1...Y0,Y1....DT0,DT1.....
IEC 61131-3 software style
- Indirizzamento fisico secondo
standard IEC 1131
(%IX0.....%QX0.....%MW5.0)
- Indirizzamento simbolico
* Ogni variabile ha un nome
* Ogni variabile ha un tipo di dato
* Le variabili possono essere di
tipo locale e globale
• FPWIN Pro può utilizzare entrambi gli stili
• Gli stili possono essere utilizzati contemporaneamente
• L‘FPWIN PRO associa in automatico l‘indirizzo IEC partendo
dall‘indirizzo fisico Panasonic
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10 motivi per scegliere un SW IEC1131
1. Utilizzare funzioni il cui nome descrive il loro impiego o di significato
comune ai più noti sistemi di programmazione es. : MOVE, MID, ADD,
etc.. E non funzioni proprietarie come F0_MV, F0_DMV, F20_+,
F6_DGT …
2. Permettere l’impiego di variabili simboliche e degli indirizzi fisici e non
solo gli indirizzi fisici del PLC. Start_Pompa_1 vs X0
3. Permette l’utilizzo di strutture di dati complesse (stringhe, array, DUT)
supportate da funzioni dedicate (MID, STRING_TO_INT, etc.) che
aumentano la leggibilità del codice e rendono più semplice la soluzione
di problemi altrimenti complessi (gestione di protocolli e tabelle).
4. Inserimento commenti più semplice
5. Possibilità di usare FB già implementate e testate dagli stessi
sviluppatori del PRO
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10 motivi per scegliere un SW IEC1131
6. Possibilità di avere funzioni uniche slegate del tipo di dato utilizzato
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Funzioni IEC 61131-3 vs Funzioni Panasonic
Funzioni libreria Panasonic:
Funzioni Libreria IEC:
1 funzione al posto di vari
16-bit
32-bit
4-digit
BCD data
8-digit
BCD data
Floating
point data
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I dati di ingresso devono essere dello stesso tipo
Funzione che viene eseguita ad ogni scan :
1/3
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Funzioni IEC 61131-3 vs Funzioni Panasonic
L‘utilizzo di Istruzioni estensibili,
permette di utilizzare un unica
istruzione anziché la sequenza di più
istruzioni Panasonic
Per estendere la funzione:
1. Posizionare il cursore sulla parte inferiore.
Il cursore cambia in due frecce opposte
2. Definire la lunghezza desiderata.
2/3
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Funzioni IEC 61131-3 vs Funzioni Panasonic
Temporizzatori
Nella notazione IEC1131 sono disponibili due tipi di temporizzatori che possono
sostituite i Timer TMX (1 sec), TMY (0,1sec), TMR(0,01sec)
il timer TML(0,001) risulta ancora più performante rispetto ai timer IEC:
TON
Timer in ritardo all’accensione
TOF
Timer in ritardo allo spegnimento
Entrambe usano una la F183 – Conteggio con risoluzione di 10ms
3/3
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10 motivi per scegliere un SW IEC1131
7. Mediamente il compilato generato dal PRO (SW IEC1131) è minore
dello stesso codice fatto con SW proprietario GR.
Il compilatore conosce l’intera gamma delle funzioni Panasonic il
programmatore solo quelle più comunemente usate
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10 motivi per scegliere un SW IEC1131
8. L’utilizzo di aree il cui indirizzo fisico venga associato dal compilatore
permette di norma di ottimizzare l’utilizzo della memoria dati
9. L’utilizzo di linguaggi ad alto livello come l’ST permette di facilitare la
gestione dei cicli FOR/WHILE
10. Il formato grafico non obbliga l’integratore ad un sequenza
nell’inserimento delle funzioni e dei loro argomenti.
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Generazione del codice: Ottimizzazione
FPWIN Pro 5 e 6 producono circa il 7% di codice in
meno dell’FPWIN Pro 4
Generalmente FPWIN Pro 6 produce anche meno
codice del SW proprietario FPWIN GR !!!
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Generazione del codice: Ottimizzazione
Come può un linguaggio ad alto livello produrre meno codice
di un linguaggio a basso livello?
1. Step: non viene aggiunto del codice
addizionale
 Le variabili temporanee non necessarie sono state
rimosse!
 Vengono utilizzate funzioni di gestione dello stack PSHS-RDS-POPS al posto
delle variabili temporanee:
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Generazione del codice: Ottimizzazione
2. Step: ulteriori ottimizzazioni
 Ottimizzazione di move in cascata:
16 passi invece di 27 passi!!!
 Il compilatore utilizza l’istruzione KP invece SET, RST se porta ad un risparmio di
passi  FP0
6 passi invece di 8 passi!!!
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Generazione del codice: Ottimizzazione
 Esempio: GT10_Demo_general.fp
Un progetto con varie tipi di funzionalità binarie (AND,
OR, SET, RST), impulsive (DF), di calcolo (ADD), di
confronto (comparison, shift and timer operations)
FP0**
FP2
FPWINGR
Pro
Gain
GR
Pro Gain
Init-Code*
0
14
0
16
Program
336
302
11,26% 347
330 5,15%
End (ED)*
1
1
1
1
Total
337
317
348
347
* La parte finale ed iniziale richiedono un numero fisso di passi
indipendentemente dal numero di passi di programma!
** Per l’FP0 il compilatore utilizza l’istruzione KP invece di SET, RST!
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Generazione del codice: Ottimizzazione
Conclusioni:
• In generale FPWIN Pro 6 genera un codice ottimizzato!
• In special modo per i PLC di piccole dimensioni!
• In molti casi FPWIN Pro 6 genera anche meno codice dell’FPWIN-GR!!!
• Questo vale per tutti i linguaggi di programmazione!
• Non c’è un linguaggio di programmazione che produce più codice degli
altri!
• Anche l’ST non incrementa la quantità di codice!!!
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FPWINPRO
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Legenda
• POU : Programmi utente
• Task : Insieme di Programmi che vengono mandati in esecuzione a scan time o come
interrupt
• FB : Funzione che memorizza lo stato delle operazioni precedenti
• FUN : Funzione senza memoria
• Variabili Locali: Variabili visibili solo all’interno del POU su cui si sta lavorando
• Variabili Globali: Variabili disponibili a tutti i POU del Progetto
• Librerie: Insieme di Fun/FB che svolgono determinate operazioni
• DUT: Tipo di dato astratto
• Array [0..2]: Sequenza di variabili dello stesso tipo a cui si può accedere mezzo indice
• String [32]: Sequenza di caratteri con una struttura ben definita
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Control FPWIN Pro
• supporta tutti i cinque linguaggi di programmazione previsti dallo standard
IEC61131-3 all‘interno di un unico SW:
- Instruction List (IL)
- Structured Text (ST)
- Ladder Diagram (LD)
- Function Block Diagram (FBD)
- Sequential Function Chart (SFC)
• tutti i tipi (quelli di recente introduzione) di PLC Panasonic possono essere
programmati senza limiti,
• facile riutilizzo di codice grazie all‘utilizzo di FB e Fun che possono essere inserite
in Librerie utente personalizzate.
• un sistema molto semplice di inserimento dei commenti e per la creazione di
documentazione
• Modem (analogico e GSM) ed Ethernet per la programmazione remota e il debug
dei programmi
• La certificazione di Riusabilità del SW generato con linguaggio ST
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Romani – 12 Maggio 2010
L’ambiente di programmazione
Come aprire un nuovo progetto
Dove si crea un nuovo progetto come default
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Romani – 12 Maggio 2010
In che formato si salva
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L’ambiente di programmazione - Navigatore
Hardware
Librerie
Programmi
Variabili
POU
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Con i Registri di sistema è possibile cambiare le caratteristiche
HW del PLC (es. no. di Timers/Counters)
Nella cartella Librerie sono contenute tutte le funzioni e FB che
possono essere utilizzate nella programmazione
I programmi definiti all‘interno del POU devo essere inseriti
all‘interno della cartella Tasks come Programs o Interrupt per
poterli mandare in esecuzione nel PLC Questo può essere fatto
direttamente al momento della creazione del nuovo POU
Le Variabili Globali contengono l‘indirizzamento IEC 61131-3
possono essere associate ad aree fisiche del PLC e sono visibili
da tutti i programmi.
Programs Organisations Unit - I programmi le Fun e le FB
vengono qui salvati. Possono essere definiti più programmi, ogni
programma ha le proprie varibili locali (Intestazione) ed il proprio
codice programma (Corpo)
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Librerie
Librerie Standard
- Fun IEC
- Fun Panasonic
- Fun di collegamento
- Fun Impulsive
Librerie Utente
• Le FB che vengono create possono essere inserite all‘interno di librerie personali
• Salvaguardia del Know-how mediante protezione via PW delle librerie.
• Facile riutilizzo di SW testato -> risparmio di tempo.
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FB permettono il facile riutilizzo di codice testato
1. Corpo FB
Si programma
una volta sola
2. Variable Interface
Si utilizza
sempre!!
3. Programma
1/2
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Librerie
IEC 60870
GRATUITA
Control Configurator MS LIB
Lib e Sw x gestione SMS
Telecontrollo
Green Automations
Librerie
Panasonic
Motion
Processo
PLC GPRS MANAGER LIB
GRATUITA
MODBUS TCP Client FB
GRATUITA
Mail Sending FB
GRATUITA
Panasonic Solar Traking System
NCL-MC-LIBD
PEW_A4P_RS485
GRATUITA
SERVO_COM_RS232
GRATUITA
PEW_A4_RS485
GRATUITA
FPG_RTEX_LIB
GRATUITA
Process and Temperature Control Library
Controllo Moduli Analogici
Comunicazione
Reti
GRATUITA
GRATUITA
Modbus_LIB
FPMODEM_LIB
Gestione Bilance WIPOTEC via RS232
GRATUITA
Gestione Bilance HBM via RS232
GRATUITA
FMU Fieldbus Master Unit
GRATUITA
FMU Fieldbus Master Unit
Domotica
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PEW Domotica
GRATUITA
GRATUITA
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Le Librerie Panasonic
Librerie IEC, con tutte le Fun e FB IEC standard
Es. MOVE, ADD, SIN, MID ….
Libreria delle Funzioni Panasonic
Es. F0, F1, …F144, …. F309
Librerie che permettono di utilizzare le Funzioni
Panasonic con le strutture dati di alto livello
disponibili nello Standard IEC
Funzioni Panasonic di tipo Pulse
Es. P0, P1, …. P13, …
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Le Librerie Utente
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Programma di Backup
Da File  Esporta Progetto
Il progetto viene salvato in formato asc e non include le
librerie installate
E’ possibile aprire il formato così salvato con qualsiasi
editor di testo
E’ possibile modifiare il programma così salvato con un
editor di testo e scaricare anche solamente i POU che
interessano
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Programma di Backup
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Programma di Backup
Da Altro  Copia di Sicurezza del Progetto
Il progetto viene salvato in formato pce ed include le
librerie installate
Le librerie salvate permettono la corretta esecuzione del
programma
Per poter modificare la libreria si deve avere anceh la
libreria sorgente
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Ladder disponibili
5 Linguaggi di Programmazione
Instruction List
Sequential Flow Chart
Structured Test
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Function Block Diagram
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Linguaggio LD
E’ il classico linguaggio a contatti
Variabili Locali
Corpo del programma
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Linguaggio FBD
Linguaggio molto simile all’LD in cui non sono presenti i contatti di in e
out che vengono sostituiti dalle VAR IN/OUT + FB che permettono di
eseguire operazioni sulle variabili booleane
Variabili Locali
Corpo del programma
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Linguaggio SFC
Linguaggio a blocchi sequenziali – Flow Chart
Ogni blocco viene eseguito quando la condizione che lo precede è
ON e quello che lo segue è OFF
Variabili Locali
TRUE
FALSE
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Linguaggio SFC
Ogni azione dell’SFC può contenere uno o più programmi creati
con gli altri linguaggi di programmazione
Quando associo il programma all’azione, l’azione
diventa verde.
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Linguaggio ST
L’ambiente si avvicina molto ai linguaggi ad alto livello:
Pascal, VB, C
CTRL + F1 oppure BarraSpaziatrice: per richiamare
l’help sulla sintassi
Variabili Locali
Corpo del programma
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Linguaggio IL
Classico Linguaggio a Lista Istruzioni
Richiama dal punto di vista dei commenti e della struttura
che prevede l’utilizzo di una data sintassi l’ST. (Poco
utilizzato e poco flessibile)
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Romani – 12 Maggio 2010
Le Variabili
Si possono definire due tipi di variabili: Globali e Locali
Globali
Locali
- E’ possibile associare un
indirizzo fisico alla notazione
simbolica
- L’indirizzo fisico viene
associato dal compilatore
- Sono condivisibili da tutti i POU
- L’indirizzo fisico viene associato
dal compilatore solo se non
definito dall’utente
- Hanno validità solo all’interno
del POU dichiarato
- Non sono accessibili da Tool
esterni
- Sono accessibili da Tool esterni:
Pannelli, Sistemi di SuperVisione,
etc.
Le variabili locali essendo poste all’inizio di ogni programma vengono
dette anche header o intestazione
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Le variabili
Le variabili tipo GLOBAL diventano di tipo EXTERNAL quando vengono
utilizzate all’interno dei programmi
Se non viene associato alcun indirizzo fisico alle variabili globali l’area di
memoria dove immagazzinare il valore viene assegnato dal
compilatore in modo automatico come nel caso delle variabili locali
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Le Variabili
Dove si dichiarano le aree che possono essere utilizzate dal compilatore?
Area Utente
Area Sistema
Modificando il cursore relativo alle variabili ritentive si
va ad agire direttamente sui registri di sistema del PLC
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Le Variabili
Tutte le variabili del programma
possono essere gestite con notazione
simbolica
Solo alcune sono associate a degli indirizzi
fisici
- La lunghezza massima dei nomi simbolici per le variabili ed i programmi è pari a 100
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Romani – 12 Maggio 2010
Esempi di programmazione
Linguaggio LD
1.
Inserimento di contatti di ingresso e uscita in OR e AND all’interno di un
programma.
2.
Definizione di variabili simboliche Globali e Locali
3.
Utilizzo delle variabili Globali all’interno del programma
4.
Spostamento di un valore fra due variabili (MOVE)
5.
Somma di due variabili (ADD)
6.
Confronto fra due variabili (EQ)
7.
Partenza ritardata TIMER (TON)
8.
Simulazione di un errore ed individuazione mediante il compilatore
9.
Monitor di variabili Globali e Locali
10. Opzioni di compilazione
11. Commenti
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