Siemens Simatic S7 Steuerungen: Modelle und Anbindung per Kepware OPC Server
Die S7 Steuerung von Siemens ist in Deutschland die mit Abstand verbreitetste SPS (Speicherprogrammierbare Steuerung). Die Bezeichnung Simatic ist der Markenname der Produktfamilie unter der Automatisierungsgeräte und Automatisierungssoftware von Siemens zusammengefasst sind.
Die S7 hat mittlerweile eine gewisse Historie mit verschiedenen Entwicklungsstufen durchlaufen und hat bei ihrer Einführung die Vorgängerin “S5” abgelöst. Neben vielen wichtigen anderen Funktionen war auch die neue Programmiersoftware “Step 7” eine große Weiterentwicklung hin zu einer komfortablen Entwicklungsumgebung. Mit dem KEPServerEX von Kepware steht ein OPC Server zur Verfügung, der alle Steuerungen der S7-Modellreihen anbinden kann. Hierfür bietet der Kepware OPC Server zwei verschiedene Treiber-Suiten an.
Siemens Suite & Siemens Plus Suite
Siemens Suite
Die Siemens Suite fasst die grundlegenden Treiber zusammen, mit denen alle älteren Modelle angebunden werden können. Der Standard-Zugriff erfolgt dabei über das Netzwerk mit dem S7-Protokoll RFC1006 (auch als ISO–Protokoll bezeichnet). Über RFC1006 lassen sich alle internen Bereiche der S7 adressieren, darunter Datenbausteine, Merker, Eingänge sowie Ausgänge.
In der Suite enthalten sind auch Treiber für MPI/PPI, so dass ein serieller Zugriff möglich ist und auch das 3964R und das AS511-Protokoll, wodurch sogar der Zugriff auf S5-Steuerungen noch möglich ist.
Siemens Plus Suite
Die Siemens Plus Suite erweitert die Siemens Suite um den symbolischen Zugriff auf S7-Steuerungen über OPC UA oder das „Siemens S7 Comm Plus“-Protokoll. In der Suite sind alle Treiber der Siemens Suite enthalten plus einem OPC UA Client Treiber in Form der Connectivity Suite und der Möglichkeit des Zugriffs auf die symbolische Adressierung per „S7 Comm Plus“-Protokoll.
S7-1200 und S7-1500 – Symbolischer Zugriff
Optimierter Zugriff
Eine der großen Neuerungen der Modellreihen Siemens S7-1200 und Siemens S7-1500 ist die symbolische Adressierung. Die Programmierer sind nicht mehr gezwungen, Variablen und Daten auf feste Speicherplätze in Datenbausteinen und Merker abzulegen. Dadurch entfällt ebenfalls die feste Adressierung. Im SPS Programm wird mit symbolischen Namen auf die Daten und Variablen zugegriffen. Zum Beispiel “Halle6.Innenraumtemperatur”. Die Ablage der Daten im Speicher erfolgt optimiert durch das interne Betriebssystem der Siemens SPS. Die Datenablage kann dabei von Programmversion zu Programmversion unterschiedlich sein. Das allerdings ist ein Problem für das bisherige Zugriffsverfahren per RFC1006. Mit dem alten Protokoll kann nur zugegriffen werden, wenn eine konkrete Speicheradresse bekannt ist. Und gerade das gibt es beim symbolischen / optimierten Zugriff nicht mehr.
Interner Siemens S7 OPC UA Server
Da der Zugriff per RFC1006 damit ausgeschlossen ist, muss ein anderer Weg gewählt werden. Siemens stellt dafür in den neuen Steuerungsmodellen die Möglichkeit bereit, einen OPC UA Server in der Steuerung zu aktivieren. Der OPC UA Server bietet den Zugriff auf definierte Bereiche der symbolischen Adressen. Dabei implementiert der OPC UA Server den weltweiten OPC Standard.
Zugriff auf internen Siemens OPC Server per OPC Client
Für den Zugriff auf den internen Siemens OPC Server ist ein OPC Client notwendig. Der Kepware OPC Server liefert diesen in der Connectivity Suite, die in der Siemens Plus Suite integriert ist. Im KEPServerEX können die Daten dann konsolidiert, verknüpft und über verschiedene Wege weiterverwendet werden (IoT Gateway, OPC UA, ThingWorx, etc.; s. Schnittstellen).
S7-300 und S7-400 – ISO Protokoll
Die Modellreihen Siemens S7-300 und Siemens S7-400 sind sehr verbreitet in der Industrie. Die neuesten Modelle waren standardmäßig mit einer Netzwerkanbindung versehen. Vorher wurde der Zugriff entweder über die serielle MPI-Schnittstelle realisiert oder die Netzwerkanbindung wurde mit entsprechenden Baugruppen nachgerüstet. Die Baugruppen dafür sind die Siemens Kommunikationsprozessoren CP-343-1 und CP-443-1. In ihnen ist das RFC1006 Protokoll umgesetzt. Die Anfragen für adressierte Speicherstellen wird an die CPU weitergegeben und die aktuellen Daten dann zurückgeliefert. Für den Zugriff über Netzwerk wird der “Siemens TCP/IP Ethernet”-Treiber im KEPServerEX verwendet.
NetLink-Anbindung
NetLink–Adapter sind flexible Lösungen für einen Zugriff auf die S7-Steuerungen, wenn kein seperater Ethernet CP zum Einsatz kommen soll. Diese Adapter sind optimal in die STEP 7-Welt von Siemens (z. B. SIMATIC-Manager, ProTool und WinCC) einzubinden und damit ideal für die allgemeine PC-S7-Kommunikation und eine S7-Programmierung geeignet. Mit einem NetLink-Adapter lassen sich S7-Steuerungen und andere PROFIBIS-Geräte per Ethernet-Schnittstelle direkt in ein lokales Netzwerk, ein Intranet oder in das Internet integrieren. Die NetLink-Treiber sind in den KEPServerEX Siemens Suiten bereits vorhanden.
S7-200
Die Siemens S7-200 ist eine Kleinsteuerung mit entsprechenden Einschränkungen und Eigenheiten. Die Verbreitung ist nicht so hoch wie bei den S7-300 und S7-400 Modellen. Der Zugriff wird hier meist über MPI/PPI realisiert, aber eine Netzwerkankopplung ist auch möglich. Hierfür gibt es einen entsprechenden Siemens Kommunikationsprozessor CP-242-1. Dieser wird ebenfalls mit dem “Siemens TCP/IP Ethernet”-Treiber angesprochen.
Sinumerik 810D – 840D
Sinumerik ist das Lösungskonzept von Siemens zur Steuerung von CNC-Maschinen. Es setzt sich zusammen aus einer SPS (S7-300) und einem Embedded-PC, der “NC” (für Numerical Control) genannt wird. Der NC dient der Ausführung einer speziellen Software, die für den CNC-Prozess benötigt wird, um komplexe Berechnungen vorzunehmen, die auf der S7-300 Steuerung nicht möglich sind.
Für die Anbindung eines Siemens Sinumerik Systems gibt es verschiedene Möglichkeiten.
Die einfachste Art der Anbindung ist die Verbindung der ausführenden S7-300 Steuerung. Bei Ausführungen mit Netzwerk ist das ganz normal über den “Siemens TCP/IP Ethernet”-Treiber möglich. Über diesen Weg kann aber nur auf die Daten zugegriffen werden, die für den aktuellen Bearbeitungsprozess vom NC in die Steuerung übergeben wurden. Übergeordnete NC Daten stehen nicht zur Verfügung.
Ältere Sinumerik Systeme bieten im NC (embedded PC) eine OPC Classic Schnittstelle an. Über diesen OPC Zugriff stehen die SPS Daten und auch die übergeordneten Daten des NC per OPC DA bereit. Die aktuellen Varianten bieten bereits eine OPC UA Schnittstelle an. Genau wie bei OPC Classic erlaubt der OPC UA Server den Zugriff auf NC- und SPS-Daten. Für beide Varianten (OPC Classic, OPC UA) kann die “Connectivity Suite” des Siemens Plus Suite Treibers verwendet werden.
Siemens Logo
Die Siemens Logo Steuerung ist eine Kleinst-Steuerung und wird zum Beispiel in der Gebäudetechnik eingesetzt. Die LOGO-Steuerung ist auch mit einem Netzwerkanschluss ausgestattet (ab Version 8, in Version 7 optional) und kann mit dem S7-Protokoll angesprochen werden. Mit dem “Siemens TCP/IP Ethernet”-Treiber kann auf die Datenbereiche der Logo zugriffen werden.
Video: Mit dem KEPServerEX eine S7-Steuerung anbinden
Sehen Sie in diesem kurzen KEPServerEX Einsteiger-Tutorial, welche Siemens-Geräte von der Siemens Suite und der Siemens Plus Suite unterstützt werden sowie beispielhaft, wie einfach Sie eine Siemens Simatic S7-Steuerung anbinden können.
Weitere Informationen
Lesen Sie mehr zum OPC UA Server für Siemens, wie Sie mit dem KEPServerEX schnellen Zugriff auf Daten diverser Siemens S7-Modelle erhalten und was Ihnen der Siemens S7-Treiber bietet.
Erfahren Sie in unserer Schritt für Schritt-Anleitung, wie die Anbindung der S7-1200 und der S7-1500 Steuerung an den KEPServerEX im Detail erfolgt. Wir zeigen Ihnen, wie Sie Ihren OPC UA Server in Ihrer Siemens S7 Steuerung aktivieren und die symbolische Adressierung für den Zugriff nutzen.
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