Bei Bernecker Rollforming & Tubes steuern – wie bei vielen anderen Anwendern auch – hauptsächlich S7-CPUs den Maschinen-Park. Das Unternehmen mit vier Standorten in Europa ist ein Systemzulieferer im Automotive-Bereich. Der Leistungsumfang reicht dabei von der Beratung über die Entwicklung, Konstruktion, Werkzeug- erstellung bis hin zur Teilefertigung oder zu kompletten Baugruppe. Komplexe Umformtechnologien und verschiedene Fügeverfahren bilden den Schwerpunkt der Fertigung. Am vogtländischen Standort Pausa fertigt das Unternehmen rollgeformte Produkte wie etwa Rohre und Stanzteile für die Automobilindustrie. 

In der Fertigung kamen neben den S7-CPUs von Siemens über die Zeit auch S7-CPUs und die S7-Panels von Insevis hinzu. Der Betriebsmittelbau unter Leitung von Peter Klamuth erhielt nun die Aufgabe, zur besseren Anlagenbetreuung bestehende S7-Anwendungen kostengünstig zu visualisieren. Durch die Erfahrungen mit den einfach projektierbaren S7-Panels von Insevis war ein Ansatzpunkt gefunden, zumal für die S7-Programmierung im Werk der bestehende Simatic-Manager weiterverwendet werden sollte, um Lizenzkosten gering zu halten. Die S7-SPSen von Insevis akzeptieren S7-Programmierung mittels Simatic-Manager und TIA-Portal.

Ausgehend von der bestehenden Visualisierung auf den vorhandenen Panels gingen Peter Klamuth und seine Mitarbeiter einen ganz neuen Weg: Sie erzeugten aus der existenten Visualisierung eines vertikalen 10-Zoll-Einbau-panels eine Binärdatei und kopierten diese in ein handelsübliches Windows-Tablet. Daraus erzeugt die dort ablaufende Remote-Stage-Software die Visualisierung und verknüpft das Windows-Tablet via WLAN direkt mit der S7-CPU. Nach der Identifizierung der S7-CPU via IP-Adresse und TSAP wurde eine aktive S7-Kommunikation (Put/Get, Send/Receive) aufgebaut, die Prozessdaten in die Remote-Visualisierung überträgt. So entstand eine zusätzliche mobile Visualisierung. 

Mit diesem Ansatz konnte der Automotive-Zulieferer eine neue Techno­logie einsetzen, ohne das Budget für den Betriebsmittelbau zu sprengen oder neue Softwaretools einführen zu müssen.

Die erforderlichen Schritte

Bild 1: Zunächst gilt es, die Größe der Visualisierung festzulegen, wie hier bei einem beliebigen PC-Bildschirm bei freier Skalierung.

© Insevis

Nachfolgend die einzelnen Schritte zur Erstellung der beschriebenen kostenlosen Visualisierung für S7-CPUs mit Ethernet für S7-Kommunikation. Die benötigte Visualisierungssoftware heißt bei Insevis Visu-Stage und ist völlig lizenzfrei in einer Projektsprache beziehungsweise mit einer Mini-Firmenlizenz für alle Sprachen der Welt verfügbar. Generell unbegrenzt ist die Anzahl von Installationen/ Arbeitsplätzen. Mit der einfach zu handhabenden Software finden sich WinCC-flexible-Benutzer auf Anhieb und selbst Laien relativ schnell zurecht. Darin enthalten sind beispielsweise ein umfangreiches Störmeldesystem mit 1024 Alarmen, 1024 Ereignissen, 64 Trendkanälen, neun Benutzerebenen, 64 Rezepturen mit je 256 Datensätzen aus 256 Elementen, unbeschränkt vielen E/A- und Zeit/Datumsfeldern, Rundanzeigen, Bar graphen, Schiebern, Text- und Bildlisten. 

Auf die Limitierung durch Power-Tags oder Erhebung von RunTime-Lizenzen wurde zugunsten der Anwender völlig verzichtet. Die Bedienung dieser Software ist einfach und in deutschen wie englischen Handbüchern unter Bezug auf downloadbare Beispielvisualisierungen dokumentiert.

Nach Auswahl der Wunschgröße für die Visualisierungsoberfläche (siehe Bild 1) wird die Visualisierung in bekannter Herangehensweise erstellt. Dabei können S7-Variablen samt ­Symbolik aus dem Simatic-Manager oder TIA-Projekt importiert werden. Auch bestehende .emf- und .wmf-Bilder aus WinCC und WinCCflexible lassen sich samt Transparenz über­nehmen. Nach Abschluss der Projektierung können Anwender die Wirkung geänderter Prozesswerte mit dem in­tegrierten Simulator manuell stimulieren, um das Ergebnis in der Visualisierung zu prüfen. Ein aussagekräftiger Fehlerreport hilft beim Debuggen, bis die Visualisierung fehlerfrei steht. Läuft alles korrekt, wird die Visu­alisierung zu einer Binärdatei com­piliert. 

Einbindung von S7-CPUs

Bild 2: Über die IP-Adresse und TSAP definiert der Anwender die Ziel-CPU.

© Insevis

Diese Binärdatei würde man jetzt normalerweise in die Insevis-S7-Panels laden, um dort vom Betriebssystem ausgeführt zu werden. Für die geplante Nutzung auf einem PC und mit Fremd-CPUs wird jedoch anders verfahren und dabei hilft die zweite kostenlose Insevis-Software ‚Remote-Stage‘. Dieses Kommandozeilen-Tool läuft auf Windows XP/7/10 und beinhaltet einen Treiber für die S7-Kommunikation auch zu Siemens-CPUs. Die Ziel-CPU wird per IP-Adresse und TSAP identifiziert und via Ethernet verbunden (siehe Bild 2). Dann wird die vorab mit der Visu-Stage-Software erstellte Visualisierungs-Binärdatei geöffnet und mit den Prozessdaten der S7-CPU zu einem zweiten (dritten …, n-ten-) Bildschirm remote simuliert. Die Remote-Seitenumschaltungen sind getrennt von denen eines möglichen Panels an der CPU vor Ort und beeinflussen den ­Operator dort nicht. Eine Änderung der Prozessdaten kann allerdings re­mote erfolgen. Wer eine kostenlose 1:1-Abbildung des Panels haben möchte, sollte bei den Insevis-S7-Panels den integrierten VNC-Server benutzen und mit dem Sm@rtClient von Siemens oder anderen VNC-Clients das 1:1-Pendant anzeigen lassen. 

Archivierungen von Meldungen und Trends

Eine zweite Instanz der Remote-Stage-Software dient zur Anzeige und Abspeicherung der Archivierungen, die während der Remote-Verbindung im Systemspeicher des PC angelegt werden und sich im csv-Format ab­speichern lassen. Da die Software ein Kommandozeilen-Tool ist, kann sie mit der schrittweise zu parame­trierenden Aufgabenplanung unter Windows auch automatisch aufgerufen werden und (mit einigen Auf­rufparametern) Archivierungen ausführen. 

Damit ist es zu einem definierten Zeitpunkt möglich, zum Beispiel alle Kanäle eines Trends in einem bestimmten Netzlaufwerk als csv-Datei abzulegen. Die Remote-Stage ist multiinstanzfähig, also auch mehrfach aufrufbar. Das eröffnet die Möglichkeit zur Erstellung einer kostenlosen Leitwartenfunktion zur Remote-Anzeige mehrerer SPSen in mehreren Fenstern auf einem Remote-Bildschirm. Insevis-Kunden, die schon länger mit der Software ihre gesamten Siemens-CPUs visualisieren, haben sehr gute Erfahrungen damit gemacht – etwa mit günstigen Tablets unter Windows, auf denen die Software läuft – und damit teure mobile Panels ersetzt. 

Andere nutzen Remote-Stage auf einem kleinem Box-PC und nutzen als Panel einen großformatigen LED-TV als Großbildanzeige. Wer hier offen für neue Ansätze ist, kann mit geringsten Aufwänden schon beachtliche Visualisierungen realisieren.

1:1-Visualisierungen per VNC

Bild 3: Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die kostenlose Remote-Visualisierung umzusetzen.

© Insevis

Wer einen ‚gespiegelten‘ Remote-Bildschirm wünscht, kann dazu einen VNC-Client verwenden, wobei der Bildschirminhalt durch einen VNC-Server bereitgestellt wird. Dieser ist bei den meisten S7-Panels und S7-Panel-SPSen von Insevis bereits standardmäßig dabei und lässt sich während der Erstellung der Visualisierung mit der Visu-Stage-Software einrichten. 

Die genannten Geräte stellen das eigentliche Produktportfolio des S7-Systemanbieters Insevis dar, die als S7-Alternative beziehungsweise -Erweiterung in unzähligen preissensiblen S7-Anwendungen zu Hause sind. Zu programmieren sind die Geräte mit dem Simatic-Manager 5.5 oder mit dem TIA-Portal V13/14 (in AWL, KOP, FUP, S7-SCL, S7-Graph) quasi mit dem Befehlsumfang einer S7-315-2PNDP und mit 2 MByte Arbeitsspeicher. Jede S7-CPU von Insevis verfügt in der Grundausführung bereits über Ethernet (TCP, UDP, S7-Kommunikation), Modbus (TCP und RTU), CAN (CANopen und Layer2) sowie einen seriellen CP mit RS232 und RS485 (freies ASCII). Die neueren SPS-en beinhalten sogar über zwei getrennt konfigurierbare Ethernet-Anschlüsse (für die Kunden-IT und den eigenem Service-Zugang). Damit allein ist ein Einsatz als S7-programmierbares Feldbus-Gateway möglich. Zusätzlich können die CPUs mit Profibus-DP-Master/Slave oder mit Profinet-I/O-Controller ausgerüstet werden. Die dafür nötigen SFCs und SFBs stehen kostenlos im Internet zur Verfügung, neben Beispiel-Anwendungen und Demo-Videos zu deren Handling. 

So ermöglicht Insevis jedem Anwender, neben der eigenen Hardware einen großen Zusatznutzen auf verschiedenstem Wege völlig kostenfrei zu generieren. Gerade für den Betriebsmittelbau können damit Kosten eingespart werden.

Autor:
Jörg Peters ist Geschäftsführer von Insevis.