SFC-MET  5.0
Steuerung des SFC-Umrichter Variante Metuchen
TDC-Rahmen

Das CCP arbeitet mit zwei CPUs bzw. Prozessoreinheiten. Nachfolgendes Bild zeigt die Software-Struktur des CCP und die Aufteilung der Funktionen auf diese beiden Prozessoreinheiten.
Auf dem Prozessor 1 sind im Wesentlichen die Steuerungsfunktionen für die Schrittkettensteuerung des Umrichterblocks implementiert sowie die Kommunikation, die Steuerung und die Überwachung aller Kommunikationspartner außerhalb des Regelungs- und Steuerungs-systems, wie Schaltanlagen, Vorladeeinheit, Kühlanlage, Ventilationssystem, HMI und Stationsleittechnik.
Der Prozessor 2 übernimmt dagegen im Wesentlichen langsame Regelungs-aufgaben und die Kommunikation mit den unterlagerten Teilsystemen MES, CCS und MMS.
Beide Prozessoren können über die Inter Processor Communication (IPC) Daten miteinander austauschen.
Die Software gliedert sich auf beiden Prozessoren neben den Basisfunktionen für

in die Funktionspaketgruppen

weitere Themen:
HW-Konfiguration TDC-Rahmen
Auflistung der CFC-Funktionspakete Prozessor 1
Auflistung der CFC-Funktionspakete Prozessor 2
Kernbibliothek
Peripheriebibliothek

HW-Konfiguration TDC-Rahmen

TDC-Rahmenbelegung
Steckplatz Name Typ Bestellnummer Beschreibung
1 D01P01 CPU551 6DD1600-0BA1 CPU-Baugruppe 64 Bit, 266 MHz, 32 MByte SD-RAM, 8 Binäreingänge davon 4 alarmfähig
1.1 D01_1 MC510 6DD1610-0AH6 Speichermodul: 8 MByte Anwenderprogrammspeicher, 8 kByte Änderungsspeicher
1.2
2 D02P02 CPU551 6DD1600-0BA1 CPU-Baugruppe 64 Bit, 266 MHz, 32 MByte SD-RAM, 8 Binäreingänge davon 4 alarmfähig
2.1 D02_1 MC510 6DD1610-0AH6 Speichermodul: 8 MByte Anwenderprogrammspeicher, 8 kByte Änderungsspeicher
2.2
3 D0300C MFI 6DD7050-0AA70 Kommunikationsbaugruppe TDM- und Controlbus
4D04 *
5D05 *
6D06 *
7 D0700C CP50M1 6DD1661-0AD1 Kommunikationsbaugruppe mit 8 MByte Koppelspeicher
7-X1 Profibus MPI/DP
7-X2 DP DP
8 D08 SM500 6DD1640-0AH0 Signalbaugruppe, 16 BA, 16 BE, 8AE, 4AE integrierend, 8AA, 4 Impulsgeber-Eingänge, 4 Absolutwertgeber-Eingänge
9 D09 SM500 6DD1640-0AH0 Signalbaugruppe, 16 BA, 16 BE, 8AE, 4AE integrierend, 8AA, 4 Impulsgeber-Eingänge, 4 Absolutwertgeber-Eingänge
10 D10 SM500 6DD1640-0AH0 Signalbaugruppe, 16 BA, 16 BE, 8AE, 4AE integrierend, 8AA, 4 Impulsgeber-Eingänge, 4 Absolutwertgeber-Eingänge
11D11 *
12D12 *
13 ODM13 ODM 6DD7050-0AA60 Optische Verteilungsbaugruppe
14D14 *
15 D1500C MPM11 6DD7050-0AA50 Kommunikationsbaugruppe
16D16
17 D1700C MPM21 6DD7050-0AA50 Kommunikationsbaugruppe
18D18 *
19D19 *
20 D2000C CP51M1 6DD1661-0AE1 Kommunikationsbaugruppe mit 8 MByte Koppelspeicher, Industrial Ethernet, Routing, V1.1 ConverterLAN
20-X2 Ind.Eth. ConverterLAN
21D21 *

Neben der Standard-TDC-Dokumentation sind folgende Handbücher zu beachten:

weiterführende Dokumentation:

ODM Optical Distribution Module User Manual A2B00066863

MFI Multi Function Interface User Manual A5E01187446-DC-J

MPM Measuring Processor Module User Manual A5E02268470-DC-J1

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Auflistung der CFC-Funktionspakete Prozessor 1

Prozessor 1
Auf Prozessor 1 werden folgende Themen bearbeitet:

Die o.g. Funktionen sind auf folgende Funktionspakete aufgeteilt:

SIMD

Systemchart
In diesem Paket erfolgt die Diagnose zur Hardware und der Systemsoftware auf Prozessor 1.
Der ermittelte Status wird an der CPU-Anzeige ausgegeben.
Das Paket ist in 3 Hauptabschnitte geteilt:

01_INIT_MEMORY

Initialisierung Schnittstellen und Kommunikationsspeicher
In diesem Paket werden die Systemschnittstellen initialisiert und der benötigte Speicher für alle Kommunikationkanäle allokiert.

103_TIME_SYNC

Zeitsynchonisation

104_Parameters

Parameterdienst
Die anlagenspezifischen Parameter werden als Defines in der Bibliothek fbaCCX eingebunden und im Anlauf durch den Parameterbaustein in die SFC-Tabellenstruktur eingetragen. Der Strukturzeiger auf die Tabellengruppen wird zur Weiterverarbeitung in den anderen Modulen verteilt.

111_IO_SM500

Der CFC-Rahmen beinhaltet drei SM500-Signalbaugruppen zur schnellen Peripherieverarbeitung. Jede Karte liefert u.a. 8 analoge Ein- und Ausgänge sowie 16 digitale Ein- und Ausgänge. Die SM500-Peripherie (Steckplatz D108, D109, D110) werden hier im schnellsten Zyklus ein- bzw ausgelesen. Die Informationen werden an die zuständigen Kernmodule weitergeleitet bzw. aus diesen gelesen.

113_IO_ProfiBus

In diesem Paket werden die 2 Profibus-Schnittstellen initialisiert und die an den Schnittstellen angeschlossenen Slavestationen zyklisch aktualisiert.
In der Basisprojektierung sind alle, möglichen, Slavestationen projektiert, jedoch deaktiviert. Mittels der aus dem Parameterdienst gelesenen, anlagenspezifischen Konfiguration werden nur die Stationen freigegeben, d.h. zyklisch bearbeitet, die zur Anlage gehören.
Folgende Stationen sind in der aktuellen Anlagenkonfiguration implementiert:

122_IO_SCADA

Anbindung des OPC-Service
Die Anbindung der übergeordneten Bedienstationen an den Steuerung erfolgt mittels OPC-Telegramm. Auf TDC-Seite ist hierfür die Standardbibliothek fbaRED ins CCP-Projekt importiert, welche die grundlegenden Mechanismen zum Datenaustausch bereitstellt.
Es sind 2 Empfangskanäle implementiert:

Der Sendekanal ist als Broadcasttelegramm ausgelegt, sodass alle gesendeten Informationen jedem Empfangspartner zur Verfügung stehen.

123_IPC

interne Kommunkation zwischen Prozessor 1 + 2
Zur internen Kommunikation von Prozessor 1 an 2 werden die Daten aus allen relevanten Modulen gesammelt und mittels der Standardkommunikation mit Zeiger an Prozessor 2 gesendet. Zusätzlich werden einige, schnell zu übertragende Signale mittels $-Signale versendet.
Die vom Prozessor 2 empfangenen Daten werden an die entsprechenden Module verteilt.

130_References

In diesem Paket werden alle Sollwertvorgaben empfangen, geprüft und zur Weiterverarbeitung auf Prozessor 2 in interne Sollstrukturen eingetragen.
Diese Sollstrukturen werden zyklisch im FP-123_IPC in die interne Kommunikation übernommen und an Prozssor 2 gesendet.

131_PCU Vorladeeinheit

In diesem Paket wird die Ansteuerung der Vorladeeinheit verarbeitet.

Overview_Vorladeeinheit.jpg

132_A_YARD

Anbindung der Eingangsschaltanlage

Overview_Eingangsschaltanlage.jpg

133_MPM

Anbindung Messsystem

134_MMS

Anbindung Modulmanagement

135_CCS

Anbindung Stromregelung

136_B_YARD

Anbindung der Ausgangsschaltanlage

Overview_Ausgangsschaltanlage.jpg

137_VCS

Zur Anbindung der (optionalen) Belüftungsanlage ist ein Empfangsbaustein zur TCP/IP-Kommunikation implementiert,
der den Telegramminhalt liest, bewertet und an die zentrale Lüfterüberwachung weiterleitet.

138_WCS

Anbindung der Kühlanlage

omdWCS.jpg

139_Aux_Building

Anbindung der Hilfsbetriebe und der Gebäudetechnik

Overview_Hilfsbetriebe.jpg

141_SEQ_MODE

Die zentrale Steuerung verwaltet die Vorgaben zu Speise- und Umrichterbetriebsarten sowie zur Netztopologie.

142_SEQ_STANDBY

Zustandsautomat zum passiven Laden der Module
Die Steuerung zum passiven Laden des Umrichters ist in der aktuellen Ausbaustufe mittels Schrittbausteinen KZWE8 direkt in CFC implementiert.
Als Übersicht zur implementierten Logik dient folgende Übersicht:

143_SEQ_ActivPrecharge

Zustandsautomat zum aktives Laden der Module Die Steuerung zum aktiven Laden des Umrichters ist in der aktuellen Ausbaustufe mittels Schrittbausteinen KZWE8 direkt in CFC implementiert.
Als Übersicht zur implementierten Logik dient folgende Übersicht:

144_SEQ_3PHASE

Sequenz zur Ansteuerung der 3~ Seite inklusive Eingangsschaltanlage und zugehörige Regelungen

146_SEQ_1PHASE

Sequenz zur Ansteuerung der 1~ Seite inklusive Ausgangsschaltanlage und zugehörige Regelungen

147_SEQ_PhaseshiftMode

Ansteuerung zum Phasenschieberbetrieb

150_Supervision

In der zentralen Überwachung werden alle Meldungen/Stati der Einzelmodule versammelt und in die 8 Fehlerkategorien eingeordnet.
Anstehende Fehler werden über die damit anstehende Fehlerkategorie an die zentrale Steuerung weitergeleitet und führen dort zu entsprechenden Fehlerreaktionen. Fehler aus Kategorie R1 oder R2 führen zusätzlich zur Auslösung des LockOut-Relais.

171_SER

Verwaltung des Meldesystems auf Prozessor 1

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Auflistung der CFC-Funktionspakete Prozessor 2

Prozessor 2 Auf Prozessor 2 werden folgende Themen bearbeitet:

Die o.g. Funktionen sind auf folgende Funktionspakete aufgeteilt:

SIMD

Systemchart
In diesem Paket erfolgt die Diagnose zur Hardware und der Systemsoftware auf Prozessor 2.
Der ermittelte Status wird an der CPU-Anzeige ausgegeben.
Das Paket ist in 3 Hauptabschnitte geteilt:

201_TIME_SERVICE

Initialisierung der Services und Zeitsynchronisierung des Prozessor 2

202_INIT_MFI

Initialisierung der MFI-Baugruppe inklusive der TDM- und Controlbus-Schnittstellen

203_Parameter

Parameterdienst Prozessor 2
Die anlagenspezifischen Parameter werden als Defines in der Bibliothek fbaCCX eingebunden und im Anlauf durch den Parameterbaustein in die SFC-Tabellenstruktur eingetragen. Der Strukturzeiger auf die Tabellengruppen wird zur Weiterverarbeitung in den anderen Modulen verteilt.

212_IO_SM500

SM500-Eingangsperipherie lesen

213_IN_TDM

Lesen der Daten aus dem TDM-Bus (nur verwendet mit MPM1-Baugruppe)

214_IO_CtrlBus

Zur Anbindung an den Controlbus werden die, von der E T PS bereitgestellten Bausteine aus der Bibliothek fbaMFI genutzt.
Der FB-MCBRW liest die Telegrammdaten vom Contolbus und gibt diese an seinen Ausgängen aus.
Der Baustein FB-CTBI schreibt diese Daten in die interne Controlstruktur, die vom Zentralbaustein FB-CTB verwaltet wird. Dieser Zentralbaustein empfängt von den Partnermodulen die Vorgaben für CCS und MMS. Diese werden vom FB-CTB_O aufbereitet und durch den FB-MCBWW in das Contolbustelegramm geschrieben.

Overview_Controlbus.jpg

220_IPC

interne Kommunkation zwischen Prozessor 1 + 2
Zur internen Kommunikation von Prozessor 2 an 1 werden die Daten aus allen relevanten Modulen gesammelt und mittels der Standardkommunikation mit Zeiger an Prozessor 1 gesendet. Zusätzlich werden einige, schnell zu übertragende Signale mittels $-Signale versendet.
Die vom Prozessor 1 empfangenen Daten werden an die entsprechenden Module verteilt.

221_SEQ_3PhaseCtrl

Ansteuerung der 3~Netzregelung, aufgeteilt in

222_SEQ_1PhaseCtrl

Ansteuerung der 1~Bahnnetzregelung, aufgeteilt in

223_SEQ_EnergyCtrl

Ansteuerung der Energieregelung zur Balancierung der Zweigmodule

225_References

Sollwertverarbeitung mit betriebsartenabhängiger Zuschaltung der Kennlinien

231_MPM

Anbindung Messsystem

232_MMS

Anbindung zum Modulmanagement

233_CCS

Anbindung zur Stromregelung

250_Supervision

zentrale Überwachung Teil 2

278_SER

Meldesystem Teil2

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