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Was ist eine SPS ?

Ursprünglich elektronischer Ersatz von Relais- steuerungen (Schützsteuerung). Was ist eine SPS ?. SPS = Speicherprogrammierbare Steuerung PLC = Programmable Logic Control. Relais-Steuerung. Eingangsdaten lesen. Daten verknüpfen. Ergebnis ausgeben.

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Presentation Transcript

  1. Ursprünglich elektronischer Ersatz von Relais- steuerungen (Schützsteuerung) Was ist eine SPS ? • SPS = Speicherprogrammierbare Steuerung PLC = Programmable Logic Control

  2. Relais-Steuerung

  3. Eingangsdaten lesen Daten verknüpfen Ergebnis ausgeben ( Warten auf nächsten Zyklus) Was ist eine SPS ? • Typischer zyklischer Ablauf • Reaktionszeit wird durch Zykluszeit bestimmt

  4. Beispiele zu HardSPS • Hardware-SPS z.B. S7 • Eigene Hardware • CPU + IO-Module • Direkte Ankopplung der Prozesspunkte

  5. Beispiele zu HardSPS • Omron-SPS CP1H

  6. Beispiele zu HardSPS • Allen Bradley PLC-5

  7. Die Funktionen einer SPS werden vollständig in Software nachgebildet, die Hardwareplattform ist meist ein üblicher PC mit Windows-Betriebssystem. Inzwischen existiert Soft-SPS auf Linux oderauf Mikrocontroller-Plattform ohne Betriebsystem In der Vorlesung wird das PC-System 4Control der Fa. Softing verwendet Was ist Soft-SPS

  8. Volle grafische Benutzeroberfläche Sehr hoher Bedienkomfort, d. h. benutzerfreundlich Hardware und Betriebssystem quasi standardisiert und sehr weit verbreitet. File-System, Netzanbindung, leistungsstarke CPU, großer Speicher automatisch vorhanden Vorteile

  9. Das PC-Betriebssystem ist nur eingeschränkt echtzeitfähig (Taskzyklus < 10 ms) Zuverlässigkeit der Steuerung hängt direkt an der Zuverlässigkeit des Windows-Systems Nachteile

  10. Programmierung nach IEC 61131-3 Vorschriften zur Definition von Variablen und Datentypen (* lokal gültige Variable*) VAR error: BOOL := TRUE; anzahl : DINT; (* Double Integer mit 32 Bit *) END_VAR (* global in allen Programmen und Unterprogrammen gültige Variable*) VAR_GLOBAL glob_bool : BOOL ; END_VAR (* Verweis auf globale Variable*) VAR_EXTERNAL glob_bool:BOOL; (*Hier darf die Variable nicht initialisiert werden*) END_VAR

  11. Programmiersprachen Es gibt in der Norm 5 Programmiersprachen, die je nach Anwendung und Kenntnis des Programmierers eingesetzt werden • Kontaktplan (KOP) oder Ladder-Diagram (LD) • Funktionsblocksprache (FBS) oder Function Block Diagram • Anweisungsliste (AWL) oder Instruction Language (= Assembler) • Structured Text (ST) (= Hochsprache ähnlich Pascal) • Sequential Function Chart (SFC) ( = Zustandsmaschine)

  12. Target = PC1 Target = PC2 Konfiguration = Projekt Resource1 Resource2 Task1 Task3 Task2 Program3 Program1 Program2 Program1 Strukturierung Zur hierarchischen Strukturierung von SPS Projekten wurden folgende Strukturelemente eingeführt: • Konfiguration • Ressource • Task / Laufzeitsystem

  13. Beispiel mit 4C Project „Sprachen“ mit 4C

  14. OPC OPC = Openness, Productivity, Collaboration (vormals für: OLE for Process Control). OPC ist eine standardisierte Software-Schnittstelle, die es Anwendungen unterschiedlichster Hersteller ermöglicht, Daten auszutauschen. Basis ist die in Windows integrierte Fähigkeit von Applikationen, untereinander Daten auszutauschen (Object Linking and Embedding)

  15. OLE Object Linking and Embedding (OLE) OLE steht für Object Linking & Embedding und bezeichnet die Fähigkeit, Objekte in ein Dokument zu integrieren, entweder eingebettet (Embedding) oder mit der objekterzeugenden Anwendung verknüpft (Linking). Notwendig ist für beide Varianten die Kommunikation zwischen den Anwendungen. Auf dieser genormten Kommunikation setzt OPC auf

  16. OPC- Client OPC- Server OPC-Client Motor Druck Temp OPC-Client/Server OPC-Client greift auf Daten des Servers zu OPC-Client TCP/IP OPC-Server Feldbus OPC-Server stellt Daten zur Verfügung

  17. OPC-Objekt • Kommunikation erfolgt über genormte Verbindung, die vom Client initiiert wird. • Vorstellbar als „Software-Stecker“, der mit den drei Element eines OPC-Objects • Server • Group • Item • spezifiziert wird OPC-Client OPC-Server OPC-Client

  18. Zustandsdiagramm Z1 Ausgangssignale für Zustand 1 Bedingung für den Übergang in den Folgezustand Z2 Ausgangssignale für Zustand 2

  19. SFC • Aufbau von SFC-Programmteilen • Die tragenden syntaktischen Einheiten von SFC sind: • Schritt (STEP) • Aktion (ACTION) • Transition (TRANSITION)

  20. SFC- Cycle Zyklischer Ablauf Step 0 ist der Initialisierungs-schritt

  21. SFC- Verzweigung Verzweigungen Abhängig von Condition1 oder Condition2 folgt auf Step0 Step1 oder Step2

  22. Schranke_ist_auf Schranke_ist_zu LS Induktionsschleife Aufgabenstellung Es soll ein Programm zur Steuerung einer Schranke entwickelt werden. • Die Schranke wird von einem Motor angetrieben, dessen Motorelektronik mit drei Steuerwerten angesprochen wird: • 1 : Schranke geht auf, 0: Schranke stoppt, -1: Schranke geht zu  • Desweiteren verfügt die Schranke über 4 Sensoren: • ·zwei Schalter mit den Bezeichnungen „Schranke_ist_zu“ und „Schranke_ist_auf“ • ·eine Lichtschranke „LS“, die den Wert 1 liefert, falls sich ein Hindernis in der Lichtstrecke befindet, sonst 0 • ·eine Induktionsschleife vor der Schranke, die einen analogen Wert zwischen 0 und 1023 liefert, abhängig von der Fahrzeuggröße. Werte unterhalb von 300 werden als Störungen betrachtet

  23. Vorgabe in SFC

  24. OPC-Objekt • Kommunikation erfolgt über genormte Verbindung, die vom Client initiiert wird. • Vorstellbar als „Software-Stecker“, der mit den drei Element eines OPC-Objects • Server • Group • Item • spezifiziert wird OPC-Client OPC-Server OPC-Client

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