SPS: speicherprogrammierbare Steuerungen vom Relaisersatz bis zum CIM-Verbund ; Einführung u. Übersicht
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Oldenbourg
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Speicherprogrammierbare
Steuerungen
vom Relaisersatz
bis zum CIM-Verbund
Einführung und Übersicht
von
Dipl -Inf Eberhardt E Grötsch, M Sc
Mit 76 Bildern
R Oldenbourg Verlag München Wien 1989
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1 Einleitung 5
1 1 Was ist Steuern ?-Grundbegriffe 5
111 Signalverarbeitung einer Steuerung 5
112 Eingabe-Verarbeitung-Ausgabe: Komponenten der SPS 8
113 Daten und Funktionen einer speicherprogrammierbaren Steuerung 8
114 Steuergerät - Programmiergerät 9
115 Was eine SPS noch ausmacht 10
1 2 Das Umfeld der Steuerungstechnik 11
1 3 Steuern: Definitionen in der Literatur 14
1 4 Speicherprogrammierbare Steuerungen: Versuch einer pragmatischen
Definition 16
1 5 Literatur zum Thema 17
2 Theoretische Grundlagen 19
3 Merkmale der Architektur von Automatisierungsgeräten 21
3 1 Modularität der Hardware 21
3 2 Modularität der Software: die Bausteinarchitektur 22
3 3 Permanenter zyklischer Betrieb 22
3 4 Betriebsarten 24
3 5 Bauformen und Spannungen der Peripheriesignale 25
3 6 Ausnahmen bestätigen die Regel 27
4 Steuerungsarten 28
4 1 Einführung 28
4 2 Was ist eine Verknüpfungssteuerung ? 28
4 3 Was ist eine Ablaufsteuerung ? 29
5 Graphische Verknüpfungssteuerungen 31
5 1 Eine kurze Geschichte der Verknüpfungssteuerungen 31
5 2 Einführung in klassische Verknüpfungssteuerungen am Beispiel
Kontaktplan 33
521 Adressierung: absolut und symbolisch 34
522 Klassische Datentypen und Operationen 36
523 Grundelemente des Kontaktplans 37
2 0 Inhaltsverzeichnis
524 Typische Kontaktplan-Konstrukte: Boolesche Funktionen
525 Zähler und Zeiten
5 3 Weitere Datentypen
5 4 Ein Beispiel für Funktionsplan
5 5 Weitere Literatur
Graphische Ablaufsteuerungen
Einführung
Sprachmittel für die Programmierung der Obersichtsebene einer
Ablaufsteuerung
Die Programmierung der Detailebene (Lupenebene)
Diagnose von Ablaufsteuerungen
Vorgehen beim Entwurf von Ablaufsteuerungen
Weiterführende Literatur
7 Die Listensprache Anweisungsliste
7 1 Warum Anweisungsliste ?
7 2 Beispiele für AWL-Programme
Sonstige Steuerungssprachen
Überblick
BASIC in der Steuerungstechnik
Zustandsgraphen
Sonstige Sprachen, die für SPS angeboten werden
Bausteintechnik
Nutzen der Bausteintechnik
Definition von Funktionsbausteinen
Aufruf von Bausteinen
Standard-Bausteine
Hantierung von Bausteinen
Bausteine sind die wichtigsten Hantierungseinheiten für SPS
Laden und Nachladen von Bausteinen
Unterbrechen des permanenten zyklischen Betriebs
Beispiel für die Anwendung von Bausteinen
10 Dokumentation von SPS-Programmen in der Anlagentechnik 79
10 1 SPS-Dokumentation aus Sicht des Automatisierungssystems 79
10 2 SPS-Dokumentation aus Maschinensicht 84
11 Funktionen eines Programmiergeräts 86
11 1 Einführung 86
11 2 Anwenderoberflächen 86
11*3 Offline-, Online- und implizite Funktionen 88
11 4 Beispielsitzung am Programmiergerät 89
0 Inhaltsverzeichnis 3
11 4 1 Verzeichnis der Bausteine im Automatisierungsgerät: eine Buchhalter
funktion 89
11 4 2 Ergänzen der Zuordnungsliste für einen neuen Baustein: eine
Editierfunktion 90
11 4 3 Eingeben eines neuen Bausteins ins Programmiergerät 91
11 4 4 Übertragen ins Automatisierungsgerät 92
11 4 5 Starten des Automatisierungsgeräts 92
11 4 6 Beobachten der Funktion des neuen Bausteins mit der Funktion ’Status 92
11 5 Implizite Funktionen 93
11 5 1 Übersetzen - Binden - Laden 93
11 5 2 Rückübersetzen 94
12 Test und Diagnose 96
12 1 Begriffe 96
12 2 Test 97
12 2 1 Allgemeine Testfunktionen 97
12 2 2 Status 98
12 3 Diagnose 100
12 3 1 Grundsätzliches zur Diagnose 100
12 3 2 Diagnose von Prozeßfehlern 102
12 321 Prinzip 102
12 322 Eingabe von Soll-Daten 103
12 323 Erkennen von Fehlern, Fehlermeldung 104
12 324 Weitere Diagnosefunktionen 105
12 4 Expertensysteme 106
13 Automatisierungsgeräte: Hardwareeigenschaften und Baugruppen 107
13 1 Allgemeine Eigenschaften 107
13 2 CPU-Baugruppen 109
13 3 Eingabe-und Ausgabe-Baugruppen 110
13 4 Speicher-Baugruppen 110
13 5 Anschaltungs-Baugruppen, Kommunikations-Baugruppen 111
13 6 Aktive Baugruppen 112
13 7 Mehrprozessorsysteme 113
14 Neuere SPS-Funktionen 114
14 1 Einführung 114
14 2 Schnelles Regeln 114
14 3 Prozeßüberwachung: Bedienen und Beobachten 116
15 SPS als Komponente übergeordneter Automatisierungseinheiten 118
15 1 Fertigungstechnik 118
15 1 1 Allgemeine Tendenzen der Fertigungstechnik 118
15 1 2 Beispiel aus der Automobilindustrie 119
15 1 3 Flexible Produktionszellen 122
15 1 4 Computer Integrated Manufacturing (CIM) 123
4 0 Inhaltsverzeichnis___________________ _______________________ —----------------- •
15 2 Prozeßleittechnik 124
15 3 Weiterführende Literatur 127
16 Kommunikation 128
16 1 Anforderungen und Lösungsansatz 128
16 2 Ein Beipiel für ein Bussystem mit speicherprogrammierbaren
Steuerungen 128
16 3 Protokolle und Protokollarchitekturen 131
16 4 Busse in der Automatisierungstechnik: Zugriffsverfahren und Leistungs
daten 132
16 5 Aktuelle Entwicklungen I33
16 5 1 MAP und CNMA 135
16 5 2 Feldbus I38
17 Fehlersichere und Hochverfügbare Steuerungen I38
17 1 Einführung 138
17 2 Erkennen von unabhängigen Hardware-Fehlern: einfache Redundanz 139
17 3 Erkennen von abhängigen Hardware-und Software-Fehlern 140
17 4 Weitere Maßnahmen für die Sicherheit 142
17 5 Die TÜV-Sicherheitsklassen 142
17 6 Beispiel für ein fehlersicheres Automatisierungsgerät 145
17 7 Beispiel für ein hochverfügbares Automatisierungsgerät 146
17 7 1 Wesentliche Unterschiede von H-und F-Systemen 146
17 7 2 Beispiel eines hochverfügbaren Geräts 146
17 8 Weiterführende Literatur 148
18 Zusammenfassung und Ausblick 149
18 1 Resümee 149
18 2 Drei Abgrenzungsprobleme 149
18 3 Trends bei Anwenderoberflächen 151
18 4 Feldtechnik 152
18 5 Wissensbasierte Techniken, Expertensysteme 153
18 6 Weitere Trends 154
19 Literatur 155
ANHANG
AI Relevante Normen 161
A2 Begriffe und Abkürzungen 162
A3 Index 166
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