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  2. In diesem Artikel sprechen wir über die Verarbeitung analoger Eingangssignale in SPS und wie wir diese Signale im Automatisierungsprozess handhaben können. Inhalt: Was sind analoge Eingangssignale? Analoge Eingangsverarbeitung in S7-1200 und 1500. Analoge Eingangsverarbeitung in S7-300 und 400. Was ist am besten für die Steuerung? – analoge oder digitale Signale Fazit. Was sind analoge Eingangssignale? Bevor wir uns mit der Handhabung analoger Eingangssignale im TIA Portal befassen, wollen wir zunächst analoge Eingänge verstehen. Jedes Automatisierungssystem benötigt Eingangssignale, um den Status des Prozesses zu verstehen und Entscheidungen treffen zu können, die den Prozess am Laufen und stabil halten. Diese Eingangssignale sind entweder diskrete oder digitale Eingangssignale in Form von 0- oder 1-Werten. Die andere Art von Eingang sind die analogen Signale. Ein analoges Signal ist einfach eine kontinuierliche Darstellung einer physikalischen Größe in Ihrem System. Wenn Sie also Temperatur oder Druck in Ihrem Prozess überwachen müssen, liefert Ihnen ein analoges Signal kontinuierliche und sofortige Werte, die den tatsächlichen Änderungen der physikalischen Größe entsprechen. Analogsignale werden in vielen Standardformen bereitgestellt, am häufigsten jedoch als 0-10 V oder 4-20 mA. Dies hängt von der Art des verwendeten analogen Sensors ab und bestimmt auch die Art des SPS-Analogmoduls, das Sie verwenden können. Nehmen Sie einen analogen Drucksensor mit einem Messbereich von 0-10 bar und einem Ausgang in Form von 4-20 mA an. Normalerweise besteht bei einem analogen Signal eine lineare Beziehung zwischen der gemessenen physikalischen Größe und dem entsprechenden Ausgang. Das bedeutet, wenn der Sensor 0 bar misst, gibt er ein 4-mA-Signal aus, und wenn er 10 bar misst, gibt er ein 20-mA-Signal aus, und dazwischen ist das gleiche Signal ebenfalls linear. Siehe Bild 1. Bild 1 – Analoge Signaldarstellung. Die SPS kann die 4-20 mA der physikalischen Größe immer noch nicht verstehen, und hier kommt das Analogmodul der SPS zum Einsatz. Das Analogmodul nimmt eine weitere Transformation dieser Darstellung vor, damit die SPS sie tatsächlich verstehen kann. Das Analogmodul wandelt die analogen mA-Messungen in digitale Werte um, die vom Typ des Moduls abhängen, aber für die Siemens-SPS liegen diese Werte immer im Bereich von 0 – 27648. Wenn der Sensor also 0 bar anzeigt, beträgt der Ausgang 4 mA und wird innerhalb der SPS in den Wert 0 umgewandelt. Siehe Bild 2. Bild 2 – Analog-Digital-Umwandlung des Eingangssignals Die SPS wandelt dann die 0-27648-Werte in die entsprechende physikalische Messung um, abhängig von Ihrer Programmierung, auf die wir später noch eingehen werden. Siehe Bild 3. Bild 3 – Der skalierte Messwert innerhalb der SPS. Die analoge Verarbeitung von Temperaturen ist ganz anders, da das Verhalten des Temperatursensors bei physikalischen Änderungen nicht linear ist, wie es bei einem Füllstand- oder Drucksensor der Fall wäre. Deshalb gibt es für die verschiedenen Arten von Temperatursensoren standardisierte Tabellen, die angeben, welche Temperatur welchem Sensorwert entspricht. Deshalb würden Sie bei der Temperaturmessung spezielle Arten von Eingangsmodulen Ihrer SPS auswählen, bei denen diese Standardtabellen intern definiert sind und Sie direkt den Temperaturwert erhalten, der der Sensormessung entspricht. Deshalb können Sie keinen Temperatursensor finden, auf dem ein Spannungs- oder Strommessbereich angegeben ist. Sie finden dort nur den Sensortyp angegeben, z. B. PT100, PT1000, KTY84, PTC usw. Analoge Eingangsverarbeitung in S7-1200 und 1500 Um zu sehen, wie wir analoge Signale in modernen SPS der S7-Familie verarbeiten, beginnen wir mit der Erstellung eines neuen Projekts und dem Hinzufügen einer S7-1200-CPU. Wir werden auch ein analoges Eingangs-/Ausgangsmodul hinzufügen. Siehe Abbildung 4. Abbildung 4 – Hinzufügen eines analogen Eingangsmoduls. Definieren wir nun unser Eingangssignal-Tag. Wir gehen von einem Drucksensor aus, der einen Druck zwischen 0 und 10 Bar messen kann und ein entsprechendes Signal zwischen 4 und 20 mA ausgibt. Wir definieren dieses Eingangssignal in den ersten Tags des Eingangsmoduls. Siehe Abbildung 5. Abbildung 5 – Definieren Sie das Eingangssignal-Tag. Wie bereits erwähnt, kann das Eingangsmodul mit verschiedenen Eingangssignalen arbeiten, sei es 0-10 V oder 4-20 mA, daher müssen wir unserem Sensor die richtige Konfiguration zuweisen. Wie gesagt wird das Drucksignal in Form von 4-20 mA bereitgestellt, daher konfigurieren wir unseren Eingangskanal entsprechend. Siehe Abbildung 6. Abbildung 6 – Konfigurieren des Eingangskanals Nachdem wir nun den Teil der Hardwarekonfiguration abgeschlossen haben, beginnen wir mit der Programmierung unseres Handhabungscodes. Dazu erstellen wir eine Funktions-FC, die wir jedes Mal wiederverwenden können, wenn wir ein analoges Signal zu verarbeiten haben. Innerhalb dieser FC erstellen wir die Logik, die das analoge Signal verarbeitet und in den physikalischen Messwert umwandelt. In TIA Portal gibt es vordefinierte Anweisungen, die wir genau dafür verwenden können. Diese Anweisungen sind die Anweisungen NORM_X und SCALE_X. Siehe Abbildung 7. Bild 7 – NORM_X- und SCALE_X-Anweisungen Wie Sie sehen, normalisiert NORM_X den analogen Eingang auf einen Wert zwischen 0 und 1, und dann wird SCALE_X verwendet, um diesen normalisierten Wert auf den Bereich des gemessenen physikalischen Werts zu skalieren, der in unserem Sensorfall zwischen 0 und 10 bar liegt. Wir haben eine Funktions-FC verwendet, anstatt unseren Code direkt in den Haupt-OB1 zu schreiben, damit unser Code mit jedem analogen Signal wiederverwendbar ist. Jedes Mal, wenn ich ein neues analoges Eingangssignal habe, ziehe ich den FC-Block einfach per Drag & Drop in unseren Haupt-OB1 und schreibe einfach die zugehörigen Parameter des erforderlichen Eingangs. Siehe Bild 8. Bild 8 – Ziehen Sie Ihren FC per Drag & Drop. Wenn Sie den FC per Drag & Drop in Ihren Haupt-OB1 ziehen, werden Sie aufgefordert, den zugehörigen Parameter dieses Funktionsaufrufs anzugeben. In unserem Fall ist das Eingangssignal der Drucksensor und ScaledMIN und ScaledMAX sind der Messwertbereich von 0-10 bar. Siehe Bild 9. Bild 9 – Zuweisen der Funktionsparameter zu unserem Drucksensor. Wenn ich einen neuen analogen Eingang habe, muss ich die SPS-Logik nicht erneut erstellen, sondern ziehe den FC einfach per Drag & Drop in den Haupt-OB1 und weise die neuen Sensorparameter zu. Nehmen wir an, wir haben jetzt einen neuen analogen Sensor zum Messen des Füllstands in einem Wassertank zwischen 0 und 100 % des Tanks. Wir führen dieselben Schritte wie zuvor aus und beginnen mit der Definition des neuen Eingabetags. Siehe Bild 10. Bild 10 – Neuen Füllstandssensor definieren Als Nächstes konfigurieren wir den Eingangskanal für den Füllstandssensor wie in Bild 6. Wir gehen von derselben Konfiguration aus. Als Nächstes ziehen wir einfach den von uns erstellten FC per Drag & Drop und weisen dem Füllstandssensor die Parameter zu. Siehe Bild 11. Bild 11 – Wiederverwendung des FC mit dem Füllstandssensor. Wie Sie dem vorherigen Bild entnehmen können, ist dies einer der vielen Vorteile der Verwendung von Funktions-FCs in Ihrer Logik, da dadurch der Programmieraufwand reduziert werden konnte. Jetzt haben Sie einen generischen Code, der viele Male mit jedem analogen Eingangssignal wiederverwendet werden kann, das Sie in Ihrem SPS-Projekt benötigen. Sehen Sie sich die nächste Simulation zur Verarbeitung von Eingangssignalen in einer Siemens-SPS an. Analoge Eingänge in S7-300 und S7-400 Um zu sehen, wie wir analoge Signale in älteren SPS der S7-Familie wie der S7-300 verarbeiten, erstellen wir zunächst ein neues Projekt und fügen eine S7-300-CPU hinzu. Die ausgewählte SPS verfügt bereits über genügend analoge Eingangskanäle, daher werden wir keine analogen Module hinzufügen. Siehe Abbildung 12. Abbildung 12 – Fügen Sie eine S7-300-SPS hinzu. Dann definieren wir das neue Tag für den analogen Sensor. Wir gehen von einem Drucksensor mit einem Messbereich zwischen 0 und 100 bar und einem Ausgang von 4-20 mA aus. Wir konfigurieren den SPS-Eingangskanal wie zuvor mit der S7-1200, damit er zu unserem analogen Eingangssensor passt. Siehe Abbildung 13. Abbildung 13 – Konfigurieren Sie den Eingangskanal. Nun zum SPS-Codierungsteil: Die Anweisung in der S7-300, die zur Handhabung der analogen Verarbeitung verwendet wird, unterscheidet sich von der Anweisung in der S7-1200. In den S7-1200-SPS müssen wir NORM_X und SCALE_X verwenden. Aber bei der S7-300 haben wir keine normalisierte Anweisung, es wird nur eine SCALE-Anweisung verwendet. Siehe Abbildung 14. Abbildung 14 – SCALE-Befehl in S7-300 Wie Sie aus der vorherigen Abbildung ersehen können, ähnelt der SCALE-Befehl in S7-300 den kombinierten Befehlen NORM_X und SCALE_X. Es gibt noch einen weiteren deutlichen Unterschied, nämlich den BIPOLAR-Eingang. Der BIPOLAR-Eingang wird verwendet, um anzugeben, ob der Wert am IN-Parameter als bipolar oder unipolar interpretiert werden soll. Der Parameter kann die folgenden Werte annehmen: BIPOLAR = 1, dann wird angenommen, dass der eingegebene Integer-Wert zwischen -27648 und +27648 liegt. Wenn uns der analoge Sensor beispielsweise eine Ausgabe im Bereich von -10 V bis +10 V liefert BIPOLAR =0, wird angenommen, dass der ganzzahlige Eingangswert zwischen 0 und 27648 liegt. Wenn uns der Sensor beispielsweise eine Ausgabe im Bereich von 0-10 V liefert Und so werden analoge Eingangssignale in S7-1200- und S7-300-SPS einfach gehandhabt. Was ist für die Steuerung am besten? – Analoge oder digitale Signale Sehen Sie, beide Signale sind für jedes Automatisierungssystem kritisch und nützlich, aber ich persönlich bevorzuge, wenn möglich, die analogen Signale, weil ich durch analoge Signalmessungen der physikalischen Größen des Prozesses eine kontinuierliche Überwachung der Prozessparameter habe, wodurch ich meinen Prozess besser verfolgen und steuern kann. Außerdem kann ich durch die kontinuierliche Überwachung der Parameter unterschiedliche Steuerungslogiken für unterschiedliche Signalwerte festlegen, wodurch es einfacher wird, einen Wertebereich für die Steuerung des Prozesses und andere Wertebereiche für Alarme und Warnungen bei Abweichungen des Prozesses vom Normalbetrieb zu haben. Fazit Ein analoges Signal ist eine kontinuierliche Darstellung einer physikalischen Größe in Ihrem System. Analogeingaben werden am häufigsten im Bereich von 0-10 V oder 4-20 mA bereitgestellt. Analogsignalverarbeitung bedeutet die Umwandlung des analogen 4-20-mA-Signals in einen Wertebereich, der der tatsächlichen physikalischen Größe entspricht und den die SPS verstehen kann. In der modernen S7-Familie von SPS wie S7-1200 erfolgt die Verarbeitung analoger Signale mithilfe der Anweisungen NORM_X und SCALE_X. In der älteren S7-Familie von SPS wie S7-300 erfolgt die Verarbeitung analoger Signale mithilfe der Anweisung SCALE, die im Grunde eine Kombination aus den Anweisungen NORM_X und SCALE_X ist.
  3. In diesem Artikel zeigen wir, wie Sie mit der Siemens Tia-Portalsoftware eine Programmsicherung von der physischen SPS auf Ihren Computer erstellen. Inhalt: Warum sollten Sie eine Sicherung erstellen? Wie erstellt man eine Sicherung von einer SPS? Hinweise zur Sicherung von einer SPS Fazit Warum sollten Sie eine Sicherung erstellen? Stellen Sie sich vor, Sie hätten Ihre Software versehentlich vom PC gelöscht, während Sie daran gearbeitet haben. Oder Sie müssen eine bestimmte Prozesssoftware aktualisieren, die seit 10 Jahren läuft, und Sie haben den Softwarecode nicht mehr. Anstatt den gesamten Code von Grund auf neu zu schreiben, ist es einfacher, einfach den aktuellen Code hochzuladen und Ihre Änderungen daran vorzunehmen. In diesem Artikel zeigen wir, wie Sie die in der SPS enthaltene Software ganz einfach auf Ihren PC hochladen. Wie erstellt man eine Sicherung von einer SPS? TIA Portal mit den neuen Siemens-Steuerungen S7-1200 und S7-1500 bietet beim Erstellen einer Sicherung mehr Vorteile als mit älteren Steuerungen wie S7-300 oder S7-400. Bei älteren Steuerungen erstellen Sie eine Sicherung, aber es werden keine Kommentare oder Adressdetails angezeigt. Die Software funktioniert einwandfrei, ist aber schwer zu lesen oder zu verstehen. Mit den neueren SPS-Steuerungen können Sie jetzt sowohl den Code als auch alle zugehörigen Adressierungen und Kommentare hochladen, was das Lesen des Codes sehr einfach macht und Aktualisierungen ermöglicht. Schritte zum Hochladen der Software von der SPS Erstellen Sie ein neues Projekt, aber anders als wir es normalerweise tun, fügen wir kein neues Gerät hinzu, sondern drücken auf Online und wählen „Gerät als neue Station hochladen“. Siehe Bild 1. Bild 1 – Laden Sie das Gerät als neue Station hoch. Dadurch laden Sie das Gerät in das PG/PC-Fenster hoch. Siehe Bild 2. Bild 2 – Fenster „Gerät hochladen“. Sie müssen den Typ der PG/PC-Schnittstelle wie im letzten Bild gezeigt auswählen und dann auf „Suche starten“ drücken. Wenn die Suche abgeschlossen ist, werden Ihnen alle Geräte angezeigt, die von Ihrer Software gefunden wurden. Beachten Sie, dass Sie nicht nur SPSen finden müssen; Sie können auch HMIs, IO-Module und alle anderen Kommunikationsmodule finden, die die Software erkennen kann. Siehe Bild 3. Bild 3 – Scan abgeschlossen und Geräte gefunden. Nach Abschluss des Scans können Sie die SPS auswählen, die Sie hochladen möchten, und dann auf „Hochladen“ drücken. Dadurch wird die Software von der SPS auf Ihr TIA-Portal hochgeladen. Siehe Bild 4. Bild 4 – Upload von der SPS ist abgeschlossen. Wie Sie auf dem vorherigen Bild sehen können, wird das gesamte auf der SPS gespeicherte Projekt in Ihr TIA-Portal hochgeladen. Sogar mit allen Kommentaren und Adressen. Siehe Bild 5. Bild 5 – SPS-Projekt wird hochgeladen Wie Sie sehen können, wurde das gesamte SPS-Projekt von der SPS auf Ihren PC hochgeladen. Mit allen Blöcken, Kommentaren und Projektkonfigurationen. Hinweise zur Sicherung von der SPS Wenn Ihr PC und die SPS unterschiedliche IP-Adressen haben, fordert Sie das TIA-Portal auf, Ihrem PC eine neue IP zuzuweisen, die der Adressierung der SPS entspricht. Dies wird sogar automatisch durchgeführt, wenn Sie es zulassen. Wenn das Projekt auf der SPS kennwortgeschützt ist, werden Sie aufgefordert, dieses Kennwort einzugeben, bevor der Upload-Schritt beginnt. Wenn Sie nicht das richtige Kennwort angeben können, wird der Upload nicht gestartet. Stellen Sie sicher, dass Sie dieses Kennwort kennen, falls vorhanden. Manchmal findet das TIA Portal Ihre SPS, kann das Projekt aber aus verschiedenen Gründen nicht hochladen. Beispielsweise ist das Projekt auf der SPS in einer anderen TIA Portal-Version geschrieben als der, die Sie gerade verwenden. In jedem Fall wird Ihnen der Grund für den fehlgeschlagenen Upload angezeigt und Sie können den Upload durchführen, sobald diese Gründe behoben sind. Fazit Sie können das Projekt auf der SPS mit dem TIA Portal auf Ihren PC hochladen. Wenn es sich bei der SPS um eine S7-1200 oder S7-1500 handelt, wird das Projekt mit allen zugehörigen Adressen und Kommentaren hochgeladen. Wenn es einen Grund gibt, der das TIA Portal daran hindert, das Projekt hochzuladen, wird Ihnen dieser Grund vom TIA Portal angezeigt und Sie können den Upload durchführen, sobald Sie das Problem behoben haben.
  4. Wenn Sie von SPS-Programmierung hören, sind die fünf darin verwendeten Sprachen: Kontaktplanlogik, strukturierter Text, Funktionsblockdiagramm, sequentielles Flussdiagramm und Anweisungsliste. Jede Sprache kann, wenn sie einmal verstanden ist, zum Schreiben eines Anwendungscodes und zum ordnungsgemäßen Betreiben einer Maschine verwendet werden. Beste SPS-Programmiersprache Abbildung – Beispiel für Kontaktplanlogik Aber häufig sind neue SPS-Programmierer verwirrt, was sie zum Schreiben eines Programms verwenden sollen. Wenn sie die Vor- und Nachteile einer Sprache verstehen, können sie leicht bestimmen, was sie zum Schreiben eines SPS-Programms verwenden sollen. Daher ist es notwendig, den Unterschied zwischen ihnen zu verstehen und zu bestimmen, welche Sprache zum Codieren verwendet werden soll. In diesem Beitrag werden wir sehen, welche Sprache am besten für die SPS-Programmierung geeignet ist. Kontaktplanlogik Kontaktplanlogik ist die grundlegendste Art von SPS-Programmiersprache. Sie kann leicht mit einem elektrischen Schaltplan korreliert werden. Traditionell wurde elektrische Steuerverdrahtung verwendet, um Ausgänge entsprechend den bereitgestellten Eingängen zu betreiben. Die aus Kontakten und Spulen bestehende Leiterlogikzeichnung wurde in der Leiterlogikprogrammierung auf die gleiche Weise implementiert. Sie haben eine Reihe von Sprossen, wobei jede Sprosse Kontakte und Spulen hat. Wenn die Sprosse eingeschaltet wird, arbeitet die Spule, je nach Typ, entsprechend. Sie können so viele Sprossen wie nötig in ein Programm schreiben und der Code wird entsprechend ausgeführt. Wenn Sie es sehen, ähnelt es einer Leiter, und daher kommt der Name Leiterlogik. Zum Verständnis sehen Sie sich das folgende Diagramm an. Sie können sehen, wie einfach es ist, durchzukommen. In der obigen Abbildung werden Eingänge, die mit einem Schaltgerät im Relaislogikdiagramm verbunden sind, als Kontakte im Leiterdiagramm angezeigt. Die M1-Ausgangsspule im Relaislogikdiagramm wird im Leiterdiagramm mit einem Ausgangsspulensymbol dargestellt. Die Adressnummern, die über jedem Kontakt-/Spulensymbol im Leiterdiagramm erscheinen, sind Verweise auf die Positionen der externen Eingangs-/Ausgangsverbindungen zum Logikcontroller. Sie können also zwischen zwei Endstromschienen die erforderlichen Elemente platzieren und die Logik darin schreiben. Die Sprossen werden zyklisch von oben nach unten ausgeführt. Strukturierter Text Strukturierter Text kann als lokale Sprache auf IT-Ebene bezeichnet werden. Die Ähnlichkeit der strukturierten Textsprache ist den Codes sehr ähnlich, die wir in einer Softwaresprache schreiben. Wie der Name schon sagt, ist strukturierter Text eine Reihe von Texten, die in Zuweisungsform geschrieben sind. Anweisungen müssen mit Semikolons abgeschlossen werden. Wenn eine Zuweisung ausgeführt wird, wird der aktuelle Wert einer Variablen mit einem oder mehreren Elementen durch das Ergebnis der Auswertung des Ausdrucks ersetzt. Eine Zuweisung besteht aus einer Variablenspezifikation auf der linken Seite, gefolgt vom Zuweisungsoperator: =, gefolgt vom auszuwertenden Ausdruck. Beide Variablen (linke und rechte Seite des Zuweisungsoperators) müssen denselben Datentyp haben. Zum Verständnis siehe das folgende Diagramm. Wie Sie sehen, gibt es verschiedene Arten von Operationen und Bedingungen. Im obigen Beispiel wird eine if-else-Anweisung verwendet, um einen Ausdruck auszuwerten. Wenn die Bedingung erfüllt ist, wird die auf der Ausgangsseite zugewiesene Variable eingeschaltet, und wenn die Bedingung falsch ist, wird die Variable ausgeschaltet. Die ST-Sprache eignet sich daher am besten für mathematische Berechnungen, da sie schlicht und leicht verständlich aussieht. Sequentielles Flussdiagramm Ein sequentielles Flussdiagramm ist das fortschrittlichste Werkzeug, wenn Sie komplexe Programme repetitiv oder sequentiell schreiben möchten. Wie der Name schon sagt, können Sie mit der SFC-Sprache ein Programm über ein Flussdiagramm schreiben. Es funktioniert in Schritten, Verzweigungen, Links, Sprüngen und Übergängen. Ein SFC-Abschnitt ist eine „Statusmaschine“, d. h. der Status wird durch den aktiven Schritt erstellt und die Übergänge geben das Schalt-/Änderungsverhalten weiter. Schritte und Übergänge sind durch Richtungslinks miteinander verbunden. Zwei Schritte können nie direkt verbunden werden und müssen immer durch einen Übergang getrennt sein. Die aktiven Signalstatusprozesse finden entlang der Richtungslinks statt und werden durch das Schalten eines Übergangs ausgelöst. Zum Verständnis siehe das folgende Bild. Die Richtung des Kettenprozesses folgt den Richtungsverbindungen und verläuft vom Ende des vorhergehenden Schritts zum Anfang des nächsten Schritts. Zweige werden von links nach rechts verarbeitet. Jeder Schritt hat null oder mehr Aktionen. Für jeden Übergang ist eine Übergangsbedingung erforderlich. Der letzte Übergang in der Kette ist immer mit einem anderen Schritt in der Kette verbunden (über eine grafische Verbindung oder ein Sprungsymbol), um eine geschlossene Schleife zu erstellen. Schrittketten werden daher zyklisch verarbeitet. Funktionsblockdiagramm Die Sprache Funktionsblockdiagramm (FBD), die im Allgemeinen in Mikroprozessoren verwendet wird, ist in einem ähnlichen Format auch in der SPS-Programmierung verfügbar. Es handelt sich um ein Diagramm von miteinander verbundenen Blöcken, wobei jeder Block seinen Eingang und Ausgang hat. Die Fehlersuche in der FBD-Sprache ist sehr einfach, da Sie buchstäblich den gesamten Code in einer einzigen Ansicht anzeigen können, anstatt nach oben und unten zu scrollen. Dies hilft bei der schnellen Wartung und erhöht auch die Effizienz der Programmierung. Zum Verständnis siehe das folgende Bild. Wie Sie sehen, können Sie verschiedene Arten von Funktionen und Blöcken einfach durch Linien verbinden, was zeigt, wie ein Fluss in der Logik abläuft. Sie müssen nur Eingangs- und Ausgangspins zuweisen, die Linien zwischen diesen Pins verbinden und Ihr Code funktioniert entsprechend. Befehlsliste Ein in der Befehlslistensprache geschriebenes Programm besteht aus einer Reihe von Befehlen, die vom Logikcontroller nacheinander ausgeführt werden. Jeder Befehl wird durch eine einzelne Programmzeile dargestellt und besteht aus den folgenden Komponenten – Zeilennummer, aktueller Wert, der nur online angezeigt werden kann, Befehlsoperator und Operand. Zum Verständnis siehe das folgende Bild. Sie können sehen, dass jede Zeile nur eine einzelne Operation ausführt. Anstelle der in der Kontaktplanlogik verwendeten Kontakte und Spulen gibt es entsprechende Ladeanweisungen und Setz-/Rücksetzanweisungen. Es handelt sich um eine Mischung aus Kontaktplanlogik und strukturiertem Text. Aus diesem Grund wird es auch als Assemblersprache bezeichnet. Wenn Sie in der SPS online gehen, können Sie in diesem Fenster animierte Werte sehen. Wenn wir uns diese fünf Sprachen ansehen, sehen wir, dass die am häufigsten von Programmierern verwendeten Sprachen Kontaktplanlogik, strukturierter Text und Funktionsblockdiagramm sind. Jede Sprache hat ihre Vor- und Nachteile. Aber diese drei sind einfach zu verstehen, zu interpretieren und zu entwerfen. Dies hilft dem Programmierer dabei, die Logik richtig zu entwerfen. Das bedeutet nicht, dass die verbleibenden zwei Sprachen nicht verwendet werden. Es hängt von den Fähigkeiten des Programmierers ab, was er zur Implementierung der Codierung verwenden muss. Daher ist es schwierig, die beste Sprache zu nennen; aber ja, auch von diesen drei wird die Kontaktplanlogik am häufigsten verwendet.
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  6. Wenn Sie eine SPS-Logik entwickeln, benötigen Sie immer Timer und Zähler. Jeder Zyklus in einem Automatisierungsprozess ist im Allgemeinen ohne die Verwendung von Timern und Zählern unvollständig. Sie benötigen sie, um eine Aufgabe nach einer bestimmten Zeit auszuführen oder die Aufgabe für eine bestimmte Zeit ein-/auszuschalten. Ihre Verwendung hängt von der zu entwickelnden Anwendung ab. Und bevor ein Programmierer sich eingehend mit fortgeschrittenen Anweisungen der SPS befasst, muss er zunächst diese grundlegenden Blöcke verstehen, um sie richtig zu implementieren und Hilfe beim Erlernen der fortgeschrittenen Blöcke zu erhalten. In diesem Artikel lernen wir den Unterschied zwischen Timern und Zählern bei der SPS-Programmierung kennen. Was ist ein Timer? Ein Timer ist eine Anweisung, die verwendet wird, um einen Ausgang nach einer bestimmten Verzögerung ein- oder auszuschalten. Wenn Sie beispielsweise eine Lampe nach 5 Sekunden einschalten möchten, verwenden Sie einen Timer, um diese Aufgabe auszuführen. Ein Timer nimmt einen Eingang entgegen und wenn der Eingang eingeschaltet wird, wird seine Zeitmessung gestartet. Nach Ablauf der Zeit von 5 Sekunden wird der Timer-Ausgang eingeschaltet, wodurch die Lampe indirekt eingeschaltet wird. Wir sprechen hier von einem normalen Timer dieser Art. Es gibt zwei weitere Arten von Timern: Timer-Aus und Impulstimer. Kurz gesagt ist die Grundfunktion dieselbe: eine Aufgabe nach einer bestimmten Verzögerung ausführen. Zum besseren Verständnis siehe das obige Bild. Ein Timer hat vier Ein- und Ausgänge: Eingang, Sollwert, aktueller Wert und Ausgang. Ein Eingang nimmt die Bedingung zum Starten eines Timers an, ein Sollwert wird verwendet, um den eingestellten Timerwert anzunehmen, der aktuelle Wert zeigt den aktuellen laufenden Timerwert an und der Ausgang wird verwendet, um die damit verbundene Variable ein- oder auszuschalten. Wenn der PLC-Timer den Eingang erhält und der Sollwert 5 Sekunden beträgt, startet der Timer als 1, 2 und 3 und so weiter bis 5. Wenn 5 Sekunden abgelaufen sind, wird der Ausgang eingeschaltet. Wenn der Eingang ausgeschaltet wird, geht der aktuelle Wert des Timers sofort auf Null zurück. Ob der Timer lief oder nicht; Wenn der Eingang ausgeschaltet ist, startet der Timer nicht und sein Ausgang und sein aktueller Wert sind Null. Dies ist die Funktionsweise eines TON-Timers (Timer On Delay). Was ist ein Zähler? Ein Zähler ist eine Anweisung, die verwendet wird, um einen Ausgang einzuschalten, nachdem eine festgelegte Anzahl erreicht wurde. Die Anzahl kann entweder inkrementiert oder dekrementiert werden. Wenn Sie beispielsweise eine Lampe einschalten möchten, nachdem ein Druckknopf fünfmal gedrückt wurde, verwenden Sie einen Zähler, um diese Aufgabe auszuführen. Ein Zähler nimmt einen Eingang entgegen und wenn der Eingang eingeschaltet wird, wird sein Zähler auf 1 erhöht. Wenn der Eingang ausgeschaltet wird, passiert nichts. Wenn er den Eingang erneut empfängt, wird der Zähler auf 2 erhöht. Nachdem die Anzahl von 5 abgelaufen ist, wird der Zählerausgang eingeschaltet, wodurch die Lampe indirekt eingeschaltet wird. Wir sprechen hier vom Aufwärtszählertyp. Ein Zähler hat noch einen weiteren Typ – den Abwärtszähler. Kurz gesagt, die Grundfunktion ist dieselbe – eine Aufgabe nach einer bestimmten Anzahl ausführen. Zum besseren Verständnis siehe das obige Bild. Ein Zähler hat fünf Eingänge und Ausgänge – Zähleingang, Rücksetzeingang, Sollwert, aktueller Wert und Ausgang. Ein Zähleingang übernimmt die Bedingung zum Zählen, ein Rücksetzeingang übernimmt die Bedingung zum Zurücksetzen des Zählers, der Sollwert wird verwendet, um den Sollwert des Zählers zu übernehmen, der aktuelle Wert zeigt den aktuellen laufenden Zählerwert an und der Ausgang wird verwendet, um die damit verbundene Variable ein- oder auszuschalten. Wenn der Zähler den Zähleingang erhält und der Sollwert 5 ist, wird der Zähler auf 1 hochgezählt und so weiter bis 5; beim Empfang jedes Impulses im Zähleingang (d. h. der Zähleingang muss 5 Mal ein- und ausgeschaltet werden). Wenn 5 Zählungen abgeschlossen sind, wird der Ausgang eingeschaltet. Selbst wenn nun der Zähleingangsimpuls gegeben wird, wird der Zähler nach 5 weiter hochzählen und auch der Ausgang bleibt eingeschaltet. Um den Zählerstand wieder auf Null zurückzusetzen, müssen Sie einen Rücksetzeingang geben. Wenn dieser Eingang gegeben wird, wird der aktuelle Zählerwert Null und der Ausgang wird ebenfalls ausgeschaltet. Es ist also ähnlich wie bei der Funktion mit Verriegelung. Um den Zähler zu entriegeln, müssen Sie ihn zurücksetzen. Dies ist die Funktion eines CTU-Zählers (Count-Up-Zähler). Unterschied zwischen Timer und Zähler Die Hauptunterschiede zwischen Timern und Zählern in einer SPS sind wie folgt. Ein Timer muss seinen Eingang kontinuierlich haben, um eine Variable einzuschalten, aber ein Zähler muss seinen Eingang nicht kontinuierlich haben. Ein Timer arbeitet also unter kontinuierlichen Bedingungen, während ein Zähler unter Impulsbedingungen arbeitet. Wenn der Timer-Eingang entfernt wird, geht sein Ausgang zurück in den Nullzustand; aber wenn der Zähler-Eingang entfernt wird, behält der Zähler seinen letzten Wert bei. Ein Timer hat keinen Reset-Eingang, während ein Zähler einen Reset-Eingang benötigt, um den Zähler in seinen ursprünglichen Zustand zurückzusetzen. Die Arten von Timern sind – Timer ein, Timer aus und Timer-Impuls. Die Arten von Zählern sind – Zähler aufwärts und Zähler abwärts. Ein eingestellter Timerwert kann in Sekunden, Minuten oder Millisekunden angegeben werden; Der eingestellte Zählerwert ist jedoch eine feste Ganzzahl.
  7. Die SPS-Programmierung umfasst viele Arten von Anweisungen und Operanden zur Ausführung von Logik. Eine der am häufigsten verwendeten Anweisungen ist ein Zähler. Ein Zähler wird zum Zählen von Zahlen verwendet. Das Zählen ist für viele Anwendungen erforderlich; beispielsweise erfordert sogar eine kleine Logik wie das Zählen der Anzahl der Flaschen, die in einer Minute durchgehen, einen Zähler. Wenn eine so kleine Anwendung einen Zähler benötigt, dann umfassen Automatisierungstechnologien viele größere Arten von Logik, die Zähler verwenden. Dies sind also wichtige Arten von Anweisungen, die in der SPS-Programmierung verwendet werden. Es gibt zwei Kategorien von Zählern – normale Zähler und Schrittzähler. In diesem Beitrag lernen wir den Unterschied zwischen normalen und schnellen Zählern kennen. Was ist ein normaler Zähler? In der SPS gibt es keinen offiziellen Begriff für einen normalen Zähler. Es handelt sich lediglich um eine Definition, die die beiden grundlegenden Arten von Zählern zeigt – Aufwärtszähler und Abwärtszähler. Wie der Name schon sagt, werden diese Anweisungen zum Zählen von Zahlen verwendet, wenn ein Eingangsimpuls gegeben wird. Angenommen, Sie haben einen Druckknopf und möchten zählen, wie oft er gedrückt wurde. Wenn Sie verstehen, was wir sagen wollen, bedeutet „drücken“, dass er eingeschaltet bleibt, solange er gedrückt wird. Sobald Sie ihn wegnehmen, geht er aus. Das bedeutet, dass es sich um einen Impulseingang handelt und der Zähler nur solche Eingangsarten versteht. Wenn der Eingang kontinuierlich eingeschaltet bleibt, zählt er nicht. Er zählt nur, wenn der Eingang vom Ein- in den Aus-Zustand wechselt und dann die gleiche Sequenz wiederholt. Zum Verständnis siehe das obige Bild. Der CU-Eingang (Count Up) wird verwendet, um den Zähler zu erhöhen, wenn ein Eingang empfangen wird. Da es sich um einen Auslöser handelt, wird die Zählung erhöht, wenn ein Impulseingang empfangen wird. Der PV-Eingang ist der eingestellte Wert. Solange die eingestellten Zählungen nicht erreicht werden, bleibt der Ausgang des Zählers (Q) ausgeschaltet. Wenn der eingestellte Wert erreicht ist, wird der Ausgang eingeschaltet. Auch wenn der Zähleingang gegeben ist, wird der Zähler weiter hochgezählt und der Ausgang bleibt eingeschaltet. Um ihn auszuschalten, muss ein Reset-Eingang gegeben werden, der den Zähler zurücksetzt und den aktuellen Wert auf Null setzt. So funktioniert der Zähler im Allgemeinen. Was ist ein schneller Zähler? Der schnelle Zähler ist dasselbe wie ein normaler Zähler, aber der einzige Unterschied besteht darin, dass er sehr schnelle Eingangstypen zählt. Angenommen, Sie haben einen Näherungssensor, der sich beispielsweise 1000 Mal in 30 Sekunden ein- oder ausschaltet. Solche schnellen Eingangssignale sind in einem normalen Zähler schwer zu erkennen, da er eine kürzere Abtastzeit hat. Der schnelle Zähler erledigt diese Aufgabe, indem er die Anzahl der an seinem Eingang empfangenen Impulse schnell zählt. Ähnlich wie bei einem normalen Zähler wird sein Ausgang eingeschaltet, nachdem ein festgelegter Wert erreicht wurde, und es ist ein Reset-Eingang erforderlich, um den Zähler zurückzusetzen und den Ausgang auszuschalten. Der schnelle Zähler kann mit Frequenzen von 5 kHz arbeiten. Da Funktionsblöcke des schnellen Zählers durch bestimmte Hardware-Interrupts verwaltet werden, kann die Einhaltung der maximalen Frequenzabtastraten je nach Ihrer spezifischen Anwendung und Hardwarekonfiguration variieren. Nicht alle SPS-Eingänge können als schnelle Zähler verwendet werden. Es gibt nur einige dedizierte SPS-Eingänge für die Zuweisung einer schnellen Zählfunktion. Wie Sie sehen, besteht der einzige Unterschied zwischen diesen beiden Zählern in der Funktionsgeschwindigkeit, da ein normaler Zähler keine schnellen Eingabetypen akzeptieren kann.
  8. In diesem SPS-Programm wird der automatische Türbetrieb mithilfe einer SPS-Programmierung so gestaltet, dass die Tür beim Erkennen eines Objekts geöffnet oder geschlossen wird. Das Objekt ist hier nichts anderes als ein Auto. Automatischer Türbetrieb Die folgende Simulation zeigt den Betrieb des automatischen Türsystems. Ein- und Ausgänge Typ Geräte-Nr. Gerätename Betrieb Eingang X0 Untergrenze EIN, wenn Tür Untergrenze erreicht. Eingang X1 Obergrenze EIN, wenn Tür Obergrenze erreicht. Eingang X2 Eingangssensor EIN, wenn Objekt sich der Tür nähert. Eingang X3 Ausgangssensor EIN, wenn Objekt die Tür verlässt. Eingang YO Tür auf Bewegt sich nach oben, wenn YO eingeschaltet ist. Ausgang Y1 Tür runter Bewegt sich nach unten, wenn Y1 eingeschaltet ist. Ausgang Y6 Licht Leuchtet, wenn Y6 eingeschaltet ist. Ausgang Y7 Summer ertönt Ertönt, wenn Y7 eingeschaltet ist (Lampe auf dem Bildschirm leuchtet). Programmbeschreibung Wenn sich das Auto dem Eingang nähert, bewegt sich die Tür nach oben. Ein In-Gate-Sensor X2 wird verwendet, um die Anwesenheit des Autos am Eingang zu erkennen. Sobald das Auto durchfährt, bewegt sich die Tür nach unten. Ein Out-Gate-Sensor X3 wird verwendet, um die Anwesenheit des Autos nach dem Durchqueren der Tür zu erkennen. Die Aufwärtsbewegung der Tür stoppt, wenn der obere Endschalter (X1) aktiviert wird. Ebenso stoppt die Abwärtsbewegung der Tür, wenn der untere Endschalter (X0) aktiviert wird. Die Tür bleibt oben, solange das Auto im Bereich des Eingangs (In-Gate-Sensor X2) und des Ausgangs (Out-Sensor X3) erkannt wird. Ein Summer (Y7) summt als Signal für die Bewegung der Tür. Während sich das Auto im Erkennungsbereich befindet, leuchtet zwischen dem In-Gate-Sensor (X2) und dem Out-Sensor (X3) ein Licht (Y6). Der Status der Türbewegung wird durch das Aufleuchten oder Erlöschen von vier Kontrollleuchten auf dem Bedienfeld angezeigt. Eine manuelle Steuerung der Tür ist möglich. Mit den Tasten auf dem Bedienfeld können Sie die Tür entweder öffnen (⬆Tür auf) oder schließen (⬇Tür ab). SPS-Programmierung
  9. In dieser erweiterten SPS-Logik werden Teile unterschiedlicher Größe erkannt, entsprechend der Kartongröße sortiert und in die Behälter gelegt. Die Teile sind nichts anderes als Kartons unterschiedlicher Größe, z. B. klein, mittel und groß. Der Roboter legt Kartons unterschiedlicher Größe nach dem Zufallsprinzip auf das Förderband. Anschließend erkennt das System die Kartongröße, bewegt sich zum jeweiligen Förderband und legt sie in die entsprechenden Behälter. SPS-Programmierung für Sortier- und Verteilungslinien Die folgende Simulation zeigt den Betrieb des Sortier- und Verteilungsliniensystems. Ein- und Ausgänge Typ Gerätenr. Gerätename Betrieb Eingang X0 Startpunkt (Versorgung) EIN, wenn das Teil erkannt wird. Eingang X1 Oberer, höher EIN, wenn das Teil erkannt wird. Eingang X2 Mitte EIN, wenn das Teil erkannt wird. Eingang X3 Unten EIN, wenn das Teil am rechten Ende erkannt wird. Eingang X4 Sensor EIN, wenn das Teil am rechten Ende erkannt wird. Eingang X5 Sensor Das Förderband bewegt sich vorwärts, wenn Y1 EIN ist. Eingang X6 Teil erkennen EIN, wenn das Teil vor dem Schieber erkannt wird. Eingang X10 Startpunkt (Entladen) EIN, wenn sich der Entladeroboter am Startpunkt befindet. Eingang X11 Teil auf Tisch EIN, wenn sich das Teil auf dem Tisch befindet. Eingang X12 Robotervorgang beendet EIN, wenn der Robotervorgang beendet ist. Ausgang Y1 Förderband vorwärts Das Förderband bewegt sich vorwärts, wenn Y2 eingeschaltet ist. Ausgang Y2 Förderband vorwärts Bewegt sich nach vorne, wenn Y3 eingeschaltet ist. Ausgang Y3 Sortierflügel Das Förderband bewegt sich vorwärts, wenn Y4 eingeschaltet ist. Ausgang Y4 Förderband vorwärts Das Förderband bewegt sich vorwärts, wenn Y5 eingeschaltet ist. Ausgang Y5 Förderband vorwärts Fährt aus, wenn Y6 eingeschaltet ist, und ein, wenn Y6 ausgeschaltet ist. Der Schieber kann nicht mitten im Hub angehalten werden. Ausgang Y6 Pusher Der Roboter bewegt das Teil zum Tablett, wenn Y7 eingeschaltet ist. Ein Prozesszyklus beginnt. Ausgang Y7 Befehl „Entladen“ Wenn Y7 eingeschaltet ist, bewegt der Roboter das Teil zur Ablage. Ein Prozesszyklus beginnt. Ausgang Y10 Rot Leuchtet, wenn Y10 eingeschaltet ist. Ausgang Y11 Grün Leuchtet, wenn Y11 eingeschaltet ist. Ausgang Y12 Gelb Leuchtet, wenn Y12 eingeschaltet ist. Programmbeschreibung Durch Betätigen des Druckknopfs PB1 (X20) auf dem Bedienfeld wird der Zufuhrbefehl (Y0) ausgelöst, wodurch der Roboter zum Bewegen des Objekts in Bewegung gesetzt wird. Sobald der Roboter seine Aufgabe, das Teil zu bewegen und in seine ursprüngliche Position zurückzukehren, abgeschlossen hat, wird der Zufuhrbefehl (Y0) deaktiviert. Durch Aktivieren des Zufuhrbefehls (Y0) wird der Roboter angetrieben, um ein Teil bereitzustellen. Durch Aktivieren des Schalters SW1 (X24) auf dem Bedienfeld werden die Förderbänder veranlasst, vorwärts zu fahren. Umgekehrt führt das Deaktivieren des Schalters dazu, dass die Förderbänder angehalten werden. Auf Förderbändern transportierte Teile unterschiedlicher Größe, nämlich groß, mittel und klein, werden nach Eingabe der oberen (X1), mittleren (X2) und unteren (X3) Sensoren sortiert und in dafür vorgesehene Behälter geliefert. Große Teile werden zum hinteren Förderband geleitet, wenn der Sortierflügel (Y3) am geteilten Förderband aktiviert wird, woraufhin das Teil auf dem Förderband transportiert wird und schließlich von der rechten Kante herunterfällt. Mittlere Teile werden zum vorderen Förderband geleitet, wenn der Sortierflügel (Y3) am geteilten Förderband deaktiviert wird, und anschließend vom Roboter auf das Tablett übertragen. Kleine Teile werden zum hinteren Förderband geleitet, wenn der Sortierflügel (Y3) am geteilten Förderband aktiviert wird. Sobald der Sensor „Teil erkennen“ (X6) im geteilten Förderband aktiviert wird, wird das Förderband angehalten und das Teil auf das Tablett geschoben. Wenn der Roboter ein Teil auf dem Tisch erkennt (X11), wird der Befehl „Entladen“ (Y7) aktiviert. Sobald der Roboter seine Operationen beendet hat, was durch das Einschalten des Status „Roboteroperation beendet“ (X12) angezeigt wird (was geschieht, wenn ein Teil auf dem Tablett abgelegt wird), wird der Befehl „Entladen“ (Y7) deaktiviert. Sofern der Schalter SW2 (X25) auf dem Bedienfeld aktiviert bleibt, erfolgt unter folgenden Bedingungen eine automatische Zufuhr eines neuen Teils: Wenn der Roboter den Transport eines mittleren Teils einleitet. Wenn ein kleines Teil in die Ablage gelegt wird oder ein großes Teil von der rechten Kante des Förderbands herunterfällt. Die Anzeigeleuchten blinken folgendermaßen: Das rote Licht zeigt an, dass der Roboter gerade ein Teil zuführt. Das grüne Licht bedeutet, dass das Förderband in Bewegung ist. Das gelbe Licht leuchtet, wenn das Förderband stillsteht. SPS-Programm
  10. Bei dieser SPS-Programmierung sortieren und verteilen wir Kartons nach Höhe in die dafür vorgesehenen Lagerbehälter mithilfe von Sensoren und Förderbändern. Dieses SPS-Programm verteilt die angegebene Anzahl von Teilen entsprechend ihrer Größe. SPS sortiert Kartons nach Höhe Die folgende Simulation zeigt das Funktionsprinzip der SPS-Logik zum Sortieren von Kartons nach Höhe. Hier haben wir 3 verschiedene Kartongrößen, nämlich kleine, mittlere und große. Für jede Kartongröße gibt es drei Lagerbehälter. Es gibt drei Schieber und drei Förderbänder. Jede Kartongröße hat einen Schieber und ein Förderband. Der Roboter legt die Kartons nach dem Zufallsprinzip auf das Förderband. Die Sensoren werden verwendet, um die Größe des Kartons zu erkennen. Die Förderbänder werden mithilfe der Sensoren gestartet und gestoppt, wenn der jeweilige Karton dort ankommt. Der jeweilige Schieber wird aktiviert und bewegt den jeweiligen Karton in die dafür vorgesehenen Lagerbehälter. SPS-E/A-Liste Die folgende Tabelle listet die Ein- und Ausgänge dieses Systems auf. Typ Geräte-Nr. Gerätename Betrieb Eingang X0 Startpunkt EIN, wenn sich der Roboter am Startpunkt befindet. Eingang X1 Oberer, höher EIN, wenn das Teil erkannt wird. Eingang X2 Mitte EIN, wenn das Teil erkannt wird. Eingang X3 Unten EIN, wenn das Teil erkannt wird. Eingang X4 Sensor EIN, wenn das Teil auf der Steigung erkannt wird. Eingang X5 Sensor EIN, wenn das Teil auf der Steigung erkannt wird. Eingang X6 Sensor EIN, wenn das Teil auf der Steigung erkannt wird. Eingang X7 Sensor EIN, wenn das Teil am rechten Ende erkannt wird. Eingang X10 Teilerkennung EIN, wenn das Teil vor dem Schieber erkannt wird. Eingang X11 Teilerkennung EIN, wenn das Teil vor dem Schieber erkannt wird. Eingang X12 Teilerkennung EIN, wenn das Teil vor dem Schieber erkannt wird. Ausgang Y0 Versorgungskommando Wenn Y0 eingeschaltet ist, wird ein Teil geliefert. Ein Prozesszyklus beginnt: Das Holzteil wiederholt sich in der Reihenfolge M, S, L, M, M, L, S, S, L, L. Ausgabe Y1 Förderband vorwärts Das Förderband bewegt sich vorwärts, wenn Y1 eingeschaltet ist. Ausgabe Y2 Förderband vorwärts Das Förderband bewegt sich vorwärts, wenn Y2 eingeschaltet ist. Ausgabe Y3 Förderband vorwärts Das Förderband bewegt sich vorwärts, wenn Y3 eingeschaltet ist. Ausgabe Y4 Förderband vorwärts Das Förderband bewegt sich vorwärts, wenn Y4 eingeschaltet ist. Ausgabe Y5 Pusher Fährt aus, wenn Y5 eingeschaltet ist, und ein, wenn Y5 ausgeschaltet ist. Der Schieber kann nicht mitten im Hub angehalten werden. Ausgabe Y6 Pusher Schieber Fährt aus, wenn Y6 eingeschaltet ist, und ein, wenn Y6 ausgeschaltet ist. Der Schieber kann in der Mitte des Hubs nicht angehalten werden. Ausgabe Y7 Pusher Fährt aus, wenn Y7 eingeschaltet ist, und ein, wenn Y7 ausgeschaltet ist. Der Schieber kann nicht mitten im Hub angehalten werden. Programmbeschreibung Programmieren einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) für die Kartonsortierung basierend auf Höhe und Komponentenverteilung. Um den Roboterbetrieb zu starten, muss der Druckknopf PB1 (X20) auf dem Bedienfeld gedrückt werden, wodurch der Roboterversorgungsbefehl (Y0) aktiviert wird. Der Roboterversorgungsbefehl (Y0) wird deaktiviert, wenn der Roboter die Teilebewegung abgeschlossen hat und in seine Ausgangsposition zurückkehrt. Der Förderbandbewegungsbefehl wird durch den Schalter SW1 (X24) auf dem Bedienfeld gesteuert. Durch Aktivieren des Schalters (Einschalten) wird die Bewegung des Förderbands vorangetrieben, während durch Deaktivieren (Ausschalten) das Förderband zum Stillstand kommt. Das Sortieren der Teile, unterteilt in große, mittlere und kleine Größen, wird durch die Eingabe der oberen (X1), mittleren (X2) und unteren (X3) Sensoren ausgeführt. Nach dem Sortieren werden die Teile in ihre dafür vorgesehenen Behälter befördert. Das Vorhandensein eines Teils im Schieber wird durch die Aktivierung (Einschalten) der Teileerkennungssensoren (X10, X11 oder X12) identifiziert. Bei Teileerkennung wird das Förderband angehalten und das erkannte Teil auf das Tablett verschoben. Hinweis: Die Funktion des Schiebers wird durch den Schieberbetätigungsbefehl gesteuert. Bei Empfang eines EIN-Signals fährt der Schieber vollständig aus, während ein AUS-Signal dazu führt, dass der Schieber einfährt. Jedes Tablett muss eine bestimmte Anzahl von Teilen enthalten, abhängig von ihrer Größe. Alle Teile, die diese angegebene Anzahl überschreiten, umgehen den Schieber und werden am rechten Ende vom Förderband ausgeworfen. Die angegebene Anzahl von Teilen pro Größe ist wie folgt: Groß: 3 Teile Mittel: 2 Teile Klein: 2 Teile SPS-Kontaktplanlogik
  11. Last week
  12. In diesem fortschrittlichen SPS-Programm wird ein SPS-basiertes Produktsortiermaschinensystem verwendet, um verschiedene Produkte mithilfe des Lifts zu transportieren und die Teile nach Größe zu trennen. Hier sind drei Positionen verfügbar, je nach Größe, klein, mittel und groß. Die Förderbänder werden verwendet, um die Produkte zu transportieren und auf die Tabletts zu legen. SPS-basiertes Produktsortiermaschinensystem Die folgende Simulation zeigt das SPS-Sortiersystem mit Liftbetrieb. Ein- und Ausgänge Typ Gerätenr. Gerätename Betrieb Eingang X0 Oberer, höher EIN, wenn Teil erkannt wird. Eingang X1 Mitte EIN, wenn der Lift in einer unteren Position ist. Eingang X2 Unten EIN, wenn das Teil erkannt wird. Eingang X3 Teil auf Lift EIN, wenn das Teil erkannt wird. Eingang X4 Untere Liftposition EIN, wenn der Lift in der mittleren Position ist. Eingang X5 Mittlere Liftposition EIN, wenn der Lift in der mittleren Position ist. Eingang X6 Obere Liftposition EIN, wenn das Teil auf dem Lift ist. Eingang X10 Sensor EIN, wenn das Teil am linken Ende erkannt wird. Eingang X11 Sensor EIN, wenn das Teil am linken Ende erkannt wird. Eingang X12 Sensor EIN, wenn das Teil am rechten Ende erkannt wird. Eingang X13 Sensor EIN, wenn das Teil am linken Ende erkannt wird. Eingang X14 Sensor EIN, wenn das Teil am rechten Ende erkannt wird. Eingang X15 Sensor EIN, wenn der Lift in der oberen Position ist. Ausgang YO Versorgungskommando Ein Teil wird geliefert, wenn YO aktiviert ist: Metallzylinder wiederholt sich in der Reihenfolge S, L, M, L, M, S. Ausgang Y1 Förderband vorwärts EIN, wenn das Teil am rechten Ende erkannt wird. Ausgang Y2 Befehl zum Hochheben Der Aufzug fährt nach oben, wenn Y2 eingeschaltet ist. Der Aufzug stoppt, wenn Y2 ausgeschaltet ist. Ausgang Y3 Befehl zum Herunterheben Der Lift fährt nach unten, wenn Y3 eingeschaltet ist. Der Lift stoppt, wenn Y3 ausgeschaltet ist. Ausgang Y4 Befehl zum Anheben der Drehung Wenn Y1 eingeschaltet ist, bewegt sich das Förderband vorwärts. Ausgang Y5 Förderband senken vorwärts Der Lift dreht sich, um das Teil auf das Förderband zu übertragen, wenn Y4 EIN ist. Die Aufzüge drehen sich in die ursprüngliche Position zurück, wenn Y4 AUS ist. Ausgang Y6 Mittleres Förderband vorn Wenn Y5 eingeschaltet ist, bewegt sich das Förderband vorwärts. Ausgang Y7 Oberes Förderband nach vorn Wenn Y6 eingeschaltet ist, bewegt sich das Förderband vorwärts. Programmbeschreibung Das gesamte System besteht aus zwei Komponenten: Allgemeine Steuerung und Liftermanagement. Allgemeine Steuerung: Durch Aktivieren der Taste PB1 (X20) auf dem Bedienfeld wird der Zufuhrbefehl (Y0) für den Trichter initiiert. Durch Deaktivieren der Taste PB1 (X20) wird der Zufuhrbefehl (Y0) deaktiviert. Nach Aktivierung des Zufuhrbefehls (Y0) liefert der Trichter ein Teil. Die Förderer beginnen mit der Bewegung, wenn SW1 (X24) auf dem Bedienfeld aktiviert wird. Umgekehrt halten die Förderer die Bewegung an, wenn SW1 (X24) deaktiviert wird. Wenn der Sensor X10, X12 oder X14 links vom Förderer ein Teil erkennt, wird der entsprechende Förderer gestartet und transportiert das Teil zum Tablett am rechten Ende. Drei Sekunden nachdem ein Teil den Sensor X11, X13 oder X15 rechts vom Förderband passiert hat, wird das Förderband angehalten. Teile unterschiedlicher Größe (groß, mittel, klein) auf dem Förderband werden anhand der Eingänge der oberen (X0), mittleren (X1) und unteren (X2) Sensoren sortiert. Hebevorrichtungsverwaltung: Sobald das Teil auf dem Hebevorrichtungssensor (X3) in der Hebevorrichtung aktiviert wird, wird das Teil je nach Größe zu einem der folgenden Förderbänder transportiert: Großes Teil: Wird zum oberen Förderband geleitet Mittleres Teil: Wird zum mittleren Förderband geleitet Kleines Teil: Wird zum unteren Förderband geleitet Die Befehle zum Hochheben (Y2) und Herunterheben (Y3) werden basierend auf der Position der Hebevorrichtung verwaltet, die von den folgenden Sensoren erkannt wird: Oberes: X6 Mittleres: X5 Unteres: X4 Beim Transfer des Teils von der Hebevorrichtung zum Förderband wird der Befehl zur Hebevorrichtungsrotation (Y4) eingeleitet. Nach der Übergabe eines Teils kehrt der Lift in seine Ausgangsposition zurück und bleibt im Standby-Modus. PLC-Logik
  13. Das SPS-Programm zur Bühnensteuerung ermöglicht das Öffnen und Schließen der Vorhänge sowie das Heben und Senken der Bühne. Es bietet zwei Betriebsarten: automatisch und manuell. SPS-Programm zur Bühnensteuerung Die folgende Simulation zeigt die Verwendung von SPS für Bühnensteuerungsanwendungen. Dies ist ein Hilfsprojekt, bei dem wir die Bühnenvorhänge automatisch und auch manuell mithilfe von Druckknöpfen öffnen und schließen müssen. Die Sensoren werden verwendet, um die Positionen der rechten und linken Vorhänge an verschiedenen Punkten zu erkennen. Nach dem Öffnen der Vorhänge wird die Bühne nach oben bewegt und in die oberste Position gehoben. Ebenso wird die mittlere Bühne nach unten bewegt, wenn die Vorhänge geschlossen sind. Die Bühnenposition wird auch mithilfe von unteren und oberen Grenzwertsensoren verfolgt. Liste der SPS-Geräte Die folgende Tabelle listet alle Ein- und Ausgänge in diesem SPS-Programm auf. Typ Gerätenr. Gerätename Betrieb Eingang X0 Innen (linker Vorhang) EIN, wenn der Vorhang halb aufgerissen ist. Eingang X1 EIN, wenn der Vorhang ganz schließt. EIN, wenn der Vorhang ganz öffnet. Eingang X2 Außen (linker Vorhang) EIN, wenn der Vorhang ganz schließt. Eingang X3 Innen (rechter Vorhang) EIN, wenn der Vorhang auf halbem Weg ist. Eingang X4 Mitte (rechter Vorhang) EIN, wenn der Vorhang ganz öffnet. Eingang X5 Außen (rechter Vorhang) EIN, wenn die Bühne eine untere Grenze erreicht. Eingang X6 Obere Bühnengrenze Die Bühne bewegt sich nach oben, wenn Y2 EIN ist. Die Bühne stoppt, wenn Y2 AUS ist. Eingang X7 Untere Bühnengrenze EIN, wenn die Bühne die obere Grenze erreicht. Ausgang Y0 Befehl Vorhang öffnen Vorhänge öffnen sich, wenn Y0 EIN ist. Vorhänge stoppen, wenn Y0 AUS ist. Ausgang Y1 Befehl Vorhang schließen Vorhänge schließen sich, wenn Y1 EIN ist. Vorhänge stoppen, wenn Y1 AUS ist. Ausgang Y2 Bühne auf Die Bühne bewegt sich nach oben, wenn Y2 EIN ist. Die Bühne stoppt, wenn Y2 AUS ist. Ausgang Y3 Bühne ab Die Bühne bewegt sich nach unten, wenn Y3 EIN ist. Die Bühne stoppt, wenn Y3 AUS ist. Ausgang Y5 Summer ertönt, wenn Y5 eingeschaltet ist (Lampe auf dem Bildschirm leuchtet). Programmbeschreibung SPS-Programm zur Steuerung von Bühneneinstellungen, einschließlich Öffnen/Schließen von Vorhängen und Heben/Senken der Bühne. Der Zweck dieses SPS-Programms besteht darin, die Steuerung einer Reihe von Bühneneinstellungen zu erleichtern, darunter Aufgaben wie Öffnen und Schließen von Vorhängen sowie Heben und Senken der Bühne selbst. Um unterschiedlichen Vorlieben und Anforderungen gerecht zu werden, bietet das Programm zwei verschiedene Betriebsmodi: automatisch und manuell. Automatischer Betrieb Wenn die „Begin“-Drucktaste (X16) auf dem Bedienfeld gedrückt wird, gibt ein Summer (Y5) einen 5 Sekunden langen Ton aus. Hinweis: Die „Begin“-Drucktaste (X16) kann nur aktiviert werden, wenn die Vorhänge geschlossen sind und die Bühne an ihrer unteren Grenze positioniert ist. Nachdem der Summer verstummt ist, wird der Befehl zum Öffnen der Vorhänge (Y0) aktiviert. Die Vorhänge öffnen sich weiter, bis sie ihre äußeren Grenzen erreichen, wie durch die Eingangssignale X2 und X5 definiert. Sobald die Vorhänge vollständig geöffnet sind, beginnt die Bühne mit dem Anheben, wenn der Befehl „Bühne auf“ (Y2) aktiviert wird. Die Bühne bewegt sich weiter nach oben, bis sie ihre obere Grenze erreicht, wie durch Eingangssignal X6 angezeigt. Durch Drücken der Taste „Ende“ (X17) auf dem Bedienfeld wird das Schließen der Vorhänge eingeleitet. Der Befehl zum Schließen der Vorhänge (Y1) wird aktiviert und die Vorhänge schließen sich, bis sie ihre inneren Grenzen erreichen, die durch Eingangssignale X0 und X3 definiert sind. Manueller Betrieb Die folgenden Vorgänge sind nur verfügbar, wenn der oben beschriebene automatische Betrieb nicht aktiv ist. Die Vorhänge können durch Drücken der Taste „Vorhang öffnen“ (X10) auf dem Bedienfeld geöffnet werden. Die Vorhänge halten an, sobald sie ihre äußeren Grenzen (X2 und X5) erreichen. Die Vorhänge können durch Drücken der Taste „Vorhang schließen“ (X11) auf dem Bedienfeld geschlossen werden. Die Vorhänge schließen sich weiter, bis sie ihre inneren Grenzen (X0 und X3) erreichen. Die Bühne kann durch Drücken der Taste „⬆ Bühne hoch“ (X12) auf dem Bedienfeld angehoben werden. Die Bühne stoppt, sobald sie ihre obere Grenze (X6) erreicht. Die Bühne kann durch Drücken der Taste „⬇ Bühne runter“ (X13) auf dem Bedienfeld abgesenkt werden. Die Bühne stoppt, sobald sie ihre untere Grenze (X7) erreicht. Die Anzeigelampen auf dem Bedienfeld leuchten bzw. erlöschen entsprechend und geben so eine visuelle Rückmeldung über den Status der Vorhänge und Bühnenvorgänge. SPS-Programmierung
  14. SPS-Programmierung zur Steuerung der Förderbandrichtung: Ermöglichung der Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung basierend auf der erkannten Teilegröße. Identifizieren Sie die Größe jedes Teils und stellen Sie seine Verteilung an den vorgesehenen Ort sicher. Erweiterte SPS-Förderbandsteuerung Der Trichter liefert Objekte unterschiedlicher Größe, wenn der Bediener den Druckknopf drückt. Anschließend werden die Förderbänder und Sensoren verwendet, um die Objekte basierend auf ihrer Größe zu trennen. Ein Schieber wird verwendet, um zwei verschiedene Objektgrößen zu trennen. Das Förderband kann sich vorwärts und rückwärts bewegen, um die Objekte gemäß ihren dafür vorgesehenen Lagerfächern zu platzieren. Ein Roboter wird verwendet, um die Objekte aufzunehmen und in mittelgroße Kartons zu legen. Die folgende Simulation zeigt die SPS-Förderbandsimulation mit unterschiedlichen Kartongrößen. SPS-Ein- und Ausgänge Die folgende Tabelle listet die Ein- und Ausgänge dieses SPS-Projekts auf. Typ Gerätenr. Gerätename Betrieb Eingang X0 Oberer, höher EIN, wenn das Teil erkannt wird. Eingang X1 Mitte EIN, wenn das Teil erkannt wird. Eingang X2 Senken EIN, wenn sich der Roboter am Startpunkt befindet. Eingang X3 Teil erkennen EIN, wenn das Teil vor dem Schieber erkannt wird. Eingang X4 Startpunkt Das Förderband bewegt sich vorwärts, wenn Y1 EIN ist. Eingang X5 Teil auf Tisch EIN, wenn das Teil auf dem Tisch ist. Eingang X6 Roboterbetrieb beendet EIN, wenn das Teil auf der Schräge erkannt wird. Eingang X7 Sensor EIN, wenn das Teil am rechten Ende erkannt wird. Eingang X10 Sensor EIN, wenn das Teil am linken Ende erkannt wird. Eingang X11 Sensor EIN, wenn das Teil am rechten Ende erkannt wird. Eingang X12 Sensor EIN, wenn der Roboterbetrieb beendet ist. Ausgang Y0 Versorgungskommando Ein Teil wird geliefert, wenn Y0 eingeschaltet ist: Holzteil wiederholt sich in der Reihenfolge L, M, S, M, S, L. Ausgang Y1 Förderband vorwärts Das Förderband bewegt sich vorwärts, wenn Y2 EIN ist. Ausgang Y2 Förderband vorwärts Fährt aus, wenn Y3 EIN ist, und ein, wenn Y3 AUS ist. Der Schieber kann nicht mitten im Hub angehalten werden. Ausgang Y3 Schieber Der Roboter bewegt das Teil zum Behälter, wenn Y4 eingeschaltet ist. Ein Prozesszyklus beginnt. Ausgang Y4 Entladebefehl Das Förderband bewegt sich vorwärts, wenn Y5 eingeschaltet ist. Ausgang Y5 Förderband vorwärts Das Förderband bewegt sich rückwärts, wenn Y6 eingeschaltet ist. Ausgang Y6 Förderband rückwärts Das Förderband bewegt sich rückwärts, wenn Y6 eingeschaltet ist. Programmbeschreibung Wenn der Druckknopf PB1 (X20) auf dem Bedienfeld gedrückt wird, aktiviert er den Zufuhrbefehl (Y0) für den Trichter. Sobald Sie den Druckknopf PB1 loslassen, wird der Zufuhrbefehl deaktiviert. Immer wenn der Zufuhrbefehl aktiviert ist, gibt der Roboter ein Teil aus. Wenn der Schalter SW1 (X24) auf dem Bedienfeld aktiviert wird, beginnen die Förderbänder, sich vorwärts zu bewegen. Sobald Sie SW1 deaktivieren, halten die Förderbänder an. Die Förderbänder transportieren große, mittlere und kleine Teile, die jeweils von den oberen (X0), mittleren (X1) und unteren (X2) Sensoren sortiert werden, zu bestimmten Behältern. Großes Teil: Wird zum unteren Förderband geleitet und in das Tablett rechts geliefert. Mittleres Teil: Wird vom Roboter in das Tablett gelegt. Kleines Teil: Wird zum unteren Förderband geleitet und in das Tablett links geliefert. Wenn der Sensor „Teil erkennen“ (X3) aktiviert wird, stoppt das Förderband und ein großes oder kleines Teil wird zum unteren Förderband geleitet. Hinweis: Wenn der Betätigungsbefehl für den Schieber eingeschaltet ist, fährt dieser vollständig aus. Wenn der Betätigungsbefehl ausgeschaltet ist, fährt der Schieber vollständig ein. Wenn der Sensor „Teil auf dem Tisch“ (X5) im Roboter aktiviert ist, wird der Befehl „Entladen“ (Y4) aktiviert. Wenn der Roboterbetrieb beendet ist, wird der Sensor (X6) aktiviert (er wird aktiviert, wenn ein Teil auf das Tablett gelegt wird) und der Befehl „Entladen“ (Y4) wird deaktiviert. Solange der Schalter SW2 (X25) auf dem Bedienfeld eingeschaltet ist, wird in den folgenden Szenarien automatisch ein neues Teil zugeführt: Wenn der Roboter beginnt, ein mittleres Teil zu handhaben Wenn ein kleines oder großes Teil in ein Tablett abgelegt wird SPS-Programmierung – Steuerung der Vorwärts- und Rückwärtsdrehung des Förderbands
  15. Zähler sind ein sehr wichtiger Befehl in der SPS-Programmierung. Sie werden in fast jeder Logik benötigt. Ob es darum geht, etwas zu zählen oder Ereignisse zu zählen, Zähler sind ein wichtiger Teil der SPS-Programmierung. Da die Ereigniszählung in vielen Anwendungen verwendet wird und SPS-Programmierern hilft, Zeit beim Schreiben umständlicher Codes zu sparen. Aber oft ist es immer erforderlich, eine Ersatzlösung für einen Plan zu finden, wenn dieser nicht funktioniert. Auch bei Zählern muss ein SPS-Programmierer eine Ersatzlogik kennen, wenn sie nicht richtig funktioniert. Dafür können zwei Befehle kombiniert und geschrieben werden – Move und Addition. In diesem Beitrag lernen wir, wie man Zähler in der SPS-Programmierung mit einem Move- und Add-Befehl entwirft. Zähler Zunächst sehen wir uns an, wie ein Zählerbefehl geschrieben wird. Siehe das folgende Bild. Wie Sie sehen können, hat ein Zähler drei Eingänge – Zählen, Zurücksetzen und Wert festlegen; und zwei Ausgänge – Fertig und aktueller Wert. Ein Zähleingang ist erforderlich, um dem Zähler einen Impuls zum Zählen zu liefern, ein Rücksetzeingang ist erforderlich, um den Zähler zurückzusetzen, und ein Sollwert ist erforderlich, um dem Zähler Sollwerte zuzuführen. Ein Fertigausgang wird verwendet, um anzuzeigen, dass der Zähler mit dem Zählen fertig ist, und der aktuelle Wert zeigt den aktuellen Wert der Zählungen an, die der Zähler bis jetzt gezählt hat. Wenn ein Zähleingang empfangen wird, erhöht sich der Zähler um einen Wert. Der Zähleingang arbeitet impulsbasiert und nicht kontinuierlich. Wenn der Zähler seinen Sollwert erreicht, wird das Fertigausgangsbit eingeschaltet. Die einzige Möglichkeit, es dann auszuschalten, besteht darin, den Rücksetzeingang zu geben. Der Zählwert wird an diesem Eingang Null und der Zähler wird dadurch zurückgesetzt. Es ist zu beachten, dass der Zählwert auch dann weiter erhöht wird, wenn der Zählwert erreicht wurde und Sie immer noch einen Zähleingang geben. Sie können auch sehen, dass nach dem Zählerausgang ein Vergleichsblock verwendet wird, der es ermöglicht, zum letzten einzuschaltenden Bit zu gelangen. Dies verhindert, dass das letzte Bit unnötigerweise eingeschaltet wird, wenn der eingestellte Zähler null ist. Zähler in SPS mit einem Move-Befehl entwerfen Jetzt werden wir sehen, wie man dieselbe Codierung mithilfe von Move- und Additionsbefehlen schreibt. Siehe das folgende Bild. Im ersten Sprosse wird der Zähleingang durch einen Additionsbefehl ersetzt. Die Addition erfolgt, wenn die Eingangsbedingung erfüllt ist, und zwar auch mit einem Impuls. Es muss ein Impuls verwendet werden, sonst wird die kontinuierliche Addition fortgesetzt und es besteht keine Kontrolle darüber. Im zweiten Sprosse wird verglichen, ob die eingestellten Zählwerte erreicht wurden oder nicht. Außerdem wird geprüft, ob der eingestellte Zählerwert größer als null ist oder nicht. Wenn diese Bedingungen erfüllt sind, wird der Ausgang eingeschaltet. Im dritten Sprosse wird der Zählerwert beim Empfang der entsprechenden Eingänge null. Dies entspricht dem Vorgang des Reset-Eingangs. Diese drei Sprosse reichen aus, um die Funktion eines Zählers zu replizieren. Sie können je nach Bedarf entweder einen Zähler oder diese SPS-Logik verwenden. Es ist jedoch zu beachten, dass wir einen Zähler auch auf diese Weise programmieren können. Auf diese Weise haben wir gesehen, wie man Zähler in der SPS-Programmierung mit einer Move-and-Add-Anweisung schreibt.
  16. In einem früheren Artikel haben wir über die Firmware-Version Ihrer SPS gesprochen und wie Sie Fehler behandeln, die aufgrund einer Firmware-Nichtübereinstimmung zwischen Ihrem Projekt im TIA Portal und Ihrer tatsächlichen SPS auftreten können. In diesem Artikel zeigen wir Ihnen, wie Sie die Firmware-Version Ihrer SPS aktualisieren. Inhalt: Was ist eine Firmware-Version? Warum kann die Firmware-Version mir Probleme bereiten? Wie erkenne ich die Firmware-Version meiner Hardware-SPS? Wie gehe ich mit Firmware-Versionsfehlern um? Wie aktualisiere ich die Firmware-Version meiner SPS? Fazit. Was ist eine Firmware-Version? Wie wir in einem früheren Artikel erklärt haben, ist die Firmware einer SPS oder eines SPS-Moduls (IOs, Kommunikationsmodule usw.) einfach die interne Software, die in der SPS installiert ist und dafür verantwortlich ist, was die Hardware tatsächlich tun kann. Eine SPS mit einer älteren Firmware-Version hat weniger Funktionen und interne Fähigkeiten als eine SPS mit einer neueren Firmware-Version. Bilder 1 und 2 zeigen Ihnen, wie dieselbe Hardware-SPS mit unterschiedlichen installierten Firmware-Versionen unterschiedliche Funktionen und Leistungsfähigkeit hat. Bild 1. Firmware-Version V4.0 Bild 2. Firmware-Version V4.4 Sie können sehen, dass der CPU jetzt durch das Update auf eine höhere Firmware-Version mehr Funktionen hinzugefügt wurden. Mit der höheren Firmware V4.4 verfügt die CPU jetzt neben anderen Funktionen, die ihre Leistungsfähigkeit verbessern, über OPC UA. Warum kann die Firmware-Version Probleme verursachen? Sie wählen Ihre SPS im TIA Portal nach einem der folgenden zwei Punkte aus: Sie haben die Hardware-SPS bereits gekauft, also wählen Sie dieselbe SPS aus, die Sie tatsächlich im TIA Portal-Projekt haben. Sie haben noch keine SPS gekauft, also wählen Sie im TIA Portal eine SPS aus, die Ihren Anforderungen entspricht, und kaufen diese dann später. In beiden Fällen tritt ein Problem auf, wenn die Firmware-Version der im TIA Portal-Projekt ausgewählten SPS von der Firmware-Version der tatsächlichen Hardware abweicht. Und bei manchen SPS wird Ihr Programm nicht einmal auf die Hardware-SPS heruntergeladen. Sie sollten also immer sicherstellen, dass die Firmware-Version der tatsächlichen SPS mit der im TIA-Portal ausgewählten SPS übereinstimmt. Es ist erwähnenswert, dass Sie keine Probleme mit Ihrem Programm haben werden, wenn die im TIA-Portal ausgewählte Firmware-Version älter ist als die der tatsächlichen SPS. Sie verlieren zwar einige der SPS-Funktionen und -Fähigkeiten, aber Ihr Programm wird einwandfrei funktionieren. Im Gegenteil treten Probleme auf, wenn die im TIA-Portal ausgewählte Firmware-Version neuer ist als die der tatsächlichen SPS. Dann haben Sie ein Problem. Wenn Sie die Firmware-Version Ihrer Hardware nicht kennen, sollten Sie daher im TIA-Portal-Projekt die ältere Version auswählen. Wie kann ich die Firmware-Version der Hardware-SPS herausfinden? Wir können die Firmware-Version der Hardware-SPS, die wir haben, auf eine von zwei Arten herausfinden: Von der SPS selbst: Die Firmware-Version jeder SPS oder jedes SPS-Moduls ist immer irgendwo auf dem Hardwaregerät vermerkt. Über die TIA Portal-Software: Mit der TIA Portal-Software können Sie Ihre SPS mit Ihrem TIA Portal verbinden und nach dem Gerät suchen. Anschließend können Sie die Firmware-Version des Hardwaregeräts finden. Wir haben im vorherigen Artikel gezeigt, wie das geht. Wie gehe ich mit Firmware-Versionsfehlern um? Wenn die Firmware-Version der tatsächlichen Hardware-SPS älter ist als die Version der im TIA Portal-Projekt ausgewählten SPS, führt dies zu Firmware-Fehlern. Um diese Fehler zu beheben, können wir einen der folgenden Ansätze ausprobieren: Wir können die SPS im TIA Portal-Projekt so auswählen, dass sie dieselbe oder eine ältere Firmware-Version wie die tatsächliche SPS hat. Das haben wir im vorherigen Artikel gezeigt. Wir können die Firmware-Version der tatsächlichen Hardware-SPS auf eine höhere Firmware-Version als die in Ihrem Projekt ausgewählte oder zumindest auf dieselbe Firmware-Version aktualisieren. Und das ist der Inhalt dieses Artikels. Wie aktualisiere ich die Firmware-Version meiner SPS? Sie können die Firmware-Version Ihrer SPS auf zwei Arten aktualisieren: Online über das TIA Portal. Offline über die Siemens Memory Card SMC. Aktualisieren Sie die Firmware online mit TIA Portal: Sie müssen kein vorhandenes Projekt im TIA Portal geöffnet haben, Sie benötigen lediglich die TIA Portal-Software und müssen die SPS mit Ihrem PC verbinden. Siehe Abbildung 3. Abbildung 3. Öffnen Sie Tia Portal, ohne ein neues Projekt zu erstellen. Wenn Sie TIA Portal öffnen, gehen Sie zum Online-Zugriff, wählen Sie den geeigneten Kommunikationsadapter zwischen Ihrer SPS und Ihrem PC und drücken Sie dann auf „Erreichbare Geräte aktualisieren“, um nach Ihrer SPS zu suchen. Siehe Abbildung 4. Abbildung 4. Suchen Sie Ihre SPS. Nachdem die SPS gefunden wurde, wie Sie im vorherigen Bild sehen können, öffnen Sie den SPS-Ordner und drücken Sie auf „Online und Diagnose“, um die SPS-Firmwareversion anzuzeigen. Siehe Abbildung 5. Abbildung 5. Die aktuelle Firmwareversion der SPS. Um JETZT die Firmwareversion zu aktualisieren, drücken Sie auf das Attribut „Firmware-Update“. Siehe Bild 6. Bild 6. Firmware-Update-Seite. Wie Sie sehen, wird beim Drücken des Attributs „Firmware-Update“ das aktuelle Firmware-Update V4.1.3 angezeigt. Außerdem wird der Firmware-Loader angezeigt, in dem Sie nach der Firmware-Version suchen können, die Sie installieren möchten. Natürlich muss die Firmware-Version zuerst auf Ihrem PC installiert sein, was bedeutet, dass wir die Firmware-Version herunterladen müssen. Um die Firmware-Version herunterzuladen, sollten Sie sich bei Ihrem Siemens-Konto anmelden. Wenn Sie noch keins haben, können Sie ganz einfach ein neues Konto erstellen. Die Aktivierung dauert jedoch 1 bis 2 Tage. Danach können Sie nach der Firmware-Version für Ihre SPS suchen. In unserem Fall haben wir eine S7-1200 CPU 1214C AC/DC/RLY und wir suchen anhand der Artikelnummer nach der Firmware-Version. Siehe Abbildung 7. Abbildung 7. Suchen Sie nach der Firmware-Version Ihrer SPS. Laden Sie anschließend die Firmware-Version herunter, die Sie installieren möchten. In unserem Fall möchten wir unsere SPS auf V4.4.0 aktualisieren, also laden wir diese Version auf unseren PC herunter. Siehe Bild 8. Bild 8. V4.4.0 herunterladen Die heruntergeladene Datei ist eine ZIP-Datei. Sie sollten die Datei entpacken, um die Datendatei mit der Firmware-Version zu erhalten, und dann zum Attribut „Firmware Loader“ zurückkehren und auf „Durchsuchen“ klicken, um nach der Firmware-Version zu suchen. Siehe Bild 9. Bild 9. Suchen Sie nach der Datei mit der Firmware-Version. Machen Sie sich keine Sorgen, dass Sie bei diesem Schritt einen Fehler machen, denn wenn die Firmware-Version nicht mit der SPS kompatibel ist, können Sie das Update nicht ausführen. Siehe Bild 10. Bild 10. Das Update wird nicht fortgesetzt, wenn die Firmware nicht übereinstimmt. Wie Sie sehen, trat beim Versuch, eine Firmware-Version für eine 1215C-CPU in unsere SPS mit einer 11214C-CPU hochzuladen, eine Fehlermeldung auf, dass die Datei nicht für die SPS geeignet sei. Klicken Sie JETZT erneut auf „Durchsuchen“, aber suchen Sie dieses Mal nach der richtigen Firmware-Version. Siehe Bild 11. Bild 11. Keine Fehlermeldung, wenn die Firmware-Version richtig ist. Wie Sie sehen, gab es keine Fehlermeldung, als wir eine geeignete Firmware-Version auswählten, und wir können jetzt auf „Update ausführen“ klicken, um mit der Aktualisierung unserer SPS zu beginnen. Sobald Sie den Aktualisierungsvorgang starten, wird ein Fenster zur Firmware-Aktualisierung angezeigt und am Ende wird eine Erfolgsmeldung angezeigt, wenn die Aktualisierung problemlos verlief. Siehe Bilder 12 und 13. Bild 12. Eine Firmware-Aktualisierung wird ausgeführt. Bild 13. Firmware-Aktualisierung erfolgreich abgeschlossen. Nachdem die Firmware-Version aktualisiert wurde, aktualisieren Sie Ihre Kommunikation, indem Sie erneut auf „Erreichbare Geräte aktualisieren“ klicken und die Firmware-Version der SPS überprüfen. Sie werden feststellen, dass die SPS jetzt die Firmware-Version V.4.4.0 statt V4.1.3 hat. Das bedeutet, dass wir die Firmware-Version unserer SPS aktualisieren konnten. Siehe Bild 14. Bild 14. Die Firmware wurde auf V4.44.0 aktualisiert Und so aktualisieren wir die Firmware-Version unserer SPS mithilfe des TIA-Portals. Offline mithilfe der Siemens-Speicherkarte SMC: Die andere Methode zum Aktualisieren der Firmware unserer SPS ist die Verwendung der SIEMENS-Speicherkarte SMC. Dazu müssen wir nur die Firmware-Version herunterladen, die wir verwenden möchten. Dann kopieren wir die Firmware-Version von unserer SPS auf die SMC und stecken die SMC in den dafür vorgesehenen Steckplatz in der SPS. Beim nächsten Einschalten der SPS wird die Firmware aktualisiert. Fazit Sie können die Firmware-Version mithilfe der TIA-Portal-Software oder der SIEMENS SMC-Speicherkarte aktualisieren. Achten Sie darauf, dass Sie die Firmware-Version genau richtig auswählen. Wenn eine Nichtübereinstimmung zwischen SPS und TIA-Portal besteht, wird das Update nicht gestartet.
  17. In einem früheren Artikel haben wir darüber gesprochen, was ein PID ist, und wir haben auch die verschiedenen Parameter eines PID erklärt und wie das System auf Änderungen dieser Parameter reagiert. In diesem Artikel zeigen wir, wie Sie einen PID in Ihrem TIA Portal-Projekt programmieren, konfigurieren und abstimmen. Inhalt: Wie fügen Sie Ihrer Logik einen PID hinzu? Wie konfigurieren Sie den PID? Grundeinstellung Prozesswerteinstellung Erweiterte Einstellung Wie führen Sie die Feinabstimmung des PID durch? Vorabstimmung des PID Feinabstimmung Welche verschiedenen Abstimmungsmethoden gibt es für PIDs? Wie fügen Sie Ihrer Logik einen PID hinzu? In TIA Portal und fast jeder anderen SPS-Plattform müssen Sie keinen PID-Regler programmieren, da das TIA Portal bereits integrierte Blöcke für PIDs hat. Um einen PID in Ihre Logik einzufügen, müssen Sie den PID-Block einfach per Drag & Drop in Ihren Code ziehen und mit der Konfiguration für Ihr System beginnen. Das Hinzufügen von PID zu Ihrem Code ist sehr einfach, es gibt jedoch einen sehr wichtigen Punkt, den Sie berücksichtigen sollten. Dies ist das Ausführungsintervall Ihres PID. Wie Sie wissen, findet der Hauptausführungszyklus im Main Cyclic OB1 statt und die Zykluszeit des OB1 hängt von vielen Faktoren ab, beispielsweise von der Länge Ihres Codes, von mathematischen Berechnungen in Ihrem Code und auch von Schleifen und Sequenzen. All diese verschiedenen Faktoren können die Zykluszeit Ihres OB1 nicht nur verlängern, sondern auch in jedem Zyklus anders machen, je nach Ihrem Code. Das bedeutet, wenn Sie Ihren PID-Block im Main OB1 aufrufen, hängt die PID-Ausführung von der Zykluszeit Ihres OB1 ab, und das ist kein Best-Practice-Ansatz. PIDs werden normalerweise verwendet, um physikalische Parameter wie Druck, Temperatur oder Geschwindigkeit zu steuern, und das bedeutet, dass Ihr Controller sehr schnell jede Änderung Ihres Prozesswerts erkennen und schnell reagieren muss, um diese Änderung auszugleichen und Ihnen eine reibungslose, stabile Steuerung zu bieten, die ein PID haben sollte. Wenn also der PID zum Haupt-OB1 hinzugefügt wird und von seiner Ausführungszeit betroffen ist, müssen möglicherweise Verzögerungen eingeleitet werden, was Ihr System instabil macht. Was ist zu tun? Eine bewährte Vorgehensweise besteht darin, Ihren PID-Block in einem zyklischen Interrupt-OB aufzurufen und die Zykluszeit dieses zyklischen Interrupts auf den für Ihr System geeigneten Wert einzustellen, normalerweise im Millisekundenbereich, abhängig von Ihrer Anwendung. Das bedeutet, wenn Sie den zyklischen Interrupt beispielsweise auf 1 Millisekunde einstellen, wird Ihr PID jede Millisekunde aufgerufen und ausgeführt, unabhängig davon, wo sich der Haupt-OB1-Zyklus befindet. Um also einen PID in Ihre Logik einzufügen, fügen wir zunächst einen neuen zyklischen Interrupt-OB hinzu und geben ihm einen geeigneten Namen. Siehe Abbildung 1. Abbildung 1. Hinzufügen eines zyklischen Interrupts zu Ihrem Projekt. Sie können auf der Abbildung sehen, dass wir die Zykluszeit auf 1000 Mikrosekunden oder 1 Millisekunde eingestellt haben. Unser PID wird also jede Millisekunde aufgerufen und ausgeführt. Nachdem Sie nun Ihren zyklischen OB zum Projekt hinzugefügt haben, können Sie den PID-Block einfach per Drag & Drop verschieben. Sie finden ihn auf der Registerkarte „Anweisungen“/Technologie/PID-Steuerung/Kompakter PID. Siehe Abbildung 2. Abbildung 2. Hinzufügen des PID-Blocks. Fügen Sie nun Ihre Systemparameter zum PID-Block hinzu, den Eingang, den Ausgang und den Sollwert. Siehe Abbildung 3. Abbildung 3. Weisen Sie Ihre PID-Parameter zu. Ist Ihnen auf dem letzten Bild aufgefallen, dass Sie 2 verschiedene Eingänge und 3 verschiedene Ausgänge haben? Was sind das? Eingabe: Dies ist Ihr Eingabewert Ihres Prozessparameters in realen physikalischen Größen. Wir verwenden unser Tanksimulationssystem, daher ist die Eingabe hier in diesem Fall der Tankfüllstand in Litern. Das bedeutet, dass Sie Ihre analoge Eingangsskalierung an einer anderen Stelle in Ihrem Projekt vorgenommen haben und den PID nur mit dem tatsächlichen Füllstand in Litern versorgen. Input_PER: Dies ist der Eingangswert Ihres Prozessparameters, kommt aber vom analogen Eingangsmodul. Das bedeutet, dass er nicht skaliert wird und im Bereich von 0-27648 liegt und die Skalierung des Eingangs innerhalb des PID erfolgt. Output: In diesem Fall gibt Ihnen der PID den Reglerausgangswert im Bereich von 0 % bis 100 % des maximalen Ausgangswerts. Output_PER: Genau wie input_PER gibt der PID den Ausgang in Form von 0-27648 aus. Output_PWM: In diesem Fall gibt der PID sein Ausgangssignal in Form von EIN/AUS-Impulsen aus, sodass entweder ein Ausgang vorhanden ist oder nicht. Und der Ausgangswert beträgt dann 100 %, wenn er EIN ist, und 0 %, wenn er AUS ist. Wir verwenden dasselbe Tanksimulationssystem wie zuvor und wie Sie auf dem vorherigen Bild sehen können, haben wir Input und Output_PER verwendet, da unsere Simulation auf diese Weise aufgebaut ist. Wie konfiguriere ich den PID? Um die Konfigurationsansicht des PID aufzurufen, können Sie entweder auf die Registerkarte „Konfiguration“ im Projektbaum oder auf das kleine Konfigurationssymbol über dem PID-Block selbst klicken. Siehe Bild 4. Bild 4. Konfigurationsansicht aufrufen. Dadurch gelangen Sie zur Funktionsansicht, in der Sie die verschiedenen Einstellungen Ihres PID konfigurieren können. Siehe Bild 5. Bild 5. Reglertypeinstellung. Die erste Konfiguration ist der Reglertyp. Hier können Sie auswählen, welche Art von Steuerung Sie verwenden möchten. Sie haben viele Optionen aus den angezeigten Dropdown-Menüs wie Temperatur, Druck, Länge und viele mehr. Sie können es auch auf „Allgemein“ einstellen, wo das System Ihre Werte als % sieht. In unserem System steuern wir Wasserliter in einem Tank, also wählen wir das Volumen. Sie können auch den manuellen/automatischen Modus des PID einstellen. Als Nächstes möchten Sie die Eingabe-/Ausgabeparameter konfigurieren. Siehe Bild 6. Bild 6. Eingabe-/Ausgabeparameter. Hier können Sie aus den verschiedenen Arten von Ein- oder Ausgängen wählen, wie wir zuvor erklärt haben. Wie gesagt, wir werden Input und Output_PER verwenden. Als Nächstes müssen Sie Ihre Prozesswerteinstellung konfigurieren. Siehe Bild 7. Bild 7. Prozesswertgrenze. In diesem Schritt legen Sie die unteren und oberen Grenzwerte Ihres Prozesswerts fest. Wenn Sie den Eingabetyp wählen, kann diese Einstellung geändert werden und Sie können die Grenzwerte Ihres Prozesses festlegen. In unserem Fall liegen die Tankgrenzwerte bei 0 bis 50 Litern. Wir haben sie also auf diese Werte eingestellt. Beachten Sie, dass diese Einstellung nicht verfügbar ist, wenn Sie Input_PER wählen, und Sie Ihren Prozessgrenzwert nur auf der nächsten Registerkarte festlegen können. Siehe Abbildung 8. Abbildung 8. Skalierung des Prozesswerts. Wenn Sie Input_PER verwenden, können Sie, wie Sie im vorherigen Bild sehen, Ihren Prozesswertgrenzwert in Bezug auf die vorhandene Skalierung von 0-27648 festlegen. Wenn Sie eine Warnung einrichten möchten, wenn Ihr Prozesswert einen unteren oder oberen Grenzwert erreicht, können Sie dies auf der Registerkarte „Prozesswertüberwachung“ konfigurieren. Siehe Abbildung 9. Abbildung 9. Prozesswertüberwachung. Als nächstes finden Sie in der Einstellungsliste die PWM-Grenzen, siehe Bild 10. Bild 10. PWM-Grenzen Hier können Sie die minimale EIN- und AUS-Zeit Ihres Ausgangs einstellen. Stellen Sie sich vor, Sie haben eine Pumpe oder ein Ventil in Ihrem System, das der PID über einen PWM-Ausgang steuert. Sie möchten nicht, dass der PID Ihrer Pumpe einfach eine Abfolge von sehr schnellem EIN/AUS-Verhalten gibt, da dies wahrscheinlich dazu führen würde, dass Ihre Pumpe durchbrennt. Sie können dem PID also von dieser Einstellung aus sagen, dass er die Pumpe für eine Mindestzeit einschalten soll, bevor er sie schließt, und umgekehrt. Sie können die gleiche Steuerung mit Ihrem PID haben, wenn Sie keinen PWM-Ausgang haben, und zwar von der nächsten Einstellung aus, den Ausgangswertgrenzen. Siehe Bild 11. Bild 11. Ausgangswertgrenzen. Sie können die unteren und oberen Grenzen Ihrer Steuerausgabe steuern. Sie können beispielsweise die untere Grenze auf 20 % setzen, wodurch der PID die Pumpe mit mindestens 20 % ihres Durchflusses betreibt. Ihr Steuerbereich liegt also zwischen 20 % und 100 %. Zuletzt und am wichtigsten können Sie Ihre PID-Parameter im Konfigurationsmodus auf der nächsten Registerkarte, der Registerkarte „PID-Parameter“, einstellen, siehe Abbildung 12. Abbildung 12. PID-Parameter. Hier können Sie die Abstimmungsparameter für Ihre PID-Verstärkungen P, I und D eintragen, falls Sie diese kennen oder falls Sie die Abstimmung selbst vorgenommen haben und die Parameter von woanders haben. Sie können sich auch entscheiden, ob Sie einen PID- oder nur einen PI-Regler verwenden möchten. Wenn Sie diese Parameter nicht haben, können Sie sie automatisch hochladen, nachdem Sie die Abstimmung Ihres PID vorgenommen haben. Wie führt man die Abstimmung des PID durch? Nachdem Sie nun Ihre PID-Konfiguration abgeschlossen haben, können Sie Ihren Regler ganz einfach über die Registerkarte „Inbetriebnahme“ im Projektbaum abstimmen. Siehe Abbildung 13. Abbildung 13. Inbetriebnahme Ihres PID Auf der Inbetriebnahmeseite ist Ihr Bildschirm in drei Teile unterteilt. Auf der oberen Seite können Sie mit der Vorabstimmung und Feinabstimmung des PID beginnen. In der Mitte befindet sich ein Diagrammbereich, der Ihnen die Echtzeitreaktion Ihres Systems zeigt. Sie können die Reglerausgabe und den Prozesswert sehen. Und jedes Mal, wenn sich der Sollwert ändert, sehen Sie das Verhalten Ihres PID, um diesen neuen Sollwert zu erreichen. Selbst wenn sich der Sollwert nicht geändert hat, aber beispielsweise der Bedarf aus unserer Tankversorgung steigt, sehen Sie die PID-Reaktion, um diesen Bedarf zu decken und den Sollwert auf dem erforderlichen Wert zu halten. Im dritten Bereich sehen Sie den Online-Status Ihres Reglers und können auch den Betriebsmodus Ihres PID festlegen. Sehen Sie sich das folgende Simulationsvideo an, das den Autotuning-Vorgang des PID im TIA-Portal zeigt. Im Video können Sie sehen, dass unser PID nach der Vorabstimmung die P-, I- und D-Parameter gefunden hat, die am besten zu unserem System passen. Sie können sehen, dass der Regler sehr schnell reagiert, wenn sich der Sollwert oder der Abfluss ändert, um den Sollwert wieder auf die erforderlichen Werte zu bringen. Sie können Ihre Tuning-Parameter jetzt mit einem einfachen Klick direkt in Ihr Projekt hochladen, siehe Bild 14. Bild 14. Laden Sie Ihre Parameter hoch. Nachdem Sie Ihre Parameter hochgeladen haben, finden Sie sie auf der Registerkarte „PID-Parameter“ in der Konfigurationsansicht. Siehe Bild 15. Bild 15. PID-Parameter. Der nächste Schritt sollte darin bestehen, eine Feinabstimmung des PID aus derselben Inbetriebnahmeansicht heraus durchzuführen. Da wir jedoch kein reales System haben und nur das Verhalten des Tanks und der Pumpe mithilfe mathematischer Berechnungen simulieren, können wir die Feinabstimmung nicht durchführen. Wenn Sie ein reales System haben, können Sie die Feinabstimmung vornehmen, bei der Ihr PID versucht, die Parameter zu finden, die dem System eine bessere Reaktion verleihen und sogar das Überschwingen Ihres Prozesswerts verhindern und den Sollwert direkt erreichen. Wenn wir in Zukunft ein reales System haben, können wir zeigen, wie es aussieht. Welche verschiedenen Abstimmungsmethoden gibt es für PID-Regler? Sie müssen die Abstimmung Ihres PID nicht über das TIA Portal vornehmen. Es gibt viele verschiedene Methoden, mit denen versucht wird, die besten PID-Parameter für Ihr System zu finden. Meistens handelt es sich dabei um mathematische Methoden, die auf Versuch und Irrtum basieren. Ich würde empfehlen, die Auto-Tune-Funktion im TIA Portal zu verwenden. Aber hier sind einige der Methoden, die verwendet werden, um dieselben Parameter zu erreichen. Heuristische Abstimmung. Ziegler-Nichols-Abstimmungsmethode Cohen-Coon-Abstimmungsmethode Kappa-Tau-Abstimmungsmethode Lambda-Abstimmungsmethode Und einige andere. Fazit Verwenden Sie einen zyklischen Interrupt mit Ihren PIDs. Konfigurieren Sie Ihren PID so, dass er am besten zu Ihrem System passt. Die Auto-Tune-Funktion im TIA Portal ist sehr nützlich und effektiv.
  18. SPS ist ein sehr wichtiger Teil der industriellen Automatisierung. Sie ist die Grundlage der Automatisierung und jeder SPS-Programmierer oder Automatisierungsingenieur muss sie richtig entwickeln, damit sie richtig funktioniert. Es geht nicht nur um die Programmierung, sondern letztendlich darum, wie Sie das SPS-System entwickeln. Sicherheitsaspekte bei der Entwicklung von SPS-Systemen Wir alle denken, dass unser SPS-System einsatzbereit ist, wenn wir ein Programm mit allen Verriegelungen, Sequenzen und Abläufen richtig schreiben. Es muss jedoch beachtet werden, dass einer der wichtigsten Parameter bei der Entwicklung eines Systems die Sicherheit ist. Daher muss ein SPS-System unter Berücksichtigung der Sicherheit entwickelt werden. In diesem Artikel erfahren wir, welche Sicherheitsaspekte bei der Entwicklung eines SPS-Systems zu berücksichtigen sind. Stromversorgung Dies ist der erste und wichtigste Parameter bei der Entwicklung von SPS-Systemen. Es gibt zwei Arten von Stromversorgungen im Panel – Gleichstrom und Wechselstrom. Gleichstrom ist normalerweise 12–24 V Gleichstrom und Wechselstrom ist normalerweise 110 V Wechselstrom oder 230 V Wechselstrom. Die SPS wird von einer der beiden Stromversorgungen mit Strom versorgt und auch die Feldinstrumente werden von einer der beiden Stromversorgungen mit Strom versorgt. Wenn ein Panel über ein einzelnes SMPS oder eine einzelne 230-V-Sammelschiene verfügt, ist es für Designer einfach, das System zu verdrahten. Wenn ein Panel über mehrere Stromversorgungen verfügt, besteht die Möglichkeit, dass Sie versehentlich ein Pluskabel von einer Stromversorgung und ein Minuskabel von einer anderen Stromversorgung anschließen. Dies macht Ihr System komplizierter und erschwert die Fehlersuche. Eine einzelne Stromversorgung minimiert daher auch Leitungsstörungen und verhindert fehlerhafte Eingangssignale von einer stabilen Wechselstromquelle an die Stromversorgung und CPU. Mehrere Stromversorgungen sind unerwünscht und erhöhen auch die Wahrscheinlichkeit von Kurzschlüssen und häufigen Ausfällen. Daher ist das Design der Stromversorgung ein sehr wichtiger Faktor für den sicheren Betrieb des SPS-Systems. Erdung Wie wir alle wissen, ist eine Erdung erforderlich, um jeglichen Leckstrom zur Erde abzuleiten. Dies verhindert Stromschläge, Lärm und elektromagnetische Störungen. Die Standardspannung zwischen Neutralleiter und Erdung muss in Industriebereichen unter 0,5 V liegen. Ein etwas höherer Wert als 1 V ist akzeptabel, aber wenn er darüber liegt, bedeutet dies, dass die Erdung nicht richtig ist und Leckagen in elektrischen Signalen die Leistung beeinträchtigen. Die SPS-Stromversorgung und die IO-Kanäle müssen richtig geerdet und mit der Erdungsschiene im Panel verbunden sein. Außerdem müssen Instrumentenerdung und Stromerdung getrennt sein, da sonst jede Zusammenführung der Erdung Kurzschlüsse oder Signalstörungen verursacht. Kritische digitale Eingangssignale Jedes SPS-System muss kritische Eingänge wie Not-Aus, Panel-Stromausfall und Luftdruck haben. Außerdem müssen alle diese Signale im NC-Format (normalerweise geschlossen) angeschlossen sein. Der Not-Aus wird verwendet, um das System plötzlich anzuhalten, wenn ein Bediener diese Taste drückt, der Panel-Stromausfall wird verwendet, um das System anzuhalten, wenn ein Problem mit der Phasenstromversorgung vorliegt, und das Luftdrucksignal gibt an, ob Luft zum Betätigen von Ventilen oder anderen pneumatischen Ausgängen erforderlich ist oder nicht. Alle Aktionen sollten sofort angehalten werden, wenn einer dieser Eingänge ausfällt. Bei einigen großen Systemen wird auch beobachtet, dass bei Drücken der Nottaste nicht das gesamte System gestoppt wird, sondern ein Nothalt für einzelne Ausgänge mit hoher Nennleistung bereitgestellt wird. Dadurch kann der Bediener jedes System problemlos isolieren und andere Systeme bedienen, anstatt das gesamte System zu stoppen. Sperren im manuellen Modus Programmierer nehmen die Logik im manuellen Modus immer auf die leichte Schulter. Sie schalten lediglich die Ausgänge ein oder aus. Es muss jedoch beachtet werden, dass jede unregelmäßige manuelle Bedienung der Ausgänge die Leistung des Systems beeinträchtigen kann. Wenn das System sehr kritisch ist, kann dies lebensbedrohliche Probleme für das Personal in der Nähe verursachen. Daher wird empfohlen, auch im manuellen Modus Alarme oder andere kritische Sperren anzuwenden. Dies verhindert, dass der Bediener das System willkürlich bedient. Außerdem wird durch diese Logik die Sicherheit des SPS-Systems gewährleistet. Alarme Alle in einem Steuerlogikdokument angegebenen Alarme werden normalerweise von den Programmierern im Programm übernommen. SPS-Programmierer müssen jedoch einige zusätzliche Sicherheitsalarme im System bereitstellen, je nach den in der SPS übernommenen IOs. Dabei handelt es sich normalerweise um Laufrückmeldungsalarme, Auslöserückmeldungsalarme, Über- oder Unterlaufalarme, Sensorfehleralarme, SPS-Kanalfehleralarme, thermische Überlastungsalarme, Thermostatalarme, Über- oder Unterspannungsalarme usw. Diese Alarme variieren von System zu System, basierend auf den tatsächlich erfassten Eingaben. Wenn jedoch eine dieser Eingaben nicht vorhanden ist, wird Programmierern empfohlen, den Kunden dies zur Berücksichtigung vorzuschlagen. Dadurch wird verhindert, dass das System fehlerhaft funktioniert. Auf diese Weise haben wir einige allgemeine Sicherheitsüberlegungen beim Entwurf eines SPS-Systems gesehen.
  19. Im vorherigen Artikel haben wir darüber gesprochen, was ein UDT ist, wie man benutzerdefinierte Datentypen (UDT) erstellt und welche Vorteile die Verwendung von UDTs in Ihrem Projekt bietet. In diesem Artikel zeigen wir eine Möglichkeit, UDT in Ihrer SPS-Programmierung zu verwenden. Inhalt: Alter Tanksimulator-Funktionsblock. Neuer Tanksimulations-FB mit UDT. Aufrufen des neuen Tanksimulations-FB. Hinzufügen eines neuen Tags zum UDT. Schlussfolgerungen. UDT in der SPS-Programmierung In unseren letzten Artikeln haben wir dasselbe Tanksimulatorsystem verwendet, um viele Konzepte zu erklären, wie z. B. Regelung und PID-Regler. In diesem Artikel verwenden wir denselben Tanksimulator, um zu zeigen, wie wir das Konzept von UDTs in unserer Programmierung verwenden können. Alter Tanksimulator-Funktionsblock Im alten Tanksimulatorsystem haben wir einige interne Parameter definiert, um den Funktionsblock beliebig oft wiederverwenden zu können. Siehe Bild 1. Bild 1. Tanksimulator-FB. Wie Sie auf dem Bild sehen, haben wir in der Funktionsblockschnittstelle einige Eingänge und einige InOuts definiert. Diese Parameter sollten bereitgestellt werden, wenn der FB aufgerufen wird. Wenn wir beispielsweise den FB aufgerufen haben, um Tank 1 zu simulieren, und ihn erneut aufgerufen haben, um Tank 2 darzustellen, müssen wir dem zugehörigen aufgerufenen Funktionsblock die Parameter für jeden Tank bereitstellen. Siehe Bild 2. Bild 2. Simulation von Tank 1 und Tank 2. Sie können sehen, dass wir für jeden FB-Aufruf die zugehörigen Tags zuweisen müssen. Für die Simulation von Tank 1 sollten wir dem aufgerufenen FB Tags von Tank 1 zuweisen. Und dasselbe gilt für die Simulation von Tank 2. Neuer Tanksimulations-FB mit UDT: Jetzt möchten wir den UDT „Tank“, den wir im letzten Artikel definiert haben, verwenden, um unsere Tanks zu simulieren. Wir werden einen neuen Simulationsfunktionsblock erstellen. Siehe Abbildung 3. Abbildung 3. Neuen Tanksimulations-FB hinzufügen. Der neue Simulationsfunktionsblock hat dieselbe Logik wie der alte FB, aber in dieser Simulationsfunktion verwenden wir den definierten UDT „Tank“ als internen InOut-Tag, wie Sie auf der Abbildung sehen. Anstatt Ihre Funktionsblockparameter in den verschiedenen Bereichen der FB-Schnittstelle zu deklarieren, gibt es jetzt nur noch einen Tag, der alle erforderlichen Informationen zum Tank enthält. Aufrufen des neuen Tanksimulations-FB: Um die neue Simulationsfunktion aufzurufen, wählen wir, sie innerhalb eines zyklischen Interrupt-OB aufzurufen, um sicherzustellen, dass die Ausführung des Funktionsblocks nicht von der Zykluszeit des Hauptlogik-OB1 beeinflusst wird, wie wir es bei PIDs erklärt haben. Wir müssen also zuerst einen neuen zyklischen Interrupt-OB erstellen. Siehe Bild 4. Bild 4. Hinzufügen eines zyklischen Interrupts zum Aufrufen der Tanks 3 und 4. Sie können die zyklische Zeit nach Belieben wählen, in unserem Fall haben wir sie auf 3000 Mikrosekunden oder 3 Millisekunden eingestellt. Jetzt können Sie Ihren FB „Tank Simulator mit UDT“ per Drag & Drop in Ihren zyklischen Interrupt ziehen, um den FB aufzurufen. Ein Fenster mit Aufrufoptionen wird angezeigt, in dem Sie der FB-Dateninstanz einen beliebigen Namen geben können. Siehe Bild 5. Bild 5. Rufen Sie Ihren FB auf. Nach dem Aufruf des FB müssen Sie nun die Parameter für den Tank zuweisen, den Sie simulieren möchten. Siehe Bild 6. Bild 6. Weisen Sie dem FB-Aufruf Tankparameter zu. Beachten Sie, dass Sie für den Funktionsblock nur einen Parameter ausfüllen müssen. Und zwar das UDT-Tag, das Sie erstellt haben. Enthält bereits alle Tankparameter, die der Funktionsblock benötigt. Wir möchten Tank_03 simulieren, also weisen wir dem FB-Aufruf das Tag zu. Siehe Abbildung 7. Abbildung 7. Ziehen Sie Ihr Tag per Drag & Drop. Der Funktionsblockaufruf für Tank 3 sieht einfacher aus als der Aufruf von Tank 1 mit dem alten Simulator-FB ohne UDTs. Siehe Abbildung 8. Abbildung 8. Unterschiede beim Aufruf von Tank 1 und Tank 3. Erkennen Sie den Unterschied zwischen den beiden Tankaufrufen? Im Fall ohne UDTs müssen Sie alle Parameter des Funktionsblocks angeben. Stellen Sie sich vor, Sie müssen mit diesem Simulator 50 Tanks simulieren. Es wäre sehr langweilig und zeitaufwändig, all diese Parameter zuzuweisen, ganz zu schweigen davon, sie zuerst für jeden Tank zu deklarieren. Aber im Fall des Simulators mit UDTs können Sie so viele aufrufen, wie Sie möchten, und es wird nicht viel Zeit oder Mühe kosten. Siehe Bild 9. Bild 9. Aufrufen vieler anderer Tanks. Stellen Sie sich nun vor, Sie müssen Ihrer Simulation eine neue Variable hinzufügen. Sie möchten beispielsweise ein Ausflusswarnsignal hinzufügen. Mit dem alten Simulatorfunktionsblock ohne UDT bedeutet dies, dass Sie dieses neue Tag für jeden Tank deklarieren und es bei jedem Tankaufruf einzeln hinzufügen müssen. Aber mit UDTs müssen Sie nur das von Ihnen erstellte UDT aktualisieren und das gewünschte neue Tag hinzufügen. Siehe Bild 10. Bild 10. Hinzufügen eines neuen Tags zum UDT. Wenn Sie Änderungen am UDT vornehmen, müssen Sie nicht einmal den Funktionsaufruf aktualisieren. Da der Aufrufparameter derselbe ist, wurden die Änderungen innerhalb des Parameters selbst vorgenommen. Siehe Bild 11. Bild 11. Der FB muss nicht erneut aufgerufen werden. Sie müssen Ihr SPS-Projekt oder zumindest den Datenblock jedoch noch einmal neu kompilieren, damit die Änderungen am UDT aktualisiert werden können. Siehe Abbildung 12. Abbildung 12. Neu kompilieren, um die Änderungen am UDT zu aktualisieren. Nachdem Sie alle Änderungen am UDT kompiliert haben, werden alle deklarierten Tags dieses UDT automatisch aktualisiert. Siehe Abbildung 13. Abbildung 13. Alle Tags sind jetzt aktualisiert. Fazit Sie können die UDTs in Ihrem Projekt verwenden, um Ihre Programmierung schneller und einfacher nachvollziehbar zu machen. Die Verwendung von UDTs erleichtert auch das Vornehmen von Änderungen an Ihren Funktionen und Funktionsblöcken.
  20. Wenn Sie in einem SPS-System arbeiten, müssen Sie wissen, welche Fehler in den SPS-Modulen auftreten. Wenn ein SPS-Programmierer nicht weiß, welcher Fehler in der SPS auftritt und wie er ihn beheben kann, wird er sehr lange brauchen, um das System zu beheben. Jede SPS und ihre Module verfügen über LEDs zur visuellen Vereinfachung und Fehlerbehebung. Eine detaillierte Beschreibung finden Sie auch in den Benutzerhandbüchern. Daher ist es wichtig zu verstehen, wie diese LEDs funktionieren, denn wenn Sie sie erst einmal verstanden haben, wird die Fehlerdiagnose für SPS-Programmierer zu einer sehr einfachen Aufgabe. In diesem Beitrag lernen wir das Konzept der Fehlerdiagnose in SPS kennen. SPS-Fehlerdiagnose Sehen wir uns einige der häufigsten Fehlertypen an, die mit SPS-LEDs identifiziert werden können: Die Run-LED zeigt an, ob das Modul ordnungsgemäß funktioniert oder nicht. Wenn sie dauerhaft leuchtet, bedeutet dies, dass das Modul ordnungsgemäß funktioniert. Wenn diese LED aus ist, ist das Modul fehlerhaft oder ausgeschaltet. Die Err-LED zeigt an, ob das Modul einen Fehler aufweist oder nicht. Wenn sie dauerhaft leuchtet, handelt es sich um einen internen Modulfehler. Wenn sie blinkt, ist das Modul entweder nicht richtig konfiguriert oder es liegt ein Problem mit der angeschlossenen SPS-Hardware vor. Wenn sie aus ist, liegt kein Fehler im Modul vor. Die I/O-LED zeigt den genauen Status der mit dem Modul verbundenen SPS-IOs an. Wenn sie dauerhaft leuchtet, liegt ein Versorgungsspannungsfehler oder Kurzschluss vor. Wenn sie aus ist, liegt kein Fehler in den angeschlossenen IOs vor. Die Kanal-LED zeigt den Status einzelner Kanäle an. Wenn die LED dauerhaft leuchtet, funktioniert der Kanal ordnungsgemäß. Wenn sie blinkt, liegt ein Fehler vor (Kabelbruch oder Wert außerhalb des zulässigen Bereichs). Wenn sie aus ist, ist der Kanal überhaupt nicht konfiguriert. Einige Kommunikationsmodule wie Modbus RTU verfügen über eine Wahrheitstabelle der LEDs, die jeden Wert derselben anzeigt. LED-Anzeigen in der SPS Sie sind meist wie in der folgenden Tabelle: Hinweis: Die LED-Anzeigen können je nach SPS-Modell und Marke variieren. Die obige Tabelle ist ein Beispiel für eines der SPS-Modelle auf dem Markt. Einige Kommunikationsmodule wie Modbus TCP/IP haben etwas kompliziertere LED-Diagnosen. Es ist jedoch wichtig, sie für die Fehlerbehebung zu verstehen. Das Modul läuft, wenn die Run-LED leuchtet, und wird gestoppt, wenn die LED aus ist. Wenn die Err-LED blinkt, bedeutet dies, dass das Modul einen Fehler aufweist, und wenn sie blinkt, bedeutet dies, dass das Modul entweder nicht richtig konfiguriert ist oder ein Problem mit der Backplane vorliegt, wenn sie angeschlossen ist. Wenn die Netzwerkstatus-LED aus ist, bedeutet dies, dass das Modul mit keinem Gerät kommuniziert; wenn sie leuchtet, kommuniziert es mit mindestens einem Gerät; wenn sie blinkt, bedeutet dies, dass eine doppelte IP-Adresse erkannt wurde oder ein Timeout-Fehler aufgetreten ist. Auf diese Weise haben wir einige allgemeine Fehlerdiagnosen in der SPS gesehen.
  21. Wenn Sie in einem SPS-System arbeiten, wissen Sie, dass der Speicher das Wichtigste ist, worauf Sie achten müssen. Welches Programm Sie schreiben und wie viel Speicher verbraucht wird, ist ein sehr wichtiger Faktor bei der Bestimmung der SPS-Leistung. Dazu ist es notwendig zu verstehen, wie die Speicherstruktur in einer SPS organisiert und definiert ist. SPS-Speicherorganisation Ohne Kenntnisse der Speicherorganisation wäre es schwierig vorherzusagen, wie viel genaues Programm Sie schreiben müssen. In diesem Beitrag werden wir uns die Speicherorganisation in der SPS ansehen. Der Speicher in einer SPS ist hauptsächlich in zwei Typen unterteilt – Datendateien und Programmdateien. Datendateien Die Datendatei ist der Speicherort, an dem Informationen wie Speicherwörter, Statuswörter, Eingabevariablen, Ausgabevariablen, Kommunikationsvariablen, Timer, Zähler und andere integrierte Bibliotheksfunktionen des SPS-Herstellers gespeichert werden. Sehen wir uns jedes Beispiel einzeln an. Speicherwörter – Speicherwörter sind Boolesche Variablen, Integervariablen, Double-Integer-Variablen und Gleitkommavariablen. Angenommen, eine SPS hat 100 Speichervariablen zur Verwendung zugewiesen. Von diesen werden nur 5 Variablen verwendet. Die erste Variable ist vom Typ Bit und speichert entweder 0 oder 1. Die zweite Variable ist eine Ganzzahl, mit oder ohne Vorzeichen. Die dritte Variable ist ebenfalls eine Ganzzahl. Die vierte Variable ist eine doppelte Ganzzahl, mit oder ohne Vorzeichen. Wenn eine Variable eine doppelte Ganzzahl oder Gleitkommazahl ist, verbraucht sie zwei Speichervariablen. Die fünfte Speichervariable ist also eine doppelte Ganzzahl. Statuswörter – Statuswörter speichern Informationen über die SPS. Es gibt zwei Typen – Statusbits und Statusganzzahlen. Eingabevariablen – Sie speichern Daten zu digitalen und analogen Eingängen der SPS. Ausgabevariablen – Sie speichern Daten zu digitalen und analogen Ausgängen der SPS. Kommunikationsvariablen – Sie speichern Daten zu Kommunikationsprotokollen, die in der SPS verwendet werden. Dies können Modbus, Ethernet, Can-Open usw. sein. Abgesehen davon können andere integrierte Bibliotheken verwendet werden, um in den Datendateispeicher zu gelangen. Dazu gehören Timer, Zähler, Impulsblöcke usw. Programmdateien Wie der Name schon sagt, speichern Programmdateien Daten zu geschriebener Logik, Unterprogrammen und Interrupts. Dies ist der Hauptverbraucher des Speichers in der SPS. Wenn mehr SPS-Code geschrieben wird, ist der Programmdateiverbrauch groß, und wenn weniger Code geschrieben wird, ist der Programmdateiverbrauch geringer. Die gesamte Logik, sei es eine Leiter, ein Funktionsblockdiagramm, strukturierter Text, ein sequentielles Flussdiagramm oder eine Anweisungsliste, befindet sich im Programmdateispeicher. Auch benutzerdefinierte Funktionsblöcke und benutzerdefinierte Datentypen befinden sich in Programmdateien. Die Speicherorganisation in der SPS erfolgt entweder im internen Speicher oder auf internen und externen SD-Karten. Wenn der interne Speicher voll wird und Sie mehr Daten zum Schreiben des SPS-Programms benötigen, müssen Sie eine externe SD-Karte einlegen, um den Programmspeicher zu erweitern. In diesem Fall werden sowohl die Datendateien als auch die Programmdateien erweitert. Viele SPS verfügen über ein Online-Animationsfenster, das die aktuelle Speichernutzung anzeigt. Es kann entweder online oder offline angezeigt werden. Dies hilft bei einer besseren Speicherplanung.
  22. Bei speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) und verteilten Steuerungssystemen (DCS) ist die Auswahl zwischen festverdrahteten E/A und seriellen E/A aufgrund der Echtzeitnatur dieser Systeme und der damit verbundenen Komplexität industrieller Prozesse besonders kritisch. Im Folgenden erläutere ich die Eigenschaften der einzelnen Systeme in diesen spezifischen Systemen. Festverdrahtete E/A Die wichtigsten Punkte, die wir zu den festverdrahteten E/A besprechen müssen, sind unten aufgeführt. Direkte Verbindung Echtzeitreaktion Verdrahtungskomplexität Begrenzte Flexibilität Zuverlässigkeit Signalintegrität Eignung Sicherheitskritische Anwendungen 1. Direkte Verbindung Festverdrahtete E/A sind direkt mit der SPS oder dem DCS verbunden. Jedes Eingabe- oder Ausgabegerät verfügt über eine dedizierte Leitung, die zurück zum Controller führt. 2. Echtzeitreaktion Diese E/A sind im Allgemeinen für Echtzeitsteuerungsaufgaben ausgelegt. Sie werden insbesondere in zeitkritischen Anwendungen wie Prozesssteuerung, Verriegelungen und Notabschaltungen verwendet, bei denen sofortiges Handeln erforderlich ist. 3. Komplexität der Verdrahtung Bei großen Systemen mit zahlreichen E/A-Punkten können festverdrahtete Lösungen umständlich werden, da umfangreiche Verkabelung und größere Schaltschränke erforderlich sind. 4. Eingeschränkte Flexibilität Das Ändern oder Erweitern eines festverdrahteten Systems kann aufgrund der erforderlichen physischen Neuverdrahtung arbeitsintensiv sein. 5. Zuverlässigkeit Festverdrahtete E/As werden aufgrund ihrer unkomplizierten Punkt-zu-Punkt-Natur oft als zuverlässiger für kritische Aufgaben angesehen, wodurch das Risiko von Kommunikationsfehlern verringert wird. 6. Signalintegrität Die Signalintegrität ist bei festverdrahteten Verbindungen im Vergleich zur seriellen Kommunikation normalerweise besser, insbesondere in Umgebungen mit vielen elektromagnetischen Störungen (EMI). 7. Eignung Am besten geeignet für kleinere Systeme oder in Szenarien, in denen Zuverlässigkeit und Geschwindigkeit von größter Bedeutung sind. 8. Sicherheit Festverdrahtete I/Os werden meist in sicherheitskritischen Anwendungen wie industriellen Prozesssteuerungsanwendungen verwendet, bei denen die Regelkreise kritisch sind. Serielle I/Os Die wichtigsten Punkte, die wir über die seriellen I/Os diskutieren müssen, sind unten aufgeführt. Datenserialisierung Protokollbasierte Kommunikation Skalierbarkeit Netzwerkfähigkeit Datenverarbeitung Entfernung Schwachstelle Kosten Sicherheit 1. Datenserialisierung Serielle I/Os übertragen Daten jeweils ein Bit, normalerweise über eine einzige Datenleitung. Dies steht im Gegensatz zu parallelen Systemen, die mehrere Bits gleichzeitig senden. Wir haben einzelne Drähte für jedes Signal in festverdrahteten I/Os, aber die seriellen I/Os haben im Allgemeinen ein einziges Kabel zum Senden/Empfangen aller Daten. 2. Protokollbasierte Kommunikation Sie verlassen sich normalerweise auf etablierte Industrieprotokolle wie Modbus, PROFIBUS oder Ethernet/IP für die Kommunikation, die den Datenaustausch zwischen Geräten standardisieren. 3. Skalierbarkeit Serielle E/A-Systeme sind im Allgemeinen skalierbarer. Das Hinzufügen weiterer E/A-Punkte erfordert häufig nur die Konfiguration des vorhandenen Netzwerks, ohne dass zusätzliche Kabel zum Controller zurückverlegt werden müssen. 4. Netzwerkfähigkeit Serielle E/A-Systeme können problemlos vernetzt werden und verfügen häufig über integrierte Diagnosefunktionen, was sie vielseitiger macht, aber auch komplexer macht. 5. Datenverarbeitung Serielle E/A-Systeme sind vielseitiger, wenn es um die Datenverarbeitung geht. Sie können komplexere Datentypen, einschließlich reeller Zahlen und Zeichenfolgen, über das Netzwerk übertragen. 6. Entfernung Sie eignen sich besser für Anwendungen, bei denen sich E/A-Punkte weit vom SPS- oder DCS-Controller entfernt befinden. In einigen Fällen benötigen wir möglicherweise spezielle Geräte wie Repeater, Gateways usw. 7. Anfälligkeit Da sie protokollbasiert sind, können serielle E/A-Systeme anfälliger für Probleme wie Datenkollisionen, Latenz und andere netzwerkbezogene Probleme sein. 8. Kosten Während die anfänglichen Einrichtungskosten aufgrund der Netzwerkhardware höher sein können, können die langfristigen Kosten niedriger sein, insbesondere bei Systemen, die häufige Änderungen oder Skalierungen erfordern. 9. Sicherheit Serielle E/As werden nie in sicherheitskritischen Anwendungen verwendet, da eine Beschädigung des Hauptkabels zu einem vollständigen Datenausfall führen kann. Wahl zwischen festverdrahteten und seriellen E/As Die Wahl zwischen den beiden hängt oft von verschiedenen Faktoren ab, wie z. B. Systemgröße, erforderliche Betriebsgeschwindigkeit, Sicherheit, Datenkomplexität und Kostenüberlegungen. Ingenieure führen normalerweise eine detaillierte Analyse durch und verwenden manchmal sogar beide Typen in verschiedenen Abschnitten eines einzelnen SPS- oder DCS-Systems, um die Vorteile beider zu nutzen. Beispielsweise können festverdrahtete E/As für sicherheitskritische Anwendungen verwendet werden, während serielle E/As für Datenerfassungs- und Überwachungsaufgaben verwendet werden können. Vergleich zwischen festverdrahteten E/As und seriellen E/As Die folgende Tabelle zeigt die Unterschiede zwischen festverdrahteten E/As und seriellen E/As. Parameter Festverdrahtete E/As Serielle E/As Verbindungstyp Direkte Punkt-zu-Punkt-Verbindung Protokollbasiert, normalerweise vernetzt Datenübertragungsgeschwindigkeit Im Allgemeinen schnellere Echtzeitverarbeitung Kann aufgrund der Serialisierung langsamer sein (je nach Protokoll) Komplexität Kann aufgrund der Serialisierung langsamer sein (je nach Protokoll) Überschaubarere Komplexität Skalierbarkeit Schwierig und teuer zu skalieren Einfacher und weniger teuer zu skalieren Zuverlässigkeit Höher aufgrund weniger Fehlerpunkte Kann mehr Fehlerpunkte haben Verdrahtung Umfangreiche Verkabelung erforderlich Weniger Verkabelung, oft nur eine einzige Datenleitung Signalintegrität Besser in Umgebungen mit hoher elektromagnetischer Störung Kann anfällig für elektromagnetische Störungen sein Unterstützte Datentypen Im Allgemeinen 4-20 mA Analogsignale, 24 V DC für Digitalsignale. Dies kann aufgrund der Netzwerkhardware höher sein. Entfernung Geeignet für kürzere Entfernungen Kann längere Entfernungen bewältigen. Kosten (Anfangskosten) Niedriger für kleine Systeme und höher für größere Systeme Hoch (hängt vom Protokoll ab) Kosten (Wartung) Höher aufgrund der Komplexität der Fehlerbehebung Im Allgemeinen niedriger. Flexibilität Begrenzt; schwer zu ändern Sehr flexibel; leicht zu ändern. Redundanz Schwierig und teuer zu implementieren Einfacher und weniger kostspielig zu implementieren. Sicherheitsanwendungen Häufig für sicherheitskritische Aufgaben verwendet Weniger häufig für sicherheitskritische Aufgaben verwendet. Netzwerkdiagnose Begrenzt oder nicht vorhanden Häufig integriert. Wenn es um die Sicherheit in SPS- und DCS-Systemen geht, haben festverdrahtete E/A und serielle E/A unterschiedliche Eigenschaften, die die Sicherheit eines industriellen Prozesses entweder verbessern oder potenziell gefährden können. Nachfolgend finden Sie eine Vergleichstabelle, die sich ausschließlich auf den Sicherheitsaspekt dieser beiden Arten von E/A-Systemen konzentriert. Sicherheitsaspekt Festverdrahtete E/A Serielle E/A Zuverlässigkeit Generell höhere Zuverlässigkeit aufgrund direkter Verbindungen und weniger Fehlerquellen. Protokoll- und netzwerkbasiert, was zu mehr potenziellen Fehlerquellen führt. Reaktionsfähigkeit in Echtzeit Hervorragend für Echtzeitreaktionen geeignet, wird häufig bei Notabschaltungen und Sicherheitsverriegelungen verwendet. Kann aufgrund von Netzwerküberlastung oder Protokollbeschränkungen zu Latenzen führen, was sie für sofortige Maßnahmen weniger ideal macht. Systemkomplexität Eine geringere Komplexität erleichtert im Allgemeinen die Identifizierung und Behebung von Sicherheitsproblemen. Die Komplexität von Netzwerken und Protokollen kann es schwierig machen, die Grundursache von Sicherheitsbedenken zu identifizieren. Signalintegrität Weniger anfällig für elektromagnetische Störungen (EMI), wodurch Signalqualität und -zuverlässigkeit verbessert werden. Potenziell anfälliger für EMI und Signalverschlechterung, was die Sicherheit beeinträchtigen könnte. Datenintegrität Da es sich im Allgemeinen um Punkt-zu-Punkt-Verbindungen handelt, ist eine Datenbeschädigung weniger wahrscheinlich. Anfälliger für Datenintegritätsprobleme aufgrund von Netzwerken, wodurch das Risiko sicherheitsrelevanter Fehler steigt. Menschliches Versagen Aufgrund der Einfachheit weniger anfällig für Konfigurationsfehler, die die Sicherheit beeinträchtigen. Größere Wahrscheinlichkeit menschlicher Fehler während der Konfiguration oder Wartung, die die Systemsicherheit beeinträchtigen. Notsituationen Aufgrund der schnellen Reaktionszeit oft die bevorzugte Wahl für sicherheitskritische Systeme wie Notabschaltungen. Aufgrund möglicher Latenz und anderer netzwerkbezogener Probleme normalerweise nicht für Aufgaben mit sofortiger Wirkung verwendet. Sicherheit Geringere Anfälligkeit für Cyberangriffe, da sie im Allgemeinen nicht vernetzt sind. Aufgrund der Vernetzung anfälliger für Cyberbedrohungen, die die Sicherheit gefährden können. Eingebaute Sicherheitsfunktionen Sicherheitsfunktionen sind oft fest verdrahtet und unkompliziert, was sie robust macht. Verfügen möglicherweise über eingebaute Sicherheitsprotokolle, die jedoch durch Netzwerkprobleme beeinträchtigt werden können. Zertifizierungen Aufgrund der geringeren Komplexität und höheren Zuverlässigkeit einfacher für sicherheitskritische Anwendungen zu zertifizieren. Aufgrund der Netzwerk- und Protokollkomplexität sind möglicherweise umfangreichere Tests und Zertifizierungen erforderlich. Bei der Wahl zwischen festverdrahteten und seriellen E/A-Geräten aus Sicherheitsgründen fällt die Wahl bei kritischen Sicherheitsanwendungen häufig auf festverdrahtete E/A-Geräte, da diese über eine hohe Zuverlässigkeit und sofortige Reaktionsfähigkeit verfügen. Die Gesamtsicherheit eines Systems wird jedoch nicht nur durch die Art der verwendeten E/A-Geräte bestimmt, sondern auch durch Faktoren wie Design, Wartungspraktiken und die Kompetenz des Betriebspersonals.
  23. Ob Industrieautomation oder ein anderes SPS-System, jedes Gerät oder jede Ausrüstung erreicht nach einer gewissen Zeit ein Stadium, in dem es entweder ausgetauscht oder aktualisiert werden muss. Upgrade und Migration Wenn eine SPS beispielsweise länger als 10 Jahre im Einsatz ist, erreicht sie ein Stadium, in dem der technische Support nicht mehr besteht oder die SPS nicht mehr ersetzt werden kann, da sie veraltet ist. In diesem Fall haben Sie zwei Möglichkeiten – entweder die Migration auf einen komplett neuen Satz SPS oder das Upgrade der Firmware und des Programms. Es ist sehr wichtig, diesen Unterschied zu verstehen, da er bei der Auswahl der richtigen Arbeit hilft. In diesem Beitrag lernen wir den Unterschied zwischen dem Upgrade und der Migration von SPS-Systemen kennen und erfahren, wie man das Richtige umsetzt. Warum ist das Migrieren oder Upgraden von SPS-Systemen erforderlich? Bevor wir uns mit dem Thema befassen, müssen wir zunächst verstehen, warum wir das tun müssen. Angenommen, Sie verwenden seit fast 15 Jahren eine SPS „X“. Es ist nicht so, dass das Programm plötzlich zu Fehlfunktionen neigt; das ist eine ganz andere Theorie und hängt ganz davon ab, wie der Programmierer den Code geschrieben hat. Einmal geschriebener SPS-Code wird ein Leben lang auf die gleiche Weise ausgeführt. Das Problem beginnt mit Hardware und Support. Ein SPS-Hersteller wird diese SPS „X“ meist nicht so lange in Produktion halten, wenn sie nicht stabil ist oder viele Programmierbeschränkungen aufweist. Diese SPS wird bald veraltet sein und kein Ersatz mehr verfügbar sein. Sogar der Systemintegrator oder der SPS-Hersteller selbst wird seinen technischen Support nicht mehr leisten können, da das Personal dafür auf eine neuere Marke umgestellt wird oder das Programmierkabel ebenfalls nicht mehr verfügbar ist. Wenn in diesem Fall das SPS-System aus irgendeinem Grund plötzlich ausfällt, bleibt Ihnen keine andere Wahl, als zu warten, bis eine längere Ausfallzeit endet. Und wenn Sie diese SPS trotzdem noch irgendwoher bekommen können, werden die Kosten extrem hoch und außerhalb Ihres Budgets liegen. Angesichts der aktuellen Lieferkettenunterbrechungen und der jüngsten Knappheit neuer Lösungen und Teile für die industrielle Automatisierung ist es nicht möglich, genau abzuschätzen, wie lange es dauern könnte, eine neue Einheit zu beschaffen. In diesem Fall haben Sie zwei Möglichkeiten: entweder auf eine andere Marke umzusteigen oder die vorhandene Einheit auf eine neuere Firmware-CPU oder ein neueres Programm zu aktualisieren. Aus diesem Grund spielen Migration und Upgrade eine wichtige Rolle in der industriellen Automatisierung. Außerdem bringen neue Lösungen weniger Fehler und Risiken, stärkeren technischen Support, Service-Know-how, weniger Kapitalinvestitionen und einen effizienteren Anlagenbetrieb mit sich. Was ist die Migration des SPS-Systems? Lassen Sie uns zunächst die einfachere der beiden Möglichkeiten verstehen. Migration bedeutet, ein altes System vollständig durch ein neues System zu ersetzen. Dies ist vergleichbar mit einem Bürger, der von seiner alten Stadt in eine neue Stadt zieht. Angenommen, Sie haben eine alte SPS, die einige Hardwaredefekte aufweist, nachdem festgestellt wurde, dass sie 10 Jahre alt ist. Zwei digitale Eingänge der CPU sind fehlerhaft geworden und die CPU ist auf dem Markt nicht mehr erhältlich. Außerdem hat der Systemintegrator, der die SPS geliefert hat, aus Pech sein Geschäft geschlossen oder ist auf neuere Marken umgestiegen. In diesem Fall bedeutet Migration, dass Sie eine SPS einer anderen Marke kaufen müssen. Vor dem Kauf müssen Sie Faktoren wie IO-Anzahl, IO-Verkabelung, Verfügbarkeit von Kommunikationsanschlüssen, Programmierkapazität, Speicherkapazität, Ausführungsgeschwindigkeit, Erweiterungsmöglichkeit usw. berücksichtigen. Wenn Sie all dies erledigt haben, müssen Sie eine neue kaufen und ein neues Programm gemäß der Software des Herstellers darin schreiben. Außerdem müssen Sie die vorherige IO-Liste mit dem neuen Anbieter teilen, damit dieser die IO-Zuordnung in der SPS entsprechend vornimmt und die Zeit für die Verkabelung der IOs im Schaltschrank verkürzt. Sobald dies erledigt ist, können Sie die alte SPS durch die neue ersetzen und das System entsprechend verwenden. Obwohl neue und konsistente Programmierstandards mit diesem Ansatz nicht vollständig angewendet werden können, bleibt die Gesamtfunktionalität so nah wie möglich am Original und das Programm kann bis zu einem gewissen Grad verbessert werden. Was ist die Aktualisierung von SPS-Systemen? Betrachten wir einen zweiten Fall der Aktualisierung des SPS-Systems. Sie haben dieselbe SPS des Herstellers wie zuvor besprochen und es ist ein Fehler aufgetreten. Jetzt stellen Sie fest, dass eine höherwertige SPS desselben Herstellers mit ähnlichem Codierstil und IO-Funktionen verfügbar ist. Sogar der Hersteller bietet Support an. Anstatt den Hersteller zu einem neueren zu wechseln oder die SPS-Marke komplett zu ändern, müssen Sie Ihr System nur auf eine neuere und höhere Version aktualisieren. Diese neue CPU muss entweder mit der neuen Codierung neu geschrieben oder einfach angeschlossen und abgespielt werden, je nach Software. Eine Aktualisierung erfordert daher eine umfassendere IO-Verkabelung und SPS-Codierung, die durchgeführt werden muss, während wir das System aktualisieren. Außerdem kann der Programmierer durch das Neuschreiben von Codes von Grund auf die Fehler beseitigen, die er in älteren Systemen beobachtet hat, und auf einfachere Weise eine effiziente und zuverlässige Logik planen. Dies ist ein Ansatz, bei dem man ein System von Grund auf neu aufrüstet. Unterschied zwischen Migration und Upgrade von SPS-Systemen Migration bedeutet den Wechsel zu einem völlig neuen SPS-Hersteller, während Upgrade den Wechsel zu einer neueren CPU desselben SPS-Herstellers bedeutet. Migration ist billiger als Upgrade, da sie weniger Ausfallzeiten, weniger neue Hardware, weniger Programmierzeit und weniger Infrastrukturdesign erfordert. Migration ist weniger riskant als Upgrade, da Sie das Programm des älteren Systems bereits zur Verfügung haben und es nur kopieren und einfügen müssen. Obwohl eine 100-prozentige Kopie nicht möglich ist, können die Funktionalitäten dank dieses Ansatzes weitgehend ähnlich sein. Migration kann zu neuer Hardware führen, und es kann einige Zeit dauern, bis die Ingenieure das System schnell verstehen, damit sie es dann warten und Fehler beheben können. In diesem Fall ist ein Upgrade viel einfacher. Eine Migration ist weniger zuverlässig und effizient als ein Upgrade, da Sie trotz intensiver Untersuchung nicht wissen, wie die neue SPS jetzt funktioniert. Eine Migration und ein Upgrade sind eine heikle Angelegenheit und erfordern das umfassende Fachwissen der beteiligten Ingenieure und Programmierer. Außerdem ist die Vorgehensweise von System zu System unterschiedlich. Wenn Sie dies einmal getan haben, kann es Ihre Aufgabe erheblich erleichtern. Auf diese Weise haben wir das Konzept des Upgrades und der Migration von SPS-Systemen kennengelernt.
  24. Wir alle wissen, wie wichtig SPSen im heutigen Automatisierungszeitalter sind. Es gibt so viele beliebte SPS-Marken, z. B. Siemens, Yokogawa, AB, ABB, GE usw. Auf diesen SPS-Steuerungen sind so viele LED-Anzeigen vorhanden, um die verschiedenen Zustände der Steuerung zu verstehen, aber um den Status zu kennen, müssen wir zuerst die Bedeutung dieser Anzeigen verstehen. LED-Anzeigen von SPSen von GE In diesem Artikel werden wir die LED-Anzeigen einer der GE-SPSen verstehen, insbesondere der CPL-Serie. Außerdem werden wir die Funktionsweise der verschiedenen auf der Steuerung verfügbaren Ports verstehen. In diesem Artikel werden wir die LED-Anzeigen des CPL-410-Modells der SPS von GE erklären. Über das Modell CPL 410 Dieses PAC-System (Programmable Automation Controller) mit der Bezeichnung RX3iCPL410 verfügt über einen integrierten Linux-Server und unterstützt Programmiersprachen wie Kontaktplanlogik, strukturierten Text, Funktionsblockdiagramm und C. Enthält 64 MB konfigurierbaren Daten- und Programmspeicher, 32 KB für diskrete Ein- und Ausgänge und 32 KB für analoge Ein- und Ausgänge. Massenspeicher wird auch für den Datenaustausch unterstützt. Es unterstützt bis zu 768 Programmblöcke, wobei ein Block 128 KB groß ist. Außerdem werden 4 unabhängige Ethernet-LANs (10\100\1000) unterstützt. Bis zu 32 Modbus TCP IP-Clients sind zulässig, 48 SRTP (Service Request Transport Protocol) können gleichzeitig ausgeführt werden und 16 gleichzeitige Modbus TCP IP-Serververbindungen. Diese SPS kann Betriebstemperaturen von bis zu -40 bis 70 Grad C bewältigen, ist ein Gerät zur DIN-Schienenmontage, unterstützt eine 18-30 VDC-Versorgung und benötigt keine spezielle Stromversorgung. Sie ist mit fünf Ethernet-Ports an der Vorderseite und einem RJ45-Anschluss an der Unterseite ausgestattet. Ein OLED-Display ist verfügbar, um verschiedene Zustände der CPU zu navigieren und zu überwachen, außerdem sind viele Schalter mit LED-Anzeigen verfügbar, um den Status zu überwachen und die Einstellungen durchzugehen. Wir können die CPU mit der Proficy Machine Edition-Software programmieren und konfigurieren, dieses System kann problemlos ein redundantes System mit einer Umschaltzeit von 100 ms zur sekundären SPS erstellen. Okay, jetzt werden wir die LED-Anzeigen für dieses spezielle GE-SPS-Modell CPL-410 besprechen. Im folgenden Bild können wir viele Anzeigen und Kommunikationsanschlüsse sehen, in Abb. 1 ist die SPS ohne Verbindungen und in Abb. 2 mit laufenden Kommunikationskanälen. Abb. 1 (links) und Abb. 2 (rechts) Beginnen wir also in der oberen rechten Ecke. µSD: In diesen Steckplatz wird eine Micro-SD-Karte eingesetzt. Die Micro-SD-Karte wird für externe Speicherung oder zum Laden von Programmen verwendet. Sie verfügt über eine Schutzabdeckung, um Schäden zu vermeiden. DISP: Sie können auf die Menünavigation des OLED-Displays zugreifen und je nach Bedarf Änderungen vornehmen. Mit dieser Schaltfläche können Sie auf LAN-Einstellungen, Steuerungsstatus, E/A-Status, Geräteinformationen, Linux-Betriebssystemeinstellungen, Redundanzinformationen und Redundanzbefehle zugreifen. Wir können die konfigurierte IP jeder LAN-Verbindung überprüfen. SEL: Mit dieser Anzeige- und Schaltfläche können Sie die Auswahl für jede Einstellungsänderung steuern und je nach Bedarf durch die Optionen navigieren. RUN: Wird verwendet, um Befehle an die SPS auszuführen. Es aktiviert das OLED-Menü, um den Modus „RUN aktiviert“ oder „RUN deaktiviert“ von der SPS auszuwählen. Im Run-Zustand leuchtet die grüne Anzeige direkt unter der Run-Schaltfläche. STOP: Wird verwendet, um einen Stoppbefehl an die SPS zu senden. Sie können mit dieser Schaltfläche für die SPS „Stop aktiviert“ oder „Stop deaktiviert“ auswählen. PHY PRES: TPM (Trusted Platform Module) Anzeige der physischen Anwesenheit mit Auswahl, dies lässt das grüne Licht bei einwandfreiem Zustand leuchten. SSD: Solid State Disk Activity, grüne Anzeige bei einwandfreiem Zustand. Dies dient zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit der Solid State Disk oder des Laufwerks, auf dem Daten gespeichert werden. TEMP: Dies zeigt an, dass der Controller eine Übertemperatur festgestellt hat. Es wird eine gelbe LED-Anzeige angezeigt, wenn die Temperatur den Grenzwert überschreitet. OK: Dieses Signal zeigt an, dass die CPU in Ordnung und in einwandfreiem Zustand ist. OE: Ausgang aktiviert, grüne Anzeige, wenn er in Ordnung ist. FRC: Wenn wir Kraft auf ein Modul oder Gerät anwenden, leuchtet eine gelbe Anzeige, die anzeigt, dass das Kraftsignal aktiviert ist. FLT: Diese Anzeige leuchtet rot, wenn ein Systemfehler vorliegt. Ein Systemfehler tritt bei einem Problem mit einem Modul auf. IO: Diese LED zeigt den Funktionstüchtigkeitsstatus des IO-Netzwerks an. Die grüne Anzeige leuchtet bei einwandfreiem Zustand. RACT: Ein redundantes System ist ein Muss, um Prozessausfälle bei Problemen mit dem primären Steuersystem zu vermeiden. Außerdem muss das redundante System genau überwacht werden, um die Verfügbarkeit jederzeit sicherzustellen. Die RACT-LED-Anzeige zeigt an, dass die Redundanz aktiv ist oder die redundante Einheit aktiv ist. Die Anzeige leuchtet grün, wenn redundante Geräte aktiv sind. Diese LED wird aktiviert, sobald der Hot Stand durch die redundante CPU bereit ist. RBOK: Dies zeigt an, dass die redundante Backup-Einheit in Ordnung ist. Die Anzeige leuchtet grün. GPOK: Nachdem Linux erfolgreich gebootet und die CPU neu gestartet wurde, blinkt diese LED-Anzeige grün und zeigt damit an, dass der allgemeine Zweck in Ordnung ist, d. h. ein Betriebssystem in einwandfreiem Zustand oder bereit für Benutzeranmeldungen, oder wir können sagen, dass Linux ausgeführt wird. PWR: Strom ist EIN, außerdem können wir den Controller mit dieser Taste zurücksetzen. Wir müssen die PWR-Taste gedrückt halten, um die SPS zurückzusetzen. In einwandfreiem Zustand leuchtet sie grün. Kommunikationsanschlüsse in der SPS Lassen Sie uns etwas über Kommunikationsanschlüsse erfahren: USB1: Dieser Anschluss ist Linux zugewiesen und kann verwendet werden, um auf Tastaturen, Memory Sticks, USB-Sticks und andere Speichergeräte mit ordnungsgemäß installierten Treibern zuzugreifen. USB2: Dieser Anschluss ist der Controller-Laufzeit PACS (Programmable Automation Controller) zugewiesen. LAN: LAN-Anschlüsse werden verwendet, um Anlagenkommunikationspakete und Hot-Standby-Redundanz zu konfigurieren, wobei zwei LAN3-Gruppenanschlüsse zu diesem Zweck verwendet werden. Sie bieten eine Hochgeschwindigkeits-Datensynchronisierungsverbindung zwischen den beiden CPUs. Verbinden Sie den oberen LAN3-Port der primären CPU mit dem oberen LAN3-Port der sekundären CPU und verbinden Sie den unteren LAN3-Port der primären CPU mit dem unteren LAN3-Port der sekundären CPU. LAN auf der Vorderseite: -LAN-1: Dieser Port ist nicht umschaltbar und wird mit dem obersten RJ45-Anschluss verbunden. -LAN-2: Wird mit den beiden mittleren RJ45-Anschlüssen verbunden und kann intern umgeschaltet werden. -LAN-3: Wird mit den beiden unteren RJ45-Anschlüssen verbunden. Diese Ports können auch intern umgeschaltet werden. Dieser Port wird verwendet, um dem System Hot-Standby-Redundanz bereitzustellen. LAN auf der Unterseite: -RJ45: Dieser Port unterstützt das Serial IO-Protokoll und ist auch dem Linux-System selbst zugewiesen. Die Geschwindigkeit und die Integrität der Verbindung des LAN-Ports sind für eine ordnungsgemäße Kommunikation von entscheidender Bedeutung. Sehen wir uns die oberen und unteren Anzeigen des LAN-Ports und die Bedeutung dieser Anzeigen an. LAN-Ports-Status (obere Anzeige): Grüne Anzeige: Die entsprechende Verbindung wurde hergestellt, Blinkendes Grün: Datenverkehr erkannt, Aus, Keine Verbindung. LAN-Ports-Geschwindigkeit (untere Anzeige): Grün Ein: Datengeschwindigkeit ist 1 Gbps oder 100 Mbps, Aus: Netzwerkdatengeschwindigkeit ist 10 Mbps Siehe die folgende Abbildung, um die Anzeigen für LAN-Ports zu verstehen. Abb. 3 Weitere verfügbare Ports auf der Unterseite der SPS RJ45: Dies ist ein serieller COM-Port, an den wir einen Kommunikationskanal mit einem RJ45-Stecker anschließen können. Wir können diesen Port für eine direkte Ethernet-Verbindung verwenden oder wir können Modbus oder einen seriellen Kommunikationskanal mithilfe eines TCP-IP-Konverters (Seriell zu Ethernet) kommunizieren. Bitte beachten Sie, dass der RJ-Stecker mit 8 Pins ausgestattet ist und mit Drähten verbunden wird, die in einem Twisted Pair kombiniert sind. Dieses Twisted Pair trägt dazu bei, Übersprechen zu verringern und elektromagnetische Störungen zu beseitigen. Die folgenden Anschlüsse sind auf der Unterseite der SPS verfügbar (Abb. 4) Abb. 4 Display-Anschluss: Dies ist ein Video-Display-Anschluss. Wir können diesen Anschluss verwenden, um Video und Audio gleichzeitig oder separat zu übertragen. DP kann Signale in einer Geschwindigkeit von 144 Hz bis 4k übertragen. EFA: Dies ist ein IICS-Cloud-Anschluss (Informatica Intelligent Cloud Services). Dies ist ein Cloud-basierter Dienst für Integration und Datenverwaltung. Mit dieser Plattform können Sie Verbindungen konfigurieren, Benutzer erstellen, Aktivitäten oder Aufgaben ausführen, planen und überwachen. EPCSS: Energy Pack Control & Status Signal, dies ist ein Klemmenblock mit 5 Verdrahtungsklemmen. Obwohl EPCSS optional ist, ermöglicht es dem SPS-Controller, seinen aktuellen Status bei Stromausfall zu speichern. 24DC IN: Dreiadriger Klemmenblock für 24-V-Gleichstromversorgung der SPS. Schauen wir uns die Zusammenfassung aller LED-Anzeigen in Abb. 5 an. Abb. 5 Das war also ein grundlegendes Verständnis der LED-Anzeigen und verschiedener Ports der SPS von GE.
  25. Wenn Sie ein SPS-Programm entwickeln, müssen Sie sicherstellen, dass es ordnungsgemäß getestet und validiert wurde, bevor Sie es dem Kunden zeigen. Dies liegt daran, dass ein SPS-Programm aus vielen Teilen besteht, wie Logik, Konfiguration, Einstellungen usw. Daher ist es notwendig, jedes einzelne Teil zu testen und zu validieren, unabhängig davon, welches Programm nicht funktioniert. Wenn es Fehler in der Konfiguration oder Logik gibt, wird das System vor Ort nicht funktionieren. Um dies zu vermeiden, verbringen die meisten Programmierer Stunden damit, die SPS-Logik zu testen, und dies ist ein sehr wichtiger Schritt, den sie durchführen. In diesem Beitrag lernen wir den Test- und Validierungsprozess der SPS-Entwicklung kennen. Testen und Validieren bei der SPS-Entwicklung Einige der Punkte im Zusammenhang mit SPS-Tests und -Validierung sind unten aufgeführt. Versammeln Sie die Beteiligten zu einem ersten Meeting, um den Umfang, die Ziele und die Anforderungen des SPS-Projekts zu besprechen. Formulieren Sie die Ziele und Akzeptanzkriterien für Tests und Validierung. Weisen Sie Ressourcen zu, darunter Teammitglieder, Hardware und Softwaretools, die für den Test- und Validierungsprozess erforderlich sind. Bereiten Sie detaillierte funktionale Designspezifikationen (FDS) vor, die als Grundlage für die Entwicklung und Prüfung von SPS-Programmen dienen. Entwickeln Sie die anfänglichen Codeblöcke und Routinen auf der Grundlage der funktionalen Designspezifikationen. Schreiben Sie Testpläne speziell für Unit-Tests, in denen Sie angeben, was jede Einheit leisten soll und wie sie getestet werden soll. Führen Sie die Unit-Tests gemäß den Testplänen durch und zeichnen Sie die Ergebnisse für jede Funktion oder Routine auf. Erstellen Sie Testpläne für Integrationstests, in denen Sie darlegen, wie verschiedene Codeblöcke und Routinen kombiniert und als einzelne Einheit getestet werden. Führen Sie Integrationstests durch und validieren Sie die Funktionalität und Interoperabilität des gesamten Programms mit anderen Systemen. Entwickeln Sie das FAT-Protokoll und geben Sie die Kriterien an, die das System erfüllen muss, um als akzeptabel zu gelten. Führen Sie den FAT auf der Grundlage des FAT-Protokolls in einer simulierten Umgebung durch, um sicherzustellen, dass alle Anforderungen erfüllt sind. Entwerfen Sie detaillierte Validierungsprotokolle, die definieren, wie die Validierung durchgeführt wird, was überprüft wird und was akzeptable Ergebnisse darstellt. Überprüfen Sie die Validierungsprotokolle und holen Sie Genehmigungen von der Qualitätssicherung und anderen Beteiligten ein. Implementieren Sie die Validierungsprotokolle, dokumentieren Sie die Ergebnisse und identifizieren Sie etwaige Abweichungen oder Fehler. Erstellen Sie ein SAT-Protokoll, das sich auf die reale Umgebung konzentriert, in der das SPS-System betrieben wird. Führen Sie SAT durch, um zu überprüfen, ob das SPS-System in seiner vorgesehenen Betriebsumgebung zuverlässig funktioniert. Erstellen Sie eine umfassende Dokumentation der Test- und Validierungsaktivitäten, Ergebnisse und aller ergriffenen Korrekturmaßnahmen. Holen Sie die endgültige Genehmigung aller Beteiligten ein, um sicherzustellen, dass das SPS-System sowohl getestet als auch validiert wurde. Richten Sie Prozesse ein, um die Leistung des SPS-Systems zu überwachen, und planen Sie regelmäßige erneute Test- und Validierungsaktivitäten ein. Archivieren Sie alle SPS-Projektdokumentationen und -Codes und schließen Sie das Projekt offiziell ab. Die obigen Schritte bieten eine einfache Anleitung zur Vorbereitung von Tests und Validierungen in einem neuen SPS-Entwicklungsprojekt. Sehen wir uns nacheinander einige wichtige Schritte an, die für eine ordnungsgemäße Funktion bis zum Ende befolgt werden müssen. IO-Mapping SPS funktioniert entsprechend Eingängen und Ausgängen. Der allererste Schritt beim Testen des Programms ist also die Überprüfung des IO-Mappings in der SPS. Sie müssen entweder jeden digitalen Eingang in der Simulation erzwingen oder der SPS einen tatsächlichen Hardware-Eingang geben. Wenn die Zuordnung nacheinander richtig ist, wird dies in Ihren Grafiken und Ihrem Programm widergespiegelt. Dadurch werden digitale Eingänge überprüft. Befolgen Sie denselben Vorgang für analoge Eingänge. Für analoge Eingänge müssen Sie jedoch mehrere Rohzählungen statt nur einer Zählung angeben. Ein breiter Zählbereich gibt Ihnen eine gute Vorstellung davon, ob der Kanal ordnungsgemäß funktioniert oder nicht. Dann müssen Sie für digitale Ausgänge diese nacheinander erzwingen. Wenn die SPS-Ausgänge gemäß der Sequenz ein- und ausgeschaltet werden, ist Ihre DO-Zuordnung richtig. Befolgen Sie denselben Vorgang für analoge Ausgänge und geben Sie einen breiten Bereich von Rohzählungen statt einer einzelnen Zählung an. Sie erhalten eine gute Vorstellung davon, ob der AO-Kanal ordnungsgemäß funktioniert oder nicht. Überprüfen der Kommunikationsprotokolle Nachdem die IOs im SPS-Programm überprüft wurden, besteht der nächste Schritt darin, Kommunikations- und Netzwerkadressen zu überprüfen. Angenommen, eine SPS hat einen Ethernet-Port und einen Modbus RTU-Port. Sie haben ein HMI an den Ethernet-Port und drei VFDs an den Modbus-Port angeschlossen. Der Modbus-Port wird zum Übertragen und Empfangen von Daten mit VFD verwendet, wie Strom, Frequenz, Spannung usw. Diese Zuordnungen wurden von Ihnen in der SPS-Logik vorgenommen. Sie müssen zuerst den Ethernet-Port überprüfen, indem Sie testen, ob die IP pingt oder nicht und ob sie mit HMI kommuniziert oder nicht. Dann müssen Sie die Modbus-Kommunikation herstellen und überprüfen, ob die Daten ordnungsgemäß mit der SPS kommuniziert werden oder nicht. Dadurch wird Ihr Hardwareteil vollständig gelöscht, da Sie nun Daten ordnungsgemäß an das Feld übermitteln können; entweder über Hard-IO oder Soft-IO. Diese beiden grundlegenden Schritte sind der erste Schritt Ihrer Validierung. Manueller Modus Einige Systeme haben einen manuellen Modus ohne kritische Verriegelungen und einige Systeme haben einen manuellen Modus mit kritischen Verriegelungen. Um den manuellen Modus zu überprüfen, müssen Sie jeden einzelnen Ausgang Schritt für Schritt einschalten und prüfen, ob der tatsächliche physische Ausgang eingeschaltet wird oder nicht. In diesem ersten Schritt wird überprüft, ob der physische DO oder AO ordnungsgemäß mit den Tasten für den manuellen Modus verknüpft wurde oder nicht. Anschließend müssen Sie entsprechende Alarme generieren und prüfen, ob der Ausgang ausgeschaltet wird oder nicht. Nur die verknüpften Ausgänge sollten ausgeschaltet werden. Die verbleibenden Ausgänge sollten nicht betroffen sein. Dadurch wird sichergestellt, dass alle Ausgänge ordnungsgemäß im Programm mit den richtigen Verriegelungen verknüpft wurden. Denn sobald der manuelle Modus gelöscht wurde, wird bestätigt, dass die physischen Ausgänge manuell eingeschaltet werden können und der Automatikmodus dann einfacher überprüft werden kann. Die direkte Überprüfung der Automatikmoduslogik wird den Programmierer verwirren, welcher Ausgang ein- oder ausgeschaltet wird. Durch die Überprüfung des manuellen Modus wird sichergestellt, dass einzelne Ausgänge eingeschaltet sind oder nicht. Automatikmodus Der nächste große Schritt ist die Überprüfung des Automatikmodus. Der Automatikmodus wird als Überprüfungssequenz mit Verriegelungen geliefert. Jedes System erhält ein Steuerlogikdokument, das zeigt, wie die Sequenz mit den richtigen Verriegelungen und der Ausgabematrix funktioniert. Der SPS-Programmierer muss sicherstellen, dass bei Ausführung einer Sequenz die entsprechenden Ausgänge entsprechend ein-/ausgeschaltet werden oder nicht. Außerdem: Läuft die Sequenz ordnungsgemäß mit Verriegelungen oder nicht? Die Automatikmoduslogik muss bei der Erstellung hauptsächlich in vier Teile unterteilt werden: Einschalten der Ausgänge, Schreiben des Sequenzflusses, Verknüpfen von Verriegelungen und Alarmen und Anzeigen des aktuellen Betriebsstatus. Diese Technik macht den Programmfluss sehr einfach anzusehen und Fehler zu beheben. Man sollte versuchen, die ständige Verwendung von Set-Reset-Spulen und Kontaktplanlogik zu vermeiden. Kontaktplanlogik ist einfach zu verwenden, aber wenn sie in einer Online-Simulation ausgeführt wird, kostet die Fehlerbehebung Zeit. Außerdem sind Set-Reset-Spulen schwierig zu handhaben, denn wenn eine Set-Spule einmal verwendet wird, muss darauf geachtet werden, sie irgendwo zurückzusetzen. Andernfalls bleibt das Bit gesetzt, wenn die Bedingung nicht richtig geschrieben ist. Auf diese Weise haben wir den Test- und Validierungsprozess bei der SPS-Entwicklung gesehen.
  26. Die Drehzahlregelung des Induktionsmotors ist nur mit Frequenzumrichtern möglich. Grundsätzlich gibt es drei verschiedene Modi, mit denen wir die Drehzahl eines Induktionsmotors regeln können. Mithilfe eines digitalen Signals Mithilfe eines analogen Signals von 0 bis 10 V / 0 bis 5 V / 4 bis 20 mA / 0 bis 20 mA usw. Mithilfe der Modbus-Kommunikation, egal ob im RTU-Modus oder im TCP/IP-Modus Drehzahl des Induktionsmotors In diesem Beitrag verwenden wir ein analoges Eingangssignal mit einem Bereich von 0 bis 20 mA, um die Drehzahl des Motors zu regeln. Dieser Artikel zeigt, wie die Drehzahl des Motors mithilfe des analogen Ausgangs der SPS geregelt wird. Sehen Sie sich das folgende Schema an, um einen Überblick zu erhalten. Um die Drehzahl des Motors zu ändern, wird ein analoges Ausgangssignal von 0 bis 20 mA von der SPS an den analogen Eingangsanschluss des VFD gesendet. Die Geschwindigkeit variiert von 0 bis 50 Hz, während die Milliampere von 0 auf 20 steigen. In diesem Thema verwenden wir sechs einzigartige analoge Ausgangspunkte der intelligenten SPS S7 200, um die Geschwindigkeit von sechs Motoren zu steuern. (Jeder Motor hat einen individuellen VFD entsprechend der Motorleistung). Die hier verwendete SPS ist die Siemens CPU ST60 der S7 200 Smart-Serie mit zwei damit gekoppelten analogen Ausgangsmodulen EM AQ04, während das VFD-Modell die ATV310-Serie von Schneider Electric ist. Die Siemens-HMI kommuniziert mit der CPU ST60, um die Geschwindigkeit der Motoren über ihren Bildschirm zu variieren. Vor der SPS-Logik sehen Sie sich die Hardwarekonfiguration und die Verbindungsdetails unten an: Die oben genannten analogen Ausgangsmodule werden der CPU ST60 hinzugefügt. Jeder analoge Eingangspunkt der VFDs empfängt ein 0- bis 20-mA-Signal von verschiedenen analogen SPS-Ausgangspunkten. Sehen Sie sich nun die Parameterdetails des ATV310-VFD-Antriebs an. 401: 01 (Referenzkanal 1) 204.0: 0A (AI1-Typ) 204.1: 4 mA (AI1-Stromskalierungsparameter von 0 %) 204.2: 20 mA (AI1-Stromskalierungsparameter von 100 %) Außerdem müssen die Motorparameter in Gruppe Nr. „300“ entsprechend der Motorleistung eingestellt werden. Das analoge Ausgangsmodul wird auch DA-Modul oder Digital-Analog-Modul genannt. Gemäß dieser Anweisung wird ein digitaler Wert gemäß der Konfigurationseinstellung in Milliampere oder Spannung umgewandelt. Verschiedene SPS haben verschiedene digitale Werte, die in ein analoges Spannungs- oder Milliamperesignal umgewandelt werden können. Die Siemens S7 200-Serie verwendet 0 für 0 Milliampere und 27648 für 20 Milliampere. Gemäß Parameternummer „204.1“ müssen wir den digitalen Wert bestimmen, bei dem der Ausgangspunkt etwa 4 mA ausgibt. Mithilfe der Hit-and-Miss-Methode haben wir den Wert als „5559“ ermittelt, bei dem wir ungefähr 4 Milliampere erhalten haben. Gemäß der obigen Diskussion würde die Frequenz irgendwo zwischen 0 und 50 Hz liegen, und die Milliampere in der SPS werden als digitale Werte dargestellt. Wenn eine bestimmte Frequenz von der HMI eingespeist wird, ist eine gewisse Skalierung erforderlich, um die tatsächliche Frequenz zu erhalten. Daher können wir diese digitalen Werte als „unskalierte“ Werte bezeichnen. Um diese unskalierten Werte nun in skalierte umzuwandeln, gibt es unten eine Formel: OSH = 27648,0 (Unskalierter digitaler Wert zur Ausgabe eines 20 mA Analogsignals) OSL = 5559,0 (Unskalierter digitaler Wert zur Ausgabe eines 4 mA Analogsignals) ISL = 0 (Untergrenze der Frequenzausgabe in Hz) ISH = 50 (Obergrenze der Frequenzausgabe in Hz) „Input“ ist die Variable zur Einstellung der Motordrehzahl über die HMI. „Ausgabe“ ist der skalierte digitale Wert Setzen Sie diese Werte nun in die Formel ein und werten Sie sie weiter aus: Ausgabe = [(27648,0 – 5559,0) *(Eingabe – 0)/ (50 – 0)] + 5559,0 Ausgabe = [22089,0*Eingabe /50] + 5559,0 Ausgabe = [441,78*Eingabe] + 5559,0 Bevor Sie die Gleichung in der Leiterlogik auswerten, gehen Sie die Konfigurationseinstellungen für die analoge Ausgabe in der SPS-Software unten durch: Klicken Sie in Schritt 7 der MicroWin Smart-Software auf die hervorgehobene Option „Systemblockeinstellungen“, die in der Leiste „Projektbaum“ verfügbar ist. Konfigurieren Sie in den Systemblockeinstellungen alle Kanäle der ersten AQ04-Karte und den 3. und 4. Kanal der zweiten AQ04-Karte mit dem aktuellen Typ, wie hervorgehoben. SPS-Programmierung zur Drehzahlregelung von Induktionsmotoren mit analogem Ausgang Netzwerk 1: VD200 speichert den Eingangswert oder den Variablenwert, der von der HMI in Form von Frequenz oder Hz eingestellt wird. Er wird dann mit 441,78 multipliziert und in VD204 gespeichert. Der Wert in VD204 wird dann mit 5559 addiert und in VD208 gespeichert. Der Wert in VD208 ist ein ausgewerteter skalierter Ausgangswert im Realformat. Der Bruchteil des Wertes in VD208 wird verworfen und der ganzzahlige Teil wird mit der Anweisung „TRUNC“ im Double-Integer-Format in VD276 gespeichert. Danach speichert MW4 diesen Double-Integer-Wert im Integer-Format. Dieser Wert wird nun an die Adresse des ersten Kanals des AQ04-Moduls, AQW16, übertragen. Beispiel: Wenn VD200 = 41,5 Hz von HMI eingespeist wird, dann ist VD208 = [441,78*41,5] + 5559,0 = 23892,87. Um 41,5 Hz zu erreichen, müssen also 23892 in Form einer Ganzzahl in MW4 gespeichert werden. Gemäß dem Netzwerkkommentar wird der erste Kanal verwendet, um die Geschwindigkeit des Motors (Loader) in einer der Anwendungen zu variieren. In ähnlicher Weise werden die Netzwerke 2 bis 6 aufgebaut, um die Geschwindigkeit anderer Motoren und Lüfter von ihren jeweiligen Kanälen der EQ04-Module aus zu variieren, wobei VD212, VD224, VD236, VD248 und VD260 als Sollwerte für die variable Geschwindigkeit verwendet werden. Gemäß den Verdrahtungsverbindungen verwendet das zweite EQ04-Modul den dritten und vierten Kanal; daher lauten die verwendeten Adressen AQW36 und AQW38. Weitere Informationen finden Sie unter Systemblockkonfiguration.
  27. Best Practices für die SPS-Verkabelung (speicherprogrammierbare Steuerung) sind aus mehreren Gründen in industriellen Automatisierungs- und Steuerungssystemen unverzichtbar. In den Bereichen Produktionsbetrieb, Fertigung und Energieerzeugung sowie in einer Vielzahl von Industriezweigen helfen wichtige Komponenten von SPS dabei, verschiedene Prozesse zu regeln und zu überwachen. Best Practices für die SPS-Verkabelung Bild mit freundlicher Genehmigung von: Yeulian Hier sind einige wichtige Gründe, warum eine ordnungsgemäße SPS-Verkabelung wichtig ist. Kurz gesagt: Sie sorgt für Zuverlässigkeit, Sicherheit, Genauigkeit, Wartung, Skalierbarkeit, Konformität, Kosteneffizienz und Dokumentation. Welche Praktiken werden für die SPS-Verkabelung angewendet? Die Verkabelung einer SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) ist ein grundlegender Teil der Installation und Inbetriebnahme automatisierter Steuerungssysteme. SPS werden zur Steuerung verschiedener industrieller Prozesse und Maschinen verwendet. Die Verkabelung verbindet die SPS mit Sensoren, Aktoren und anderen Geräten in der Fabrikhalle. Es stellt sicher, dass die Signale von der SPS genau übertragen werden, sodass diese mit der Ausrüstung interagieren kann. Hier sind einige wichtige Vorgehensweisen, die Sie beim Verdrahten einer SPS beachten sollten: Planung Bevor Sie mit der Verdrahtung beginnen, ist es wichtig, einen klaren Plan des Layouts zu haben. Er sollte Komponenten, Eingabe-/Ausgabegeräte (E/A) und die Position der SPS im Schrank oder Schaltschrank umfassen. Schaltplan Stellen Sie sicher, dass Sie eine aktualisierte (überarbeitete) Kopie des Schaltplans haben. Auswahl geeigneter Kabel Verwenden Sie hochwertige Kabel, die die erforderlichen elektrischen Spezifikationen erfüllen. Stellen Sie sicher, dass sie lang genug sind und über ausreichende Stromkapazität verfügen, um Probleme bei der Signalübertragung und Überhitzung zu vermeiden. Identifizierung Beschriften Sie alle Kabel, Anschlüsse und Klemmen deutlich. Dies vereinfacht die Fehlerbehebung, Wartung und zukünftige Erweiterungen. Die Beschriftung erleichtert die Identifizierung jedes Kabels, Anschlusses und jeder Klemme innerhalb des Systems. Die Beschriftung trägt dazu bei, die Integrität des Steuerungssystems aufrechtzuerhalten. Das versehentliche Anschließen von Kabeln oder Klemmen kann zu Geräteschäden, Systemstörungen oder sogar Sicherheitsrisiken führen. Eine ordnungsgemäße Identifizierung verringert die Fehlerwahrscheinlichkeit bei Installation oder Wartung. Feste Verbindungen Stellen Sie durch Festziehen der Klemmen sichere und zuverlässige Verbindungen sicher, um lose Verbindungen zu vermeiden, die zu Ausfällen führen können. In Industrieanlagen können Ausfälle extrem kostspielig sein. Lose Verbindungen führen zu unerwarteten Geräteabschaltungen oder Fehlfunktionen, was zu Produktionsverzögerungen und finanziellen Verlusten führt. Trennung von Strom und Signalen Halten Sie ausreichend Abstand zwischen Strom- und Signalkabeln, um elektromagnetische Störungen zu vermeiden. Verwenden Sie bei Bedarf Rinnen oder Trennwände, um die Kabel physisch zu trennen. Dies kann dazu beitragen, Übersprechen zu verhindern und die Wahrscheinlichkeit von Störungen zu verringern. Prüfung und Überprüfung Bevor das SPS-System eingeschaltet wird, sind Durchgangs- und Überprüfungstests unerlässlich. Dadurch wird sichergestellt, dass alle Komponenten richtig und gemäß den Konstruktionsspezifikationen angeschlossen sind. Falsche Verbindungen können zu Fehlfunktionen, Ineffizienz oder Schäden an der Ausrüstung führen. Sicherheit Befolgen Sie beim Verdrahten die elektrischen Sicherheitsvorschriften. Stellen Sie sicher, dass die SPS und alle Komponenten ausgesteckt sind, bevor Sie an der Verdrahtung arbeiten. Dokumentation Führen Sie detaillierte Aufzeichnungen aller Verkabelungen, einschließlich aktueller Diagramme, Kabellisten und Konfigurationsdokumentation. Dies ist für zukünftige Wartungsarbeiten und Systemänderungen von Nutzen. Schulung Stellen Sie sicher, dass das Personal, das das System bedient und wartet, in der Verkabelung und Bedienung von SPS geschult ist. Einhaltung gesetzlicher Vorschriften Überprüfen Sie, ob die SPS-Verkabelung den geltenden Normen entspricht. Eine ordnungsgemäße Verkabelung ist unerlässlich, um den zuverlässigen und sicheren Betrieb des von der SPS gesteuerten Systems zu gewährleisten. Die SPS-Verkabelung ist entscheidend für die Zuverlässigkeit, Sicherheit, Genauigkeit und Wartbarkeit eines industriellen Steuerungssystems. Eine ordnungsgemäße Verkabelung stellt sicher, dass das Steuerungssystem wie vorgesehen funktioniert und den Industrienormen und -vorschriften entspricht, was letztendlich zur Gesamteffizienz und zum Erfolg des industriellen Prozesses beiträgt. Warum ist eine ordnungsgemäße SPS-Verkabelung wichtig? Die ordnungsgemäße Verkabelung einer SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) ist in industriellen Automatisierungs- und Prozesssteuerungssystemen aus mehreren wichtigen Gründen unerlässlich: Eine ordnungsgemäße Verkabelung sorgt für die Zuverlässigkeit des Systems. Eine ordnungsgemäße Verkabelung gewährleistet eine starke und stabile Kabelverbindung zwischen den Systemkomponenten und verringert die Wahrscheinlichkeit zeitweiliger Ausfälle oder Kommunikationsfehler. Sie sorgt für Sicherheit. Eine falsche Verkabelung kann Kurzschlüsse, Überlastungen und elektrische Gefahren verursachen. Eine ordnungsgemäße Verkabelung minimiert die Möglichkeit elektrischer Unfälle und stellt sicher, dass das System den Sicherheitsstandards entspricht. Sie verbessert die Systemleistung: Eine falsche Verkabelung kann sich negativ auf die Systemleistung auswirken und zu Verzögerungen bei der Kommunikation und Befehlsausführung führen. Eine ordnungsgemäße Verkabelung gewährleistet eine schnelle und genaue Datenübertragung. Eine ordnungsgemäße Verkabelung reduziert Ausfallzeiten und Wartungskosten. Sie hilft uns, einfachere Wartungsarbeiten durchzuführen: Eine sorgfältige Organisation und Kennzeichnung der Kabel erleichtert die Identifizierung und Lösung von Systemproblemen. Einhaltung gesetzlicher Vorschriften: In vielen Branchen erfordern bestimmte Vorschriften und Normen eine ordnungsgemäße Verkabelung, um die Sicherheit und Qualität des Systems zu gewährleisten. Tipps zur SPS-Verkabelung Hier haben wir die wichtigsten Punkte zur SPS-Verkabelung zusammengefasst. Befolgen Sie nationale und lokale Elektrovorschriften. Verwenden Sie geschirmte Kabel für analoge und Kommunikationssignale. Stellen Sie eine ordnungsgemäße Erdung aller Komponenten sicher. Kennzeichnen Sie alle Kabel und Klemmen. Implementieren Sie ein Farbcodierungsschema für Kabel. Trennen Sie Eingangs- und Ausgangskabel. Verwenden Sie die kürzestmöglichen Kabellängen. Vermeiden Sie es, Kabel um Klemmenschrauben zu wickeln. Wählen Sie geeignete Kabelstärken für Last- und Stromanforderungen. Verwenden Sie Aderendhülsen für Litzenkabel. Trennen Sie Hochspannungs- und Niederspannungskabel physisch. Überprüfen Sie die Polarität für Stromversorgung und E/A-Anschlüsse. Bündeln Sie Kabel ordentlich und verwenden Sie Kabelbinder. Prüfen Sie vor dem Einschalten die Kontinuität der Kabel und die korrekten Verbindungen. Halten Sie die Dokumentation auf dem neuesten Stand und halten Sie sie detailliert. Verwenden Sie Klemmenblöcke für eine einfachere Wartung. Führen Sie regelmäßige Verdrahtungsprüfungen durch. Verwenden Sie Zugentlastungsmechanismen, um die Kabel zu schützen. Befolgen Sie aus Sicherheitsgründen die Sperr-/Kennzeichnungsverfahren. Führen Sie nach Abschluss der Verdrahtung gründliche Systemtests durch.
  28. Wenn ein neuer SPS-Programmierer vor Ort geht, um ein Projekt in Betrieb zu nehmen, stellt sich als allererstes die Frage, wie das geht. Das liegt daran, dass das SPS-System umfangreich und schwer zu verstehen ist. Daher muss jeder SPS-Programmierer wissen, was zu tun ist, wenn er vor Ort geht und die richtige Planung vornimmt. Bei einer so großen Anzahl von elektrischen Feldkabeln und -geräten ist es notwendig, zu verstehen, was er tut, und die SPS-Programmlogik zu verstehen. In diesem Beitrag lernen wir die Inbetriebnahmeschritte kennen, die ein SPS-Programmierer befolgen muss. Schritte zur Inbetriebnahme vor Ort für SPS-Programmierer Der allererste Schritt für einen SPS-Programmierer besteht darin, zu prüfen, ob er die gesamte erforderliche SPS-Software auf seinem Laptop installiert hat. Angenommen, der Standort verfügt über eine Automatisierung von Schneider im System. Dann muss er zuerst die gesamte entsprechende SPS-Software auf seinem Laptop installieren. Die Software muss jedes Mal korrekt geöffnet werden und alle zugehörigen Treiber müssen ebenfalls ordnungsgemäß reagieren. Danach muss er seinen Laptop an die Automatisierungshardware in seinem Büro anschließen. Dadurch wird sichergestellt, dass er ordnungsgemäß in das System hoch- und herunterladen kann. Eine unsachgemäße Softwareinstallation oder Konnektivität kann zu Fehlern bei der Inbetriebnahme vor Ort führen. Anschließend muss er die endgültige Sicherungskopie auf seinem Laptop erstellen und die SPS-Logik mit der Simulation überprüfen. Dadurch wird sichergestellt, dass er den gesamten Prozess versteht, wenn er vor Ort ist. Nehmen Sie anschließend alle Kommunikationskabel mit und machen Sie sich bereit, vor Ort zu gehen. Wenn sich herausstellt, dass das System aus Zeitgründen nicht vollständig überprüft wird, notieren Sie die ausstehenden Punkte und Logikfehler, die während des Tests festgestellt wurden. Stellen Sie sicher, dass dies bei der Inbetriebnahme überprüft wird. Sobald er vor Ort ist, werfen Sie zunächst einen Blick auf den Gesamtzustand der Anlage. Wie viele mechanische Arbeiten stehen noch aus, wie viele elektrische Arbeiten stehen noch aus; das ist am wichtigsten. Überprüfen Sie auch den Zustand der Versorgungseinrichtungen wie Wasser, Luft und Dampf. Notieren Sie alle Status und erstellen Sie eine tägliche Aktivitätenliste auf Ihrem Laptop. Geben Sie diese Datei an Ihren unmittelbaren Vorgesetzten weiter, damit dieser weiß, wo die Aktivität feststeckt, und die entsprechende Person entsprechend antreiben kann, um die Arbeit zu erledigen. Sobald das Panel zum Testen übergeben wurde, beginnen Sie mit der Überprüfung der Feld-IOs. Gemäß der IO-Liste und dem Schaltplan muss das entsprechende Feldgerät entsprechend funktionieren. Notieren Sie alle gefundenen Probleme und wenden Sie sich an den Elektriker, um sie zu beheben. Wenn das SPS-System Kommunikationsgeräte enthält, müssen Sie diese ebenfalls überprüfen. Alle Kommunikationsgeräte müssen in der Lage sein, im Netzwerkbus ordnungsgemäß mit dem SPS-Automatisierungssystem zu kommunizieren. Nachdem die Feldverdrahtung überprüft wurde, muss überprüft werden, ob alle mechanischen Geräte gemäß der Verdrahtung funktionieren oder nicht. Schließlich ist der Prozessablauf wichtig, und wenn das Gerät nicht reagiert, läuft der Prozess nicht ordnungsgemäß. Nachdem der gesamte Teil der Geräteüberprüfung abgeschlossen ist, besteht der nächste Schritt darin, die Logik mit dem Prozessingenieur zu überprüfen. Es muss überprüft werden, ob die Anlage gemäß der geschriebenen Logik läuft oder nicht. Wenn Probleme gefunden werden, prüfen Sie, ob sie durch Logik behoben werden können oder ob sie vom Prozessingenieur behoben werden müssen. Ziehen Sie eine Schlussfolgerung und lösen Sie diese. Damit ist Ihre SPS-Inbetriebnahmeaktivität abgeschlossen. Speichern Sie alle endgültigen Backups und übergeben Sie sie zur Sicherheit Ihrem Vorgesetzten. Notieren Sie sich außerdem alle endgültigen Prozessparameter und zeichnen Sie zum besseren Verständnis ein Video der laufenden Anlage auf. Erstellen Sie den Abschlussbericht und lassen Sie ihn vom Kunden unterschreiben, um nachzuweisen, dass die Inbetriebnahme erfolgt ist. Notieren Sie alle seine Anmerkungen und sorgen Sie dafür, dass sie so schnell wie möglich behoben werden. Schritte zur Inbetriebnahme der SPS Die wichtigsten Schritte zur Inbetriebnahme der SPS sind unten kurz aufgeführt. Dokumentation überprüfen: Überprüfen Sie die Systemanforderungen und Schaltpläne. Sicherheitsprüfungen: Überprüfen Sie Lockout/Tagout und andere Sicherheitsprotokolle. Hardwareprüfung: Überprüfen Sie die SPS und die E/A-Module auf Schäden. Einschalten: Schalten Sie die SPS ein und bestätigen Sie die Grundfunktionen. Kommunikation herstellen: Richten Sie Verbindungen zwischen der SPS und dem Programmierterminal ein. Firmware aktualisieren: Installieren Sie bei Bedarf die neueste SPS-Softwareversion. E/A konfigurieren: Richten Sie Eingangs- und Ausgangsmodule ein. Programm laden: Laden Sie den ursprünglichen SPS-Code in das System herunter. Testmodi: Überprüfen Sie einzelne Eingänge, Ausgänge und die Kommunikation. Schleifenprüfungen: Stellen Sie die Signalintegrität zwischen Feldgeräten und der SPS sicher. Logikprüfung: Überprüfen Sie die SPS-Funktionen und -Sequenzen. Simulation: Testen Sie komplexe Logik mit simulierten Eingaben. Prozessstart: Beginnen Sie mit dem ersten Testlauf des Prozesses. Feinabstimmung: Passen Sie die PID-Reglerabstimmung, Timer, Zähler und Sollwerte basierend auf den Testläufen an. Dokumentation aktualisieren: Protokollieren Sie während der Inbetriebnahme vorgenommene Änderungen. Funktionstests: Überprüfen Sie, ob das gesamte System wie erwartet funktioniert. Bedienerschulung: Bringen Sie den Bedienern bei, wie sie das neue Setup verwenden. Backup erstellen: Speichern Sie das endgültige SPS-Programm und die Konfigurationsparameter. Genehmigung durch den Kunden: Lassen Sie sich vom Kunden oder Projektmanager freigeben. Übergabe: Stellen Sie die Dokumentation für die Systemübergabe fertig. Auf diese Weise haben wir die Inbetriebnahmeschritte gesehen, die der SPS-Programmierer befolgen muss.
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