Das Ziel dieser Arbeit ist es, ein Programm zur Steuerung einer Bohreinrichtung mit einer SPS und CODESYS zu konzipieren, zu implementieren und mithilfe einer Visualisierung zu testen. Dies soll mittels Funktionsplan (FUP) implementiert und mit der Software CODESYS umgesetzt und simuliert werden. Außerdem soll die folgende Verständnisfrage im Anhang noch beantwortet werden: "Welche Unterschiede und Gemeinsamkeiten bestehen zwischen Profibus-DP und AS-i (Zugriff, Zahl der Knoten, Einsatzgebiete)?"
Die Automatisierung von Anlagen ist ein wesentlicher Bestandteil der industriellen Produktion. Sie ermöglicht es, die Sensoren und Aktoren, die in den komplexen Industrieanlagen vorhanden sind, effizient zu steuern und zu überwachen, wo eine manuelle Steuerung nicht mehr möglich oder sinnvoll ist. Die Übersichtlichkeit sinkt und der Aufwand für Instandhaltungsmaßnahmen steigt mit der Komplexität der gesamten Anlage. Die Automatisierung von Anlagen basiert auf der Verwendung von speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS), die zur Steuerung und Regelung einer Maschine oder Anlage eingesetzt werden. Die SPS werden mit einem Computer programmiert, wobei verschiedene Programmiersprachen und Software zur Verfügung steht. Eine mögliche Software ist CODESYS.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
1.1. Hintergrund
1.2. Problemstellung
1.3. Zielsetzung
1.4. Vorgehensweise
2. Theoretische Grundlagen
2.1. Speicherprogrammierbare Steuerung
2.2. Ablaufsteuerung
2.3. Petri-Netze
2.4. Die Software CODESYS
2.5. Die SPS-Programmiersprache FUP
3. Umsetzung
3.1. Schrittkette formulieren
3.2. Petri-Netz
3.3. Erstellen eines Projektes in CODESYS
3.4. Programmierung in FUP
3.4.1. Deklaration der Variablen
3.4.2. Schritt 0
3.4.3. Schritt 1
3.4.4. Schritt 2
3.4.5. Schritt 3
3.4.6. Schritt 4
3.4.7. Schritt 5
3.5. Erstellen der Visualisierung
3.6. Test der Simulation
4. Schlussbetrachtungen
Zielsetzung & Themen
Das primäre Ziel dieser Arbeit ist die Konzeption, Implementierung und Simulation einer Steuerung für eine Bohreinrichtung mittels einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) und der Software CODESYS unter Verwendung des Funktionsplans (FUP).
- Grundlagen und Funktionsweise speicherprogrammierbarer Steuerungen
- Modellierung von Automatisierungsprozessen mittels Petri-Netzen
- Implementierung von Ablaufsteuerungen in der Programmiersprache FUP
- Erstellung einer Anwendervisualisierung zur Simulation und Überprüfung der Steuerungslogik
Auszug aus dem Buch
2.1.Speicherprogrammierbare Steuerung
Eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) ist ein elektronisches Gerät, das zur Steuerung oder Regelung von Maschinen und Anlagen eingesetzt wird. Sie hat einen programmierbaren Speicher, in dem die Anweisungen für die gewünschte Funktion gespeichert werden. Dies unterscheidet sie vollkommen von einer verbindungsprogrammierten Steuerung. Der Vorteil liegt darin, dass ihre Funktion einfach verändert werden kann, ohne Verbindungsleitungen und andere Geräte umklemmen zu müssen, was einen erheblichen Aufwand erspart. Die SPS liest die Eingangssignale von Sensoren, verarbeitet sie entsprechend dem Programm und schaltet daraus folgend Ausgangssignale.
In der Regel arbeiten SPS-Systeme zyklisch, was bedeutet, dass sie das Programm in regelmäßigen Abständen ausführen. Die Eingangssignale werden während eines Zyklus überwacht, die Logik wird ausgeführt und die Ausgangssignale werden aktualisiert. Durch die Ablaufsteuerung in SPS-Systemen können sowohl Aktoren wie Motoren, Ventile und Relais gesteuert werden als auch Sensoren überwacht werden, die Informationen über den Zustand der Anlage liefern. Es werden Zustandsübergänge und Entscheidungen getroffen, die auf den Eingangssignalen basieren. Indem sie festlegen, welche Aufgaben als Nächstes ausgeführt werden, können diese Zustände und Entscheidungen den gesamten Ablauf steuern.
Um sicherzustellen, dass Maschinen und Prozesse sicher und zuverlässig betrieben werden, sind Sicherheitsfunktionen und Fehlererkennung in der Ablaufsteuerung von SPS-Systemen von entscheidender Bedeutung. SPS sind in vielen Industrien weit verbreitet und werden verwendet, um Produktionsanlagen, Fertigungsstraßen, Lagerhäuser, Gebäudesteuerungssysteme und viele andere Anwendungen zu automatisieren.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Dieses Kapitel erläutert den Hintergrund der industriellen Automatisierung, beschreibt die Problemstellung bei der SPS-Programmierung und definiert die Zielsetzung sowie die methodische Vorgehensweise der Arbeit.
2. Theoretische Grundlagen: Hier werden die Basiskonzepte der SPS, Ablaufsteuerungen, die Modellierung mit Petri-Netzen, die Software CODESYS sowie die Programmiersprache FUP eingeführt.
3. Umsetzung: Dieses Kapitel beschreibt den praktischen Prozess der Erstellung: von der Formelierung der Schrittkette und Petri-Netz-Entwicklung über die CODESYS-Projektkonfiguration und FUP-Programmierung bis hin zur Visualisierung und Simulation.
4. Schlussbetrachtungen: Eine abschließende Bewertung, die bestätigt, dass die SPS-Steuerung mit CODESYS in Verbindung mit einer präzisen Planung eine effektive Lösung für komplexe Industrieanwendungen darstellt.
Schlüsselwörter
Automatisierung, Speicherprogrammierbare Steuerung, SPS, CODESYS, Funktionsplan, FUP, Bohreinrichtung, Ablaufsteuerung, Petri-Netze, Simulation, industrielle Produktion, Steuerungstechnik, Prozessautomatisierung, Sensorik, Aktorik
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der Konzeption und technischen Realisierung einer automatisierten Steuerung für eine Bohreinrichtung unter Nutzung einer SPS.
Welche zentralen Themenfelder werden behandelt?
Die zentralen Themen umfassen speicherprogrammierbare Steuerungen, industrielle Automatisierung, Software-Entwicklung in CODESYS und die Anwendung von Petri-Netzen.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das Ziel ist die erfolgreiche Programmierung und Simulation einer Bohreinrichtungssteuerung nach festgelegten Ablaufkriterien in der Sprache FUP.
Welche wissenschaftliche Methode wird primär verwendet?
Es wird ein systematischer Ingenieursansatz gewählt, der auf der Modellierung mittels Petri-Netzen und der softwarebasierten Implementierung der Logik basiert.
Was deckt der Hauptteil der Arbeit ab?
Der Hauptteil gliedert sich in theoretische Grundlagen und die konkrete Umsetzung, inklusive Variablendeklaration, Schritt-für-Schritt-Programmierung und Visualisierung.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren das Dokument?
Die wichtigsten Schlagworte sind SPS, CODESYS, FUP, Ablaufsteuerung, Automatisierung und Petri-Netze.
Warum wurde in der Arbeit der Funktionsplan (FUP) als Sprache gewählt?
Die Arbeit konzentriert sich explizit auf den Funktionsplan als eine der von CODESYS unterstützten Sprachen, um die Logik verständlich darzustellen.
Wie geht die Steuerung mit dem Not-Stopp-Taster S2 um?
Der Stopp-Taster S2 ist so in die Logik integriert, dass bei Betätigung alle Zylinder sofort in die definierte Ausgangslage zurückkehren.
- Arbeit zitieren
- Kai Stüber (Autor:in), 2023, Konzeption und Implementierung der Ansteuerung einer Bohreinrichtung mit einer speicherprogrammierbaren Steuerung und CODESYS, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1439152
