Speicherprogrammierbare Steuerungen verstehen und anwenden

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Greta Zimmermann
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1 Joachim Krätzig Speicherprogrammierbare Steuerungen verstehen und anwenden Grundlagen und Programmierung mit zahlreichen praxisbezogenen Aufgaben und Lösungen Carl Hanser Verlag München Wien

2 VII Inhaltsverzeichnis 1 Grundlagen der Automatisierungstechnik Grundbegriffe Steuern und Regeln Information Signalformen Zahlensysteme Aufbau des dezimalen Zahlensystems Der Aufbau des dualen Zahlensystems Rechnen mit Dualzahlen Codes - Codieren von Informationen Dualer B C D - Code (binary coded decimals) Der Gray-Code Datenübertragung Parallele Datenübertragung Serielle Datenübertragung Geschwindigkeit der Datenübertragung Programmspeicher Kriterien für Daten- und Programmspeicher Speichertypen Einteilung von Steuerungen Steuerungen nach der Art der Signaldarstellung Steuerungen nach der Art der Signalverarbeitung Steuerungen nach der Art der Programmverwirklichung Struktur der Steuerungen Logische Funktionen Die UND-Verknüpfung (engl. AND) Die ODER-Verknüpfung (engl. OR) Die NICHT-Funktion (auch Negation oder Invertierung genannt, engl. NOT) Kombinationen der Grundfunktionen Die Schaltalgebra oder Boolsche Algebra 31 2 Speicherprogrammierbare Steuerungen Die Entwicklung Speicherprogrammierbarer Steuerungen Vor- und Nachteile Speicherprogrammierbarer Steuerungen Einsatzbereiche Speicherprogrammierbarer Steuerungen Prinzipieller Aufbau Speicherprogrammierbarer Steuerungen Die Arbeitsweise Speicherprogrammierbarer Steuerungen Zyklische Programmbearbeitung Zykluszeit und Reaktionszeit 46

3 VIII Inhaltsverzeichnis Erstellen der Anwendungsprogramme für Speicherprogrammierbare Steuerungssysteme Sprachen Natürliche Sprachen Programmiersprachen Die Sprache Speicherprogrammierbarer Steuerungssysteme und ihre Darstellungsformen Darstellung des Anwendungsprogramms als Anweisungsliste Darstellung des Anwendungsprogramms als Kontaktplan Darstellung des Anwendungsprogramms als Funktionsplan Andere Darstellungsarten für Anwendungsprogramme Vergleich der Darstellungsarten 70 Programmieren der Grundoperationen zur Signalverarbeitung Programmieren der Verknüpfungsoperationen UND-Verknüpfung ODER-Verknüpfung Die Kombination von UND- mit ODER-Operationen Speichern von binären Zwischenergebnissen mit freiem Zugriff Abschlußoperationen - Bedingte Operationen Zuweisungen (=) Setzen und Rücksetzen - Bedingte Abschlußoperationen Umformung von Stromlaufplänen und von Funktionsplänen vor der Programmierung Reihenfolge bei UND-vor ODER-Verknüpfungen Verwendung von Teilergebnissen Schalter zwischen zwei Strompfaden NAND- und NOR-Funktionen Zeitfunktionen und deren Programmierung Impulsbildung als Signalverkürzung SI Bilden von Impulsen konstanter Länge SV (Signalverkürzung und -Verlängerung) Einschaltverzögerung SE Speichernde Einschaltverzögerung SS Ausschaltverzögerung SA Zähloperationen Zähloperationen softwaremäßig realisieren Programmierung eines 4-bit Dual-Vorwärts-Zählers Richten des Zählers (auf Anfangsstand setzen) Programmierung integrierter Zähler Übungsaufgaben Aufgaben zu den Verknüpfungsoperationen Aufgaben zu den Zeitoperationen Aufgaben zu den Zähloperationen 154

4 Inhaltsverzeichnis IX 5 Programmodule Flankenauswertung Die Umwandlung von R/S-Abschlußoperationen in Selbsthaltungen Frequenzteiler Takterzeugung Takterzeugung mit Zykluszeit durch die serielle Programmbearbeitung Taktgenerator mit einem Zeitglied Taktgenerator mit zwei Zeitgliedern Schieberegister Statische Rangfolgeschaltung Rangfolgeschaltung für drei Objekte Vergleicher Bit-Vergleicher Vergleich mehrstelliger Dualzahlen Größer-Kleiner-Vergleicher Standardanwendungen Wendeschützschaltungen Direkte Umschaltung Umschalten nach AUS-Schalten Umschalten mit Zeitverzögerung Automatische Umschaltung beim Stern-Dreieck-Anlauf eines Drehstrommotors Einfacher Stern-Dreieck-Anlauf Stern-Dreieck-Anlauf mit Abfrage der Schütze auf Fehler Impulsschaltungen Zweihand-Sicherheitsschaltungen Ablaufsteuerungen Verbale Beschreibung Technologieschema Beschreibung und Kennwerte der Signalglieder und Stellgeräte Funktionsbeschreibung Funktionsdiagramm nach Richtlinie VDI Funktionsplan nach D IN , Teil Die Funktionsplan-Darstellung von Ablaufsteuerungen Projektaufgabe Aufgabe Ergänzungsaufgaben Strukturierung des Programms 245

5 X 1 Grundlagen der Automatisierungstechnik 8.4 Beschreibung der Detailfunktionen Betriebsarten-Schaltungen PB Ablaufkette PB Befehlsausgabe für Stellglieder mit zwei Magneten je Zylinder PB Befehlsausgabe für Stellglieder mit einem Magnet (Umschaltventile) PB Abfrage der Grundstellung PB Schrittanzeige durch Leuchtmelder PB Digitale Schrittanzeige mit 7-Segmentanzeigen PB Anlage und Steuerung in Grundstellung bringen - Richten PB Befehlsausgabe bei Handbetrieb PB Organisationsbaustein OB Beschreibung von Detailfunktionen bei den Ergänzungsaufgaben Programmschleife PB Laufzeitüberwachung Rangfolge der Störmeldungen Weitere Ergänzungen der Projektaufgabe Lösungshinweise zu den Übungsaufgaben Hinweise zu den Aufgaben über Verknüpfungsoperationen Kap Hinweise zu den Aufgaben über Zeitoperationen Kap Hinweise zu den Aufgaben über Zähloperationen Kap Hinweise zu den Aufgaben über Programmodule Kap Hinweise zu den Aufgaben über Standardanwendungen Kap Lösungen zu den Übungsaufgaben Lösungen zu Aufgaben in Kapitel Lösungen zu Aufgaben in Kapitel Lösungen zu Aufgaben in Kapitel Lösungen zu Aufgaben in Kapitel Lösungen zu Aufgaben in Kapitel Literaturverzeichnis 349 Stichwortverzeichnis 350

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