SPS-Programmierung mit Funktionsbausteinsprache

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1 Prof. Dr.-Ing: Serge Zacher SPS-Programmierung mit Funktionsbausteinsprache Automatisierungstechnische Anwendungen VDE VERLAG Berlin Offenbach

2 Inhalt 1 Grundlagen der Automatisierung mit SPS und PC SPS als Steuerungsgerät Bauformen der SPS Funktionsblöcke Bussysteme und Vernetzung Programmspeicher und Software Zykluszeit und Reaktionszeit SPS als Regler Vergleich: Regelung und Steuerung Analogwertverarbeitung Standard-Regelalgorithmen Fuzzy-Regelung PC als Programmiergerät Funktionen und Arten von Programmiergeräten Programmerstellung und -eingäbe IEC-Norm und DINEN Beispiele von IEC-Programmiersystemen Automatisierungsstrukturen Verbindung SPS-PC PC als Automatisierungskomponente Fragen zur Selbstkontrolle 35 2 Funktionsbausteinsprache FBS Funktionsbausteine Programmeinheiten Sprachelemente Variablen Literale Direkte Adressen Datentypen Standard-Funktionen und -Funktionsbausteine EFB der IEC-Bausteinbibliothek (Übersicht) Arithmetische Funktionen Typumwandlung 47

3 2.4.4 Numerische Funktionen Logische Verknüpfungen Auswahl-Funktionen Bistabile Elemente Vergleichsfunktionen Flankenerkennung Zähler Zeitfunktionen Abgeleitete Funktionsbausteine DFB Fragen zur Selbstkontrolle 55 3 Programmiersoftware Concept Eigenschaften und Funktionen Bedienoberfläche Betriebsarten Bibliotheken Einstieg in das Programm Concept Neues Projekt Konfigurieren Programmieren mit FFB-Funktionsbausteinen Programmieren mit DFB-Funktionsbausteinen Verbinden Laden Simulation Online-Steuerung Monitoring Funktionsbausteine unter Concept Extended-Bausteinbibliothek DIAGNO-Bausteinbibliothek SYSTEM-Bausteinbibliothek ANAIO-Bausteinbibliothek Aufgaben zum Kapitel Programmierung von SPS-Reglern Bibliothek CONTCTL Standard-SPS-Regler PID-Regler Adaptive Regler Zweipunktregler Bibliothek FUZZY 92

4 4.3.1 Funktionsbausteine der Fuzzifizierung Regelbasis und Inferenz-Bausteine Funktionsbausteine der Denazifizierung Fuzzy-Regler Simulierte Regelstrecke P-Tl-Glied : P-T2-Glied I-Glied Regler-und Signaltypen unter Concept Eingangssignale Begrenzung und Unempfmdlichkeitszone Pulsmodulation PWM und PDM Schrittregler nach Concept Struktur- und Parameteroptimierung Aufgaben zum Kapitel Projektbeispiel: Prozessautomatisierung Aufgabenstellung Entwurfsstufen eines Projekts Systemanforderungen Beschreibung des Automatisierungsobjekts Teilaufgaben der Automatisierung des Reaktors Teilprojekt: Automatisierte Messungen Messung der Füllzeiten Automatische Erfassung von Sprungantworten Teilprojekt: Identifikation Übertragungsfunktionen der Regelstrecke Linearitätsprüfung Simulation der Regelstrecke Teilprojekt: Entwurf einer Regelung Temperaturregelkreis Füllstandsregelkreis Teilprojekt: Steuerung Steuerung des Mischverhältnisses Prozessivisualisierung Konzept und Funktionsweise von Lookout Einstieg in das Programm Lookout Entwicklung einer Applikation Erstellen eines Schalters Erstellen eines Mixers 140

5 5.6.6 Erstellen einer Trenddarstellung Erstellen eines Alarmobjekts Prozessvisualisierung des Rührkesselreaktors Aufgaben zum Kapitel Selbstlernende Steuerungen Einführung SPS trainieren statt programmieren i SPS und künstliche neuronale Netze (KNN) Nervensystem oder Netz aus Verarbeitungselementen? Einteilung von KNN KNN: Vorteile und Nachteile KNN in der Automatisierungstechnik Lernvorgang ohne Interationen? SPS als künstliches Neuron Aufbau eines künstlichen Neurons Lernvorgang nach der Backpropagation Mehrschicht-Netze Umsetzung des Lernalgorithmus für SPS FBS-Programm nach der Backpropagation Automatische Reglereinstellung mit KNN Aufgabenstellung und Teilaufgaben Erkennung der Stabilitätsgrenze Umsetzung des Lernalgorithmus für SPS STAB2 / NEURO: Funktionsweise STAB2/NEURO: Simulationsbeispiel Selbstlernender Adress-Master Aufgabenstellung Theoretische Grundlagen: Antineuronen Aufbau des Adress-Masters Beispiel eines Adress-Masters: Füllstandsregelung Umsetzung des selbstlernenden Programms Aufgaben zum Kapitel Feed-Forward-Fuzzy-Regler (FFF-Regler) : Aufbau des FFF-Reglers Merkmale von Fuzzy-Reglern Feed-Forward-Neuronen Einstellregeln für zwei benachbarte Neuronen Entwurf eines FFF-Reglers 200

6 7.1.5 Simulaton eines Regelkreises mit FFF-Regler Wirkung von Neuronen Selbsteinstellender FFF-Regler Aufgabenstellung und Systemanforderungen Struktur des FFF-Reglers Funktionsbaustein für die Einstellung von Begrenzungen Funktionsbaustein F_REGLU für Füllstandsregelung Funktionsbausteine KPT_WERT und LAB2DFB Visualisierung eines FFF-Reglers Umwandlung der Prozessgrößen Applikationsentwicklung Kontrolltafel Darstellung von Trends Aufgaben zum Kapitel Bibliothek der entwickelten DFB Hinweise zu Begleitprogrammen Lernen per Internet Vorgehensweise Umgang mit DFB Kleine Tips und Tricks Urheberrecht und Haftung Funktionsbaustein ANTI Funktionsbaustein DIAGNOSE Funktionsbaustein EADIGMOM Funktionsbaustein LAB DFB Funktionsbaustein LAB2DFB Funktionsbaustein MOTON Funktionsbaustein NEURO Funktionsbaustein NEURON Funktionsbaustein NEUROX Funktionsbaustein PERZEPT Funktionsbaustein STAB Funktionsbaustein STAB Funktionsbaustein UMFORM 253 Antworten und Lösungen 255 Antworten zum Kapitel Antworten zum Kapitel Lösungen zum Kapitel 3 255

7 Lösungen zum Kapitel Lösungen zum Kapitel Lösungen zum Kapitel Lösungen zum Kapitel Literatur 281 Abkürzungsverzeichnis 283 Sachwortverzeichnis