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Automatisierungstechnik mit dem TIA-Portal

Programmierprojekte für die berufliche Aus- und Weiterbildung

Das TIA-Portal für die SIMATIC Familie ist das Engineering Tool für die etablierten Steuerungen S7-1200 und S7-1500 sowie die älteren Steuerungen S7-300/400. TIA-Portal steht für Totally Integrated Automation Portal und stellt eine einheitliche Arbeitsumgebung für SPS-Steuerungen, Antriebe und Systeme zum Bedienen und Beobachten zur Verfügung. In ihm werden alle Möglichkeiten einer modernen, normgerechten und strukturierten Programmierung nach IEC-61131 zur Verfügung gestellt. Dadurch ist eine Bibliotheksfähigkeit und die damit verbundene Wiederverwendbarkeit der einmal geschriebenen Programme gegeben.

Es stehen unterschiedliche Programmiersprachen zur Verfügung. Mittels der Funktionsbausteinsprache FUP lassen sich kombinatorische und gut wartbare Bausteine, mit dem hochsprachenähnlichen SCL komplexe Algorithmen und mathematische Funktionen und mit GRAPH Ablaufsteuerungen programmieren.

In diesem Arbeitsheft werden jeweils mit einem Grundlagen- und einem Vertiefungsprojekt folgende Inhalte IEC-konform vermittelt:

• Mit den kombinatorischen Projekten „Kühlhaussteuerung“ und „Schleuse Brunsbüttel“ werden die programmtechnischen Grundlagen gelegt. RS-Tabellen dienen dabei als strukturgebende Planungshilfe. Es wird der sinnvolle Einsatz von Multiinstanzen erfahren, um diese Programme in FUP zu realisieren.

• Die Projekte „Belastungs-Test“ und „Filterprüfstand“ sind Ablaufsteuerungen und werden mit der genormten Spezifikationssprache GRAFCET beschrieben. Die so geplanten Abläufe werden mit GRAPH, der Programmiersprache für Schrittketten umgesetzt. Ausgehend von linearen Ketten werden die Projekte Schritt für Schritt erweitert bis zu komplexen, zwangsgesteuerten Ketten.

• In den beiden Projekten „Motor-Generator-Anlage“ und „Luftstromregelung“ werden Inhalte zu den Themen Analogwertverarbeitung und Regelungstechnik erarbeitet und programmiert. Hierbei kommen neben fertigen Technologiefunktionen, wie PID-Compact, auch Programmteile mit SCL zum Einsatz.

Alle Automatisierungsprojekte sind strukturiert angelegt. Die einzelnen Kapitel führen den Lernenden bei seiner Programmierarbeit anhand von Beschreibungen und Screenshots durch die Fachthematik. Der Umgang mit dem TIA-Portal wird dabei ebenso unterstützt wie das konsequente Anwenden von IEC-61131-konformen S7-Programmelementen. Für die Programmvisualisierung steht jeweils eine virtuelle Anlage mit Simulationsbaustein und einer WinCC-Advanced-Runtime zur Verfügung.