Industrielle Steuerungen Ostfalia · Industrielle Steuerungen Klausur im Sommerrsemester 2018 Seite...

Industrielle Steuerungen Klausur im Sommerrsemester 2018 Seite 1 von 1

Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften Fakultät Elektrotechnik Prof. Dr.-Ing. M. Haas

Aufgabe 1 (20%) Das Petrinetz rechts stellt einen Prozess P1 modellhaft dar. 1.1 Ergänzen Sie fehlende

Marken. 1.2 Wie oft schaltet dann T6? 1.3 S6 und S7 sollen neben-

läufig werden. P1 muss dabei lebendig bleiben. Ändern Sie das Petrinetz entsprechend.

S3

T6

T2 T3 T4 T5

S2 S4 S5

S6

S7

K=12

T1 S1

2

Aufgabe 2 Auf dem Förderband rechts wird eine Folge von Werk-stücken automatisch geprüft. Für die Steuerung des Förder-bandantriebs B soll ein Programmbaustein PB entwickelt werden. Mit den Schaltgrößen B={ b1, b0 } wird der Antrieb in Rechts- oder Linkslauf in Betrieb gesetzt. Damit B auto-matisch angesteuert werden darf, muss das Band zu Beginn leer sein (S0=TRUE) und sein Antrieb in Halt (B=0). Außer-dem müssen alle Aktor-Sensormodule an den Positionen (1) bis (6) eine positive Rückmeldung geben, z.B. an Pos. (1) P1.R=TRUE.

(1) (2) (3) (4) (6)(5)

Meldet ab dann irgendwann der Sensor S1, dass ein Werkstück an Position (1) angekommen ist, gibt PB dem Aktor P1.P den Befehl, das neue Werkstück auf das Band zu positionieren. P1 führt den Befehl aus, nimmt solange mit P1.R=FALSE die positive Rückmeldung zurück und meldet "Fertig" mit P1.R=TRUE. Nun kann mit B=2 das Werkstück nach rechts fahren. Es stoppt, sobald S2=TRUE anzeigt, dass die Pos. (2) erreicht ist. Nicht von PB erhält das Modul P2 nun den Befehl, das Werkstück zu prüfen. Es setzt P2.R = FALSE, führt die Prüfung aus und meldet "Fertig" mit P2.R=TRUE, womit auch der nicht von PB verarbeitete Messwert P2.V gültig ist. Nach P2.R=TRUE fährt PB das Band weiter zu (3), zu (4) und zu (5), wo auf gleiche Art andere Eigenschaften gemessen werden. Trifft das Werkstück an Pos. (6) ein, erhält der Aktor P6 von PB den Befehl, es vom Band zu nehmen. Mit P6.R meldet P6 danach "Fertig". Während das Band mit dem Werkstück an einer der Positionen (2) bis (6) angehalten ist, kann ein evtl. an (1) neu eingetroffenes Werkstück auf das Band gelegt werden. Sobald dies neue Werkstück bei (2) ange-kommen ist, kann das nächste evtl. bei (1) angekommene Werkstück auf das Band gelegt werden, usw. Der Bandantrieb B wird angehalten, sobald irgendein auf dem Band liegendes Werkstück eine der Pos. (2), (3), (4), (5) oder (6) erreicht. Der Antrieb B fährt das Band nach rechts, wenn von allen Modulen P1 bis P6 deren positive Rückmeldung ansteht, solange das Band nicht leer ist. 2.1 Erstellen Sie die Liste der Ein- und Ausgabesignale mit Adressen für das Steuergerät.

(20 %)

2.2 Definieren Sie den in PB zu implementierenden Automaten mit einem Zustandsgraphen. (20 %)

2.3 PB soll mit möglichst wenigen Parametern aufgerufen werden. Formulieren Sie die dazu nötigen Datenstrukturen und -objekte des Hauptprogramms sowie die Variablenliste von PB.

(20%) 2.4 Formulieren Sie das Programm von PB. (20%) 2.5 Formulieren Sie den Programmcode, der den Datenfluss vom E-Abbild zu PB und von PB zum A-

Abbild leitet. (20%)

Industrielle Steuerungen Klausur im Sommersemester 2018 Seite 1 von 4


Aufgabe 1 (20%) 1.1 1.2 T5 schaltet 6 mal.

S3

T6

T2 T3 T4 T5

S2 S4 S5

S6

S7

K=12

T1 S1

2

1.3

S3

T6

T2 T3 T4 T5

S2 S4 S5

S6

S7

K=12

T1 S1

2 12

Aufgabe 2 2.1 Erstellen Sie die Liste der Ein- und Ausgabesignale mit Adressen für das Steuergerät.

(20 %) Größe Adresse Größe Adresse P1.R E 0.0 P1.P A 0.0 P2.R E 0.1 P2.P A 0.1 P3.R E 0.2 P3.P A 0.2 P4.R E 0.3 P4.P A 0.3 P5.R E 0.4 P5.P A 0.4 P6.R E 0.5 P6.P A 0.5 S0 E 1.0 B.b1 A 0.6 S1 E 1.1 B.b0 A 0.7 S2 E 1.2 S3 E 1.3 S4 E 1.4 S5 E 1.5 S6 E 1.6 P2.V EW 2 P2.V EW 4 P2.V EW 6 P2.V EW 8

mh

Durchstreichen

mh

Textfeld

T6



2.2

Z0 Nicht Bereit

Z1 HaltA1

Z9 FahrenA9

t12

t11

t14

t15

t17

Z2 Halt BeladenA2

Z3 Halt EntladenA3

Z4 Halt PrüfenA4

Z6 Halt Beladen PrüfenA6

Z5 Halt Be- EntladenA5

Z7 Halt Entladen PrüfenA7

Z8 Halt Be- Entladen PrüfenA8

t18 t19

t20t21

t22

Init

t3

t4

t5

t6

t8

t2

t1

t7

t10t13

t16

t9

Transitionen, mit r = P1.R && P2.R && P3.R && P4.R && P5.R && P6.R

und s = S2 || S3 || S4 || S5 t1 = S0 && B=0 t2 = S1 && (s || S6) && r t3 = S6 t4 = t14 = s t5 = t16 = S0 && S6 t6 = t18 = S0 && s t7 = t20 = S6 && s t8 = t22 = S0 && S6 && s t9 = S0 && r t11 = !S0 && r t12 = S6 t10 = t13 = t15 = t17 = t19 = t21 = r t16 ´ = S0 && S6



Aktionen

Die hier pro Aktion aufgeführten Aktoren sind logisch 1, alle anderen aus der Liste zu 2.1 sind 0. A1 - A2 P1.P A3 P6.P A4 S2 && P2.P || S3 && P3.P || S3 && P3.P || S4 && P5.P = p A5 P1.P && P1.P A6 P1.P && p A7 P6.P && p A8 P1.P && P1.P && p A9 B.b1 2.3 (20%) 1) UDT definieren //////////////////////////////////////////////////////////////////// TYPE UDT 1 TITLE = "B_EIN"

STRUCT p1r : BOOL; p2r : BOOL; p3r : BOOL; p4r : BOOL; p5r : BOOL; p6r : BOOL; s0 : BOOL; s1 : BOOL; s2 : BOOL; s3 : BOOL; s4 : BOOL; s5 : BOOL; s6 : BOOL;

END_STRUCT ; END_TYPE //////////////////////////////////////////////////////// TYPE UDT 2 TITLE = "B_AUS"

STRUCT p1p : BOOL; p2p : BOOL; p3p : BOOL; p4p : BOOL; p5p : BOOL; p6p : BOOL; b0 : BOOL; b1 : BOOL ;

END_STRUCT ; END_TYPE /////////////////////////////////////////////////////////////////////////// Anstelle dieser Definition in SCL auch möglich: Definition des UDT mit Tabelle. 2) Objekte deklarieren, hier als Var. eines Global.DB DATA_BLOCK DB 1 TITLE = "B_EIN_AUS" STRUCT e1 : "B_EIN" ; a1 : "B_AUS" ; END_STRUCT ; BEGIN // hier die üblichen Variableninitialisierungen ... END_DATA_BLOCK Anstelle dieser SCL-Formulierung auch möglich: Tabelle mit DB-Nr. und Variablenliste. 3) Variablenliste der Programmbausteins PB mit UDT-Objekten als Übergabeparameter.



FUNCTION_BLOCK FB 1 TITLE = "PB"

VAR_INPUT s3 : BOOL ; set : BOOL ; reset : BOOL ;

END_VAR VAR_OUTPUT

p_flanke : BOOL ; n_flanke : BOOL ; p_flanks : BOOL ; n_flanks : BOOL ; rs_out : BOOL ; sr_out : BOOL ;

END_VAR VAR

pfmerk : BOOL ; nfmerk : BOOL ; pf_sp : BOOL ; nf_sp : BOOL ; rs : BOOL ; sr : BOOL ;

END_VAR 2.4 Formulieren Sie das Programm von PB. (20%) 2.5 Formulieren Sie den Programmcode, der den Datenfluss vom E-Abbild zu PB und von PB zum A-

Abbild leitet. (20%)

Industrielle Steuerungen Klausur im Wintersemester 2017/18 Seite 1 von 1


Der parametrische Programmbaustein für die Steuerung eines Verteilmoduls in einer aus mehreren Modulen zusammengesetzten Pa-ketverteilanlage soll entwickelt werden. Jedes in der Anlage eingesetzte Modul wie im Sche-ma rechts besitzt einen Zugang und 4 Abgän-ge und hat seine eindeutige Codenummer. Jedes Paket trägt in einem Funkchip (RFID-Chip) das Codewort für sein Ziel (Codierung hier nicht näher zu betrachten), über das es die Anlage verlassen soll. Information zum Routing durch die Anlage enthält der fertig vorgegebene DB 313.

Ablage

Förderer

Verteiler

Kommt ein Paket an einem Modul an, wird es mit der Lichtschranke am Zulauf des Rollenförderers von der Steuerung erkannt. Mit einer weiteren Lichtschranke erkennt die Steuerung, wenn das Paket auf der Ablage-position vor dem Verteiler eintrifft, und aktiviert dann das Lesegerät des Verteilmoduls. Das Lesegerät er-fasst das im Funkchip gespeicherte Codewort mit dem Ziel des Pakets. Die Steuerung bestimmt dann den für das Paket richtigen Abgang von den 4 möglichen Abgängen. Dazu steht der FC 313 fertig zur Verfügung. Er benötigt zum Aufruf als Eingabe (IN) das Ziel-Codewort, die Codenummer des Moduls und den DB 313. Als Ergebnis (OUT) liefert er die Nummer des Abgangs. Mit dieser schaltet die Steuerung den Abgang ein, auf dem das Paket das Modul zu verlassen hat. Der Verteiler übergibt daraufhin das Paket dem Rollenförde-rer des an diesem Abgang anschließende nachfolgende Modul. Dessen Lichtschranke muss die Ankunft des Pakets gemeldet haben, bevor das nächste Paket in derselben Richtung durch den Verteiler laufen darf. Der ständig laufende Rollenförderer wird gestoppt, wenn sich auf der Ablage vor der Sortierung noch ein Paket befindet, während am Zulauf des Rollenförderers ein neues eintrifft. Aufgabe 1 (50 %) 1.1 Stellen Sie eine Liste der Aktor- und Sensorsignale zusammen, die der Programmbaustein eines

Moduls benötigt, bzw. tragen Sie die Signale oben in das Schema ein. Legen Sie dazu auch die E/A-Adressen für ein Testprojekt fest. (10 %)

1.2 Formulieren Sie entsprechend für IN und OUT die Formalparameter des Programmbausteins und seinen Aufruf im Testprojekt. (15 %)

1.3 Alle Schaltgrößen der Menge der IN-Parameter sollen zu einem Parameterwort zusammengefasst

werden. Ändern Sie gegenüber 1.2 die Parameterliste entsprechend bzw. formulieren Sie sie, und entsprechend auch den Bausteinaufruf, und geben Sie an, was sonst im Testprojekt geändert/er-gänzt werden muss bzw. welche Voraussetzungen nötig sind. (15 %)

1.4 Nicht nur die Schaltgrößen, sondern alle IN-Parameter sollen nun zu je einem Parameter zusam-mengefasst werden. Welche Softwareressource benötigt das Testprojekt dafür? Wie ändern sich Parameterliste und Bausteinaufruf? (10 %)

Aufgabe 2 (60 %) 2.1 Beschreiben Sie das Verhalten des zu entwickelnden Programmbausteins mit einem Zustands-

graphen. (15 %) 2.2 Formulieren Sie das Programm des Bausteins in FUP/AWL für die Variante 1.2 oben. Falls Sie keine

Lösung zu 1.2 haben, wählen Sie freie Bezeichner. (25 %) 2.3 Formulieren Sie die für die Variante 1.3 notwendige Anpassung im Programmbaustein. (10 %) 2.4 Welche Änderungen sind im Baustein für Variante 1.4 notwendig? Beschreiben Sie sie anhand eines

kurzen Beispiels. (10 %) Aufgabe 3 (20 %) Beschreiben Sie den Verteilprozess in einer Verteilanlage mit 2 in Reihe gekoppelten Verteilermodulen in einem Petrinetz.



Aufgabe 1 (50 %) 1.1 (10 %) Bezeichner Typ Adresse Kommentar LSF BOOL E 0.0 Lichtschranke Zugang LSA BOOL E 0.1 Lichtschranke Ablage LSF1N BOOL E 0.2 Abgang 1: Lichtschranke Zugang Folgemodul LSF2N BOOL E 0.3 Abgang 2: Lichtschranke Zugang Folgemodul LSF3N BOOL E 0.4 Abgang 3: Lichtschranke Zugang Folgemodul LSF4N BOOL E 0.5 Abgang 4: Lichtschranke Zugang Folgemodul MODULNR WORD EW 2 Verteilmodul-Nummer ZIELCODE WORD EW 4 Paket-Zielcode

LESEN BOOL A 0.0 Lesegerät aktiv EIN AB1 BOOL A 0.1 Abgang 1 EIN ÂB2 BOOL A 0.2 Abgang 2 EIN AB3 BOOL A 0.3 Abgang 3 EIN AB4 BOOL A 0.4 Abgang 4 EIN F_EIN BOOL A 0.5 Rollenförderer EIN F_AUS BOOL A 0.6 Rollenförderer AUS

1.2 (15 %)

Bezeichner bleiben wie oben.

E-Adressen sind hier IN-Parameter.A-Adressen sind OUT-Parameter.Adressen sind Lokaladressen DIX 0.0 bis DIX 0.5.

Weiterer formaler IN Parameter: Bezeichner DBROUTE, Typ BLOCK_DB für Routing-DB 313.

Muste

rlösu

ng



1.3 (15 %) FB 1 aus Aufgabe 1.wird hier als FB 2 geändert: Anstelle der obigen Parameter LSF … LSF4N wird

der Parameter ESCHALT Typ WORD am Beginn der Parameterliste deklariert. Weitere Änderungen im FB 2 erklärt die Lösung zu Aufgabe 2.3. unten.

Voraussetzungen: Die Schaltgrößen sind in der Peripherie so ver-drahtet, dass sie (fortlaufend) im EW 0 adressier-bar sind oder ein FC kopiert die Schaltgrößen einzeln über ihre Bitadressen an fortlaufende Bitadressen eines Merkerworts, das anstelle von EW 2 dem FB 2 übergeben wird.

1.4 (10 %) Benötigt wird ein UDT mit Bezeichner z.B. "ESCHALT" und ein Objekt dieses Typs z.B. Variable ES1 als Komponente eines DB, z.B: DB 100, oder als TEMP-Variable im OB 1. Benötigte Ressourcen: UDT "ESCHALT"

DB 100 100

FB 1 wird in FB 3 abgeändert. Ein FC muss entwickelt werden, der alle benötigten Schaltgrößen aus dem E-Bereich in das UDT-Objekt ES1 des DB 100 kopiert, bevor FB 3 wie rechts aufgerufen wird. Änderungen der Parameterliste betreffen nur ES 1: ersetzt alle binären IN-Parameter aus 1.2 bzw. das Eingabewort aus 1.3 und hat den UDT (Typ) ESCHALT.

Mus

terlö

sung



Aufgabe 2 (60 %) 2.1 (15 %)

=1

!(LSF1N + LSF2N + LSF3N + LSF4N)

Zugang Fördern

!LSF

LSF . !LSA!LSA

LSALSF . LSA

LSF1N + LSF2N + LSF3N + LSF4N

Zugang Stopp

Warten

!LSA

LSA

Ablegen

Abgang

2.2 (25 %)

Muste

rlösu

ng



2.3 (10 %) Entsprechende TEMP-Variablen vom Typ BOOL im FB 2 neu anlegen (deren lokale L-Adressen hier nicht interessieren). Dann vor das bisherige Netzwerk 1 ein neues Netzwerk einfügen, um gleich zu Beginn die Werte der Schaltgrößen aus den lokalen Bitadressen des Eingabeworts an lokaler DI-Adresse 0 in die TEMP-Variablen zu kopieren.

2.4 (10 %) Die bisher mit Variablenbezeichner angesprochenen Größen werden nun mit dem entsprechenden Bezeichner im UDT angesprochen. Beispiel bisher: IN-Variable #LSF

nun: IN-Variable #ES1.LSF

Muste

rlösu

ng



Aufgabe 3 (20 %)

Ankunft1

Ablage1

Verteiler1

Abgang1.2

Zugang2

Ankunft2

Ablage2

Verteiler2

Fördern1

Routen1

Fördern2

Routen2

Zugang1

Muste

rlösu

ng



Aufgabe 1 Einen Prozess mit 2 parallelen Bearbeitungsplätzen T1 und T2 beschreibt das folgende BE-Netz.

T1.1 T1.2 T1.3 T1.4

T2.1 T2.2 T2.3 T2.4

T0 T3

EIN AUS

P1

P2

W1

W2

B1B

B2B

B1R

B2R

1.1 Ergänzen Sie fehlende Marken im Diagramm oben. (10%) 1.2 T1.1 und T2.1 benötigen exklusiven Zugriff auf ein Werkzeugmagazin (WZM), das im Diagramm fehlt.

Ergänzen Sie das Diagramm entsprechend und möglichst einfach. (15%) 1.3 Der Prozess soll erweitert werden auf 4 parallele Bearbeitungsplätze mit 2 parallelen

Werkzeugmagazinen. Zeichnen Sie ein entsprechendes ST-Netz. (25%) Aufgabe 2 Die Ablaufsteuerung für einen beliebigen Bearbeitungsplatz wie in Aufgabe 1 soll entsprechend der Tabelle unten entwickelt werden. Eine externe Zuteilungslogik entscheidet für jedes neu eingetroffene Werkstück (WS), an welchem freien Bearbeitungsplatz die Bearbeitung starten soll. Jedes Werkstück trägt auf einem mobilen Datenspeicher ein Codewort zur Anforderung des richtigen Bearbeitungswerkzeugs vom Werkzeug-magazin (WZM). Für das Abholen bearbeiteter Werkstück von der Auslaufposition AUS ist die Steuerung nicht zuständig. Transition Schritt Aktion Einschalten ODER in Schritt 6 ist WS auf Auslaufpos. AUS ODER in Schritt 5 kommt Quittierung vom Leitstand

1 Warten auf neues WS -

WS ist auf Einlaufpos. EIN UND Zuteilungslogik liefert Freigabe

2 WS in Arbeitsposition bringen

Positionierbefehl für WS-Arbeitsposition

WS ist in Arbeitsposition P UND WZM ist frei

3 Werkzeug anfordern WS-Codewort lesen, Anforderungsbit und WS-Codewort an WZM ausgeben, parametrische Wartezeit starten

Wartezeit ist nicht abgelaufen UND WZM-Antwortcode = WS-Codewort

4 WS Bearbeiten WS-Codewort an Bearbeitungsmaschine

Wartezeit ist nicht abgelaufen UND WZM-Antwortcode != WS-Codewort ODER Wartezeit ist abgelaufen

5 Fehler Meldung an Leitstand

Bearbeitung "Fertig" UND Auslaufposition AUS ist frei

6 WS Fertig Positionierbefehl für WS-Auslauf

2.1 Definieren Sie die E- und A-Größen mit Name und Typ. (10%) 2.2 Zeichnen Sie den Zustandsgraphen. (15%) 2.3 Formulieren Sie den Programmbaustein. (25%) 2.4 Formulieren Sie das Hauptprogramm eines Projekts mit 2 parallelen Bearbeitungsmaschinen. Die Wartezeit (Schritt 3) soll in einem Global-DB vorgehalten werden. (20%)



Aufgabe 1 1.1 und 1.2

T1.1 T1.2 T1.3 T1.4

T2.1 T2.2 T2.3 T2.4

T0 T3

EIN AUS

P1

P2

W1

W2

B1B

B2B

B1R

B2R

WZM Zu 1.2

Zu 1.1

Zu 1.1

1.3

11

1

1

T1

T2

T3 T4

WZM, K=2

T0 T5

EIN AUSPK=4

WK=4

BBK=4

BR, K=4

Aufgabe 2

Kommentar E/A Name Typ WS auf Auslaufpos. AUS E WISTAUS BOOL

WS ist auf Einlaufpos. EIN E WISTEIN BOOL

Quittierung vom Leitstand E LEITQUIT BOOL

Zuteilungslogik liefert Freigabe E LOGFREI BOOL

WS ist in Arbeitsposition P E WISTP BOOL WZM ist frei E WZISTFREI BOOL

WS-Codewort E WCW WORD

WZM-Antwortcode E WZECW WORD

Bearbeitung "Fertig" E BFERTIG BOOL

Auslaufposition AUS ist frei E AUSFREI BOOL Positionierbefehl für WS-Arbeitsposition A WSOLP BOOL

WS-Codewort lesen A CWREAD BOOL

Anforderungsbit an WZM A WZANF BOOL WS-Codewort an WZM A WZACW WORD WS-Codewort an Bearbeitungsmaschine A BACW WORD Meldung an Leitstand A LEITMELD BOOL

Positionierbefehl für WS-Auslauf A WSOLAUS BOOL



2.2 (15%)

EIN

2

3

1

WISTP && WZISTFREI

4

!TW && WCW==WZECW

6

BFERTIG && AUSFREI

5

!TW && WCW!=WZECW||TW

LEITQUIT

WISTAUS

WISTEIN && LOGFREI

Die Größe TW "Wartezeit ist abgelaufen" ist eine interne Größe. Die Aktionen des MOORE-Auto-maten lt. Aufga-bentabelle sind hier nicht darge-stellt.

2.3 Formulieren Sie den Programmbaustein. (25%) Siehe auf den folgenden Seiten.

27.06.2017 Seite: 1FB 2 (FB 2) Projekt2\FB2.S7

Adresse|Dekla.|Name |Typ |Anfangswert |Kommentar | | | | | 0.0|in |WISTAUS |BOOL |FALSE | 0.1|in |WISTEIN |BOOL |FALSE | 0.2|in |LEITQUIT |BOOL |FALSE | 0.3|in |LOGFREI |BOOL |FALSE | 0.4|in |WISTP |BOOL |FALSE | 0.5|in |WZISTFREI |BOOL |FALSE | 2.0|in |WCW |WORD |W#16#0000 | 4.0|in |WZECW |WORD |W#16#0000 | 6.0|in |BFERTIG |BOOL |FALSE | 6.1|in |AUSFREI |BOOL |FALSE | 8.0|in |TIMER1 |TIMER |T 0 | 10.0|in |T1MER1TW |WORD |W#16#0000 | 12.0|out |WSOLP |BOOL |FALSE | 14.0|out |WZACW |WORD |W#16#0000 | 16.0|out |BACW |WORD |W#16#0000 | 18.0|out |WZANF |BOOL |FALSE | 18.1|out |LEITMELD |BOOL |FALSE | 18.2|out |WSOLAUS |BOOL |FALSE | 18.3|out |CWREAD |BOOL |FALSE | 20.0|in_out|FBINIT |BOOL |FALSE | 22.0|stat |S1 |BOOL |FALSE | 22.1|stat |S2 |BOOL |FALSE | 22.2|stat |S3 |BOOL |FALSE | 22.3|stat |S4 |BOOL |FALSE | 22.4|stat |S5 |BOOL |FALSE | 22.5|stat |S6 |BOOL |FALSE | 22.6|stat |S2AKTION |BOOL |FALSE | 22.7|stat |S3AKTION |BOOL |FALSE | 0.0|temp |T1TWEND |BOOL | |

------------------------------------------------------------------------------------Netzwerk: 1 ------------------------------------------------------------------------------------

U #FBINIT S #S1 R #S2 R #S3 R #S4 R #S5 R #S6 R #FBINIT

------------------------------------------------------------------------------------Netzwerk: 2 ------------------------------------------------------------------------------------

#S1 +-----+ #S2 --+R | +---+ | | #S5 ---+ & | +---+ | | #LEITQUIT ---+ +-----+>=1| | | +---+ | | | | +---+ | | | | #S6 ---+ & | | | | | #WISTAUS ---+ +-----+ +----+S Q+- +---+ +---+ +-----+

------------------------------------------------------------------------------------Netzwerk: 3 ------------------------------------------------------------------------------------

#S2 +-----+ #S3 --+R | +---+ | | #S1 ---+ & | | | #WISTEIN ---+ | | | #LOGFREI ---+ +----+S Q+- +---+ +-----+

------------------------------------------------------------------------------------Netzwerk: 4


------------------------------------------------------------------------------------

+---+ #S3 #S4 ---+>=1| +-----+ #S5 ---+ +----+R | +---+ | | +---+ | | #S2 ---+ & | | | #WISTP ---+ | | | #WZISTFREI---+ +----+S Q+- +---+ +-----+

------------------------------------------------------------------------------------Netzwerk: 5 ------------------------------------------------------------------------------------

#S4 +-----+ #S6 --+R | +---+ | | #S3 ---+ & | | | #T1TWEND ---o | | | +--------+ | | | | | ==I | | | | | #WCW +IN1 | | | | | | | | | | | #WZECW +IN2 ENO+---+ +----+S Q+- +--------+ +---+ +-----+

------------------------------------------------------------------------------------Netzwerk: 6 ------------------------------------------------------------------------------------

#S5 +-----+ #S1 --+R | +---+ | | #T1TWEND ---o & | | | +--------+ | | | | | ==I | | | | | #WCW +IN1 | | | | | | | | | +---+ | | #WZECW +IN2 ENO+---o +-----+>=1| | | +--------+ +---+ | | +---+ | | #T1TWEND ---+ +-----+ & | | | +---+ | | | | #S3 ---+ +----+S Q+- +---+ +-----+

------------------------------------------------------------------------------------Netzwerk: 7 ------------------------------------------------------------------------------------

#S6 +-----+ #S1 --+R | +---+ | | #S4 ---+ & | | | #BFERTIG ---o | | | #AUSFREI ---+ +----+S Q+-


+---+ +-----+

------------------------------------------------------------------------------------Netzwerk: 8 ------------------------------------------------------------------------------------

+---+ #S2 ---+ & | #S1 ---o | #S3 ---o | #S4 ---o | #S5 ---o | +------+ #S6 ---o +----+ = |#WSOLP +---+ +------+

------------------------------------------------------------------------------------Netzwerk: 9 ------------------------------------------------------------------------------------

+---+ #S3 ---+ & | #S1 ---o | #S2 ---o | #S4 ---o | #S5 ---o | +------+ #S6 ---o +----+ = |#S3AKTION +---+ +------+

------------------------------------------------------------------------------------Netzwerk: 10 ------------------------------------------------------------------------------------

+---+ +------+ #S3AKTION ---+ & +----+ = |#WZANF +---+ +------+

------------------------------------------------------------------------------------Netzwerk: 11 ------------------------------------------------------------------------------------

#TIMER1 +--------+ #S3AKTION +Ein-Verz| #T1MER1TW +TW DU+?? | DEZ+?? +------+ ??9 +R Q+------------+ = |#T1TWEND +--------+ +------+

------------------------------------------------------------------------------------Netzwerk: 12 ------------------------------------------------------------------------------------

+--------+ | MOVE | #S3AKTION +EN Out+#WZACW | | #WCW +In ENO+ +--------+

------------------------------------------------------------------------------------Netzwerk: 13


------------------------------------------------------------------------------------

+---+ #S4 ---+ & | #S1 ---o | #S2 ---o | #S3 ---o | +--------+ #S5 ---o | | MOVE | #S6 ---o +--+EN Out+#BACW +---+ | | #WCW +In ENO+ +--------+

------------------------------------------------------------------------------------Netzwerk: 14 ------------------------------------------------------------------------------------

+---+ #S5 ---+ & | #S1 ---o | #S2 ---o | #S3 ---o | #S4 ---o | +------+ #S6 ---o +----+ = |#LEITMELD +---+ +------+

------------------------------------------------------------------------------------Netzwerk: 15 ------------------------------------------------------------------------------------

+---+ #S6 ---+ & | #S1 ---o | #S2 ---o | #S3 ---o | #S4 ---o | +------+ #S5 ---o +----+ = |#WSOLAUS +---+ +------+



2.4 Formulieren Sie das Hauptprogramm eines Projekts mit 2 parallelen Bearbeitungsmaschinen. Die Wartezeit (Schritt 3) soll in einem Global-DB vorgehalten werden. (20%) Siehe auf den folgenden Seiten.


T 1 = T 1 DB100.wartezeit = DB 100.DBW 0 A 100.0 = A 100.0 A 100.1 = A 100.1 A 100.2 = A 100.2 A 100.3 = A 100.3 A 100.5 = A 100.5 M 0.0 = M 0.0



Ein schrittweise ablaufender Chargenprozess P1 soll per SPS automatisiert werden. Im Startschritt 1 wartet er auf die Freigabe F1 vom Leitsystem und auf die Bereitmeldungen der Dosierungen D1, D2 und D3. Sind diese eingetroffen, gibt P1 im Schritt 2 an die Dosierungen D1 und D2 die Materialabrufe D1.A und D2.A aus. Kommt dabei von mindestens einer Dosierung die Fehlermeldung D1.X oder D2.X, geht P1 in den Stö-rungszustand X und wartet auf die externe Quittung Q1. Nach deren Eintreffen geht P1 wieder in den Startschritt. Melden die Dosierungen erfolgreichen Materialabruf (D1.R, D2.R), schaltet P1 im Schritt 3 den Mischer M1 der Reaktionskammer ein (M1.Run) und wartet, bis dessen Antrieb ein gegebenes Grenzdrehmoment M1.Mmin unterschreitet. Dann folgt im Schritt 4 ein Materialabruf von der Dosierung D3, während der Mischer weiterläuft. Sein Fehlschlag wird entsprechend D1 bzw. D2 mit Störungszustand X behandelt. Nach erfolgreichem Abruf von D3 ist Schritt 5 erreicht. Er gilt, solange die Temperatur T1 der Reaktionskammer die Grenztemperatur Tmax nicht überschreitet. Danach geht es mit Schritt 6 weiter, mit dem P1 den Mischer ausschaltet und die Nachbehandlung N1 zum Abruf des Produkts auffordert (Ausgabe N1.A). Ist das geschehen (Meldung N1.R), geht P1 wieder in den Startschritt. Aufgabe 1 (30 %) Beschreiben Sie P1 und sein Zusammenwirken mit den anderen hier genannten Prozessen in einem Petrinetz. Aufgabe 2 (30 %) Stellen Sie P1 in einem Zustandsgraphen dar, der Vorlage zum Programmentwurf werden soll. Aufgabe 3 (30 %) Formulieren Sie Code und Variable eines voll parametrischen FB für P1 entsprechend Aufgabe 2. Die Grenzwerte M.Mmin und Tmax stehen in einem Global-DB. Aufgabe 4 (30 %) Formulieren Sie die Symboltabelle mit den hier benötigten globalen Größen, sowie den Global-DB und die globalen Programmbausteine.



Aufgabe 1 (30 %)

1: D1, D2, D3

F1F1

D1 D1

D2 D2

2

D3 D3

3: D1.R, D2.R, M1.Run

1

2: D1.A, D2.A

3

D1.X

D2.X

X, D1/D2

4: D3.A, M1.Run, M1.Mmin

4

5: D3.R, M1.RunX, D3

D3.X

5

6: N1.A, Tmax

N1.R6

X

XQ

QMuste

rlösu

ng



Stärker verfeinert (nicht Teil der Aufgabe)

1

F1F1

D1 D1

D2 D2

2

D3 D3

3

D1.A

1

2D1.A

D2.R

D2.A

D1.RD1.R

D2.R

M1.Run

3

D1.X

D2.X

X, D1/D2

4

M1.Run

M1

4D3.RD3.R

D3.A

5 X, D3

D3.X

5

6

TmaxT <= Tmax

N1.AN1

6

N1.R

D2.A

(leer)

X

XQ

D3.A

M1.Mmin

Q

M1.Run

Muste

rlösu

ng



Aufgabe 2 (30 %)

Aufgabe 3 (30 %)

F1 && D1 && D2 && D3

D1.R && D2.R && !( D1.X || D2.X )

X

D1.X || D2.X

M1.M < M1.Mmin

D3.X D3.R && !D3.X

T >= Tmax

2 D1.A, D2.A

1

Q

N1.R

3 M1.Run

4 D3.A, M1.run

5 M1.run

6 N1.A

Muste

rlösu

ng



Muste

rlösu

ng



Aufgabe 4 (30 %)

Muste

rlösu

ng



OB 100

OB 1

Muste

rlösu

ng



Eine automatische Steuerung zur Sortierung verschiedenartiger Werkstücke soll entwickelt werden:

HE

P2P1

M2LS0 M1

P3

M3

F1

LS1 LS2 LS3

S1 S2 S3

B2 B3B1

B3

Ein externer Handhabungsautomat HE legt ein neues Werkstück auf den Anfang des Förderbands F1, so-bald die Sortiersteuerung eine Anforderung sendet. Dazu muss die Steuerung das Band gestoppt haben. Das Werkstück wird mit der Lichtschranke LS0 erkannt, und die Steuerung kann das Band starten. Mehrere Sortierstufen Si sind entlang des Förderbands angeordnet. In jeder Sortierstufe beobachtet die Software eines Microcontrollers Mi mit einer Kamera die Bildszene auf dem Bandabschnitt. Trifft ein Werkstück ein, dessen Bildmuster zum gegebenen Vorgabemuster passt, sendet Mi seinen Sortierbefehl an die Sortier-steuerung. Diese stoppt das Band, sobald die Lichtschranke LSi auf das Werkstück anspricht, und befördert mit dem Schieber Pi das Werkstück in den Sortierbehälter Bi. Nicht erkannte Werkstücke fördert das Band in den Sammelbehälter an seinem Ende (hier B3). Das Band muss gestoppt bleiben, bis der jeweilige Schieber wieder in seine Ruhelage zurückgekehrt ist. Wenn die Anzahl der Werkstücke in einem Sortierbehälter Bi oder dem Sammelbehälter einen per Eingabe vorgegebenen Maximalwert erreicht, fordert die Steuerung solange kein neues Werkstück bei HE an, bis eine Signalausgabe Ai das Personal zur Leerung des Behälters und anschließender Quittierung veranlasst hat. Aufgabe 1 (25 %) Definieren Sie alle notwendigen Ein- und Ausgabegrößen für die Sortiersteuerung, mit symbolischem Bezeichner bzw. SPS-Adresse und Datentyp. Aufgabe 2 (25 %) Stellen Sie die Behandlung der Werkstücke in der Anlage in einem Petri-Netz dar. Aufgabe 3 (25 %) Stellen Sie den Prozess einer Sortierstufe als Zustandsgraph dar und formulieren Sie einen Step 7 - Programmbaustein dafür. Aufgabe 4 (25 %) Stellen Sie den Prozess des Förderbands als Zustandsgraph dar und formulieren Sie einen Step 7 - Programmbaustein dafür. Aufgabe 5 (25 %) Formulieren Sie das Hauptprogramm für eine Anwendung mit 3 Sortierstufen wie im Bild oben.



Aufgabe 1 (25 %) Bezeichner Adresse Typ Bezeichner Adresse Typ LS0 E 0.0 BOOL P1AUS E 1.2 BOOL LS1 E 0.1 BOOL P2AUS E 1.3 BOOL LS2 E 0.2 BOOL P3AUS E 1.4 BOOL LS3 E 0.3 BOOL MAX EW 2 WORD M1 E 0.4 BOOL P1VOR A 0.0 BOOL M2 E 0.5 BOOL P2VOR A 0.1 BOOL M3 E 0.6 BOOL P3VOR A 0.2 BOOL P1EIN E 0.7 BOOL F1VOR A 0.3 BOOL P2EIN E 1.0 BOOL F1RUE A 0.4 BOOL P3EIN E 1.1 BOOL ANFORD A 0.5 BOOL Annahmen: Die Schieber P1 … P3 haben ihre passive Ruhelage im eingefahrenen Zustand, also genügt ein Signal zum Vorfahren. Jeder Schieber hat je einen Endschalter in eingefahrener und ausgefahrener Stellung. Das Förderband kann mit 2 Signalen vor- und rückwärts gefahren werden. Beide Signale AUS bedeutet Stillstand. Aufgabe 2 (25 %)

HE

LS0 F1P1

ANFORD

F1P2LS2k=2

LS1k=2

M1 P1

B1

M2 P2

B2

F1P2LS3k=2

M3 P3

B3

B4

START

2 2 2 22 2

Aufgabe 3 (25 %)

Muste

rlösu

ng

mh

Rechteck

mh

Schreibmaschinentext

Der Inhalt des gestrichelten Bereich trägt nicht zur Notengebung bei.

mh




Warten Aussortieren

Fertig

STOPP an F1P1VOR=1

Ankunft an B Werkstückanzahl++P1VOR=0

P1AUS

P1EIN

LS1 && M1

Tw=1s

Annahme: unterbrochene Lichtschranke liefert TRUE. Programmbaustein: siehe FB1 im Anhang. Aufgabe 4 (25 %)

Warten

Fördern

LS1 && M1 ||LS2 && M2 ||LS3 && M3

Gestoppt

ANFORD

LS0 && P1EIN && P2EIN && P3EIN

=1

Annahme: unterbrochene Lichtschranke liefert TRUE. Achtung! Nach Stopp wegen eines nicht voll eingefahrenen Schiebers fährt das Band mit diesem Automaten sofort weiter, sobald alle Endschalter die Schieber wieder eingefahren melden. In der Praxis darf das wegen des Unfallrisikos nur über zusätzliche Sicherheitsverriegelungen möglich sein! Programmbaustein: siehe FB2 Aufgabe 5 (25 %) Hauptprogramm mit Symboltabelle, Globaldatenbaustein (war nicht verlangt), OB100, OB1 mit FC1 im Anhang. Mus

terlö

sung

mh


Hier am Beispiel S1. Mit anderen aktuellen Parametern gilt der gleiche Automat auch für S2 und S3.

mh


mh


mh

Rechteck

mh


mh


mh


Für die Ankunft von Werkstücken in B4 ist kein Sensor vorgesehen. Diese Lösung nimmt an, dass das Hauptprogramm eine Anforderung an HE er- zeugt, wenn S1, S2 oder S3 den Zustand fertig erreichen, oder wenn die letzte Lichtschranke LS3 ohne Aussortierbefehl von M3 anspricht. Dieser Punkt ist nicht notenrelevant.

mh


mh


mh


mh


mh


Aus gegebenem Anlass mache ich darauf aufmerksam, dass die Verwendung von Code und anderen Teilen aus veröffentlichten Lösungen während der Prüfung zugänglicher früherer Klausuren dieses Fachs nicht benotet werden, wenn ihr Bezug zu den hier gestellten Aufgaben nicht ausdrücklich erklärt ist.

mh


mh



Netzwerk: 5 Zustand Aussortieren Beendet------------------------------------------------------------------------------------

#fertig +-----+ #warten --+R | +---+ | | #an_b ---+ & | | | #pxein ---+ +----+S Q+- +---+ +-----+

------------------------------------------------------------------------------------Netzwerk: 6 Aktion Schieber Ausfahren und Band Stoppen------------------------------------------------------------------------------------

+---+ #sort ---+ & | #warten ---o | #an_b ---o | +------+ #fertig ---o +-+--+ = |#pxvor +---+ | +------+ | +------+ +--+ = |#f1stopp +------+

------------------------------------------------------------------------------------Netzwerk: 7 Aktion Schieber Einfahren

Aktion Mitzählen: Anzahl Werkstücke in der Ablage um 1 erhöhen------------------------------------------------------------------------------------

+---+ #an_b ---+ & | #warten ---o | #sort ---o | +------+ #fertig ---o +-+--+ R |#pxvor +---+ | +------+ | +--------+ | | +I | +----------+EN | #anzahl +IN1 OUT+#anzahl 1 +IN2 ENO+---------- +--------+ Mus

terlö

sung

Anhan

g

Progr

amm


Adresse|Dekla.|Name |Typ |Anfangswert |Kommentar | | | | | 0.0|in |m1 |BOOL |FALSE | 0.1|in |m2 |BOOL |FALSE | 0.2|in |m3 |BOOL |FALSE | 0.3|in |ls0 |BOOL |FALSE | 0.4|in |ls1 |BOOL |FALSE | 0.5|in |ls2 |BOOL |FALSE | 0.6|in |ls3 |BOOL |FALSE | 0.7|in |p1ein |BOOL |FALSE | 1.0|in |p2ein |BOOL |FALSE | 1.1|in |p3ein |BOOL |FALSE | 1.2|in |anford |BOOL |FALSE | 2.0|out |f1vor |BOOL |FALSE | 2.1|out |f1rue |BOOL |FALSE | 4.0|in_out|init |BOOL |FALSE | 6.0|stat |warten |BOOL |FALSE | 6.1|stat |foerder |BOOL |FALSE | 6.2|stat |stopp |BOOL |FALSE |

------------------------------------------------------------------------------------Netzwerk: 1 Einschalten------------------------------------------------------------------------------------

U #init S #warten R #foerder R #stopp R #init

------------------------------------------------------------------------------------Netzwerk: 2 Zustand Warten------------------------------------------------------------------------------------

#warten +-----+ #foerder --+R | +---+ | | #foerder ---+ & | | | +---+ | | | | #ls1 ---+ & | +---+ | | | | #m1 ---+ +-----+>=1| | | | | +---+ | | | | | | +---+ | | | | | | #ls2 ---+ & | | | | | | | #m2 ---+ +-----+ | | | | | +---+ | | | | | | +---+ | | | | | | #ls3 ---+ & | | | | | +---+ | | #m3 ---+ +-----+ +-----+ +-----+>=1| | | +---+ +---+ +---+ | | | | #stopp ---+ +----+S Q+- +---+ +-----+

------------------------------------------------------------------------------------Netzwerk: 3 Zustand Fördern------------------------------------------------------------------------------------

+---+ #foerder #warten ---+>=1| +-----+ #stopp ---+ +----+R | +---+ | | +---+ | | #ls0 ---+ & | | | #p1ein ---+ | | | #p2ein ---+ | | | #p3ein ---+ +----+S Q+- +---+ +-----+

------------------------------------------------------------------------------------Netzwerk: 4 Zustand Gestoppt

Muste

rlösu

ng

Anhan

g

Progr

amm


------------------------------------------------------------------------------------

#stopp +-----+ #warten --+R | +---+ | | #foerder ---+ & | | | #anford ---+ +----+S Q+- +---+ +-----+

------------------------------------------------------------------------------------Netzwerk: 5 Aktion Förderband Halt------------------------------------------------------------------------------------

+---+ #warten ---+>=1| +---+ #stopp ---+ +-----+ & | +---+ | | +------+ #foerder ---o +-+--+ R |#f1vor +---+ | +------+ | +------+ +--+ R |#f1rue +------+

------------------------------------------------------------------------------------Netzwerk: 6 Aktion Förderband vorwärts fördern------------------------------------------------------------------------------------

+---+ #warten ---o & | #stopp ---o | +------+ #foerder ---+ +--+-+ = |#f1vor +---+ | +------+ | +------+ +-+ R |#f1rue +------+

Muste

rlösu

ng

Anhan

g

Progr

amm

02.07.2016 Seite: 1OB 100 (OB 100) projekt\OB100.S7


------------------------------------------------------------------------------------Netzwerk: 1 ------------------------------------------------------------------------------------

O m0.0 ON m0.0 = "P1INIT" = "P2INIT" = "P3INIT" = "F1INIT"

Symbole:M 0.0 = M 0.0 M 0.0 = M 0.0 "P1INIT" = M 0.1// Anlaufmerker FB1-Aufruf für P1"P2INIT" = M 0.2// Anlaufmerker FB1-Aufruf für P2"P3INIT" = M 0.3// Anlaufmerker FB1-Aufruf für P3"F1INIT" = M 0.7// Anlaufmerker FB2-Aufruf für F1

------------------------------------------------------------------------------------Netzwerk: 2 ------------------------------------------------------------------------------------

L 0 T DB5.p1zahl T DB5.p2zahl T DB5.p3zahl T DB5.p4zahl

Symbole:DB5.p1zahl = DB 5.DBW 2// Anzahl Werkstücke in B1DB5.p2zahl = DB 5.DBW 4// Anzahl Werkstücke in B2DB5.p3zahl = DB 5.DBW 6// Anzahl Werkstücke in B3DB5.p4zahl = DB 5.DBW 8// Anzahl Werkstücke in B4

Muste

rlösu

ng

Anhan

g

Progr

amm



------------------------------------------------------------------------------------Netzwerk: 1 Aufruf Sortierstation P1------------------------------------------------------------------------------------

DB 1 +------------------+ | FB1 | ??.? +EN | "LS1" +lsx | "M1" +mx | "P1EIN" +pxein | "P1AUS" +pxaus f1stopp+DB5.p1f1st T 0 +timer pxvor+DB5.p1vor "P1INIT" +init mfertig+"P1FERT" DB5.p1zahl+anzahl ENO+---------- +------------------+

Symbole:"LS1" = E 0.1// Lichtschranke 1"M1" = E 0.4// Musterüberstimmung an P1"P1EIN" = E 0.7// Schieber P1 ist eingefahren (Ruhestellung)"P1AUS" = E 1.2// Schieber P1 ist ausgefahrenFB 1 = FB 1 DB 1 = DB 1 T 0 = T 0 DB5.p1f1st = DB 5.DBX 0.3// Stopp F1 durch P1DB5.p1vor = DB 5.DBX 0.0// Schieber P1 nach vorn"P1FERT" = M 0.4// P1 meldet Aussortieren Fertig"P1INIT" = M 0.1// Anlaufmerker FB1-Aufruf für P1DB5.p1zahl = DB 5.DBW 2// Anzahl Werkstücke in B1





Muste

rlösu

ng

Anhan

g

Progr

amm




------------------------------------------------------------------------------------Netzwerk: 4 Aufruf Förderband F1 ------------------------------------------------------------------------------------

DB 4 +------------------+ | FB2 | ??.? +EN | "M1" +m1 | "M2" +m2 | "M3" +m3 | "LS0" +ls0 | "LS1" +ls1 | "LS2" +ls2 | "LS3" +ls3 | "P1EIN" +p1ein | "P2EIN" +p2ein | "P3EIN" +p3ein f1vor+DB5.f1vor "ANFHE" +anford f1rue+DB5.f1ruec "F1INIT" +init ENO+---------- +------------------+

Symbole:"M1" = E 0.4// Musterüberstimmung an P1"M2" = E 0.5// Musterüberstimmung an P2"M3" = E 0.6// Musterüberstimmung an P3"LS0" = E 0.0// Lichtschranke 0"LS1" = E 0.1// Lichtschranke 1"LS2" = E 0.2// Lichtschranke 2"LS3" = E 0.3// Lichtschranke 3"P1EIN" = E 0.7// Schieber P1 ist eingefahren (Ruhestellung)"P2EIN" = E 1.0// Schieber P2 ist eingefahren (Ruhestellung)"P3EIN" = E 1.1// Schieber P3 ist eingefahren (Ruhestellung)"ANFHE" = A 0.5// Anforderung neues WerkstückFB 2 = FB 2 DB 4 = DB 4 DB5.f1vor = DB 5.DBX 0.6// Förderband vorwärts fördernDB5.f1ruec = DB 5.DBX 0.7// Förderband rückwärts fördern"F1INIT" = M 0.7// Anlaufmerker FB2-Aufruf für F1

------------------------------------------------------------------------------------Netzwerk: 5 ------------------------------------------------------------------------------------

Muste

rlösu

ng

Anhan

g

Progr

amm


+------------------+ | FC1 | ??.? +EN | "MAX" +max | "QVOLL" +qvoll | "P1FERT" +p1f | "P2FERT" +p2f | "P3FERT" +p3f | DB5.p1zahl+p1zahl | DB5.p2zahl+p2zahl bvoll+"BVOLL" DB5.p3zahl+p3zahl anfhe+"ANFHE" DB5.p4zahl+p4zahl ENO+---------- +------------------+

Symbole:"QVOLL" = E 1.5// Quittung von Personal: Behälter sind geleert"P1FERT" = M 0.4// P1 meldet Aussortieren Fertig"P2FERT" = M 0.5// P2 meldet Aussortieren Fertig"P3FERT" = M 0.6// P3 meldet Aussortieren Fertig"MAX" = EW 2// Max. Anzahl Werkstücke in den Ablageben"BVOLL" = A 0.6// Meldung an Personal: Behälter voll"ANFHE" = A 0.5// Anforderung neues WerkstückDB5.p1zahl = DB 5.DBW 2// Anzahl Werkstücke in B1DB5.p2zahl = DB 5.DBW 4// Anzahl Werkstücke in B2DB5.p3zahl = DB 5.DBW 6// Anzahl Werkstücke in B3DB5.p4zahl = DB 5.DBW 8// Anzahl Werkstücke in B4

------------------------------------------------------------------------------------Netzwerk: 6 Anzahl nirgends aussortierter Werkstücke mitzählen ------------------------------------------------------------------------------------

+---+ +--------+ "LS3" ---+ & | | +I | "M3" ---o +--+EN | +---+ | | DB5.p4zahl+IN1 OUT+DB5.p4zahl 1 +IN2 ENO+---------- +--------+

Symbole:"LS3" = E 0.3// Lichtschranke 3"M3" = E 0.6// Musterüberstimmung an P3DB5.p4zahl = DB 5.DBW 8// Anzahl Werkstücke in B4DB5.p4zahl = DB 5.DBW 8// Anzahl Werkstücke in B4

Muste

rlösu

ng

Anhan

g

Progr

amm

02.07.2016 Seite: 1FC 1 (FC 1) projekt\FC1.S7

Adresse|Dekla.|Name |Typ |Anfangswert |Kommentar | | | | | 0.0|in |max |INT |0 | 2.0|in |qvoll |BOOL |FALSE | 2.1|in |p1f |BOOL |FALSE | 2.2|in |p2f |BOOL |FALSE | 2.3|in |p3f |BOOL |FALSE | 4.0|out |bvoll |BOOL |FALSE | 4.1|out |anfhe |BOOL |FALSE | 6.0|in_out|p1zahl |INT |0 | 8.0|in_out|p2zahl |INT |0 | 10.0|in_out|p3zahl |INT |0 | 12.0|in_out|p4zahl |INT |0 | 0.0|temp |x |BOOL | | 0.1|temp |y |BOOL | | 0.2|temp |z |BOOL | |

------------------------------------------------------------------------------------Netzwerk: 1 Prüfen, ob Behälter voll sind------------------------------------------------------------------------------------

+--------+ | >=I | #p1zahl +IN1 | | | +---+ #max +IN2 ENO+---+>=1| +--------+ | | +--------+ | | | >=I | | | #p2zahl +IN1 | | | | | | | #max +IN2 ENO+---+ | +--------+ | | +--------+ | | | >=I | | | #p3zahl +IN1 | | | | | | | #max +IN2 ENO+---+ | +--------+ | | +--------+ | | | >=I | | | #p4zahl +IN1 | | | | | | | +------+ #max +IN2 ENO+---+ +----+ = |#bvoll +--------+ +---+ +------+

------------------------------------------------------------------------------------Netzwerk: 2 Wenn alle Sortierstufen fertig sind und kein Behälter voll ist, neues Werkstü------------------------------------------------------------------------------------

+---+ #p1f ---+ & | #p2f ---+ | #p3f ---+ | +------+ #bvoll ---o +----+ = |#anfhe +---+ +------+

------------------------------------------------------------------------------------Netzwerk: 3 Bei Quittierung von "Behälter voll" Anzahl Werkstücke in den Behältern auf 0 ------------------------------------------------------------------------------------

U #bvoll U #qvoll SPBNB _001 L 0 T #p1zahl T #p2zahl T #p3zahl T #p4zahl_001: NOP 0

Muste

rlösu

ng

Anhan

g

Progr

amm

02.07.2016 Seite: 2FC 1 (FC 1) projekt\FC1.S7

Muste

rlösu

ng

Anhan

g

Progr

amm



Eine Sortierung für Werkzeuge soll automatisch gesteuert werden.

L1 L2 L3

P1 P2 P3Wi

A B

S1 S2 S3

T

Jedes Werkzeug Wi trägt von vornherein einen RFID-Chip mit einem Codewort CWi. Aus dem Magazin A ge-langen in zufälligen Zeitabständen Werkzeuge einzeln auf das ständig laufende Transportband T der Sortier-anlage. Dort passiert jedes Werkzeug eine Anzahl Lesegeräte Lk. In der hier betrachteten Anlage sind es L1, L2 und L3. Zu jedem Lesegerät gehört eine Richtungsweiche Pk. Ein passierendes Werkzeug wird dort er-kannt und bei Bedarf aussortiert, indem das Lesegerät das Codewort des passierenden Werkzeugs erfasst und der Steuerung zusammen mit dem Signal "Werkzeug erkannt" übergibt. Die Steuerung vergleicht das erfasste Codewort CWi mit einem für diese Lesegeräteposition gespeicherten Wert CCk und stellt bei Überein-stimmung die Weiche in die Richtung des Sammelbehälters Sk. Dort erfasst ein Sensor das eingetroffene Werkstück. Ein Werkzeug mit nicht übereinstimmendem bzw. nicht erkanntem Codewort läuft geradeaus weiter. Die nirgendwo übereinstimmend codierten bzw. erkannten Werkzeuge nimmt B auf. Die Steuerung soll stets die Anzahl Werkzeuge an den Transportzielen S1, S2, S3 bzw. B aktuell halten. Aufgabe 1 (25 %) Tragen Sie alle benötigten Ein- und Ausgabegrößen für das Automatisierungsgerät in das Geräteschema oben ein, und vergeben Sie entsprechende SPS-Adressen. Ergänzen Sie Ihre Angaben, falls nötig, bei Ihrer Lösung der folgenden Aufgaben. Aufgabe 2 (20 %) Stellen Sie den Prozess in einem Petri-Netz dar. Aufgabe 3 (20 %) Definieren Sie die Steuerung entsprechend Aufgabe 2 (wenn für Sie möglich), so dass alle gleich ablaufen-den Verarbeitungsabschnitte mit einem einzigen parametrischen Programmbaustein behandelt werden können. Aufgabe 4 (25 %) Formulieren Sie den oder die parametrischen Programmbausteine passend zur Aufgabe 3 (wenn für Sie möglich). Aufgabe 5 (25 %) Formulieren Sie das Hauptprogramm für die Anwendung im Bild oben. Benutzen Sie für die Vergleichswerte CCk ebenso wie die aktuelle Anzahl Körper je Transportziel Si bzw. B einen Global-DB. Aufgabe 6 (15 %) Formulieren Sie, falls nicht schon geschehen, die Verwendung des Global-DB (Aufgabe 5) in dem oder den Programmbaustein(en) nach Aufgabe 4 parametrisch.

Muste

rlösu

ng



Aufgabe 1 (25 %)

L1 L2 L3

P1 P2 P3Wi

CW1

W_Erkannt1

Abzweigen_P1

A B

S1 S2 S3

Ankunft_S1

CW2

W_Erkannt2

Abzweigen_P2

Ankunft_S2

CW3

W_Erkannt3

Abzweigen_P3

Ankunft_S3

EW 0

E 6.0

A 0.0

E 6.1

EW 4

E10.0

A 4.0

E 10.1

EW 2

E 8.0

A 2.0

E 8.1

T

Aufgabe 2 (20 %) Stellen Sie den Prozess in einem Petri-Netz dar.

A L1 P1 L2 P2 L3 P3 B

S1 S2 S3

Aufgabe 3 (20 %) Für jede Sortierstation i= 1 .. 3 mit { L, P, S}i in Aufgabe 2 verhält sich die Steuerung wie der rechts skizzierte MOORE-Automat. Code

verarbeiten

Aus-sortieren

Weiter-leiten

Warten

W. erkannt

CW == CCCW != CC

=1 Ankunft in S

Muste

rlösu

ng

15.01.2016 Seite: 1DB 1 projektw15\DB1.S7

Adresse|Name |Typ |Anfangswert |Aktualwert |Kommentar | | | | | 0.0|cc |INT |0 |0 | 2.0|w_zahl |INT |0 |0 | 4.0|init |BOOL |FALSE |FALSE |Anlaufmerker für die Sortierstufe 1

Muste

rlösu

ng

Muste

rlösu

ng

mh

Textfeld

Aufgabe 4: DB1 für Sortierstufe 1

mh

Textfeld

Den gleichen Aufbau haben DB2 und DB3 für die Sortierstufen 2 bzw. 3.

15.01.2016 Seite: 2FB 1 (FB 1) projektw15\FB1.S7

------------------------------------------------------------------------------------

#z_aus +-----+ #z_warte --+R | +---+ | | #z_code ---+ & | | | #c_gleich ---+ +----+S Q+- +---+ +-----+

------------------------------------------------------------------------------------Netzwerk: 6 Aktion z_code Teil 1------------------------------------------------------------------------------------

+---+ #z_warte ---o & | #z_code ---+ | #z_weiter ---o | +------+ #z_aus ---o +----+ = |#lesen +---+ +------+

------------------------------------------------------------------------------------Netzwerk: 7 Aktion z_code Teil 2 ------------------------------------------------------------------------------------

U #lesen SPBNB _001 AUF DB[#db_nr] // Global-DB mit CC und Anzahl sortierter Werkezeug L DBW 0 // CC L #cw // CW ==I // wenn übereinstimmung = #c_gleich // dann merken für die Transition zum Zustand Ausso_001: NOP 0

Symbole:keine

------------------------------------------------------------------------------------Netzwerk: 8 Aktion z_aus------------------------------------------------------------------------------------

+---+ #z_warte ---o & | #z_code ---o | #z_weiter ---o | +------+ #z_aus ---+ +----+ = |#p_ab +---+ +------+

------------------------------------------------------------------------------------Netzwerk: 9 1x hochzählen mit Flanke des Aufgabesignals an die Weiche------------------------------------------------------------------------------------

U #p_ab FN #aus_zaehl // fallende Flanke: = #plus1 U #plus1 // 1x bei Umschalten auf den Nachzustand .. SPBNB _002 AUF DB[#db_nr] // .. den Zählwert in DB L DBW 2 INC 1 // um 1 erhöhen._002: NOP 0

Muste

rlösu

ng

mh

Kreis

mh

Beschriftung

Aufgabe 6

mh

Kreis

mh

Beschriftung

Aufgabe 6

15.01.2016 Seite: 1OB 100 (OB 100) projektw15\OB100.S7


------------------------------------------------------------------------------------Netzwerk: 1 Anlaufmerker für die Sortierstufen-FB-Aufrufe------------------------------------------------------------------------------------

S DB1.init // setze Anlaufmerker Sortierstufe 1 S DB2.init // dto. Sortierstufe 2 S DB3.init // dto. Sortierstufe 3 L 0 // Anfangswert 0 .. T DB1.w_zahl // .. in Zählwert Werkezeuge in Sortierstufe 1 T DB2.w_zahl // dto. Sortierstufe 2 T DB3.w_zahl // dto. Sortierstufe 3

Symbole:DB1.init = DB 1.DBX 4.0// Anlaufmerker für die Sortierstufe 1DB2.init = DB 2.DBX 4.0// Anlaufmerker für die Sortierstufe 2DB3.init = DB 3.DBX 4.0// Anlaufmerker für die Sortierstufe 3DB1.w_zahl = DB 1.DBW 2 DB2.w_zahl = DB 2.DBW 2 DB3.w_zahl = DB 3.DBW 2

Muste

rlösu

ng

Muste

rlösu

ng

mh

Textfeld

Aufgabe 5: OB100



------------------------------------------------------------------------------------Netzwerk: 1 Werte für Codewortvergleich der Sortiertstufen aktualisieren

(nur für die Plausibliltät des Projekts, nicht prüfungsrelevant) ------------------------------------------------------------------------------------

L AW 514 // CC1 aus Eingabe T DB1.cc // in DB 1 L AW 514 // dto. CC2 T DB2.cc // in DB 2 L AW 514 // dto. CC3 T DB3.cc // in DB 3

Symbole:DB1.cc = DB 1.DBW 0 DB2.cc = DB 2.DBW 0 DB3.cc = DB 3.DBW 0

------------------------------------------------------------------------------------Netzwerk: 2 Aufruf Sortierstufe 1

------------------------------------------------------------------------------------

DB 11 +------------------+ | FB1 | ??.? +EN | 1 +db_nr | AW 512 +cw | e0.1 +w_erkannt | e0.0 +s_ankunft p_ab+a0.0 DB1.init +init_z ENO+---------- +------------------+

Symbole:E 0.1 = E 0.1 E 0.0 = E 0.0 FB 1 = FB 1 DB 11 = DB 11 A 0.0 = A 0.0 DB1.init = DB 1.DBX 4.0// Anlaufmerker für die Sortierstufe 1


------------------------------------------------------------------------------------


Symbole:E 0.2 = E 0.2 E 0.3 = E 0.3 FB 1 = FB 1

Muste

rlösu

ng

Muste

rlösu

ng

mh

Textfeld

Aufgabe 5: OB1

mh

Beschriftung

Aufgabe 6

mh

Kreis

mh

Beschriftung

Aufgabe 6

mh

Kreis


DB 12 = DB 12 A 0.1 = A 0.1 DB1.init = DB 1.DBX 4.0// Anlaufmerker für die Sortierstufe 1


------------------------------------------------------------------------------------


Symbole:E 0.4 = E 0.4 E 0.5 = E 0.5 FB 1 = FB 1 DB 13 = DB 13 A 0.2 = A 0.2 DB3.init = DB 3.DBX 4.0// Anlaufmerker für die Sortierstufe 3

Muste

rlösu

ng

Muste

rlösu

ng

mh

Textfeld

Aufgabe 5: OB1

mh

Kreis

mh

Beschriftung

Aufgabe 6



Aufgabe 6 (15 %) Die Lösung ist in Aufgabe 4 und 5 schon enthalten.

Muste

rlösu

ng

Muste

rlösu

ng



Die Ein- und Ausfahrt einer Parkgarage für PKW soll automatisiert werden. Jeder einfahrende PKW muss zunächst stoppen, damit der/die Fahrer/in per Tastendruck an der Chip-Ausgabe einen Bezahlchip anfordert und übernimmt. Auf das Tastersignal CS1 reagiert das AG, indem es per Schaltsignal CC1 einen Chip an die Entnahme leitet, per Ausgabewort CW1 dessen Codewort aktualisiert, und mit dem Lichtsignal LG1 (Grün) sowie der Schranke SÖ1 (Öffnen) die Einfahrt freigibt. Wenn der Fahrbahnsensor FS1 meldet, dass der PKW die Einfahrt verlassen hat, schließt das AG die Einfahrt durch Umschalten auf Rot (LR1) und Schließen der Schranke (SS1). Für ausfahrende PKW ist der Ablauf gleich. wie bei der Einfahrt. Die Rückgabe eines Chip meldet CS2. Das AG zieht dann mit CC2 den Chip ein und wertet dessen Code-wort aus (CW2). Ergibt sich daraus, dass die Parkgebühr korrekt bezahlt ist, gibt das AG die Ausfahrt frei (Einschalten von LG2, SÖ2). Wenn der PKW ausgefahren ist (FS2), sperrt das AG die Ausfahrt wieder (Einschalten von LR2, SS2). Auf jedem Chip ist ein Codewort gespei-chert. Folgende Werte werden unterschie-den: "Bereit zur Ausgabe", wenn ein Chip im Vorrat der Chip-Ausgabe liegt, "Ausgege-ben", nachdem Fahrer oder Fahrerin eines einfahrenden PKW den Chip übernommen haben, "Bezahlt", nachdem Fahrer/in an einem Kassenautomaten die Parkgebühr entrichtet haben, und "Zurückgegeben", nachdem der Chip im Eingabegerät als bezahlt angenommen wurde..

Einfahrt

CS1

Ausfahrt

CC1 LR1LG1

CS2

FS1

FS2LR2LG2

SS1SÖ1

CC2SS2SÖ2 CW2

CW1

Chip-Ausgabe

Chip-Eingabe

Mögliche Sonderfälle und Störungen sollen hier nicht behandelt werden. Aufgabe 1 (25%) Stellen Sie den Signalfluss zwischen Peripherie und AG tabellarisch oder grafisch dar. Vergeben Sie dazu E- und A-Adressen. Der oder die Kassenautomaten gehören nicht zur Peripherie des AG. Aufgabe 2 (25%) Zeichnen Sie jeweils einen Zustandsgraphen für die Steuerung der Einfahrt und einen strukturell möglichst ähnlichen für Steuerung der Ausfahrt. Aufgabe 3 (25%) Im Programm auf dem AG soll ein einziger parametrischer Programmbaustein sowohl für die Ein- als auch für die Ausfahrt aufgerufen werden. Formulieren Sie den Code des Programmbausteins in Step 7. Nutzen Sie den Umstand, dass für die Ausfahrt der Wert "Bezahlt" des Chipcode dieselbe Bedeutung hat wie für die Einfahrt der Wert "Ausgegeben". Aufgabe 4 (25%) Formulieren Sie die Bausteine des Hauptprogramms. Aufgabe 5 (25%) Zeichnen Sie ein Petrinetz, das den Umlauf der Bezahlchips im hier geschilderten System beschreibt.



Aufgabe 1 (25%)

Bemerkung: Diese Symboltabelle ersetzt die Liste der Ein- und Ausgabegrößen. Die Merkersymbole erleichtern das Programmieren, sind aber nicht Bedingung für eine 100 % korrekte Lösung. Aufgabe 2 (25%)

=1

CS1

LR1 = SS1 = TRUELG1 = SÖ1 = CC1 = FALSE

LR1 = CC1 = SS1 = TRUELG1 = SÖ1 = FALSECW1 = "Ausgegeben"

LR1 = SS1 = FALSELG1 = SÖ1 = TRUECC1 = FALSE

CC1

FS1

LR1 = SS1 = TRUELG1 = SÖ1 = FALSECC1 = FALSE

=1

CS2

LR2 = SS2 = TRUELG2 = SÖ2 = CC2 = FALSE

LR2 = CC2 = SS2 = TRUELG2 = SÖ2 = FALSE

LR2 = SS2 = FALSELG2 = SÖ2 = TRUECC2 = FALSE

CW2 = "Bezahlt"

FS2

LR2 = SS2 = TRUELG2 = SÖ2 = FALSECC2 = FALSE

Einfahrbereit

PKW kommt an

Einfahrt abwarten

PKW ist eingefahren

Ausfahrbereit

PKW kommt an

Ausfahrt abwarten

PKW ist ausgefahren

Muste

rlösu

ng



Aufgabe 3 (25%)

Muste

rlösu

ng



Muste

rlösu

ng



Aufgabe 4 (25%)

Bemerkung: Dieser DB vereinfacht die voll parametrische Programmierung, ist aber nicht Bedingung für eine 100 % korrekte Lösung.

Muste

rlösu

ng



Muste

rlösu

ng



Aufgabe 5 (25%)

Chip ziehen

Ankunft PKW

PKW Parken

Einfahrt verlassen

Bezahlchips Einfahrtk=NEinfahrt

Chip zurückgeben

PKW parkt

Ausfahrt verlassen

Fahrer entfernt sich vom PKW

Abfahrt PKW

Zur Ausfahrt

Fahrer/in kommt zurück zum PKW

Bezahlchips Ausfahrtk=N

Bezahlchip anfordern

KassenautomatFahrer bezahlt

PKW starten

Ausfahrt

Mus

terlö

sung



Das Schema rechts zeigt ein spurgeführtes Transportsy-stem. Nummerierte Stationen S1, S2, … entlang der För-derspur können das Transportgerät T mit Be- und Endlade-funktion B zum Befördern eines Transportobjekts anfor-dern. Ein anderweitig zu erstellender Programmbaustein FB 11 nimmt jede neue Anforderung in einer Warteschlan-ge auf. FB 11 erteilt dem von Ihnen zu entwerfenden Steuerbaustein FB 12 einen wartenden Transportauftrag nach dem anderen, bis die Auftragswarteschlange leer ist. Der FB 12 unterscheidet folgende Zustände.

S1 S2 S3

S4S6 S5

T, B

Warten: Grundzustand. FB 12 ist bereit, den nächsten Transportauftrag anzunehmen und hat ein

entsprechendes Bit für FB 11 gesetzt. Das Transportgerät T steht irgendwo still. Holen: Der nächste Auftrag von FB 11 kommt mit einem Startbit und den Lagekoordinaten der Hole-

und der Bringestation. FB 12 gibt dann die Lagekoordinaten der Holestation und einen Start-befehl an das Antriebs- und Wegmesssystem für T aus.

Beladen: Das Antriebs- und Wegmesssystem meldet Ankunft bei der Holestation: FB12 gibt dann dem Be- und Entladungssystem B den Startbefehl zum Beladen aus.

Bringen: Das Be- und Entladungssystem meldet Beladen fertig: FB 12 gibt nun die Lagekoordinaten der Bringestation und den Startbefehl an das Antriebs- und Wegmesssystem aus.

Entladen: Das Antriebs- und Wegmesssystem meldet Ankunft bei der Bringestation: FB12 gibt nun dem Be- und Entladungssystem den Startbefehl zum Entladen aus.

Nachdem das Be- und Entladungssystem Entladen fertig meldet, geht FB 12 geht in den Zustand Warten. T bleibt an Ort und Stelle stehen. Aufgabe 1 Stellen Sie in einem Blockschaltbild den Informationsaustausch des AG mit der Peripherie (E/A) und inner-halb des AG den Informationsaustausch der Programmbausteine (aktuelle Parameter) dar. Geben Sie den benötigten Größen Adressen oder symbolische Bezeichner. Aufgabe 2 Zeichnen Sie einen Zustandsgraphen für FB 12. Aufgabe 3 Formulieren Sie Aufgabe 2 entsprechend das Step7- bzw. IEC-Programm des FB 12. Aufgabe 4 Formulieren Sie OB 100 und OB 1 des Programms. Aufgabe 5 Der Auftraggeber wünscht sich vor Projektbeginn einen Überblick über das Verhalten des Gesamtsystems. Entwerfen Sie ein Petrinetz (B/E oder S/T), das die Entstehung und Verarbeitung beliebig langer Transport-anforderungswarteschlangen zeigt.



Aufgabe 1

AG T und B

AW2 "Koordinate S"

A0.0 "Fahrt zu S"

E40.0 "Ankunft an S"

A0.1 "Beladen"

A0.2 "Entladen"

E40.1 "Beladen Fertig"

E40.2 "Entladen Fertig"

FB 11S1, S2, ...

...

FB 12

E0.0 "S1 Anfordern T"

EW2 "S1 Koordinate Bringen"

E0.1 "S2 Anfordern T"

EW4 "S2 Koordinate Bringen"

M0.0 "T Bereit"

M0.1 "T Start"

MW2 "Koordinate Holen"

MW4 "Koordinate Bringen"

Aufgabe 2

M0.1 "T Start"


E40.1 "Beladen Fertig"


E40.2 "Entladen Fertig"

Bereit

Holefahrt

Beladen

Bringefahrt

Entladen

Muste

rlösu

ng

mh

Textfeld

25

mh

Textfeld

5

mh

Textfeld

5

mh

Textfeld

10 Zustände

mh

Textfeld

5

mh

Textfeld

5

mh

Textfeld

10 Transitionen

mh

Textfeld

20

mh

Textfeld

5 Wortoperatoren



Aufgabe 3

Muste

rlösu

ng

mh

Textfeld

35

mh

Textfeld

10 Parameter+lok. Größen

mh

Textfeld

5 Init.

mh

Textfeld

10 Zustand



Muste

rlösu

ng



mh

Textfeld

10 Aktion



Aufgabe 4 Formulieren Sie OB 100 und OB 1 des Programms.

Muste

rlösu

ng

mh

Textfeld

5 OB 100

mh

Textfeld

10 Aufruf FB 11

mh

Textfeld

10 Aufruf FB 12

mh

Textfeld

25



Aufgabe 5

...

S1 S2 SN

K = N

FB 11Warteschlange

FB 12 Bereit

FB 12 BringenEntladen

FB 12 HolenBeladen

mh

Textfeld

20

mh

Textfeld

10 S, FB 11

mh

Textfeld

10 FB 12



Die Steuerung eines Portalkrans soll entwickelt werden. Er hat die kartesischen Bewegungsachsen X, Y, Z jeweils mit Anschlüssen für den Lagesollwert und Lageistwert, sowie den Greifer G mit den Schaltbefehlen Öffnen und Schließen und den binären Rückmeldungen Auf und Zu. Der Greifer ist in Stellung Auf, wenn er seine Endlage beim Öffnen erreicht hat, und Zu, wenn die Greifkraft einen Schwellwert erreicht hat. Dies ist nur zu Ihrer Information, für Ihre Arbeit hier aber nicht weiter relevant.

Ansicht von links (Schnitt A-A)

A

A

B B

Ansicht von oben(Schnitt B-B)

G

X

Y

Z

Y

Ziel der Entwicklung ist es, das Holen und Bringen von Objekten automatisch auszuführen. Mit einem Hole-Bringe-Auftrag werden in der Bedienperipherie die horizontalen Lagekoordinaten (X , Y) des Abholorts A und Zustellorts B vorgegeben. Der Hole-Bringe-Auftrag wird mit einem Taster gestartet. Dabei dürfen sich die Achsen X und Y aus Sicherheitsgründen nur dann bewegen, wenn Z in seiner Grenzlage ganz oben ist, und in der Bringephase G in Stellung Auf ist. Aufgabe 1 ( 30 % ) Definieren Sie die Ausführung eines Hole-Bringe-Auftrags mit einem Zustandsgraphen, einschließlich Angabe der Aktionen je Zustand, oder in Ablaufsprache nach DIN/IEC. Aufgabe 2 ( 40 % ) Für die Ansteuerung der Bewegungsachsen existieren bereits die FC "FAHREN" und "GREIFEN". "FAHREN" muss für jede der Achsen X, Y und Z aufgerufen werden, mit den IN-Parametern #START (BOOL), der Zielkoordinate #LAGE (WORD) und je einem DWORD #PE und #PA als Zeiger auf die E- und A-Adressen der jeweiligen Antriebseinheit. #RESTWEG (WORD) mit dem restlichen Weg zum Ziel geht als OUT-Parameter zurück an den aufrufenden Baustein. Eine Fahrt beginnt, wenn #START von logisch 0 auf 1 wechselt. Der FC "GREIFEN" übernimmt IN die Bits #SCHLIESSEN und #OEFFNEN als Sollwerte und gibt OUT die Bits #ZU und #AUF zurück. Formulieren Sie den voll parametrischen FB "HOLEBRINGE" und rufen Sie dabei die FC "FAHREN" und "GREIFEN" auf, wo nötig. Die Vorgabedaten eines Hole-Bringe-Auftrags soll "HOLEBRINGE" als Parameter übernehmen, und ebenso die DWORD mit den Zeigern auf die Eingabe- und Ausgabeadressen jeder An-triebseinheit X, Y und Z. Fassen Sie wo möglich und sinnvoll mehrfach auszuführenden Programmcode bei gleichen Teilabläufen zu einem weiteren Programmbaustein zusammen. Aufgabe 3 ( 30 % ) Skizzieren Sie ein Geräteschema des AG mit E- und A-Größenbezeichnungen und entsprechenden Adres-sen im Interface, und formulieren Sie dazu passend die Programmbausteine einer Anwendung des FB "HOLEBRINGE". Vernachlässigen Sie den Programmcode, der den DWORD mit den Zeigern jeder Antriebs-einheit X, Y und Z konkrete Adressen zuweist. Legen Sie nur die Merker fest, in denen die Adressen gespeichert sind. Aufgabe 4 ( 25 % ) Der Prozess auf dem Portalkran soll in Verbindung mit dem Materialfluss dargestellt werden. Dabei soll gelten, dass zeitweilig mehr Objekte zum Holen/Bringen angeliefert werden, als ein Portalkran in gegebener Zeit verarbeiten kann. Überlegen Sie sich eine preiswerte Lösung, bei der die Annahme gilt, dass der längerfristige Mittelwert der Ankunftsrate, z.B. über einige Stunden und darüber, immer kleiner ist als die Verarbeitungsrate, und beschreiben Sie dies grafisch mit einem Petrinetz.



Für die Bearbeitungszelle einer Fertigungseinrichtung soll die Türsteuerung entwickelt werden. Es gibt zwei Türen, die gleich funktionieren. Aktivitäten der Werkzeugmaschine und ihrer Hilfseinrichtungen in der Bear-beitungszelle sind nur möglich, wenn beide Türen geschlossen sind. Umgekehrt kann keine der Türen aus der geschlossenen Stellung gebracht werden, solange in der Bearbeitungszelle irgendein Vorgang aktiv ist. Deren Steuerung ist abgesehen vom Signalaustausch mit der Türsteuerung hier nicht näher zu betrachten. Mit Schaltern des Bedienpanels lässt sich jede Tür öffnen, schließen, während des Öffnens/Schließens stoppen oder (nach Rückstellen des rastenden Stopp-Schalters) wieder beliebig öffnen/schließen, stoppen. Zu hohes Motordrehmoment oder die Unterbrechung der Lichtschranke im Türdurchgang führen während des Öffnens oder Schließens sofort zum automatischen Stopp des Türantriebs. Für das max. Motordrehmo-ment ist in der Steuerung ein Grenzwert hinterlegt. Nach dem automatischen Stopp bewirkt Drücken eines Quittungstasters im Bedienpanel (und vorheriger Suche und Beseitigung der Ursache), dass die Tür wieder dem Bedienpanel gehorcht. Folgende Größen werden an den markierten Verbindungen ausgetauscht: (A) Tür öffnen,

Tür schließen

Bearbeitungszelle

Tür 2

Tür 1

TürsteuerungSteuerung der Bearbeitungszelle

(A) (B) (A) (B)

(C)

(D)

Bedienpanel

(E)(F)

(B) Tür öffnet, Tür schließt, Tür ist geöffnet, Tür ist geschlossen, Türdurchgang ist nicht frei, Messwert Motordrehmoment

(C) alle Türen sind geschlossen (D) Bearbeitungszelle ist aktiv

(E) Tür 1/2 öffnet, Tür 1/2 schließt, Tür 1/2 ist geöffnet, Tür 1/2 ist geschlossen, Tür 1/2 ist autom. gestoppt

(F) Tür 1/2 öffnen, Tür 1/2 schließen, Tür 1/2 stoppen, Autom. Stopp quittieren

Aufgabe 1 ( 25 % ) Fassen Sie die Größen (A) - (F) in einer Liste der SPS-Adressen zusammen. Aufgabe 2 ( 25 % ) Entwerfen Sie den Zustandsgraphen einer Tür. Beachten Sie die Möglichkeit, dass beim Einschalten eine Tür weder geöffnet noch geschlossen ist. Aufgabe 3 ( 25 % ) Definieren Sie einen Programmbaustein in FUP/AWL, der Ihrem Zustandsgraphen aus der Aufgabe 2 entspricht. Aufgabe 4 ( 25 % ) Formulieren Sie die Hauptprogrammbausteine einer Anwendung mit den Adressen oder Symbolen entsprechend Aufgabe 1. Aufgabe 5 ( 25 % ) Beschreiben Sie das Verhalten der Türen und der Bearbeitungsmaschine in einem Petrinetz. Lassen Sie darin die Möglichkeit weg, die Türen während des Schließens oder Öffnens manuell oder automatisch zu stoppen.



Aufgabe 1 ( 25 % ) Größe Bezeichner

Tür 1 Tür2

Adresse Tür 1

Tür 2

(A) Tür 1/2 öffnen, Tür 1/2 schließen

pt1sol_öf pt1sol_sc

pt2sol_öf pt2sol_sc

A 0.0 A 0.1

A 0.2 A 0.3

(B) Tür 1/2 öffnet Tür 1/2 schließt Tür 1/2 geöffnet Tür 1/2 geschlossen, Türdurchgang 1/2 nicht frei Messwert 1/2 Motordrehmoment Grenzwert 1/2 Motordrehmoment

pt1ist_öf pt1ist_sc pt1ist_auf pt1ist_zu pt1_nfrei pt1ist_md pt1ogr_md

pt2ist_öf pt2ist_sc pt2ist_auf pt2ist_zu pt2_nfrei pt2ist_md pt2ogr_md

E 0.0 E 0.1 E 0.2 E 0.3 E 0.4 EW 2 DB 0. DBW 0

E 0.5 E 0.6 E 0.7 E 1.0 E 1.1 EW 4 DB 0. DBW 2

(C) alle Türen sind geschlossen

ptist_allzu A 1.7

(D) Bearbeitungszelle ist aktiv

pbzelle_aktiv E 2.0

(E) Tür 1/2 öffnet Tür 1/2 schließt Tür 1/2 geöffnet Tür 1/2 geschlossen Tür 1/2 automatisch gestoppt

bt1ist_öf bt1ist_sc bt1ist_auf bt1ist_zu bt1ist_austop

bt2ist_öf bt2ist_sc bt2ist_auf bt2ist_zu bt2ist_austop

A 0.4 A 0.5 A 0.6 A 0.7 A 1.0

A 1.2 A 1.3 A 1.4 A 1.5 A 1.6

(F) Tür 1/2 öffnen Tür 1/2 schließen Tür 1/2 stoppen

bt1sol_öf bt1sol_sc bt1sol_stop

bt2sol_öf bt2sol_sc bt2sol_stop

E 1.2 E 1.3 E 1.4

E 1.5 E 1.6 E 1.7

Automatischen Stopp quittieren

btqu_stop E 2.1

Aufgabe 2 ( 25 % )

Nicht Auf, Nicht Zu

Schließen

Öffnen

Geöffnet Geschlossen

Einschalten

j

ab

i

g

h

d

e

f

c

Erklärung der Transitionen: ( ..tX.. ersetzen durch ..t1.. bzw. ..t2.. : a = ptXist_zu

b = ptXist_auf

c = btXsol_sc && !bt1sol_öf && !bt1sol_stop && !ptX_nfrei

d = ptXist_zu

e = pbzelle_aktiv && btXsol_öf && !btXsol_sc && !btXsol_stop

f = ptXist_auf

g = ptX_nfrei || ( ptXist_md ≥ ptXogr_md ) || btXsol_stop

h = !ptXist_zu && !ptXist_auf && btqu_stop && c

i = ( ptXist_md ≥ ptXogr_md ) || btXsol_stop

j = !ptXist_zu && !ptXist_auf && btqu_stop && e

Muste

rlösu

ng



Aufgabe 3 ( 25 % ) Aufgabe 4 ( 25 % ) s. Anhang mit TrySim--Doku FB 1, OB 100, OB 1 Aufgabe 5 ( 25 % )

Variante 1, B-E-Netz:

Bearbeitungsmaschine

Tür 2 schließen

Tür 2 öffnen

Tür 2 geschlossen

Bearbeitung starten

Bearbeitung beenden

Tür 1 schließen

Tür 1 öffnen

Tür 2 geöffnet

Tür 1 geschlossen

inaktiv aktiv

Tür 1 geöffnet

Variante 2, S-T-Netz:

Bearbeitungs-maschine

Tür schließen

Tür öffnen

K = 2

2

Bearbeitung starten

K = 2

Bearbeitung beenden

Türen freigeben

2

Tür ist geschlossen Bearbeitung

freigeben

Tür ist geöffnet

inaktiv aktiv


>=I = #g1 O #ptX_nfrei O #g1 O #btXsol_stop = #g UN #ptXist_zu UN #ptXist_auf U #btqu_stop U #c = #h O #g1 O #btXsol_stop = #i UN #ptXist_zu UN #ptXist_auf U #btqu_stop U #e = #j

------------------------------------------------------------------------------------

Netzwerk: 3 Zustand Tür ist nicht auf und nicht zu------------------------------------------------------------------------------------

+---+

#z_zu ---+>=1|

#z_auf ---+ | #z_nanz

#z_sc ---+ | +-----+

#z_oef ---+ +----+R |

+---+ | |

+---+ | |

#z_sc ---+ & | +---+ | |

#g ---+ +-----+>=1| | |

+---+ | | | |

+---+ | | | |

#z_oef ---+ & | | | | |

#i ---+ +-----+ +----+S Q+-

+---+ +---+ +-----+

------------------------------------------------------------------------------------

Netzwerk: 4 Zustand Tür ist geschlossen------------------------------------------------------------------------------------

#z_zu

+-----+

#z_oef --+R |

+---+ | |

#z_sc ---+ & | +---+ | |

#d ---+ +-----+>=1| | |

+---+ | | | |

+---+ | | | |

#z_nanz ---+ & | | | | |

#a ---+ +-----+ +----+S Q+-

+---+ +---+ +-----+

------------------------------------------------------------------------------------

Netzwerk: 5 Zustand Tür öffnen------------------------------------------------------------------------------------

Muste

rlösu

ng

Aufga

be 3

,

FB 1


+---+ #z_oef

#z_nanz ---+>=1| +-----+

#z_auf ---+ +----+R |

+---+ | |

+---+ | |

#z_zu ---+ & | +---+ | |

#e ---+ +-----+>=1| | |

+---+ | | | |

+---+ | | | |

#z_nanz ---+ & | | | | |

#j ---+ +-----+ +----+S Q+-

+---+ +---+ +-----+

------------------------------------------------------------------------------------

Netzwerk: 6 Zustand Tür ist geöffnet------------------------------------------------------------------------------------

#z_auf

+-----+

#z_sc --+R |

+---+ | |

#z_nanz ---+ & | +---+ | |

#b ---+ +-----+>=1| | |

+---+ | | | |

+---+ | | | |

#z_oef ---+ & | | | | |

#f ---+ +-----+ +----+S Q+-

+---+ +---+ +-----+

------------------------------------------------------------------------------------

Netzwerk: 7 Zustand Tür schließen------------------------------------------------------------------------------------

+---+ #z_sc

#z_nanz ---+>=1| +-----+

#z_zu ---+ +----+R |

+---+ | |

+---+ | |

#z_nanz ---+ & | +---+ | |

#h ---+ +-----+>=1| | |

+---+ | | | |

+---+ | | | |

#z_auf ---+ & | | | | |

#c ---+ +-----+ +----+S Q+-

+---+ +---+ +-----+

------------------------------------------------------------------------------------

Netzwerk: 8 Aktionen des Türantriebs------------------------------------------------------------------------------------

UN #z_nanz UN #z_zu UN #z_oef UN #z_auf U #z_sc = #ptXsol_sc // Tür schließen // UN #z_nanz UN #z_zu U #z_oef UN #z_auf UN #z_sc = #ptXsol_oef // Tür öffnen

Muste

rlösu

ng

Aufga

be 3

,

FB 1


------------------------------------------------------------------------------------

Netzwerk: 9 Durchgeleitete Größen------------------------------------------------------------------------------------

U #init R #init U #ptXist_oef = #btXist_oef U #ptXist_sc = #btXist_sc U #ptXist_auf = #btXist_auf U #ptXist_zu = #btXist_zu

------------------------------------------------------------------------------------

Netzwerk: 10 Ausgabe "Tür 1/2 automatisch gestoppt" an Bedienpanel------------------------------------------------------------------------------------

U #z_nanz UN #btXsol_stop FP #fpstop S #mstop U #z_nanz FN #fnstop R #mstop U #mstop = #btXist_austop

Muste

rlösu

ng

Aufga

be 3

,

FB 1

24.01.2014 Seite: 1OB 100 (OB 100) zellentür\OB100.S7


------------------------------------------------------------------------------------

Netzwerk: 1 ------------------------------------------------------------------------------------

U M 0.0 UN M 0.0 = M 0.1 // FALSE O M 0.0 ON M 0.0 = M 0.2 // TRUE U M 0.2 = M 0.3 // Init Aufruf FB 1 für Tür 1 = M 0.4 // Init Aufruf FB 1 für Tür 2

Symbole:M 0.0 = M 0.0 M 0.0 = M 0.0 M 0.1 = M 0.1 M 0.0 = M 0.0 M 0.0 = M 0.0 M 0.2 = M 0.2 M 0.2 = M 0.2 M 0.3 = M 0.3 M 0.4 = M 0.4

Muste

rlösu

ng

Aufga

be 4

,

OB 100



------------------------------------------------------------------------------------

Netzwerk: 1 Steuerautomat Tür 1------------------------------------------------------------------------------------

DB 1

+----------------------------+

| FB1 |

??.? +EN |

E 1.3 +btXsol_sc |

E 1.2 +btXsol_oef |

E 1.4 +btXsol_stop |

E 0.4 +ptX_nfrei |

E 0.2 +ptXist_auf |

E 0.3 +ptXist_zu ptXsol_oef+A 0.0

E 2.1 +btqu_stop ptXsol_sc+A 0.1

E 2.0 +pbzelle_aktiv btXist_austop+A 1.0

E 0.0 +ptXist_oef btXist_oef+A 0.4

E 0.1 +ptXist_sc btXist_sc+A 0.5

EW 2 +ptXist_md btXist_auf+A 0.6

DB 0.DBW0+ptXogr_md btXist_zu+A 0.7

M 0.3 +init ENO+----------

+----------------------------+

Symbole:E 1.3 = E 1.3 E 1.2 = E 1.2 E 1.4 = E 1.4 E 0.4 = E 0.4 E 0.2 = E 0.2 E 0.3 = E 0.3 E 2.1 = E 2.1 E 2.0 = E 2.0 E 0.0 = E 0.0 E 0.1 = E 0.1 FB 1 = FB 1 DB 1 = DB 1 A 0.0 = A 0.0 A 0.1 = A 0.1 A 1.0 = A 1.0 A 0.4 = A 0.4 A 0.5 = A 0.5 A 0.6 = A 0.6 A 0.7 = A 0.7 M 0.3 = M 0.3

------------------------------------------------------------------------------------

Netzwerk: 2 Steuerautomat Tür 2------------------------------------------------------------------------------------

DB 2

+----------------------------+

| FB1 |

??.? +EN |

E 1.6 +btXsol_sc |

E 1.5 +btXsol_oef |

E 1.7 +btXsol_stop |

E 1.1 +ptX_nfrei |

E 0.7 +ptXist_auf |

E 1.0 +ptXist_zu ptXsol_oef+A 0.0

E 2.1 +btqu_stop ptXsol_sc+A 0.1

E 2.0 +pbzelle_aktiv btXist_austop+A 1.0

E 0.5 +ptXist_oef btXist_oef+A 0.4

E 0.6 +ptXist_sc btXist_sc+A 0.5

EW 4 +ptXist_md btXist_auf+A 0.6

DB 0.DBW2+ptXogr_md btXist_zu+A 0.7

M 0.4 +init ENO+----------

+----------------------------+

Muste

rlösu

ng

Aufga

be 4

,

OB 1


Symbole:E 1.6 = E 1.6 E 1.5 = E 1.5 E 1.7 = E 1.7 E 1.1 = E 1.1 E 0.7 = E 0.7 E 1.0 = E 1.0 E 2.1 = E 2.1 E 2.0 = E 2.0 E 0.5 = E 0.5 E 0.6 = E 0.6 FB 1 = FB 1 DB 2 = DB 2 A 0.0 = A 0.0 A 0.1 = A 0.1 A 1.0 = A 1.0 A 0.4 = A 0.4 A 0.5 = A 0.5 A 0.6 = A 0.6 A 0.7 = A 0.7 M 0.4 = M 0.4

------------------------------------------------------------------------------------

Netzwerk: 3 Alle Türen sind geschlossen ------------------------------------------------------------------------------------

+---+

E 0.3 ---+ & | +------+

E 1.0 ---+ +----+ = |A 1.7

+---+ +------+

Symbole:E 0.3 = E 0.3 E 1.0 = E 1.0 A 1.7 = A 1.7

Muste

rlösu

ng

Aufga

be 4

,

OB 1

Industrielle Steuerungen Ostfalia · Industrielle Steuerungen Klausur im Sommerrsemester 2018 Seite...

Documents

Transcript of Industrielle Steuerungen Ostfalia · Industrielle Steuerungen Klausur im Sommerrsemester 2018 Seite...