Lektion zu In Zyklen denken: SPS-Zyklus
Ich kann einen Zyklus erklären und einen Ausgang einem Eingang folgen lassen.
Jetzt spielen: Mission 1 · Dein erster Befehl Neu in dem Thema? Lies zuerst die Lektion. Sie ist optional.
1. Warum es wichtig ist: In Zyklen denken
Eine Pumpe muss merken, wann der Bediener Start loslässt, nicht nur, wann er ihn drückt. Verpasst sie das, pumpt sie weiter, obwohl es niemand will.
2. Die Idee in einfachen Worten: In Zyklen denken
Eine SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) ist ein Industriecomputer. Sie liest Signale von Tastern und Sensoren, führt dein Programm aus und schickt Befehle an die Anlage.
Das macht sie immer wieder, in einer Schleife namens Zyklus. Jeder Zyklus kopiert die Eingänge, führt dein Programm aus und bewegt dann die simulierte Anlage. Das Zeichnen der 3D-Szene passiert getrennt davon.
In dieser Akademie dauert ein Zyklus 20 Millisekunden, also passen 50 Zyklen in eine Sekunde.
Beispiel: In einem Zyklus sieht die SPS Start gedrückt und schaltet die Pumpe ein. Im nächsten Zyklus sieht sie Start losgelassen und schaltet die Pumpe aus.
Nimm die Zeile #PumpOn := #Start; Sie kopiert Start in jedem Zyklus in den Pumpenbefehl. Start TRUE heißt laufen; FALSE heißt stoppen.
Ein Wert mit nur diesen zwei Möglichkeiten hat den Typ BOOL, kurz für Boolean.
Die Werkzeugleiste steuert die Zyklen. SPS starten wiederholt sie von selbst. Einen Zyklus weiter führt genau einen aus. Pause friert die ganze Simulation ein.
Pause ist nicht dasselbe wie der Stop-Taster an der Anlage. Stop ist ein Eingang: ein Signal, das dein Programm liest. Er stoppt die Pumpe nur, wenn dein Code das sagt.
3. Sieh es passieren
#PumpOn := #Start;Start war im letzten Zyklus TRUE und ist jetzt FALSE. Was macht dieser Zyklus?
Entscheide dich zuerst für deine Antwort. Geh dann die Zyklen durch, um sie zu prüfen.
| Eingang oder Ereignis | Ergebnis |
|---|---|
| Zyklus 1: Start = FALSE | ? |
| Zyklus 2: Start = TRUE | ? |
| Später: Start = FALSE | ? |
Ein Fehler, auf den du achten solltest
Bewegung mit dem Befehl verwechseln. Vergleiche drei Signale: den Befehl, die echte Drehzahl (rpm) und den gemessenen Durchfluss. Sie hängen zusammen, sind aber nicht dasselbe.
4. Hinweise zu den Herstellern
Hinweise zu Siemens
In SCL markiert # eine Variable, die zu diesem Baustein gehört: eine lokale Variable. := schreibt einen Wert, und ein Semikolon beendet jede Anweisung.
Diese Trainingsaufgabe läuft alle 20 ms.
5. Im Betrieb
In einem Waschraum einer Fabrik hält eine Bedienperson einen Taster gedrückt, um eine Wasserpumpe laufen zu lassen. Loslassen soll die Pumpe stoppen.
Wenn die Pumpe weiterläuft, nachdem der Taster losgelassen wurde, spritzt der Schlauch weiter, wenn niemand damit rechnet.
In einem Wohnblock speichert ein Tank im Keller Wasser aus der Hauptleitung. Zwei Pumpen drücken es hoch zu den Wasserhähnen darüber. Eine läuft, während die andere als Reserve wartet. Ein Wassermangelschalter stoppt die Pumpen, bevor der Tank leerläuft.
- HauptleitungWasser kommt ins Gebäude
- VorratstankHält einen Vorrat für die Pumpen
- WasserpumpenDrücken Wasser in die oberen StockwerkeDu bist hier
- Wasserhähne obenDie Bewohner nutzen das Wasser, das sie brauchen
In einer echten Anlage: Orte, Teile und Sicherheit
- Wohnblock — Wasser in die oberen Stockwerke drücken
- Brauerei — heißes Wasser zu einem Brautank schicken
- Wasserwerk — Wasser zwischen Filtertanks umpumpen
- Bürogebäude — Wasser durch die Heizungsrohre pumpen
Erkenne es vor Ort
- Der Vorratsbehälter speichert das Wasser. Bei diesem Aufbau fließt das Wasser in ihn zurück, also leert normales Pumpen ihn nie.
- Ein Elektromotor dreht die Pumpe, um Wasser durch das Rohr zu drücken. Eine Schutzhaube deckt ihre bewegliche Welle ab.
- Die Reservepumpe ist eine Ersatzpumpe an denselben Rohren. Sie übernimmt, wenn die Hauptpumpe nicht laufen kann.
- Der Durchflussmessumformer, ein Messgerät im Rohr, misst, wie viel Wasser pro Sekunde durchfließt.
- Das Manometer zeigt, wie stark das Wasser gegen die Rohrwände drückt.
- Der Schaltschrank enthält die SPS, den Industriecomputer, der deinen Code ausführt. Er enthält auch die Schalter, die die Motoren mit Strom versorgen.
Ein Wassermangelschalter kann die Freigabe zum Laufen wegnehmen. Die Pumpe muss stoppen, bevor sie trocken läuft und ihre Dichtung beschädigt.
Die SPS kann ON melden, auch wenn eine Pumpe ausgefallen ist. Prüf den gemessenen Durchfluss genauso wie den Befehl.
Der Stop-Eingang in diesen Übungen ist kein Not-Halt. Echte Maschinen brauchen außerdem Schutzhauben, Not-Halts und eine sichere Möglichkeit, den Strom abzuschalten.
Die Größen, Zeiten und Schnittansichten sind didaktische Entscheidungen, keine Zeichnung einer bestimmten echten Anlage.
6. Probier es an der Anlage aus
Schalte bei pausierter Simulation im Tab Eingänge Start an und drück dann Einen Zyklus weiter. Schalte Start aus und drück wieder Einen Zyklus weiter. Dann drück SPS starten. Drück den Taster Start unter dem Modell, halte ihn und lass dann los.
Öffne die Mission, stell eine Vermutung auf, lass die Anlage laufen und teste dann dein Programm. Das Bestehen der Tests bringt die XP der Mission.
01. Dein erster Befehl7. Prüfe dein Verständnis
Sag einen neuen Fall voraus. Eine falsche Antwort gibt dir eine Erklärung und einen neuen Versuch.
1. Niemand drückt die Starttaste, also ist Start FALSE. Die SPS führt diese Zeile aus. Worauf setzt sie PumpOn?
#PumpOn := #Start;2. Welcher Typ hält einen einfachen Ja/Nein-Wert: TRUE oder FALSE?
Fragen zu dieser Lektion? Frag die Mitglieder in der Umkleide.