SPS Grundlagen
Aufbau, Programmierung (IEC 61131, S7), OOP, Simulation, Internet, Sicherheit
Jens von Aspern
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Jens von Aspern, SPS Grundlagen (2020), VDE Verlag, Berlin, ISBN: 9783800753567
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Beschreibung / Abstract
Dieses Buch stellt eine grundlegende Einführung in alle wesentlichen Aspekte der speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) mit dem Schwerpunkt Aufbau und Programmierung dar. Es behandelt: die Grundlagen der Steuerungstechnik, Architekturen der Automation, die Hardware (IEC 61131-2) und Bauformen (Kompakt-SPS, Soft-SPS, IPC etc.), die Softwareentwicklung nach IEC 61131 und S7, die objektorientierte Programmierung (OOP), die Simulation von Prozessen, Fuzzy-Control und Sicherheit.
Einführend werden der grundsätzliche Aufbau und die Arbeitsweise inkl. des Betriebssystems einer SPS beschrieben. Die Vor- und Nachteile verschiedener Automatisierungskomponenten werden diskutiert und die üblichen Bauformen von der Kompakt-SPS bis hin zur Industrie-PC-basierten Soft-SPS vorgestellt. Für die Softwareentwicklung werden zunächst die Grundlagen erarbeitet, um dann auf die Basiselemente der IEC 61131-3- und S7-Programmierung einzugehen, wie Datentypen, Variablen, Adressierung und Bausteinkonzepte. In der 3. Auflage wurde ein eigener Abschnitt zur objektorientierten Programmierung ergänzt. Zusätzlich werden Automaten und Fuzzy-Technik einführend geschildert. Anschließend wird auf die AWL-Befehlssätze nach IEC und S7 eingegangen. Die Lösungen zu den Aufgaben werden immer IEC- und S7-codiert angegeben und liegen in den Sprachen AWL, KOP und FBS vor. Gesondert werden die Sprachen SFC und ST behandelt. Ein Exkurs in die Petrinetze rundet das Bild ab. Web-Technologien und die Integration in Automatisierungslösungen sowie die entstehenden Sicherheitsrisiken werden erläutert. Zudem wird die Integration von Sicherheitsfragen in die Anwendersoftware behandelt. Die Bedeutung der Simulation von Prozessen wird im Vergleich mit den gängigen klassischen Entwicklungsmethoden gezeigt und die Leistungsfähigkeit der Simulatoren mit Blick auf die SPS-Softwareentwicklung erörtert.
Einführend werden der grundsätzliche Aufbau und die Arbeitsweise inkl. des Betriebssystems einer SPS beschrieben. Die Vor- und Nachteile verschiedener Automatisierungskomponenten werden diskutiert und die üblichen Bauformen von der Kompakt-SPS bis hin zur Industrie-PC-basierten Soft-SPS vorgestellt. Für die Softwareentwicklung werden zunächst die Grundlagen erarbeitet, um dann auf die Basiselemente der IEC 61131-3- und S7-Programmierung einzugehen, wie Datentypen, Variablen, Adressierung und Bausteinkonzepte. In der 3. Auflage wurde ein eigener Abschnitt zur objektorientierten Programmierung ergänzt. Zusätzlich werden Automaten und Fuzzy-Technik einführend geschildert. Anschließend wird auf die AWL-Befehlssätze nach IEC und S7 eingegangen. Die Lösungen zu den Aufgaben werden immer IEC- und S7-codiert angegeben und liegen in den Sprachen AWL, KOP und FBS vor. Gesondert werden die Sprachen SFC und ST behandelt. Ein Exkurs in die Petrinetze rundet das Bild ab. Web-Technologien und die Integration in Automatisierungslösungen sowie die entstehenden Sicherheitsrisiken werden erläutert. Zudem wird die Integration von Sicherheitsfragen in die Anwendersoftware behandelt. Die Bedeutung der Simulation von Prozessen wird im Vergleich mit den gängigen klassischen Entwicklungsmethoden gezeigt und die Leistungsfähigkeit der Simulatoren mit Blick auf die SPS-Softwareentwicklung erörtert.
Leseprobe
Inhaltsverzeichnis
- SPS Grundlagen
- Ihre Meinung zählt!
- Ergänzende Materialien zum Download
- Impressum
- Vorwort
- Inhalt
- 1 SPS-Systeme
- 1.1 Einführung: Was ist Steuerung
- 1.2 Umfeld der Steuerung
- 1.3 PLCopen-Konzepte
- 1.4 Aufbau
- 1.5 Arbeitsweise
- 1.6 Architekturen
- 1.7 Bauformen, Ausführungen und Normung
- 1.8 Prozessankopplung
- 1.9 Programmierumgebung
- 2 Grundlagen der Steuerungstechnik
- 2.1 Einführung
- 2.2 Logische Elementarfunktionen
- 2.3 Automaten
- 2.4 Verknüpfungen mit Speichergliedern
- 2.5 Flankenauswertung
- 2.6 Zeitgeber
- 2.7 Aufgaben
- 2.8 Lösungen
- 2.9 Zähler
- 3 Programmierung
- 3.1 Datentypen, Adressierung und Variablen
- 3.2 Bausteinkonzepte nach IEC 61131 und STEP7
- 3.3 IEC 61131 und STEP7 bei der Ergebnisbildung
- 3.4 AWL-Befehlsvorrat
- 3.5 Strukturierter Text (ST
- 3.6 Ablaufsprachen
- 4 Programmierte Sicherheit
- 4.1 Aufgaben
- 4.2 Lösungen
- 5 Dritte Ausgabe der IEC 61131-3
- 5.1 Einfache Erweiterungen der IEC in CoDeSys
- 5.2 POE (FB und PRG)
- 5.3 Objektorientierte Programmierung (OOP)
- 6 Fuzzy
- 6.1 Fuzzy-Grundlagen
- 6.2 Fuzzy-Control
- 7 Simulation
- 7.1 Probleme klassischer Entwicklungsmethoden
- 7.2 Was wird besser mit Simulationstools
- 7.3 Welche Features bieten Simulationstools
- 8 Anhang
- 8.1 Schutzarten
- 8.2 Sicherheitshinweis
- 8.3 Boolesche Grundgesetze und Rechenregeln
- 8.4 Literaturverzeichnis
- 8.5 Inhalt der DVD
- 8.6 POE der IEC 61131-3 und -5
- 8.7 S7-Bausteine [Gi03]
- Sachwörter
- Inhalt des Buchs