WBK Automation Update

Der WBK Moderne Automatisierung richtet sich an Personen, die in ihrem beruflichen Umfeld häufig mit Steuerungen (SPS) und deren Anwendungen zu tun haben und sich gerne in der Programmierung dieser Systeme weiterentwickeln möchten. Konkret soll also folgendes Zielpublikum angesprochen werden:

• Personen im Betrieb und Service, welche täglich mit Steuerungen arbeiten.
• Maschinenbauer und Konstrukteure, die besser verstehen möchten, wie ihre Maschinen angesteuert werden.
• Strategisch orientierte Personen, die sich einen fundierten Gesamtüberblick verschaffen möchten.
• Personen die einen Einblick in die Programmierung von industriellen Steuerungen (SPS) haben möchten.

Die Teilnehmer kennen die Programmiersprache ST sowie die Ablaufsprache SFC und können beide in Projekten umsetzen.

Die Teilnehmer kennen den Model-Based Design Workflow von Matlab und realisieren damit eine Feedback-Regelung auf einer Industriesteuerung.

Es stehen diverse Hardware-Modelle zur Verfügung, mit denen die Theorie in der Praxis umgesetzt wird. Die Teilnehmenden erlernen den Umgang mit einer Industriesteuerung und deren Programmierung und lösen konkrete Probleme aus der Automatisierung.

Nach dem Besuch dieses WBK sollten die Teilnehmenden in der Lage sein, eigene Problemstellungen mit Hilfe dieser mächtigen Softwarewerkzeuge zu bearbeiten.

Für die Programmierung von industriellen Steuerungen (SPS) werden die bewährten Programmiersprachen mehr und mehr durch moderne Hochsprachen ersetzt. Damit gemeint sind FBD (Function Block Diagram, FBS), LD (Ladder Diagram, KOP) und IL (Instruction List, AWL). Die aus Pascal entstandene Hochsprache Structured Text (ST) ist die Alternative zu all diesen.

Diese Veränderung wird beschleunigt mit dem Wandel der Automatisierungssysteme hin zu Industrie 4.0 und Internet of Things (IoT) und bedingt somit Schritte in Richtung moderne Informatik.

Die meisten am Markt verfügbaren Steuerungen sind in der Lage, Structured Text einzubinden. Zunehmend finden auch objektorientierte Programmiersprachen (OOP), wie C++, den Weg in unser Anwendungsgebiet.

Ebenfalls interessant ist auch der sogenannte Model-Based Design Workflow, mit dem in Matlab/Simulink entworfene und simulierte Programme direkt kompiliert und auf die Steuerung geladen werden. Textbasierte Programmierung entfällt dabei fast vollständig.

Zur übersichtlichen Beschreibung von Zustandsautomaten (state machines) existiert die grafische Ablaufsprache SFC (Sequential Function Chart). Auch für SFC sind Compiler erhältlich, welche Code erzeugen, der direkt auf der Steuerung ausführbar ist.

Block 1: Einführung in die industrielle Steuerungstechnik
Aufbau einer Industriesteuerung (SPS) und wie diese mit dem anzusteuernden Prozess interagiert. Dabei wird auch die Laborinfrastruktur und die Programmierumgebung kennengelernt, welche die Basis für die folgenden Kurstage bilden.

Block 2: Einführung in die Programmierung von Steuerungen
Die Teilnehmenden erlernen die grundlegenden Elemente einer Hochsprache wie ST, Deklaration von Datentypen und Variablen, sowie den Einsatz von Operatoren.

Block 3: Einführung in die Programmierung mit Structured Text (ST)
In diesem Block wird die Programmierung mit ST eingeführt. Die Teilnehmer erlernen die wichtigsten Programmstrukturen wie bedingte Anweisungen, Schleifenstrukturen (loops) sowie Funktion und Funktionsblock.

Block 4: Zustandsautomaten in ST, Teil 1
Die Ablaufprogrammiersprache Sequential Function Chart (SFC) kann zur Beschreibung komplexer Abläufe verwendet werden. Der Fokus liegt hier auf Zustandsautomaten (state machines).

Block 5: Zustandsautomation in ST, Teil 2
Vertiefung der Kenntnisse über Zustandsautomaten. Grundzüge und Einführung in PLCopen.

Block 6: Automatische Codegenerierung
In diesem Block erlernen die Teilnehmenden den Model-Based Workflow. Ein in Simulink entworfenes Programm kann auf Knopfdruck kompiliert und auf die Steuerung geladen werden. Dieser Workflow wird manchmal auch automatische Codegenerierung genannt.

Block 7: Automatische Codegenerierung
Vertiefung des Themas. Zur Laufzeit des Programms kann ein Echtzeitlink zwischen Simulink und der Steuerung aufgebaut werden, um Variablenwerte darzustellen oder Parameter zu ändern (External Mode).

Block 8: CAM Switch (Elektronisches Nockenschaltwerk)
Um mit einer SPS Teilprozesse (z.B Öffnen oder Schliessen eines Ventils) zu einem exakten Zeitpunkt auszulösen, reicht wegen den eher langen Updatezeiten ein konventioneller digitaler Ausgang oft nicht. Es muss eine Technologie verwendet werden, welche Signale mit einer zeitlichen Auflösung von Mikrosekunden generieren kann. Die Theorie und Praxis dazu werden in diesem Block vermittelt.