Moderne Automatisierungssysteme sind dezentral organisiert und hierarchisch aufgebaut. In der Führungs- und Leitebene findet man klassische Workstations und PCs, die über ein lokales Netz (LAN) verbunden sind. In der darunter befindlichen Steuerungsebene befinden sich Zellrechner, die entweder als Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) oder als spezialisierte Embedded Systems ausgeführt sind. Aufgabe der Zellrechner ist es, einen technischen Prozess zu steuern/regeln/überwachen. Dazu müssen Werte aus dem technischen Prozess unter Zuhilfenahme von Sensoren gelesen und auf den Prozess mittels Aktuatoren steuernd eingegriffen werden. Diese Zellrechner werden häufig über ein Netzwerk gekoppelt, das Feldbus genannt wird. Die anzusteuernden Sensoren und Aktuatoren sind heutzutage intelligent ausgelegt, d.h., sie können entweder direkt an das Feldbussystem angeschlossen sein oder man vernetzt sie über ein (kostengünstigeres) Installationsbussystem. Früher erfolgte der Anschluss der Sensoren und Aktuatoren direkt an die zugrundeliegenden Steuerrechner, wobei jeweils eine Leitung zu einem Sensor bzw. Aktuator notwendig war. Dies brachte vorallem bei der Installation und einer ggf. notwendigen Fehlersuche gewaltige Probleme mit sich, da bereits bei kleinen Automatisierungssystemen einigermassen dicke Kabelbäume installiert und gewartet werden mussten. Im Fehlerfall einer einzigen Komponente war es somit notwendig, den fehlerhaften Sensor zu suchen, zu ersetzen und letztlich die komplette Verdrahtung neu vorzunehmen.
Ziel der Laborübung ist es, dem Studenten einen ersten Einblick in den Aufbau, die Installation und vorallem die Programmierung eines Automatisierungssystems zu geben. Gerlernt werden soll die Programmierung einer SPS, das Kennenlernen der Funktionsweise von unterschiedlichen Sensoren und Aktuatoren, deren Einsatz, sowie deren Integration in ein Installationsbussystem (ASi) und Feldbussysteme (Profibus-DP).
Die konkreten Inhalte der LU sind daher:
Die Laborübung findet im TILAB (TILAB) statt. Es stehen 10 Workstations mit Entwicklungswerkzeugen für die SPS- und Leitstands-Programmierung zur Verfügung. 5 identische Targetsysteme sind mit jeweils einer SIMATIC S7-214 SPS, einem Kommunikationsprozessor für die Ansteuerung des Installationsbussystems ASi, Profibus-DP Masterinterface Karten sowie Modellen, die mehr oder weniger komplexe technische Prozesse darstellen, ausgestattet. Auf einem zentraler File-Server stehen jedem Studenten ein Account zur Verfügung, auf dem die zu erstellenden Programme gespeichert werden können.
Der Übungsablauf gliedert sich in 3 identische Phasen:
Die Meilensteine in jeder Phase sind:
1 betreuender Assistent, sowie 3 geschulte Tutoren stehen mit Rat und Tat zur Seite. Bitte nehmen Sie das Angebot an und kommen sie in die betreuten Übungszeiten. Wir helfen gerne bei anstehenden Probleme und Fragen!
Abschliessend wollen wir der Firma Siemens AG Österreich (Bereich Automation and Drive), sowie der Firma Festo für ihr Entgegenkommen und ihre Unterstützung beim Aufbau der Targetsysteme auf diesem Wege danken.
