Steuerungslogik und Ablaufmodelle – Speicherfunktionen in Steuerungen verstehen
aiMOOCSteuerungslogik und Ablaufmodelle – Speicherfunktionen in Steuerungen verstehen
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Steuerungslogik und Ablaufmodelle – Speicherfunktionen in Steuerungen verstehen
Einleitung
Kurzbeschreibung: In diesem aiMOOC lernst Du Speicherfunktionen in Steuerungen über Setzen, Rücksetzen und Priorität kennen. Du arbeitest mit einer fiktiven virtuellen Förderanlage, Signalverläufen und Diagnosefällen. Die Lerneinheiten sind kurz und auf die Ausbildung in Automatisierungstechnik, Mechatronik und Elektrotechnik ausgerichtet.
Ziel: Du kannst am Ende erklären, warum eine Steuerung einen Zustand speichern muss, Signalfolgen auswerten, Setz- und Rücksetzprioritäten unterscheiden, einen passenden Speicherbaustein auswählen und typische Fehler systematisch diagnostizieren.
Wichtig für die Ausbildung: Eine Speicherfunktion ist nicht automatisch remanent. Das Halten eines Zustands von SPS-Zyklus zu SPS-Zyklus und das Erhalten eines Werts nach Spannungsunterbrechung sind zwei verschiedene Eigenschaften.
Datenschutz und Übungsrahmen: Alle Adressen, Signalnamen, Störungsdaten und Anlagenzustände dieses Kurses sind fiktiv. Für die Aufgaben ist kein Upload persönlicher Daten und kein Zugriff auf externe KI-Dienste erforderlich.
Sicherheitshinweis: Die virtuelle Anlage behandelt normale Betriebs- und Prozesssignale. Sicherheitsfunktionen wie Not-Halt, Schutztürüberwachung oder sichere Antriebsabschaltung dürfen in realen Maschinen nicht einfach durch die hier gezeigte normale Speicherlogik ersetzt werden. Dafür gelten die Risikobeurteilung, geeignete Sicherheitskomponenten und die einschlägige Maschinensicherheitsdokumentation.
Lernziele
Nach dem Kurs kannst Du:
- Speicherfunktion: einen gespeicherten Binärzustand vom rein kombinatorischen Verhalten unterscheiden.
- Setzen: erklären, warum ein Setzsignal einen Zustand auf logisch 1 übernimmt.
- Rücksetzen: erklären, warum ein Rücksetzsignal einen Zustand auf logisch 0 übernimmt.
- Priorität: bei gleichzeitig aktivem Setz- und Rücksetzsignal die Dominanzregel anwenden.
- Signalverlauf: aus S-, R- und Q-Verläufen den gespeicherten Zustand bestimmen.
- Ablaufsteuerung: Speicherfunktionen mit Schritten und Übergängen eines Ablaufmodells verbinden.
- Diagnose: Fehler durch falsche Priorität, Mehrfachzuweisungen und Remanenzverwechslungen erkennen.
Ausbildungsfall: Virtuelle Anlage Prüfband 3
Du arbeitest an einer virtuellen Prüfstation. Ein Förderband bringt Werkstücke zu einem Sensor. Die Betriebsanforderung soll nach kurzem Druck auf Start gespeichert bleiben und erst durch Stopp oder eine simulierte Prozessstörung gelöscht werden.
| Fiktives Signal | Bedeutung | Rolle |
|---|---|---|
| S_Start | Starttaster wurde betätigt | Setzanforderung |
| R_Stop | Stopptaster wurde betätigt | Rücksetzanforderung |
| R_Stoerung | Prozessstörung ist aktiv | zusätzliche Rücksetzanforderung |
| B_Werkstueck | Werkstück an Prüfposition | Prozesssensor |
| M_Betrieb | gespeicherte Betriebsanforderung | Speicherzustand |
| A_Band | Förderband läuft in der Simulation | virtueller Ausgang |
Vorgabe des Ausbildungsfalls: Wenn Start und Stopp gleichzeitig anliegen, soll die Betriebsanforderung zurückgesetzt werden. Die Anwendung verlangt also Rücksetzdominanz.
Virtuelles Anlagenmodell
| Betriebszustand | S_Start | R_Stop oder R_Stoerung | M_Betrieb | A_Band |
|---|---|---|---|---|
| Bereit | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Startimpuls | 1 | 0 | 1 | 1 |
| Fördern | 0 | 0 | 1 | 1 |
| Stoppen | 0 | 1 | 0 | 0 |
| Konflikt | 1 | 1 | 0 bei Rücksetzdominanz | 0 |
Merksatz: Die Funktion wird fachlich zuerst über das gewünschte Verhalten beschrieben: setzdominant oder rücksetzdominant. Erst danach wählst Du den konkreten Baustein des verwendeten Steuerungssystems.
Lerneinheit 1: Warum eine Steuerung speichern muss
Eine reine kombinatorische Logik bildet nur die momentan anliegenden Eingänge ab. Eine Speicherfunktion berücksichtigt zusätzlich den vorherigen Zustand.
| Situation | S | R | Wirkung |
|---|---|---|---|
| Setzen | 1 | 0 | Q wird 1 |
| Rücksetzen | 0 | 1 | Q wird 0 |
| Halten | 0 | 0 | Q bleibt wie zuvor |
| Konflikt | 1 | 1 | Die festgelegte Priorität entscheidet |
Kernidee: Der Haltefall S = 0 und R = 0 macht aus der Funktion ein Gedächtnis für einen Binärzustand.
Elektronisches RS/SR-Glied und SPS-Speicher nicht verwechseln
Die folgende Animation zeigt ein klassisches elektronisches SR-Latch. Bei solchen Schaltungen kann die gleichzeitige Ansteuerung anders behandelt werden als bei einem priorisierten SPS-Funktionsbaustein. Übertrage deshalb die Konfliktregel nicht ungeprüft auf eine SPS.
Praxisregel: In der SPS zählt die dokumentierte Funktion des verwendeten Bausteins.
Lerneinheit 2: Setzen und Rücksetzen
Setzen bedeutet: Q erhält logisch 1. Rücksetzen bedeutet: Q erhält logisch 0. Bleiben beide Anforderungen inaktiv, wird der alte Zustand gehalten.
Bei getrennten S- und R-Anweisungen kann die Programmausführung wichtig werden, wenn derselbe Operand in einem Zyklus mehrfach beschrieben wird. Für gut prüfbare Programme ist deshalb ein einzelner Speicherbaustein mit eindeutig dokumentierter Priorität oft leichter zu diagnostizieren als mehrere verteilte Schreibstellen.
Mini-Aufgabe: Basis
Bestimme den neuen Zustand für einen Speicher mit Q_alt = 1.
| S | R | Q_neu |
|---|---|---|
| 0 | 0 | ? |
| 0 | 1 | ? |
| 1 | 0 | ? |
Begründetes Feedback: Bei 0/0 wird der alte Zustand gehalten, also Q_neu = 1. Bei 0/1 wird zurückgesetzt, also Q_neu = 0. Bei 1/0 wird gesetzt, also Q_neu = 1. Die Priorität spielt hier noch keine Rolle, weil S und R nicht gleichzeitig 1 sind.
Lerneinheit 3: Priorität entscheidet im Konflikt
Wenn S und R gleichzeitig 1 sind, muss für einen priorisierten Speicher feststehen, welches Signal gewinnt.
| S | R | Rücksetzdominant | Setzdominant |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | Q_alt | Q_alt |
| 0 | 1 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | 1 |
Für Prüfband 3 gilt: Start und Stopp gleichzeitig führen zu M_Betrieb = 0. Die Anwendung ist rücksetzdominant.
Achtung: Bausteinnamen sind systemabhängig
| Gewünschtes Verhalten | CODESYS-Standardbibliothek mit IEC-Bausteinen | Siemens S7-1200 LAD/FBD |
|---|---|---|
| Setzdominant | SR | RS |
| Rücksetzdominant | RS | SR |
Folgerung für die Ausbildung: Merke Dir nicht nur zwei Buchstaben. Prüfe immer die Wahrheitstabelle oder die Herstellerdokumentation.
Für Siemens S7-1200 V4.7 beschreibt das Systemhandbuch den Baustein RS als setzdominant und SR als rücksetzdominant. Die CODESYS-Standardbibliothek dokumentiert SR als setzdominant und RS als rücksetzdominant.
Mini-Aufgabe: Anwendung
Ein Azubi überträgt ein IEC-Beispiel unverändert in Siemens S7-1200 und wählt für eine rücksetzdominante Betriebsanforderung den Baustein RS. Im Konfliktfall S = 1 und R = 1 bleibt Q dort auf 1.
Hilfe 1: Frage zuerst nach der geforderten Dominanz, nicht nach den Buchstaben.
Hilfe 2: Für den Ausbildungsfall muss bei 1/1 der Ausgang 0 werden.
Hilfe 3: Im Siemens-S7-1200-Handbuch ist SR rücksetzdominant.
Begründetes Feedback: Der Fehler ist die Übernahme des Namens ohne Prüfung der Plattform. Für die Siemens-S7-1200-Variante des Falls ist der rücksetzdominante SR-Baustein passend. Entscheidend ist die dokumentierte Wahrheitstabelle, nicht die Buchstabenfolge.
Lerneinheit 4: Signalverläufe lesen
Das Bild zeigt einen klassischen Signalverlauf eines elektronischen Speicherprinzips. Für die SPS-Aufgabe verwendest Du die nachfolgende, ausdrücklich rücksetzdominante Wahrheitstabelle.
| Zeitpunkt | S_Start | R_Reset | M_Betrieb | Begründung |
|---|---|---|---|---|
| t0 | 0 | 0 | 0 | Anfangszustand |
| t1 | 1 | 0 | 1 | Setzen |
| t2 | 0 | 0 | 1 | Halten |
| t3 | 0 | 1 | 0 | Rücksetzen |
| t4 | 0 | 0 | 0 | Halten |
| t5 | 1 | 1 | 0 | Rücksetzen hat Vorrang |
| t6 | 1 | 0 | 1 | erneutes Setzen |
| t7 | 0 | 0 | 1 | Halten |
Diagnoseauftrag 1: Fehler im Signalverlauf
Eine virtuelle Steuerung soll rücksetzdominant arbeiten. Der Logger zeigt:
| Zyklus | S | R | Q beobachtet |
|---|---|---|---|
| Z101 | 0 | 0 | 0 |
| Z102 | 1 | 0 | 1 |
| Z103 | 0 | 0 | 1 |
| Z104 | 1 | 1 | 1 |
Auftrag: Finde den ersten fachlich auffälligen Zyklus und formuliere eine plausible Ursache.
Hilfe 1: Prüfe nur die Zeile, in der S und R gleichzeitig aktiv sind.
Hilfe 2: Rücksetzdominanz fordert bei S = 1 und R = 1 den Ausgang 0.
Begründetes Feedback: Z104 ist auffällig. Q = 1 passt zu Setzdominanz, nicht zur geforderten Rücksetzdominanz. Mögliche Ursachen sind ein falsch gewählter Speicherbaustein, eine falsche Prioritätskonfiguration oder eine spätere zusätzliche Schreibstelle auf denselben Operanden.
Lerneinheit 5: Speicherfunktion und Ablaufmodell
Eine Ablaufsteuerung zerlegt einen Prozess in Schritte und Transitionen. Ein Speicherzustand kann beispielsweise festhalten, dass ein Schritt aktiv ist oder dass eine Betriebsanforderung bereits gegeben wurde.
Für Prüfband 3 genügt als vereinfachtes Ablaufmodell:
| Schritt | Aktion | Übergangsbedingung |
|---|---|---|
| Bereit | Band aus | Startanforderung gespeichert |
| Fördern | Band ein | Werkstück erkannt |
| Prüfen | Band aus, Prüfung aktiv | Prüfung beendet |
| Bereit | Band aus | neuer Auftrag möglich |
Zusammenhang: Speicherfunktionen halten Zustände fest. Ablaufmodelle ordnen mehrere Zustände und deren Übergänge in einen nachvollziehbaren Prozess.
Mini-Aufgabe: Transfer
Entscheide, ob M_Betrieb besser direkt den Motor schaltet oder nur eine Betriebsanforderung speichert.
Begründetes Feedback: Für einen gut strukturierten Lernfall ist M_Betrieb als interne Betriebsanforderung günstiger. Der virtuelle Ausgang A_Band kann zusätzlich von Prozessfreigaben, Störungen und dem aktiven Ablaufschritt abhängen. Dadurch bleiben Speicherfunktion, Ablauf und Aktoransteuerung getrennt und leichter diagnostizierbar.
Lerneinheit 6: Remanenz ist eine andere Frage
Ein S/R-Speicher hält seinen logischen Zustand zwischen Programmauswertungen. Ob der Wert auch nach Spannungsverlust oder Neustart erhalten bleibt, hängt von der Remanenzkonfiguration des Steuerungssystems ab.
Bei Siemens S7-1200 können bestimmte Merker- und Datenbereiche als retentiv konfiguriert werden. Daraus folgt: Speichern im Ablauf und remanentes Speichern über Spannungsverlust sind nicht dasselbe.
Diagnoseauftrag 2: Unerwarteter Wiederanlaufwert
Nach einem simulierten Neustart steht M_Betrieb plötzlich wieder auf 1, obwohl kein neuer Startimpuls kam.
Hilfe 1: Prüfe nicht zuerst S und R, sondern die Speicherklasse der Variable.
Hilfe 2: Frage, ob M_Betrieb als remanent oder retentiv konfiguriert wurde.
Begründetes Feedback: Der Fehler kann in der Remanenzkonfiguration liegen. Ein logisch korrekt programmierter S/R-Speicher kann nach einem Neustart einen unerwarteten Wert besitzen, wenn sein Zustand über den Spannungsverlust erhalten wurde. Für reale Anlagen muss das gewünschte Wiederanfahrverhalten ausdrücklich festgelegt und geprüft werden.
Lernpfad: Basis, Anwendung und Transfer
Basisaufgaben
- Wahrheitstabelle: Ergänze für einen rücksetzdominanten Speicher die vier Kombinationen von S und R und begründe den Konfliktfall.
- Signalzustand: Zeichne einen kurzen Verlauf mit Setzen, Halten und Rücksetzen und markiere Q.
Begründetes Feedback Basis: Eine richtige Lösung zeigt, dass Q im Haltefall vom Vorzustand abhängt. Wer Q nur aus den aktuellen Eingängen berechnet, hat das Speicherprinzip noch nicht berücksichtigt.
Anwendungsaufgaben
- Diagnose: Untersuche den Logger aus Z101 bis Z104 und benenne Bausteinwahl, Priorität und mögliche Mehrfachzuweisung als Prüfpunkte.
- Virtuelle Anlage: Simuliere Start, Halten, Prozessstörung und erneuten Start mit den fiktiven Signalen des Prüfbands.
Begründetes Feedback Anwendung: Gute Diagnosen beginnen bei der Sollfunktion, prüfen danach die Signalwerte und erst anschließend die konkrete Implementierung. Dadurch vermeidest Du, einen Bausteinnamen vorschnell als Ursache anzunehmen.
Transferaufgaben
- Plattformvergleich: Übertrage dieselbe rücksetzdominante Funktion auf CODESYS und Siemens S7-1200 und dokumentiere, warum unterschiedliche Bausteinnamen verwendet werden können.
- Wiederanlauf: Lege für eine neue virtuelle Anlage fest, ob die Betriebsanforderung nach Neustart erhalten bleiben soll, und begründe Deine Entscheidung.
Begründetes Feedback Transfer: Entscheidend ist eine explizite Funktionsanforderung. Plattformwechsel und Wiederanlauf sind besonders fehleranfällig, wenn nur Symbole oder alte Gewohnheiten übernommen werden. Eine belastbare Lösung dokumentiert Wahrheitstabelle, Priorität und Remanenz separat.
Interaktive Aufgaben
Quiz: Teste Dein Wissen
Was geschieht bei einem Speicher im Haltefall S gleich 0 und R gleich 0? (Der vorherige Ausgangszustand bleibt erhalten) (!Der Ausgang wird immer 0) (!Der Ausgang wird immer 1) (!Der Ausgang wechselt in jedem Zyklus)
Was bedeutet Setzen bei einer binären Speicherfunktion? (Der gespeicherte Ausgang wird auf 1 gebracht) (!Der gespeicherte Ausgang wird auf 0 gebracht) (!Der Ausgang wird zufällig verändert) (!Der Speicher wird remanent)
Was bedeutet Rücksetzdominanz bei gleichzeitig aktivem S und R? (Der Ausgang wird 0) (!Der Ausgang wird 1) (!Der Ausgang bleibt immer unverändert) (!Der Ausgang wird analog)
Welche Größe entscheidet beim Konflikt S gleich 1 und R gleich 1? (Die festgelegte Priorität) (!Die Höhe der Versorgungsspannung) (!Die Anzahl der Sensoren) (!Die Länge des Programms)
Welcher Siemens S7-1200 Baustein ist laut Systemhandbuch rücksetzdominant? (SR) (!RS) (!TON) (!CTU)
Welcher CODESYS Standardbaustein ist setzdominant? (SR) (!RS) (!TOF) (!FTRIG)
Warum sollte die Priorität nicht allein aus dem Bausteinnamen abgeleitet werden? (Weil die Benennung zwischen Steuerungssystemen unterschiedlich sein kann) (!Weil Speicherbausteine keine Eingänge haben) (!Weil Priorität nur bei Analogwerten vorkommt) (!Weil alle Steuerungen dieselbe Benennung verwenden)
Was ist Remanenz? (Das Erhalten ausgewählter Werte über einen Neustart oder Spannungsverlust) (!Das Setzen eines Bits innerhalb eines Zyklus) (!Das Rücksetzen eines Ausgangs bei Stopp) (!Das Zeichnen eines Ablaufplans)
Wozu dient ein Ablaufmodell? (Es beschreibt Schritte und Übergangsbedingungen eines Prozesses) (!Es ersetzt jeden Sensor) (!Es macht Speicherfunktionen überflüssig) (!Es legt ausschließlich Netzwerkadressen fest)
Welche Diagnose ist bei einem unerwarteten Konfliktergebnis besonders sinnvoll? (Priorität und Schreibstellen des gespeicherten Operanden prüfen) (!Nur die Farbe der Bedienoberfläche ändern) (!Den Sensorwert ohne Prüfung invertieren) (!Die SPS grundsätzlich austauschen)
Memory
| Setzen | Ausgang auf logisch eins speichern |
| Rücksetzen | Ausgang auf logisch null speichern |
| Haltefall | Vorzustand beibehalten |
| Rücksetzdominanz | Reset gewinnt im Konflikt |
| Setzdominanz | Set gewinnt im Konflikt |
| Remanenz | Wert über Spannungsunterbrechung erhalten |
Drag and Drop
| Ordne die richtigen Begriffe zu. | Thema |
|---|---|
| Startanforderung | Setzeingang |
| Stoppanforderung | Rücksetzeingang |
| Speicherzustand | Ausgang Q |
| Konfliktregel | Dominanz |
| Wiederanfahrwert | Remanenz |
| Schrittwechsel | Transition |
Kreuzworträtsel
| Speicher | Wie heißt eine Funktion, die einen früheren Binärzustand halten kann? |
| Priorität | Was entscheidet bei gleichzeitig aktivem Setz- und Rücksetzsignal? |
| Remanenz | Wie heißt das Erhalten eines Werts über einen Neustart hinweg? |
| Zyklus | Wie heißt eine wiederkehrende Programmausführung einer SPS? |
| Transition | Wie heißt die Weiterschaltbedingung zwischen Ablaufschritten? |
| Diagnose | Wie heißt die systematische Suche nach einer Fehlerursache? |
LearningApps
Lückentext
Diagnosewerkstatt
Fall A: Falscher Vorrang
Soll: Bei S = 1 und R = 1 muss Q = 0 sein. Ist: Q = 1.
- Prüfschritt: Vergleiche Soll-Wahrheitstabelle und beobachteten Wert.
- Bausteinprüfung: Prüfe die dokumentierte Priorität des konkreten Steuerungssystems.
- Schreibstellen: Suche nach weiteren Zuweisungen auf denselben Operanden.
Begründetes Feedback: Das Ist-Verhalten zeigt Setzdominanz oder eine spätere Setzzuweisung. Die Diagnose muss deshalb Prioritätsbaustein und Programmschreibstellen unterscheiden.
Fall B: Ausgang fällt sofort wieder ab
Soll: Nach einem kurzen Startimpuls bleibt M_Betrieb = 1. Ist: Q wird nur während des Tastendrucks 1.
Hilfe 1: Prüfe, ob wirklich eine Speicherfunktion oder nur eine direkte Zuweisung verwendet wurde.
Begründetes Feedback: Eine reine kombinatorische Zuweisung folgt dem Eingang und hält keinen Vorzustand. Für das geforderte Verhalten muss der Zustand gespeichert werden.
Fall C: Verhalten hängt von der Netzwerkreihenfolge ab
Soll: Der Konfliktfall soll unabhängig von der Programmanordnung eindeutig sein. Ist: Nach Umstellen zweier Netzwerke ändert sich das Ergebnis.
Begründetes Feedback: Mehrere Schreibstellen auf denselben Operanden können die Reihenfolge relevant machen. Ein einzelner dokumentierter Speicherbaustein mit expliziter Priorität verbessert Nachvollziehbarkeit und Diagnose.
Medien und Fachquellen
Fachquellen
- Siemens S7-1200 System Manual V4.7, Abschnitt Bit Logic Operations: Primärquelle für Setz- und Rücksetzpriorität sowie Speicherbereiche.
- CODESYS Standard Library SR: Dokumentiert den setzdominanten SR-Baustein.
- CODESYS Standard Library RS: Dokumentiert den rücksetzdominanten RS-Baustein.
- Wikipedia: Speicherprogrammierbare Steuerung: Überblick zu SPS, Speicherbereichen und Programmierung.
- Wikipedia: Ablaufsteuerung: Überblick zu Schritten und Weiterschaltbedingungen.
- Wikipedia: GRAFCET: Einordnung von Schrittketten und speichernden Aktionen.
Medienrechte und Linkprüfung
- Simatic S7-1200.JPG: Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0.
- Conveyor belt moves material in a factory.jpg: Wikimedia Commons, CC BY 2.0.
- PLC Block Diagram.jpg: Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0.
- SR Latch Symbol.svg: Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0.
- SRLatch-lowres.gif: Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0.
- SR latch impulse diagram.png: Wikimedia Commons, CC BY-SA 2.0.
- Ladder Logic OR gate PLC.jpg: Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0.
- Sequential function chart.png: Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0 und GFDL.
- PLC Scan Cycle Explained: YouTube-Einbettung des Kanals Instrumentation Tools; keine OER-Lizenz wird behauptet.
- PLC Set & Reset Bit Field Tutorial: YouTube-Einbettung des Kanals plcgoods; keine OER-Lizenz wird behauptet.
- Factory-I/O-Förderbandprojekt: YouTube-Einbettung des Kanals Vic Ibarra; keine OER-Lizenz wird behauptet.
Rechtehinweis: Commons-Dateien werden unter den auf ihren Dateiseiten angegebenen freien Lizenzen eingebunden. YouTube-Videos bleiben Inhalte ihrer jeweiligen Rechteinhaber und Plattform; hier werden nur geprüfte öffentliche Links eingebettet. Verfügbarkeit und Einbettbarkeit können sich ändern.
Offene Aufgaben
Leicht
- Signalfolge zeichnen: Zeichne für S, R und Q eine Folge aus Setzen, Halten und Rücksetzen.
- Wahrheitstabelle erklären: Erkläre mit eigenen Worten die vier Eingangskombinationen eines rücksetzdominanten Speichers.
- Virtuelle Anlage beschriften: Ordne Start, Stopp, Werkstücksensor, Speicherbit und Bandantrieb den Rollen Eingang, Zustand oder Ausgang zu.
- Fehler markieren: Markiere im Logger Z101 bis Z104 die erste Abweichung vom Sollverhalten und notiere einen Satz Begründung.
Standard
- Speicherbaustein auswählen: Wähle für Prüfband 3 in Siemens S7-1200 einen passenden priorisierten Speicherbaustein und begründe die Wahl über den Konfliktfall.
- Plattformen vergleichen: Vergleiche CODESYS und Siemens S7-1200 hinsichtlich der Bezeichnung setz- und rücksetzdominanter Speicher.
- Diagnoseplan erstellen: Entwickle einen fünfstufigen Prüfplan für den Fall, dass Q im Konfliktfall den falschen Wert annimmt.
- Ablaufmodell entwickeln: Erstelle für Bereit, Fördern und Prüfen ein eigenes Ablaufmodell mit Übergangsbedingungen.
Schwer
- Remanenzkonzept: Entscheide für M_Betrieb, welche Neustartstrategie sinnvoll ist, und begründe mögliche Risiken einer Remanenz.
- Mehrfachzuweisung untersuchen: Entwirf ein fehlerhaftes Beispiel mit zwei Schreibstellen auf denselben Operanden und zeige, wie daraus eine schwer erkennbare Priorität entsteht.
- Herstellerwechsel dokumentieren: Erstelle eine kurze Migrationscheckliste, die Wahrheitstabelle, Priorität, Remanenz und Zyklusverhalten vor der Übernahme eines Programms prüft.
- Ausbildungsstation planen: Plane eine rein virtuelle Lernstation mit Start, Stopp, Prozessstörung, Sensor, Signalaufzeichnung und drei absichtlich eingebauten Diagnosefehlern. Verwende nur fiktive Daten.
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Lernkontrolle
- Prioritätsentscheidung: Eine Anlage darf bei widersprüchlichem Start- und Stoppsignal nicht weiterlaufen. Leite daraus die erforderliche Dominanz ab und begründe sie.
- Fehlertransfer: Ein IEC-Beispiel wird auf ein anderes Steuerungssystem übertragen. Beschreibe, welche Eigenschaften Du prüfen musst, bevor Du den Speicherbaustein übernimmst.
- Signaldiagnose: Entwickle aus einem vorgegebenen S-R-Q-Verlauf mindestens zwei unterschiedliche Fehlerhypothesen und formuliere Prüfungen, mit denen Du sie auseinanderhalten kannst.
- Ablauf und Speicher: Erkläre, wie ein gespeicherter Betriebszustand und ein Ablaufmodell zusammenwirken können, ohne dass beide dieselbe Aufgabe übernehmen.
- Wiederanlaufanalyse: Bewerte die Folgen eines remanenten Betriebsbits bei einem Neustart der virtuellen Anlage und schlage ein nachvollziehbares Wiederanlaufkonzept vor.
- Programmierqualität: Begründe, warum eine explizite Priorität und wenige Schreibstellen die Wartbarkeit und Diagnose einer Steuerung verbessern.
Lernnachweis
Für einen Lernnachweis zu diesem Thema solltest Du zeigen, dass Du:
- eine Speicherfunktion mit Setzen, Rücksetzen und Halten fachlich korrekt erklären kannst.
- für den Konfliktfall eine Priorität aus der Anlagenanforderung ableitest.
- die dokumentierte Priorität eines konkreten SPS-Bausteins prüfst, statt nur den Namen zu übernehmen.
- Signalverläufe mit Vorzustand korrekt auswertest.
- zwischen Speicherverhalten im Zyklus und Remanenz über Neustart unterscheidest.
- eine einfache Ablaufstruktur mit Schritten und Transitionen modellierst.
- Diagnoseergebnisse anhand von Sollfunktion, Signalwerten und Programmschreibstellen begründest.
- bei realen Maschinen normale Steuerungslogik klar von sicherheitsbezogenen Funktionen trennst.
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