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19.09.2016GRAFCET - Bernhard Plagemann 1 GRAFCET Spezifikationssprache für Funktionspläne der Ablaufsteuerung GRAFCET specification language for sequential.

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1 GRAFCET - Bernhard Plagemann 1 GRAFCET Spezifikationssprache für Funktionspläne der Ablaufsteuerung GRAFCET specification language for sequential function charts

2 GRAFCET - Bernhard Plagemann 2 Herzlich Willkommen zum GRAFCET Seminar Bernhard Plagemann Industriemeister Elektrotechnik und Dipl.-Ing Maschinenbau Lehrer am Berufskolleg Opladen (Leverkusen) für Mess-, Steuer- und Regelungstechnik (Mechatroniker, Berufsfachschule (FHR) 25 Jahre Berufserfahrung in Steuerungstechnik, Schulung und Marketing bei Bullmer, Edwards, WAZ, Festo, Festo Didactic, Beck IPC

3 GRAFCET - Bernhard Plagemann 3 Die Norm GRAFCET: IEC vom April 2002 GRAFCET: EN vom Dezember 2002 löst DIN T. 6 zum endgültig ab DIN T. 6 hatte die VDI Richtlinie Weg-Schritt- Diagramm abgelöst GRAFCET existiert neben der Ablaufsprache nach EN T. 3 (SPS-Programmiersprache)

4 GRAFCET - Bernhard Plagemann 4 Die Problematik Beschreibung einer Ablaufsteuerung: – „Eine Ablaufsteuerung ist eine Steuerung mit zwangsläufig schrittweisem Ablauf, bei der der Übergang von einem Schritt auf den oder die folgenden abhängig von Übergangsbedingungen erfolgt.“ (DIN T5, 02/1994) – Beispiele: Handhabungsgerät, Montageautomat usw. Gegensatz: Verknüpfungssteuerung – „Eine Verknüpfungssteuerung ordnet den Zuständen der Eingangssignale durch Boolesche Verknüpfungen definierte Zustände der Ausgangssignale zu.“(DIN T5, 02/1994) – Beispiele: Kransteuerung, Baggersteuerung, Alarmanlage usw.

5 GRAFCET - Bernhard Plagemann 5 Beschreibung einer Ablaufsteuerung Kurzschreibweise Weg-Schritt-Diagramm (frühere VDI-Richtlinie), Funktionsdiagramm Funktionsplan (DIN T. 6) Ablaufsprache (EN T. 3) GRAFCET (EN 60848) S7-Programm mit Merkern S7-Programm mit Sprungverteiler SPS-Programm mit Schrittschaltwerk

6 GRAFCET - Bernhard Plagemann 6 Ein konkretes Beispiel: Die Bohrmaschine

7 GRAFCET - Bernhard Plagemann 7 Ablaufbeschreibung Bei der Bohrmaschine wird ein Teil ausgeschoben und zugleich gespannt der Bohrmotor eingeschaltet das Teil gebohrt der Bohrer in Grundstellung gefahren der Bohrmotor ausgeschaltet das Werkstück entspannt das Werkstück ausgeworfen der Auswerfer in Grundstellung gefahren

8 GRAFCET - Bernhard Plagemann 8 Der Leistungsteil der Bohrmaschine Jede steuerungstechnische Planung basiert auf den Vorgaben des Maschinenbaus Es wird also der Leistungsteil vorgegeben, den die Steuerungstechnik nutzt

9 GRAFCET - Bernhard Plagemann 9 Der Leistungsteil der Bohrmaschine Bohrmaschine_P_Plan.ct

10 GRAFCET - Bernhard Plagemann 10 1.Kurzschreibweise (1/2) A: 1A1: Spannen B: 2A1: Bohren C: 3A1: Auswerfen D: M1: Bohrmotor

11 GRAFCET - Bernhard Plagemann 11 1.Kurzschreibweise (2/2) A+ D+ B+ B- D- A- C+ C-

12 GRAFCET - Bernhard Plagemann Weg-Schritt-Diagramm (Funktionsdiagramm) Bohrmaschine.ct

13 GRAFCET - Bernhard Plagemann Ablaufsprache sehr ähnlich dem Funktionsplan nach DIN T6 Bohrmaschine.zwt

14 GRAFCET - Bernhard Plagemann Ablauf- sprache (S7) (EN T3) 1/2 Bohrmaschine.zip

15 GRAFCET - Bernhard Plagemann Ablauf- sprache (EN T3) 1/2

16 GRAFCET - Bernhard Plagemann Grafcet 1/2 Bohrmaschine.sfc

17 GRAFCET - Bernhard Plagemann Grafcet 2/2

18 GRAFCET - Bernhard Plagemann 18 Umsetzung des Grafcet in ein SPS- Programm mit Merkern Die löschende Taktkette – Jeder Schritt besteht aus einer Selbsthaltung mit einem Merker – SETZEN durch vorheriger Schritt UND Bedingungen – RÜCKSETZEN durch nachfolgenden Schritt – Bedingung für den Initialisierungsschritt: ALLE anderen Schritte NICHT aktiv (außer Sprungschritt)

19 GRAFCET - Bernhard Plagemann 19 Umsetzung des Grafcet in ein SPS- Programm mit Sprungverteiler Die zählende Kette – Sprungverteiler ist S7-eigene Funktion – Sprungschritt nur in AWL verfügbar – Überspringt alle nicht aktiven Schritte

20 GRAFCET - Bernhard Plagemann 20 Umsetzung des Grafcet in ein SPS- Programm mit Schrittschaltwerk SCHRITT – WENN – DANN – Festo eigene Funktion – Nur in AWL verfügbar – Überspringt alle nicht aktiven Schritte – Flexibel, weil Einfügungen und Löschungen problemlos möglich sind

21 GRAFCET - Bernhard Plagemann 21 Hinweise zu eingesetzter Software Funktionsdiagramm: FluidSIM Version 4 oder FluidDraw Funktionsplan DIN T. 6: Multiprog Ablaufsprache: Graph7 GRAFCET: sfcedit oder FluidSIM ab Version 4.2

22 GRAFCET - Bernhard Plagemann 22 Die Grundregeln des Grafcet (wie Ablaufsprache) Jeder GRAFCET hat einen Initialisierungsschritt (doppelt umrandet) Es folgen immer Schritt auf Transition und umgekehrt – es darf niemals zwei Transitionen hintereinander (ohne Schritt dazwischen) geben – es darf niemals zwei Schritte hintereinander (ohne Transition dazwischen) geben In der Automatisierungstechnik benötigen wir in der Regel einen Sprung (ein GRAFCET, das mit einem Schritt endet, kann nur EIN Teil produzieren!)

23 GRAFCET - Bernhard Plagemann 23 Verzweigungen im GRAFCET (wie Ablaufsprache) Wir kennen: den geradlinigen Ablauf (siehe das Beispiel Bohrmaschine) parallele Ketten (Doppellinie: Eine Transition aktiviert mehrere Schritte) – Beispiel: Rundschalttisch alternative Ketten (einfache Linie, für jede Kette eine eigene Transition) – Beispiel: Links- oder Rechtslenker

24 GRAFCET - Bernhard Plagemann 24 Transition im GRAFCET wird die Übergangsbedingung sprachlich formuliert – z.B.: Tür geschlossen und kein Druck vorhanden oder die Symbole ·, + für UND, ODER benutzt – z.B.: [t > 8°C] · k zusätzlich sind  für steigende und fallende Flanke möglich zusätzlich sind Ein-/Ausschaltverzögerung möglich z.B.: 5s/4S1 Wird der Schritt als Variable gewünscht, so wird vor die Schrittnummer ein X gestellt: z.B. 2s/X12 (Schritt 12 muss 2 Sekunden aktiv sein)

25 GRAFCET - Bernhard Plagemann 25 Aktion (1/3) Die Aktion besteht nur aus EINEM Feld (anders als Ablaufsprache!) Die kontinierlich wirkende Aktion (das, was S7-Programmierer die Zuweisung nennen) benutzt das einfache Rechteck – Beispiel: Die speichernde Aktion benutzt die Schreibweise des Strukturierten Textes: 1M1 := 1 ACHTUNG: die speichernde Aktion muss immer auch den Zeitpunkt der Speicherung angeben!

26 GRAFCET - Bernhard Plagemann 26 Aktion (2/3) Die Aktion kann ergänzt werden durch , um Aktionen zu definieren, die bei Schrittbeginn  oder Schrittende  vorgesehen sind Die Aktion kann ergänzt werden um | eine Bedingung zuzufügen

27 GRAFCET - Bernhard Plagemann 27 Aktion 3/3

28 GRAFCET - Bernhard Plagemann 28 Kommentare Kommentare werden in Anführungszeichen geschrieben

29 GRAFCET - Bernhard Plagemann 29 Fragen, Anregungen, Kommentare, Ergänzungen?


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