ist sie - Bernhard Plagemann

GRAFCET
Spezifikationssprache für
Funktionspläne der Ablaufsteuerung
GRAFCET
specification language for sequential function
charts
20.08.10
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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
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Die Norm
•
•
•
•
GRAFCET: IEC 60848 vom April 2002
GRAFCET: EN 60848 vom Dezember 2002
löst DIN 40719 T. 6 zum 1. 4. 2005 endgültig ab
DIN 40719 T. 6 hatte die VDI Richtlinie Weg-SchrittDiagramm abgelöst
• GRAFCET existiert neben der Ablaufsprache nach
EN 6 1131 T. 3 (SPS-Programmiersprache)
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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 19 226 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 19 226 T5, 02/1994)
– Beispiele: Kransteuerung, Baggersteuerung, Alarmanlage usw.
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Beschreibung einer Ablaufsteuerung
• Kurzschreibweise
• Weg-Schritt-Diagramm (frühere VDI-Richtlinie),
Funktionsdiagramm
• Funktionsplan (DIN 40719 T. 6)
• Ablaufsprache (EN 6 1131 T. 3)
• GRAFCET (EN 60848)
• S7-Programm mit Merkern
• S7-Programm mit Sprungverteiler
• SPS-Programm mit Schrittschaltwerk
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Ein konkretes Beispiel: Die Bohrmaschine
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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
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Der Leistungsteil der Bohrmaschine
• Jede steuerungstechnische Planung basiert auf den
Vorgaben des Maschinenbaus
• Es wird also der Leistungsteil vorgegeben, den die
Steuerungstechnik nutzt
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Der Leistungsteil der Bohrmaschine
1B1
1B2
2B1
1A1
2B2
3B1
3A1
Auswerfen
2A1
Bohren
Spannen
2 V2
1 V2
1
+24V
3B2
3 V2
2 V3
3
K1
3 V3
4
1 V1
4
2
1M1
2 V1
1M2
5
1
3
4
2
2M1
3 V1
4
2
4 M1
3M1
5
1
3
5
1
3
0V
Bohrmaschine_P_Plan.ct
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M
1.
•
•
•
•
Kurzschreibweise (1/2)
A: 1A1: Spannen
B: 2A1: Bohren
C: 3A1: Auswerfen
D: M1: Bohrmotor
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1.
Kurzschreibweise (2/2)
A+ D+ B+ B- D- A- C+ C-
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2. Weg-Schritt-Diagramm (Funktionsdiagramm)
Funktionsdiagramm der Bohrmaschine
1
2
3
4
5
6
7
8
9=1
1A1
Spannen
2A1
Bohren
3A1
Ausw erfen
Bohrmaschine.ct
4M1
Bohrmotor
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3. Ablaufsprache
sehr ähnlich dem
Funktionsplan nach
DIN 40 719 T6
Bohrmaschine.zwt
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4. Ablaufsprache
(S7)
(EN 6 1131 T3)
1/2
Bohrmaschine.zip
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4.
Ablaufsprache
(EN 6 1131
T3)
1/2
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5. Grafcet
1/2
Bohrmaschine.sfc
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5. Grafcet
2/2
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Umsetzung des Grafcet in ein SPSProgramm 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)
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Umsetzung des Grafcet in ein SPSProgramm mit Sprungverteiler
• Die zählende Kette
– Sprungverteiler ist S7-eigene Funktion
– Sprungschritt nur in AWL verfügbar
– Überspringt alle nicht aktiven Schritte
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Umsetzung des Grafcet in ein SPSProgramm mit Schrittschaltwerk
• SCHRITT – WENN – DANN
–
–
–
–
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Festo eigene Funktion
Nur in AWL verfügbar
Überspringt alle nicht aktiven Schritte
Flexibel, weil Einfügungen und Löschungen problemlos
möglich sind
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Hinweise zu eingesetzter Software
• Funktionsdiagramm: FluidSIM Version 4 oder
FluidDraw
• Funktionsplan DIN 40719 T. 6: Multiprog
• Ablaufsprache: Graph7
• GRAFCET: sfcedit oder FluidSIM ab Version 4.2
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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!)
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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
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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)
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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!
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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
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Aktion 3/3
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Kommentare
• Kommentare werden in Anführungszeichen
geschrieben
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Fragen, Anregungen, Kommentare, Ergänzungen?
• [email protected]
• http://www.bernhard-plagemann.de
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