Lernfeld 7 · Prüfung Teil 2

SPS-Programmierung nach IEC 61131-3

SPS-Programmierung nach IEC 61131-3: Sprachen, Bausteine, Zyklus mit Prozessabbild, Datentypen, Adressen, Zeiten und Zähler erklärt.

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Darum geht es

Eine speicherprogrammierbare Steuerung arbeitet zyklisch. Zu Beginn jedes Zyklus liest sie alle Eingänge in das Prozessabbild der Eingänge, dann bearbeitet sie das Programm und schreibt am Ende das Prozessabbild der Ausgänge auf die Ausgangsbaugruppen. Ändert sich ein Eingang mitten im Zyklus, sieht das Programm das erst im nächsten Zyklus.

Die Norm IEC 61131-3 beschreibt die Sprachen Kontaktplan (KOP), Funktionsplan (FUP), Strukturierter Text (ST) und Ablaufsprache (AS); die Anweisungsliste gilt als veraltet. Programme werden in Programmorganisationseinheiten gegliedert. Eine Funktion hat kein Gedächtnis, ein Funktionsbaustein speichert seine Werte in einer Instanz, und das Hauptprogramm wird vom Betriebssystem zyklisch aufgerufen.

Jede Variable hat einen Datentyp, zum Beispiel BOOL für ein Bit, INT für eine 16-Bit-Ganzzahl, REAL für Gleitkommazahlen und TIME für Zeitwerte wie T#5s. Die absolute Adresse E 2.5 bedeutet Eingang, Byte 2, Bit 5. Werte, die einen Spannungsausfall überstehen sollen, legst du remanent an. Für Diagnosen musst du Binär-, Dezimal- und Hexadezimalzahlen umrechnen können.

Wichtige Standardbausteine sind die Zeitglieder TON (Einschaltverzögerung), TOF (Ausschaltverzögerung) und TP (Impuls) sowie Zähler. Aus-Taster und Not-Halt schließt du drahtbruchsicher als Öffner an.

Das solltest du dir merken

Zyklus lautet Eingänge lesen, Programm bearbeiten, Ausgänge schreiben.
Funktion ohne Gedächtnis, Funktionsbaustein mit Instanz und Gedächtnis.
E 2.5 heißt Eingang, Byte 2, Bit 5.
Zählerstände, die einen Spannungsausfall überstehen sollen, remanent anlegen.
Aus-Taster als Öffner, damit ein Drahtbruch die Anlage stoppt.

Formeln

Hexadezimal in Dezimal (Beispiel zweistellig): $16# AB = A \cdot 1 6^{1} + B \cdot 1 6^{0}$; Ziffern A bis F stehen für 10 bis 15, jede Stelle hat den Stellenwert einer Potenz von 16

Typische Fehler in der Prüfung

Angenommen, ein Eingang werde sofort im laufenden Zyklus aktualisiert.
TON und TOF verwechselt; ein Nachlauf braucht die Ausschaltverzögerung.
Byte- und Bitnummer in einer Adresse vertauscht.

Tipps aus der Werkstatt

Adresse Byte.Bit: E 2.5 ist Bit 5 (ab 0 gezählt) im Eingangsbyte 2. Acht Eingänge je Byte, ein Wort trägt die Nummer seines niedrigsten Bytes (EW 4 = EB 4 und EB 5). Bei n Eingängen reichen die Bytes von 0 bis n / 8 − 1.
Datentypen am Literal erkennen: TRUE/FALSE → BOOL, 5 → INT (−32768 bis 32767), 5.0 → REAL, T#5s → TIME, 16#FF → WORD. Zählt ein INT über 32767, kippt er ins Negative; dann DINT nehmen. Analogwert: U = N / 27648 · 10 V (Dreisatz).
Braucht ein Baustein Gedächtnis (Zeit, Zähler, Schrittkette)? Dann FB mit Instanz-DB. Reine Berechnung ohne Gedächtnis → FC. Zwei Spulen auf denselben Ausgang sind eine Doppelzuweisung: Nur die letzte wirkt. Flanken auswerten, sonst zählt ein gedrückter Taster jeden Zyklus mit.

Sitzt das Thema? Teste dich mit echten Prüfungsfragen.

29 Aufgaben zu „SPS-Programmierung nach IEC 61131-3“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

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Grundlage: Rahmenlehrplan Elektroniker/-in (KMK), Lernfeld 7; DIN EN 61131-3. Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.