Willkommen bei ControlNexus, Ihrem vertrauenswürdigen Partner für Siemens-SPS, HMIs und Wechselrichter. Wir wurden 2013 gegründet und haben uns der Bereitstellung erstklassiger industrieller Automatisierungslösungen verschrieben. Dieser Artikel bietet einen detaillierten Einblick in Organisationsbausteine (OBs) in Siemens-SPS, wesentliche Komponenten für eine effiziente und zuverlässige SPS-Programmierung.

Die zentralen Thesen

Einführung

Siemens-SPS sind das Herzstück der modernen industriellen Automatisierung und bieten beispiellose Zuverlässigkeit und Flexibilität. Einer der kritischen Aspekte der Siemens-SPS-Programmierung ist die Verwendung von Organisationsbausteinen (OBs). Diese Bausteine dienen als Rückgrat der Betriebsstruktur der SPS und ermöglichen eine reibungslose Kommunikation zwischen dem Betriebssystem und dem Anwenderprogramm.

Haupttypen von Organisationsblöcken

Organisationsblöcke werden nach ihrer Funktionalität kategorisiert, um sicherzustellen, dass jede Aufgabe effizient verwaltet wird. Zu den Haupttypen gehören:

1. Hauptzyklischer OB1

Der zyklische Haupt-OB1 ist für die SPS-Programmierung von Siemens von grundlegender Bedeutung. Es führt das Anwenderprogramm zyklisch aus und gewährleistet so einen kontinuierlichen und zuverlässigen Betrieb. Hier ist ein detaillierter Blick auf OB1:

• Rolle und Bedeutung: OB1 verwaltet die zyklische Ausführung des SPS-Programms, was für die Aufrechterhaltung eines reibungslosen Betriebs unerlässlich ist.
• Erstellung und Nutzung: Im TIA Portal wird OB1 automatisch erstellt, wenn Sie ein neues SPS-Projekt hinzufügen. Sie können das gesamte Programm innerhalb von OB1 schreiben oder nach Bedarf andere Funktionsbausteine (FCs) und Funktionsaufrufe (FBs) aufrufen.
• Beispielszenarien: OB1 ist ideal für die Verwaltung sich wiederholender Aufgaben wie die Überwachung von Sensoren, die Steuerung von Aktoren und die Ausführung von Regelkreisen.

2. Zeitalarm-OBs

Weckalarm-OBs sind von entscheidender Bedeutung für Aufgaben, die in bestimmten Zeitabständen ausgeführt werden müssen. Diese beinhalten:

• Überblick: Zeitalarm-OBs, z. B. OB10 bis OB17, sind für die periodische Ausführung von Aufgaben konzipiert, z. B. jede Minute, jede Stunde oder jeden Tag.
• Anwendungsbeispiele: Zu den typischen Anwendungen gehören die Datenprotokollierung in regelmäßigen Abständen, die Aktualisierung von Anzeigebildschirmen und regelmäßige Systemprüfungen.
• Konfigurationsschritte: Im TIA Portal können Sie die Zeitintervalle für diese OBs konfigurieren und so sicherstellen, dass sie den spezifischen Anforderungen Ihrer Anwendung entsprechen.

3. Ereignisgesteuerte OBs

Ereignisgesteuerte OBs behandeln bestimmte Ereignisse, die während des SPS-Betriebs auftreten. Diese beinhalten:

• Funktionalität: Ereignisgesteuerte OBs wie Prozessalarme (OB40 bis OB47) reagieren auf Ereignisse wie Hardwarefehler, Eingangsänderungen und bestimmte Programmbedingungen.
• Praktische Anwendungen: Sie werden für Aufgaben wie die Reaktion auf Not-Aus-Bedingungen, die Verwaltung von Fehlerdiagnosen und die Behandlung benutzerdefinierter Ereignisse verwendet.
• Konfiguration und Implementierung: Beim Einrichten ereignisgesteuerter OBs müssen die Bedingungen definiert werden, unter denen sie ausgelöst werden, und es muss sichergestellt werden, dass sie sich nahtlos in das gesamte SPS-Programm integrieren.

Anlauf-OBs (OB100)

Anlauf-OBs wie OB100 spielen eine wichtige Rolle bei der Initialisierung des SPS-Systems. Sie stellen die Betriebsbereitschaft der Anlage sicher, indem sie wesentliche Inbetriebnahmeaufgaben übernehmen.

• Rolle und Bedeutung: OB100 wird einmal aufgerufen und ausgeführt, wenn die SPS vom STOP- in den RUN-Modus übergeht, wobei Variablen initialisiert und Systemmodule zurückgesetzt werden.
• Initialisierungsaufgaben: OB100 übernimmt Aufgaben wie die Neukalibrierung von Sensoren, die Prüfung auf Alarme und die Sicherstellung, dass sich alle Systemkomponenten in einem sicheren Zustand befinden, bevor die zyklische Hauptausführung gestartet wird.
• Beispielszenario: Ein Beispielanwendungsfall für OB100 ist die Initialisierung von Sicherheitssystemen und die Durchführung einer Selbstdiagnose, um sicherzustellen, dass das System betriebsbereit ist.

Weckalarm-OBs (OB30)

Weckalarm-OBs sind für Aufgaben, die ein präzises Timing erfordern, unerlässlich. OB30 ist ein solcher Baustein, der diese periodischen Aufgaben mit hoher Genauigkeit erledigt.

Rolle und Bedeutung

Der OB30 sorgt dafür, dass bestimmte Funktionen in definierten Intervallen ausgeführt werden und unterbricht das zyklische Hauptprogramm, um diese Aufgaben auszuführen. Dies ist entscheidend für Prozesse, die ein genaues Timing erfordern, wie zum Beispiel:

• PID-Reglerverarbeitung: Gewährleistung einer präzisen Steuerung der Prozessvariablen.
• Überwachung von Sicherheitsschaltkreisen: Regelmäßige Überprüfung der Sicherheitsbedingungen zur Vermeidung von Unfällen.
• Überwachung der Kommunikation: Verwaltung des Datenaustauschs zwischen Maschinen, um einen reibungslosen Betrieb sicherzustellen.

Konfigurationsschritte

Das Einrichten von OB30 umfasst mehrere wichtige Schritte, um sicherzustellen, dass es ordnungsgemäß funktioniert:

1. Zykluszeit: Definieren Sie den Zeitraum zwischen zwei Aufrufen des OB30. Dieses Intervall muss kleiner sein als die Laufzeit des OBs, um überlappende Aufrufe zu vermeiden.
2. Phasenversatz: Passen Sie die Startzeiten relativ zur Zykluszeit an, um Konflikte mit anderen zyklischen Interrupts zu vermeiden.
3. Prioritätensetzung: Dem OB30 eine Prioritätsstufe zuweisen. Eine höhere Priorität stellt sicher, dass OB30 bei Bedarf andere Blöcke unterbricht.

Überschneidungen vermeiden

Bei der Verwendung mehrerer zyklischer Interrupts ist es wichtig, deren Timings zu verwalten, um Überlappungen zu vermeiden. Wenn beispielsweise der OB30 alle 10 ms ausgeführt wird und ein anderer Baustein alle 5 ms ausgeführt wird, kann es zu Überschneidungen kommen. Durch die Verwendung von Phasenversätzen können die Ausführungszeiten gestaffelt werden, sodass ein reibungsloser Betrieb gewährleistet ist.

Praxisbeispiele und Simulationen

Das Verständnis der praktischen Anwendung von OBs kann Ihre Siemens-SPS-Programmierkenntnisse erheblich verbessern. Hier sind einige Beispiele aus der Praxis:

• OB1-Beispiel: In einer Fertigungslinie kann OB1 zur zyklischen Überprüfung von Sensoreingängen und zur Steuerung von Aktorausgängen verwendet werden, um sicherzustellen, dass sich Produkte reibungslos entlang der Linie bewegen.
• OB100-Beispiel: Bei einem Kraftwerk initialisiert OB100 möglicherweise Systemparameter und prüft auf Fehler, bevor die Hauptprozesse gestartet werden, um einen sicheren und zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten.
• OB30-Beispiel: In einer chemischen Verarbeitungsanlage kann OB30 das präzise Timing steuern, das zum Mischen von Zutaten erforderlich ist, und dabei eine strenge Prozesskontrolle gewährleisten.

Simulationsübungen

Das Üben mit Simulationen im TIA Portal kann Ihnen helfen zu verstehen, wie OBs in realen Szenarien funktionieren:

1. Erstellen Sie ein einfaches OB1-Programm: Richten Sie ein Programm ein, das Sensoreingänge liest und einen Ausgang basierend auf dem Eingangsstatus steuert.
2. Simulieren Sie die OB100-Initialisierung: Schreiben Sie eine Startroutine, die Variablen initialisiert und den Systemstatus prüft, und simulieren Sie dann den Übergang vom STOP- in den RUN-Modus.
3. OB30 konfigurieren und simulieren: Richten Sie einen zyklischen Interrupt ein, um alle 10 ms eine bestimmte Aufgabe auszuführen und sicherzustellen, dass sie sich nicht mit anderen zyklischen Aufgaben überschneidet.

Expertentipps und Best Practices

Um das Beste aus Ihren Siemens-SPS herauszuholen, finden Sie hier einige Expertentipps:

• Optimieren Sie die OB-Nutzung: Verwenden Sie OBs, um Ihr Programm logisch zu segmentieren und es so einfacher zu lesen, zu debuggen und zu warten.
• Überwachen Sie die Zykluszeiten: Behalten Sie die Zykluszeiten Ihrer OBs im Auge, um sicherzustellen, dass sie innerhalb akzeptabler Grenzen bleiben und Systemverlangsamungen oder Ausfälle vermieden werden.
• Verwenden Sie Kommentare und Dokumentation: Dokumentieren Sie Ihre OBs und ihre Funktionen innerhalb Ihres Programms klar und deutlich, um bei der Fehlerbehebung und zukünftigen Aktualisierungen zu helfen.

Empfohlene Vorgehensweise

• Konsistente Namenskonventionen: Verwenden Sie klare, konsistente Namen für Ihre OBs, um Ihren Code verständlicher zu machen.
• Regelmäßige Tests und Validierung: Testen Sie Ihre OBs regelmäßig sowohl in simulierten als auch in realen Umgebungen, um sicherzustellen, dass sie wie erwartet funktionieren.
• Bleiben Sie auf dem Laufenden: Halten Sie Ihr Wissen über die neuesten Funktionen und Best Practices in der Siemens-SPS-Programmierung auf dem neuesten Stand, indem Sie sich darauf beziehen Siemens’ offizielle Dokumentation.

Abschluss

Organisationsblöcke sind der Eckpfeiler der SPS-Programmierung von Siemens und bieten Struktur und Kontrolle über den Systembetrieb. Vom wesentlichen zyklischen Haupt-OB1 bis hin zu den speziellen Zeitunterbrechungs- und ereignisgesteuerten OBs spielt jeder Block eine entscheidende Rolle bei der Gewährleistung eines effizienten und zuverlässigen Betriebs Ihrer SPS.

Ausführlichere Ressourcen und fachkundige Beratung finden Sie in unserem umfassenden Sortiment an Artikeln und Produkten unterControlNexus. Egal, ob Sie gerade erst mit Siemens-SPSen beginnen oder Ihr Fachwissen vertiefen möchten, wir sind hier, um Sie auf Ihrem Weg in die industrielle Automatisierung zu unterstützen.

Zusätzliche Ressourcen

• Umfassender Leitfaden zu Funktionsblöcken (FB) vs. Funktionsaufrufen (FC)
• Verständnis der SPS-Datentypen von Siemens
• Beherrschen der SPS-Programmierung von Siemens: Ein umfassender Leitfaden zum TIA Portal
• Umfassender Leitfaden zur Verbindung Ihrer Siemens-SPS mit einem HMI

Wenn Sie weitere Hilfe benötigen, wenden Sie sich bitte ankontaktiere uns. Wir sind hier, um Ihnen dabei zu helfen, Siemens-SPS zu beherrschen und Ihre Automatisierungslösungen zu verbessern.