Grafcet++

Die Basis der GRAFCET-Grundlagen für einen einfachen GRAFCET-Plan soll verstanden werden. Dazu werden die Möglichkeiten zur Editierung am Browser vorgeführt um die ersten Schritte zum GRAFCET-Plan zu ermöglichen. So kann der Teilnehmer nach diesem Kapitel seine Aufgabe in einfachster Form gestalten, testen und simulieren. Folgende Grundlagen werden vermittelt:

• Der Start-Schritt (Initialisierung)

• Die Transition und ihre Bedeutung zum zugeordneten, aktiven Schritt

• Die Transition und ihre Bedeutung zum nachfolgenden Schritt

• Das Präfix 'X' zum Schritt

• Die Zeitbedingung der Transition zu einem Schritt

• Wirkungslinie Schritt und Transition

• Das GcChart für Testzwecke einzusetzen

Es soll eine einfache, zeitgesteuerte Schrittkette gezeichnet werden. Das Ergebnis soll auf Richtigkeit mit dem GcChart überprüft werden.

Die Lösung wird vorgestellt und auf mögliche Fehler hingewiesen.

Was ist eine kontinuierliche Aktion soll geklärt werden. Dazu benötigt man Objekte wie Motor, Ventile usw., welche auch zur Festigung für das Verständnis der Aktionen dienen sollen. Zudem wird der geschlossene Kreislauf über den Jump-Befehl vorgestellt.

Es soll ein Lauflicht mit einem 500ms-Takt gemäß den Vorgaben im Video mit dem GRAFCET-Plan (4 LEDs) erstellt und getestet werden.

Die Lösung wird vorgestellt und kurz darüber diskutiert, wenn man so sagen darf.

Die Erweiterung der kontinuierlichen Aktion mit einer Bedingung soll verstanden werden. Zudem soll die Transition mit Objekten und Zeiten gefestigt werden. Außerdem wird das Kopieren von bestehenden Elementen mit Ctrl+C und das Einfügen mit Ctrl+V gezeigt. Mit diesem Abschnitt ist der Teilnehmer nun soweit, dass er eine Schrittkette erstellen und testen kann.

Die Ausschaltverzögerung ist eine oft geforderte Aktion, welche auch im GRAFCET-Plan dargestellt werden kann. Es soll mittels Press-Button eine LED eingeschaltet werden, welche dann nach dem loslassen des Buttons 5 Sekunden weiter leuchten soll. Der Press-Button soll mindesten 500ms gedrückt werden, bevor die LED eingeschaltet wird.

Die Lösung zeigt eine traditionelle Vorgehensweise für das Erstellen und Testen zur Aufgabe. Je einfacher eine Lösung ist, desto sicherer ist dessen Ausführung. Auch das Testwesen mit dem GcChart sollte ein wesentlicher Bestandteil zum Thema GRAFCET sein.

Der GRAFCET-Plan als Schrittkette soll nach FUP umgesetzt werden. Sie lernen:

1. Schritte und Transition aus dem Beispiel in einen FUP umzusetzen

2. Wie der Timer TP (IEC-61131-3) als Start für den Initialisierungs-Schritt eingesetzt wird

3. Wie das Flip-Flop (SR) als Ersatz zum Schritt umgesetzt wird

4. Wie die Transition mit einem Binärbaustein dafür sorgt, den aktuellen Schritt zu löschen und den Folgeschritt zu starten

5. Das Ergebnis in FUP ohne die Schrittkette zu starten und mit den Chart zu überprüfen

Die speichernd wirkende Aktion mit seinen Flanken zum aktuellen Schritt (steigende und fallende Flanke) wird erklärt und in einem Beispiel mit einem Analog-Indikator gezeigt. So lernen Sie, wie z. B. ein Counter funktioniert. Auch ist deutlich erkennbar, das eine Rechenoperation nur in einer speichernd, wirkenden Aktion möglich ist. Denn die Operatoren + und * sind im GRAFCET UND bzw. ODER Operatoren und werden in der Transition oder in der kontinuierlichen Aktion mit Zuweisung angewendet.

Zur Ablaufkette wird auch eine parallel laufende Schrittkette gestartet und es wird die Anwendung der speichernd, wirkenden Aktion gefestigt. Diese Lexion soll so ein wenig die Diskussion über den GRAFCET als Planungsmittel anregen und verständlicher machen. Zudem wird auch gezeigt wo die Grenzen für unser jetziges Wissen über GRAFCET liegen, denn wir benötigen mehr  Strukturmöglichkeiten für die Ablaufketten.

Zur Vertiefung der speichernd wirkenden Aktion soll ein Tank mit einer Unterbrechung durch die Stop-Taste geplant werden. Hier wird die Grenze der Taktkette gezeigt und der nächste, notwendige Schritt zum Kapitel Ablaufstrukturen deutlich. Zudem kann der Teilnehmer durch eine deutliche Einführung zur Aufgabe schon einen Lösungsansatz verstehen und denke ich, auch umsetzen.

Die Lösung zeigt deutlich die Grenzen über das bis jetzt gelerntes Wissen über GRAFCET und soll den nächsten Schritt für das folgende Kapitel interessant machen. Allerdings ist die vorgestellte Lösung schon einmal akzeptabel, da diese praktisch funktioniert, denn das kurzzeitige Aufblitzen der Signale (F2, P2) bei 'Stop', kommt bei den eingebauten Ventilen und Pumpen in der Praxis normalerweise nicht an. Dazu sind die Signale zu kurz.

Die alternative und die parallele Verzweigung dienen der Ablaufstruktur und verbessern die Möglichkeiten in GRAFCET zu planen. Der Teilnehmer lernt diese beiden Verzweigungen umzusetzen und diese auch in FUP zu transferieren.

Es wird die Umsetzung einer alternativen Verzweigung nach FUP gezeigt und schrittweise aufgebaut und getestet. Dadurch kann der Teilnehmer auch erkennen, wie eine alternative Verzweigung im Detail funktioniert.

Wie auch bei der alternativen Verzweigung wird die parallele Verzweigung an einem kleinen Beispiel nach FUP transferiert. Das dient der Festigung zum Verständnis der parallelen Verzweigung und kann auch zur Prüfungsvorbereitung wesentlich sein.

Die schon bekannte Übung zum Tank soll nun durch die mögliche alternative Verzweigung verbessert werden.

Die Lösung wird vorgestellt und getestet.

Besonders interessant ist die Anwendung der beiden Verzweigungsformen alternativ und parallel für die Bedienung eines Rundschalt-Tisches. Diese Aufgabe ist schon sehr praxisnah und wird von den Teilnehmern sehr geliebt. Das Besondere ist die Anwendung des RIT ( Rotary Indexing Table), da man hier mit dem Namen des Objektes auch dessen Zustand abfragen kann.

Die Lösung zeigt nicht nur das Ergebnis, sondern erklärt auch warum eine speichernd wirkende Aktion verwendet werden muss. So erklärt sich auch schön noch einmal der Unterschied zwischen speichernd wirkende und kontinuierlich wirkende Aktion.

Am Beispiel an einem pneumatischen 5/2-Wegeventil wird der Makro vorgestellt und ein wenig untersucht, wie er sich aus Sicht des Aufrufers verhält. Der Makro kann wie ein Unterprogramm betrachtet werden, welches allerdings nicht parallel zur Aufrufstruktur abläuft.

Dieses Beispiel dient der Anwendung eines pneumatischen Zylinders über einen Makroaufruf. Wir brauchen dieses Beispiel um dann in der folgenden Lexion das Zusammenspiel von 5/2-Wegeventil und Zylinder mit einem parallel laufenden Makro zu betrachten.

Die parallele Verzweigung mit Makros wird hier gezeigt und ist sicherlich ein sinnvolles Beispiel, welches als Vorübung für die folgende Lexion mit einer Übung zum Makroaufruf im Makro dienen soll. So sehen wir auch die Verschachtelung von Makros.

Die Aufgabe besteht darin, den pneumatischen Zylinder in Abhängigkeit zum 5/2-Wegeventil aus- bzw. einzufahren. Dazu ist es notwendig, dass das Makro Ventil das Makro Zylinder zweimal aufrufen muss, damit der Zylinder beim ersten Aufruf ausfährt und beim zweiten Aufruf wieder einfährt.

Die Lösung ist bezüglich der Vorgaben in der Aufgabenstellung nicht mehr ganz so schwer. Aber, man muss es mal gemacht haben!

Die Zwangsbefehle sind kontinuierliche Aktionen und werden in dieser Lexion am Beispiel von drei Betriebsarten erklärt. Somit kann der GRAFCET-Plan struktuiert werden.

Hier werden die Zwangsbefehle INIT, Deaktivieren und Einfrieren am Beispiel einer typischen Betriebsanwahl erklärt.

Die Erweiterung mit Betriebszustands-Meldungen wird in diesem Abschnitt gezeigt und runden so das Thema Betriebsarten mit Zwangsbefehlen ab.

Die Möglichkeiten mit GRAFCET auch Dinge zu tun, welche weit über das mal geplante hinausgeht, zeigt diese Lexion. Man kann auch Methoden eines Objektes aufrufen und somit planen, was so ein Objekt (hier eine Dreiachs-Roboter) in den einzelnen Phasen tuen soll.

Hier soll der erste Versuch gestartet werden eine Lösung für zwei Betriebsarten zu planen und zu testen.

Die Lösung wird vorgestellt und zeigt, dass diese Aufgabe nicht sooo schwer ist..

Die Lösung zur nicht ganz so einfachen Aufgabe zum Step-Betrieb. Hier werden noch einmal einige Dinge erklärt, welche nicht so selbstverständlich sind. Diese Lösung wird nicht so schnell und komplett gelöst und erlaubt natürlich, dass man vorher schon einmal ein wenig spitzelt.

Hier wird der schon bekannte Rundschalt-Tisch , diesmal mit zwei Roboter bedient. Es handelt sich also hier um eine reine Grafcet++-Lösung. Im Prinzip eigentlich ganz einfach, solange Sie nichts an der Grafik verschieben :).

Die Lösung ist relativ einfach zu verstehen, da ja beide Roboter das Gleiche tun.

Die Übungen sollen das bisher gefestigte Wissen ereitern und dienen auch als Training zur Prüfungsvorbereitung.