Die Schrittkette (Graph) im TIA Portal

Um was geht es hier?

Hier soll es um die Schrittketten im TIA Portal gehen. Sie eignen sich besonders gut um Abläufe zu programmieren. Sie zu erstellen soll hier geklärt werden. Mehr Literatur findest du bei Siemens. Schrittketten sind auch als Graph gekannt.

Download zum TIA-Portal Projekt (TIA 15.1) des Video-Tutorials: 

 Download TIA Portal Beispielprogramm zur Schrittkette Graph

Grundsätzliches zur Schrittkette (Graph) im TIA Portal

Die Schrittkette ist eine Ablaufkette. Sie findet z.B. Anwendung im Automatikablauf einer Maschine. Wie der Name Graph schon sagt, ist sie grafisch. Sie hilft enorm einen Ablauf übersichtlich zu gestalten. Sie ist kein separater Baustein. Es ist ein FB mit der Sprache Graph. Aufgebaut ist sie aus Einzelschritten. Ist ein Schritt vollständig bearbeitet, so wir zum nächsten gesprungen. Die Reihenfolge der Schritte legt der Programmierer fest. Diese kann fortlaufend sein. Meist besitzt sie jedoch auch Sprünge und Verzweigungen.

Begriffe zur Schrittkette (Graph) im TIA Portal

Ich möchte dir anhand einer kleinen Schrittkette zeigen wie sie funktioniert. Versuche es mir am besten wieder nachzumachen. Öffne hierzu unser Programm aus der Einführung. Klicke auf "Neuen Baustein hinzufügen". Wähle hier einen FB aus. Wähle bei Sprache Graph aus.

Erstellung einer Schrittkette (Graph) im TIA Portal

Anschließend siehst du eine Schrittkette mit einem Schritt. Füge drei Schritte hinzu. Mache hierzu auf den Schritt einen Rechtsklick. Wähle "Element einfügen" und weiter "Schritt und Transaktion".

Schrittkette (Graph) einen Schritt hinzufügen im TIA Portal

Am Ende machst du einen Rechtsklick auf Schritt 2. Füge hier einen alternativen Zweig ein.

Schrittkette (Graph) einen alternativen Zweig öffnen im TIA Portal

Füge an die zwei offenen Enden von Schritt 3 und Schritt 4 einen Sprung ein. Trage hier Schritt 1 ein. Deine Kette sollte nun so aussehen.

Eine Schrittkette (Graph) im TIA Portal

Wie funktioniert die Kette nun?

Nach Initialisierung der Kette befindet sie sich in Schritt 1. Steht die Kette in Automatik so führt sie diesen Schritt aus. In Schritt 1 steht nun eine Anweisung. Dies könnte z.B. sein, fahre Zylinder Z1.0 aus. Um dies zu realisieren öffnen wir mit einem Ausgang ein Ventil. Irgendwann meldet der Endschalter von Zylinder Z1.0 "Endposition erreicht". Ab hier sollte in Schritt 2 gewechselt werden. Dies halten wir in Transaktion (Trans 1 oder T1) fest. Anders ausgedrückt heißt dies: Ist Transaktion 1 erfüllt wechsle zu Schritt 2. Nun gibt es noch zwei andere wichtige Sachen. Die Ausführung von Schritt 1 kann unterbrochen werden. Dies kann auf zwei Arten passieren. Angenommen wir haben eine Lichtschranke (Ini). Diese schaut, ob irgendetwas im Wege beim Ausfahren von Zylinder Z1.0 ist. Dies kann z.B. ein Bauteil sein. Meldet diese Lichtschranke belegt, so darf Zylinder Z1.0 nicht starten. Sollte er bereits in Bewegung sein, muss er sofort stoppen. Dies wäre eine klassische Verriegelung. Um Schritt 1 auszuführen muss die Verriegelung gegeben sein. Ist die Verriegelung False, startet Schritt 1 nicht bzw. hält an. Eine andere Unterbrechung wäre die Überwachung. Angenommen unsere Maschine steht unbeaufsichtigt. Ich weiß, dies sollte man nie tun. Es passiert dennoch als. Hierbei wäre es nun wichtig den Hubvorgang zeitlich zu begrenzen. Hierzu nun folgende Situation. Wir öffnen eine Minute lang das Ventil um Zylinder Z1.0 zu bewegen. Nach einer Minute meldet der Endschalter immer noch nicht "Position erreicht". Man sollte nun davon ausgehen, dass etwas nicht stimmt. Deshalb ist es ratsam die Bewegung abzubrechen. Dies geschieht mit der Überwachung.

Merke dir für die Ausführung eines Schrittes. Ist der Interlock (Verriegelung) True und die Supervision (Überwachung) False, so wird der Schritt ausgeführt. Wird die Verriegelung False oder die Überwachung True, so unterbricht die Kette sofort. Zum Wiederanlauf muss sie quittiert werden.

Sind wir in Schritt 2 angekommen so gibt es nun zwei Möglichkeiten. Bitte stelle sicher, dass T2 und T4 nie gleichzeitig True sein können. Ist dies gegeben springt die Kette zurück zu Schritt 1 oder läuft weiter zu Schritt 3. Spätestens nach erfüllen von Trans 3 springt sie aber in Schritt 1 zurück.

Schrittkette im TIA Portal, ein geöffneter Schritt

Lass uns zum besseren Verständnis Schritt 1 anlegen. Hierzu machen wir einen Doppelklick auf Schritt 1. Definiere einen Schließer für den Interlock. Der Interlock ist True, wenn die Bewegung frei ist. Dies bedeutet, dass dem Zylinder keine Gegenstände den Weg versperren. Klicke für die Überwachung auf "CMP>U". Definiere hier eine Minute. Unter Aktionen steuerst du nun das Ventil zum Bewegen des Zylinders. Stelle hier die Kennung auf N. Somit wird das Ventil nur geschalten bei Ausführen von Schritt 1. Aktiviere hierfür auch den Interlock. Hierfür trägst du ein C in die Tabelle bei Interlock. Das Letze ist die Transition. Setze hier einen Schließer für den Endschalter "Zylinder Z1.0 ausgefahren".

Ich möchte hier noch eine Sache anmerken. Du kannst das C in der Tabelle bei Aktionen auch weglassen. Die Aktion wird dann ausgeführt, ohne den Interlock zu berücksichtigen.

Aufruf einer Schrittkette

Zum Aufruf gehst du wie beim FB vor. Wechsle bitte in den OB1. Drücke auf das "??" Symbol. Gebe den Namen deiner Kette ein. Auch hier will TIA nun einen Instanz-DB anlegen. Auch dieser wurde beim Artikel FB erklärt. Danach erscheint der FB mit ein paar Schnittstellenparametern.

Aufruf einer Schrittkette (Graph) im TIA Portal

Es gibt nun drei Wichtige. Zum einen ist es "Init_SQ". Mit einer Flanke an "Init_SQ" wird die Kette neu initialisiert. Hierbei springt sie automatisch in den Initialisierungsschritt. Dies war bei uns Schritt 1. Wenn die Kette nun auch mit "SW_Auto" (bedeutet: switch to auto) in Automatik gesetzt wird, so läuft sie los. Dies heißt Schritt 1 wird ausgeführt. Nach erfolgreicher Transition Schritt 2 und so weiter. Sollte nun während der Bearbeitung ein Fehler auftreten, so geht die Kette in Störung. Nachdem der Fehler beseitigt wurde, kann mit "ACK_EF" quittiert werden. Die Kette läuft danach, an zuvor gestoppter Stelle, weiter.

To Dos:

Überlege dir für die übrigen Schritte einen sinnvollen Ablauf. Stelle bei Transaktion 4 und Transaktion 2 sicher, dass sie nicht gleichzeitig True sein können. Starte danach den Simulator wie in der Einleitung. Überprüfe hierbei deine Überlegungen. Beschäftige dich bitte währenddessen auch mit den Shortcuts. Klicke hierzu bitte einmal auf folgende Symbole:

Shortcuts für eine Schrittkette (Graph) im TIA Portal

Mit den Oberen änderst du die Ansicht. Mit den Unteren erstellst du Schritte, Sprünge,...

So weit so gut. Ist doch gar nicht so schwer, oder?

 

Abschließend noch drei Videos, welche den Umgang mit der Schrittkette im TIA Portal zeigen. Diese sind aufgeteilt in drei Steps:

  • In Step 1 schreiben wir einen Baustein um eine Linearachse zu simulieren.
  • In Step 2 schreiben wir einen Baustein um einen Greifer zu simulieren.
  • In Step 3 erstellen wir dann die Schrittkette und transportieren mit der Achse und dem Greifer Bauteile.

Den Download zum TIA-Portal Projekt (TIA 15.1) gibt es hier: 

 Download TIA Portal Beispielprogramm zur Schrittkette Graph

Teil 1 des Videos:

 

Teil 2 des Videos:

 

Teil 3 des Videos: