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All main topics / Maschinenbau / Steuerungs/Regelungstechnik

MSR- SPS (55 Cards)

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Was ist Steuern bzw. Regeln? Geben Sie jeweils Merkmale an. 
Steuern:
Vorgang in einem System wo Eingangsgrößen 
die Ausgangsgrößen beeinflussen. 
Keine Rückführung der Ausgangsgröße 
‐ Offener Wirkungsweg  
‐Auch geschlossener Wirkungsweg möglich,
 jedoch findet kein dauernder Abgleich statt 

Regeln:
Die Regelgröße wird fortlaufend mit der Führungsgröße 
verglichen und angleichend
beeinflusst. 
‐ Geschlossener Wirkungsweg (Regelkreis) 
‐ Mensch kann Glied des Regelkreises sein 

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Was versteht man unter einer skalierbaren SPS
Eine skalierbare SPS lässt sich beliebig weiter aufrüsten
(z.B weitere E/A Module)
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UND Verknüpfung/ Serienschaltung 

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ODER Verknüpfung / Parallelschaltung 
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UND vor ODER Schaltung 
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Was versteht man unter Automatisierung?
Automatisieren ist das Ausrüsten einer Maschine, so dass ganz oder
teilweise ohne Mitwirkung des 
Menschen arbeiten/produzieren kann. 

In der E‐Technik und Verfahrenstechnik wird MSR
 mit der Automatisierung gleichgesetzt 

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SPS & PLC Nennnen Sie Merkmale dieser Steuerung.
SPS: Speicher programmierbare Steuerung 
PLC: Programmable Logic Controller 
‐ Frei programmierbar 
‐ Dezentral oder zentral 
‐ Steuern und Regeln 
‐ Automatisch 
‐ Hauptsächlich Logikfunktionen 
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Was versteht man unter dem Begriff „Leiten“ 
(Prozessleitsystem)?
Leiten ist die Gesamtheit aller Maßnahmen,
 die einen gewünschten Ablauf des Prozesses 
bewirken. 
Das Prozessleitsystem sind die zum Leiten
 verwendeten Programme und Geräte. 
‐ Zentral 
‐ Ggf. Fernwirkeinrichtung 
‐ Steuern und Regeln 
‐ Automatische und manuelle Vorgänge 
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Was versteht man unter einem Prozessrechner bzw. 
Mikrocontroller?
Ein Prozessrechner ist ein mit der Anlage gekoppeltes 
Rechensystem welches die Erfassung, 
Verarbeitung und Ausgabe von Prozessdaten abhandelt. 

Mikrocontroller sind Ein‐Chip‐Computersysteme 
‐ Anwendungsspezifisch 
‐ Schneller als SPS, PC 
‐ Firmware auf ROM  
‐ Einsatz in Haushaltswaren, Unterhaltungselektronik, etc. 

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Was ist eine Kundenspezifische integrierte Schaltung?
Dies sind Schaltung die speziell auf die Anforderungen eines 
Kunden entwickelt wurden. 
‐ Unveränderlich 
‐ Schneller und einfacher als Mikrocontroller da sie nur einem 
definierten Zweck dienen 
‐ Nur für Großserien sinnvoll 
‐ Handys, Armbanduhren, etc 

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Was ist eine VPS? Geben Sie Merkmale an
Verdrahtungsprogrammierte Steuerung
Hier wird der steuerungstechnische Ablauf alleine durch das 
Verdrahten von Bauteilen 
(Relais, Schützen, Schalter, etc ) realisiert. 
‐ Gegenstück zur SPS 
‐ Meist festprogrammierbar 
(Verdrahtung müsste geändert werden) 
‐ Nur für einfache Aufgaben 
‐ Für sicherheitskritische Aufgaben 
‐ Auch mechanisch, pneumatisch oder hydraulisch realisierbar 

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Was bedeutet die Abkürzung CNC? Geben Sie Anwendungsbeispiele.
CNC: Computerized Numerical Control 
Darunter versteht man die numerische Steuerung mit einem 
oder mehreren 
Mikroprozessoren. Besondere Anwendungsgebiete sind 
Werkzeugmaschinen, 
Produktionsmaschinen, etc. 
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Was bedeutet RC und wo wird sie eingesetzt? 
Robot Control: Wird zur Ansteuerung von Robotern verwendet. 
Sie koordiniert die Eingabe 
und die Abarbeitung der einzelnen Programmschritte. 
 
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Was versteht man unter Motion Control? 
Motion Control koordiniert und steuert verschiedene Achs‐ und
 Motorbewegungen über 
Software, so dass diese synchron im Prozess arbeiten. 

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Erklären Sie den Begriff Invertierung! 
Umkehren des Signals  0 1 bzw 1 0 
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Erklären Sie den Begriff Kodierung
Unter Kodierung versteht man das eindeutige Kennzeichnen 
eines Maschinenteils welches 
zB. Später im Prozess durch Sensoren oder BIT Verschlüsselung 
eindeutig identifiziert werden 
kann. 

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Unterscheiden Sie zwischen Tastern und Schaltern!
Taster gehen nach der Betätigung wieder in Ihre 
Ausgangsstellung zurück. 
Schalter bleiben in der betätigen Position bis sie wieder 
geschaltet werden. 

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Wie unterscheiden sich Öffner und Schließer? 
Öffner sind in der Grundstellung geschlossen. 
Schließer sind in Grundstellung geöffnet. 
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Welche verschiedenen Darstellungsarten gibt es für 
Verknüpfungen? Beschreiben Sie Diese. 
Alphanumerisch 

‐ Kurzbezeichnungen (UND, ODER, AND, OR, NOR) 
‐ Mathematische Schreibweisen 
‐ Wertetabellen 

Grafisch 

‐ Schaltzeichen 

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Beschreiben Sie eine SPS‐Steuerung! 
Die SPS ist eine zentrale Steuerung und koordiniert alle 
Aktionen die um Sie ablaufen. 
‐ Spezieller Rechner mit EVA Prinzip 
  (Eingabe/Verarbeitung/Ausgabe)
‐ Echtzeitfähig 
‐ Kommunikationsschnittstellen zu anderen Geräten 
‐ Langlebig (>10 Jahre) 

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Was ist ein Echtzeitsystem? 
Bei einem Echtzeitsystem liegt das Ergebnis innerhalb eines 
gewissen Zeitraums garantiert vor. 
Dazu ist eine integrierte Echtzeituhr erforderlich. 

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Was ist der Unterschied zwischen einer 
zyklischen und einer periodischen Programmabarbeitung?
Zyklisch:  

‐ der Programmablauf ist nicht konstant 
‐ alle Programmschritte werden sequenziell nacheinander 
abgearbeitet 

periodisch:
 
‐ ein Durchlaufzyklus der Steuerung ist immer zeitlich konstant 
‐ alle Eingänge/ Ausgänge werden konstant abgefragt/ gesetzt 
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Was ist die E/A Zuordnungsliste?
Die E/A Zuordnungsliste gibt den Zusammenhang zwischen 
Bauteilbezeichnung und dem in 
der SPS zugeordneten Ein‐ bzw. Ausgang an. Zusätzlich sind 
dort Kommentare zu den unterschiedlichen EA´s hinterlegt. 
Auch Merker werden hier hinterlegt. 

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Beschreiben Sie eine Verknüpfungssteuerung! 
Eine Verknüpfungssteuerung ordnet den Ausgängen aufgrund 
von Eingängen und im Sinne der 
Bool‘schen Verknüpfungen einen definierten Zustand zu. 
‐ Überwiegend Verarbeitung von Bedingungen 
‐ Anlagenüberwachung, Sicherheitsfunktionen, etc 
 

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Beschreiben Sie eine Ablaufsteuerung!
Die Ablaufsteuerung hat einen zwangsweise schrittweisen
Ablauf. Der Übergang vom 
Folgeschritt erfolgt abhängig von
 Übergangsbedingungen. 
‐ Übergangsbedingungen 
‐ Stets nur ein Programmschritt aktiv 
‐ Auch Verarbeitung von Bedingungen 
‐ Zeit‐ oder prozessgeführt 
‐ Für komplexe Steuerungsaufgaben geeignet als 
  Verknüpfungssteuerung 
‐ Fließender Übergang von Verknüpfungssteuerung zur 
  Ablaufsteuerung 

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Beschreiben Sie den Aufbau einer SPS! 
Die SPS ist in Modulen aufgebaut 
‐ Stromversorgung 
‐ CPU (Speicherkartensteckplätze, Kommunikationsstecker, 
  Prozessor, etc.) 
‐ Input und Output Kontaktleisten ( diese sind frei wählbar und
 können einfach zusammengesteckt und betrieben werden, 
nachdem sie in der Hardwarekonfiguration 
eingetragen sind) 

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Was versteht man unter einer Kompakt‐SPS? 
Die Kompakt SPS ist eine kleine SPS, die in ihren Ein‐ bzw. 
Ausgängen begrenzt ist. Eine 
Erweiterung ist meist nicht möglich. 
Wird meist dezentral eingesetzt, um kleine 
steuerungstechnische Aufgaben zu erfüllen.
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Was versteht man unter einer Soft‐SPS? 
Eine Soft SPS ist eine Softwarebasierende SPS. Sie besteht 
lediglich aus einem Bussystem 
(für Ein‐ und Ausgabesignale) und einem PC mit einer 
Slot SPS CPU. 
Eine Benutzeroberfläche erlaubt das programmieren am PC 
auch mit anderen Programmiersprachen. 

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Welche Signaltypen kann das Eingabemodul der SPS verarbeiten? 
Binäre Signale:    Taster, Schalter, Sensoren (5V, 12V, 24V, etc.)
 
Impuls:     vom Taster oder Impulsgeber
 
Digitale Signale:  digitales Messgerät, Sensor, Feldbus 

Analoges Signal:  analoges Messgerät, Sensor 

Eingangssignal:   5V DC 

Das gesamte Modul ist galvanisch getrennt. 

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Was versteht man unter einer galvanischen Trennung? 
Die Spannung des Sensors und die interne Signalweitergabe 
sind galvanisch voneinander 
getrennt. Ein Kurzschluss kann keinen Schaden innerhalb der 
SPS verursachen. 
Meist durch Optokoppler realisiert. 

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Was ist ein A/D bzw D/A‐Wandler? 
Ein A/D‐Wandler wandelt analoge mit einer zu bestimmenden 
Schrittweite in ein digitals Signal um. 
Ein D/A‐Wandler macht dies im umgekehrten Sinne. 

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Welche Signale können durch ein Ausgabemodul in 
der SPS ausgegeben werden? 
Binäre Signale:   Leuchte, Relais, Magnetventil 
                         Impuls oder Timer 
Digitale Signale:  Frequenzumrichter, Servomotor 

Analoge Signale:  Frequenzumrichter, Servomotor 

5V DC Ausgangssignale 

Das Ausgabemodul ist galvanisch getrennt. 

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Task
Task:      Dient der Ausführungssteuerung von Programmen 
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Programm
Programm:    Besteht aus Funktionsbausteinen und Funktionen 
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Funktionsbaustein
Funktionsbaustein:  entspricht einem Unterprogramm mit eindeutigen 
Übergabeparametern, kann Dateninhalt zwischen 2 Aufrufen 
speichern 

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Funktion
Funktion:  liefert genau ein Datenelement, kann keine Dateninhalte speichern 
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0
Variable
Variable:  liefert Daten, die bestimmten E oder A’s zugeordnet sind 

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Zugriffspfad
Zugriffspfad:  dient zur Kommunikation zwischen 2 Konfigurationen 

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Benennen Sie  5 Programmiersprachen und deren Merkmale! 
AWL (Anweisungsliste):     
für einfache Programme, schriftliche Darstellung des 
Programms, Verknüpfungs‐ und 
Ablaufsteuerungen 
 
ST (Strukturierter Text):    
neu, für komplexe Programme, , Verknüpfungs‐ und 
Ablaufsteuerungen 
 
KOP (Kontaktplan):    
für einfache und komplexe Programme, Verknüpfungs‐ und 
Ablaufsteuerungen 
 
FBS (Funktionsbausteinsprache):  
früher Funktionsplan, für einfache und komplexe Programme, 
gebräuchlich auch als LOP 
(Logikplan) 
 
AS (Ablaufsprache): 
Früher GRAFCET, für komplexe Programme, Ablaufsteuerungen 
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 Zuverlässigkeit im Bereich der Steuerungstechnik
Zuverlässigkeit ist die Beschaffenheit einer Anlage bezüglich 
ihrer Eignung, bei vorgegebenen 
Bedingungen wie gefordert zu funktionieren. 
Einflussfaktoren: Hardware, Software, Komplexität,
 Betriebsbedingungen, Gebrauchsdauer, 
Instandhaltung 
Zuverlässigkeit sinkt bei Serienschaltung und steigt bei 
Parallelschaltung 

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Verfügbarkeit im Bereich der Steuerungstechnik? 
Verfügbarkeit ist der Anteil der Einsatzzeit, während dem die 
Anlage betriebsbereit ist. 
Einflussfaktoren: Zuverlässigkeit, Modularität, 
Programmdokumentation, Datensicherung, 
Personenschulung 
Fehlerbehandlung im Programm vorsehen 
 
Automatisierungssysteme müssen hochverfügbar sein 
(H‐Systeme) 
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Sicherheit im Bereich der Steuerungstechnik. 
Die Fähigkeit einer Maschine die vorgegebenen Arbeitsschritte 
mit einem hinreichend 
geringen Risiko zu bewältigen bezeichnet man als Sicherheit. 
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Erklären Sie die Fail‐Safe‐Technik
Eine fehlersichere Anlage muss aus einem kritischen Zustand 
umgehend in einen sicheren 
Zustand zu überführen sein. 
 

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Welche weiteren Normen/ Regeln bestehen hinsichtlich 
der Anlagensicherheit? 
Sicherheit von Personen ->  Anlage ->  Produkt 
Fehlersichere Steuerung
 (F‐System) stellen jederzeit ein definiertes Verhalten sicher 
i. d. R. einfachste, sicherste Zustand der Anlage: Anlagenstillstand 

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Welche Funktionen müssen für eine Anlage mit 
F‐System bei sicherheitskritischen  Anlagenteilen integriert werden? 
Sicherheitsrelevante Anlagenteile oder Anlagenbewegungen 
müssen redundant überwacht 
werden. D. h. das zB die Abfrage eines Zylinders über 2 Kanäle 
laufen muss. 
Diese Redundanz kann über eine VPS oder über eine 
Sicherheits‐SPS realisiert werden. 
Jedoch dürfen nur speziell zertifizierte Firmen eine 
Sicherheits‐SPS vertreiben. 
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Erklären Sie den Begriff drahtbruchsicher! 
Anlagen und Motoren sollten durch Schließer eingeschaltet und 
durch Öffner ausgeschaltet 
werden. Bei einem evtl. Drahtbruch schaltet sich die Maschine 
dann einfach selber ab. 

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Was ist eine Sicherheits‐SPS? 
Eine Sicherheits‐SPS wird dort eingesetzt, wo sicherheitskritische Anwendungen 
gesteuert 
bzw. überwacht werden müssen.  
Auch eine Not‐Aus Kette ,die früher über eine VPS gesteuert 
werden musste, 
kann heute eine Sicherheits‐SPS übernehmen 
(zertifizierter Hersteller)  
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ODER vor UND Schaltung 
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Verriegelung 
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Selbsthaltung
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Verriegelung mit Selbsthaltung 
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Wechselschaltung 
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Wie ist das E/A Modul der SPS aufgebaut? 
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Wie ist die Kennzahl η definiert?Erklären Sie außerdem die Kurzbezeichnungen in der 
Formel. 

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Wie ist der Sicherheitsgrad S definiert? 
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Author: matze001
Main topic: Maschinenbau
Topic: Steuerungs/Regelungstechnik
School / Univ.: FH Aachen
City: Aachen
Published: 02.03.2010
Tags: SPS
 
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