Objektorientierte Modellierung zur Simulation des Steuerverhaltens ...

Einleitung 6
1 Einleitung
Die vorliegende Arbeit verknüpft die Bereiche Materialfluß-Simulation und SPS-
Programmierung. Die Ergebnisse werden in einem Softwarekonzept, das den Arbeitstitel Ob-
jektorientierte Simulation von Prozeß und Steuerung (OSIMPROST) erhält, zusammengeführt.
In der modernen Anlagenplanung, bei der die Materialfluß-Simulation zunehmend eine Rolle
spielt, bietet die Kombination der beiden Bereiche Materialfluß-Simulation und SPS-
Programmierung Vorteile. Die Steuerungslogik, die in der Simulation den Materialfluß steuert,
kann als Grundlage für die Erzeugung von SPS-Programmen für die spätere Anlage dienen.
Um die SPS-Programmierung effizient zu entlasten - die Programme also möglichst automatisch
zu erzeugen und auf die Steuerung zu übertragen - sind neue Konzepte nötig. Während für
die getrennte Simulation und Steuerung bereits eine Reihe erprobter Softwareprodukte und
Ansätze zur Verfügung stehen, fehlen diese für den kombinierten Einsatz. Es werden Konzepte
vorgestellt und erarbeitet, mit deren Hilfe die simulationsgestützte Projektierung von Transfersystemen
schneller und wirtschaftlicher als mit getrennter Software durchzuführen ist. Diese
Arbeit stellt eine Arbeitsgrundlage für die Entwicklung eines Computerprogramms für die Anlagenplanung
dar. Es wird der Versuch gemacht, die dabei auftretenden Probleme zu lösen, und
so die Voraussetzungen für die Realisierung zu schaffen.
1.1 Motivation
Die SPS-Technik hat sich historisch aus der Anlagensteuerung mit Relais (Schütze), den sogenannten
Verbindungsprogrammierten Steuerungen, entwickelt. Nach einem Verdrahtungsplan
wurden die Schütze in den Schaltschränken miteinander, und mit den Schaltern (Sensoren) und
Aktoren der Maschinen, verbunden. Diese aufwendige und inflexible feste Verdrahtung wurde
durch prozessorgesteuerte Einrichtungen, bei denen sie Steuerungslogik in Form von digitalen
Programmen im Speicher vorliegt, ersetzt. Diese digitalen Steuerungen heißen Speicher-
Programmierbare Steuerungen (SPS). Bei der Entwicklung von Programmiersprachen lehnte
man sich an die gewohnten Verdrahtungspläne an, und schuf z.B. den bis heute gängigen Kontaktplan.
Um mit einem Programmiergerät mit Tastatur, Bildschirm, Datenträgern usw. mehrere
Steuerungen programmieren zu können, wurde die Offline-Programmierung eingeführt. Die
auf einem separaten Programmiersystem erstellten Programme werden über Datenträger oder
Kabel auf die Steuerungen übertragen.
Die Computersimulation hat sich, weitgehend getrennt von der SPS-Programmierung, auf der
Basis von höheren Programmiersprachen wie z.B. FORTRAN entwickelt. Um die Tätigkeiten
der Simulationsprogrammierung zu rationalisieren, wurden Bausteinbibliotheken zu den Programmiersprachen
hinzugefügt wie z.B. GPSS-FORTRAN. Mit der Einführung der Animation
konnte der Ablauf der Simulation auf dem Monitor verfolgt werden. Eine weitgehend grafisch-