SPS-Programmierung mit TIA Portal für Elektroingenieure

Lehrinhalte SPS Programmierung für Elektroingenieure:

Modul 1: Grundlagen:

• Automatisierungsgeräte
• Programmiersprachen (DIN EN 61131-3)
• Projektierung mit TIA-Portal
• Variablen, Datentypen, Zahlensysteme
• Logische Funktionen
• Programmierung mit TIA-Portal

Modul 2: Automatisierungstechnik:

• Bibliotheken
• Programmstrukturen
• Multiinstanzen von Zählern und Zeiten
• Arbeiten mit FC, FB und DB
• Vergleichs- und Zeitfunktionen
• Flankenauswertung, Speicherfunktionen

Modul 3: WinCC TIA-Portal - Prozessvisualisierung:

• Systemmeldungen, Rezepturen
• Meldungen, Warnungen, Alarme
• Animationen, Bildweiterschaltung
• Musterprojekte, Bildschirmmasken
• Integration mit Basic-Panel und WINCC im TIA-Portal

Modul 4: Factory IO und Industrie 4.0:

• Pick & Place und Palettierer-Anlagen
• Automatisierung mit Factory IO und SPS
• Virtuelle SPS (PLCSim)
• Prozesssimulationen (PLC-LAB)
• Projektarbeit, SCL-Anwendungen, spezielle Baugruppen

Modul 5: Projektarbeit / Wiederholung / Prüfungsvorbereitung:

• Datentypen, Multiinstanzen
• GDB, Merker, IDB-Gültigkeitsbereiche
• HMI, Factory IO, Zahlensysteme
• Bausteinhierarchien, Schrittketten

Modul 6: Structured Control Language (SCL):

• Einführung SCL-Editor
• Prozesssimulation mit Factory IO
• Übungen mit TIA, PLCSim
• Projekt mit SCL und Factory IO
• Einfache und erweiterte Anweisungen
• Flankenauswertung, Konstanten, Konvertierungen
• Mathematische Funktionen, Operatoren
• Programmsteuerung (IF, CASE, FOR, WHILE, Repeat UNTIL, GOTO)
• Schieben und Rotieren

Die Lernziele der SPS-Programmierung für Elektroingenieure beinhalten den Erwerb umfassender Kenntnisse in der Anwendung und Programmierung von Automatisierungsgeräten. Zu Beginn wird ein fundiertes Verständnis der verschiedenen Programmiersprachen nach DIN EN 61131-3 vermittelt, und es wird gelernt, mit dem Projektierungssystem TIA-Portal zu arbeiten. Die Grundlagen der Variablen, Datentypen und Zahlensysteme sowie die Umsetzung logischer Funktionen werden behandelt, um eine solide Basis in der SPS-Programmierung zu schaffen.

Im weiteren Verlauf wird das Wissen in der Automatisierungstechnik vertieft, insbesondere in den Bereichen Programmstrukturen, Bibliotheken und die Anwendung von Multiinstanzen für Zähler und Zeiten. Auch das Arbeiten mit Funktionsbausteinen (FC, FB, DB) sowie die Anwendung von Vergleichs- und Zeitfunktionen wird erlernt. Weiterhin wird die Flankenauswertung und die Handhabung von Speicherfunktionen vermittelt, um eine flexible Steuerung von Prozessen zu ermöglichen.

Die Visualisierung von Prozessen mit WinCC im TIA-Portal wird als weiteres Lernziel behandelt. Hierbei wird das Erstellen und Einbinden von Systemmeldungen, Rezepturen sowie das Umsetzen von Warnungen und Alarmen gelernt. Zudem wird die Animation von Bildobjekten und die Schaltflächensteuerung in Bildschirmmasken sowie die Integration der Visualisierung mit einem Basic-Panel behandelt.

Im Modul zur Industrie 4.0 und der Nutzung von Factory IO wird das Erstellen und Automatisieren von Pick & Place- sowie Palettierer-Anlagen erlernt. Die Nutzung von virtuellen SPS wie PLCSim sowie die Durchführung von Prozesssimulationen werden ebenfalls vermittelt. Zudem wird das Anwenden von SCL (Structured Control Language) und speziellen Baugruppen im Zusammenhang mit Projektarbeiten behandelt.

Die Projektarbeit und die Vorbereitung auf die Abschlussprüfung bieten die Gelegenheit, das erlernte Wissen praktisch anzuwenden und weiter zu vertiefen. Hier werden unter anderem die Handhabung von Datentypen, Gültigkeitsbereichen und Bausteinhierarchien sowie die Anwendung von Schrittketten behandelt.

Im letzten Modul wird der Umgang mit der Structured Control Language (SCL) fokussiert. Dabei lernen die Teilnehmer die Nutzung des SCL-Editors, die Prozesssimulation mit Factory IO sowie die Umsetzung von Anweisungen und Programmsteuerung. Die Anwendung von mathematischen Funktionen, Operatoren und die Steuerung von Programmen mit Bedingungen (IF, CASE, FOR, WHILE, Repeat UNTIL, GOTO) wird erlernt, um komplexe Automatisierungsaufgaben effizient zu lösen.

Der Bedarf an SPS-Programmierern, die spezialisiert sind auf die Automatisierungstechnik mit Fokus auf das TIA Portal von Siemens, ist auf dem deutschen Arbeitsmarkt in den letzten Jahren kontinuierlich gestiegen und zeigt weiterhin eine positive Wachstumstendenz. Dies ist auf mehrere Faktoren zurückzuführen, insbesondere auf die fortschreitende Automatisierung industrieller Prozesse und die Umsetzung von Industrie 4.0 Standards, die eine hochgradige Vernetzung und Digitalisierung in der Produktion umfassen. Die Implementierung solcher Technologien erhöht die Nachfrage nach Fachkräften, die nicht nur klassische SPS-Programmierung beherrschen, sondern auch komplexere Vernetzungs- und Automatisierungsanforderungen umsetzen können.

In Deutschland, einem weltweit führenden Standort der Automatisierungstechnik, spielen insbesondere der Maschinen- und Anlagenbau, die Automobilindustrie sowie die Pharmaindustrie eine zentrale Rolle als nachfragende Branchen für SPS-Programmierer. Der Einsatz von speicherprogrammierbaren Steuerungen ist in diesen Industriesektoren zur Steuerung und Überwachung von Produktionsprozessen unerlässlich. Die stetige Weiterentwicklung und Komplexität technischer Systeme erfordert zudem regelmäßige Updates und Wartungen durch fachkundiges Personal, was die Berufsaussichten weiterhin verbessert.

Angesichts des demografischen Wandels und des damit einhergehenden Fachkräftemangels in technischen Berufen hat sich auch der Qualifikationsdruck erhöht. Hierbei gewinnen zertifizierte Weiterbildungen, wie das IHK-Zertifikat für die SPS-Programmierung mit dem TIA-Portal, zunehmend an Bedeutung. Diese Zertifikate bestätigen die spezialisierten Kenntnisse und Fertigkeiten, die in der Industrie dringend benötigt werden, und verbessern somit die Karrierechancen der Programmierer.

Nichtsdestotrotz gibt es Herausforderungen, wie den schnellen technologischen Fortschritt, der eine kontinuierliche Fortbildung erfordert, um auf dem neuesten Stand der Technik zu bleiben. Auch die Globalisierung und das Outsourcing können Druck auf die Lohnentwicklung ausüben, während politische und wirtschaftliche Unsicherheiten potenziell Investitionen in neue Technologien hemmen können. Trotz dieser Herausforderungen bleibt der Beruf des SPS-Programmierers in Deutschland eine äußerst zukunftsfähige Karriereoption, die durch Innovation und technischen Fortschritt kontinuierlich an Bedeutung gewinnt.