Bild 01: Effektive Prüfungsvorbereitung: Die Simulationsplattform enthält aktuelle und frühere IHK-Modelle zum Test der eigenen SPS-Programme während der Prüfungsvorbereitung. (Quelle: MHJ-Software)
Nach Fertigstellung eines SPS-Programms muss dieses möglichst genau auf logische Fehler geprüft werden. Normalerweise gibt es einen Testlauf am realen Modell, zum Beispiel an einem Schlitten, einer Hubeinrichtung oder Rutsche. Ähnliche Modelle entwirft die IHK [1] jedes Jahr für ihre Prüfungen. Für die Auszubildenden heißt das aber: Sie können ihr SPS-Programm erst dann testen, wenn das Modell für die Prüfung fertig aufgebaut ist, also zu einem relativ späten Zeitpunkt der Prüfungsvorbereitung. Oft funktioniert das Programm dann nicht auf Anhieb. Schlimmstenfalls kann bei einem Fehler sogar das Modell beschädigt werden, weil beispielsweise ein Endschalter nicht richtig programmiert wurde. Um solche Szenarien zu vermeiden, hat die MHJ-Software GmbH & Co. KG [2] den PLC-Lab 3D Player entwickelt (Bild 1). Schwerpunktmäßig befasst sich das Unternehmen mit der Entwicklung von Standardsoftware im Bereich Simatic Step7. Durch die Entwicklung von Simulations-, Programmier-, Diagnose-, Kommunikations- und Visualisierungssoftware hat sich MHJ-Software ein breites Fachwissen und Spezial-Know-how angeeignet.
Effektive Prüfungsvorbereitung
Die Simulationsplattform enthält aktuelle IHK-Prüfungsmodelle für Mechatroniker (Teil 1 und Teil 2) sowie Elektroniker für Automatisierungstechnik (Teil 2). Diese Modelle werden im Einklang mit den Prüfungsterminen kontinuierlich aktualisiert. Dadurch stehen sowohl die neuesten 3D-Modelle für die unmittelbare Prüfungsvorbereitung als auch ältere Versionen für Übungszwecke zur Verfügung. Die Möglichkeit zur Vorab-Überprüfung der Funktionalität stellt sicher, dass die Auszubildenden bereits vor dem Eintreffen der realen Prüfungsmodelle optimal auf die Anforderungen vorbereitet sind.
Neben den spezifischen IHK-Prüfungsmodellen (Bild 2 und 3) bietet der PLC-Lab 3D Player eine breite Palette weiterer mechatronischer Modelle, die in ihrer Komplexität variieren. Ein Beispiel hierfür ist ein Raumportal, das dazu verwendet werden kann, Metallwürfel zu platzieren und verschiedene Muster zu „zeichnen“, angefangen von einer einfachen Wand bis hin zu einem vollständigen Kreis.
Wie bei einem realen Objekt können die Modelle aus allen Perspektiven betrachtet und vergrößert werden, um auch feinste Details zu erkennen. Bedeutsam ist dabei die Möglichkeit, die Anzahl, Lage und Beschriftungen der Sensoren und Aktoren zu inspizieren. Die Beschriftungen können je nach Bedarf ein- und ausgeblendet werden. Das erleichtert die klare sowie präzise Analyse der Funktionen und Interaktionen innerhalb des Systems.
Unterstützung bei der Fehlersuche
Ein neu entwickeltes SPS-Programm funktioniert meist nicht auf Anhieb wie beabsichtigt. Wenn das 3D-Modell im PLC-Lab 3D Player nicht wie erwartet reagiert, ist es ratsam, zunächst die Ein- und Ausgänge zu prüfen. Oftmals liegt das Problem in einer fehlenden oder fehlerhaften Bedingung, die den nächsten Schritt in der Schrittkette aktivieren sollte. Über das Tags-Fenster können Benutzer alle Ein- und Ausgänge beobachten. Falls erforderlich, lässt sich ein Ein- oder Ausgang auf einen festen Wert setzen, ein Vorgang, der als „Forcen“ bekannt ist. Diese Möglichkeit zur Kontrolle und Manipulation der Variablen erleichtert die Fehlersuche und unterstützt dabei, Fehler im SPS-Programm schnell zu identifizieren und zu beheben.
Darüber hinaus gibt es zahlreiche weitere nützliche Funktionen. So kann für jedes mechatronische Modell eine passende Variablenliste exportiert werden. Auch die Autopilot-Funktion kann vor allem am Anfang der Vorbereitung hilfreich sein. Sie simuliert die Bewegungen und Arbeitsabläufe des Modells, als wäre die zugehörige SPS-Programmierung bereits vorhanden. Dadurch können Nutzer das Verhalten des Systems unter vorgegebenen Bedingungen analysieren, ohne selbst ein Steuerungsprogramm schreiben zu müssen. Diese Funktion kann besonders nützlich sein, um die Funktionsweise eines Modells schnell zu verstehen, oder als Referenz bei der Entwicklung des eigenen Programms. Textuell ist die Funktion des 3D-Modells im Dokumentationsmodul beschrieben. Es ist damit die ideale Ergänzung zur Autopilot-Funktion und erleichtert mit seiner klaren Strukturierung sowie Darstellung der Aufgabenstellung den Lernenden das Verständnis der zu bewältigenden Aufgabe.