Zur Geschichte der Automatisierungstechnik

Dipl.-Ing. Arnold Zankl, Erlangen

Quelle: Meilensteine der AutomatisierungVom Transistor zur Digitalen Fabrikvon Arnold ZanklISBN 3-89578-258-0

VDI-Bezirksverein „Karlsruher Automations-Treff “ 06. Oktober 2009

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Revolutionäre Innovationen führen zu Paradigmenwechsel

1958 Transistoren in der Steuerungstechnik

1968 Speicherprogrammierbare Steuerungen

1963 Prozessrechner als Allrounder

1975 Dezentrale Prozessleitsysteme

(1984) Offene Kommunikation über alle Ebenen

1996 Vollintegrierte Automation

Seite 3 Zur Geschichte der Automatisierungstechnik, Arnold Zankl

Der Transistor verändert die Steuerungstechnik

Schütz,

Transistor und

Relais im

Größenvergleich

Seite 4 Zur Geschichte der Automatisierungstechnik, Arnold Zankl

a = Transistoren

b = Gleichrichter

c = Widerstände

Ein Block der „Schwarzen Simatic“

mit zwei UND-Verknüpfungen

Die erste Simatic mit Germanium-Transistoren

Seite 5 Zur Geschichte der Automatisierungstechnik, Arnold Zankl

Mühle 1

Die Flachbaugruppe als neue Bauform

standardisiert als sog. Europakarte

Seite 6 Zur Geschichte der Automatisierungstechnik, Arnold Zankl

Kundenspezifisches Verdrahten der Steuerungen

maschinell per Hand

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Die Automatisierungspyramide im Kraftwerk (1964)

Dezentrale

Funktionsgruppen-

Steuerungen

im „Automatischen

Dampfkraftwerk“

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Die Grundstruktur einer SPS

Die Geburtsstunde:

1968 in USA

Dick Morley mit

Modicon 084 und

Otto Struger von AB

1973 in EuropaSimatic S3

1968: Die Speicherprogrammierbare Steuerung

A0 A7

AUSG. A

4.7

ODER E 0.3E 0.2

AUSG. A 4.0

UND E 0.1

E 0.0

E0 E1 E2 E3

Eingangsregister

Steuerwerk

Ausgangsregister

2

1

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1

5

10

15

1980 1984 1988 1992 1996

AG 130AG 130

AG 150AG 150

AG 90AG 90

AG 105RAG 105R

KleinsteuerungKleinsteuerung

AG 110AG 110

AG 135UAG 135U AG 115UAG 115U

AG 115UAG 115U AG 115UAG 115U

Binärverarbeitung in µsBinärverarbeitung in µs[µs]

Bit- und-Wort-prozessor mitStandard-IC

ASICs zur höheren Integration desAdress-, Logik- und Steuerwerkes

MittlereLeistung

ObereLeistung

Bit-Slice-Prozessoren interpretieren perMikroprogramm Bit- und Wortbefehle

Bitprozessor +

Zeit-Zähler-ProzessorCo-Prozessor

Simatic-Prozessor (ASIC) + ggf. Standardmikroprozessor

Bit- und Taskprozessor

+ Co-Prozessor fürGleitpunkt

Simatic S7-Prozessor

(ASIC)

Simatic S7-Prozessor

(ASIC)

AG 135UAG 135U

AG 155UAG 155U

Befehlszeiten werden immer kürzer (Beispiel Simatic S5)

Seite 10 Zur Geschichte der Automatisierungstechnik, Arnold Zankl

Programmieren einer Simatic S3 mit dem Programmiergerät PG 0

Der „Urahn“ aller

Simatic-Programmiergeräte:

fast 100 Kilogramm schwer,

aber transportabel.

Seite 11 Zur Geschichte der Automatisierungstechnik, Arnold Zankl

Die Programmiersprachen einer SPS (IEC 611131-3)

LAD = KOP (Kontaktplan)

FBD = FUP (Funktionsplan)

STL = AWL (Anweisungsliste)

GRAPH 5 (Ablaufsteuerung)

Seite 12 Zur Geschichte der Automatisierungstechnik, Arnold Zankl

Funktionsplan und Kontaktplan grafisch unterstützt (Stand 1980)

Nachbildung der Grafik

über alphanumerischeZeichen

Seite 13 Zur Geschichte der Automatisierungstechnik, Arnold Zankl

Der Prozessrechner als Allrounder

1963 Siemens Prozessrechner 3003P

ca.1970 Parametrierbare Programmpakete wie MADAM, STAMAT, HOMAT,CEMAT

ca.1975 Echtzeitprogrammiersprache PEARL << ADA

ca.1985 Neuronale Netze, Expertensysteme

1995 Letzter Sicomp-Rechner aus Karlsruhe

Seite 14 Zur Geschichte der Automatisierungstechnik, Arnold Zankl

1975: Dezentrale Prozessleitsysteme

1975:TDC 2000 von

Honeywell

1979:Teleperm M

Seite 15 Zur Geschichte der Automatisierungstechnik, Arnold Zankl

Die Mensch-Maschine-Schnittstelle

Bedienen und

Beobachten

mit Lichtgriffel und

Bildschirm

(Stand 1986)

Seite 16 Zur Geschichte der Automatisierungstechnik, Arnold Zankl

Semigrafik oder Vollgrafik ?

Ab 1987

nur noch

Vollgrafik

Seite 17 Zur Geschichte der Automatisierungstechnik, Arnold Zankl

Der Weg zur Offenen Kommunikation

1979 Siemens-Netzwerk Sinec 300

für Minicomputer

1984 OSI-7-Schichten-

Referenzmodell

1984 GM und Boeing initiieren

MAP/TOP

1986 Das europ. Gemeinschafts-

Projekt CNMA

1985 Sinec H1: das erste Industrial

Ethernet mit CSMA/CD

1989 Sinec L2: Vorstufe zu

Profibus

1989 Gründung der PNO

1995 Profibus PA

1999 IEC 61158:

Multi-Protokoll-Architektur,

mit Profibus, WorldFIP,

Foundation Fieldbus u.a

Seite 18 Zur Geschichte der Automatisierungstechnik, Arnold Zankl

1996: Totally Integrated Automation (TIA)

Seite 19 Zur Geschichte der Automatisierungstechnik, Arnold Zankl

Die Antriebstechnik wird Bestandteil von TIA

Seite 20 Zur Geschichte der Automatisierungstechnik, Arnold Zankl

TIA schließt die Lücke zur IT-Welt