DIN-Normen - Teil 229

DIN EN 61131-1

Speicherprogrammierbare Steuerungen – Teil 1: Allgemeine Informationen
(Mrz 2004)

Dieser Teil entha¨lt grundlegende Modelle sowie Begriffe, die fu¨r die weiteren Normen dieser Reihe
von Bedeutung sind (s. Norm). Die grundlegende funktionale Struktur eines speicherprogrammierba-
ren Steuerungssystems (SPS-Systems) gibt Bild 932.2 wieder.

Dieses Modell sowie die Definition des SPS-Begriffs sind dabei so weit gefasst, dass auch die heutige
„Soft-SPS“, d. h. ein industrieller Personal-Computer mit SPS-Funktionalita¨t, hierauf abgebildet wer-
den kann.

DIN EN 61131-2 (VDE 0411-500)

Speicherprogrammierbare Steuerungen – Teil 2: Betriebsmittelan-
forderungen und Pru¨fungen (Mrz 2004)

In DIN EN 61131-2 (VDE 0411-500) werden die Anforderungen behandelt, die an die Hardware von
SPS gestellt werden. Hierunter fallen auch Anforderungen an die elektrische Sicherheit und die elek-
tromagnetische Vertra¨glichkeit, sodass diese Norm eine harmonisierende Norm im Sinne der Nieder-
spannungs- und EMV-Richtlinie der Europa¨ischen Union (2006/95/EG und 2004/108/EG) ist. Ein typi-
sches Schnittstellendiagramm, das „Hardwaremodell“ der SPS, gibt Bild 933.1 wieder.

DIN EN 61131-3

Speicherprogrammierbare Steuerungen

– Teil 3: Programmiersprachen (Dez 2003)

Das Softwaremodell der DIN EN 61131-3 (Bild 934.1) zeigt die einzelnen Programmorganisationsele-
mente und ihre Beziehungen zueinander:

Bild 934.1

Software-Modell

19

Elektrotechnik

934

Die Konfiguration dient zur Darstellung der Abla¨ufe in einem SPS-System, sofern dieses eine Multi-
prozessorarchitektur aufweist. Andernfalls ist sie nicht relevant, sondern fa¨llt mit der Ressource zu-
sammen. Die Ressource ist dazu vorgesehen darzustellen, was mit Hilfe einer CPU in einer SPS ab-
la¨uft. Die Benennung „Hauptverarbeitungseinheit“

¼ „MPU, Main Processing Unit“ in der

Normenreihe DIN EN 61131 umfasst dabei die CPU und die Peripherie, also praktisch das Hauptrack
einer u¨blichen SPS. Die Task dient zur Darstellung der Steuerung konkurrierender Programme, ge-
wo¨hnlich mit Hilfe von Interrupts.

An

gemeinsamen

Elementen,

die

fu¨r

alle

festgelegten

Programmiersprachen

gelten,

legt

DIN EN 61131-3 u. a. fest:

– Zeichen, basierend auf dem ISO/IEC 646 8-bit-Zeichensatz, eine Einschra¨nkung, die heute eigentlich

nicht mehr notwendig ist;

– die Darstellung von Konstanten und Variablen und zugeho¨riger Regeln;
– Datentypen zur Deklaration von Variablen. Dies ist eine der Softwaretechniken, die durch

DIN EN 61131-3 zur Erho¨hung der Programmiersicherheit in die SPS-Programmierung eingefu¨hrt
wurden;

– die Programmorganisationseinheiten Funktion, Funktionsbaustein (Function Block) und Schrittket-

ten in Ablaufsprache (Sequential Function Charts).

19

KOP (Kontaktplan), FBS (Funktionsbaustein-Sprache), AWL (Anweisungsliste), ST (Strukturierter Text), Andere (Andere
Programmiersprachen)

Bild 935.1

Kombination der SPS-Sprachelemente

19.14

Messen, Steuern, Regeln, Leittechnik

935

Folgende Programmiersprachen sind durch diese Norm festgelegt:

– Anweisungsliste AWL (Instruction List), entspricht praktisch einer Assemblersprache,
– Strukturierter Text ST (Structured Text), als Hochsprache, vergleichbar mit PASCAL,
– der Kontaktplan KOP (Ladder Diagramm); diese Programmierart wird traditionell in Nordamerika

verwendet,

– Funktionsbausteinsprache FBS, die die logische Verschaltung von Funktionsbausteinen wiedergibt,
– als fu¨nfte Sprache wird in der Literatur gewo¨hnlich die oben erwa¨hnte Ablaufsprache (Sequential

Function Chart) bezeichnet, obwohl die Norm sie als Programmorganisationseinheit einfu¨hrt.

Bild 935.1 zeigt die Kombination der diversen SPS-Sprachelemente.

DIN EN 61131-5

Speicherprogrammierbare Steuerungen – Teil 5: Kommunikation (Nov 2001)

Teil 5 legt die Kommunikation der Speicherprogrammierbaren Steuerungen fest. Er legt vom Stand-
punkt einer SPS aus fest, wie ein beliebiges Gera¨t mit einer SPS, die als Server auftritt, kommunizie-
ren kann und wie eine SPS mit einem beliebigen anderen Gera¨t kommunizieren kann. Im Einzelnen
definiert er, wie sich eine SPS verha¨lt, wenn sie im Auftrag eines anderen Gera¨ts Dienste erbringt,
und welche Dienste eine SPS aus ihrem Anwendungsprogramm heraus von anderen Gera¨ten (inklu-
sive anderer SPS) anfordern kann. Es ist nicht beabsichtigt festzulegen, wie andere Gera¨te unter-
einander kommunizieren ko¨nnen, wenn diese eine SPS als Router oder Gateway nutzen. Das Verhal-
ten einer SPS als Client der Server der Kommunikation ist unabha¨ngig von einem speziellen
unterlagerten Kommunikationssystem festgelegt, aber die Kommunikations-Funktionalita¨t darf von
den Mo¨glichkeiten des verwendeten unterlagerten Kommunikationssystems abha¨ngen.

Bild 936.1

Anwendungsbereich dieser Norm

19

Elektrotechnik

936

20

Mathematik, Physik

Bearbeitet von M. Kaufmann

Die Normung hat fu¨r die sich immer weiter entwickelnden internationalen Kooperationen in Wissen-
schaft, Technik und Produktion sowie fu¨r den stetig steigenden Austausch von Daten und Informatio-
nen mit dem „Internationalen Einheitensystem“ eine Grundvoraussetzung fu¨r eine sichere Versta¨ndi-
gung geschaffen.

Diese Grundlagen werden zur Zeit mit Normen der Reihe ISO 80000 bzw. IEC 80000 „Gro¨ßen und Einhei-
ten“ fu¨r die Bereiche Festko¨rperphysik, Thermodynamik, Licht, Akustik, physikalische Chemie und Mole-
kularphysik, Atom- und Kernphysik, Elektromagnetismus, Informationswissenschaft und -technik, mathe-
matische Zeichen fu¨r Naturwissenschaft und Technik und Kenngro¨ßen der Dimension 1 ausgebaut.

Der Normenauschuss NA 152 Technische Grundlagen (NATG) ist mit seinem Fachbereich Einheiten
und Formelgro¨ßen (AEF) und weiteren Gremien des DIN das nationale Spiegelgremium der internatio-
nalen Aktivita¨ten (s. www.natg.din.de).

20.1

Physikalische Gro¨ßen, Einheiten und Formelzeichen

1

)

DIN 1313

Gro¨ßen (Dez 1998)

Diese Norm entha¨lt grundlegende Festlegungen fu¨r Gro¨ßen und damit zusammenha¨ngende Begriffe.
Diese sind fu¨r den allgemeinen Gebrauch bei der qualitativen Beschreibung naturgesetzlicher Erschei-
nungen in den verschiedenen Gebieten von Naturwissenschaft und Technik vorgesehen.

Merkmal: Systematischer Oberbegriff fu¨r den Begriff der Gro¨ße. Der Gro¨ßenbegriff ist also ein Spe-
zialfall des allgemeineren Merkmalbegriffes.

Skalare Gro¨ße: Merkmal, fu¨r das zu je zwei Merkmalswerten ein Verha¨ltnis gebildet werden kann, das
eine reelle Zahl ist.

Beispiele

La¨nge, Kurvenla¨nge, Wellenla¨nge, Durchmesser, Umfang, Volumen, Volumenkonzentration, Dauer, Halb-
wertszeit, Geschwindigkeit, Masse, Massendefekt, Einwohnerzahl, Anzahl.

Mekmalswerte, fu¨r die reellwertige Verha¨ltnisse definiert sind, werden auch als Skalare bezeichnet, so-
dass eine Gro¨ße ein Merkmal ist, dessen Merkmalswerte Skalare sind.

Tra¨ger: Objekt, dem die Gro¨ße in genau einer Erscheinungsform zukommt.

Beispiele

Ein ausgewa¨hlter Stab, ein vorliegender Draht, eine elektromagnetische Welle.

Tra¨ger kann z. B. ein Ko¨rper, ein Stoff, Vorgang, Zustand oder eine Kombination solcher Objekte sein.

Gro¨ßenwert: Ein der Erscheinungsform der Gro¨ße zugeordneter Wert.

Beispiele

15 m

– 3,7 V, Lichtgeschwindigkeit im Vakuum, Ruhemasse des Elektrons.

Spezielle Gro¨ße: Gro¨ße, eingeschra¨nkt auf einen Tra¨ger.

Zu einer speziellen Gro¨ße geho¨rt ein eindeutig bestimmter Gro¨ßenwert. Verschiedene spezielle Gro¨ßen
ko¨nnen denselben Gro¨ßenwert haben. In Berechnungen geht der Gro¨ßenwert der speziellen Gro¨ße ein.

Messverfahren fu¨r eine Gro¨ße: Verfahren zum multiplikativen Vergleich von Erscheinungsformen der
Gro¨ße, das dazu dient, die Gro¨ßenwerte als Vielfache von Einheiten angeben zu ko¨nnen.

Zur Festlegung einer Gro¨ße geho¨rt ein Messverfahren, das auch dem Begriffsinhalt der Gro¨ße zuzu-
rechnen ist. Die Angabe eines Gro¨ßenwertes als Vielfaches einer Einheit bedeutet die quantitative Be-
stimmung des Gro¨ßenwertes. Die spezielle Gro¨ße wird, wenn sie Gegenstand der Messung ist, als
Messgro¨ße bezeichnet (s. DIN 1319-1).

Formelzeichen fu¨r eine Gro¨ße: Zeichen, das in Formeln und Gleichungen fu¨r Werte der Gro¨ße steht.

Fu¨r viele Gro¨ßen sind Benennungen und Formelzeichen vereinbart (s. DIN 1304, DIN 5485).

Beispiele

Die Gro¨ße La¨nge mit dem Formelzeichen l, die Gro¨ße Durchmesser mit dem Formelzeichen d, die Gro¨ße
Masse mit dem Formelzeichen m.

Ein Formelzeichen darf keinen Hinweis auf zu verwendende Einheiten enthalten, z. B. ist fu¨r ein Ver-
sta¨rkungsmaß nicht G

dB

zu schreiben.

20

1

) S. auch DIN-Taschenbuch 22: Normen fu¨r Gro¨ßen und Einheiten in Naturwissenschaft und Technik, und DIN-Taschenbuch

202: Formelzeichen, Formelsatz, Mathematische Zeichen und Begriffe, beide Beuth Verlag GmbH, Berlin, Wien, Zu¨rich.