Siemens TIA-Portal Technologie Objekte

Technologie-Objekte (TOs) in Siemens TIA Portal sind fertige, konfigurierbare System-Bausteine, die wiederkehrende Automatisierungsaufgaben — Positionieren, Regeln, Zählen, Messen — in standardisierter Form bereitstellen. Wer TOs souverän einsetzt, projektiert anspruchsvolle Applikationen schneller, sicherer und wartungsfreundlicher als mit manuell erstellter Logik. Dieser Kurs vermittelt fundiertes Wissen zu den wichtigsten TOs der S7-1500-Welt: Motion-Control-Objekte nach PLCopen, PID-Regler für kontinuierliche und schrittweise Regelaufgaben, High-Speed-Counter für hochfrequente Impulszählung sowie Messtasks zur präzisen Zeiterfassung von Signalvorderflanken. Der Fokus liegt auf praxisnaher Inbetriebnahme und Diagnose realer Antriebskonfigurationen mit PROFIdrive.

Motion Control und PLCopen-Standard PLCopen Motion Control definiert einen herstellerneutralen Funktionsbaustein-Standard, der den Austausch von Antriebslogik zwischen verschiedenen Automatisierungsplattformen vereinfacht. TIA Portal implementiert diesen Standard vollständig im TO_Axis-Konzept. Der Modul erarbeitet das Zustandsmodell, alle relevanten MC-Bausteine und deren Zusammenspiel bei typischen Positionieraufgaben.

• PLCopen MC-Zustandsmodell: Disabled, Standstill, Homing, Moving, ErrorStop
• MC_Power, MC_Stop, MC_Reset: Grundbausteine für Achsmanagement
• MC_Home: Referenzpunktfahrt mit verschiedenen Referenziermethoden
• MC_MoveAbsolute und MC_MoveRelative: Positionierfahrten mit Dynamikprofilen
• MC_Halt: geführtes Abbremsen und Weiterfahren
• MC_MoveSuperImposed: überlagerte Bewegungen für Korrekturfahrten

PROFIdrive-Anbindung und S7-1500-Antriebskonfiguration PROFIdrive ist das standardisierte PROFIBUS- und PROFINET-Antriebsprofil, das eine herstellerübergreifende Kommunikation zwischen Steuerung und Antrieb definiert. Die konkrete Umsetzung mit SINAMICS-Antrieben im TIA-Portal-Engineering bildet den Schwerpunkt dieses Moduls.

• PROFIdrive-Telegramme: Standardtelegramm 1, 2 und 3 im Vergleich
• SINAMICS G120 und S120 im Gerätekatalog von TIA Portal einfügen und parametrieren
• Encoder-Anbindung: HTL-/TTL-Geber und PROFINET-Geber im TO konfigurieren
• Maschinenkonstanten: Vorschubkonstante, Getriebeübersetzung und Umrechnungsfaktoren korrekt eingeben
• Antriebsoptimierung über den integrierten Antriebsassistenten
• Kommunikationsfehler und Antriebsstörungen diagnostizieren

PID-Regler: PID_Compact und PID_3Step Regelkreise sind in vielen Automatisierungsanlagen unverzichtbar — von der Temperaturregelung im Ofen bis zur Druckregelung in der Hydraulik. TIA Portal stellt mit PID_Compact und PID_3Step zwei unterschiedliche Reglertypen bereit, die jeweils für spezifische Stellglied-Charakteristiken ausgelegt sind.

• PID_Compact: Regler für kontinuierlich verstellbare Stellglieder (Proportionalventile, Frequenzumrichter)
• PID_3Step: Dreipunktregler für motorische Stellantriebe mit Auf-/Zu-/Stop-Signalen
• Handmodus, Automatikbetrieb und Vorsteuerung im PID-Baustein
• Selbstoptimierung: Pretuning und Fine-Tuning automatisch und manuell durchführen
• Reglerparameter KP, TI, TD interpretieren und an Streckeneigenschaften anpassen
• Alarm- und Grenzwertüberwachung im PID-Kontext

High-Speed-Counter, Messtask und praktische Inbetriebnahme Hochfrequente Signale, wie sie bei Inkrementalgebern oder Drehzahlmessungen vorkommen, übersteigen die Zykluszeit der normalen SPS-Abtastung. High-Speed-Counter und Messtask-TOs umgehen diese Einschränkung durch hardwarenahe Signalverarbeitung direkt im CPU- oder I/O-Modul.

• TO_CountingInput: Vorwärts-, Rückwärts- und Richtungszählung für Inkrementalgeber
• Frequenzmessung und Periodendauermessung mit High-Speed-Counter
• TO_MeasuringInput: Zeitstempel-Erfassung von Flanken für Lagemesskopplung
• Synchronisation zwischen Messtask und Positionierachse
• Trace-Funktion in TIA Portal: Variablen aufzeichnen und Auswertung exportieren
• Praxis-Troubleshooting: Schritt-für-Schritt-Diagnose bei Achs- und Reglerfehlern
• Typische Fehler bei der Encoder-Verdrahtung und deren Auswirkung auf TO-Werte
• PID-Tracking und Aufschalten von Handwerten im laufenden Betrieb
• TO-Statusbits systematisch auslesen und für eigene Fehler-HMI-Seiten nutzen
• Achsen-Dashboard in TIA Portal: Online-Werte und Live-Diagnose während der Inbetriebnahme
• Backup und Restore von TO-Konfigurationen bei Gerätetausch
• Dokumentation von TO-Projekten: Kommentierungskonventionen und Archivierungsstandards

Die praktische Inbetriebnahme verbindet alle Kurselemente in einer realitätsnahen Gesamtaufgabe, bei der eine Positionieranlage vollständig konfiguriert, geregelt und diagnostiziert wird. Am Ende dieses Abschnitts sind Teilnehmer in der Lage, TO-basierte Projekte eigenständig zu erstellen und an laufenden Anlagen zu optimieren.

Dieser Kurs richtet sich an Fachkräfte aus der Automatisierungstechnik, die über Grundkenntnisse in TIA Portal verfügen und ihre Kompetenz im Bereich höherwertiger Antriebsfunktionen und Regelungstechnik systematisch ausbauen möchten.

• SPS-Programmierer, die bisher Standard-I/O-Projekte realisiert haben und nun Motion-Control-Aufgaben übernehmen
• Automatisierungstechniker in Maschinenbau und Fertigungstechnik mit Schnittstelle zu Antriebssystemen
• Inbetriebnehmer, die Antriebsparameter vor Ort einstellen und mit der übergeordneten SPS abstimmen
• Steuerungstechniker in der Prozessindustrie, die PID-Regelkreise projektieren und optimieren
• Elektrokonstrukteure, die Antriebsarchitekturen entwerfen und mit SPS-Programmierern abstimmen

Jedes Technologie-Objekt wird zunächst konzeptuell eingeführt und dann unmittelbar in TIA-Portal-Übungen am Schulungsrechner angewendet. Der Kurs arbeitet durchgängig mit simulierten Antrieben (PLCSIM Advanced) und realer Hardware wo möglich, damit sowohl bürobasiertes Engineering als auch die Situation vor Ort an der Anlage trainiert werden. Kommentierte Trace-Aufzeichnungen und gemeinsame Diagnose-Sitzungen schärfen das Gespür für Signalverhalten und Reglerreaktionen. Teilnehmer erarbeiten schrittweise ein zusammenhängendes Demonstrationsprojekt, das alle behandelten TOs verbindet.

Der Kurs umfasst etwa drei Wochen Vollzeitunterricht mit rund 80 Stunden Lehr- und Übungszeit. Theorie- und Laborblöcke wechseln sich täglich ab, wobei der Übungsanteil in der zweiten Kurshälfte auf über 60 % steigt. Online- und Präsenzvarianten werden angeboten.

Nach erfolgreichem Kursabschluss erhalten Teilnehmer eine qualifizierte Teilnahmebescheinigung. Diese belegt die erworbenen Kompetenzen in Motion Control, PID-Regelung und High-Speed-Zählung mit Siemens TIA Portal und kann als Nachweis gegenüber Kunden und Arbeitgebern eingesetzt werden.

Technologie-Objekte reduzieren den Entwicklungsaufwand erheblich, weil Siemens komplexe Funktionalitäten bereits implementiert und erprobt hat. Wer TOs sicher einsetzt, liefert robustere Lösungen in kürzerer Zeit — ein unmittelbarer Wettbewerbsvorteil für Ingenieurbüros und Maschinenbauer, die unter Projekttermin-Druck stehen. Die Kombination aus Motion Control, PID und HSC deckt eine breite Palette industrieller Aufgaben ab: von der Positioniermaschine über die temperaturgeregelte Prozesskammer bis zur hochpräzisen Materialzuführung. Wer alle drei TO-Klassen beherrscht, ist in der Lage, die überwiegende Mehrheit anspruchsvoller Automatisierungsaufgaben zu übernehmen, ohne auf externe Spezialisten angewiesen zu sein. Langfristig eröffnet das Kurs-Wissen den Einstieg in komplexere Serienmaschinenentwicklungen, Retrofit-Projekte und die Planung hochautomatisierter Fertigungslinien. In einer Branche, in der Fachkräfte mit TIA-Portal-Tiefenwissen knapp sind, stärkt diese Spezialisierung die eigene Positionierung am Arbeitsmarkt nachhaltig.