SPS-Basiswissen mit Siemens TIA-Portal

Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) von Siemens sind in deutschen Produktionsbetrieben, Anlagen und der Infrastruktur allgegenwärtig. Das Totally Integrated Automation Portal (TIA Portal) ist die zentrale Entwicklungsumgebung, über die Siemens-S7-Steuerungen programmiert, konfiguriert und diagnostiziert werden. Dieser Kurs vermittelt das Basiswissen, das notwendig ist, um SPS-Projekte im TIA Portal zu erstellen, einfache Steuerungsprogramme zu schreiben und erste Diagnosen an S7-Systemen durchzuführen. Quereinsteiger mit technischem Hintergrund erhalten hier einen soliden Einstieg in die Welt der industriellen Automatisierung.

Grundlagen der SPS-Technik und Automatisierungstechnik Dieses Einführungsmodul klärt, was eine SPS grundsätzlich ist, wie sie sich von anderen Steuerungssystemen unterscheidet und welche Rolle sie in modernen Produktionsanlagen einnimmt. Dabei werden auch die typischen Siemens-S7-Baugruppen vorgestellt.

• Geschichte und Entwicklung der SPS-Technik
• Aufbau einer S7-Steuerung: CPU, Signalbaugruppen, Kommunikationsbaugruppen
• CPU-Typen der S7-1200 und S7-1500 im Vergleich
• Ein-/Ausgabe-Baugruppen: digitale und analoge Signalverarbeitung
• Zentralbaugruppe und Programmzyklus (OB1, zyklische Verarbeitung)

Digitaltechnik und Signalverarbeitung als Grundlage der SPS-Programmierung SPS-Programme basieren auf Boolescher Logik und Digitaltechnik. Dieses Modul schafft das nötige Fundament, bevor mit der eigentlichen Programmerstellung begonnen wird.

• Binäre Signalzustände, Bit, Byte, Word und DWord
• Verknüpfungen UND, ODER, NICHT und ihre SPS-Entsprechungen
• Flankenauswertung (steigende/fallende Flanke) in Steuerungsprogrammen
• Speichernde Verknüpfungen: Selbsthaltung und Set/Reset-Bausteine
• Zähler und Zeitglieder in der S7-Programmierung

Einführung in das TIA Portal – Projekt, Hardware und Programmerstellung Das TIA Portal ist Siemens' Antwort auf die Forderung nach einer integrierten Engineering-Umgebung. Dieses Modul führt schrittweise in die Benutzeroberfläche ein und leitet zur ersten eigenen Programmerstellung an.

• Projektverwaltung im TIA Portal: Anlegen, Öffnen, Speichern
• Hardware-Konfiguration: CPU wählen, Baugruppen ergänzen, Parameter setzen
• Variablen und Datenbaustruktur: Merker, Eingangs-/Ausgangssignale, DBs
• Programmiersprache KOP (Kontaktplan): Netzwerke anlegen und verknüpfen
• Projektdownload auf die S7-CPU und Online-Verbindung herstellen

Kommunikation, Diagnose und industrielle Netzwerke Automatisierungsanlagen bestehen selten aus einer einzelnen SPS – Kommunikation zwischen Komponenten ist zentral. Außerdem lernen die Teilnehmenden, wie Fehler im TIA Portal diagnostiziert werden.

• Grundlagen PROFIBUS und PROFINET in der Siemens-Welt
• Einbinden von I/O-Peripherie über PROFINET
• Online-Modus: Programm beobachten, Variablen forcieren, Diagnosepuffer lesen
• Typische Programmfehler identifizieren und beheben
• Grundprinzip Mensch-Maschine-Interface (HMI) in Automatisierungsanlagen

Praxisübungen: SPS-Programme selbst entwickeln und testen Der Praxisblock umfasst vollständige Übungsaufgaben, die typische industrielle Steuerungsaufgaben nachbilden. Jede Aufgabe startet mit einer Beschreibung der Steuerungsaufgabe und endet mit einem lauffähigen TIA-Portal-Projekt.

• Einfache Anlaufsteuerung mit Taster und Schütz programmieren
• Lichtbandsteuerung mit Zeitverzögerung und Selbsthaltung
• Ampelsteuerung als Ablaufsteuerung programmieren
• Förderband mit Sensor-Auswertung und Stoppbedingung
• Mengenerfassung mit Zähler und Anzeigebaustein
• Analogwert einlesen, skalieren und auswerten
• Mehrstufige Verknüpfungslogik aus Aufgabenblatt ableiten
• Hardware-Konfiguration für ein vollständiges kleines Projekt erstellen
• Projekt auf simulierte oder reale S7-CPU laden und testen
• Fehler im Programm mit Online-Tools suchen und beheben
• Diagnosepuffer auslesen und Alarme interpretieren
• Abschlussprojekt: Steuerungsaufgabe von der Beschreibung bis zum Download

Die Übungen werden an TIA Portal auf dem PC durchgeführt, wahlweise mit S7-Simulator oder an realen S7-Systemen im Labor. Das Abschlussprojekt verbindet alle Kursthemen zu einer vollständigen kleinen Anlage, die selbstständig programmiert, getestet und dokumentiert wird.

Dieser Kurs richtet sich an technische Fachkräfte, die den Einstieg in die SPS-Programmierung suchen und dabei konkret mit Siemens-Systemen arbeiten möchten.

• Elektrotechniker und Elektroniker, die in Automatisierungsbetrieben eingesetzt werden
• Industriemechaniker und Mechatroniker, die SPS-Grundkenntnisse benötigen
• IT-Fachkräfte, die in industrielle Automatisierungsprojekte wechseln
• Techniker und Ingenieure, die Anlagen mit Siemens S7 kennenlernen möchten
• Instandhaltungsmitarbeitende, die SPS-Diagnosen selbst durchführen wollen

Der Kurs verfolgt einen stark übungsorientierten Ansatz: Theoretische Konzepte werden kompakt vermittelt und sofort am Rechner mit dem TIA Portal nachvollzogen. Jedes Modul schließt mit einer Übungsaufgabe, die eigenständig gelöst und dann gemeinsam besprochen wird. Durch den Wechsel zwischen Erklärungs- und Erarbeitungsphasen entsteht ein tiefes Verständnis für die Systemlogik der S7-Steuerungen. Der Kurs kann als Präsenzveranstaltung oder in Online-Formaten mit geteilter TIA-Portal-Umgebung angeboten werden.

Die Kursdauer ist abhängig vom jeweiligen Anbieter und Format. SPS-Grundlagenkurse mit TIA-Portal-Schwerpunkt umfassen typischerweise ein bis mehrere Wochen in Vollzeit oder ein verlängertes Teilzeitformat. Die genaue Stunden- und Tageplanung entnehmen Sie den Kursunterlagen des jeweiligen Bildungsträgers.

Nach erfolgreichem Abschluss wird eine qualifizierte Teilnahmebescheinigung ausgestellt, die die erworbenen Kompetenzen in der SPS-Programmierung mit Siemens TIA Portal dokumentiert. Dieses Zertifikat dient als branchenanerkannter Nachweis gegenüber Arbeitgebern in der Automatisierungs- und Fertigungsindustrie. Für Aufbauqualifikationen – zum Beispiel in der strukturierten Programmierung (SCL), der Antriebstechnik oder im SCADA-Bereich – bietet dieses Basiswissen die notwendige Grundlage.

SPS-Kenntnisse gehören zu den gefragtesten technischen Qualifikationen in der deutschen Industrie. Automatisierungstechnik durchdringt Fertigung, Energieversorgung, Gebäudeautomation und Logistik – und überall sind Fachkräfte gesucht, die Siemens-Steuerungen konfigurieren und diagnostizieren können. Wer diesen Kurs abschließt, ist in der Lage, bei SPS-bezogenen Aufgaben im eigenen Betrieb eigenständig zu agieren und muss nicht länger externe Techniker anfordern. Das TIA Portal ist die meistgenutzte SPS-Engineering-Umgebung in Europa. Wer sich in dieser Software auskennt, kann seine Kompetenzen schnell von einem Siemens-System auf das nächste übertragen – die Logik und Bedienung bleiben gleich, egal ob S7-1200 oder S7-1500. Das schafft eine breite Einsatzfähigkeit im Arbeitsmarkt. Nicht zuletzt ist der Einstieg in die SPS-Programmierung ein Schlüssel zur Weiterentwicklung in Richtung Industrie 4.0: Wer versteht, wie Steuerungen funktionieren und kommunizieren, kann auch komplexere Themen wie digitale Zwillinge, SCADA-Systeme oder OPC-UA-Kommunikation erschließen – Kompetenzbereiche, die in den kommenden Jahren weiter an Bedeutung gewinnen werden.