Performance Analyse der Siemens S7-1500T Applikation „Druck Standard“ zur Ansteuerung von Druckmaschinen, mit anschließender Konzeption und Implementierung eines modularen Softwarekonzepts

  • Die vorliegende Arbeit gliedert sich in drei Hauptkapitel: eine umfassende Laufzeitanalyse der S7-1500T Applikation „Druck Standard“, deren anschließende Laufzeitoptimierung sowie die Modularisierung der Applikation. Im Rahmen der Laufzeitanalyse werden systematische Messungen an fünf verschiedenen Steuerungen der S7-1500T-Baureihe durchgeführt. Durch die Variation von drei Servotaktzeiten und Achsmengengerüsten mit bis zu 190 Achsen wird eine detaillierte Datenbasis geschaffen, die für die optimale Auslegung der PLC in Kundenprojekten unerlässlich ist. Die Auswertung der 157 erfassten Datensätze erfolgt mittels verschiedener grafischer Darstellungen, die eine fundierte Analyse der Performance ermöglichen. Die Laufzeitoptimierung basiert auf zwei methodischen Ansätzen: Zum einen werden die zeitintensiven Zugriffe auf Technologieobjekte reduziert, zum anderen erfolgt eine Optimierung der Aufrufstruktur von MC-Befehlen durch bedarfsgesteuerte, einmalige Aufrufe. Die Optimierung resultiert in einer Verringerung der Laufzeit beiderDie vorliegende Arbeit gliedert sich in drei Hauptkapitel: eine umfassende Laufzeitanalyse der S7-1500T Applikation „Druck Standard“, deren anschließende Laufzeitoptimierung sowie die Modularisierung der Applikation. Im Rahmen der Laufzeitanalyse werden systematische Messungen an fünf verschiedenen Steuerungen der S7-1500T-Baureihe durchgeführt. Durch die Variation von drei Servotaktzeiten und Achsmengengerüsten mit bis zu 190 Achsen wird eine detaillierte Datenbasis geschaffen, die für die optimale Auslegung der PLC in Kundenprojekten unerlässlich ist. Die Auswertung der 157 erfassten Datensätze erfolgt mittels verschiedener grafischer Darstellungen, die eine fundierte Analyse der Performance ermöglichen. Die Laufzeitoptimierung basiert auf zwei methodischen Ansätzen: Zum einen werden die zeitintensiven Zugriffe auf Technologieobjekte reduziert, zum anderen erfolgt eine Optimierung der Aufrufstruktur von MC-Befehlen durch bedarfsgesteuerte, einmalige Aufrufe. Die Optimierung resultiert in einer Verringerung der Laufzeit beider Haupt-Bibliotheksbausteine um mehr als 33%. Die Modularisierung der Applikation beginnt mit einer Evaluierung verschiedener Modularisierungskonzepte. Nach sorgfältiger Abwägung wird gegen die Implementierung von Software Units und für eine Modularisierung der Aufrufstruktur des Druck Standards entschieden. Das entwickelte Konzept sieht vor, die Komponenten des Bausteins LPrint_AxisIPO in separate, individuell aufrufbare Funktionen und Funktionsbausteine zu untergliedern. Parallel dazu werden erforderliche Codebestandteile aus LPrint_AxisProgramCycle in die entsprechenden Mode-FBs integriert. Diese Struktur ermöglicht eine flexible, bedarfsgerechte Nutzung der Programmelemente. Aufgrund der technischen Limitierung von MC-Power, das nur aus einer Instanz angesteuert werden kann, bleibt die Notwendigkeit eines globalen Bausteins bestehen. Die durchgeführte Modularisierung gewährleistet die vollständige Funktionalität der Applikation, erreicht jedoch nicht die erwarteten Verbesserungen hinsichtlich Laufzeiteffizienz und Benutzerfreundlichkeit.show moreshow less

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Metadaten
Author:Benedikt Stern
Referee:Christine Agethen
Document Type:Bachelor-/Diplom Thesis
Language:German
Granting Institution:Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm
Date of final exam:2025/07/24
Release Date:2025/08/21
institutes:Fakultät für Elektrotechnik Feinwerktechnik Informationstechnik
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