Definition und Zweck:
Eine Trace-Funktion (engl. Trace, Logger, Aufzeichnung) ist ein Diagnosewerkzeug in der SPS-Programmierung und in Automatisierungssystemen, das die zeitliche Entwicklung von Variablenwerten oder Signalen über einen bestimmten Zeitraum hinweg aufzeichnet. Das Ergebnis ist eine chronologische Darstellung der Werte, oft in Form von Kurven oder Tabellen.
Das Hauptziel einer Trace-Funktion ist es, das dynamische Verhalten von Prozessen und SPS-Programmen zu analysieren, um Fehler zu finden, Performance-Probleme zu identifizieren oder das Systemverhalten unter bestimmten Bedingungen zu verstehen. Sie ist besonders nützlich für die Diagnose von sporadischen oder zeitabhängigen Problemen, die im Online-Modus schwer zu erfassen wären.
Funktionsweise und Merkmale:
- Variablenauswahl: Der Benutzer wählt die Variablen aus, deren Verlauf aufgezeichnet werden soll (z.B. Analogwerte, Zähler, Merker, Ein-/Ausgänge, Motion-Parameter).
- Abtastrate: Die Frequenz, mit der die Werte aufgezeichnet werden (z.B. jede Millisekunde, jeden Zyklus).
- Triggerbedingungen: Die Aufzeichnung kann manuell gestartet oder durch bestimmte Ereignisse (z.B. ein Fehlerbit, das Überschreiten eines Grenzwertes) getriggert werden.
- Speicherung: Die aufgezeichneten Daten werden im Speicher der SPS oder auf dem Programmiergerät gespeichert und können exportiert werden.
- Grafische Darstellung: Die Daten werden oft als Kurvendiagramm dargestellt, um die Verläufe visuell zu analysieren.
- Zeitstempel: Jede Aufzeichnung wird mit einem präzisen Zeitstempel versehen.
Relevanz in der Automatisierung:
Trace-Funktionen sind unverzichtbar für die Fehlersuche und Optimierung in Automatisierungssystemen:
- Diagnose dynamischer Vorgänge: Analyse von Einschwingvorgängen, Bewegungsabläufen, Regelkreisverhalten, um Überschwingen, Schwingungen oder Instabilitäten zu erkennen.
- Sporadische Fehler: Wenn Fehler nur gelegentlich auftreten, kann ein Trace das Problem „einfangen“.
- Performance-Analyse: Überprüfung von Zykluszeiten, Laufzeiten von Programmteilen.
- Qualitätssicherung: Analyse von Prozessparametern zur Optimierung der Produktqualität.
- Regelkreis-Optimierung: Feinabstimmung von PID-Reglern oder Motion-Profilen.
- Validierung: Nachweis des korrekten Systemverhaltens.
Moderne SPS-Engineering-Tools (z.B. Siemens TIA Portal mit Trace-Funktion, Beckhoff TwinCAT Scope) bieten leistungsstarke Trace-Funktionen, die dem Programmierer tiefgehende Einblicke in das Systemverhalten ermöglichen.
→ Siehe auch: Breakpoint, Einzelschritt, Debugging, Diagnose, Regelkreis, Zykluszeit, SPS-Programmierung
