Steuerungsspezifikation schreiben — Anhalten und Wiederanlauf vor der Inbetriebnahme festlegen

Zuletzt aktualisiert: 2026-09-24 ／ Kategorie: Steuerungsplanung, SPS

Eine Steuerungsspezifikation legt fest, wie die Maschine anhält und wieder anläuft, bevor ein Programm geschrieben wird, und holt dafür die Zustimmung aller Beteiligten ein. Dieser Leitfaden richtet sich an den Steuerungsplaner beim Maschinenbauer, der den Kunden nach dem Verhalten im Störfall fragt und nur „anhalten“ hört.

Wird das gespannte Teil gelöst, wenn der Roboter auf Störung geht? Wo fährt die Maschine nach dem Quittieren des Not-Halts weiter? Steht es nicht in der Spezifikation, entscheidet der Softwareentwickler vor Ort, und die abweichenden Annahmen von Kunde und Mechanikkonstruktion zeigen sich erst bei der Abnahme. Das Beispiel ist eine Transfermaschine: Ein Förderer bringt das Teil in Position, es wird gespannt, ein Roboter entnimmt es.

1. Die Form jedes Kapitels festlegen, kein Kapitel nur als Fließtext lassen

Für jedes Kapitel zuerst festlegen, was es regelt und in welcher Form. Ein nur als Fließtext geschriebenes Kapitel lässt jeden Leser eine andere Bewegung vor sich sehen. Die Kapitelnamen unterscheiden sich von Firma zu Firma. Die Spalte „Form“ sagt, womit das Kapitel geschrieben wird.

Kapitel	Was es regelt	Form	Abgestimmt mit
Umfang und Annahmen	Wie weit die eigene Steuerung reicht. Wer das Roboterprogramm, den Sicherheitskreis und die Kommunikation zum Produktions-PC erstellt. Taktzeit	Fließtext und Tabellen	Kunde, Mechanikkonstruktion
Systemkonfiguration	Geräte und Kommunikation. Der Master je Linie	Systemdiagramm zeichnen	Elektrokonstruktion, Verantwortliche der anderen Geräte
E/A und Adressen	Signalnamen und SPS-Adressen. Ob Signale in Stopp-Richtung im Gutzustand EIN sind	SPS-Adressplan erstellen	Elektrokonstruktion
Betriebsarten und Zustände	Die Liste der Betriebsarten und wann umgeschaltet werden darf. Wie die Betriebszustände (in Betrieb, gestoppt usw.) wechseln	Tabelle	Kunde (Bedienung, Instandhaltung)
Ablauf	Die Bewegung jedes Schritts und worauf vor dem Weitergehen gewartet wird	SPS-Ablaufdiagramm zeichnen	Mechanikkonstruktion
Signale mit anderen Geräten	Die Reihenfolge der Übergabe und die Grenzen der Wartezeiten. Was die Signale tun, wenn das andere Gerät stoppt	Zeitdiagramm zeichnen	Verantwortliche der anderen Geräte
Halt und Störungen	Die Arten des Halts. Je Störung: wie angehalten wird, was weiterläuft, und das Wiederanlaufverfahren	Störungsliste	Kunde, Sicherheit
Handbetrieb	Verriegelungen, die auch im Handbetrieb aktiv bleiben	Bedingungstabelle	Mechanikkonstruktion, Kunde
Bildschirme und Bedienpult	Die Liste der Bildschirme und wie Störungen gemeldet werden (Leuchte, Summer, Bildschirm)	Bildschirmliste	Kunde
Änderungsverzeichnis	Versionen und der Grund jeder Änderung. Offene Punkte und ihre Verantwortlichen	Tabelle	Alle

Die Kapitel Konfiguration, E/A, Ablauf und Signale mit anderen Geräten zeigen ihre Widersprüche, sobald sie gezeichnet sind; die verlinkten Leitfäden sagen wie. Am häufigsten mit einem Satz abgetan werden die Kapitel Betriebsarten, Halt und Störungen sowie Handbetrieb. Abschnitt 2 unten ist das, was diese Kapitel regeln.

2. Betriebsarten, Halt, Wiederanlauf und Handbetrieb: benennen und in Tabellen regeln

Zuerst die Grenze der eigenen Steuerung ziehen Das Roboterprogramm schreibt der Robotertechniker, die Energie schaltet der Sicherheitskreis ab. Die SPS liest den Zustand des Sicherheitskreises und übernimmt Aufräumen und Wiederanlauf (Ablaufdiagramm Wiederanlauf nach Not-Halt (Beispiel)). Außerhalb der Grenze keine Interna beschreiben: nur wer entscheidet und welche Signale an der Grenze ausgetauscht werden.
Betriebsarten und Zustände in getrennte Tabellen Eine Betriebsart sagt, wer was bewegen darf; ein Zustand ist der Betriebszustand der ganzen Maschine. In einer Liste lässt sich nicht sagen, was im Störungshalt in Automatik bedient werden darf. Betriebsartenwechsel mit dem Zustand als Bedingung schreiben, und Automatik nach Hand nur bei Warten auf Start oder im Störungshalt erlauben.
Die Haltarten festlegen und benennen Das „Anhalten“ des Kunden umfasst mehrere Arten: einen Zyklushalt am Schrittende, eine Pause, die dort weitermacht, einen Störungshalt, der auf Reset wartet, und einen Not-Halt, der die Energie abschaltet. Ob der Not-Halt Stopp-Kategorie 0 (sofort abschalten) oder 1 (abbremsen, dann abschalten) ist, wird mit dem Sicherheitsverantwortlichen entschieden.
Zeitüberlauf-Störungen aus den Wartezeiten des Ablaufdiagramms ableiten Bekommt jede Wartezeit ihre Sekunden, ist jeder Zeitüberlauf eindeutig einer Bewegung zugeordnet. Warten auf eine Person und Warten auf Teile, die von oben nicht kommen, bekommen keine Grenze. Störungen, die in jedem Schritt auftreten können, wie Servoalarm oder Luftdruck, werden getrennt je Gerät erfasst.
Wiederanlauf in drei Schritte teilen: Ursache beseitigen, Reset, Start Die Maschine darf sich beim Reset nie bewegen. Ein Reset löscht nur die Anzeige und nimmt einen Start an; Teile mitten im Zyklus werden entfernt und die Maschine fährt in die Ablaufdiagramm Grundstellungsfahrt (Beispiel). Weitermachen ab der Haltestelle nur bei Störungen, bei denen die Anwesenheit eines Teils an jeder Position eindeutig ist (E01 und E02 im Beispiel).
Schreiben, was die Signale des anderen Geräts bei Störung und Spannungsausfall tun Signale in Stopp-Richtung werden als „gut = EIN“ empfangen. Bei „Störung = EIN“ wird ein Spannungsausfall oder Drahtbruch als „keine Störung“ gelesen. Übergabereihenfolge und Wartezeitgrenzen werden mit der Gegenseite im Zeitdiagramm zeichnen vereinbart (Abschnitt 4 des Handshake-Zeitdiagramm (Beispiel)).
Die Bedingungen für Handbewegungen in eine Tabelle Verriegelungen, die im Handbetrieb aktiv bleiben, getrennt von den Bedingungen schreiben, die der Handbetrieb aufhebt. Weil der Handbetrieb zum Wiederanlauf nach Störungen dient, bleibt „Spanner nie öffnen oder schließen, solange der Roboter im Kollisionsbereich ist“ auch im Handbetrieb aktiv. Vom Bildschirm überbrückbar sind nur Verriegelungen für SPS-Funktionen; Schutztüren und Not-Halt, die Menschen schützen, sitzen im Sicherheitskreis und lassen sich nicht überbrücken.

3. Beispiel: Die Störungsliste einer Transfermaschine sagt auch, was weiterläuft

Eine Zeile der Störungsliste enthält Erkennungsbedingung, Haltart, was weiterläuft und das Wiederanlaufverfahren. Die Beispiel-Transfermaschine arbeitet in dieser Reihenfolge.

Der Förderer startet, wenn der Einlaufsensor ein Teil sieht, und bringt es in Position
Nach dem Spannen geht eine Entnahmeanforderung an den Roboter
Der Roboter fährt ein, greift das Teil und fordert das Öffnen des Spanners an
Die SPS öffnet den Spanner, der Roboter trägt das Teil hinaus und meldet Entnahme fertig

Der Roboter ist dieser Maschine fest zugeordnet und kommt sofort, wenn er die Entnahmeanforderung erhält. Die Sekunden in den Erkennungsbedingungen sind die Bewegungszeiten plus Reserve: etwa 5 s für den Förderer, etwa 0,5 s für den Spanner, etwa 5 s für die Roboterentnahme. Die Tabelle ist ein Auszug der Störungsliste.

Störung	Erkennungsbedingung	Haltart	Wiederanlaufverfahren
E01 Teil nicht angekommen	Der Positionssensor ist 8 s nach dem Förderstart noch AUS	Störungshalt. Der Förderer bleibt stehen, wo er ist	Teile auf dem Förderer prüfen und den Stau beseitigen → Reset → Start (der Transport wird wiederholt)
E02 Spanner schließt nicht	Der Sensor „geschlossen“ ist 1,5 s nach dem Schließbefehl noch AUS	Störungshalt. Der Spannerbefehl bleibt unverändert	Ausrichtung des Teils prüfen → Spanner von Hand öffnen und schließen und den Endschalter prüfen → Reset → Start (das Spannen wird wiederholt)
E03 Roboterentnahme nicht abgeschlossen	Entnahme fertig kommt 10 s nach Entnahmeanforderung EIN noch nicht	Störungshalt. Die Entnahmeanforderung bleibt EIN. Der Spannerbefehl bleibt unverändert	Störung auf der Roboterseite prüfen → hält der Greifer das Teil und ist der Spanner geschlossen, den Greifer öffnen → den Roboter in die Rückzugsposition fahren. Das im Spannwerkzeug oder Greifer verbliebene Teil entfernen → Entnahmeanforderung zurücknehmen → Reset → Grundstellungsfahrt → Start
E04 Servostörung Förderachse	Der Störungsausgang des Servoverstärkers (EIN im Gutzustand) ist AUS geworden	Störungshalt. Servo AUS	Ursache beseitigen → Servoalarm quittieren → Reset → Grundstellungsfahrt → Start
E05 Not-Halt	Der Sicherheitsrelais-Monitor (EIN im Gutzustand) ist AUS geworden	Not-Halt (der Sicherheitskreis schaltet die Energie ab; die SPS nimmt Bewegungsausgänge und Selbsthaltungen zurück)	Not-Halt entriegeln → Reset → Grundstellungsfahrt → Start

Die „Haltart“ von E02 und E03 sagt auch, was weiterläuft. Bei E02 den Spanner zu öffnen würde verbergen, wo das Teil verklemmt ist. Ob E03 die Entnahmeanforderung hält oder zurücknimmt, hängt davon ab, was der Roboter beim Zurücknehmen tut, und wird mit dem Robotertechniker entschieden. Bleibt die Maschine mitten in der Übergabe stehen, wird der Spanner nicht geöffnet, solange der Roboter drin ist (Punkt 7 in Abschnitt 2), also öffnet der Greifer.

Die Störungsnamen werden unverändert im Bildschirmtext und in den Programmkommentaren verwendet, damit bei der Abnahme niemand fragt, ob „Teil fehlt“ auf dem Bildschirm dasselbe ist wie „Teil nicht angekommen“ in der Spezifikation.

4. Mit der Konfiguration beginnen; die Handbetriebsbedingungen nach der Störungsliste schreiben

Umfang und Systemkonfiguration Den Umfang der eigenen Steuerung festlegen und Geräte und Kommunikation in ein Systemdiagramm zeichnen bringen.
E/A und Adressen Für jedes Gerät des Diagramms Signale und Adressen im SPS-Adressplan erstellen zuordnen. Signale in Stopp-Richtung als EIN im Gutzustand empfangen. Für den Not-Halt den Sicherheitsrelais-Monitor und den Meldekontakt des Tasters (Öffner) empfangen; der abschaltende Kontakt selbst gehört in den Sicherheitskreis.
Normalbetrieb und Übergabe an andere Geräte Die Phase, in der die Schrittfolge ins SPS-Ablaufdiagramm zeichnen und die Reihenfolge mit anderen Geräten ins Zeitdiagramm kommt.
Haltarten und Betriebszustände benennen Die Spalte „Haltart“ der Störungsliste wird mit diesen Namen gefüllt.
Die Störungsliste aus den Wartezeiten des Ablaufdiagramms aufbauen Für jede Wartezeit Sekunden, Haltart, was weiterläuft und den Wiederanlauf festlegen. Störungen, die in jedem Schritt auftreten können, je Gerät ergänzen.
Betriebsartenwechsel und Bedingungen für den Handbetrieb Nach der Störungsliste geschrieben, werden weniger Bedingungen vergessen, denn mit dem Handbetrieb wird nach Störungen wieder angefahren.
Gemeinsames Durchlesen und Liste der offenen Punkte Die Personen aus der Spalte „Abgestimmt mit“ zusammenholen und gemeinsam durchlesen. Nicht sofort geklärte Punkte kommen mit Verantwortlichem und Termin in die Liste.

5. Leicht vergessen: der Zustand nach dem Einschalten, die Tastenbedienung, das Ausräumen der Teile, die Aufzeichnungen

Der Zustand direkt nach dem Einschalten ist nicht beschrieben — Nach einem Stromausfall oder beim morgendlichen Einschalten können Teile mitten im Zyklus liegen. Im Zustand „nicht referenziert“ starten (siehe SPS-Zustandsdiagramm zeichnen) und keinen Start annehmen. Der Bediener prüft die verbliebenen Teile und startet dann die Grundstellungsfahrt
Summer-Aus und Reset folgen nicht den Gepflogenheiten des Kundenwerks — Jedes Werk hat seine Konvention, etwa erster Druck Summer aus, zweiter Druck Reset. Weicht sie von der Gewohnheit der Bediener ab, ist es diese Maschine, die falsch bedient wird
Nur „vor der Grundstellungsfahrt alle Teile ausräumen“ festlegen — Schreiben, wie der Bediener sie ausräumt. Sonst wird später eine Handausschleusfunktion verlangt. Bei Störungen, die nur die Mechanikseite beheben kann, etwa einem Klemmer, schreiben, wer was tut
Die Produktionsaufzeichnung nach einem Störungshalt ist nicht festgelegt — Wird der Datensatz des angefangenen Teils gelöscht oder behalten und markiert? Bei Maschinen, die an einen Produktions-PC melden, mit Qualität und Produktionssteuerung klären. Fehlt es in der Spezifikation, wird es später Mehrarbeit

6. Jede Zeile der Störungsliste wird zu einem Prüfpunkt der Abnahme

Eine Zeile der Störungsliste ist ein Prüfpunkt der Abnahme. Bei E01 wird ein Teil kurz vor der Position von Hand festgehalten. Stoppt der Förderer nach 8 s, erscheint „Teil nicht angekommen“ auf dem Bildschirm, führt das beschriebene Verfahren zurück? Die Zeilen nummerieren, die Nummern im Prüfprotokoll verwenden und die Abnahmekriterien in die Spezifikation schreiben, sonst streitet man über ein anderes Wort auf dem Bildschirm.

Auch mündlich bei der Abnahme vereinbarte Änderungen bekommen eine neue Version der Spezifikation und einen Grund im Änderungsverzeichnis. Sonst wird es „habe ich gesagt, hast du nicht gesagt“, und die Diskussion über Mehrkosten wird unangenehm.

Werkzeuge für die Diagramme der einzelnen Kapitel

Die Diagrammkapitel einer Steuerungsspezifikation lassen sich mit den Editoren dieser Website zeichnen und als SVG oder Markdown in das Dokument übernehmen. Die vier Editoren lesen und schreiben dasselbe JSON-Format.

System Diagram Editor — Das Kapitel Systemkonfiguration. Geräte, Kommunikation und der Master je Linie.
Address Map Editor — Das Kapitel E/A und Adressen. Ordnet jedem Gerät des Diagramms Signale und SPS-Adressen zu.
Timing Chart Editor — Das Kapitel Signale mit anderen Geräten. Die Übergabereihenfolge und welches Signal welches auslöst.
Flowchart Editor — Das Kapitel Ablauf. Die Schrittfolge und die Wartezeiten; die Zeitüberlauf-Störungen stammen aus den hier gezeichneten Wartezeiten.

Ohne Installation und Registrierung, direkt im Browser.