Function Block Diagrams (FBD)

Kurzdefinition

Function Block Diagrams (FBD), im Deutschen als Funktionsplan (FUP) bezeichnet, ist eine grafische Programmiersprache für SPS-Systeme nach IEC 61131-3. Sie visualisiert Steuerungslogik als Netzwerk von Funktionsblöcken, die durch Signalflusslinien verbunden sind. FBD ähnelt elektronischen Schaltplänen und Signalflussdiagrammen aus der Regelungstechnik. In Membranfiltrationsanlagen wird FBD bevorzugt für komplexe Regelungsaufgaben, mathematische Berechnungen und die Integration vorgefertigter Funktionsbausteine eingesetzt, da sie strukturierte, modulare Programmierung ermöglicht.

Programmierkonzept

FBD-Programme bestehen aus grafischen Blöcken, die Funktionen (AND, OR, Timer) oder komplexe Funktionsbausteine (PID-Regler, Analogverarbeitung) repräsentieren. Eingänge befinden sich links, Ausgänge rechts am Block. Die Signalverarbeitung erfolgt von links nach rechts entlang der Verbindungslinien. Komplexe Algorithmen werden in wiederverwendbare Funktionsbausteine gekapselt. Standardfunktionen nach IEC 61131-3 gewährleisten Herstellerunabhängigkeit. Moderne Entwicklungsumgebungen bieten umfangreiche Bibliotheken für Regelung, Motion Control und Kommunikation. Die grafische Darstellung erleichtert das Verständnis von Datenflüssen und Abhängigkeiten.

Anwendungsgebiete

Function Block Diagrams sind besonders geeignet für regelungstechnische und mathematische Aufgaben in Membranfiltrationsanlagen. Sie ermöglichen intuitive Darstellung von PID-Regelkreisen, Signalverarbeitung und Berechnungen. FBD wird häufig in Kombination mit Ladder Logic verwendet: Binäre Logik in Ladder, kontinuierliche Regelung in FBD. Die Modularität erleichtert Wartung und Wiederverwendung bewährter Algorithmen.

Typische Anwendungsbereiche:

• PID-Regelung von Druck, Durchfluss und Temperatur
• Mathematische Berechnungen für Stoffbilanzen und KPIs
• Analogwertverarbeitung und Skalierung
• Kaskadenregelungen und Feedforward-Strukturen
• Integration herstellerspezifischer Technologiebausteine

Zusammenfassung

Function Block Diagrams ermöglichen strukturierte, modulare Programmierung komplexer Regelungs- und Berechnungsaufgaben mit hoher Übersichtlichkeit. Sie sind ideal für regelungstechnisch orientierte Ingenieure und fördern Wiederverwendbarkeit durch Bibliotheken. Für Anlagenbauer bedeuten sie effizientes Engineering, verbesserte Wartbarkeit und standardisierte Implementierung anspruchsvoller Steuerungsalgorithmen in Membranfiltrationsanlagen.