SPS-Steuerung

Der kleine Überblick über die SPS-Steuerungen und Auswahlkreterin.

Die SPS-Steuerungen wurden in den Anfängen für die Automatisierung von großen Anlagen/Maschinen entwickelt. Im laufe der Zeit sank der Preis, bei steigender Leistung, wodurch die Geräte immer häufiger eingesetzt wurden, und heute auch für Kleinstanlagen bzw. auch in Privatbereich zu finden sind. Bei der Vielfalt der Systeme, die durch Leistungen/Flexibilität und Preis sich Definieren. Mit den Kenntnissen vom Aufbau der Steuerung und den Komponenten, kann das entsprechende System ausgewählt werden.

Die CPU

Wie beim PC ist ein wesentlicher Bestandteil der SPS die CPU. Die CPU arbeitet das Anwenderprogramm (Steuerungsprogramm der Anlage) ab, sowie die Systemsoftware vom Hersteller, die das System Organisiert, und wichtige Funktion für das Anwenderprogramm zu Verfügung stellt. Bei der Auswahl der CPU, sollte auf den Befehlsumfang, Verarbeitungsgeschwindigkeit, Verwaltung der Ein-/Ausgänge, Kommunikation und den Arbeitsspeicher für das Anwenderprogramm und Daten geachtet werden. Weitere unterschiede gibt in den Einsatzgebiete, ob Sicherheitsfunktionen, Austausch der Baugruppen im Betrieb, oder auch Redundantes gefordert wird. Dies alles wird meistens mit der Auswahl der CPU festgelegt.

Der Aufbau

Nachdem eine Vorauswahl von zwei/drei CPU getroffen wurde, kann der Konstrukteur sich evt. zwischen mehreren Aufbaumöglichkeiten entscheiden. So kann die SPS im PC integriert sein, oder auf eine Gerätetragschiene montiert werden, oder auf einen speziellen Baugruppenträger gesteckt werden. Die Entscheidung kann Auswirkungen auf den Austausch der Baugruppen im Betrieb, oder auch Redundantes bzw. der Flexibilität haben.

Digitale Ein-/Ausgänge

Es gibt z.B. die digitale Ein-/Ausgänge. An den digitalen Eingängen werden z.B. Endschalter, Initiatoren oder Nockenschalter angeschlossen, dabei können spezielle Baugruppen eingesetzt werden, die bei einer Signaländerung am Eingang im Programm sofort verarbeitet werden kann. Bei den digitalen Ausgängen werden z.B. Signallampen, Schütze, oder auch Freigabesignale für Antriebe angeschlossen. Bei der Auswahl der Ausgänge muss auf die Spannung und Belastbarkeit geachtet werden.

Analoge Ein-/Ausgänge

Bei den Analogen Ein-/Ausgänge ist ein wichtiges Kriterium, die Auflösung der Signale, die meistens in Bit angegeben wird. Umso höher der Bit-Wert ist, umso höher ist auch die Auflösung. Z.B. wenn eine Baugruppe die Signalspannung 0-10V verarbeiten soll, mit einer Auflösung von 14Bit, entspricht es einen Wertebereich von 0 bis 16383, und ein Änderung pro Wert von ca. 6,1mV. Entsprechend ist der Wert 0=0V, 8192=5V 16383=10V. Weiter ist noch entscheidend, wie schnell dieser Wert Umgewandelt werden kann. Dies kann von z.B. 0,5ms bis 120ms oder noch länger dauern.

Weitere Anschlussmöglichkeiten

Es gibt eine große Anzahl von Produkte oder Anwendungen, die in der Automatisierungstechnik verwendet werden. Dazu zählen Hochfrequenzzähler, TTL/HTL Auswertungen, SSI-Geber, Pulsgenerator, Kommunikationsbaugruppen usw. die von der SPS-Steuerung ausgewertet bzw. angesteuert werden können. Entsprechende Informationen müssen aus den Datenblättern der Hersteller entnommen werden.

Low-Cost Anwendungen

Es sind Zeitschaltuhren auf dem Markt, die SPS-Funktionen haben. Neben den Zeitfunktionen kann ein kleines Programm geschrieben werden, um Lichtsteuerungen, Torantriebe, oder kleinere Steuerungen in der Industrie umzusetzen. Dazu können digitale Ein-/Ausgänge beschaltet werden, und manchmal auch Analogsignale. Diese Geräte können von Hand oder PC programmiert werden, und sind für Low-Cost (niedrig Preis) Anwendungen entwickelt worden.

Kleinststeuerungen

Bei Anwendungen mit 10-50 digitalen Eingängen und 5-30 digitalen Ausgängen werden gern die Kleinsteuerungen eingesetzt, die Speziell für Kleinsteuerungen ausgelegt sind, und Preislich interessant sind. Diese Steuerungen können Analogwertverarbeitung und sind ähnlich Konzipiert, wie die größeren Steuerungen.

Mittel-/Großanlagen

Der Einstig in die Systeme ist durch die benötigte Software und Lehrgänge entsprechend hoch. Dafür ist die Leistung der Systeme vielseitig und umfassend. Teilweise liegen die Preise knapp bei den Kleinsteuerungen, beim entsprechenden modularen Aufbau. Die Kleinern System können bereits 100 digitale Ein-/Ausgänge Verwalten, und die großen können über 65000 digitale Signale verarbeiten. Durch entsprechende Kommunikation werden mehrere Systeme mit einander verbunden. Weiter können Multiprozessorsysteme aufgebaut werden, Sicherheitsfunktionen umgesetzt werden, Baugruppen während des Betriebs tauschen, oder auch Redundante Systeme errichtet werden.

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