Vorteile der SPS-Technologie

Warum wird die SPS eingesetzt? Dies geht Eindeutig aus den Vorteile hervor.

In der heutigen Anlagensteuerung werden meistens SPS-System eingesetzt, die als Hardware im Schaltschrank vorhanden ist, oder im Computer als PC-Karte (die als Solt-SPS bezeichnet wird) und über ein Bussystem werden die Ein-/Ausgänge verwaltet, oder auch als PC-Softwareprogramm (auch Soft-SPS genannt) die über eine PC-Karte am Bus angeschlossen ist. Doch wo liegen die Vorteile zu den früheren Schütz-/Relaistechnik, die durch die verschiedenen SPS-Systeme abgelöst werden? Hier werden ein paar Punkt dazu genannt.

Lebensdauer

Bei der richtigen Auslegung und Entstörung der angeschlossenen Bauteile, ist die Lebensdauer der SPS-Bauteile sehr hoch, die einvielfaches langlebiger und zuverlässiger sind, als die Relaissteuerungen, wo die Mechanik und Kontakte verschleißen.

Vielseitig einsetzbar

Bei den Relaissteuerungen wurden nur digitale Signale verarbeitet. Für Regelungen wurden entsprechende Elektronikbaugruppen eingesetzt, die in der Relaissteuerung eingebunden waren. Durch die SPS und den entsprechen Baugruppen wurde es möglich, Digitale-/Analogsignale zu verarbeiten, die voll in das Konzept integriert waren, genauso wie z.B. TTL/HTL-Auswertebaugruppen, Impulserzeuger, Kommunikationsbaugruppen. Entsprechend können alle Signale vom Programm ausgewertet werden, wodurch externe Regler ersetzt wurden.

Raumbedarf

Der Schaltschrankbedarf bei den Relaissteuerungen war recht hoch. Heute wird vielleicht 10% und noch weniger an Platz benötigt, bei komplexeren logischen Verknüpfungen.

Einfachere Planung/Konstruktion

Die Hardwareplanung bzw. Konstruktion werden durch die SPS wesentlich vereinfacht. Entsprechend werden die Schalter, Schütz oder Lampen auf die Ein-/Ausgänge verdrahtet, und durch das Programm angesteuert. So ist es sehr einfach geworden die Schaltpläne zu entwickeln.

Programmvervielfältigung

Bei den Serienprodukten der Anlagensteuerungen, ist entsprechende die Verdrahtung einfacher geworden. Das SPS-Programm, das bereits einmal programmiert wurde, wird nur noch in die Steuerungen kopiert.

Änderungsfreundlicher

Bei der Relaistechnik, wurden die Funktionen durch die Verdrahtung vorgegeben. Bei Änderungen war der Aufwand nicht unerheblich. Die ersten Schritte waren, die Schaltpläne zu ändern, um anschließend die Anlage ausgeschaltet, um die Neuerung einzubringen. Heute können reine Funktionsänderungen während des Betriebes durchgeführt werden. Die Dokumentation wird anschließend ausgedruckt.

Schnellere Reparaturen

Heute ist es möglich, die Störungen von der Anlage anzeigen zu lassen. Weil weniger Störungsmöglichkeiten vorhanden sind, kann der Fehler wesentlich schneller gefunden werden. Bei einigen SPS-Baugruppen wurde es möglich, diese während des Betriebes, ohne Spannungsfreischaltung, auszuschalten (siehe entsprechende Herstellerangaben).

Fernwartung/Teleservice

Für die aktuellen SPS-Systeme wurden die Funktionen Fernwartung bzw. Teleservice entwickelt. Die Datenverbindung zwischen SPS und Programmiergerät kann z.B. über das Telefon, Handysystem oder über das Internet aufgebaut werden. Somit bieten sich die Möglichkeiten, Störungen schneller zu beheben, Anlagenfunktion zu kontrollieren, oder kleine Programmänderungen durchzuführen.

Unterschiedliche Systeme

Bei Brisanten Projekten, wo es um hohe Sicherheitsanforderungen geht (z.B. Chemiewerke, Atomkraftwerke, Borhinseln, usw.), müssen nach SIL4 verschiedene Systeme eingesetzt werden. So arbeiten zwei/drei verschiedene SPS-Systeme neben einander, damit sichergestellt wird, dass kein gleicher Konstruktionsfehler die Anlagenfunktionen außer Funktion setzt, bzw. immer ein korrektes Ergebnis vorhanden ist, das durch eine 2 von 3 Auswahlverfahren ermittelt wird.

Ständige verbesserte Bauteile

Nach dem die Baugruppen auf dem Markt eingeführt wurden, wird versucht die Systeme zu verbessern. Dabei wird auf Kompatibilität geachtet. Sollte dann die Bauteile defekt sein, wird durch den Austausch mit einer neuern Baugruppe, gleichzeitig die neuen Funktion bereitgestellt.

Datenaustausch

In großen Anlagen ist es normal, dass mehrere Steuerungen vorhanden sind. Diese brauchen entsprechende Signale/Daten von den anderen Steuerungen, damit die Anlagengruppen entsprechend zusammen arbeiten können. Früher mussten viele Kabel gelegt werden, damit die Digitalen-/Analogensignale übertragen wurden. Heute kann schon eine einfache Busleitung ausreichend sein, um alle Signale zu übertragen. Einige SPS CPU-Baugruppe besitzen bereits eine Leistungsstarke Kommunikationsschnitte, worüber der Datenaustausch abgewickelt werden kann.

Visualisierung

Bei der Relaistechnik wurde die Visualisierung über Leuchtmelder umgesetzt. Zu den SPS-Konzepte gehören entsprechende Anzeigegräte dazu. Die Auswahl an Visualisierungsgeräte ist recht umfangreich. Angefangen von dem einzeiligen Textdisplays, geht es hoch bis zur der PC-Darstellung mit evt. Touch-Bildschirm.

Sicherheitssystem

Mittlerweile gibt es Sicherheitsbaugruppen, und entsprechenden Sicherheitssoftware, die von den entsprechenden Sicherheitsgremien abgenommen wurden. Damit kann nun Vorschriftenkonform Not-Aus Funktionen, Zweihandbedienungen, usw. umgesetzt werden. Dadurch verringert sich der Planungsaufwand, und die Fehlersuche/Behebung wird einfacher.

Kosten

Die Einstiegskosten erscheinen erst einmal hoch, im Vergleich zu den Relaissteuerungen. Bei dem Einsatz von SPS-Geräten, wird vieles eingespart, wie z.B. die Entwicklungsarbeit, Materialkosten für Relais & Verdrahtung, Platzbedarf, Inbetriebnahmenkosten, und vieles mehr. Durch die SPS-Technik werden schneller produzierende Anlagen gebaut, die sich im Kostenverhältnis positiv zu buche schlägt.

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