SPS: Grundlagen und Komponenten in der Automatisierungstechnik
Die speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) ist ein zentrales Element in der Automatisierungstechnik. Sie ermöglicht die Steuerung und Regelung von Maschinen und Anlagen durch die Ausführung von programmierten Logikoperationen. SPS-Systeme bestehen aus verschiedenen Komponenten, die zusammenarbeiten, um einen reibungslosen Betrieb zu gewährleisten.
Komponenten einer SPS
Eine SPS setzt sich aus mehreren wichtigen Komponenten zusammen:
Eingangskarten
Eingangskarten erfassen Signale von Sensoren und anderen Eingabegeräten. Diese Signale werden in digitale oder analoge Werte umgewandelt, die die SPS verarbeiten kann. Typische Anwendungen sind die Überwachung von Temperatur, Druck oder Position.
Ausgangskarten
Ausgangskarten steuern Aktoren, wie Motoren oder Ventile, basierend auf den verarbeiteten Signalen. Sie setzen die Logikoperationen der SPS in physische Aktionen um. Diese Karten sind entscheidend für die Umsetzung der programmierten Abläufe in der realen Welt.
Programmiergerät
Das Programmiergerät dient zur Erstellung und Modifikation des Programmcodes. Es ermöglicht den Zugriff auf die SPS und die Eingabe von Anweisungen, die die Logikoperationen definieren. Die Programmierung erfolgt häufig in speziellen Programmiersprachen wie KOP (Kontaktplan) oder FUP (Funktionsplan).
Programmzyklus und Unterbrechungsverarbeitung
Der Programmzyklus einer SPS beschreibt den Ablauf, in dem die Steuerung die Eingangssignale liest, den Programmcode ausführt und die Ausgangssignale aktualisiert. Dieser Zyklus wiederholt sich kontinuierlich, um eine zeitnahe Reaktion auf Änderungen in der Umgebung zu gewährleisten.
Die Unterbrechungsverarbeitung ermöglicht es der SPS, auf dringende Ereignisse sofort zu reagieren. Bei bestimmten Bedingungen kann die SPS den aktuellen Programmzyklus unterbrechen, um eine höhere Priorität zu bearbeiten. Dies ist besonders nützlich in sicherheitskritischen Anwendungen.
Testknopf und Logikoperationen
Ein Testknopf an der SPS ermöglicht es, den aktuellen Status der Steuerung zu überprüfen und bestimmte Funktionen manuell zu testen. Dies ist hilfreich für die Fehlersuche und Wartung.
Logikoperationen sind die Grundlage der Programmierung in einer SPS. Sie ermöglichen die Durchführung von Bedingungen und Entscheidungen innerhalb des Programmablaufs. Typische Logikoperationen sind AND, OR und NOT, die in verschiedenen Kombinationen verwendet werden, um komplexe Steuerungsstrategien zu entwickeln.
Anwendungsbereiche der SPS
SPS-Systeme finden Anwendung in zahlreichen Bereichen der Industrie. Dazu gehören:
- Fertigungsautomatisierung: Steuerung von Produktionslinien und Maschinen.
- Gebäudetechnik: Automatisierung von Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen.
- Prozessautomatisierung: Regelung von chemischen und petrochemischen Prozessen.
- Fördertechnik: Steuerung von Förderbändern und Logistiksystemen.
Die wichtigsten Hersteller von SPS sind: Siemens, Schneider Electric, Allen-Bradley, Mitsubishi Electric, Omron, Beckhoff, WAGO, B&R, Phoenix Contact, Festo.
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