SPS-Automaten: Funktionsweise, Programmierung und Komponenten

SPS-Automaten: Eine Einführung

Eine SPS (Speicherprogrammierbare Steuerung) ist ein elektronisches Gerät zur Verarbeitung von analogen, digitalen, numerischen und alphanumerischen Variablen. Sie überwacht in Echtzeit automatisierte industrielle Prozesse. Im Wesentlichen besteht sie aus einer Steuereinheit, einem Speicher sowie Eingangs- und Ausgangsmodulen.

Hersteller und Kommunikation

Hersteller von Automaten ermöglichen die Kommunikation mit externen Kreisläufen. Diese externen Schaltungen bestehen aus Sensoren, die Informationen aus dem industriellen Prozess an die Automaten senden, und Aktoren, die Befehle des Programms ausführen.

Verdrahtete vs. Programmierte Automatisierung

Verdrahtete Automatisierung:

• Erfordert umfangreiche Verkabelung und Schaltschränke.
• Ermöglicht keine einfachen Änderungen.
• Verdrahtung und Fehlersuche sind aufwendig.
• Hohe Installationskosten und qualifiziertes Personal sind erforderlich.

Programmierte Automatisierung:

• Ermöglicht Änderungen ohne Eingriffe in die Installation.
• Reduziert den Platzbedarf.
• Geringere Wartungskosten.
• Einfache Fehlerlokalisierung.
• Ermöglicht die Steuerung mehrerer Prozesse mit einem einzigen Gerät.

Speicherarten

RAM (Random Access Memory):

Daten können gelesen und geschrieben werden. Bei Stromausfall gehen die Informationen verloren, es sei denn, eine Batterie sichert die Daten.

ROM (Read Only Memory):

Daten können nur gelesen werden. Hier werden die grundlegenden Daten gespeichert.

Stromversorgung

Die Stromversorgung wandelt Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC) um, typischerweise 24V DC, um die elektronischen Komponenten der SPS zu versorgen. Passive Sensoren können direkt an die SPS angeschlossen werden, wenn sie nahe genug sind.

Eingangs- und Ausgangsmodule

Diese Module bilden die Schnittstelle zwischen der SPS und der Außenwelt. Ihre Hauptfunktionen sind:

• Anpassung der Spannung von Sensoren und Aktoren an die elektronischen Geräte der SPS.
• Elektrische Isolierung der Steuerungskreise.
• Bereitstellung der benötigten Leistung.

Sensoren

Passive Sensoren:

Haben zwei Zustände (aktiv/inaktiv), die durch mechanische Aktionen ausgelöst werden.

Aktive Sensoren:

Sind elektronische Geräte, die eine Spannungsversorgung benötigen, um einen logischen Zustand zu erzeugen.

Externe Aspekte

Zu den externen Aspekten gehören:

• Versorgungsanschlüsse und Klemmen
• Schnittstellensteckplätze
• LED-Anzeigen
• Batterieanschluss
• EEPROM
• Netzschalter (Run/Stopp)
• Analoge Potentiometer

Peripheriegeräte

Programmiergeräte ermöglichen die Kommunikation zwischen dem Benutzer und der SPS:

• Eingabe von Programmen in den Speicher.
• Bearbeiten und Ändern bestehender Programme.
• Anzeigen von Anomalien im Programm.
• Echtzeit-Überwachung des Zustands der Ausgänge.

Klassifizierung von SPS

SPS werden klassifiziert als:

• Kompakte SPS
• Semi-kompakte SPS
• Modular aufgebaute SPS