Was ist die Definition von “SPS”?

Die Fertigungsautomatisierung kommt ohne SPS nicht aus. Was ist dieses Gerät und wie wird es in der modernen Industrie eingesetzt?

SPS steht für speicherprogrammierbare Steuerung, die in der Regel als robustes Gerät eingesetzt wird, das speziell für den Betrieb unter extremen Umgebungsbedingungen konzipiert ist und die automatische Steuerung wichtiger industrieller Abläufe übernimmt. Die erste SPS wurde von Dick Morley in den späten 1960er Jahren für die industriellen Anforderungen von General Motors entwickelt. Heute sind die SPS wesentlich ausgereifter und ermöglichen eine kontinuierliche Datenverarbeitung und -analyse durch den Anschluss zahlreicher E/A-Geräte und die Vernetzung mit anderen intelligenten Systemen.

Der Einsatz von speicherprogrammierbare Steuerungen ist äußerst vorteilhaft, da in nicht menschengerechten Fertigungsumgebungen nach wie vor eine Leistungsüberwachung und -steuerung in Echtzeit erforderlich ist, während sich Menschen aufgrund erheblicher Gesundheits- und Sicherheitsrisiken nicht lange in solchen Umgebungen aufhalten können. Daher überwachen SPS kontinuierlich die Fertigungsprozesse und gewährleisten deren Zuverlässigkeit, Präzision und rechtzeitige Fehlererkennung.

Aufgrund ihrer Langlebigkeit und ihrer Widerstandsfähigkeit gegenüber extremen Umweltbedingungen werden PLCs häufig in industriellen Umgebungen eingesetzt, die durch folgende Faktoren gekennzeichnet sind:

• Temperaturschwankungen
• Elektrisches Rauschen
• Schwingungen
• Feuchtigkeit und Staub

Neben ihrer physischen Widerstandsfähigkeit haben sich SPS in der Fertigung auch wegen der einfachen Programmierung, der kundenspezifischen Anpassung und der größeren Flexibilität im Vergleich zu den früher verwendeten Relais-Logik-Systemen durchgesetzt. Daher werden sie häufig eingesetzt in:

• speicherprogrammierbare steuerungen prozessautomation für die fabrik mit spezialisierung auf bergbau, öl- und gasverarbeitung
• Glasherstellung
• in der Papierindustrie
• In Wärmekraftwerken (Kesseltemperaturregelung)
• Zementherstellung

Dieser Artikel führt in die Grundlagen des SPS-Einsatzes ein und beantwortet die Frage: “Was ist die Programmierung einer speicherprogrammierbaren Steuerung?”

Wie funktioniert eine speicherprogrammierbare Steuerung

Wie funktioniert eine (SPS) speicherprogrammierbare Steuerung? Was ist eine speicherprogrammierbare Steuerung? Und wie ist die speicherprogrammierbare Steuerung definiert? Dies sind drei der grundlegenden Fragen, die Unternehmer oder Produzenten interessieren, die SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) in ihren Betrieben einführen wollen. Hier sind die grundlegenden Arbeits- und Funktionsprinzipien, die Sie bei der Einrichtung eines SPS-gesteuerten Systems beachten müssen.

• Einige Einsatzbeispiele von SPS speicherprogrammierbare Steuerung und die Schritte der Implementierung sind die folgenden: Der erste Punkt der Dateneingabe ist die Eingabeabfrage, die den Status der an Ihre SPS angeschlossenen Eingabegeräte feststellt.
• Der nächste Schritt ist die Programmabfrage, bei der die vom Benutzer programmierten Operationen ausgeführt werden.
• Als nächstes folgt die Ausgangsabfrage, die die an die SPS angeschlossenen Ausgangsgeräte aktiviert.
• Der letzte Punkt ist das Housekeeping, das für die Kommunikation Ihrer SPS mit dem Programmierterminal und die Echtzeitdiagnose steht.

Diese vier primären Schritte werden in einer Schleife wiederholt und sorgen für einen kontinuierlichen SPS-Betrieb im Einklang mit dem programmierten Zweck. Mit diesem SPS-Arbeitsprinzip können Sie schnell zur Programmierung und Anwendung Ihrer SPS in der Praxis übergehen.

Erweiterte speicherprogrammierbare Steuerungsfunktionen

Jede mikro Speicherprogrammierbare Steuerung (mikro SPS) verfügt über eine Reihe von generischen Funktionen (einschließlich Temperatur und Vibration), die der Anwender so einsetzt, dass die SPS die beabsichtigte industrielle Prozessüberwachung durchführen kann.

• E/A. Jede SPS funktioniert durch die Verarbeitung von Daten aus den Eingangskanälen und aktiviert das Ausgabegerät auf der Grundlage der empfangenen Datenverarbeitungsergebnisse. Die E/A-Kanäle versorgen die CPU der SPS mit den Daten zur Analyse.
• Diese Funktion ist die Mensch-Maschine-Schnittstelle, die für das programmierbare Gerät steht, das den Betrieb der SPS überwacht. Bei der Mensch-Maschine-Schnittstelle kann es sich um ein Touchscreen-Display oder einen Laptop handeln, über den der Bediener eine SPS programmiert und die Leistung des Systems in Echtzeit verfolgt.
• SPS-Kommunikation mit anderen Systemelementen. Jede SPS verfügt über ein eigenes Kommunikationsprotokoll, das der Benutzer verwenden kann, um Daten von der SPS an ein externes Gerät zu exportieren.

Welche Arten von SPS gibt es

Wenn wir über PLCs sprechen, müssen wir auch auf ihre Arten eingehen und darauf, wo sie eingesetzt werden. Es gibt verschiedene Klassifizierungsansätze, je nach dem, welches Merkmal im Mittelpunkt steht. So werden SPS beispielsweise auf der Grundlage der Ausgangseigenschaften von speicherprogrammierbaren Steuerungen in drei Haupttypen unterteilt:

#1 Relaisausgang

Dieser SPS-Typ eignet sich am besten für AC- und DC-Ausgangsgeräte.

#2 Transistorausgang

Dieser SPS-Typ eignet sich für Schaltvorgänge und wird daher in der Regel in Mikroprozessoren integriert, um diese Funktion zu ermöglichen.

#3 Triac-Ausgang

Diese Art von SPS kann Wechselstromlasten steuern, während die SPS mit Transistorausgang nur für Gleichstromgeräte geeignet ist.

Andere Arten von speicherprogrammierbaren Steuerungen werden nach ihrer Größe unterschieden (Mini-, Mikro- und Nano-SPS). Einige Experten unterscheiden SPS auch nach ihrem Hersteller (z. B. Delta-SPS, Honeywell-SPS oder Siemens), da jeder Hersteller seine Steuerungen mit einer Reihe spezifischer Merkmale und Eigenschaften ausstattet.

Was steckt in einer SPS?

Nun wollen wir herausfinden, welche Komponenten eine typische speicherprogrammierbare Steuerung enthält, um ihre Architektur zu verstehen. In der Regel enthält ein solches Gerät:

• Einen E/A-Bereich mit mehreren Eingängen und Ausgängen, wobei erstere die physische Verbindung der SPS mit den Sensoren, Schaltern und Schalttafeln ermöglichen, die sie steuern soll. Letztere werden typischerweise durch einen Motor, eine Heizung oder einen Magneten repräsentiert und arbeiten je nach den eingehenden Eingangssignalen.
• Die zentrale Verarbeitungseinheit (CPU). Dieses Element einer SPS ist für die Ausführung aller programmierten Funktionen verantwortlich. Kurz gesagt, die CPU verarbeitet die von den Eingängen stammenden Daten und steuert den Ausgang.
• Die Programmiereinheit. Während die CPU für die Ausführung der ihr zugewiesenen Aufgaben zuständig ist, kümmert sich ein Programmiergerät oder eine Programmiereinheit um die Erstellung dieser Aufgaben. Dabei kann es sich um einen Laptop oder eine andere Art von Computer handeln, der die programmierten Befehle speichert und die programmierbare steuerung steuert.
• Stromversorgung. Da eine SPS eine Hardware ist, kann sie nicht ohne Strom funktionieren. Daher benötigen Sie immer eine Stromquelle, die an die Eingangs- und Ausgangsgeräte innerhalb des SPS-gesteuerten Systems angeschlossen ist.
• Speicherplatz. Hier haben Sie die freie Wahl, ob Sie den Speicher vor Ort oder in der Cloud speichern möchten. Eines ist sicher: Ein sicherer, gut funktionierender Speicher ist unerlässlich, da er alle Systemdaten enthält, die für die auf der Datenverarbeitung basierenden SPS-Aktivitäten erforderlich sind.

Wie wird eine SPS programmiert?

Angesichts der vielfältigen Einsatzmöglichkeiten von speicherprogrammierbaren Steuerungen kann der Benutzer seine Geräte je nach Anwendungsbereich und erwarteten Funktionen auf verschiedenste Weise programmieren. Der Prozess der Programmierung ist in der Regel individuell auf den Anwendungsfall zugeschnitten, aber SPS-Anwendungsbeispiele und universelle Merkmale und Schritte umfassen:

1. Analysieren Sie Ihre SPS-Architektur und bestimmen Sie deren Verwendung.
2. Vervollständigen Sie ein Flussdiagramm mit allen erforderlichen Bedingungen für das Funktionieren der SPS.
3. Einstellen der SPS-Konfiguration in der SPS-Programmiersoftware.
4. Fügen Sie die Sprossen hinzu, die Sie für die Ausführung der vorgesehenen Funktionen benötigen.
5. Schließen Sie die Fehlersuche ab und speichern Sie die Änderungen.
6. Laden Sie das Programm in den CPU-Speicher Ihrer SPS und aktivieren Sie das Gerät.

Der Prozess der SPS-Programmierung ist also ziemlich einfach, wenn Sie genau wissen, was von Ihrer Steuerung erwartet wird und wie Sie dieses Ziel erreichen können.

Mit welcher Programmiersprache wird eine SPS programmiert?

In den meisten Fällen wird zur Programmierung von SPS-Anwendungen eine SPS Programmiersprachen Übersicht mit Kontaktplan verwendet. Einige Experten verwenden auch C++, um SPS Programmiersprachen für anspruchsvolle Operationen zu programmieren. Sie können jedoch auch alternative Ansätze verwenden, wie z. B. den Funktionsplan, strukturierten Text oder sequentielle Funktionsdiagramme, je nach technischem Stack und der beabsichtigten SPS-Anwendung.

Vorteile der Verwendung von SPS

Warum sollte ein PLC-Mikrocontroller system in der Industrie eingesetzt werden? Insgesamt haben SPS unterschiedliche Steuerungen und sind in einer Vielzahl von Branchen gerade wegen ihrer Benutzerfreundlichkeit und der zahlreichen Anwendungsvorteile, die sie bieten, so beliebt und gefragt:

• Schnelligkeit der Installation.
• Einfacher Wechsel der SPS-Programmiersprachen und der Logik, was den Benutzern praktische Flexibilität bietet.
• Zuverlässigkeit, da keine beweglichen Teile vorhanden sind.
• Sparsamer Stromverbrauch.
• Einfache Wartung.
• Einfache Dokumentation.
• Unkomplizierte Kopplung mit Prozessrechnern.
• Möglichkeit der Programmierung von Regelkreisen.
• Präzise und rechtzeitige Fehlererkennung und Fehlerbehebung in schwer zugänglichen industriellen Umgebungen.
• Abdeckung von anspruchsvollen logischen Operationen.

Aufgrund dieser Vorteile finden SPSen in der Industrie und in Unternehmen eine Vielzahl von Anwendungsfällen, die die Präzision und Qualität der Produktionsprozesse sowie einen höheren Automatisierungsgrad gewährleisten.

Was sollte man wissen, wenn man SPS wählt?

SPS sind vielfältig und unterschiedlich, sowohl in Bezug auf ihre Funktionen als auch in Bezug auf ihre Anwendungen. Wie können Sie also feststellen, welche für Ihre Bedürfnisse die richtige ist? Hier sind die Profi-Tipps für die Auswahl und den Einsatz speicherprogrammierbarer Steuerungen, um ihren Wert für Ihren speziellen Anwendungsbereich zu maximieren.

Sehen Sie sich die oben beschriebenen SPS-Komponenten genau an. Jede von ihnen ist anpassbar, was bedeutet, dass SPS verschiedener Marken unterschiedliche Programmiergeräte, Speicherkarten und CPUs verwenden. Ihre Wahl sollte daher auf dem Komplex der architektonischen Merkmale basieren, die Sie von einer SPS benötigen, sowie auf einer gründlichen Marktforschung nach Produkten, die Ihren technischen Spezifikationen entsprechen.

#1 CPU-Merkmale

Der Himmel ist die Grenze für SPS-Merkmale und -Funktionen, daher müssen Sie aus einer Reihe von Geräten wählen, die speziell für Ihre Branche und Ihren Zweck hergestellt werden. Jede SPS enthält eine CPU, die für ihre Funktionen verantwortlich ist. Daher müssen Sie zunächst die CPU-Eigenschaften prüfen, um sicherzustellen, dass Sie ein geeignetes Gerät kaufen. Achten Sie besonders auf den Programmspeicher, der in direktem Zusammenhang mit der Geschwindigkeit und Kapazität Ihrer CPU steht.

#2 E/A-Prüfung

Die Anzahl der Ein- und Ausgänge sowie deren Position auf dem SPS-Gehäuse ist einer der wichtigsten Aspekte bei der Auswahl der Steuerung. Es wäre hilfreich, zweimal zu prüfen, ob die Anzahl der E/As ausreicht, um alle Ihre Anforderungen zu erfüllen und alle Geräte zu verbinden.

#3 Umgebungsanforderungen

Analysieren Sie die technischen Spezifikationen der ausgewählten SPS im Hinblick auf die Umgebungsbedingungen, unter denen Sie sie einsetzen werden. Die meisten modernen SPS sind beispielsweise staub- und vibrationsbeständig, vertragen aber keine extremen Temperaturen. Wenn Ihre Umgebung also Temperaturschwankungen aufweist, sollten Sie eine SPS aus dem Bereich der temperaturbeständigen Produkte wählen.

#4 Programmiersprache

Die Programmiersprache, die von einer bestimmten SPS verwendet wird, ist für die Benutzerfreundlichkeit des Geräts von großer Bedeutung. Wenn Sie das Gerät umprogrammieren müssen, wie einfach ist diese Aufgabe für einen Laien zu bewältigen? Passt die Programmiersprache einer bestimmten SPS zur technischen Infrastruktur Ihres bestehenden Systems, und wie gut werden die Geräte miteinander kommunizieren? All diese Fragen müssen sorgfältig geprüft werden, um eine nahtlose Integration zu gewährleisten.

Insgesamt ist die Auswahl einer SPS ein langwieriger und verantwortungsvoller Prozess mit vielen Nuancen, die berücksichtigt werden müssen. Wenn Sie sich also nicht sicher sind, welches Modell Sie wählen sollen, können Sie jederzeit die Beratungsdienste von ADUK in Anspruch nehmen. Die Experten von https://aduk.de/ sind sehr erfahren in der Auswahl von SPSen auf der Grundlage spezifischer Geschäftsanforderungen und technischer Spezifikationen.

Fazit

Wie Sie sehen, birgt die SPS-Programmierung ein enormes Potenzial für eine Vielzahl von Geschäftsanwendungen. Mit maßgeschneiderten und richtig ausgewählten SPSen können Sie einen hohen Automatisierungsgrad erreichen und sicherstellen, dass alle Maschinen in Ihrem industriellen Umfeld so funktionieren, wie sie sollen.

Nun, da Sie wissen, was eine SPS ist und welche SPS-Programmiersprachen verwendet werden, ist es an der Zeit, die Auswahl oder die Entwicklung von Grund auf auf der Grundlage Ihrer geschäftlichen Anforderungen zu erwägen. Genau dabei können Ihnen die Experten von ADUK.de helfen. Kontaktieren Sie unsere Experten unter https://aduk.de/ und lassen Sie sich eingehend beraten, welche Art von SPS Sie für Ihr Unternehmensprojekt benötigen. Die ADUK-Ingenieure haben auch jahrelange Erfahrung in der kundenspezifischen SPS-Entwicklung. So können Sie ein einzigartiges SPS-Produkt erhalten, das alle Erwartungen an die Benutzerfreundlichkeit übertrifft und eine Reihe fortschrittlicher programmierbarer Eigenschaften und Funktionen bietet.