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Automation / SPS Steuerung

Speicherprogrammierbare Steuerung

Was ist eine SPS?

Eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) ist ein Bauteil, das zur Steuerung oder Regelung einer Maschine oder Anlage eingesetzt und auf digitaler Basis programmiert wird. In einer SPS werden spezifische Funktionen wie beispielsweise eine Ablaufsteuerung einer Produktionsanlage implementiert und somit die Maschine gesteuert. Da heutzutage automatisch ablaufende, elektronisch gesteuerte Prozesse allgegenwärtig und aus dem alltäglichen Leben nicht mehr wegzudenken sind, ist die speicherprogrammierbare Steuerung ein unentbehrlicher Bestandteil der Automatisierungstechnik.

 

Der Begriff "SPS" leitet sich vom englischen Terminus "Programmable Logic Controller", kurz PLC, ab.
Definiert wird die speicherprogrammierbare Steuerung nach der EN 61131 folgendermaßen:

"Eine SPS ist ein digital arbeitendes elektronisches System für den Einsatz in industriellen Umgebungen mit einem programmierbaren Speicher zur internen Speicherung der anwenderorientierten Steuerungsanweisungen zur Implementierung spezifischer Funktionen wie z.B. Verknüpfungssteuerung, Ablaufsteuerung, Zeit-, Zähl- und arithmetische Funktionen, um durch digitale oder analoge Eingangs- und Ausgangssignale verschiedene Arten von Maschinen und Prozessen zu steuern." (EN 61131, Teil 1)

Aufbau und Funktionsweise einer SPS

Speicherprogrammierbare Steuerungen enthalten alle notwendigen Baugruppen zur Realisierung eines geschlossenen Automatisierungskreislaufes. Das Automatisierungsgerät besitzt Ein-und Ausgabebaugruppen, welche mit Sensoren, bzw. Aktoren bestückt werden können. Eine Zentraleinheit verarbeitet die über die Eingangsbaugruppen eingehenden Signale entsprechend des programmierten Steuerungsalgorithmus und gibt die entsprechenden Steuersignale über die Ausgangsbaugruppen an die Aktoren weiter.

Beispiele für Sensoren:

  • Schalter
  • Lichtschranken
  • Taster
  • Fotodioden
  • Fühler (Temperatur, Füllstand, Helligkeit, ...)

Beispiele für Aktoren:

  • Relais
  • Transistoren
  • Ventile
  • Leuchtmittel
  • Anzeigetafeln

Die Vorteile einer SPS

Die speicherprogrammierbare Steuerung hat im Vergleich zu einer verbindungsprogrammierten Steuerung viele Vorteile:


Vereinfachte Änderungen

Um eine Steuerung zu realisieren geht man in der Regel Schritt für Schritt vor um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Bei einer verbindungsprogrammierten Steuerung müssen dazu ständig die Verdrahtung geändert und angepasst werden. Dies fällt bei einer speicherprogrammierten Steuerung weg, da lediglich das Programm umgeschrieben werden muss. Eine deutliche Zeitersparnis und Erleichterung für unsere Ingenieure. Auch kleine Änderungen zu einem späteren Zeitpunkt lassen sich so einfach durchführen.


Vervielfachung der Programme

Wenn ein Programm zur Steuerung einmal geschrieben worden ist, lässt es sich beliebig oft kopieren und einsetzen. Gerade für Anlagen mit mehreren baugleichen Komponenten ist das eine erhebliche Zeit- und Kostenersparnis.


Materialersparnis

Spezielle Zeit- und Zählfunktionen sowie die Auswertung von Zuständen und Verknüpfungen können bei einer SPS intern realisiert und ausgewertet werden. Dies spart Materialkosten für zusätzliche Bauteile.


Zeitersparnis

Weniger Montagearbeit, weniger Verdrahtung, weniger Materialaufwand. Projekte bei denen eine SPS eingesetzt werden, lassen sich in wesentlich kürzerer Zeit realisieren. Eine parallele Bearbeitung in Gruppen ist möglich. Somit können im Nachhinein mehrere Teilprogramme später zu einem Gesamtkonzept zusammengefasst werden.


Ferndiagnose und -wartung

Ein SPS Programm lässt sich einfach aus der Ferne überwachen und steuern. Die Diagnose und Wartung ist somit ohne großen Aufwand verbunden und schnell realisierbar.