Ratgeber
Steuerungsplatinen zur Steuerung Ihrer Anlagen und Maschinen
Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) regeln, steuern und überwachen in der Automatisierungstechnik Maschinen, Anlagen sowie die Heizung. Eine SPS ist für komplexe Aufgaben prädestiniert und bietet durch modulare Steuerungsplatinen ein hohes Mass an Flexibilität. Wie SPS und entsprechende Steuerungsplatinen funktionieren, erfahren Sie in unserem Ratgeber.
Einsatzgebiete und Vorteile von speicherprogrammierbaren Steuerungen
Unter einer SPS versteht man eine digital arbeitende elektronische Baugruppe, die zur Regelung und Steuerung von industriellen Prozessen eingesetzt wird. Solche Steuerungen sind weit verbreitet: SPS kommen zum Beispiel in Produktionsanlagen, elektrischen Rolltreppen und Aufzügen sowie bei der Steuerung von Heizungen zum Einsatz.
Modulare SPS: Steuerungsplatinen sorgen für Flexibilität
Es wird zwischen sogenannten Kompakt-SPS und modularen SPS-Systemen unterschieden. Während bei der Kompakt-SPS alle wichtigen Bauteile in einem Gehäuse untergebracht sind, besteht die modulare SPS aus einzelnen Funktionsbauteilen mit eigenem Gehäuse oder Steuerungsplatinen. Die einzelnen Module oder Platinen können digitale Ein- und digitale Ausgangsgruppen, analoge Ein- und digitale Ausgangsgruppen, die CPU mit SPS-Programmspeicher oder die Energieversorgung sein. Durch den modularen Aufbau müssen Sie nur die Platinen kaufen, die Sie für die vorgesehene Funktion benötigen. Wenn der Funktionsumfang erweitert werden soll, kann eine Erweiterung einfach mit den passenden Steuerungsplatinen erfolgen. Bei einem Defekt muss nicht das komplette System getauscht werden; die funktionsunfähige Platine kann einfach als Ersatzteil angeschafft werden.
Eine speicherprogrammierbare Steuerung besteht vereinfacht gesagt aus Ein- und Ausgängen. Ebenfalls zum Betrieb nötig ist eine Schnittstelle, über die das Anwendungsprogramm geladen wird, sowie ein Betriebssystem (Firmware). Darüber hinaus muss eine funktionsfähige SPS über einen Prozessor (CPU) und eine Stromversorgung verfügen. Sensoren wie etwa Temperatur-, Füllstand- oder Druckfühler werden an die Eingänge der SPS-Platine angeschlossen. Durch die dort ermittelten Werte ist die Elektronik in der Lage, den aktuellen Zustand der Anlage, zum Beispiel einer Heizung, zu erfassen. Die gesammelten Informationen werden anschliessend von einem Anwendungsprogramm ausgewertet und mit den vom Anwender festgelegten Parametern abgeglichen. Anschliessend werden Steuerungssignale an die an den Ausgängen der Leiterplatte angeschlossenen Motoren gesendet.
Vor- und Nachteile einer SPS
Verbindungsprogrammierte Steuerungen (VPS) sind mittlerweile veraltet und wurden nahezu vollständig von SPS abgelöst. Eine VPS besass noch eine festverdrahtete Logik und arbeitete mit Relais und Schützen. Im Vergleich dazu weist die SPS viele Vorteile auf: An erster Stelle steht dabei eine deutlich höhere Flexibilität. Schnelle Funktionswechsel sind durch eine Änderung der Programmierung möglich, während bei einer VPS eine aufwendige Umverdrahtung erfolgen muss. Weiterhin punktet die SPS mit einer verbesserten Zuverlässigkeit und einem geringeren Platzbedarf. Darüber hinaus kann eine Vernetzung mit anderen Systemen erfolgen und es besteht die Möglichkeit der Fernwartung. Es gilt allerdings auch einige Nachteile zu berücksichtigen: So sind die Kosten für die benötigten Komponenten vergleichsweise hoch. Das macht SPS für Kleinsteuerungen eher unattraktiv. Ausserdem ist für den Einsatz von Anlagen, die mittels SPS gesteuert werden, entsprechend geschultes Personal nötig.
Unser Praxistipp: Mit FUP klappt der Einstieg in SPS-Programmierung
FUP (Funktionsbausteinsprache) ist die ideale SPS-Programmiersprache für Anfänger. Es handelt sich um eine sogenannte grafische Programmiersprache. Sie ist bei Einsteigern sehr beliebt, da sich das Verhalten von Ein- und Ausgängen leicht nachvollziehen lässt.
Welche Programmiersprachen werden bei SPS genutzt?
Überwiegend werden bei SPS die folgenden Programmiersprachen verwendet: ST (Strukturierter Text), FUP (Funktionsbausteinsprache), KOP (Kontaktplan), AWL (Anweisungsliste) und SCL (Structured Control Language).
Welche Hersteller von SPS-Systemen gibt es?
Die Anzahl an Unternehmen, die SPS-Lösungen anbieten, ist gross. Einige der bekanntesten Hersteller sind Siemens, Beckhoff, Rockwell, Mitsubishi und ABB.