Wie funktioniert eine SPS?
Eine SPS-Steuerung ist im Grunde ein kleiner Computer, der über einen Prozessor und einen Speicher verfügt. Je nach Anwendung der SPS kann über eine Schnittstelle ein Anwenderprogramm hochgeladen werden, das die Automatisierungs- und Steuerungsaufgaben der SPS per Programmiersprache konfiguriert.
Die SPS funktioniert digital über Eingangs- und Ausgangssignale, mittels derer die Steuerung an bestimmte Maschinen an- oder in eine Produktionsanlage eingebunden wird. Geht ein Eingangssignal ein, greift die SPS auf die im Anwenderprogramm beispielsweise als Kontaktplan gespeicherten Regelsätze zurück und löst ein entsprechendes Ausgangssignal aus. So ist die speicherprogrammierbare Steuerung eine einfache Lösung zur Automatisierung von Prozessen und Maschinen.
Die Eingangssignale für SPSen können je nach Automatisierungslösung und Anlage sowohl digital als auch analog sein. Digitale Eingänge geben an die SPS beispielsweise die binäre Info weiter, dass etwas ein- oder ausgeschaltet ist. Dies gelingt unter anderem über Sensoren, Ein-Aus-Schalter, Bi-Metallstreifen, Schwimmerschalter oder eine Lichtschranke. Analoge Eingänge können detailliertere Werte auf einem Spektrum an die SPS-Steuerung weiterleiten, beispielsweise einen Füllstand von 0 bis 100 Prozent, eine Temperatur oder einen Druckwert. Hierzu können zum Beispiel Temperaturfühler, Sensoren, Drehknöpfe oder Dehnungsmessstreifen in Maschinen zur Anwendung kommen. Die gemessenen Werte werden in eine Äquivalenzzahl umgewandelt, die vom Anwendungsprogramm der speicherprogrammierbaren Steuerung verstanden werden.
Wie läuft die SPS-Steuerung ab?
Die Steuerungstechnik der SPS läuft mithilfe des Anwenderprogramms in folgenden Schritten ab:
- Eingangsabfrage: Der Zustand des Eingangs bzw. das eingehende Signal von Sensor, Lichtschranke, Messgerät o. Ä. wird erfasst
- Abfrage des Anwenderprogramms: Prüfung, welche Aktion auf das Eingangssignal folgt
- Ausführung der Programmlogik: Umsetzung dessen, was die speicherprogrammierbaren Regeln vorgeben
- Aktualisierung der Ausgänge: Signal an die Ausgänge zur Steuerung der Anlage/Maschine auf der anderen Seite der SPS
Vorteile der SPS-Steuerung
Die speicherprogrammierbare Steuerung stellt eine flexible und effiziente Lösung für Industrie-Unternehmen dar. Das liegt unter anderem an folgenden Vorteilen:
- Platzsparend: Die SPS nimmt als kleines Gerät deutlich weniger Platz in Anlagen ein als Relaisschaltungen.
- Kaum Montageaufwand: Einmal montiert muss das kleine Gerät nicht verändert werden. Aufwändige Verdrahtungen wie beim Relais entfallen.
- Programmierbare Software: Das Software-Anwenderprogramm lässt sich jederzeit problemlos verändern und je nach Bedarf umprogrammieren, sodass für jede Anwendung eine einfache Lösung besteht.
- Vervielfachbar und kosteneffizient: Das Anwenderprogramm kann kopiert werden, sodass es ohne Aufwand und Kosten für die Programmierung weiterer SPSen in gleichen/ähnlichen Maschinen zum Einsatz kommen kann.
- Fernwartung: Dank Fernwartung erfolgt die Fehlersuche und Problembehebung in der speicherprogrammierbaren Software unkompliziert und schnell.
- Flexible Lösung: Die relevanten Ein- und Ausgänge sind per Software verknüpft, sodass die SPS für vielseitige und flexible Steuerungsaufgaben der Industrie infrage kommt. Auch Relaisschaltungen und Schütze können mit der SPS verbunden und, wo sinnvoll, weiterhin genutzt werden.
- Niedriger Energieverbrauch: Im Vergleich zu Relais verbraucht die kleine SPS-Steuerung nur wenig Energie.
- Hohe Zuverlässigkeit: Die speicherprogrammierbare Steuerung arbeitet zuverlässig und verringert im Vergleich zu anderen Steuerungen die Ausfallzeiten.
