Aus welchen Modulen besteht eine SPS?
Eine SPS besteht im Wesentlichen aus folgenden Modulen:
CPU-Modul:Die CPU dient als Kernmodul der SPS. Zu seinen Hauptfunktionen gehören die Verarbeitung von Eingangssignalen, die Ausführung von Programmanweisungen, die Steuerung von Ausgangssignalen sowie die Bereitstellung von Überwachungs- und Diagnosefunktionen. Das CPU-Modul umfasst typischerweise eine Zentraleinheit, Speicher und Kommunikationsschnittstellen.
Eingabemodul:Eingangsmodule sammeln externe Signale wie Sensorsignale, Tastensignale, Schaltersignale usw. Sie umfassen im Allgemeinen Eingangsschnittstellen, Signalverarbeitungsschaltungen und Isolationsschaltungen.
Ausgabemodul:Ausgangsmodule steuern externe Geräte wie das Starten von Motoren, die Steuerung von Lichtern oder die Ausgabe von Alarmsignalen. Sie umfassen typischerweise Ausgangsschnittstellen, Treiberschaltungen und Isolationsschaltungen.
Netzteilmodul:Das Stromversorgungsmodul versorgt das SPS-System mit Strom und gewährleistet so dessen ordnungsgemäßen Betrieb. Es umfasst im Allgemeinen AC- und DC-Netzteile.
Kommunikationsmodul:Das Kommunikationsmodul ermöglicht dem SPS-System den Datenaustausch mit anderen Geräten wie Computern oder Instrumenten über Schnittstellen wie Ethernet, serielle Schnittstellen oder USB. Es umfasst typischerweise Kommunikationsschnittstellen, Kommunikationsprotokolle und Datenverarbeitungsschaltungen.
Programmiergeräte:Programmiergeräte werden verwendet, um Programme in das SPS-System zu laden oder bestehende Programme zu ändern, beispielsweise über Programmiersoftware, Programmierschnittstellen oder Speicherkarten. Programmiergeräte umfassen im Allgemeinen Programmiersoftware, Programmieranschlüsse und Programmierkabel.
Zusammenfassend besteht ein SPS-System aus mehreren Modulen. Die CPU, die Eingangsmodule und die Ausgangsmodule bilden die Kernkomponenten, während das Stromversorgungsmodul, das Kommunikationsmodul und das Programmiergerät als Hilfsmodule dienen. Zusammen bilden sie die komplette Struktur eines SPS-Systems.
Funktionsprinzip der SPS
PLC (Programmable Logic Controller) ist ein industrielles Automatisierungssteuerungssystem, das verschiedene industrielle Automatisierungsgeräte verwalten kann. Sein Funktionsprinzip lässt sich in drei Teile unterteilen: Eingabeverarbeitung, Programmausführung und Ausgabesteuerung.
Eingabeverarbeitung:SPS-Eingangsmodule sammeln externe Signale wie Sensorsignale, Tastensignale, Schaltsignale usw. Eingangsmodule verarbeiten die erfassten Signale durch Vorgänge wie Filterung, Rauschunterdrückung, Verstärkung und Invertierung, um Signalgenauigkeit und -stabilität sicherzustellen. Die verarbeiteten Signale werden dann an die CPU der SPS übertragen.
Programmdurchführung:Beim Empfang von Eingangssignalen führt die CPU der SPS eine logische Steuerung auf der Grundlage vor-programmierter Anweisungen durch. SPS-Programme werden vom Benutzer-geschrieben, um verschiedene Logiksteuerungsfunktionen zu implementieren. Während der Programmausführung verarbeitet die CPU Eingangssignale gemäß Programmanweisungen und logischen Beziehungen und steuert dann den Zustand der Ausgangssignale basierend auf den Ergebnissen.
Ausgabesteuerung:Das Ausgangsmodul der SPS steuert externe Geräte, z. B. das Starten von Motoren, das Steuern von Lichtern oder das Erzeugen von Alarmsignalen. Die CPU ermittelt anhand der Programmlogik den Zustand von Ausgangssignalen und übermittelt diesen an das Ausgangsmodul. Das Ausgangsmodul steuert externe Geräte, indem es die Spannungspegel an seinen Ausgangsanschlüssen reguliert.
Das Funktionsprinzip einer SPS lässt sich einfach wie folgt zusammenfassen:Eingangssignale werden über Eingangsmodule gesammelt, die CPU verarbeitet diese Signale und gibt Steuersignale basierend auf der Programmlogik aus, und Ausgangsmodule steuern externe Geräte. Aufgrund ihrer Programmierbarkeit, Zuverlässigkeit und Flexibilität ist die SPS zu einem wichtigen Bestandteil moderner industrieller Automatisierungssteuerungssysteme geworden, die in verschiedenen Bereichen der industriellen Automatisierung weit verbreitet sind.
Was sind die fünf Phasen des SPS-Betriebsprozesses?
Der SPS-Betriebsprozess kann in die folgenden fünf Phasen unterteilt werden:
Eingabeerfassungsphase:Die Eingangsmodule der SPS sammeln externe Signale wie Sensorsignale, Tastensignale, Schaltsignale usw. Nach einer Verarbeitung wie Filterung, Verstärkung oder Invertierung werden die Eingangssignale an die CPU der SPS übertragen.
Bearbeitungsphase:Beim Empfang von Eingangssignalen führt die SPS-CPU eine logische Steuerung auf der Grundlage vor-programmierter Anweisungen aus. Während der Programmausführung verarbeitet die CPU Eingangssignale gemäß Programmbefehlen und logischen Beziehungen und steuert dann die Ausgangssignalzustände basierend auf den Ergebnissen.
Ausgangssteuerstufe:Die Ausgangsmodule der SPS steuern externe Geräte, z. B. das Starten von Motoren, die Steuerung von Lichtern oder die Generierung von Alarmsignalen. Die SPS-CPU ermittelt anhand der Logiksteuerung des Programms den Ausgangssignalzustand und übermittelt diesen an das Ausgangsmodul. Das Ausgangsmodul steuert externe Geräte, indem es den Spannungspegel an den Ausgangsanschlüssen reguliert.
Kommunikationsverarbeitungsphase:Die SPS kommuniziert mit anderen Geräten über Schnittstellen wie Netzwerke, serielle Schnittstellen oder USB. In dieser Phase erfolgt der Datenaustausch zwischen der SPS und anderen Geräten-wie Computern oder Instrumenten-über diese Kommunikationsschnittstellen.
Diagnosewartungsphase:Die SPS bietet Funktionen wie Statusüberwachung, Diagnosealarme und Programmänderungen, um Benutzern die Diagnose und Wartung des SPS-Systems zu ermöglichen. Diese Phase umfasst Benutzervorgänge wie die Überwachung des Systemstatus, die Fehlerbehebung und die Änderung von Programmen.
Diese fünf Phasen bilden den grundlegenden Arbeitsablauf einer SPS. Sie sind miteinander verbunden und interagieren miteinander und bilden gemeinsam den gesamten Betriebsablauf des SPS-Systems.