Referat SPS - Anwendung für numerisch gesteuerte Bearbeitungsprozesse - Aufbau

SPS - Anwendung für numerisch gesteuerte Bearbeitungsprozesse

AB den 60er Jahren kamen NC Maschinen auf den Markt, diese besaßen zuerst eine festverdrahtete Steuerung sogenannte Schützensteuerung o. Relaissteuerung.

Mit der Mikroelektronik wurde die Relaissteuerung durch die Speicherprogrammierbare Steuerung ersetzt, somit konnten komplexere Steuerungsaufgaben bewältigt werden.

Diese Aufgaben können durch leicht bedienbare Software schneller entworfen, geändert und optimiert werden.

Weitere Vorteile:

kürzere Inbetriebnahmezeiten

schnellere Korrekturen

Kopiermöglichkeiten der Software

geringes Bauvolumen

geringe Leistungsaufnahme

keine Verschleißerscheinungen

Die SPS erhielt mit jeder neuen Phase immer mehr Aufgaben. Heute werden mit SPS nicht nur Steuerungsprobleme gelöst, sondern andere vielfältige Aufgaben, wie z.B.

Regelvorgänge

Positionierung

Meßwertverarbeitung

Prozeßvisualisierung

serielle Kommunikation bis vernetzte Rechnerarchitekturen

diagnostizieren von Fehlern

Aufbau

Mikroprozessor,

Speicher für Programme und Signale,

Signalein-, und Ausgabeeinheit,

Schnittstelle zu externen Geräten,

Stromversorgung

Zusatzmodule

Wichtige Kennzeichen der SPS:

Bit- oder Wortverarbeitung

(einzeln addressierbar, geringer Befehlsvorrat)-(Bits maskierbar, umfangreicher Befehlsvorrat)

Anzahl der Ein-und Ausgänge

Zykluszeit (ms pro 1024 Anweisung) - wichtig bei zeitkritischer Signalverarbeitung

Größe des Programm- und Datenspeichers

Grundfunktionen UND, ODER NICHT, SPEICHERN, VERZöGERN

Zusatzfunktion Zählen, Rechnen, Vergleich, Sprunganweisung, Unterprogrammtechnik

Höhere Funktionen Buskopplung, A/D u. D/A Umsetzung, Regelung

In der Industrie werden besonders Mikrocontroller für diese Steuerungsaufgaben eingesetzt. Mikrocontroller sind Ein-Chip-Computer. Sie besitzen bereits I/O-Ports, Programm- und Datenspeicher und vereinzelt auch A/D u. D/A Wandler. Durchgesetzt hat sich 8031/32 Familie von INTEL und der 50535 von Motorola.

Die Programmiermethoden der SPS wurden in der DIN 19239 festgelegt. Bestandteile:

Kontaktplan (KOP)

Funktionsplan (FUP)

Anweisungsliste (AWL)

Es ist üblich das auf einer graphischen Benutzeroberfläche die Funktions- und Kontaktpläne entworfen  und anschließend in die Anweisungsliste übersetzt werden. Eine graphische Programmiersprache ist GRAFCET aus dem französ.->(Graphische Darstellung für Steuerungen mit Schritten und Weiterschaltbedingungen). Eine Strukturierte Programmiersprache ist FESTO(Basierend auf Anweisungsliste AWL)

Aufbau einer Speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS)

Entwicklung der Maschinenindustrie

Gegenüberstellung der Programmiermethoden

Aufgabe: Ein Elektromotor kann nur durch drei verschiedene Eingangssignale angeschaltet werden.

Konstruktionsentwurf                            Funktionsentwurf

Beispiel für Anweisungsliste (AWL)

L       E1

O      E2

O      E3

A1

Beispiel für FESTO:

WENN                         E1

ODER E2

ODER E3

DANN                SETZE A1