Die Automatisierung vieler elektromechanischer Prozesse, wie zum Beispiel die Bewegung von Maschinen auf einem Fließband, erfolgt durch den Einsatz kleiner Computer, die als speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) bezeichnet werden. Eine SPS enthält einen programmierbaren Mikroprozessor, der unter Verwendung einer spezialisierten Computersprache programmiert wird. Typischerweise wird das Programm für den automatisierten Prozess auf einem Computer geschrieben und dann direkt über eine Kabelverbindung auf die speicherprogrammierbare Steuerung heruntergeladen. Das Programm wird in der speicherprogrammierbaren Steuerung im nichtflüchtigen Speicher abgelegt.
Eingänge und Ausgänge
Speicherprogrammierbare Steuerungen enthalten typischerweise eine variable Anzahl von Eingabe/Ausgabe-(I/O)-Ports und verwenden normalerweise eine Berechnung mit reduziertem Befehlssatz (RISC), die aus vereinfachten Befehlen besteht, die eine schnellere Ausführung ermöglichen sollen. SPS sind für den Echtzeiteinsatz konzipiert und müssen oft rauen Fabrikumgebungen wie übermäßigen Vibrationen und hohem Geräuschpegel standhalten. Die Schaltung der speicherprogrammierbaren Steuerung überwacht den Status mehrerer Sensoreingänge, die Ausgangsaktoren wie Motorstarter, Magnetspulen, Lichter, Anzeigen und Ventile steuern.
Vorteile
Dieser Steuerungstyp hat einen wesentlichen Beitrag zur Fabrikautomatisierung geleistet. Frühere Automatisierungssysteme mussten Tausende von einzelnen Relais, Timern und Sequenzern verwenden, die ersetzt oder neu verdrahtet werden mussten, wenn sich der automatisierte Prozess ändern musste. In vielen Fällen ermöglicht eine speicherprogrammierbare Steuerung den Austausch aller Relais und Zeitgeber innerhalb eines Fabriksystems durch eine einzige Steuerung. Moderne SPS bieten eine breite Palette von Funktionen, einschließlich grundlegender Relaissteuerung, Bewegungssteuerung, Prozesssteuerung und komplexer Vernetzung. Sie können auch in einem verteilten Steuerungssystem (DCS) verwendet werden.
Schnittstellen
Es gibt verschiedene Arten von Schnittstellen, die verwendet werden, wenn Benutzer mit speicherprogrammierbaren Steuerungen interagieren müssen, um sie zu konfigurieren oder mit ihnen zu arbeiten. Die Schnittstelle kann mit einfachen Lichtern oder Schaltern konfiguriert sein oder eine Textanzeige enthalten. Ein komplexeres System könnte eine internetbasierte Schnittstelle auf einem Computer verwenden, auf dem ein Überwachungssteuerungs- und Datenerfassungssystem (SCADA) läuft.
Geschichte
PLCs wurden zuerst entwickelt, um der Automobilindustrie zu dienen. Das erste speicherprogrammierbare Steuerungenprojekt wurde 1968 für General Motors entwickelt, um festverdrahtete Relaissysteme durch elektronische Steuerungen zu ersetzen. SPS sind auch im frühen 21. Jahrhundert in Fertigungssektoren wie der Automobilindustrie weit verbreitet.