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SPS-Programme

SPSen verschiedener Hersteller können auf unterschiedliche Weise programmiert werden. Beliebte Programmiersprachen für SPS sind Kontaktplan, Funktionsblockdiagramm (FBD) und Anweisungsliste. Bis auf wenige Ausnahmen kann ein in einem Format geschriebenes Programm in einem anderen Format angezeigt werden.

Beliebte Programmiersprachen für SPSen

Lassen Sie uns die Diskussion über jede der beliebten Programmiersprachen für SPSen führen:

1. Kontaktplan
   • Beispiel
   • Videokurs (Kontaktplan-Grundlagen)
2. Funktionsplan
   • Videokurs (Funktionsplan (FUP)-Programmierung)
3. Anweisungsliste
   • Videokurs (Umgang mit PLCSIM S7-300 STL)
4. Logische Funktionen
   • Videokurs (Logische Gatter vs. Ladder Logic Circuits)

1. Kontaktplan

Als Einführung in den Kontaktplan betrachten wir eine einfache Relaisschaltung, die eine Spule und Kontakte enthält, wie in Abbildung 1 dargestellt.

Wenn eine Spannung an die Eingangsspule angelegt wird, erzeugt der resultierende Strom ein Magnetfeld. Das Magnetfeld zieht einen Metallschalter (oder Reed) an und die Kontakte berühren sich, wodurch der Schalter geschlossen wird. Der Kontakt, der sich schließt, wenn die Spule unter Spannung steht, wird als Schließer (NO) bezeichnet.

Die Öffnerkontakte (NC) berühren sich, wenn die Eingangsspule nicht unter Spannung steht. Wenn die Eingangsspule nicht erregt ist, sind die Öffnerkontakte geschlossen (leitend).

Die Relaisanordnung kann mit Hilfe verschiedener schematischer Schaltungen dargestellt werden, wie in Abbildung 1 gezeigt.

Relais werden normalerweise in schematischer Form gezeichnet, wobei ein Kreis die Eingangsspule darstellt. Die Ausgangskontakte werden mit zwei parallelen Linien dargestellt. Schließer werden mit zwei Linien dargestellt und sind offen (nicht leitend), wenn der Eingang nicht bestromt ist. Öffnerkontakte sind mit zwei Linien dargestellt, durch die eine diagonale Linie verläuft.

Wenn nun der Schließerkontakt (C) dieses Relais, das an eine Wechselstromquelle angeschlossen ist, über zwei Eingangsrelaiskontakte, A (Öffner) und B (Schließer), geschaltet werden soll, ist das in Abbildung 2 gezeigte Relaislogikdiagramm für eine typische Logik am besten geeignet.

Nach dem in der Abbildung gezeigten Logikdiagramm des Relais führt die Aktivierung der Spule des Eingangsrelais, die dem Kontakt B entspricht, zum Schließen von C (Ausgang) und die Aktivierung der Spule des Eingangsrelais, die dem Kontakt A entspricht, zum Öffnen von C (Ausgang).

Diese Art der Anordnung wird normalerweise in konventionellen, fest verdrahteten Relaislogikschaltungen verwendet.

Das gleiche Schema kann mit Hilfe der Kontaktplanlogik wie in Abbildung 2 dargestellt implementiert werden. Der Kontaktplan ist die am häufigsten verwendete Methode zur Programmierung von SPSen. Der Kontaktplan besteht aus zwei vertikalen Linien, die die Stromschienen darstellen. Schaltkreise, die als horizontale Linien zwischen zwei Schienen verbunden sind, werden als Sprossen des Kontaktplans bezeichnet. Einige Symbole, die zur Bezeichnung der Eingänge und Ausgänge der Kontaktplanlogik verwendet werden, sind in Abbildung 3 bzw. 4 dargestellt.

Unter Berücksichtigung dieser Symbole für die Kontaktplanlogik ahmt die in Abbildung 2 implementierte Kontaktplanlogik die gleiche fest verdrahtete Relaislogik nach.

Schließlich wird diese Kontaktplanlogik als Steuerprogramm in eine SPS eingefügt, bei der die Eingangs- und Ausgangsvorrichtungen wie in Abbildung 5 dargestellt angeordnet sind.

Die Kontaktplanprogramme werden also in die SPS geladen, die Ein- und Ausgabegeräte werden an E/A-Module angeschlossen, und dann werden bei der Ausführung des Programms die Ausgänge entsprechend dem Status der Eingänge aktualisiert.

Viele Relais haben auch mehrere Ausgänge, so dass ein Ausgangsrelais gleichzeitig auch ein Eingang sein kann.

Die in Abbildung 6 gezeigte Schaltung ist ein Beispiel dafür und wird als Seal-In-Schaltung bezeichnet. In dieser Schaltung kann der Strom durch einen der beiden Zweige der Schaltung fließen, und zwar durch die mit A oder B bezeichneten Kontakte.

Hinweis! Wenn A geschlossen ist, schaltet sich der Ausgang B ein, und der Eingang B schaltet sich ebenfalls ein, wodurch der Ausgang B dauerhaft eingeschaltet bleibt – bis die Stromversorgung unterbrochen wird.

Ein weiteres Beispiel für Kontaktplanlogik ist in Abbildung 7 zu sehen. Um dieses Diagramm zu interpretieren, stellen Sie sich vor, dass sich der Strom auf der vertikalen Linie auf der linken Seite befindet, der sogenannten heißen Schiene. Auf der rechten Seite befindet sich die neutrale Schiene.

Ein Ausgang ist ein Gerät außerhalb der SPS, das ein- oder ausgeschaltet wird, z. B. Lichter oder Motoren. In der obersten Stufe sind die Kontakte Schließer und Öffner, d.h. wenn Eingang A eingeschaltet und Eingang B ausgeschaltet ist, fließt Strom durch den Ausgang und aktiviert ihn.

Jede andere Kombination von Eingangswerten führt dazu, dass der Ausgang X ausgeschaltet ist.

Anmerkung! Der Strom muss durch irgendeine Kombination der Eingänge (A, B, C, D, E, E, F, G und H) fließen, um die Ausgänge (X, Y) einzuschalten

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Beispiel //

Versuchen Sie (ohne sich die Lösung anzusehen), eine Steuerung auf Relaisbasis zu entwickeln, die es drei Schaltern in einem Raum ermöglicht, ein einziges Licht zu steuern.

Lösung

Es gibt zwei mögliche Ansätze für dieses Problem. Der erste geht davon aus, dass ein beliebiger Schalter das Licht einschalten kann, aber alle drei Schalter müssen ausgeschaltet sein, damit das Licht aus ist. Die Kontaktplanlogik ist in Abbildung 8 dargestellt.

Die zweite Lösung geht davon aus, dass jeder Schalter das Licht ein- oder ausschalten kann, unabhängig vom Zustand der anderen Schalter. Diese Methode ist komplexer und erfordert, dass man alle möglichen Kombinationen von Schalterstellungen durchdenkt.

Sie erkennen dieses Problem vielleicht als ein Exklusiv- oder Problem. Die Kontaktplanlogik ist in Abbildung 9 dargestellt.

Hinweis! Es ist wichtig, sich ein klares Bild davon zu machen, wie die Steuerungen funktionieren sollen. In diesem Beispiel wurden zwei völlig unterschiedliche Lösungen auf der Grundlage eines einfachen Unterschieds in der Bedienung erzielt.

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Kontaktplan Grundlagen #1

Kontaktplan Grundlagen #2 (Sicherheitssteuerungsschaltung)

Kontaktplan Grundlagen #3 (2-Draht & 3-Draht Motorsteuerungsschaltung)

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2. Funktionsblockdiagramm

Das Funktionsblockdiagramm (FBD) wird für SPS-Programme verwendet, die in Form von grafischen Blöcken beschrieben werden. Es wird als eine grafische Sprache zur Darstellung von Signal- und Datenflüssen durch Inputs-Blöcke beschrieben, die wiederverwendbare Softwareelemente sind.

Funktionsblöcke können Standardfunktionen haben, wie die der Logikgatter oder Zähler oder Zeitgeber, oder vom Benutzer definierte Funktionen haben, z. B. einen Block, um einen Durchschnittswert von Eingängen zu erhalten.

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Funktionsblockdiagramm (FBD)-Programmierung – Erste Lektion

In diesem Video lernen Sie die Grundlagen der Programmierung von SPS mit der Sprache Funktionsblockdiagramm (FBD). FBD ist eine grafische Sprache, in der Sie sich mit den Blöcken und der Verbindung zwischen den Blöcken beschäftigen.

Wie man Funktionsblöcke im Projekt erstellt und verwendet

In diesem Video lernen Sie, wie man benutzerdefinierte Funktionsblöcke im Projekt erstellt und sie im Hauptprogramm aufruft.

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3. Anweisungsliste

Bei der Anweisungslistenprogrammierung wird ein Befehlssatz ähnlich der Assemblersprache für einen Mikroprozessor verwendet. Anweisungslisten, die nur bei wenigen SPS-Marken verfügbar sind, stellen für den erfahrenen Benutzer die flexibelste Form der Programmierung dar, sind aber bei weitem nicht so leicht zu verstehen wie Kontaktplan oder logische Symbole.

Abbildung 11 zeigt einen einfachen Vorgang in Kontaktplanform für eine Mistsubishi-SPS. Die entsprechende Anweisungsliste wäre wie in Tabelle 1 dargestellt.

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Wie verwendet man PLCSIM S7-300 STL LESSON 1 Tutorial

In dieser Lektion besprechen wir das STL-Programm und das Konzept von RLO&STA. Detaillierte Informationen über RLO und STA werden zusammen mit der Simulation erklärt.

PLCSIM S7 300 STL LESSON 2 Tutorial…Automatisierung in der Anlage

In dieser Lektion werden wir lernen, wie man ein SPS-Programm mit einer „S7 300“ SPS und der „STEP 7“ Software schreibt.

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4. Logikfunktionen

Es gibt viele Steuerungssituationen, bei denen Aktionen ausgelöst werden müssen, wenn eine bestimmte Kombination von Bedingungen erfüllt ist. So könnte bei einer automatischen Bohrmaschine die Bedingung bestehen, dass der Bohrmotor aktiviert wird, wenn Endschalter aktiviert werden, die das Vorhandensein des Werkstücks und die Bohrposition an der Oberfläche des Werkstücks anzeigen.

Die elektrische Schaltung, die Wahrheitstabelle, der Kontaktplan und das Funktionsblockdiagramm für verschiedene Logiken sind in Tabelle 2 dargestellt.

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Logische Gatter vs. Ladder Logic Circuits

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