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| SPS : SpeicherProgrammierbare SteuerungenStellen eine Weiterentwicklung der Steuerung von Anlagen durch Relais dar. Die bisherigen Relais werden dabei durch "Programmierbare Relais" ersetzt. Hier wird die Schaltungslogik in einem speziellen Computer zusammengefaßt, herausgeführt werden primär die Geräteausgänge und die Schalter/Meßfühler-Eingänge. Der Aufbau der Geräte ist den besonderen Bedingungen der Einsatzes in Industrieanlagen angepaßt. Einzelne Steuerungen können miteinander vernetzt werden. Die Programmierung ist nach IEC 61131-3 weitgehend genormt. Sie orientiert
sich an der Terminologie der Relaistechnik, die sie ablöst. Das erleichtert
Technikern, die mit der Relaistechnik vertraut sind, den Einstieg in die
Programmierung. Bei der Darstellung der Programme kann zwischen verschiedenen
Möglichkeiten gewählt werden : In Deutschland besonders verbreitet sind die SPS-Systeme der SIMATIC S7 Reihe der Firma Siemens mit der Programmiersprache STEP7 als Nachfolger der Systeme S5/STEP5. Die SPS-Systeme werden in verschieden Baureihen unterschiedlicher Leistungsfähigkeit angeboten (S7-200, S7-300, S7-400 ...) SPS : Intelligente SteuerrelaisIntelligente Steuerrelais sind SPS-Systeme für den Hausgebrauch. Sie haben eine geringere Leistungsfähigkeit sowohl beim Anschluß von Geräten wie auch in der Programmierung. Die Steuerrelais werden deswegen bei einfacheren Steuerungsaufgaben (meist im nichtindustriellen Bereich) eingesetzt. Bekannte Beispiele sind die Steuerung der automatischen (Schiebe)Tür von Geschäftseingängen, ein Treppenlichtschalter oder eine Wochenschaltuhr (oder alles zusammen).
Beispiel : Mitsubishi Alpha XL Im einfachsten Fall besteht eine Steuerung nur aus einem einzigen Grundbaustein und den Eingangskomponenten (Taster, Schalter, Näherungssensor (bei der oben genannten Tür) und an den Ausgängen (direkt oder über Schütz) angeschlossenen Motoren. Die Relais können aber, meist auf einer Hutschiene montiert, erheblich ausgebaut werden. Das reicht bis hin zu umfangreicher Analogverarbeitung und einer Vernetzung der Teilanlagen. Betrieben werden können die Intelligenten Relais in unterschiedlichen Ausführung mit 230V bzw. 24V (auch 12V). Die Ausgänge werden über interne Relais (230V, 12/24V) und auch in Transistorlogik (12/24V) geschaltet. Die Intelligenten Relais können direkt am Gerät programmiert und bedient werden, dazu sind ein kleines LCD und einige Tasten vorhanden. Das geht naturgemäß etwas mühsam. Deswegen besteht auch die Möglichkeit der Programmierung auf einem normalen PC verbunden mit der Übertragung des Programmes von/nach dem Relais (über ein serielles Schnittstellen Kabel). Über das integrierte LCD können außerdem Betriebszustände angezeigt werden. Besonders hervorzuheben ist das exzellente Netzausfallverhalten - erhalt des aktuellen Status über einen Stromausfall hinaus. Ebenso können einzelne Parameter (z.B. Uhrzeiten, Grenzwerte) über einen besonderen Parameter-Dialog modifiziert werden. Das Relais kann durch Paßwort geschützt werden. Bekannte Anbieter in Deutschland sind Siemens mit der LOGO!-Reihe, Moeller (siehe auch Bild unten) mit der easy-Reihe und Mitsubishi mit der ALPHA-Reihe (siehe auch Bild oben) Beispiel : Siemens LOGO! 12/24RC mit LOGO! Teach
Versuchsaufbau Siemens LOGO! 12/24RC Für Schulungszwecke werden von darauf spezialisierten Firmen (z.B. der LOGO! Teach der Firma WUEKRO) sogenannte "Trainer" angeboten. Der Trainer ist zunächstmal eine Platine auf der der LOGO! Grundbaustein über Kontaktstifte montiert ist. Auf der linken Seite sind dann Schalter/Taster zur Bedienung der Eingänge I1-I8 (max. Ausbau des Relais, nicht des Trainers : 24) und zur Anzeige des Zustandes der Ausgänge Q1-Q4 (max 16) über LEDs angebracht. In der Mitte ist dann noch Platz für (Karton)Kärtchen mit der aktuell programmierten Schaltung. Die Eingänge I7 und I8 können zusätzlich zu den rein digitalen Funktionen ein/aus auch analoge Werte (max 8) im Bereich 0-10V erfassen. Beim Trainer werden dazu die beiden Knöpfe unten benutzt. Beim Bild oben ist zusätzlich eine "fischertechnik Interface Steckkarte" auf entsprechende Kontakte in der Mitte der Grundplatine aufgesteckt. Die Steckkarte erlaubt das Stecken von fischertechnik-Steckern für die Eingänge I1-I8 (parallel zu den Schaltern der Grundplatine) und die Ausgänge. Dabei kann bei den Ausgängen zwischen dem direkten Anschluß an die Ausgänge Q1-Q4 des Relais und den speziellen links/rechts-Motorausgängen der Steckkarte gewählt werden (im Bild rechts wurde der Mini-Motor direkt an Q2 angeschlossen). Die Stecker links oben gehen zum Photowiderstand, das Kabel rechts geht zum PC (und nur dann erforderlich), das Kabel Mitte oben geht zum Netzteil. Zur links/rechts-Steuerung eines Motors werden jeweils zwei Q-Ausgänge benötigt. Das gezeigte Relais erlaubt also nur den l/r-Betrieb von zwei Motoren, die Steckkarte aber den Anschluß von vier l/r-Motoren (die Steckkarte kann auch bei dem entsprechenden Trainer-Kit von Moeller eingesetzt werden). Betrieb im Bereich 12-24V. Es müssen deswegen die 24V Teile von fischertechnik (Motoren (notfalls auch die 9V Motoren mit 12V und Lampen (die 9V Lampen halten höchsten eine Stunde) eingesetzt werden, bei Knobloch beziehbar). Der Photowiderstand kann an allen Eingängen betrieben werden. Der Trainer ist als Kit bei WUEKRO bestellbar (Trainingsmodul 160 Euro (mit Grundplatine, Relais, Netzteil), Einsteiger-Box 180 Euro (mit LOGO! Soft Comfort (Editor auf PC) und Vebindungskabel PC <-> LOGO!), fischertechnik Steckkarte 50 Euro. Die nachfolgend angeführten Beispiele und die Seite selber sind in SPS.ZIP enthalten. Beispiel Anwendung : Wecker
Das Programm (Funktionsplan - FUP) zum Modell oben Das "Modell" (Bild oben) steht auf meinem Schreibtisch und "läutet" den Arbeitstag ein : 1 Minute Ventilator täglich ab 7:30. Der Ventilator ist auch über Schalter/Taster I2 und Photowiderstand I1 (wackeln mit der Schreibtischlampe) einschaltbar. Änderung : Da täglich eine Minute doch sehr nervt : 45 Sekunden Einschaltverzögerung durch Baustein B01, über I3 wird die Anlage eingeschaltet, UND Verknüpfung über B02. Der Baustein B07 ist die Grundfunktion GF02 ODER, der Baustein B06 die Sonderfunktion SF19 Meldetexte (WECKER). Das Programm wurde ursprünglich direkt auf dem Relais erstellt und dann zwecks Datensicherung und Verschönerung auf den PC übertragen (LOGO! Soft Comfort). Daher stammt auch das Bild. Die verwendeten Funktionsblöcke entsprechen dem "FUP : Funktionsplan" nach IEC 61131-3. Es kann auch wahlweise mit "KOP : Kontaktplan" gearbeitet werden. Das Programm wird seitens des Intelligenten Relais in einem Programmzyklus abgearbeitet : - Einlesen der Eingänge I d.h. Veränderungen im Programmablauf werden immer erst am Zyklusende wirksam (ggf. also einen Zyklus später). Die Zykluszeit liegt im Millisekundenbereich, sie ist abhängig von der Dauer der Verarbeitung. Grundfunktionen : AND, AND mit Flanke, NAND, NAND mit
Flanke, OR, NOR, XOR, NOT. Die arithmetischen Funktionen der SPS wurden nicht in die Funktionsmenge der Intelligenten Relais übernommen, ebenso fehlen dessen Sprungbefehle. Dagegen sind die Merker auch hier vorhanden. Die Erstellung von Anwendungen ist für einen Elektrotechniker vergleichweise einfach, da die verwendeten Begriffe bekannt sind. Ein geübter Programmierer ohne diese Kenntnisse steht da wie Ochs im Walde, es geht nichts mehr wie es früher einmal war. Eine weitere Anwendung siehe Gabellichtschranke, Aufzug Beispiel Wecker in der Darstellung als Kontaktplan (KOP)
Die hier gezeigte Darstellung des "Wecker-Programms" in Form eines Kontaktplanes (KOP) wurde mit LOGO!Soft Comfort durch Konvertierung aus der FUP-Darstellung gewonnen. Je nach Vorliebe kann es aber auch (nur mit LOGO!Soft Comfort) direkt in dieser Form erstellt werden. Hier fällt auf, das die Funktionsblöcke des FUP "zerlegt" wurden. Anhand der Beschriftung gelingt aber die Zuordnung. Diese Darstellung spiegelt noch stärker die ursprüngliche Realisierung durch diskrete Bauelemente wider. Sie wird sicher Praktikern, die mit jedem Draht auf Du und Du stehen, entgegen kommen. Beispiel Wecker als VBScript-Programm
Minimalprogramm erstellt mit dem Editor NotePad unter Verwendung von FishFa50D.DLL(vbFish50Setup.EXE). Das Steuerrelais wird hier auf einem ft Interface (an COM2) simuliert. SetMotor steuert M2 ( ~Q2) an, die Eingänge I1 - I3 wurden auf E1 - E3 gelegt. Der Funktionsbaustein SF06 (Wochenschaltuhr) wurde in vereinfachter Form über ein If und Time/CDate nachgebildet (bei einem eigenen Test, die Zeiten anpassen). Der Programmzyklus der Steuerrelais wird durch die Do - Loop Schleife nachgebildet, hier ist auch der Einschalter wieder zu finden. Die Ausgabe erfolgt über eine MessageBox. Die Pause ist nicht erforderlich, sie bezweckt eine Abfrage in 1 Sekunden Intervallen. Zur Laufzeit ist das Programm auf dem PC nicht sichtbar. Die gezeigt Source ist vollständig - im Hintergrund erforderlich sind der WSH (Windows Scripting Host) VBScript, das VB6-Laufzeitsystem und ftComputing mit FishFa50.DLL (Siehe auch die VBScript-Ecke). Beispiel Wecker als VB6-Programm
Das Programm wurde in der VB6 Programmierumgebung (IDE) unter Nutzung der Vorlage (Template) ftComputing50 erstellt. Gezeigt wird die zu erweiternde Routine Action des mit der Vorlage erstellten Programms. Anmerkungen siehe VBS. Erforderlich ist ebenfalls vbFish50Setup.EXE (siehe auch die VB-Ecke). Beispiel : Moeller Steuerrelais EASY
easy Trainer-Kit Weiterer Hersteller : Crouzet - Millenium II
Mit noch mehr SPS-Touch. Läßt sich am Gerät sehr schön bedienen, aber nicht mehr programmieren. Z.Zt. wird ein Kennenlern Paket bestehend aus Relais, PC-Kabel und Programmiersoftware angeboten. Hersteller ist die französische Firma Crouzet. Programmbeispiel "Zählwerk" : In diesem Fall wird über das Stromstoßrelais B13 bei jedem Schließen der Lichtschranke der Ausgang Q2 umgeschaltet. Weitere Beispielesiehe auch Stanze Anmerkungen, die Dreipunkt-Regelung aus hobby 4 Band 5, Uhrbeweger, E-Tec Module : Alarmanlage, eine Aufzugssteuerung aus dem Master-Kasten. Mehr folgt (viel) später. Stand : 22.05.2004 |
