Definition Was ist eine Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS)?

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Eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) wird zur automatischen Regelung und Steuerung von Prozessen, Anlagen und Maschinen in industriellen Umgebungen eingesetzt. Eine SPS lässt sich als kompaktes Gerät, modulares System oder Chip-Lösung nutzen.

Der englische Fachbegriff für die speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) lautet PLC. Dies ist das Akronym für programmable logic controller. Das auf digitaler Ebene programmierte System löst in den meisten Bereichen die herkömmliche fest verdrahtete, verbindungsprogrammierte Steuerung (in Kurzform: VPS) ab. Der Grund hierfür: Eine SPS lässt sich wesentlich flexibler einsetzen. Die Grundlagen der speicherprogrammierbaren Steuerung sind in der europäischen Norm EN 61131 formuliert und definiert. Für verteilte Steuerung gibt es zudem eine objektorientierte Weiterentwicklung in Form der EN 61499.

So funktioniert ein SPS-Programm

In der Regel setzt sich die speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) aus Ein- und Ausgängen, Schnittstellen, Betriebssystemen und anderen funktionalen Einzelkomponenten zusammen. Die Funktionsbasis zur Ausführung der Programme wird dabei vom Betriebssystem zur Verfügung gestellt. In der Steuerung ist zudem eine Schnittstelle integriert, über die alle individuell erstellten Programme geladen werden. Die speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) verfügt an den Eingängen über Sensoren, wie zum Beispiel Lichtschranken, Füllstandsmelder oder Temperatursensoren. An den Ausgängen befinden sich demgegenüber so bezeichnete Aktoren. Dies können zum Beispiel Ansteuerungen von Schrittmotoren oder elektrische Ventile sein.

Sensoren und Aktoren regeln den Verarbeitungsablauf

Das Programm legt dabei fest, in welcher Form und in welcher Abhängigkeit die einzelnen Komponenten angesteuert werden. Die Sensoren der mit dem SPS-Programm verbundenen Komponenten reagieren dabei auf Signale. Diese Signale unterliegen einem jeweils vordefinierten Verarbeitungsablauf. Die Informationen über den jeweils aktuellen Betriebszustand der Prozesse, Anlagen und Maschinen sind über Statusanzeigen ersichtlich. Im Hinblick auf den Verarbeitungsablauf kommen zwei unterschiedliche SPS-Typen zum Einsatz: SPS mit zyklusorientiertem Verarbeitungsablauf und SPS mit ereignisgesteuertem Verarbeitungsablauf. Hierbei gibt es wesentliche Unterschiede zu beachten.

Die wichtigsten Unterscheidungskriterien der verschiedenen SPS-Typen

• Zyklusorientierter Verarbeitungsablauf: Bei diesem Typus wiederholen sich sämtliche Ein- und Ausgaben sowie die entsprechende Verarbeitung im Rahmen von sich wiederholenden Zyklen, die bereits im Vorfeld festgelegt werden. Ein Programmzyklus umfasst in der Regel nur Milli- oder sogar Mikrosekunden.

• Zyklusorientierter Verarbeitungsablauf mit Unterbrechungsverarbeitung: In diesem Fall können Ereignisse den rein zyklischen Verarbeitungsablauf unterbrechen. Dafür wird dann ein alternativer Programmcode abgearbeitet. Erst nach Beendigung dieser Verarbeitung kehrt das gesamte System wieder in den ursprünglichen Verarbeitungsablauf zurück.

• Ereignisgesteuerter Verarbeitungsablauf: Wie es der Name bereits andeutet, nehmen hier eintretende Ereignisse Einfluss auf die auszuführenden Programmteile. Je nach eintretendem Ereignis ruft das System einen bestimmten Programmcode auf und arbeitet diesen anschließend vollständig ab.

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