Materialflusssteuerungen, SPS, SAIL
Materialflusssteuerungen, SPS, SAIL Materialflusssteuerungen, SPS, SAIL
IT für Intralogistiksysteme 3 SPS, SAIL UND MATERIALFLUSSSTEUERUNG 3.1 Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) 3.1.1 Grundlagen der SPS Technik 3.1.1.1 Entwicklung Im Jahre 1968 wurde von der Hydromatic Division der General Motor Corporation das Konzept einer speicherprogrammierbaren Steuerung ausgearbeitet. Der Grundgedanke dieses Konzeptes geht darauf zurück, ein flexibles System zu entwickeln, welches eine festverdrahtete Steuerung wie Relais-, Schütz- und Halbleitersteuerung ersetzen kann. Dieses freiprogrammierbare System sollte universell und völlig unabhängig von der zu realisierenden Prozessaufgabe sein. Wesentliche Vorteile gegenüber den konventionellen Steuerungen sind: Verschleißfreiheit kleine Baumaße Steuerfunktionen sind schnell und einfach änderbar vereinfachte Fehlerdiagnose große Leistungsfähigkeit Heute ersetzen speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) nicht nur die früheren konventionellen Steuerungen, sondern übernehmen zusätzliche Steuerungsfunktionen und Diagnoseaufgaben von Einzelmaschinen bis zu komplex verketteten Fertigungssystemen. Zunehmend werden SPS auch zur Kommunikation in Netzwerken als Datenschnittstelle (Konzentratoren) zu übergeordneten Rechnersystemen verwendet. Gerade dieser Trend zur Dezentralisierung in hierarchisch aufgebauten Automatisierungsstrukturen erfordert eine hohe Anforderung an die zu verarbeitenden Datenmengen und damit an den Funktionsumfang einer SPS. 3.1.1.2 Definition, Normen Ein speicherprogrammierbares Steuerungsgerät ist ein elektrisches Betriebsmittel, welches mit einer anwenderorientierten Programmiersprache, gemäß seiner jeweiligen Steuerungsaufgabe programmierbar ist. Das Programm kann in einem Programmspeicher freiprogrammierbar oder austauschprogrammierbar abgelegt werden. Diese Unterscheidung bezieht sich auf die Art der verwendeten Speicherbausteine einer SPS. Bei den freiprogrammierbaren Steuerungen ist der Programmspeicher ein Schreib- Lese-Speicher (RAM), dessen Inhalt durch Verändern oder Hinzufügen von Programmanweisungen ohne mechanische Eingriffe modifizierbar ist. Verwendet man Nur- Lese-Speicher (ROM) sind Programmänderungen nur durch Herausnehmen und Austauschen von Speicherbaugruppen möglich. IT für Intralogistiksysteme Prof. Dr.-Ing. Frank Thomas Seite 4
IT für Intralogistiksysteme Üblich ist heute die Verwendung von RAM's zur Speicherung des Anwenderprogrammes und den Einsatz von ROM's, meist spannungsausfallsichere EPROM's, für die geräteinternen Betriebsfunktionen. Speichertypen und deren Eigenschaften Speichertyp Löschen Programmieren Speicherinhalt RAM ROM EPROM EEPROM Random Access Memory Speicher mit wahlfreiem Zugriff Schreib-Lese-Speicher Read Only Memory Festwertspeicher Nur-Lese-Speicher Erasable Programmable ROM Löschbarer Festwertspeicher Electrical Erasable Programmable ROM Elektrisch löschbarer Festwertspeicher Tabelle 3.1: Speichertypen und deren Eigenschaften elektrisch elektrisch nicht möglich durch Masken beim Herstellungsprozess durch UV- Belichtung elektrisch elektrisch flüchtig bei Stromunterbrechung nicht flüchtig bei Stromunterbrechung Eine Übersicht über die wichtigsten Normen zur SPS bietet die nachfolgende Tabelle: Übersicht über wichtige Normen zur SPS Begriffe der Steuerungstechnik DIN 19237 Peripherieschnittstellen elektronischer Steuerungen DIN 19240 Speicherprogrammierbare Steuerungen, Programmierung DIN 19239 Meldung von Betriebszuständen DIN 19235 Schaltzeichen digitale Informationsverarbeitung DIN 40900 Teil 12 Regeln und graphische Symbole für Funktionspläne DIN 40719 Teil 6 Begriffe der Informationsverarbeitung DIN 44300 Speicherprogrammierbare Steuerungsgeräte Blatt 1 bis Blatt 5 VDI 2880 Tabelle 3.2: Übersicht über wichtige Normen zur SPS IT für Intralogistiksysteme Prof. Dr.-Ing. Frank Thomas Seite 5
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3 <strong>SPS</strong>, <strong>SAIL</strong> UND MATERIALFLUSSSTEUERUNG<br />
3.1 Speicherprogrammierbare Steuerungen (<strong>SPS</strong>)<br />
3.1.1 Grundlagen der <strong>SPS</strong> Technik<br />
3.1.1.1 Entwicklung<br />
Im Jahre 1968 wurde von der Hydromatic Division der General Motor Corporation das<br />
Konzept einer speicherprogrammierbaren Steuerung ausgearbeitet. Der Grundgedanke<br />
dieses Konzeptes geht darauf zurück, ein flexibles System zu entwickeln, welches eine<br />
festverdrahtete Steuerung wie Relais-, Schütz- und Halbleitersteuerung ersetzen kann.<br />
Dieses freiprogrammierbare System sollte universell und völlig unabhängig von der zu<br />
realisierenden Prozessaufgabe sein.<br />
Wesentliche Vorteile gegenüber den konventionellen Steuerungen sind:<br />
Verschleißfreiheit<br />
kleine Baumaße<br />
Steuerfunktionen sind schnell und einfach änderbar<br />
vereinfachte Fehlerdiagnose<br />
große Leistungsfähigkeit<br />
Heute ersetzen speicherprogrammierbare Steuerungen (<strong>SPS</strong>) nicht nur die früheren<br />
konventionellen Steuerungen, sondern übernehmen zusätzliche Steuerungsfunktionen und<br />
Diagnoseaufgaben von Einzelmaschinen bis zu komplex verketteten Fertigungssystemen.<br />
Zunehmend werden <strong>SPS</strong> auch zur Kommunikation in Netzwerken als Datenschnittstelle<br />
(Konzentratoren) zu übergeordneten Rechnersystemen verwendet. Gerade dieser Trend<br />
zur Dezentralisierung in hierarchisch aufgebauten Automatisierungsstrukturen erfordert<br />
eine hohe Anforderung an die zu verarbeitenden Datenmengen und damit an den<br />
Funktionsumfang einer <strong>SPS</strong>.<br />
3.1.1.2 Definition, Normen<br />
Ein speicherprogrammierbares Steuerungsgerät ist ein elektrisches Betriebsmittel, welches<br />
mit einer anwenderorientierten Programmiersprache, gemäß seiner jeweiligen<br />
Steuerungsaufgabe programmierbar ist. Das Programm kann in einem Programmspeicher<br />
freiprogrammierbar oder austauschprogrammierbar abgelegt werden.<br />
Diese Unterscheidung bezieht sich auf die Art der verwendeten Speicherbausteine einer<br />
<strong>SPS</strong>. Bei den freiprogrammierbaren Steuerungen ist der Programmspeicher ein Schreib-<br />
Lese-Speicher (RAM), dessen Inhalt durch Verändern oder Hinzufügen von<br />
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