Was in der Welt ist SPS-Programmierung?

In der Welt der Fertigung gibt es Computer und dann Computerautomation.

Sie denken vielleicht, dass Sie alles über Computer wissen, aber Sie haben noch nicht einmal die Oberfläche des Computers zum Automatisieren von Dingen gekratzt, bis Sie eine speicherprogrammierbare Steuerung verwendet haben, die in der Automatisierungsbranche einfach als “PLC”. Eine SPS ist nichts weiter als ein Computer mit einem Prozessor, außer dass die Architektur auf eine Art und Weise erstellt wird, die auf die Interaktion mit der Außenwelt ausgerichtet ist. Es erhält Informationen aus der Außenwelt durch Eingänge - digitale und analoge Sensoren, Relais und andere verschiedene Gadgets. Es arbeitet mit der realen Welt über Ausgänge zusammen - Motoren, Ventile, Förderbänder, Aktuatoren und vieles mehr.

Zwischen allen Ein- und Ausgängen befindet sich die SPS - das Herz des Tieres und das Gehirn hinter der gesamten Operation. Die SPS-Programmierung trifft die Entscheidungen auf der Grundlage von Eingaben aus der realen Welt und interagiert dann sofort mit der realen Welt über die Ausgänge - alles in Sekundenbruchteilen. Dies sind im Wesentlichen Roboter.

Woher die Computer-Automatisierungs-Programmierung kam

Vor Computersystemen wurde die Fertigungsausrüstung manuell gesteuert. Das bedeutet, dass eine Person Tasten drückt, um Geräte direkt zu steuern. Beispielsweise könnte ein Bediener einen Knopf drücken, um ein Förderband zu bewegen, bis sich eine Flasche unter einem Auslauf befindet. Dann drückten sie einen weiteren Knopf, um das Ventil zu öffnen, füllten die Flasche und drückten dann erneut auf den Förderknopf. Dies war die Stufe der Automatisierung, die zunächst die menschlichen Hände ersetzte (und in einigen Fällen auch sparte).

Die Entwicklung der SPS-Programmierung kam von diesen “Handbuch” Steuersysteme wurden verdrahtet. In vielen Fällen gab es einige “smarts” in die elektrische Verdrahtung eingearbeitet, um die Maschine zu sichern. Zu den Schaltplänen gehörten Eingabetasten und Ausgangskontaktrelais, die auf den Ausdrucken wie folgt aussahen.

Das sind Kontaktrelais - eines heißt “normalerweise offen” und der andere “normalerweise geschlossen”, Das bedeutet, dass einer den Stromkreis schließt, wenn er aktiviert wird, und der andere den Stromkreis öffnet. Relais könnten durch irgendetwas aktiviert werden - einen Drucktaster, einen von einem Objekt getroffenen Endschalter usw. Auf der Ausgangsseite der Verdrahtung würden Elektriker das folgende Signal verwenden, um eine Ausgangsspule darzustellen, die einen Motor oder ein anderes Gerät einschalten könnte.

Mit dem Aufkommen nicht nur Computerprozessoren, sondern auch fortschrittlicher Sensorgeräte wie Infrarot-Annäherungs- und Füllstandssensoren - viele davon “Handbuch” Prozesse, bei denen ein Mensch noch Entscheidungen treffen musste, wurden durch die Programmierung der Computerautomatisierung in diesen Hochgeschwindigkeitsprozessoreinheiten (SPSen) ersetzt.

Was unterscheidet eine SPS also von einem normalen Computer? SPSen sind so ausgelegt, dass sie schnell zyklisieren und schnell mit der Außenwelt interagieren können. Wenn Sie sich das erste Bild eines Allen-Bradley-SPS-Systems in diesem Artikel anschauen, werden Sie möglicherweise überrascht sein, dass nur das ganz linke Modul der eigentliche Computer ist. Der Großteil der “Gestell” umfasst verschiedene Module, die mit Eingangssensoren oder -geräten interagieren, und andere Module, um auch Ausgabegeräte zu steuern.

Da diese Systeme verwendet wurden, um Systeme zu ersetzen, die früher von Elektrikern verdrahtet und gewartet wurden, war die Steuerung “Sprache” musste etwas sein, das diese Elektriker verstehen konnten. So war es “Leiterlogik” wurde geboren.

Computerautomatisierte Programmierung verwendet Ladder Logic

Während sich dies in naher Zukunft ändern kann, haben diese Steuerungen bisher verschiedene Versionen von verwendet “Leiterlogik.” Die Kontaktplanlogik ist eine Programmiersprache, die den alten elektrischen Schaltplänen und den elektrischen Symbolen sehr ähnlich sieht, jedoch innerhalb des Prozessors in einer Reihenfolge angeordnet ist “Programm” das steuert alles.

Diese SPS-Programmierung sieht wie ein elektrischer Schaltplan aus. Dies sind jedoch nur Symbole, die zur Darstellung einer Funktion dienen. Eingangsrelais untersuchen einen Sensor in der realen Welt, die Ausgangssymbole schalten ein reales Gerät ein oder aus und alle Kästchen in der Mitte repräsentieren verschiedene mathematische Berechnungen oder andere “Funktionen”, genau wie Sie es in jeder anderen Computersoftware haben.

Sie sind ausgelegt “Sprossen” im Programm - und alle Sprossen werden nahezu gleichzeitig gescannt. Wenn Sie darüber nachdenken, wie Computerprogrammierer daran gewöhnt sind, sequentielle Programme zu schreiben, bei denen das Skript Zeile für Zeile verarbeitet wird, kann es einige Zeit dauern, bis Sie ein Programm schreiben, bei dem alles auf einmal passiert.

Aber wenn man bedenkt wie schnell ein Automatisiert wird “Roboter” Um auf jede Veränderung in der realen Welt reagieren zu können, können Sie sehen, warum diese schnelle Scanzeit von entscheidender Bedeutung ist.

Wenn es um die hochvolumigen, präzisen Anforderungen in der heutigen High-Tech-Fertigungswelt geht, können Sie sehen, warum diese programmierbaren Hochgeschwindigkeits-Computer im Mittelpunkt eines jeden Herstellers stehen, der Wettbewerbsvorteile bietet.

Um einen Prozess zu automatisieren, müssen Sie den Prozess verstehen, die Maschinerie verstehen und dann wie ein Computerprogrammierer denken, damit Sie der SPS genau sagen können, was 2 oder 3 Menschen tun müssen, was zuvor von Hand zu tun war.

Wenn Sie einen Computer dazu verwenden, können Sie außerdem sofort Messungen durchführen, Tests durchführen und Daten sammeln, sodass die Informationen sofort in einer Datenbank oder auf einer webbasierten Anzeige verfügbar sind.

Hatten Sie jemals die Gelegenheit, mit automatisierten SPS-gesteuerten Systemen zu interagieren? Sind Sie ein SPS-Programmierer? Teilen Sie Ihre Gedanken und Erfahrungen zu dieser Technologie in den Kommentaren unten mit.

Bildnachweis: Sistemart, Elmschrat, Nuno Nogueira

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