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SEW-EURODRIVE -  Elektrohängebahn

Welche Zukunft hat die SPS-Technik? Wie die marktführenden Konzerne Siemens  und Mitsubishi Electric mit innovativen            SPS-Systemen überraschten

 Automatisierungssystem für extreme Aufgaben

Wenn Standard-Automatisierungssysteme scheitern, fühlt sich 750 XTR richtig wohl. Das Wago-I/O-System 750 XTR ist das Automatisierungssystem von Wago für extreme Betriebs- und Umgebungsbedingungen.

Automatisierungsprojekte

Digitalisierung und Industrie 4.0 – smarte Automation

Digitales Funksystem für die Zug-zu-Zug-Kommunikation

Bild: (C) SEW Eurodrive

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Top-Thema:  Proaktive Security-Konzepte statt reaktive Cyberverteidigung: Sicherheit in Industrieanlagen muss neu gedacht werden

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50 Jahre - Jubiläum: Speicherprogrammierbare Steuerungen

 

Geschichte

Erfunden wurde die PLC oder zu Deutsch SPS angeblich von Richard E. Morley (Modicon) und Odo J. Struger (Allen-Bradley), man kann beide als die Väter der SPS bezeichnen. Morley begann mit einer PLC-Runtime für einen VAX-Rechner von DEC .Im Jahr1969 stellte er eine Modicon 084 als solid- state sequential logic solver (Halbleiter-basierendes sequentielles Logiksystem) vor. Dr. Struger war unter anderem führend an der Formulierung der zugehörigen Instituts-Standards in den USA beteiligt. Er war zudem bei Allan Bradley maßgeblich an der modularen und industrietypischen Ausprägung des »Programmable Logic Controller« (PLC) beteiligt.

Morley wehrte sich gegen die Bezeichnung »Computer«. Er sah hierdurch die Akzeptanz bei den bisher tätigen Steuerungsfachleuten gefährdet. Daher wurde das Ladder Diagram (Kontaktplan) zur Programmierung entwickelt, das einem Stromlaufplan ähnelte. Demnach gab es eine Eins-Zu-Eins- Umsetzung von Öffnern, Schließern, Parallel- und Serienverschaltung auf das neue Konzept.

1974 wurden von Dr. Klaschka und Pilz die ersten SPS in Deutschland auf den Markt gebracht, gefolgt von Klöckner-Moeller und Siemens. Etwa 1979 kamen dann auch weitere deutsche Hersteller mit ihren Modellen auf den Markt. Zu diesem Zeitpunkt waren in Japan bereits die Steuerungen von Mitsubishi Electric, Omron, Hitachi, Koyo und anderen im Einsatz. Heutzutage gibt es auf dem europäischen Markt mehr als 300 Hersteller (Stand 2008) mit volatilen Ursprüngen. Einige Hersteller bedienen das gesamte Spektrum für jeden denkbaren Einsatzzweck. Viele beschränken sich auf kleine spezielle Marktnischen.

Definition: Eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS, engl. Programmable Logic Controller, PLC) ist eine ICS-Komponente, die Steuerungs- und Regelaufgaben in der Betriebstechnik (engl. Operational Technology, OT) übernimmt und ausführt. Die Grenzen zwischen verschiedenen Geräteklassen und Bauformen sind inzwischen fließend: So war ursprünglich die Anzahl der peripheren Anschlüsse eines der unterscheidbaren Kriterien. Durch den Einsatz immer leistungsfähigerer µProzessoren in den Steuerungen sind funktionale Leistungen, z. B. Regelungstechnik, Arithmetik oder Visualisierung sowie die Kommunikationsfähigkeit, eindeutig im Fokus. Heutzutage kann z. B. auch ein Fernwirkgerät (engl. Remote Terminal Unit, RTU) die Funktionen einer SPS übernehmen oder ein Programmable Automation Controller (PAC) kann versuchen, die Vorteile einer SPS und eines Industrie-PCs zu vereinen. Jedoch ist die SPS immer noch das klassische Automatisierungsgerät, sodass in diesem Baustein diese Begriffe synonym verwendet werden. Allerdings wurde die Bezeichnung SPS oder PLC inzwischen ersetzt durch den Begriff Controller. Des Weiteren gibt es durch die Einbindung von Industrie-PCs so bezeichnete Soft-SPSen sowie Embedded Controller. In mobilen Maschinen sind ECUs (Electronical Control Units) im Einsatz.

Eine SPS verfügt grundsätzlich über digitale Ein- und Ausgänge, ein Echtzeitbetriebssystem (Firmware) sowie weitere Schnittstellen für Ethernet oder Feldbusse. Die Verbindung zu Sensoren und Aktoren erfolgte über die analogen oder digitalen Ein- bzw. Ausgänge oder über einen Feldbus. Die Kommunikation mit Prozessleitsystemen findet meist über die Ethernet-Schnittstelle und IP-basierte Netze statt.

Die möglichen Realisierungen sind vielfältig: SPSen können als Baugruppe, Einzelgerät, PC-Einsteckkarte (Slot-SPS) oder als Software-Emulation (Soft-SPS) eingesetzt werden. Am häufigsten anzutreffen sind modulare SPSen, die aus verschiedenen funktionalen Steckmodulen zusammengesetzt werden. Zunehmend werden auch weitere Funktionen wie das Visualisieren, Alarmieren und Protokollieren durch die SPS realisiert.

Aufgrund der im OT-Umfeld typischen hohen Verfügbarkeitsanforderungen und der oft extremen Umgebungsbedingungen (Klima, Staub, Vibration, Korrosion) wurden ICS-Komponenten schon immer als robuste Geräte mit hoher Zuverlässigkeit und langer Lebensdauer konstruiert.

SPSen werden normalerweise über Spezialsoftware des jeweiligen Herstellers konfiguriert bzw. programmiert. Mit der PLCopen als Nutzerorganisation wurde eine erste einheitliche und übergreifende Programmiervielfalt etabliert, die aktuell von der Gruppe OPC UA weiterentwickelt wird. Programmiert werden die Steuerungen entweder über sogenannte Programmiergeräte und heutzutage über Standard-PCs (z. B. als Anwendung unter Windows oder Linux) oder über eine Engineering-Station, die die Daten über ein Netz verteilt.

Bearbeitung: Wolfgang Klinker, Klinker@industry-focus.info

Quellen: eigene Unterlagen und Wikipedia, a.a.O.

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Intelligentes Transportsystem fährt mit Höchstgeschwindigkeit

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