Was in aller Welt ist SPS-Programmierung?

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

Während Sie vielleicht denken, Sie wissen alles, was Sie über Computer wissen müssen, haben Sie noch nicht einmal die Oberfläche der Verwendung zerkratzt Computer, um Dinge zu automatisieren, bis Sie eine speicherprogrammierbare Steuerung verwendet haben - in der Automatisierungsbranche einfach als "SPS". Eine SPS ist nichts anderes als ein Computer mit einem Prozessor, außer dass die Architektur so erstellt wird, dass sie auf die Interaktion mit der Außenwelt ausgerichtet ist. Es erhält Informationen von der Außenwelt über Eingänge - digitale und analoge Sensoren, Relais und andere verschiedene Geräte. Es interagiert mit der realen Welt über Ausgänge - 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 über die Ausgaben mit der realen Welt - alles in Sekundenbruchteilen. Dies sind im Wesentlichen Roboter.

Woher die Programmierung der Computerautomatisierung kam

Vor Computersystemen wurden alle Fertigungsanlagen manuell gesteuert. Dies bedeutet, dass eine Person Tasten drücken würde, um Geräte direkt zu steuern. Beispielsweise kann 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 und die Flasche zu füllen, und drückten dann den Förderknopf erneut. Dies war die Stufe der Automatisierung, die anfänglich menschliche Hände ersetzte (und in einigen Fällen rettete).

Die Entwicklung der SPS-Programmierung ergab sich aus der Verkabelung dieser „manuellen“ Steuerungssysteme. In vielen Fällen wurden einige „Smarts“ in die elektrische Verkabelung einbezogen, um die Maschine zu schützen. Die Schaltpläne enthielten Eingabetaster und Ausgangskontaktrelais, die auf den Ausdrucken wie folgt aussahen.

Dies sind Kontaktrelais - eines wird als "normalerweise offen" und das andere als "normalerweise geschlossen" bezeichnet, was bedeutet, dass eines den Stromkreis bei Aktivierung schließt und das andere ihn öffnet. Relais können durch alles aktiviert werden - einen Druckknopf, einen Endschalter, der von einem Objekt gedrückt wird usw. Auf der Ausgangsseite der Verkabelung würden Elektriker das folgende Signal verwenden, um eine Ausgangsspule darzustellen, die einen Motor oder ein anderes Gerät einschalten könnte.

Mit dem Aufkommen nicht nur von Computerprozessoren, sondern auch von fortschrittlichen Sensorgeräten wie Infrarot-Näherungs- und Füllstandsensoren wurden viele dieser „manuellen“ Prozesse eingeführt Wo ein Mensch noch Entscheidungen treffen musste, wurde er durch Computerautomatisierungsprogrammierung in diesen sogenannten Hochgeschwindigkeitsprozessoreinheiten ersetzt SPSen.

Was unterscheidet eine SPS von einem normalen Computer? SPSen sollen schnell zyklisch arbeiten und schnell mit der Außenwelt interagieren. Wenn Sie sich das erste Bild in diesem Artikel eines Allen-Bradley-SPS-Systems ansehen, werden Sie überrascht sein, dass nur das linke Modul der eigentliche Computer ist. Der Großteil des „Racks“ umfasst verschiedene Module, die mit Eingangssensoren oder -geräten interagieren, und dann andere Module zur Steuerung von Ausgabegeräten.

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

Computerautomatisierte Programmierung verwendet Kontaktplanlogik

Während sich dies in naher Zukunft ändern kann, verwendeten diese SPS bisher verschiedene Versionen der „Kontaktplanlogik“. Kontaktplanlogik ist eine Programmiersprache, die sieht diesen alten Schaltplänen und elektrischen Symbolen sehr ähnlich, ist jedoch im Prozessor in einem sequentiellen „Programm“ angeordnet, das die Steuerung übernimmt alles.

Diese SPS-Programmierung sieht aus wie ein elektrischer Schaltplan, dies sind jedoch nur Symbole, die zur Darstellung einer Funktion verwendet werden. Eingangsrelais untersuchen einige Sensoren in der realen Welt, die Ausgangssymbole schalten ein reales Gerät ein oder aus und alle anderen Die Kästchen in der Mitte stehen für verschiedene mathematische Berechnungen oder andere „Funktionen“, genau wie bei jedem anderen Computer Software.

Sie sind im Programm auf „Sprossen“ angeordnet - und alle Sprossen werden fast gleichzeitig gescannt. Wenn Sie darüber nachdenken, wie Computerprogrammierer daran gewöhnt sind, sequentielle Programme dort zu schreiben, wo sich das Skript befindet zeilenweise verarbeitet - es kann einige Zeit dauern, bis Sie sich daran gewöhnt haben, ein Programm zu schreiben, in dem alles passiert auf einmal.

Wenn Sie jedoch überlegen, wie schnell ein automatisierter „Roboter“ auf Änderungen in der realen Welt reagieren muss, können Sie erkennen, warum diese schnelle Scan-Zeit von entscheidender Bedeutung ist.

Wenn es um die hohen, präzisen Anforderungen der heutigen High-Tech-Fertigungswelt geht, können Sie sehen, warum Diese programmierbaren Hochgeschwindigkeitscomputer sind das Herzstück dessen, was jedem Hersteller einen Wettbewerbsvorteil verschafft Vorteil.

Um einen Prozess zu automatisieren, muss man den Prozess verstehen, die Maschinerie verstehen und dann wie ein Mensch denken Computerprogrammierer, damit Sie dieser SPS genau sagen können, wie sie das tun soll, was 2 oder 3 Menschen zuvor zu tun hatten Hand.

Noch besser ist, wenn Sie einen Computer verwenden, um diese Dinge zu tun, können Sie auch sofort Messungen durchführen und Tests durchführen und sammeln Sie Daten, damit Ihnen Informationen sofort in einer Datenbank oder auf einer webbasierten Basis zur Verfügung stehen Anzeige.

Haben Sie jemals die Möglichkeit gehabt, mit automatisierten SPS-gesteuerten Systemen zu interagieren? Sind Sie ein SPS-Programmierer? Teilen Sie Ihre Gedanken und Erfahrungen zu dieser Technologie im Kommentarbereich unten mit.

Bildnachweis: Sistemart, Elmschrat, Nuno Nogueira