Funktionsprinzip einer SPS
Eine SPS besteht typischerweise aus CPU, Ein- und Ausgabebaugruppen, Spannungsversorgung und Kommunikationsschnittstellen. Das System liest Eingangssignale ein, verarbeitet sie nach dem Programmablauf und schreibt daraus resultierende Ausgangssignale auf Ventile, Motorstarter, Schütze oder andere Aktoren. Neben binären Signalen können je nach Ausführung auch analoge Werte, Zähler, Zeitfunktionen und Kommunikationsdaten verarbeitet werden. Die Programmierung erfolgt auf wiederholbare Steuerungsabläufe, Zustandslogik und Maschinenfunktionen ausgerichtet.
Einsatz in Maschinenbau und Automatisierung
SPS-Steuerungen werden in Fördertechnik, Montageanlagen, Handhabungssystemen, Prüfstationen, Verpackungsmaschinen und allgemeinen Sondermaschinen eingesetzt. Im Metallbereich steuern sie unter anderem Materialzuführung, Spannvorgänge, Peripherieaggregate, Werkstücktransport oder Ablaufketten zwischen mehreren Maschineneinheiten. Auch bei Retrofit-Projekten werden bestehende Maschinen häufig mit einer SPS nachgerüstet, wenn Relaislogik ersetzt oder Schnittstellen zu Antrieben, Bediengeräten und übergeordneten Systemen benötigt werden. Die SPS übernimmt dabei vor allem die Ablaufsteuerung der Maschine, nicht zwingend jede spezialisierte Teilfunktion.
Bauformen und technische Ausprägungen
Verbreitet sind kompakte SPS mit integrierten Ein- und Ausgängen sowie modulare Systeme mit erweiterbaren Baugruppen. Je nach Anlagenstruktur kommen zentrale oder dezentrale I/O-Konzepte zum Einsatz. Unterschiedlich sind zudem die verfügbaren Schnittstellen zu Feldbussen, Antrieben, HMI-Geräten oder Leitsystemen. In manchen Anwendungen läuft die Steuerungsfunktion auch softwarebasiert auf einer geeigneten Industrieplattform, fachlich bleibt jedoch entscheidend, dass die Lösung als SPS für deterministische Maschinenabläufe ausgelegt ist.
Abgrenzung zu CNC-, Prozess- und Sicherheitssteuerungen
Innerhalb der übergeordneten Leistung Steuerung stehen SPS-Steuerungen für frei programmierbare Maschinenlogik und Ablaufsteuerung. Sie unterscheiden sich von CNC-Steuerungen, die primär Bahn- und Bewegungssteuerungen von Werkzeugmaschinen berechnen und koordinieren. Gegenüber Prozesssteuerungen sind SPS eher auf diskrete oder gemischt aufgebaute Maschinenabläufe ausgelegt als auf kontinuierliche verfahrenstechnische Prozesse. Sicherheitssteuerungen bilden einen eigenen Bereich, weil sie sicherheitsbezogene Funktionen nach anderen Anforderungen behandeln; eine Standard-SPS ersetzt diese Funktionen nicht. Industrie-PC, Panel-PC oder Touch-Panel sind wiederum Geräteklassen beziehungsweise Bedienplattformen und nicht automatisch SPS-Steuerungen.
