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50 Jahre speicherprogrammierbare Steuerungen und SPS-Programmierung
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Ein halbes Jahrhundert ist es nun her, als die US-amerikanischen Ingenieure Odo J. Struger und Richard E. Morley die ersten speicherprogrammierbaren Steuerungen, kurz "SPS", entwickelt haben. Hinter dem kryptischen Namen verbirgt sich eine der wichtigsten Erfindungen der Automatisierungstechnik. Für gewöhnlich wird eine SPS im industriellen Bereich zur Steuerung oder Regelung von Maschinen, Anlagen, Robotern und dergleichen mehr eingesetzt. Ihre Aufgabe besteht im Großen und Ganzen darin, Signale aufzunehmen, diese mittels einer aufgabenbezogenen SPS-Programmierung auszuwerten und in die gewünschte Aktion umzuwandeln.
Klammheimlich und doch so wichtig
Seit der Erfindung der speicherprogrammierbaren Steuerung vor fünf Jahrzehnten hat sich viel geändert. Nicht nur im Hinblick auf den technischen Fortschritt, sondern auch was die gesellschaftliche Relevanz der Technologie angeht. Im Zuge der Digitalisierung sind Computer für den Großteil der Bevölkerung zu etwas ganz alltäglichem geworden. Trotzdem wissen nur wenige von den unscheinbaren Strippenziehern, ohne die ein Großteil der Industrie und viele Bereiche des täglichen Lebens zum Stillstand kommen würden. Von Aufzügen und Rolltreppen über Ampelanlagen und Straßenbeleuchtungen bis hin zu Kläranlagen und Kraftwerken: Speicherprogrammierbare Steuerungen sind häufiger anzutreffen, als man denkt.
Noch heute werden speicherprogrammierbare Steuerungen - mittlerweile wesentlich ausgereifter - in fast allen Produktionsstätten der Welt zur Steuerung von Prozessen eingesetzt. Und das nicht ohne Grund. Sie können selbst unter erschwerten Bedingungen, wie Staub, Feuchtigkeit, Hitze oder Kälte, problemlos funktionieren. Darüber hinaus weisen sie einen geringen Energieverbrauch und Platzbedarf, die Vernetzungsmöglichkeit mit anderen Anlagen, hohe Zuverlässigkeit sowie eine umfassende Flexibilität auf. Mit der entsprechenden SPS-Programmierung kann die Steuerung so gut wie jede Aufgabe erledigen (https://www.skdk.de/sps-programmierung.html). Die perfekten Eigenschaften, um für die verschiedensten Zwecke eingesetzt zu werden.
Aufbau, Funktionsweise und SPS-Programmierung
In ihrer einfachsten Form besteht eine speicherprogrammierbare Steuerung aus drei Hauptkomponenten. An erster Stelle steht die Eingabeeinheit, welche die Signale des angeschlossenen Sensors aufnimmt und weiterleitet. Mit Sensoren sind unter anderem Druckschalter, Temperaturfühler oder auch Lichtschranken gemeint, die nichtelektrische Ereignisse erfassen und zu elektrischen Signalen umwandeln.
Auf die Eingabeeinheit folgt die Verarbeitungseinheit, welche die Signale entsprechend der SPS-Programmierung verarbeitet. Innerhalb dieses Moduls befinden sich der Speicher sowie der Prozessor, der für die Durchführung aller notwendigen Berechnungen verantwortlich ist. Nachdem die empfangenen Daten verarbeitet wurden, werden sie an die Ausgabeeinheit weitergeleitet. Letztere steuert die sogenannten Aktoren an, die an den Ausgängen der SPS angeschlossen sind und das Gegenstück zu den Sensoren bilden, indem sie die elektrischen Signale in eine Aktion umsetzen.
Damit eine Steuerung weiß, was sie mit den Signalen anzufangen hat, bedarf es einer zielführenden SPS-Programmierung. IT-Engineering Unternehmen wie die SKDK GmbH aus Berlin verstehen sich darauf, mittels SPS-Programmierung komplexe Automatisierungslösungen für verschiedene Aufgaben und Anforderungen zu erstellen (https://www.skdk.de/). Die entsprechenden Programme werden typischerweise mittels einer speziellen Software auf einem PC geschrieben, um hinterher in die SPS geladen zu werden. Einmal angeschlossen, kann sie eigenständig und automatisch ans Werk gehen.
Ein Ausblick in die Zukunft
Die speicherprogrammierbare Steuerung hat sich als eine tragende Säule der industriellen Automatisierung erwiesen. Eine größere Programmierflexibilität und -freundlichkeit, Skalierbarkeit, mehr Speicher, kleinere Größen und drahtlose Funktionen sind nur einige der vielen Entwicklungen, die SPSen seit ihrer Erfindung vor 50 Jahren durchlaufen haben. Auch in Zukunft wird sich ihre Funktion an moderne Anforderungen anpassen, Innovationen hervorbringen und die Automatisierungstechnik entscheidend mitprägen.
Bildnachweis: Fotolia_159173304_S_©sorapolujjin