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Verfahren |
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Steuerungskonzepte - Zyklisch vs. Objektorientiert |
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| Beschreibung | |||||||||
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Dem derzeitigen Stand der Technik entsprechend ist das Kernstück für die Steuerung einer Anlage eine Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS). Diese kann entweder stand-alone eingesetzt werden oder in Verbindung mit SCADA-Systemen und anderen Komponenten – z.B. mit weiteren SPSen. Die SPS ist ein Kleincomputer, bei dem durch (Steuerungs-) Programme die erforderliche Steuerungsfunktion festgelegt und die SPS an die jeweilige Anlage angepasst wird. Ein- und Ausgabe- (kurz E/A-) Geräte, d.h. Sensoren und Aktoren, sind direkt mit der SPS verbunden. Von der SPS ausgehend werden Daten von den E/A-Geräten abgerufen und nach der Bearbeitung durch das Steuerungsprogramm wieder an diese rückübermittelt. Die Sensoren oder Aktoren selbst verfügen über keinerlei eigene Intelligenz in Form von Microchips oder ähnlichen Bausteinen; sie sind somit rein ausführende Elemente, die auf die zentrale Steuerintelligenz angewiesen sind. Diese wird softwareseitig durch das Steuerungsprogramm realisiert, welches in der SPS abläuft. SPS-Steuerungsprogramme werden, im Gegensatz zur Programmabarbeitung bei der konventionellen Datenverarbeitung, bei der nur ein einmaliges Durchlaufen des Programms erfolgt, immer im permanenten zyklischen Betrieb abgearbeitet (siehe nachfolgende Abbildung).  Nach Durchlaufen des SPS-Programms erfolgt, nach dem automatischen Rücksprung zum Programmanfang, der erneute Durchlauf des Programms. Zu Beginn eines jeden Zyklus wird der Zustand aller Eingangssignale (Sensorsignale) in das Prozessabbild der Eingänge kopiert. Beim nun folgenden Durchlauf des Programms wird ausschließlich auf diese Kopie zugegriffen. Wenn sich in dieser Zeit ein Eingangssignal ändert, hat das im momentanen Programmzyklus keine Auswirkung. Die SPS-Ausgangssignale (Aktorsignale), die während des Programmzyklus verändert werden, werden zunächst in das Prozessabbild der Ausgänge kopiert und erst am Ende des Zyklus signaltechnisch ausgegeben. Während eines Zyklus besitzen die Ausgänge also einen fixierten Signalzustand. Die Zykluszeit einer SPS, also die Zeit für den Durchlauf der kompletten Prozesskette „Eingänge lesen – Programmabarbeitung – Ausgänge setzen“, ist die Auflösung einer SPS. Je kürzer diese Zeit ist, desto „realitätsnaher“ bzw. genauer ist das Prozessabbild der zu steuernden Anlage. Gebräuchliche Zykluszeiten in der Steuerungstechnik liegen im Millisekundenbereich, wobei sie jedoch anwendungsabhängig sind und von knapp unter 0,1 ms (Maschinensteuerungen, Fertigungsautomation) bis zu mehreren Tausend Millisekunden (Anlagenbau, Chemieindustrie) bei verhältnismäßig langsamen Prozessen reichen können. Fortsetzung | |||||||||
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