Kontaktplanlogik in der SPS-Programmierung:Grundlagen und Beispiele aus der Praxis

Kontaktplanlogik ist eine der fünf Programmiersprachen, die in der Norm IEC 61131-3 definiert sind. Aufgrund seiner intuitiven, schematischen Darstellung, die die fest verdrahtete Relaislogik widerspiegelt, ist es nach wie vor das am weitesten verbreitete.

Am Ende dieses Artikels werden Sie in der Lage sein, ein typisches Industrieprogramm zu lesen und genau zu verstehen, wie die Steuerlogik einer Maschine funktioniert.

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Elektrischer Schaltplan

Die erste SPS-Sprache wurde so erstellt, dass sie wie ein elektrischer Kontaktplan aussieht und Elektrikern und Wartungstechnikern sofort vertraut ist. Abgesehen von der Ästhetik erleichtert dieses Format eine schnelle Fehlerbehebung, da eine Sprosse als True ausgewertet wird oder Falsch ist viel schneller als das zeilenweise Debuggen von Code.

Nachfolgend finden Sie eine klassische Motor-Start/Stopp-Schaltung. Die Starttaste, die Stopptaste und das Steuerrelais (CR1) sind miteinander verdrahtet, sodass CR1 durch Drücken der Starttaste aktiviert wird. Sobald CR1 mit Strom versorgt wird, schließen sich die Kontakte 8 und 6, sodass CR1 auch nach dem Loslassen der Starttaste weiterhin mit Strom versorgt bleibt. Die Kontakte 1 und 3 schließen sich dann, um den Motor mit Strom zu versorgen. Durch Loslassen der Stopptaste wird der Pfad zu CR1 geöffnet, wodurch der Motor stoppt.

In der industriellen Praxis wird die Relais-Leiter-Version dieser Schaltung bevorzugt, da sie die Schaltvorgänge klar abbildet. Ältere festverdrahtete Designs erforderten eine Neuverkabelung, wenn eine Komponente ausfiel – SPS machen diese Notwendigkeit überflüssig, indem sie die physische Verkabelung und den Großteil der Hardware entfernen.

So funktioniert Ladder Logic

In einer SPS-basierten Start-/Stoppsequenz für Motoren werden die Start- und Stopptasten zu separaten SPS-Eingängen. Der Motor selbst wird von einem SPS-Ausgang angetrieben. Das Ladder-Logic-Programm wertet den Zustand der Eingänge aus und steuert den Ausgang entsprechend.

Grundlegende SPS-Anweisungen

Alle SPS-Anbieter verwenden weitgehend identische grafische Symbole, die Namen unterscheiden sich jedoch. Die drei häufigsten Anweisungen sind:

• Normalerweise offener (NO) Kontakt – Siemens nennt es NEIN; Allen-Bradley verwendet XIC (Examine If Closed). Ein geschlossener Kontakt gibt TRUE zurück , ein offener Kontakt FALSCH .
• Öffnerkontakt (NC) – Siemens nennt es NC; Allen-Bradley verwendet XIO (Examine If Open). Geschlossen entspricht TRUE , open ist gleich FALSE .
• Spule (Ausgangsenergie) – Siemens nennt es eine Spule; Allen-Bradley nennt es OTE. Die Spule ändert den Zustand eines Ausgangs, wenn der Strompfad TRUE ergibt .

Diese Symbole sind rein visueller Natur; Sie stellen keine physischen Kontakte dar.

Konstruktion einer Leitersprosse

Stellen Sie sich die linken und rechten vertikalen Linien als Stromschienen vor. Eine Sprosse verbindet die linke Schiene über eine Reihe von Anweisungen mit der rechten Schiene. Die linke Schiene liefert logischen Strom; damit ein Ausgang auf der rechten Schiene aktiviert wird, ein kontinuierlicher Pfad von WAHR Anweisungen müssen vorhanden sein.

Im Motorstartbeispiel könnte der Strompfad lauten:Start_Button → Stop_Button → Motor_Start . Wenn die Startschaltfläche gedrückt wird, wird die Start_Button-Anweisung TRUE , wodurch ein logischer Pfad erstellt wird, der Motor_Start aktiviert. Die Motor_Start-Spule schreibt dann ein TRUE Wert an den dafür vorgesehenen Speicherort, der wiederum den Motor antreibt.

Da es sich bei der Motor_Start-Anweisung um eine Spule handelt, bleibt sie TRUE Nachdem die Starttaste losgelassen wurde, entsteht eine Verriegelung, die den Motor am Laufen hält, bis die Stopptaste gedrückt wird, wodurch die Stop_Button-Anweisung auf FALSE gesetzt wird und unterbricht den logischen Pfad.

Analyse einer Leiterlogik für Deckentüren

Schauen wir uns ein komplexeres Beispiel an:eine Sektionaltorsteuerung. Die Konsole verfügt über drei Drucktasten und drei Anzeigelampen. Die Sprossenlogik zeigt, dass die Door_Shut Die Anweisung ist WAHR (damit die SHUT-Lampe leuchtet), während Door_Ajar ist FALSCH (AJAR-Lampe ist aus).

Beachten Sie, dass der STOP-Befehl ein XIO (normalerweise geschlossen) ist. Da es derzeit WAHR ist , der SPS-Speicher hält eine logische 0 Dies zeigt an, dass der physische STOP-Schalter normalerweise geöffnet ist.

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Zusammenfassung

Wir haben Sie von einem scheinbar kryptischen Diagramm zu einem klaren Verständnis davon geführt, wie die Leiterlogik physische Eingaben in Maschinenaktionen umsetzt. Unabhängig davon, ob Sie einen Siemens-Schließerkontakt, einen Allen-Bradley-XIC oder eine Phoenix-Contact-Spule interpretieren, bleibt die zugrunde liegende Logik dieselbe:Befolgen Sie die Zustände TRUE und FALSE, um das Verhalten des Systems aufzudecken.