2004, Thomas Barmetler Automatisierungstechnik - Einstieg. Das EVA-Prinzip

Transkript

1 Das EVA-Prinzip 1

2 Steuerungsarten Steuerungen lassen sich im Wesentlichen nach folgenden Merkmalen unterscheiden: Unterscheidung nach Art der Informationsdarstellung Diese Unterscheidung bezieht sich auf die Art der Signalverarbeitung. Was ist charakteristisch für die verschiedenen Signalarten? Analoge Signale: Binäre Signale: Digitale Signale: 2

3 Unterscheidung nach Art der Signalverarbeitung Egal ob die eingegangenen Signale in analoger, binärer oder digitaler Form vorliegen, es kann stets zwischen zwei möglichen Arten der Verarbeitung unterschieden werden: Verknüpfungssteuerung: Sind bei einer Steuerung Eingangssignale von mehreren Signalgebern vorhanden, so müssen diese zusammengeführt, und unter Berücksichtigung logischer Verknüpfungen zu einem Ausgangssignal verarbeitet werden. Solche Steuerungen werden auch als kombinatorische Steuerungen bezeichnet. Sie beinhalten weder Zeit- noch Speicherverhalten! Ablaufsteuerungen: Diese Steuerungen arbeiten alle notwendigen Schritte stets einen nach dem anderen ab. Sind die Weiterschaltbedingungen von der Zeit abhängig, so spricht man von einer zeitgeführten Ablaufsteuerung. Daneben gibt es noch die prozessgeführte Ablaufsteuerung. Hier liefert der Prozess selbst die Weiterschaltbedingung. Beispiel: Bei einer Stern-Dreieck-Steuerung eines Drehstrommotors betätigt man zuerst den Ein-Taster. Daraufhin wird das Sternschütz angesteuert. Der Motor läuft zunächst in Sternschaltung an. Gleichzeitig wird das Zeitrelais betätigt. Nach Ablauf der Zeit schaltet das Sternschütz aus, und das Dreieckschütz ein. 3

4 Unterscheidung nach Art der Programmverwirklichung Als Programm einer Steuerung bezeichnet man sämtliche Anweisungen und Vereinbarungen, die eine zu steuernde Anlage beeinflussen. Die Art, wie diese Anweisungen hinterlegt sind entscheidet darüber, ob die Steuerung als verbindungsprogrammiert (VPS) oder speicherprogrammiert (SPS) bezeichnet wird. Art Beispiel Fest programmiert Verbindungsprogrammiert (VPS) Umprogrammierbar Austauschprogrammierbar Speicherprogrammiert (SPS) Frei programmierbar 4

5 Das EVA Prinzip 5

6 Steuerungsarten Steuerungen lassen sich im Wesentlichen nach folgenden Merkmalen unterscheiden: Informationsdarstellung Signalverarbeitung Programmverwirklichung Unterscheidung nach Art der Informationsdarstellung Diese Unterscheidung bezieht sich auf die Art der Signalverarbeitung. Was ist charakteristisch für die verschiedenen Signalarten? Analoge Signale: Sie können in einem vorgegebenen Wertebereich jeden Zwischenwert einnehmen und sind dabei stetig veränderbar. Binäre Signale: Sie können nur zwei Signalzustände ( Ein oder Aus ; 0V oder 5V ; ) annehmen. Digitale Signale: Sie haben mehrere, abzählbare Zustände. Es gibt aber keine Zwischenstufen. Vorwiegender Einsatz zur Darstellung von Zahlen im Binärcode. 6

7 Unterscheidung nach Art der Signalverarbeitung Egal ob die eingegangenen Signale in analoger, binärer oder digitaler Form vorliegen, es kann stets zwischen zwei möglichen Arten der Verarbeitung unterschieden werden: Verknüpfungssteuerung: Sind bei einer Steuerung Eingangssignale von mehreren Signalgebern vorhanden, so müssen diese zusammengeführt, und unter Berücksichtigung logischer Verknüpfungen zu einem Ausgangssignal verarbeitet werden. Solche Steuerungen werden auch als kombinatorische Steuerungen bezeichnet. Sie beinhalten weder Zeit- noch Speicherverhalten! Ablaufsteuerungen: Diese Steuerungen arbeiten alle notwendigen Schritte stets einen nach dem anderen ab. Sind die Weiterschaltbedingungen von der Zeit abhängig, so spricht man von einer zeitgeführten Ablaufsteuerung. Daneben gibt es noch die prozessgeführte Ablaufsteuerung. Hier liefert der Prozess selbst die Weiterschaltbedingung. Beispiel: Bei einer Stern-Dreieck-Steuerung eines Drehstrommotors betätigt man zuerst den Ein-Taster. Daraufhin wird das Sternschütz angesteuert. Der Motor läuft zunächst in Sternschaltung an. Gleichzeitig wird das Zeitrelais betätigt. Nach Ablauf der Zeit schaltet das Sternschütz aus, und das Dreieckschütz ein. 7

8 Unterscheidung nach Art der Programmverwirklichung Als Programm einer Steuerung bezeichnet man sämtliche Anweisungen und Vereinbarungen, die eine zu steuernde Anlage beeinflussen. Die Art, wie diese Anweisungen hinterlegt sind entscheidet darüber, ob die Steuerung als verbindungsprogrammiert (VPS) oder speicherprogrammiert (SPS) bezeichnet wird. Art Verbindungsprogrammiert (VPS) Speicherprogrammiert (SPS) Fest programmiert Umprogrammierbar Austauschprogrammierbar Frei programmierbar Beispiel Programm wird durch Wahl der Bauelemente und deren Verbindung festgelegt (z. B. Schütz- und Relaissteuerungen). Programmsteuerung (z. B. über Steckverbinder) Programmspeicher ist ein Nur-Lese- Speicher (ROM), Programmänderungen sind nur über den mechanischen Austausch des Speicherbausteins möglich. Programmspeicher ist ein Schreib- Lese-Speicher (RAM). Programmeingabe erfolgt über ein Programmiergerät oder den PC. 8