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SPS-Grundlagen für Nicht-Programmierer: Die wichtigsten Aspekte ohne Programmierkenntnisse beherrschen

Aug 22, 2025

Identifizierung der SPS-Komponenten: Was befindet sich im Schaltschrank?
Bevor wir uns mit der Funktionsweise einer SPS befassen, ist es wichtig, ihre wichtigsten Komponenten zu kennen. Stellen Sie sich eine SPS als einen spezialisierten Computer vor, der für industrielle Umgebungen entwickelt wurde – hier ist, was Sie darin finden oder was daran angeschlossen ist:
CPU (Zentraleinheit): Das „Gehirn“ der SPS. Sie führt das Programm aus, verarbeitet Eingaben und gibt Ausgaben aus. Achten Sie auf ein kompaktes Modul mit Kontrollleuchten (oft mit „RUN“, „STOP“ oder „ERROR“ beschriftet).
Netzteil: Wandelt Wechsel- oder Gleichstrom aus dem Stromnetz in die Niederspannung (typischerweise 24 V) um, die die internen Komponenten der SPS benötigen. Es handelt sich üblicherweise um ein separates Modul mit Ein-/Ausgangsklemmen für Stromkabel.
Ein-/Ausgabemodule (E/A-Module): Diese fungieren als „Sensoren“ und „Handler“ der SPS. Eingangsmodule werden mit Sensoren (wie Endschaltern, Lichtschranken oder Thermoelementen) verbunden, um Signale zu empfangen, während Ausgangsmodule mit Aktoren (Motoren, Magnetventilen oder Alarmen) verbunden werden, um Befehle zu senden. E/A-Module sind häufig mit Nummern gekennzeichnet (z. B. „I0.0“ für Eingänge, „Q0.0“ für Ausgänge).
Programmiergerät: Ein Laptop, Desktop-PC oder ein spezielles Terminal zum Schreiben und Hochladen von Programmen auf die SPS. Die Verbindung erfolgt über USB, Ethernet oder ein serielles Kabel.

Profi-Tipp: Die meisten SPSen haben ein Etikett oder ein Datenblatt mit den Bauteilnamen – halten Sie dieses bei der Fehlersuche griffbereit!

Kontaktplanlogik lesen: Der „Bauplan“ der SPS
Kontaktplanlogik ist die gebräuchlichste Programmiersprache für SPSen und ist so gestaltet, dass sie elektrischen Schaltplänen ähnelt – ideal für Nicht-Programmierer! So wird sie interpretiert:
Sprossen: Die vertikalen Linien links und rechts sind die „Stromschienen“, die horizontalen Linien dazwischen die „Sprossen“. Jede Sprosse repräsentiert eine einzelne Anweisung oder Operation (z. B. „Wenn Sensor A eingeschaltet ist, schalte Motor B ein“).
Kontakte: Diese sehen aus wie Schalter und stellen Eingänge dar (z. B. ein Sensorsignal). Ein „normalerweise offener“ (NO) Kontakt schließt, wenn der Eingang aktiv ist, während ein „normalerweise geschlossener“ (NC) Kontakt öffnet, wenn der Eingang aktiv ist.
Spulen: Diese sehen aus wie Kreise und stellen Ausgänge dar (z. B. einen Motor oder eine Lampe). Wenn ein Zweig „aktiviert“ wird (der Strom fließt von links nach rechts), aktiviert die Spule den Ausgang.
Symbole: Gängige Symbole sind Timer (für Verzögerungen), Zähler (zum Zählen von Ereignissen) und Relais (zur Steuerung von Hochleistungsgeräten). Die meisten Softwareprogramme enthalten eine Legende zur Erklärung der Symbole.

Fangen Sie einfach an: Zeichnen Sie einen Leiterlogik-Zweig für eine Lampe, die von einem Schalter gesteuert wird – das wird Ihnen helfen, das Konzept des „Stromflusses“ zu verstehen!

SPS-Ein- und Ausgänge verstehen: Wie Signale fließen
Ein- und Ausgänge (E/A) ermöglichen die Kommunikation der SPS mit der Außenwelt. Hier die Grundlagen:
Eingänge: Dies sind Signale, die von Sensoren oder Schaltern an die SPS gesendet werden. Sie können analog (z. B. ein Temperatursensor mit 0–10 V) oder digital (z. B. ein Endschalter mit den Zuständen „Ein“ oder „Aus“) sein. Digitale Eingänge sind am einfachsten zu handhaben – man kann sie sich als Ja/Nein-Signale vorstellen.
Ausgänge: Dies sind Signale, die von der SPS an Aktoren gesendet werden. Wie Eingänge können sie analog (z. B. Drehzahlregelung eines Motors mit 4–20 mA) oder digital (z. B. Ein-/Ausschalten einer Pumpe) sein. Digitale Ausgänge werden häufig für einfache Aufgaben wie die Aktivierung von Alarmen oder Ventilen verwendet.
Adressierung: Jeder Ein- und Ausgang hat eine eindeutige Adresse (z. B. I0.1 für Eingang 1, Q0.2 für Ausgang 2). So greift das SPS-Programm auf bestimmte Geräte zu – achten Sie darauf, dass die Adressen mit der Verdrahtung übereinstimmen!

Beispiel: Ein Förderband stoppt, wenn ein Stopp-Taster (Eingang I0.0) gedrückt wird. Die SPS liest das Eingangssignal, der entsprechende Teil der Kontaktplanlogik wird aktiviert und der Ausgang (Q0.0) zum Motor deaktiviert.

Grundlegende Programmierhinweise: Beginnen Sie mit den Grundlagen
Sie müssen keinen komplexen Code beherrschen – beginnen Sie mit diesen grundlegenden Anweisungen:
Prüfen bei (KEIN Kontakt): Prüft, ob ein Eingang aktiv ist (z. B. „Erkennt der Sensor ein Objekt?“).
Prüfen Aus (NC-Kontakt): Prüft, ob ein Eingang inaktiv ist (z. B. „Ist der Not-Aus-Knopf nicht gedrückt?“).
Ausgang Energize (Spule): Aktiviert einen Ausgang, wenn die Spule mit Energie versorgt wird (z. B. „Motor einschalten“).
Timer (TON/TOF): Fügt eine Verzögerung hinzu. TON (Timer On Delay) wartet eine festgelegte Zeit, bevor ein Ausgang aktiviert wird; TOF (Timer Off Delay) wartet, bevor er deaktiviert wird.
Zähler (CTU/CTD): Zählt Ereignisse (z. B. „zählt, wie viele Teile einen Sensor passieren“). CTU zählt hoch, CTD zählt herunter.

Die meisten SPS-Programmierprogramme (wie Siemens TIA Portal oder Allen-Bradley RSLogix) ermöglichen es, diese Anweisungen per Drag & Drop abzurufen – Codierung ist nicht erforderlich!

Einrichtung einer SPS: Von der Verdrahtung bis zum Programm-Upload
Die Einrichtung einer SPS umfasst einige wichtige Schritte, selbst für Anfänger:
Verdrahtung: Verbinden Sie Eingänge (Sensoren, Schalter) mit Eingangsmodulen und Ausgänge (Motoren, Lampen) mit Ausgangsmodulen. Beachten Sie den Verdrahtungsplan – eine Verwechslung von Plus und Minus kann Bauteile beschädigen!
Einschalten: Schließen Sie das Netzteil an die SPS und das Stromnetz an. Prüfen Sie die Kontrollleuchten – die meisten SPSen zeigen eine „Betriebsanzeige“-Leuchte an, wenn sie korrekt angeschlossen sind.
Programmiersoftware installieren: Laden Sie die Software für Ihre SPS-Marke herunter (z. B. Mitsubishi GX Works für Mitsubishi-SPSen). Installieren Sie die Treiber für das Verbindungskabel (USB/Ethernet).
Anschluss an die SPS: Verbinden Sie Ihr Gerät mithilfe des Programmierkabels mit der SPS. Die Software erkennt die SPS in der Regel automatisch.
Programm hochladen: Verwenden Sie ein einfaches, vorgefertigtes Programm (viele Hersteller bieten Beispiele an) oder schreiben Sie einen einfachen Kontaktplan. Laden Sie ihn auf die SPS und testen Sie ihn, indem Sie Eingänge aktivieren (z. B. einen Schalter betätigen), um zu prüfen, ob die Ausgänge reagieren.

Sicherheit geht vor: Vor dem Verdrahten immer die Stromzufuhr unterbrechen und beim Umgang mit elektrischen Bauteilen isolierende Handschuhe tragen!

Identifizierung und Isolierung häufiger SPS-Systemfehler
Selbst bei korrekter Einrichtung können Probleme auftreten. So beheben Sie diese wie ein Profi:
Kein Strom: Prüfen Sie, ob das Netzteil angeschlossen ist und die Betriebsanzeige leuchtet. Testen Sie das Netzkabel mit einem Multimeter – wenn keine Spannung anliegt, tauschen Sie das Kabel oder das Netzteil aus.
Eingänge reagieren nicht: Stellen Sie sicher, dass der Sensor/Schalter an die richtige Eingangsadresse angeschlossen ist. Testen Sie den Sensor mit einem Multimeter, um zu bestätigen, dass er ein Signal sendet (z. B. 24 V für digitale Eingänge). Wenn der Sensor funktioniert, ist möglicherweise das Eingangsmodul defekt.
Ausgänge werden nicht aktiviert: Prüfen Sie, ob die Ausgangsadresse im Programm mit der Verdrahtung übereinstimmt. Testen Sie den Aktor (z. B. Motor) mit einer direkten Stromquelle – funktioniert er, muss möglicherweise das Ausgangsmodul oder die Sicherung ausgetauscht werden.
Programmfehler: Achten Sie auf die Fehleranzeigen an der SPS. Die Programmiersoftware zeigt Fehlercodes an (z. B. „Ungültiger Programmablauf“ oder „Timerüberlauf“). Verwenden Sie das Hilfemenü, um das Problem zu beheben.
Zeitweise auftretende Probleme: Lose Verbindungen sind eine häufige Ursache. Überprüfen Sie Klemmschrauben und Verkabelung auf Korrosion oder Beschädigung. Vibrationen in industriellen Umgebungen können Verbindungen mit der Zeit lockern.
Profi-Tipp: Führen Sie ein Protokoll der Fehler und Lösungen – das beschleunigt die Fehlersuche beim nächsten Mal!

SPS-Systeme mögen komplex erscheinen, aber mit etwas Übung können auch Nicht-Programmierer die Grundlagen beherrschen: Bauteile identifizieren, Kontaktpläne lesen, Ein- und Ausgänge verstehen, einfache Anweisungen programmieren, Systeme einrichten und Fehler beheben. Fangen Sie klein an – arbeiten Sie mit einem einfachen SPS-Bausatz, experimentieren Sie mit Kontaktplänen und testen Sie einfache Ein-/Ausgangskonfigurationen. Mit zunehmender Sicherheit können Sie sich an komplexere Aufgaben wagen und eine Schlüsselrolle bei der Wartung industrieller Automatisierungssysteme spielen. Denken Sie daran: Jeder Experte hat mit den Grundlagen angefangen – also schnappen Sie sich Ihren Kontaktplan und legen Sie noch heute los!

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