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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Was ist SPS?


Autor: Herbert (Gast)
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Kann jemand in ein paar Sätzen erklären, worum es bei SPS geht?

Die Abkürzung hatte ich schon seit Jahren immer wieder gelesen, habe es 
aber immer als sehr speziell und nicht auf dem Stand der Technik 
abgetan. Nun tauchen aber immer wieder Beiträge in Zeitschriften, Foren 
etc. auf, und ich verstehe einfach das Grundprinzip nicht.

Soweit ich weiß ist SPS ein Konzept, bestimmte Hardware 
anwendungsorientiert zu konfigurieren.

Wodurch zeichnet sich SPS-Hardware aus? Wo liegt der Unterschied zu 
Mikrokontrollern? Ist SPS besonders schnell, stromsparend, billig oder 
sonstwas?

Ist SPS eine Programmiersprache? Ist sie abhängig von der ausführenden 
Hardware? Was sind die Gemeinsamkeiten unterschiedlicher SPS-Hardware?

Kann ich mir vorstellen, daß SPS eine Hardware Description Language (HDL 
wie VHDL oder Verilog) ist und die SPS-Hardware einem FPGA entspricht? 
Wenn nein, wo liegen die Unterschiede?

Ich bedanke mich schon mal für eure Antworten
Herbert

Autor: extblu (Gast)
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Autor: Marius (Gast)
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Mikrocontroller > SPS :)

Autor: Herbert (Gast)
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@extblu
Den Wikipedia-Artikel hatte ich schon gelesen, eben ein zweites Mal. Er 
hilft mir aber nicht weiter, danach könnten SPS alles oder auch nichts 
sein. Angefangen von ein paar Logikverknüpfungen zum in der SPS 
integrierten Mikrocontroller.

Viele aktuelle Mikrocontroller haben alle Fähigkeiten, die dort für eine 
SPS aufgelistet sind, wie Digital- und Analogverarbeitung der Ein- und 
Ausgangssignale, Speichern des Programms in der SPS bzw. uC.
Also nochmal, wodurch zeichnet sich eine SPS gegenüber einem uC-System 
aus?

Herbert

Autor: reimay (Gast)
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Also nochmal, wodurch zeichnet sich eine SPS gegenüber einem uC-System
aus?

Kann jemand in ein paar Sätzen erklären, worum es bei einem uC-System 
geht?

;-)

Autor: johnny.m (Gast)
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Eine SPS enthält einen Mikrocontroller. Sie stellt ein System dar, das 
i.d.R. modular aufgebaut und den jeweiligen Bedürfnissen angepasst 
werden kann, ohne dass der Anwender sich in die Tiefen von 
µC-Programmierung und Hardwareaufbau begeben muss (Einfache 
Programmierung, Erweiterbarkeit durch Module). Außerdem ist eine SPS an 
die rauen Bedingungen in Industrieschaltschränken angepasst (EMV, 
galvanisch getrennte I/O-Baugruppen für Spannungen von 12 / 24 V). Das 
ist die Kurzfassung...

Autor: extblu (Gast)
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ich kenn eigentlich nur Siemens S7 SPS und einwenig die AllenBradleys

Vorteil:
einfacher Aufbau (Teile kaufen, zusammenstecken, projektieren)
fertige Komponenten Ein- Ausgangskarten Digital als auch Analog.
fertige Bediengeräte (Hardware)
einfache vernetzung
leichte Grundprogrammierung
Industriestandard
Ersatzteil angebot vorhanden

Nachteile:
Teuer
langsam gegenüber µCs
eigenentwicklungen sind teuer

Da ich eigentlich nur etwas mit SPS zu tuen hab sind die NT etwas 
geringer ausgefallen vielleicht kann hier einer noch etwas ergänzen.

mfg extblu

Autor: Andy Schlidt (assa13)
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So ich versuche es auf meine Weise zu erklären.

SPS ist eine Speicher Programmierbare Steuerung.

Im Gegensatz zum uC ist eine SPS Steuerung eine Komplette Einheit mit 
Relais, Anschussklemmen, Pufferbatterie, Programmieranschluss u.s.w.
Es gibt verschiedene SPS Einheiten Klein, Groß mit Display ohne… je nach 
dem was du brauchst suchst du dir eine aus. Bei uC kannst du dir eine 
Platine entwickeln und den uC drauflölten oder so ähnlich…  da geht bei 
einer SPS Einheit nicht, da die schon komplett ist, da kannst du zwar 
Ausbaustufen dazuholen aber im inneren der Steuerung kannst du nicht 
viel rumbasteln.
Meistens wird SPS in der Industrie verwendet z.B. ein Fließband in der 
Motorenherstellung.
Am meisten verbreitet ist die Siemens s7  da gibt es auch verschiedene 
wie s7 300, 400, 500…

Oder meintest du etwas anderes?

Gruß AS

Autor: johnny.m (Gast)
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...Ausführlicher:
Eine SPS ist prinzipiell ein System, das eine CPU enthält (je nach 
Ausführung einen mehr oder weniger Leistungsfähigen Mikrocontroller, Die 
Siemens-SPS waren afaik früher mit 16-Bit-Controllern der C166-Reihe 
ausgestattet), an die man i.d.R. diverse digitale bzw. analoge 
I/O-Module, Frequenzumrichter, Interfaces für Feldbussysteme, 
Bedieneinheiten (z.B. mit Touchscreen)... mit geringem Bastelaufwand 
anschließen kann (Stecksystem). Bei sog. Kompakt-SPS (z.B. "logo", 
"C-Control"...) sind die I/Os bzw. eine gewisse Anzahl davon i.d.R. 
zusammen mit der CPU in einem Gehäuse untergebracht.

Das ganze ist i.d.R. für Schaltschrankmontage vorgesehen. Die I/O-Module 
enthalten eine galvanische Trennung, die es erlaubt, im System mit 
Spannungen von 12 oder 24 V zu arbeiten und gleichzeitig die CPU-Einheit 
vor Störungen bzw. Überspannungen zu schützen. Durch eine "gehobene" 
Programmieroberfläche ist es nicht erforderlich, sich mit den Feinheiten 
der µC-Programmierung rumzuschlagen, sondern (siehe Wikipedia-Artikel) 
es reicht für die meisten Anwendungen aus, eine sehr vereinfachte (z.T. 
auch grafische) Programmiersprache zu benutzen. SPSen sind auf 
Modularität, Flexibilität und (für Industrieanwendungen meist völlig 
ausreichende) einfache Programmabläufe ausgelegt (v.a. logische 
Verknüpfungen). Und eben auch auf die Bedingungen, die in einem 
Industrie-Schaltschrank nun mal herrschen (EMV).

Die Flexibilität und Vereinfachung der Programmierung durch 
"Metasprachen" zieht allerdings nach sich, dass SPSen im Vergleich mit 
custom-made µC-Systemen in Sachen Geschwindigkeit/Rechenleistung 
gewaltig hinterherhinken, was für die meisten Anwendungen aber 
unkritisch ist.

Autor: Franko Phil (sgssn)
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Ein wesentlicher Punkt, wodurch sich eine SPS von einer uC-Schaltung 
unterscheidet, ist, dass in der SPS im wesentlichen ein fester Ablauf 
besteht. Man fragt Eingänge ab, verknüpft, und produziert Ausgaben. Ein 
Warten auf bestimmte Zustände ist dabei nicht vorgesehen. Dieser Ablauf 
ist faktisch fertig. Man "bindet" hier sozusagen die "Geschehnisse" ein.

Was ein grosser Vorteil von SPS ist, dass die "Schnittstellen", egal ob 
analog oder digital, geeignet sind Sensoren anzuschliessen oder Signale 
zu generieren. An die SPS kann ich Motoren anschliessen, Sensoren 
einlesen ohne zusätzlich Hardware (Frequenzumformer oä brauch ich 
natürlich schon) aber das passt alles.
Bei einer uC-Schaltung muss ich mir dieses Schnittstelle erstmal 
mühevoll bauen (TTL, Ananlog in 0..5 Volt, auf 24 Volt, Messeingang 
0..10 Volt oder 4..20mA) und entstören.

Fertige Lösungen haben Vorteile, aber auch Nachteile. Gleiches gilt für 
die komplett selbergebaute Lösung. Eigentlich kommt es nur darauf an, wo 
die Schwerpunkte sind.

Gerhard

Autor: Markus (Gast)
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Der Begriff erklärt sich ja von selbst ;)
Speicher-Programmierbare-Steuerung !
Wie die SPS intern aufgebaut ist interessiert nicht, solange sie über 
definierte Schnittstellen/IEC 61131-3 programmiert werden kann.
Eine SPS hat galvanisch getrennte Ein- und Ausgänge, welche durch die 
Programmierung beliebig miteinander verbunden werden können.
Eine SPS ist daher ein relativ kompaktes Bauteil, welches einfach auf 
einer Hutschiene plaziert werden kann und an vorhandene Verbraucher 
angeschlossen wird.

Ein µC ist dagegen lediglich ein System-On-A-Chip mit einer CPU und 
konfigurierbaren I/Os.
Ein µC ist daher flexibler einsetzbar, muß dafür aber immer an die 
jeweilige Aufgabe mittels externen zusätzlichen Maßnahmen angepaßt 
werden.

Z.B. läßt sich aus einem µC eine SPS machen, indem z.B. ein Port (8 
Pins) als Eingang definiert wird und via Optokoppler mit externen 
Quellen (Sensoren) verbunden und ein weiterer Port als Ausgang ebenfalls 
via Optokoppler mit 8 Relais (Aktoren) verbunden.
Nun noch ein LCD anschließen und Funktionen nach IEC 61131-3 
einprogrammieren und aus dem µC ist eine SPS geworden, nachdem sie in 
ein Hutschienengehäuse eingebaut wurde ;)

Und der Wiki-Artikel hat ja nun wirklich genug Inhalt und weiterführende 
links !

Autor: Herbert (Gast)
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Danke! Nun habe ich eine recht klare Vorstellung, wo SPS von Vorteil 
sein könnten. Falls ich mal etwas in der Richtung bräuchte, wüßte ich 
wenigstens, wann es sich lohnt, sich näher damit zu beschäftigen. Denke 
aber, daß uCs i.A. besser für meine Projekte geeignet sind.

Herbert

Autor: ab-cd (Gast)
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SPS ist heute Maedchen fuer alles.
1 modulare Hardware kann alles was frueher nur spezifische Schaltungen 
konnten.

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