SPS PROGRAMMIERUNG
SPS steht für speicherprogrammierbare Steuerung. Eine SPS wird eingesetzt, um Maschinen in der Industrie zu steuern, zu regulieren und zu überwachen. Unter SPS Programmierung versteht man die Programmierung genau dieser Steuerungen, welche die Automatisierung und Kontrolle komplexer industrieller Prozesse ermöglichen.
In diesem Artikel erhalten Sie einen umfassenden Einblick in die Funktionsweise der SPS, deren Einsatzgebiete, das Berufsfeld rund um die SPS Programmierung sowie die verschiedenen Möglichkeiten, wie Sie SPS Programmierung lernen können.
Inhaltsverzeichnis
Die Funktionsweise der speicherprogrammierbaren Steuerung
Eine speicherprogrammierbare Steuerung arbeitet nach einem klar strukturierten Prinzip, das in drei wesentliche Schritte unterteilt ist: Eingangssignal, Programmausführung und Ausgangssignal.
Verdeutlicht wird das am Beispiel einer Waschstraße:
Im ersten Schritt empfängt die SPS ein Eingangssignal, das durch verschiedene Sensoren oder Bedienelemente wie Tasten und Schalter generiert wird. Diese Signale dienen als Eingabe, die die SPS verarbeitet.
Als nächstes führt die SPS das vorprogrammierte Steuerungsprogramm aus. Dieser Schritt beinhaltet die Logik, die auf Grundlage der Eingangssignale bestimmt, welche Aktionen durchgeführt werden sollen. Nehmen wir das Beispiel einer Waschstraße: Basierend auf dem ausgewählten Waschprogramm aktiviert die SPS nacheinander verschiedene Schritte des Waschvorgangs. Das können das Einseifen, Bürsten oder das Abspülen des Fahrzeugs sein.
Schließlich gibt die SPS ein Ausgangssignal aus. Dieses Signal steuert verschiedene Aktoren wie Wasserpumpen und Bürstenmotoren, um die festgelegten Aufgaben auszuführen. Die Wasserpumpen sprühen Wasser und Reinigungsmittel auf das Fahrzeug, während die Motoren die Bürsten in die richtige Position bringen und bewegen.
Dieser Ablauf – vom Eingangssignal über die Programmausführung bis zum Ausgangssignal – wiederholt sich kontinuierlich, wodurch die Maschine zuverlässig und effizient arbeitet. Durch diese strukturierte Arbeitsweise kann eine SPS komplexe Maschinensteuerungen in verschiedenen Industriezweigen übernehmen und optimieren.
Aufbau der speicherprogrammierbaren Steuerung
Eine speicherprogrammierbare Steuerung ist modular aufgebaut und besteht aus mehreren zusammenarbeitenden Komponenten, welche die Steuerung und Automatisierung von Maschinen ermöglichen.
Betriebssystem: Das Betriebssystem der SPS ist die Grundlage, auf der das Steuerungsprogramm ausgeführt wird. Es verwaltet die Ressourcen der SPS, führt die Programme aus und sorgt für die Kommunikation zwischen den verschiedenen Modulen.
Schnittstelle: Über die Schnittstelle wird das Steuerungsprogramm auf die SPS hochgeladen. Diese Schnittstelle kann verschiedene Formen annehmen, von seriellen Schnittstellen über USB bis hin zu Ethernet-Verbindungen. Die Programmierer können damit das Programm installieren und bei Bedarf Aktualisierungen vornehmen.
Ein-/Ausgabeeinheiten (E/A): Die Ein-/Ausgabeeinheiten sind der Treiber für die Interaktion der SPS mit der Umgebung. Eingabeeinheiten empfangen dabei Signale von Sensoren und Bedienelementen, während Ausgabeeinheiten Signale an Aktoren senden, um bestimmte zuvor definierte Aktionen auszuführen. Diese E/A-Einheiten gewährleisten, dass die SPS sowohl Informationen aus der Umgebung aufnehmen als auch Befehle zur Steuerung der Maschinen ausgibt.
Wie wird die speicherprogrammierbare Steuerung mit den Maschinen verbunden?
Die speicherprogrammierbare Steuerung wird zur Sicherung eines reibungslosen automatisierten Betriebs durch Sensoren und Aktoren mit den Maschinen verbunden. Sensoren fungieren als Eingabeeinheiten der SPS und erfassen verschiedene Signale aus der Umgebung, wie zum Beispiel Lichtschranken, Tasten oder Temperatursensoren. Diese Informationen werden an die SPS übertragen, die daraufhin Entscheidungen trifft und Steuerbefehle generiert.
Auf der anderen Seite sind Aktoren an den Ausgabeeinheiten der SPS angeschlossen. Sie setzen die von der SPS berechneten Befehle um, beispielsweise indem sie Elektromotoren einschalten, Ventile öffnen oder schließen oder andere mechanische und elektrische Komponenten steuern. Diese direkte Verbindung zwischen SPS, Sensoren und Aktoren ermöglicht es dem Steuerungssystem, in Echtzeit auf Veränderungen zu reagieren und präzise Aktionen auszuführen. So kann der gewünschte Betriebsablauf der Maschinen eingehalten werden.
Einsatzgebiete der SPS Programmierung
Die SPS Programmierung findet in verschiedenen industriellen Bereichen, in denen komplexe Maschinen und Anlagen effizient gesteuert und überwacht werden müssen, Ihre Anwendung. Insbesondere im Maschinen- und Anlagenbau, wobei SPS-Programme zur Automatisierung und Optimierung von Produktionsprozessen entwickelt werden, ist die SPS Programmierung gang und gäbe. In der Automobilbranche werden SPS Programme innovativ eingesetzt, um Fertigungslinien präzise zu steuern und die Qualität der produzierten Fahrzeuge zu sichern.
Auch in der Prozessindustrie ist die SPS Programmierung entscheidend. Hier werden komplexe Anlagen in der Chemie-, Pharma- oder Lebensmittelindustrie mit Hilfe von SPS-Steuerungen betrieben, um Produktionsprozesse zu überwachen und zu regulieren. In der Energiebranche kommen SPS Programme bei der Steuerung und Überwachung von Energieanlagen zum Einsatz, wie zum Beispiel bei der Regelung von Wasserwerken oder in Biogasanlagen.
Maschinen- & Anlagenbau
Im Maschinen- und Anlagenbau umfasst die SPS Programmierung vielfältige Einsatzgebiete, die darauf abzielen, Produktionsprozesse effizient zu steuern und zu optimieren. Ein wesentlicher Bereich ist die Entwicklung von SPS Programmen für die Steuerung von Maschinen, insbesondere in der Fördertechnik. Hierbei werden SPS Programme eingesetzt, um Förderbänder, Hebezeuge und andere mechanisierte Systeme präzise zu kontrollieren.
Darüber hinaus werden SPS-Programme im Maschinenbau verwendet, um komplexe Produktionsanlagen zu steuern, die für die Herstellung verschiedener Produkte erforderlich sind. Dies kann die Programmierung von Robotern zur Montage, Schweißrobotern in der Fertigung oder CNC-Maschinen zur Bearbeitung von Werkstücken umfassen. Die SPS Programmierung garantiert eine stets präzise Ausführung der Arbeitsabläufe, eine kontinuierliche Verbesserung der Produktqualität und die Reduzierung von Fertigungszeiten.
Automobilbranche
SPS Programmierung ist seit Jahren ein treibender Faktor für die Steuerung und Optimierung von Fertigungslinien in der Automobilindustrie. Diese Systeme automatisieren und integrieren Prozesse wie Montage, Lackierung, Prüfung und Verpackung präzise und effizient. Sie ermöglichen die Steuerung von Robotern, Qualitätssicherung der Lackierung, automatisierte Prüfungen und optimierten Materialfluss, zur Senkung der Produktionskosten und Steigerung der Produktqualität.
Prozessindustrie
Die SPS Programmierung übernimmt in Energieanlagen wie Wasserwerken und Biogasanlagen die zentrale Steuerungsfunktion, die für die effiziente und zuverlässige Betriebsführung dieser Anlagen unerlässlich ist. Sie automatisiert konkret komplexe Steuerungsprozesse verschiedener Komponenten. Pumpen, Ventile und andere Elemente in Wasserwerken werden präzise reguliert, während Biogasanlagen den Fermentationsprozess steuern und Biomasse in Energie umwandeln.
Energieanlagen
Gerade in der Pharma- oder Nahrungsmittelindustrie ist die Verwendung der SPS Programmierung nicht mehr wegzudenken. Hier werden SPS Programme eingesetzt, um komplexe Produktionsanlagen präzise zu steuern. Sie überwachen und regulieren Prozessparameter wie Temperatur, Druck und chemische Reaktionen, optimieren die Produktionsabläufe und gewährleisten die Einhaltung hoher Qualitätsstandards und regulatorischer Anforderungen.
Hersteller von Speicherprogrammierbare Steuerungen
Die Welt der speicherprogrammierbaren Steuerungen wird von namhaften Anbietern geprägt. Im Folgenden sehen Sie eine Auflistung der bekanntesten Anbieter:
- Siemens
- Rockwell-Automatisierung
- Schneider Electric
- ABB
- Bosch-Rexroth
- Beckhoff
- Delta-Elektronik
- Yokogawa
- Mitsubishi Electric
- Omron
Das Berufsfeld der SPS Programmierung
Die SPS Programmierung ist ein spannendes und vielseitiges Berufsfeld, das Fachleute aus verschiedenen technischen Disziplinen anzieht. In diesem Berufsfeld sind Fachkräfte gefragt, die über fundierte Kenntnisse in der Programmierung speicherprogrammierbarer Steuerungen verfügen. SPS Programmierer sind technische Experten und spielen eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung, Implementierung und Wartung von SPS Programmen.
Welche Berufsgruppen verwenden die SPS Programmierung?
Die SPS Programmierung ist ein unverzichtbarer Bestandteil für eine Vielzahl von Berufsgruppen in der Industrie, die sich mit der Automatisierung und Steuerung technischer Prozesse befassen. Folgende Berufsgruppen und technische Experten verwenden die SPS Programmierung:
- Automatisierungstechniker/-innen
- Maschinenbauingenieure/-innen
- Elektrotechniker/-innen
- Mechatroniker/-innen
- Gebäudetechniker/-innen
Wie werde ich SPS Programmierer?
Der Weg zum SPS Programmierer führt häufig über Ausbildungen oder Studiengänge in verwandten technischen Bereichen wie Informatik, Maschinenbau oder Elektrotechnik. Diese Disziplinen bieten eine solide Grundlage für das Verständnis der Automatisierungstechnik und der speicherprogrammierbaren Steuerungen. Während des Studiums oder der Ausbildung werden grundlegende Kenntnisse in Programmierung, Regelungstechnik und Elektronik vermittelt, die für die SPS Programmierung essentiell sind.
Für viele angehende SPS Programmierer ist die Praxiserfahrung entscheidend. Durch Praktika oder Projekte während des Studiums können sie erste Einblicke in die Programmierung und den Betrieb von SPS Programmen gewinnen. Diese praktischen Erfahrungen sind oft der Schlüssel, um sich in der Industrie zu etablieren und beruflich weiterzuentwickeln.
Neben formalen Ausbildungen bieten auch gezielte Weiterbildungen und Schulungen eine Möglichkeit, sich auf dem Gebiet der SPS Programmierung weiterzubilden. Diese Kurse sind häufig praxisorientiert und vermitteln spezifische Fähigkeiten, die direkt in der Industrie anwendbar sind. Sie decken fortgeschrittene Themen wie die Programmierung komplexer Steuerungsabläufe oder die Integration von SPS Programmen in größere Automatisierungslösungen ab.
Was verdient ein SPS Programmierer?
Das typische Einstiegsgehalt für SPS Programmierer liegt in der Regel bei etwa 40.000 Euro jährlich, ist jedoch auch branchenabhängig. Mit zunehmender Erfahrung, zusätzlichen Qualifikationen und spezialisierten Fortbildungen kann das Jahresgehalt auf rund 70.000 Euro steigen. Weiterbildungen in spezifischen Bereichen der Automatisierungstechnik oder die Erlangung zusätzlicher Zertifizierungen tragen maßgeblich zur Verbesserung der Karrierechancen und Steigerung des Gehaltsniveaus bei.
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SPS Programmierung lernen
Das Erlernen der SPS Programmierung ist für technisch interessierte Personen eine wertvolle Fähigkeit, die in vielen industriellen Bereichen gefragt ist und immer gefragt sein wird. Nach erfolgreicher Ausbildung können Sie komplexe Steuerungssysteme verstehen und entwickeln, die einen wesentlichen Teil zur Automatisierung industrieller Prozesse beitragen.
Wie lange dauert es, um SPS Programmierung zu lernen?
Die Dauer, um die SPS Programmierung zu erlernen, variiert stark je nach Lernmethode und individueller Lerngeschwindigkeit. Die Grundlagen können schnell erfasst werden, oft innerhalb weniger Wochen, besonders wenn strukturierte Lerninhalte zur Verfügung stehen. Ein tiefgehendes Verständnis und umfangreiches Know-how in der SPS Programmierung entwickelt man jedoch über einen längeren Zeitraum durch kontinuierliche praktische Anwendung und Erfahrungen in realen Projekten.
Wo kann ich SPS Programmierung lernen?
SPS Programmierung kann während eines Studiums oder einer Ausbildung in den Bereichen Informatik, Maschinenbau oder Elektrotechnik erlernt werden, wo grundlegende Kenntnisse vermittelt werden. Zusätzlich bieten spezialisierte Fortbildungen praxisnahe Schulungen für Fachkräfte, die ihre Fähigkeiten in der Automatisierungstechnik erweitern möchten. Für Menschen mit viel Disziplin und Durchsetzungsvermögen ist das SPS Programmierung lernen kostenlos, da umfangreiche Ressourcen online und offline zur Verfügung stehen, darunter Lehrbücher, Video-Tutorials auf YouTube und Simulationssoftwares, die eigenständiges Lernen und praktische Anwendungsmöglichkeiten ideal unterstützen.
