Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) und programmierbare Automatisierungssteuerungen (PAC) sind zwei Arten von Industriesteuerungen, die zur Automatisierung von Prozessen und Maschinen in der Fertigung, Verarbeitung und anderen industriellen Anwendungen verwendet werden. Beide Steuerungstypen haben ähnliche Funktionen, es gibt jedoch auch erhebliche Unterschiede zwischen ihnen.
In diesem Artikel werden wir uns mit den Unterschieden, Gemeinsamkeiten und Beispielen von SPS und PAC befassen.
Inhalt:
- Was sind SPS?
- Was sind PACs?
- Gemeinsamkeiten zwischen SPS und PAC.
- Unterschiede zwischen SPS und PAC.
- Beispiele für SPS-Modelle verschiedener Anbieter.
- Beispiele für PAC-Modelle verschiedener Anbieter.
- Wann ist eine SPS am besten geeignet? Und wann eine PAC?
- Fazit
Was ist eine SPS?
SPS steht für Speicherprogrammierbare Steuerung, ein spezialisierter Industriecomputer, der für Automatisierungssteuerungssysteme verwendet wird. SPS sind für den Betrieb in rauen Umgebungen konzipiert und werden zur Steuerung von Maschinen in Fertigungsanlagen, Fließbändern und anderen industriellen Umgebungen verwendet.
SPS können in 5 verschiedenen Sprachen programmiert werden, z. B. Kontaktplanlogik, Funktionsblockdiagramme, Strukturtext, Anweisungsliste und sequentielle Diagramme. Diese 5 Sprachen sind gemäß den Normen IEC 61131-3 zugelassen und werden angewendet.
Was ist ein PAC?
PAC steht für Programmable Automation Controller (programmierbarer Automatisierungscontroller), der einer SPS ähnelt, aber über erweiterte Funktionen verfügt. PAC kombiniert die Fähigkeiten einer herkömmlichen SPS mit der Fähigkeit, viel kompliziertere Aufgaben auszuführen und mit anderen Geräten und Systemen zu kommunizieren, wodurch sie flexibler und leistungsfähiger als SPS sind.
PAC wird typischerweise für komplexere Automatisierungs- und Steuerungsanwendungen in Branchen wie der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt und der Energieerzeugung verwendet. PAC kann in denselben 5 Sprachen wie SPS programmiert werden, aber auch in C und C++, wodurch sie die Codierung komplexerer Algorithmen handhaben können.
Ähnlichkeiten zwischen SPS und PAC
Die Ähnlichkeiten zwischen SPS und PAC sind so groß, dass es manchmal schwierig ist zu sagen, ob sie sich überhaupt unterscheiden. Obwohl es immer noch einige Unterschiede zwischen ihnen gibt.
Die Ähnlichkeiten, die sie teilen, können sogar noch größer sein. Hier sind einige der Gemeinsamkeiten zwischen SPS und PAC:
Kernfunktionalität
Sowohl SPS als auch PAC sind für die zuverlässige und genaue Steuerung industrieller Automatisierungssysteme konzipiert. Sie werden verwendet, um Eingaben von Sensoren und anderen Geräten zu überwachen, die Informationen zu verarbeiten und dann Steuersignale an Aktuatoren und andere Geräte auszugeben.
Programmierung
Sowohl SPS als auch PAC verwenden Programmiersprachen, um Steuerlogik zu erstellen, die das Verhalten des Automatisierungssystems bestimmt. Sie teilen sich die 5 Programmiersprachen, die in den IEC 61131-3-Standards definiert sind, aber PAC bietet mehr Programmiersprachenoptionen, darunter C und C++.
Haltbarkeit
Sowohl SPS als auch PAC sind für raue Industrieumgebungen wie extreme Temperaturen, Feuchtigkeit und Vibrationen ausgelegt. Sie sind robust und zuverlässig, mit langer Lebensdauer und geringerem Wartungsaufwand.
Modulares Design
Sowohl SPS als auch PAC haben ein modulares Design, das eine einfache Erweiterung und Anpassung ermöglicht. Module können hinzugefügt oder entfernt werden, um bestimmte Anforderungen zu erfüllen.
Industriestandards
Sowohl PLC als auch PAC sind so gebaut, dass sie Industriestandards für Automatisierungs- und Steuerungssysteme wie IEC 61131 erfüllen. Diese Standards gewährleisten die Interoperabilität zwischen Geräten und Systemen verschiedener Hersteller.
Unterschiede zwischen PLC und PAC
Die Unterscheidung zwischen PAC und PLC kann etwas verschwommen sein. Obwohl es keine Definition dessen gibt, was ein PAC ausmacht, gibt es einige gemeinsame Merkmale, die PAC von PLC unterscheiden:
Funktionalität
Obwohl sowohl PLC als auch PAC für Automatisierungs- und Steuerungsanwendungen verwendet werden, verfügen PAC über erweiterte Funktionen wie Bewegungssteuerung, Prozesssteuerung und Datenerfassung. PAC verfügen normalerweise auch über mehr Verarbeitungsleistung und Speicher als PLC.
Konnektivität
PAC verfügen über erweiterte Konnektivitätsoptionen als PLC, darunter Ethernet, USB und Wireless. Dies erleichtert die Integration in größere Automatisierungssysteme und die Kommunikation mit anderen Geräten und Systemen.
Kosten
Aufgrund ihrer erweiterten Funktionalität und Flexibilität sind PAC im Allgemeinen teurer als PLC.
Erweiterte Funktionen
PACs verfügen häufig über erweiterte Softwarefunktionen als SPS, wie z. B. integrierte Bewegungssteuerung, Datenprotokollierung und erweiterte Diagnosetools. Diese Funktionen erleichtern Ingenieuren und Technikern die Überwachung und Fehlerbehebung des Steuerungssystems.
Beispiele für SPS-Modelle verschiedener Anbieter
Siemens S7-1500 SPS:
Dies ist eine Hochleistungs-SPS von Siemens, einem der führenden Automatisierungsanbieter. Sie ist für anspruchsvolle Anwendungen konzipiert und bietet erweiterte Funktionen wie Bewegungssteuerung, Sicherheit und Schutz. Siehe Bild 1.
Bild 1 – SIEMENS S7-1500 SPS
Allen-Bradley CompactLogix 5370 SPS:
Dies ist eine vielseitige SPS von Rockwell Automation, die eine breite Palette an E/A-Optionen und Kommunikationsprotokollen bietet. Sie eignet sich für eine Vielzahl von Anwendungen, darunter Maschinensteuerung und Prozessautomatisierung. Siehe Bild 2.
Bild 2 – Allen-Bradley CompactLogix 5370 SPS
Mitsubishi Electric Q Series SPS:
Dies ist eine zuverlässige SPS von Mitsubishi Electric, die Hochgeschwindigkeitsverarbeitung, flexible E/A-Optionen und erweiterte Programmierfunktionen bietet. Sie eignet sich für eine Vielzahl von Anwendungen, darunter Automobil, Lebensmittel und Getränke sowie Pharmazeutika. Siehe Bild 3.
Bild 3 – Mitsubishi Electric Q Series SPS
Omron NJ Series SPS:
Dies ist eine Hochgeschwindigkeits- und Hochleistungs-SPS von Omron, die erweiterte Bewegungssteuerung und Netzwerkfunktionen bietet. Sie eignet sich für eine Vielzahl von Anwendungen, darunter Verpackung, Druck und Halbleiterherstellung. Siehe Bild 4.
Bild 4 – SPS der Serie Omron NJ
Beckhoff TwinCAT SPS:
Dies ist eine softwarebasierte SPS von Beckhoff, die auf einer PC-basierten Plattform läuft. Sie bietet erweiterte Funktionen wie Bewegungssteuerung, CNC und Robotik und eignet sich für eine Vielzahl von Anwendungen, einschließlich Maschinensteuerung und Prozessautomatisierung. Siehe Bild 5.
Bild 5 – PC-basierte SPS Beckhoff TwinCAT CX9240
Beispiele für PAC-Modelle verschiedener Anbieter
Emerson DeltaV DCS PAC:
Dies ist ein PAC für verteilte Steuerungssysteme (DCS) von Emerson. Es ist für komplexe kontinuierliche Steuerungsanwendungen konzipiert und bietet erweiterte Funktionen wie Prozessmodellierung, Batch-Management und erweiterte Steuerung. Siehe Bild 6.
Bild 6 – Emerson DeltaV DCS PAC
Schneider Electric Modicon M340 PAC:
Dies ist ein Hochleistungs-PAC von Schneider Electric, der erweiterte Funktionen wie Bewegungssteuerung, Sicherheit und Cybersicherheit bietet. Er eignet sich für eine Vielzahl von Anwendungen, darunter Energie, Wasseraufbereitung und Bergbau. Siehe Bild 7.
Bild 7 – Modicon M340 PAC
Einige weitere Beispiele für PACs sind:
- ABB AC 800M PAC
- Yokogawa ProSafe-RS PAC
- Phoenix Contact PLCnext Technology PAC
- Bosch Rexroth IndraMotion MLC PAC
Wann ist eine SPS am besten geeignet? Und wann ein PAC?
SPS und PAC werden in verschiedenen Arten von Automatisierungsanwendungen verwendet, abhängig von den spezifischen Anforderungen der jeweiligen Anwendung. Hier sind einige allgemeine Richtlinien, in welchen Fällen eine SPS und in welchen Fällen ein PAC am besten geeignet ist:
SPS eignen sich am besten für:
Diskrete Steuerungsanwendungen:
SPS eignen sich am besten für Anwendungen mit diskreter Steuerung, wie z. B. die Steuerung des Betriebs eines Förderbands, einer Sortieranlage oder einer Verpackungsmaschine.
Einfache Steuerungssysteme:
SPS eignen sich ideal für Anwendungen mit einem relativ einfachen Steuerungssystem, das mit Kontaktplanlogik oder anderen ähnlichen Programmiersprachen programmiert werden kann.
Kostensensitive Anwendungen:
SPS sind im Allgemeinen günstiger als PACs, was sie zu einer guten Wahl für Anwendungen macht, in denen die Kosten ein wesentlicher Faktor sind.
Kleine bis mittelgroße Systeme:
SPS eignen sich für kleine bis mittelgroße Steuerungssysteme, in denen die Anzahl der Ein- und Ausgänge relativ gering ist.
Ein Förderbandsystem in einer Fertigungsanlage ist ein gutes Beispiel für ein Automatisierungssystem, in dem eine SPS am besten geeignet ist. In dieser Anwendung ist die SPS für die Steuerung der Geschwindigkeit und Richtung des Förderbands sowie für die Überwachung des Status von Sensoren und anderen Geräten entlang der Förderlinie verantwortlich. Die SPS kann auch so programmiert werden, dass sie bestimmte Produktionsaufgaben wie Sortieren, Zählen oder Verpacken übernimmt.
Ein Fördersystem hat normalerweise eine feste Struktur und einen genau definierten Satz von Vorgängen, die sequenziell ausgeführt werden müssen. SPS sind für diese Art von Anwendung gut geeignet, da sie für die Ausführung diskreter Steuerungsaufgaben ausgelegt sind und sehr zuverlässig funktionieren. SPS können einfach programmiert und konfiguriert werden, um verschiedene Arten von Sensoren, Aktoren und Kommunikationsprotokollen zu verarbeiten.
PACs eignen sich am besten für:
Prozesssteuerungsanwendungen:
PAC eignet sich am besten für Anwendungen, die Prozesssteuerung beinhalten, wie z. B. die Steuerung des Betriebs einer Chemieanlage, einer Wasseraufbereitungsanlage oder eines Kraftwerks.
Komplexe Steuerungssysteme:
PAC ist ideal für Anwendungen mit einem komplexen Steuerungssystem, das erweiterte Algorithmen und Optimierungsfunktionen erfordert.
Großsysteme:
PAC eignet sich für groß angelegte Steuerungssysteme, bei denen die Anzahl der Ein- und Ausgänge hoch ist und das System über einen großen Bereich verteilt ist.
Hochleistungsanwendungen:
PAC ist für die Handhabung von Hochleistungsanwendungen geeignet, die eine schnelle Datenverarbeitung, Echtzeitsteuerung und hohe Zuverlässigkeit erfordern.
Ein Kraftwerkssteuerungssystem ist ein gutes Beispiel für ein Automatisierungssystem, für das ein PAC am besten geeignet ist. In dieser Anwendung ist der PAC für die Steuerung und Überwachung einer großen Anzahl komplexer Prozesse und Geräte wie Turbinen, Generatoren, Kessel und Pumpen verantwortlich. Der PAC ist auch für das Sammeln und Analysieren von Daten von verschiedenen Sensoren und anderen Quellen und das Treffen von Entscheidungen auf der Grundlage dieser Daten zur Optimierung der Leistung des Kraftwerks verantwortlich.
Ein Kraftwerkssteuerungssystem ist eine sehr komplexe und dynamische Umgebung, in der viele verschiedene Prozesse und Geräte gleichzeitig betrieben werden. PACs eignen sich gut für diese Art von Anwendung, da sie erweiterte Funktionen wie verteilte Steuerung, Redundanz und Fehlertoleranz bieten, die für die Gewährleistung der Zuverlässigkeit und Sicherheit des Kraftwerks unerlässlich sind. PACs können große Datenmengen verarbeiten und können so programmiert werden, dass sie komplexe Algorithmen und Optimierungsaufgaben ausführen.
Fazit
- SPS und PAC werden beide in industriellen Automatisierungsanwendungen verwendet.
- Sie haben unterschiedliche Fähigkeiten und sind für unterschiedliche Arten von Anwendungen am besten geeignet.
- Bei der Auswahl zwischen SPS und PAC müssen die spezifischen Anforderungen der Anwendung berücksichtigt werden.
- PLC wird typischerweise in diskreten Steuerungsanwendungen verwendet, die über ein relativ einfaches Steuerungssystem verfügen.
- PAC wird in Prozesssteuerungsanwendungen verwendet, die über ein komplexes Steuerungssystem verfügen und erweiterte Algorithmen und Optimierungsfunktionen erfordern.