SPS-Grundverknüpfungen: UND, ODER, NICHT
Eine SPS verknüpft Eingangssignale nach festen Regeln. Die drei Grundverknüpfungen heißen UND, ODER und NICHT. Hier siehst du jede davon dreimal: als Kontaktplan (KOP), als Funktionsplan (FUP) und als Stromlaufplan mit echten Kontakten. Schalte die Eingänge und sieh, wann der Ausgang 1 wird.
Die Pläne brauchen JavaScript. Die Wahrheitstabellen und Erklärungen unten funktionieren auch ohne.
UND: Ausgang 1, wenn alle Eingänge 1 sind
Die Leuchte P1 geht nur an, wenn S1 und S2 betätigt sind. Im Kontaktplan liegen die beiden Kontakte in Reihe. Im Funktionsplan stehen beide Eingänge am Kasten mit dem Zeichen &. Im Stromlaufplan sind es zwei Schließer in Reihe.
| S1 | S2 | P1 |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
ODER: Ausgang 1, wenn mindestens ein Eingang 1 ist
Die Leuchte P1 geht an, wenn S1 oder S2 betätigt ist, oder beide. Im Kontaktplan liegen die Kontakte parallel. Im Funktionsplan steht am Kasten ≥1: Mindestens ein Eingang muss 1 sein. Im Stromlaufplan sind es zwei Schließer parallel.
| S1 | S2 | P1 |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 |
NICHT: Ausgang 1, wenn der Eingang 0 ist
Die Leuchte P1 brennt, solange S1 nicht betätigt ist. Im Kontaktplan fragt ein Kontakt mit Schrägstrich das Signal auf 0 ab. Im Funktionsplan steht ein Kasten mit der 1, der Kreis am Ausgang dreht das Signal um. Diesen Kreis nennt man Negation. Im Stromlaufplan entspricht das einem Öffner.
| S1 | P1 |
|---|---|
| 0 | 1 |
| 1 | 0 |
Drei Darstellungen, eine Logik
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Kontaktplan (KOP)
Er sieht aus wie ein Stromlaufplan, der auf die Seite gekippt ist: links und rechts eine Schiene, dazwischen waagerechte Strompfade. Reihe heißt UND, parallel heißt ODER. Rechts steht die Spule, das ist der Ausgang.
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Funktionsplan (FUP)
Hier stehen Kästen mit einem Zeichen: & für UND, ≥1 für ODER. Ein kleiner Kreis an einem Ein- oder Ausgang negiert das Signal. Der Kasten mit der 1 und dem Kreis am Ausgang ist das NICHT. Die Zeichen findest du auch im Eaton Schaltungsbuch bei den Schaltzeichen für Halbleiterbauelemente.
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Stromlaufplan
So würdest du dieselbe Aufgabe ohne SPS verdrahten: Kontakte in Reihe für UND, parallel für ODER, ein Öffner für NICHT. In der SPS steckt diese Logik nicht mehr in der Verdrahtung, sondern im Programm.
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Signale 0 und 1
1 heißt: Am Eingang liegt Spannung an, zum Beispiel weil ein Schließer betätigt ist. 0 heißt: keine Spannung. Die kleinen Ziffern in den Plänen oben zeigen den Zustand jedes Signals.
Ein Öffner-Symbol ist kein Öffner
Im Kontaktplan beschreibt ein Kontakt eine Abfrage, kein Bauteil. Das Schließer-Symbol | | ist wahr, wenn das Signal 1 ist. Das Öffner-Symbol |/| ist wahr, wenn das Signal 0 ist. Welcher Kontakt draußen am Eingang hängt, steht nicht im Programm. Ein Öffner am Eingang liefert in Ruhe eine 1. Wird er im Programm als Schließer abgefragt, ist die Abfrage in Ruhe also wahr. Genau das nutzt man beim Aus-Taster, damit ein Drahtbruch die Maschine abschaltet. Wie das geht, zeigt die Seite Selbsthaltung als SPS-Programm.
Weitere Schaltungen
Selbsthaltung als SPS-Programm → Haltekontakt oder Speicher RS/SR, dazu der drahtbruchsichere Aus-Taster. Zeitglieder TON und TOF zum Ausprobieren → Einschalt- und Ausschaltverzögerung im Programm, mit Zeitdiagramm. Zähler und Flanken in der SPS → Steigende und fallende Flanke, Vorwärtszähler CTU mit Sollwert. Stern-Dreieck-Anlauf als SPS-Programm → Netz-, Stern- und Dreieckschütz im Programm, TON statt Zeitrelais.Was bedeuten KOP und FUP?
KOP heißt Kontaktplan, FUP heißt Funktionsplan. Beides sind grafische Programmiersprachen für SPS. Die Norm dazu ist DIN EN 61131-3 „Speicherprogrammierbare Steuerungen, Teil 3: Programmiersprachen“. Viele Steuerungen lassen sich in beiden Sprachen programmieren, oft kann man zwischen den Ansichten umschalten.
Warum steht am ODER-Kasten ≥1?
Lies das Zeichen als „mindestens eins“: Der Ausgang wird 1, wenn mindestens ein Eingang 1 ist. Am UND-Kasten steht &, dort müssen alle Eingänge 1 sein.
Kann ein UND mehr als zwei Eingänge haben?
Ja. Im Kontaktplan kommen weitere Kontakte in Reihe, im Funktionsplan weitere Eingänge an denselben Kasten. Der Ausgang wird nur 1, wenn alle Eingänge 1 sind. Beim ODER genügt weiter ein einziger.
Wo ist der Unterschied zwischen dem Öffner im Programm und dem Öffner am Eingang?
Der Öffner am Eingang ist ein Bauteil, zum Beispiel ein Aus-Taster. Er bestimmt, welches Signal an der SPS ankommt. Das Öffner-Symbol im Programm ist eine Abfrage: Es ist wahr, wenn das Signal 0 ist. Beides kann man frei kombinieren. Deshalb sieht man einem Programm nicht an, wie die Taster angeschlossen sind. Das steht im Stromlaufplan der Anlage.
Welche Grundverknüpfungen gibt es noch?
Aus UND, ODER und NICHT lässt sich jede andere Verknüpfung bauen. Bekannt sind zum Beispiel NAND (UND mit negiertem Ausgang) und NOR (ODER mit negiertem Ausgang). Ihre Zeichen stehen im Eaton Schaltungsbuch neben denen für UND, ODER und NICHT.
Zu den Plänen: Kontaktplan und Funktionsplan sind angelehnt an DIN EN 61131-3 und herstellerneutral gezeichnet. In der Software deiner Steuerung sehen Zeichen, Namen und Adressen etwas anders aus. Die Zeichen im Funktionsplan folgen den Schaltzeichen für UND, ODER und NICHT im Eaton Schaltungsbuch 10/23, S. 9-33. Der Stromlaufplan ist vereinfacht. Die Seite zeigt Lernbeispiele, keine fertigen Programme für Maschinen.
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Für Lernplattformen wie Moodle, Schul- und Ausbildungsseiten: Dieses SPS-Beispiel läuft dann direkt auf deiner Seite, kostenlos, werbefrei, ohne Tracking.
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Einzige Bitte: den Textlink unter dem Rahmen stehen lassen.