Selbsthaltung als SPS-Programm
Die Selbsthaltung kennst du als Schützschaltung: Ein-Taster, Aus-Taster, Haltekontakt. In einer SPS steht dieselbe Logik im Programm. Hier siehst du sie als Kontaktplan (KOP) und Funktionsplan (FUP), einmal mit Haltekontakt und einmal mit Speicherglied, und daneben den Stromlaufplan der Schützschaltung zum Vergleich. Drück die Taster und sieh, wann der Ausgang Q1 1 wird.
Die Pläne brauchen JavaScript. Die Erklärungen unten funktionieren auch ohne.
Selbsthaltung mit Haltekontakt
Wie in der Schützschaltung: Das Netzwerk fragt seinen eigenen Ausgang Q1 ab. Dieser Kontakt liegt parallel zu S2. Ist Q1 einmal 1, hält er sich über diesen Pfad, auch wenn S2 wieder offen ist. S1 liegt in Reihe davor und unterbricht. S1 ist als Öffner angeschlossen und liefert in Ruhe eine 1. Darum steht er im Programm mit dem Schließer-Symbol.
Speicher RS: Rücksetzen hat Vorrang
Statt des Haltekontakts merkt sich ein Speicherglied den Zustand. S2 am Eingang S setzt Q1 auf 1. Der Eingang R1 setzt Q1 zurück auf 0. Die 1 an R1 heißt: Rücksetzen hat Vorrang. Drückst du beide Taster, bleibt Q1 aus. Das ist dasselbe Verhalten wie der Aus-Vorrang der Schützschaltung. An R1 wird S1 auf 0 abgefragt, denn der Öffner liefert erst beim Drücken eine 0.
Speicher SR: Setzen hat Vorrang
Hier steht die 1 am Setzeingang S1: Setzen hat Vorrang. Drückst du beide Taster, wird Q1 1. Im Stromlaufplan entspricht das dem Ein-Vorrang: S2 liegt parallel zu S1 und dem Haltekontakt. Verwechsle nicht: S1 am Kasten ist der Name des Setzeingangs. Der Taster S1 hängt am Rücksetzeingang R. Zum Ausschalten einer Maschine ist der Aus-Vorrang die sichere Wahl. Mehr dazu auf der Seite Aus- und Ein-Vorrang.
Schützschaltung und SPS-Programm im Vergleich
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Der Haltekontakt wird zur Abfrage
In der Schützschaltung hält sich Q1 über seinen Hilfskontakt 13-14. Im Programm fragt das Netzwerk den Ausgang Q1 selbst ab. Der Hilfskontakt am Schütz ist dafür nicht mehr nötig.
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Die Taster gehen an Eingänge
S1 und S2 schalten nicht mehr die Spule, sondern melden ihren Zustand an zwei Eingänge der SPS. Die Spule von Q1 hängt an einem Ausgang. Was dazwischen passiert, steht im Programm und lässt sich ändern, ohne neu zu verdrahten.
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Vorrang ist eine Entscheidung
In der Schützschaltung entscheidet die Lage des Aus-Tasters, wer Vorrang hat. Im Programm entscheidet die Wahl des Speicherglieds: RS für Aus-Vorrang, SR für Ein-Vorrang. Die Seite Selbsthaltung zeigt die Schützschaltung mit Haupt- und Steuerstromkreis.
Warum der Aus-Taster als Öffner angeschlossen wird
Ausschalten soll auch dann gehen, wenn eine Leitung bricht oder sich eine Klemme löst. Das Eaton Schaltungsbuch nennt das Prinzip Stillsetzen durch Entregung und zählt es zu den erprobten Schaltungstechniken, die drahtbruchsicher sind (Eaton Schaltungsbuch 10/23, S. 10-28). In der Schützschaltung ist der Aus-Taster deshalb ein Öffner in Reihe: Ein Drahtbruch unterbricht den Strom zur Spule, das Schütz fällt ab.
Bei der SPS gilt dasselbe für den Eingang. Der Aus-Taster wird als Öffner angeschlossen, in Ruhe liegt am Eingang eine 1. Im Programm fragst du ihn deshalb mit dem Schließer-Symbol ab. Bricht die Leitung, fällt das Signal auf 0, und der Ausgang schaltet ab, genau wie beim Drücken. Schließt du den Aus-Taster dagegen als Schließer an, merkt das Programm einen Drahtbruch nicht. Probier beide Fälle aus. Im Plan rechts hängt S1 am Eingang E1 und S2 am Eingang E2. Im Programm heißen die Signale hier wie die Taster.
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Öffner am Eingang: drahtbruchsicher
In Ruhe ist das Signal S1 = 1, das Programm fragt es mit dem Schließer-Symbol ab. Unterbrich die Leitung zu S1: Das Signal wird 0, Q1 schaltet ab und lässt sich nicht mehr einschalten, bis der Fehler behoben ist.
Schließer am Eingang: ein Drahtbruch fällt nicht auf
In Ruhe ist das Signal S1 = 0, das Programm fragt es deshalb mit dem Öffner-Symbol ab. Im normalen Betrieb funktioniert das genauso. Schalte Q1 ein und unterbrich dann die Leitung zu S1: Der Druck auf S1 kommt nicht mehr an, Q1 lässt sich nicht mehr ausschalten.
Verriegelung beim Wendeschütz
Rechts- und Linkslauf dürfen nie gleichzeitig anziehen. Im Programm fragt jedes Netzwerk den anderen Ausgang auf 0 ab, mit dem Öffner-Symbol. Das ist die Schützverriegelung als Programm. Die Namen sind wie auf der Seite Wendeschützschaltung: S0 schaltet aus, S1 startet den Rechtslauf, S2 den Linkslauf. Drück S1 und S2 zugleich: Q1 und Q2 werden nie gleichzeitig 1. Kommen beide Signale im selben Moment, gewinnt das Netzwerk, das die SPS zuerst bearbeitet, hier also Q1.
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Die Verriegelung im Programm wirkt nur auf die Ausgänge. Ob ein Schütz wirklich abgefallen ist, sieht sie nicht. Deshalb verriegelt man die Schütze zusätzlich in der Verdrahtung über ihre Öffner 21-22. Das Eaton Schaltungsbuch zeigt das auch bei Wendestartern, die eine Steuerung ansteuert: Der Hilfsöffner 21-22 des jeweils anderen Schützes wird eingebunden (Eaton Schaltungsbuch 10/23, S. 2-11). Der Stromlaufplan rechts zeigt diese Verriegelung in der Schützschaltung. Die Tasterverriegelung der Seite Wendeschützschaltung ist hier weggelassen.
Im Stromlaufplan ohne Tasterverriegelung bekommen beim gleichzeitigen Drücken beide Spulen im selben Moment Spannung. Die Öffner 21-22 öffnen erst, wenn ein Schütz angezogen hat. Welches Schütz zuerst anzieht, entscheidet dort der Zufall. Die Schützverriegelung allein verhindert das nicht sicher, deshalb gibt es zusätzlich die Tasterverriegelung. Die Zeichnung rechts folgt dem Programm und zeigt deshalb Q1.
Weitere Schaltungen
Zeitglieder TON und TOF zum Ausprobieren → Einschalt- und Ausschaltverzögerung im Programm, mit Zeitdiagramm. SPS-Grundverknüpfungen zum Ausprobieren → UND, ODER, NICHT als Kontaktplan, Funktionsplan und Stromlaufplan nebeneinander. 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 ist der Unterschied zwischen RS und SR?
Beide sind Speicherglieder mit einem Setz- und einem Rücksetzeingang. Unterschiedlich ist nur der Fall, dass beide Eingänge zugleich 1 sind. Beim RS hat Rücksetzen Vorrang, der Ausgang wird 0. Beim SR hat Setzen Vorrang, der Ausgang wird 1. Den Vorrang erkennst du an der 1 hinter dem Buchstaben: R1 oder S1. Diese Namen gehören zum Kasten und haben nichts mit den Tastern S1 und S2 zu tun.
Warum steht der Aus-Taster im Programm als Schließer, obwohl er ein Öffner ist?
Das Symbol im Kontaktplan beschreibt eine Abfrage, kein Bauteil. Der Öffner liefert in Ruhe eine 1. Die Abfrage mit dem Schließer-Symbol ist dann wahr, und der Ausgang darf an sein. Drückt jemand den Taster oder bricht die Leitung, wird das Signal 0 und der Ausgang schaltet ab.
Braucht das Schütz bei einer SPS noch den Hilfskontakt 13-14?
Für die Selbsthaltung nicht: Die übernimmt das Programm, mit der Abfrage des eigenen Ausgangs oder mit einem Speicherglied. Hilfskontakte braucht man trotzdem, zum Beispiel für die Verriegelung in der Verdrahtung oder als Rückmeldung an einen Eingang.
Was passiert, wenn ich beide Taster gleichzeitig drücke?
Das hängt vom Programm ab. Mit Haltekontakt und Aus-Taster in Reihe und mit dem Speicher RS bleibt Q1 aus. Mit dem Speicher SR wird Q1 1. Probier es oben mit dem Knopf „S1 und S2 zugleich drücken“ aus.
Gilt das auch für Not-Halt?
Not-Halt ist eine Sicherheitsfunktion. Für sie gelten eigene Anforderungen, und sie wird mit dafür geeigneten Geräten aufgebaut. Diese Seite zeigt nur die Grundlagen eines normalen Steuerungsprogramms. Wie ein Not-Halt-Taster aufgebaut ist, zeigt das 3D-Modell Not-Halt.
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. Das Zeichen des Speicherglieds folgt dem RS-Flipflop im Eaton Schaltungsbuch 10/23, S. 9-34. Der Stromlaufplan ist vereinfacht, ohne Hauptstromkreis und Motorschutz. Die Seite zeigt Lernbeispiele, keine fertigen Programme. Ein Programm ersetzt keine Planung und keine Risikobeurteilung der Maschine.
Dieses SPS-Beispiel auf der eigenen Seite einbinden
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.