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.