Zähler und Flanken in der SPS
Ein Taster liefert eine 1, solange er gedrückt ist. Die SPS arbeitet ihr Programm in dieser Zeit immer wieder ab, Zyklus für Zyklus. Wer Tastendrücke oder Teile zählen will, braucht deshalb den Moment, in dem sich das Signal ändert: die Flanke. Hier siehst du die Flankenauswertung und den Vorwärtszähler CTU als Kontaktplan (KOP), Funktionsplan (FUP) und Zeitdiagramm.
Die Pläne und das Zeitdiagramm brauchen JavaScript. Die Erklärungen unten funktionieren auch ohne.
Steigende Flanke: S1 wechselt von 0 auf 1
Schaltest du S1 ein, wird der Ausgang Impuls für genau einen Zyklus 1, danach wieder 0, auch wenn S1 eingeschaltet bleibt. Unter dem Status siehst du den Unterschied: S1 war in vielen Zyklen 1, der Impuls nur in einem. Mit „Zyklus für Zyklus“ rechnet die Seite erst weiter, wenn du „Nächster Zyklus“ drückst. Schalte S1 um und geh dann Zyklus für Zyklus weiter.
Fallende Flanke: S1 wechselt von 1 auf 0
Jetzt kommt der Impuls beim Ausschalten. Solange S1 eingeschaltet ist oder ausgeschaltet bleibt, passiert nichts. Nur in dem einen Zyklus, in dem die SPS zum ersten Mal S1 = 0 liest, ist der Impuls 1.
Was im Zyklus passiert
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Eingänge lesen
Zu Beginn jedes Zyklus liest die SPS alle Eingänge. Mit diesem Stand rechnet sie den ganzen Zyklus lang. Im Einzelschritt siehst du das: Schaltest du S1 um, ändert sich der Plan erst beim nächsten Zyklus.
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Netzwerke der Reihe nach bearbeiten
Der Baustein für die Flanke vergleicht S1 mit dem Wert aus dem letzten Zyklus. Ist er jetzt 1 und war vorher 0, ist das die steigende Flanke.
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Ausgänge schreiben und von vorn
Am Ende schreibt die SPS die Ergebnisse an die Ausgänge. Dann beginnt der nächste Zyklus. Im nächsten Zyklus ist S1 vorher und jetzt 1, also keine Flanke mehr.
Vorwärtszähler CTU
Der Zähler zählt Ereignisse, zum Beispiel Teile, die ein Sensor meldet. Hier drückst du dafür S1. S2 setzt den Zähler zurück. Der Sollwert PV ist 3: Ab dem dritten Impuls wird Q zu 1 und mit ihm Q1, zum Beispiel als Meldung „Karton voll“.
Die Pläne und das Zeitdiagramm brauchen JavaScript. Die Erklärungen funktionieren auch ohne.
CU zählt bei jeder steigenden Flanke um 1 hoch. Halte S1 lange gedrückt: Es bleibt bei einem Schritt. Das kleine Dreieck am Eingang CU zeigt, dass er auf die Flanke reagiert. Im Eaton Schaltungsbuch heißt dieses Zeichen „dynamischer Eingang, Zustandsänderung von 0 auf 1“ (Eaton Schaltungsbuch 10/23, S. 9-33). CV ist der aktuelle Zählwert. Q wird 1, sobald CV den Sollwert PV erreicht. Danach zählt der Baustein weiter, Q bleibt 1. R setzt CV auf 0 und hat Vorrang: Solange S2 gedrückt ist, zählt S1 nicht.
Das Zeichen für die Flanke
In Logikplänen kennzeichnet ein kleines Dreieck am Eingang eines Kastens einen dynamischen Eingang: Er reagiert auf die Änderung von 0 auf 1. Steht vor dem Dreieck zusätzlich der Kreis der Negation, reagiert der Eingang auf die Änderung von 1 auf 0 (Eaton Schaltungsbuch 10/23, S. 9-33). Im Kontaktplan und Funktionsplan einer SPS stehen dafür oft eigene Bausteine wie R_TRIG und F_TRIG, so wie hier oben.
Weitere Schaltungen
Stern-Dreieck-Anlauf als SPS-Programm → Netz-, Stern- und Dreieckschütz im Programm, TON statt Zeitrelais. Zeitglieder TON und TOF zum Ausprobieren → Einschalt- und Ausschaltverzögerung im Programm, mit Zeitdiagramm. Selbsthaltung als SPS-Programm → Haltekontakt oder Speicher RS/SR, dazu der drahtbruchsichere Aus-Taster. SPS-Grundverknüpfungen zum Ausprobieren → UND, ODER, NICHT als Kontaktplan, Funktionsplan und Stromlaufplan nebeneinander.Was ist eine Flanke?
Der Wechsel eines Signals. Wechselt es von 0 auf 1, ist das die steigende Flanke, von 1 auf 0 die fallende. Eine Flanke dauert keine Zeit: Die SPS erkennt sie in dem einen Zyklus, in dem der neue Wert zum ersten Mal ankommt.
Warum zählt der Zähler nicht in jedem Zyklus weiter, solange S1 gedrückt ist?
Weil sein Eingang CU nur auf die steigende Flanke reagiert. Würde er in jedem Zyklus zählen, in dem S1 = 1 ist, stiege der Zählwert bei einem einzigen Tastendruck um so viele Zyklen, wie der Druck dauert. Wie viele das sind, zeigt oben der Zähler unter dem Status der Flankenauswertung.
Was passiert, wenn der Sollwert erreicht ist?
Q wird 1. Der Zähler zählt trotzdem weiter, wenn neue Impulse kommen, Q bleibt dann 1. Erst R setzt den Zählwert zurück auf 0, und Q wird wieder 0.
Was passiert, wenn ich zählen und rücksetzen gleichzeitig drücke?
Das Rücksetzen hat Vorrang. Der Zählwert bleibt 0, solange R 1 ist. Lass S2 los und drück S1 erneut: Jetzt zählt der Baustein wieder.
Wozu braucht man eine fallende Flanke?
Wenn etwas beim Loslassen oder beim Abschalten passieren soll, nicht beim Betätigen. Ein Beispiel: Eine Meldung erscheint erst, wenn ein Teil die Lichtschranke wieder verlassen hat.
Zu den Plänen: Kontaktplan und Funktionsplan sind angelehnt an DIN EN 61131-3 und herstellerneutral gezeichnet. In der Software deiner Steuerung sehen Zeichen und Namen etwas anders aus. Die Seite rechnet zehnmal pro Sekunde, damit man zusehen kann. Ein Flankenimpuls dauert hier also einen Zyklus der Seite, höchstens eine Zehntelsekunde, in einer echten Steuerung genau einen ihrer Zyklen. Das Zeichen des dynamischen Eingangs stammt aus dem Eaton Schaltungsbuch 10/23, S. 9-33. Die Seite zeigt Lernbeispiele, keine fertigen Programme.
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.