SPS-HMI-Kombigerät

Ein SPS-HMI-Kombigerät fasst die speicherprogrammierbare Steuerung und den Bedien-Touchscreen in einem Panelgerät zusammen. An einer kleinen oder mittleren Maschine entfallen dadurch eine Komponente im Schaltschrank, die Verdrahtung zwischen beiden und ein zweiter Schalttafelausschnitt; das ist der Grund, warum es dieses Format gibt, und nicht eine Verpackungsvorliebe.

Die Geräte auf dieser Seite decken Bildschirmgrößen von 4,3, 7 und 10 Zoll ab, mit Ausschnitten von 120×94 mm bis 260×202 mm. Binäre E/A reichen von 8 Eingängen und 8 Ausgängen bis 24 Eingängen und 22 Ausgängen je nach Modell. Analoge Ein- und Ausgänge, zwei PT100-Kanäle, Schnellzählung bis 200 kHz und zwei Pulsausgänge mit 100 kHz sind bei den Modellen vorhanden, die sie angeben, die Konfiguration richtet sich daher danach, was die Maschine leisten muss, und nicht danach, was das Gehäuse aufnehmen kann.

Zwei Befehlssatz-Familien werden angeboten. Die H-Serie ist mit 3U-Befehlen kompatibel und die HS-Serie mit 200 Befehlen. Es sind getrennte Familien, ein Programm für die eine läuft also nicht unverändert auf der anderen.

Wie ein SPS-HMI-Kombigerät arbeitet

Der Logikteil des Geräts liest seine Eingänge, führt das gespeicherte Programm aus und schreibt seine Ausgänge in einem wiederkehrenden Zyklus. Was den Zyklus in einer Maschine verlässlich macht, ist nicht seine Geschwindigkeit, sondern die Isolierung auf dem Weg hinein und hinaus: Jeder E/A-Punkt dieser Geräte ist optoisoliert, eine auf einem Sensorkabel aufgenommene Störgröße erreicht den Prozessor daher nicht als Zustandsänderung. Die Eingänge akzeptieren einen positiven oder negativen Trigger, wodurch ein binärer Sensor mit Senke oder Quelle ohne Schnittstellenbaustein angeschlossen werden kann.

Der Bildschirm ist keine an die Front geschraubte Anzeige. Er liest und schreibt dieselben Register, die das Programm nutzt, ein auf dem Bildschirm eingegebener Sollwert ist also der Wert, auf den die Logik wirkt, ohne eine getrennte Verbindung zum Konfigurieren. Die Temperatur eines PT100 erreicht das Programm über dieselbe Anordnung, wodurch ein Temperaturregelkreis im Gerät geschlossen werden kann, ohne separaten Messumformer und separaten Analogeingang.

Die Relaisausgänge sind der Teil, der entscheidet, wie viel geschaltet werden kann. Jeder Punkt führt einen Höchststrom und jeder gemeinsame Anschluss einen Höchststrom für die Gruppe, die er speist, und beide gelten zugleich: Vier Punkte an ihrer jeweiligen Grenze erreichen die Grenze des gemeinsamen Anschlusses. Induktive Lasten ziehen beim Abschalten einen Stromstoß, weshalb sie üblicherweise über ein Zwischenrelais geschaltet werden und nicht direkt.

So wählen Sie das passende Gerät aus

Beginnen Sie mit dem Bildschirm. Die Größe richtet sich teils danach, wie viel auf einmal lesbar sein muss, und teils nach dem Ausschnitt, den das Gehäuse bereits hat; ein Ausschnitt lässt sich nicht vergrößern, ohne das Panel neu anzufertigen, er ist daher meist die feste Randbedingung. Die Ausschnittmaße dieser Baureihe sind oben aufgeführt und unterscheiden sich zwischen den Größen stark genug, dass sie vor der Auswahl geprüft werden sollten.

Zählen Sie danach die E/A. Binäre Ein- und Ausgänge werden über das Modell gewählt, die Anzahl bestimmt also das Teil und nicht ein Erweiterungsmodul. Braucht die Maschine Analogsignale oder einen PT100 direkt, schränkt das die Wahl weiter ein, weil diese Kanäle nur bei den Modellen vorhanden sind, die sie aufführen.

Entscheiden Sie dann über Zählung und Kommunikation. Drehgeber und Positionierachse bestimmen, ob Schnellzählung und Pulsausgabe gebraucht werden. Bei der Kommunikation bietet das Gerät Ethernet, USB, RS-485 und RS-232 je nach Modell, mit 4G oder Wi-Fi bei den dafür gekennzeichneten Modellen, und die beiden Befehlssatz-Familien sind getrennt, ein vorhandenes Programm ist daher die Randbedingung, die die Wahl der Familie entscheidet.

Nennen Sie die Bildschirmgröße, die Anzahl der E/A, ob analog oder PT100 benötigt wird, ob Zählung benötigt wird und womit das Gerät kommunizieren muss, und das Modell ergibt sich.

Grenzen und zu klärende Punkte

Dieses Gerät ist eine Steuerung und eine Bedienoberfläche. Es ist kein Sicherheitsgerät: Keiner der veröffentlichten Werte beschreibt einen sicherheitsgerichteten Eingang, eine zweikanalige Architektur oder einen Diagnosedeckungsgrad, ein Not-Aus, eine Schutztürverriegelung oder ein Lichtgitter ist daher mit eigener Sicherheitshardware umzusetzen und nicht über das Programm. Die hier genannten EMV-Werte sind Störfestigkeitsstufen und keine Aussage zur funktionalen Sicherheit.

Zwei Teile des gelieferten Materials sind unvollständig und werden als solche veröffentlicht statt ausgefüllt. Die HS-Serie wird genannt, ihre Modelltabelle ist aber nicht enthalten, die einzelnen Codes dieser Familie sind daher nicht aufgeführt. Und die Protokolle sind als Liste neben den Schnittstellen angegeben, ohne zu nennen, welches Protokoll auf welcher Schnittstelle läuft; an einer Maschine, die sich in ein vorhandenes Netzwerk einfügen muss, sollte diese Zuordnung vor der Bestellung bestätigt werden und nicht erst bei der Inbetriebnahme.

Mehrere Werte, die eine Spezifikation häufig verlangt, fehlen im Dokument und erscheinen hier als Angabe erforderlich: Programmspeicherkapazität, Dauer der Netzausfall-Retention, Schutzart, Betriebstemperatur und Spannungsfestigkeit. Die Relaisbelastbarkeit wird wie angegeben veröffentlicht, als Höchststrom je Punkt und je gemeinsamem Anschluss, und ist keine Lastangabe für eine induktive Last.

Beachten Sie vor der Bestellung, dass die Bedeutung der Modellsuffixe im gelieferten Material nicht definiert ist. Wird ein bestimmtes Suffix aus einem bestimmten Grund gewünscht, fragen Sie es mit Namen an und beschreiben Sie das benötigte Verhalten, damit beides in Übereinstimmung gebracht wird und nicht angenommen wird.