[Applaus] nahezu jedes gewerbliche gebäude und industrieanlagen ist auf die automatisierung von mechanischen und elektrischen systemen angewiesen dieser trend nimmt immer weiter zu zumal ständig größere intelligentere und komplexere systeme und gebäude gebaut werden aber wie steuert man diese systeme und welche geräte werden dafür eingesetzt darum geht es in diesem video das von der telekom france gesponsert wird viele controls ist seit 1963 ein führender hersteller in der automatisierungsbranche seine technologie ist mit jeder sp/sh me und steuerung auf dem markt kompatibel was die sps programmiert zeit reduziert und wertvollen speicherplatz spart in dem kleinere automatisierungsaufgaben direkt bearbeitet werden
klicke auf den link in der video beschreibung um zu erfahren wie die produkte von tele das beste aus unserer sps anwendung heraus holen kontakt ist über sales at t - controls punkt com oder über linkedin ps steht für speicherprogrammierbare steuerung es gibt viele variationen aber im grunde sieht sie in etwa so aus eine speicherprogrammierbare steuerung ist im grunde ein kleiner computer der vorprogrammierte ausgaben anhand von eingaben und spezifischen regeln ausführen kann steuerungen werden zellen und industriellen anwendungen eingesetzt um systeme mit minimalem und manchmal sogar gar keine manuellen eingriffen zu steuern es kann sich um eine
einfache ein aussteuerung handeln die auf dem status eines eingangs basiert oder ein anspruchsvolleres system das auf berechnungen sequenz und logik basiert vor der einführung von sps wurde über relais benkel gesteuert jedes relais steuerte dedizierte ein und ausgänge je nach physikalische verdrahtung relais steuerten auch andere release und bildeten somit logische steuerungen bei einem einfachen und geld wird der relais ausgang zum beispiel nur dann aktiviert wenn zwei eingänge angeregt werden dass hier und das hier suchen oder ausgänge von anderen rede sein um den betrieb zu ändern musste die physikalische verdrahtung geändert werden damit andere aufgaben ausgeführt werden
konnten diese alten relais bänke waren enorm groß und sehr komplex das hier ist ein beispiel für eine aufzugs relais bank und das hier ist die relais bank einer alten elektrischen umspannstation wie ihr euch sicher vorstellen könnt waren die nicht leicht auszutauschen und die suche nach fehlern war schwierig und sehr zeitaufwendig mit der erfindung der festkörper elektronik und der mikrochips konnte die befehls logistik der relais bänke schließlich durch software logik ersetzt werden und so übernahm die sps schnell die führung sps haben die unterschiedlichsten anwendungen aber alle überwachen ihre eingänge treffen dann eine entscheidung je nach gespeicherten
regelsätzen und geben dann befehle aus um einen prozess zu automatisieren release finden wir auch oft in kombination mit einem sp s diese release können sich direkt mit der automatisierung befassen und wird der sps kommunizieren dadurch wird der programmieraufwand in der sps reduziert und speicherplatz gespart sps sind weit verbreitet zum beispiel wenn man sein gepäck am flughafen einchecken das gepäck wird mit einem barcode versehen und kommt auf das förderband ein sps scannt den barcode und entscheidet anhand von festgelegten regeln ob das gepäck auf die nationale oder internationale rote geschickt wird der sps kennt dann den barcode
und entscheidet in welcher stadt das gepäck umgeleitet werden muss und die darauffolgende sps entscheidet dann zu welchem gate es umgeleitet werden muss und wenn das alles klappt dann kommt das gepäck am richtigen geld an zuerst haben wir die eingangs module oder fällt sensoren das sind die physikalischen verbindungen zwischen der außenwelt und der sp s das können sein digitale eingänge wie zb einfache ein und ausschalter wie mental ische temperatur leisten anwesenheits oder bewegungssensoren oder sogar schwimmer schalter diese digitalen eingänge liefern nur informationen darüber ob etwas ein oder ausgeschaltet ist dafür bräuchten wir einen analog eingang wie
zum beispiel einen einfachen drehknopf der von 0 bis 100 prozent reicht er wird durch einen spannungswandler geführt um 0 volt bei null prozent und 10 volt bei 100 prozent zu liefern die sps kann dann den eingang skalieren um eine sehr genaue empfindlichkeit zu erreichen die für die ausgangs steuerung erforderlich ist die spannung könnte auch mit einem widerstand und dämonischen gesetz in strom umgewandelt werden die stromstärke die normalerweise in milliampere gemessen wird sagte der sps ob etwas zwischen 1 und ausläuft diese eingänge sind zum beispiel in einem thermoelement oder einen widerstand temperatur detector es könnte ein
drucksensor sein oder vielleicht ein dehnungsmessstreifen diese spannungen und ströme werden dann in eine digitale äquivalent zahl umgewandelt die von der cpu verstanden werden kann das sehen wir uns später noch etwas genauer an die eingangs module für den vier grundlegende aufgaben sie erkennen wenn ein signal empfangen wird sie wandeln die signal spannung in das richtige signal für die cpu um sie isolieren die sps von schwankungen der eingangsspannung oder strom signals und sie senden ein korrigiertes signal an die cdu die cpu oder central processing unit ist wie das gehirn des betriebs sie enthält das programm oder die
software die entscheidet welche ausgaben erforderlich sind indem sie die festgelegten regeln auf die eingangssignale anwendet die cpu besteht typischerweise aus einem mikroprozessor der je nach eingangs wert und der logik im programm die arbeit erledigt einem speicher chip zum speichern des programms der auch den ausgangs verlauf alle fehler oder alarme und so weiter speichert und dann gibt es noch andere integrierte schaltungen für dinge wie mott bus und bahnverbindungen so dass wir auch aus der ferne mit dem gerät kommunizieren neu programmieren und überwachen können dann gibt es auch noch die ausgangs module oder field output devices die
liefern das signal an das zu steuernde gerät wie zum beispiel eine einfache kontrollleuchte ein magnetventil ein motorstarter einen antrieb mit variabler frequenz und so weiter es gibt auch noch andere teile wie zb eine batterie um die sps im falle eines stromausfalls aufrecht zu erhalten es könnte einen kleinen bildschirm für eine benutzeroberfläche geben um konfigurationen vornehmen zu können es muss eine zeit uhr und ein kalender vorhanden sein um das gerät zur richtigen zeit zu betreiben und es muss auch eine stromversorgung vorhanden sein um die niederspannung von der cpu und den eingangs und ausgangs modulen bereitstellen zu
können übrigens haben wir auch schon frequenzumrichter motorstarter und magnetventil in unseren früheren videos durchgenommen schaut sie euch an die links dazu findet ihr unten in der infobox die grundfunktion einer sps besteht darin je nach einrichtung signal eine vorprogrammierte ausgabe durchzuführen indem sie eine reihe von regeln folgt die sps durchläuft in ihrem grundbetrieb die folgenden stufen zuerst gibt es die eingangs abfrage die den zustand der eingänge erkennt dann die programm abfrage um zu sehen was getan werden muss dann führt sie die programmlogik aus um das was die regeln vorgeben tatsächlich umzusetzen dann muss sie die ausgänge
aktualisieren um die ausgangs geräte entsprechend dem programm anforderungen zu bedienen und dann schließlich die reinigung für selbstdiagnose kommunikation updates und berichte die scan zeit dh die zeit die benötigt wird um alle phasen abzuschließen hängt von der empfindlichkeit der belastbarkeit und der verarbeitungszeit des systems ab analoge eingänge haben in der regel eine längere verarbeitungszeit im vergleich zur einfacheren digitalen ein- und ausgängen zum beispiel kann ein wassertank eine schnellere scan zeit von 2 millisekunden haben um ein überlaufen zu verhindern aber ein raumtemperaturregler kann viel langsamer sein vielleicht 100 millisekunden schauen wir uns ein beispiel für eine einfache
reaktion an wir haben eine temperatur sensor mit bi metallstreifen einem sps und einem boiler das b metallband biegt sich wenn es heiß und kalt wird so dass wir es nutzen können um zu erkennen ob der raum die gewünschte temperatur hat und um den boiler steuern zu können wenn der raum die richtige temperatur hat ist der stromkreis geschlossen und die sps erhält ein signal so dass der boiler ausgeschaltet ist aber wenn die raumtemperatur sinkt ist der stromkreis nicht mehr vollständig und die sps erkennt diese änderungen am eingang sie reagiert darauf indem sie ein ausgangssignal sendet um
den boiler einzuschalten das ist sehr einfach und man kann dazu ein einfaches reli nehmen eine sps ist jedoch besser weil sie über eine zeit funktion verfügt so dass sie die zeit vor dem einschalten des boilers überprüfen kann wenn ein gebäude nachts und an wochentagen zum beispiel er ist muss der boiler in der zeit nicht eingeschaltet werden in diesem fall wird der sps mitgeteilt dass der raum zu kalt ist woraufhin sie die uhrzeit und das datum prüft um zu sehen ob der boiler eingeschaltet werden darf anhand dieser daten entscheidet die sps dann ob der boiler eingeschaltet
werden soll oder nicht dazu kann man noch zusätzliche funktionen und eingänge hinzufügen zum beispiel einen bewegungssensor am eingang der thermostat sagt der sp es dann dass der raum zu kalt ist die sps prüft dann die zeit um sicher zu stellen dass sie den boiler einschalten darf und kann jetzt noch prüfen ob der raum belegt ist immerhin beispiel ein feiertag sein denn nicht im kalender aufgeführt ist aber wenn das gebäude leer ist muss der boiler nicht eingeschaltet werden in diesem nächsten anspruchsvolleren beispiel haben wir einen termin store die sps und ein ventil antrieb anstelle eines einfachen
ein aus im putz eine temperatur skala wie beim bbi metallstreifen das antriebs ventil kann sich zwischen null und 100 öffnen um zu steuern wie viel warmwasser zur beheizung des raumes bereitgestellt wird hierfür würden wir einen regelkreis verwenden das steht für proportional integral und der relativ regelung wir wollen hier nicht zu sehr ins detail gehen aber im grunde regel dass die ventile position um sicherzustellen dass das ventil nur so weit geöffnet wird wie es der differenz zwischen der gewünschten und der tatsächlichen temperatur des raumes entspricht wenn die raumtemperatur zum beispiel nur geringfügig sinken soll das heizungs
ventil nicht sofort zu 100 prozent geöffnet werden da sich der raum sonst zu schnell aufheizt und die gewünschte temperatur überschritten wird an diesem punkt würde es dann sofort wieder abschalten und den zyklus wiederholen stattdessen soll das ventil allmählich geöffnet werden und zwar proportional zum bedarf wenn also ein kleiner temperatur unterschied besteht öffnet das ventil langsam einen kleinen betrag bei einem großen temperaturunterschied öffnet sich das ventil weiter und schneller dann näher an die gewünschte temperatur kommt wird es immer enger bis das ventil die perfekte position gefunden hat um die gewünschte raumtemperatur zu halten kommen wir jetzt
zu einem komplexen beispiel in vielen gewerblichen gebäuden verwendet das heiz oder kühlsystem eine regel strategie die als optimierer bekannt ist sonst über einen gewissen zeitraum wie schnell sich das gebäude auf sitzt und abkühlt dann das heiz oder kühlsystem zum optimalen zeitpunkt bevor das gebäude besetzt ist beispiel um 9 uhr mit der arbeit beginnen weiß das system das es um 7 uhr eingeschaltet werden muss um sicher zu stellen dass alle räume bis dahin die richtige temperatur haben nehmen wir an in dieser anlage eine sps mit der optimierer software installiert diese steuert einen ventil antrieb für das
heizsystem und das system hat auch zwei punkten die mit einer der betriebs und standby konfiguration eingerichtet sind so dass immer nur eine pumpe läuft die sps entscheidet welche pumpe eingeschaltet wird je nachdem welche die geringste anzahl an betriebsstunden aufweist die sps überwacht einen durchfluss sensor um zu erkennen ob sich die pumpe einschaltet wenn sie dazu aufgefordert wird wenn sie sich nicht einschaltet erhält die sps einen alarm und schaltet den strom ab und dann gibt sie einer anderen pumpe das signal dass sie laufen soll bevor jedoch das heizsystem und die pumpen starten prüft die fps mit
der uhr ob die heizung heute eingeschaltet werden soll und wenn ja um welche uhrzeit das gebäude belegt sein wird die uhr sagt ja die geplante bewegungszeit ist 9 uhr die sps prüft dann die aktuelle temperatur des raumes und berechnet die differenz zwischen dieser und der gewünschten temperatur dann prüfte die außentemperatur um zu berechnen wie lange es dauern wird das gebäude zu heizen denn an einem sehr kalten tag gibt es einen größeren wärmeverlust so dass es länger dauert daraus berechnet die sps wann die heizungsanlage eingeschaltet werden muss damit das gebäude die gewünschte temperatur hat und für
9 uhr bereit ist übrigens haben wir bereits in unserem vorherigen video über betriebs- und denn bei pumpen und rees berichtet schaut es euch an die links dazu findet ihr in der infobox ps haben viele vorteile aber das sind die wichtigsten die steuerungssoftware ist lokal gespeichert so dass die sps selbst bei einem ausfall des gebäude energiesystems weiterarbeiten kann die verbindungen zwischen den sps eingingen und ausgängen werden durch die software hergestellt und nicht durch viele physische drehte sps installationen sind kleiner als fest verdrahtete relais bänke können aber bei bedarf immer noch rees verwenden sps sind viel einfacher
zu reprogrammieren die fehlersuche ist einfacher und schneller man kann dasselbe programm auf mehrere sps einheiten laden um zeit zu sparen und man kann auch die ein und ausgänge mit weiteren karten erweitern okay das war's für dieses video aber wenn du noch mehr über steuerungen und elektrotechnik lernen willst schau dir eines der videos auf dem bildschirm an wir sehen uns dann dort für die nächste lektion und vergesst nicht unser facebook twitter instagram linkedin und beendeten mindset dot com zu folgen
