Automatisierungstechnik · Schaltschrankbau · SPS

Projektierung, Aufbau & Hardware-Verdrahtung
einer speicherprogrammierbaren Steuerung

Von der Systemarchitektur über den EMV-gerechten Schaltschrankaufbau bis zur praktischen Verdrahtung von Sensorik und Aktorik — am Beispiel Siemens TIA / S7-1500.

CPU
S7-1500 / Beckhoff-Steuerung
24 V DC
Steuerstromkreis
400 V AC
Laststromkreis, getrennt geführt
3-stöckig
Initiator-Reihenklemmen
SYSTEMARCHITEKTUR AUF DER HUTSCHIENE PM/PS Stromversorgung CPU DI/AI Eingangsmodule DO/AO Ausgangsmodule Koppelrelais / Schütz
01 · Systemarchitektur

Aufbau eines Automatisierungssystems

Ein modernes Automatisierungssystem, wie ein Siemens S7-1500 im TIA Portal oder eine Beckhoff-Steuerung, ist modular auf der Hutschiene aufgebaut. Jede Baugruppe übernimmt eine klar abgegrenzte Funktion innerhalb des Systems.

Die Stromversorgung (PM/PS) erzeugt die stabilisierte 24-V-DC-Versorgung für CPU und Peripherie. Die CPU verarbeitet das Anwenderprogramm zyklisch und kommuniziert über den Rückwandbus mit den angereihten Ein- und Ausgangsmodulen.

Digitale und analoge Eingangsmodule (DI/AI) erfassen Feldsignale von Sensoren, während Ausgangsmodule (DO/AO) Aktoren wie Schütze, Ventile oder Antriebe ansteuern.

SteuerungsplattformSiemens TIA / S7-1500
AlternativeBeckhoff TwinCAT
Versorgung SteuerungPM/PS · 24 V DC
EingängeDI (digital) / AI (analog)
AusgängeDO (digital) / AO (analog)
02 · Schaltschrankaufbau & EMV

Strukturierte Anordnung & Trennung der Stromkreise

Ein sauberer Schaltschrankaufbau ist Voraussetzung für Betriebssicherheit und Störfestigkeit der Anlage.

Hutschienen-Anordnung
Logische, von links nach rechts strukturierte Anreihung von Versorgung, CPU und Peripheriemodulen zur einfachen Nachvollziehbarkeit.
Aufbau
Trennung Last-/Steuerstromkreise
400-V/230-V-Laststromkreise werden räumlich und im Kabelkanal getrennt von der 24-V-DC-Steuerebene geführt.
Sicherheit
EMV-gerechte Schirmung
Analoge Signalleitungen werden geschirmt verlegt und beidseitig geerdet, um elektromagnetische Einstreuungen zu vermeiden.
EMV
03 · Verdrahtung & Sensorik/Aktorik

Anschluss von Feldgeräten

01

Initiatoren

Induktive Näherungsschalter und Lichtschranken werden an die digitalen Eingänge der SPS angeschlossen und liefern binäre Zustandssignale.

02

Koppelrelais / Schütze

Ausgänge steuern Koppelrelais oder Leistungsschütze zur galvanisch getrennten Ansteuerung von Lastkreisen an.

03

Dreistöckige Reihenklemmen

Initiator-Reihenklemmen verteilen 24 V, 0 V und Signal platzsparend übereinander — ideal für viele gleichartige Sensoranschlüsse.

04 · Bildreferenz

Praxis-Regie

Schematische Darstellungen der SPS-Baugruppe, der Initiator-Verdrahtung und der Kabelkanal-Führung.

CPU + E/A-MODULE
Abb. 11.1
Modularer Aufbau einer SPS-Baugruppenträgereinheit mit CPU und E/A-Modulen.
Abb. 11.2
Systematische Verdrahtung von Feldsensoren auf dreistöckigen Initiatorklemmen.
Abb. 11.3
EMV-gerechte Signal- und Steuerleitungsführung im Schaltschrank-Verdrahtungskanal.