Programmierbare Steuerungen (SPS)

Kurzdefinition

Programmierbare Steuerungen, auch Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS), sind industrielle Automatisierungsgeräte zur Steuerung und Regelung technischer Prozesse. Sie verarbeiten digitale und analoge Ein- und Ausgangssignale nach frei programmierbaren Algorithmen in Echtzeit. SPS-Systeme zeichnen sich durch Robustheit, Echtzeitfähigkeit und Modularität aus. In Membranfiltrationsanlagen bilden sie das zentrale Steuerungselement für Pumpen, Ventile, Sensoren und die Koordination aller Prozessabläufe von Filtration über Rückspülung bis zur CIP-Reinigung.

Funktionsprinzip

Die SPS arbeitet nach dem zyklischen Abarbeitungsprinzip: Einlesen der Eingangssignale, Abarbeitung des Anwenderprogramms, Ausgabe der Steuersignale. Das Programm wird nach IEC 61131-3 in standardisierten Sprachen wie KOP (Kontaktplan), FUP (Funktionsplan), AWL (Anweisungsliste) oder ST (Strukturierter Text) erstellt. Moderne SPS integrieren Funktionsbausteine für Regelung, Motion Control, Safety und Kommunikation. Die Programmierung erfolgt in Entwicklungsumgebungen wie TIA Portal (Siemens), Studio 5000 (Rockwell) oder CODESYS. Diagnosefunktionen, Online-Monitoring und Remote-Zugriff unterstützen Inbetriebnahme und Wartung.

Anwendungsgebiete

SPS-Systeme sind das Rückgrat jeder automatisierten Membranfiltrationsanlage. Sie steuern sequenzielle Prozessabläufe, realisieren komplexe Regelungsaufgaben und koordinieren die Kommunikation zwischen Feldebene und übergeordneten Systemen. Redundante SPS-Konfigurationen gewährleisten höchste Verfügbarkeit in kritischen Anwendungen. Safety-SPS-Module erfüllen Sicherheitsfunktionen bis SIL 3 nach IEC 61508.

Typische Anwendungsbereiche:

• Vollautomatisierte UF/NF/RO-Filtrationsanlagen
• Batch-Steuerung in pharmazeutischen Prozessen
• CIP-Sequenz-Steuerung mit Phasenmanagement
• Multi-Stage-Filtrationssysteme mit Prozesskoordination
• Dezentrale Steuerungsarchitekturen mit Remote I/O

Zusammenfassung

SPS-Systeme sind unverzichtbar für zuverlässige, reproduzierbare und effiziente Automatisierung in der Membranfiltration. Sie bieten maximale Flexibilität durch freie Programmierbarkeit und erfüllen höchste Anforderungen an Verfügbarkeit und Sicherheit. Für Anlagenbauer bedeuten sie standardisierte, wartbare Lösungen mit langfristiger Ersatzteilversorgung und umfassendem Engineering-Support.