Der grundlegende Unterschied zwischen großen und mittelgroßen SPSen
Inhaltsverzeichnis
In diesem kurzen Artikel werden sowohl historische SPS-Systeme als auch die aktuelle Produktentwicklung untersucht. Dabei wird erörtert, warum Redundanz zur wahren Trennlinie geworden ist und was sie für die industrielle Automatisierung bedeutet.
Warum die Anzahl der E/A-Punkte keine zuverlässige Definition mehr ist
Traditionell definierten 256–2048 I/O-Punkte einen mittleren Bereich SPS, während über 2048 Punkte eine SPS im großen Maßstab spezifizierten. Diese Klassifizierung war in den Anfangsjahren sinnvoll, als die SPS-Effizienz begrenzt war.
Dank der Fortschritte in der modernen Halbleitertechnologie und der CPU-Verarbeitungsleistung können viele SPS der Mittelklasse jetzt jedoch problemlos E/A-Vorgänge über diese Schwellenwerte hinaus verarbeiten.
Das Problem ist: Die Anzahl der Punkte allein kann in unternehmenskritischen Anwendungen keine Zuverlässigkeit garantieren. Moderne Produktionslinien, Energiemanagementsysteme und Verkehrsknotenpunkte benötigen SPS, die nicht nur deutlich mehr Daten verarbeiten, sondern auch im Fehlerfall einen unterbrechungsfreien Betrieb gewährleisten.
Genau aus diesem Grund ist die Redundanz moderner Technologien zu einem echten Kriterium für große SPS geworden.
Redundanztechnologie: Die eigentliche Barriere für große SPS
Redundanztechnologie bezieht sich auf Dual-Controller-Hot-Standby und nahtlose Umschaltmechanismen zwischen CPU, Kommunikation und sogar Strommodulen.
Wenn der primäre Controller ausfällt, kann der Backup-Controller innerhalb von Millisekunden übernehmen und so einen kontinuierlichen Systembetrieb sicherstellen.
Der Wert eines Redundanzlayouts hängt ab von:
Verbesserte Zuverlässigkeit : Unverzichtbar für Branchen wie Energieerzeugung, Petrochemie und Schienenverkehr, in denen Ausfallzeiten nicht akzeptabel sind.
Verbesserte Sicherheit : Verhindert finanzielle Verluste und Sicherheitsrisiken durch Störungen.
Langanhaltende Stabilität : Gewährleistet einen kontinuierlichen und zuverlässigen Betrieb über lange Lösungszyklen.
Daher lässt sich vernünftigerweise schlussfolgern: Redundanztechnologie ist die wahre Schwelle, die eine SPS im großen Maßstab spezifiziert.
Klassische PLC-Fälle in der Geschichte
Um diesen Punkt besser zu veranschaulichen, werfen wir noch einmal einen Blick auf einige bahnbrechende SPS-Systeme, die als Legenden der Branche gelten:
1. Allen-Bradley PLC-5 System
Trotz seines minimalen Speichers ist es aufgrund seines modularen Aufbaus und der Redundanzunterstützung eine Top-Wahl für die Petrochemie- und Energiebranche.
2. Modicon 984-System
Ein Meilensteinprodukt, das flexible Netzwerkkommunikation und Entwicklungen im Redundanzstil präsentierte.
3. Siemens S5-System
Obwohl die E/A-Kapazität von den heutigen SPS der Mittelklasse übertroffen wird, war sie aufgrund ihrer Redundanz und Erweiterbarkeit jahrelang in wichtigen Branchen im Einsatz.
Diese Beispiele beweisen eines: Die Anzahl der E/A war bei großen SPSen nie ausschlaggebend – Zuverlässigkeit stand immer im Mittelpunkt.
Vergleich: Mittelklasse-SPS vs. Groß-SPS
| Besonderheit | Mittelklasse-SPS | Große SPS |
|---|---|---|
| I/O-Kapazität | 256 – 2048 | 2048+ |
| Kernverarbeitung | Hohe Geschwindigkeit, geeignet für die meisten mittelgroßen Fabriken | Bewältigt komplexe Aufgaben, konzipiert für große Projekte |
| Redundanz | Eingeschränkte Redundanz bei ausgewählten Modellen | Standardredundanz (CPU, Stromversorgung, Kommunikation) |
| Anwendung | Allgemeine Fertigung, Maschinensteuerung | Kraftwerke, Petrochemie, Verkehrsknotenpunkte, integrierte Anlagensysteme |
| Systemzuverlässigkeit | Höheres Ausfallrisiko | 24/7-Dauerbetrieb mit minimalem Ausfallrisiko |
Aus diesem Kontrast wird deutlich, dass Redundanz das entscheidende Element ist – weshalb viele Branchen trotz höherer Kosten lieber in große SPS investieren.
Bedeutung für die industrielle Automatisierung
Mit der Weiterentwicklung von Sektor 4.0 und intelligenter Fertigung müssen SPS-Systeme nicht nur eine höhere E/A-Zahl unterstützen, sondern auch in Szenarien wie der Erfassung großer Datenmengen, der Cloud-Integration und Edge-Computing stabil bleiben.
Eine große SPS-Redundanz ist besonders wichtig in:
Energie : Kernkraftwerke können sich Ausfallzeiten nicht leisten – es sind wiederkehrende SPS erforderlich.
Transport : Die Signalisierung von U-Bahnen und Hochgeschwindigkeitszügen sollte aus Sicherheitsgründen kontinuierlich eingeschaltet bleiben.
Petrochemie : Der Raffineriebetrieb läuft kontinuierlich; auch eine kurze Unterbrechung kann zu Verlusten in Millionenhöhe führen.
Externe Daten und Branchenübersicht
Laut MarketsandMarkets wird der internationale SPS-Markt bis 2027 voraussichtlich 15,7 Milliarden US-Dollar erreichen, wobei der Bedarf an hochzuverlässigen und redundanten SPS-Systemen steigt.
Dies bestätigt den Punkt: Die zukünftige Wettbewerbsfähigkeit großer SPS liegt in Integrität und Redundanz – nicht einfach in der E/A-Erweiterung.
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Abschluss
Die Grenze zwischen mittleren und großen SPSen scheint die E/A-Kapazität zu sein. In Wirklichkeit liegt der entscheidende Unterschied jedoch in der Redundanztechnologie und dem Zuverlässigkeitsdesign.
Von historischen SPS-Meilensteinen bis hin zu aktuellen Markttrends zeigen die Beweise immer wieder: Große SPS repräsentieren nicht nur die Größe, sondern auch die kompromisslose Nachfrage wichtiger Märkte nach kontinuierlicher Betriebsführung und Sicherheit.
Für Unternehmen ist das Verständnis dieses Unterschieds von entscheidender Bedeutung, um bei der Auswahl von Automatisierungssystemen die richtigen Entscheidungen treffen zu können.
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