Vergleich von SPS und Arduino: Was ist der Unterschied?

Was ist eine SPS?

SPS-Komponenten

• Zentrale Verarbeitungseinheit (CPU): Die CPU führt das Steuerungsprogramm aus und dient als Gehirn der SPS. Es handelt sich um ein elektronisches Gerät mit einem Prozessor, Speicher und E/A-Anschlüssen.
• Eingabe-/Ausgabemodule (E/A): Die SPS wird über E/A-Module mit dem Prozess verbunden. Dabei kann es sich um digitale oder analoge Module handeln. Analoge Module messen physikalische Größen und wandeln diese in elektrische Signale um, wie etwa den Füllstand einer Flüssigkeit. Der Status eines Schalters oder Sensors wird von digitalen Modulen gemessen, die ihn dann in ein binäres Signal umwandeln.
• Speicher: Der Speicher beherbergt das Steuerungsprogramm sowie andere Informationen, wie etwa die Eingangs- und Ausgangsstatus. Je nach Typ kann der Speicher flüchtig (der Inhalt geht beim Ausschalten verloren) oder nichtflüchtig (der Inhalt bleibt auch bei Ausschalten erhalten) sein.
• Stromversorgung: Die Stromversorgung versorgt sowohl die E/A-Module als auch den SPS-Controller mit Strom. Sie wandelt Wechselstrom aus dem Netz in Gleichstrom um, den die SPS nutzen kann.
• Programmiertool: Der SPS-Controller wird mit dem Programmiertool programmiert. Dabei kann es sich um ein Programmierterminal, einen Laptop oder ein tragbares Programmiergerät handeln.
• HMI (Mensch-Maschine-Schnittstelle): Über die HMI kann die SPS-Steuerung kontaktiert werden. Dabei kann es sich um eine Lichtleiste, eine Tastatur oder ein Touchscreen-Display handeln.
• Kommunikationsmodule: Über Kommunikationsmodule ist die SPS-Steuerung mit anderen Geräten, darunter Computer und Netzwerke, verbunden. Dadurch ist es möglich, die SPS-Steuerung aus der Ferne zu programmieren, zu überwachen und zu steuern.

Was ist ein Arduino?

Arduino-Komponenten

• Mikrocontroller: Der Mikrocontroller des Arduino-Boards ist sein Gehirn. Über dieses Gerät wird die Arduino-Software auf einem kleinen Computer ausgeführt.
• E/A-Pins (Eingabe-/Ausgabe-Pins): Die E/A-Pins werden verwendet, um die Arduino-Platine an externe Geräte anzuschließen. Sie können Daten von Sensoren lesen oder Ausgabegeräte wie Motoren oder LEDs verwalten.
• Stromquelle: Die Arduino-Platine wird von der Stromquelle mit Strom versorgt. Dies kann eine externe Stromquelle oder ein USB-Kabel sein.
• Programmiersprache: In der Arduino-Programmiersprache wird eine komprimierte Version von C/C++ verwendet. Anfänger sollten es wählen, da es einfach zu verwenden und zu erlernen ist.
• Entwicklungsumgebung: Arduino-Programme werden mit einem Softwaretool namens Arduino-Entwicklungsumgebung geschrieben und hochgeladen. Es kann mit Windows, macOS und Linux verwendet werden.
• Bibliotheken: Arduino-Bibliotheken sind Codesammlungen, die das Erstellen von Programmen für die Plattform erleichtern. Für eine Reihe von Funktionen, wie das Lesen von Sensordaten, das Verwalten von Motoren und die Verbindung mit dem Internet, stehen Bibliotheken zur Verfügung.

Video zum Thema SPS vs. Arduino

Wie funktioniert ein SPS-System?

Wie funktioniert ein Arduino?

1. Verbinden Sie Ihren PC mit der Arduino-Platine. Ein USB-Kabel ist hierfür nützlich.
2. Installieren Sie die Software für Arduino. Es gibt Windows-, macOS- und Linux-Versionen der Arduino-Software.
3. Starten Sie eine neue Zeichnung. Eine Arduino-Skizze ist ein Programm.
4. Programmieren Sie Ihren Computer. Ihr Programm kann in der Programmiersprache Arduino geschrieben werden.
5. Ihre Software wird auf die Arduino-Platine hochgeladen. Mit der Arduino-Software können Sie dies erreichen.
6. Überprüfen Sie Ihr Programm. Sie können Ihre Software testen, indem Sie Sensoren und Ausgabegeräte anschließen, nachdem Sie sie auf die Arduino-Platine hochgeladen haben.

Vergleich von SPS und Arduino

Was ist der Unterschied zwischen SPS und HMI?

Arduino vs. Raspberry Pi

Wofür wird eine SPS verwendet?

• Maschinensteuerung: SPS werden zur Steuerung der Funktionsweise von Maschinen verwendet, darunter Verpackungsanlagen, Roboter und Fließbänder. Eine SPS kann beispielsweise verwendet werden, um den Arbeitsablauf eines Fließbands oder die Geschwindigkeit eines Förderbands zu regeln.
• Prozesssteuerung: SPS werden zur Prozesssteuerung verwendet, um den Fluss von Materialien wie Flüssigkeiten, Gasen und Pulvern zu regeln. Eine SPS kann beispielsweise verwendet werden, um den Druck in einem Hydrauliksystem oder die Temperatur eines chemischen Reaktors zu regeln.
• Sicherheitskontrolle: SPS werden verwendet, um sicherheitskritische Systeme zu verwalten, wie etwa solche, die verhindern, dass Geräte auf gefährliche Weise laufen. Wenn beispielsweise eine Tür geöffnet wird, während eine Maschine läuft, könnte eine SPS verwendet werden, um sie abzuschalten.
• Datenerfassung: Durch die Verwendung von SPS können Daten von Sensoren erfasst und zur Verarbeitung an einen Computer gesendet werden. Beispielsweise könnte eine SPS in einem Prozesssteuerungssystem verwendet werden, um Informationen über Temperatur, Druck und Durchflussrate einer Flüssigkeit zu erfassen.
• Kommunikation: SPS können mit verschiedenen Geräten kommunizieren, darunter Computer, HMIs und andere SPS. Eine SPS kann beispielsweise verwendet werden, um Anweisungen von einem menschlichen Bediener anzunehmen oder Daten von einem Sensor zur Analyse an einen Computer zu übermitteln.

Wofür wird ein Arduino verwendet?

• Hausautomation: Sie können einen Arduino verwenden, um die Beleuchtung, Geräte und andere Einrichtungen Ihres Hauses zu automatisieren. Mit Arduino können Sie beispielsweise einen intelligenten Thermostat bauen, der die Temperatur entsprechend Ihrem Zeitplan oder dem Wetter anpasst.
• Robotik: Arduino ist eine beliebte Option für Robotikprojekte. Es kann verwendet werden, um Roboter verschiedener Größen und Arten zu steuern. Arduino kann beispielsweise verwendet werden, um einen Roboter zu bauen, der Dinge aufheben oder durch ein Labyrinth navigieren kann.
• Internet der Dinge (IoT): Arduino kann verwendet werden, um mit dem Internet verbundene IoT-Geräte zu bauen. Sie könnten beispielsweise mit Arduino einen Sensor bauen, der die Temperatur Ihres Hauses aufzeichnet und die Informationen in die Cloud hochlädt.
• Bildung: Arduino ist ein beliebtes Lehrmittel zum Unterrichten von Programmierung und Elektronik. Es stehen viele Ressourcen zur Verfügung, die Ihnen beim Einstieg helfen, und es ist vergleichsweise einfach zu verstehen und zu verwenden.
• Kunst und Design: Mit Arduino können interaktive Kunst- und Designprojekte erstellt werden. Sie könnten beispielsweise mit Arduino ein tragbares Gerät bauen, das Ihre Bewegungen verfolgt, oder eine Lichtskulptur, die auf Musik reagiert.

Ist Arduino ähnlich wie Raspberry Pi?

Vorteile und Nachteile von SPS und Arduino

Vorteile von SPS

• Mehrere verschiedene Steuerungsanwendungen
• Der Papierkram war einfach auszufüllen.
• Programmiersicherheit, die flexibel genug ist, um Produktionsänderungen Rechnung zu tragen
• SPS hat viele Kontakte, ist preiswert und sicher.
• Problemlösung bei Programmierung und Neuprogrammierung
• Der Controller hat bereits Eingangs- und Ausgangsschnittstellen.
• Ein speicherprogrammierbarer Controller kann problemlos zahlreiche Maschinen steuern und ist daher anpassungsfähig.
• SPS können mit einer relativ einfachen Programmiersprache problemlos programmiert werden.

Nachteile von SPS

• Wenn die Stromversorgung wiederhergestellt ist, starten einige SPS, was zu einem Unfall führen kann.
• Es ist schwierig, Änderungen vorzunehmen oder Dinge auszutauschen.
• Benötigen mehr Sicherheitsmaßnahmen, wie z. B.
• Einige Anwendungen, die eine einzelne Aufgabe ausführen, sind bei Verwendung von SPS ineffizient.
• Eingeschränkte Umgebungen. Vibrationen und hohe Temperaturen können elektronische Komponenten der SPS beschädigen.
• SPS wird von Halbleitern erstellt und basiert auf den thermischen Eigenschaften.
• Bei der Verwendung von PLC entsteht eine Schwierigkeit; die Haltezeit ist unbestimmt und typischerweise lang.

Vorteile von Arduino

• Günstig: Arduino-Boards sind preisgünstig. Wenn Sie geschickt sind, können Sie sogar selbst ein Arduino-Modul erstellen oder ein bereits zusammengebautes für weniger als 50 $ kaufen.
• Flexibles Gehäusedesign: Eine nackte integrierte Leiterplatte dient als Grundlage eines Arduino-Systems. Flexibles Gehäusedesign. Fast jedes Teil des zu steuernden Geräts oder Prozesses kann direkt daran montiert werden. Das Gehäuse oder die Hülle des Arduino-Controllers kann speziell angefertigt oder aus dem zu steuernden Objekt hergestellt werden.
• Kleine und kompakte Größe: Aufgrund ihres extrem geringen Platzbedarfs können Arduino-Geräte praktisch in jedem verfügbaren Raum untergebracht werden. Das Design ohne Gehäuse bietet außerdem eine verbesserte Wärmeableitung.
• Offene Architektur: Es nutzt das Design einer integrierten Entwicklungsumgebung (IDE), in dem Programmiertools und -funktionen – insbesondere der Code-Builder, das Test- und das Debugging-Tool – in einer einzigen Schnittstelle gebündelt sind.
• Extrem mobil und tragbar: Arduino-basierte Geräte können dank ihres extrem kleinen Formfaktors und ihres programmierbaren Gehäuses das höchste Maß an Mobilität und Tragbarkeit erreichen. Miniaturroboter, die von einem Ort zum anderen reisen können, sind ein hervorragendes Beispiel für diese Eigenschaft. Diese Roboter haben schlanke, kompakte Körper und können an kleinen Orten manövrieren. Diese Roboter basieren hauptsächlich auf Arduino.
• Gängiges Zubehör und Konnektivitätstools: Typische Haushaltsprodukte sind Zubehör. Einige dieser Teile umfassen Kabel für Kommunikation und Stromversorgung. Es gibt vorgefertigtes, gebrauchsfertiges Zubehör, aber diese Haushaltsgegenstände werden zweifellos nützlich sein, wenn Kreativität und Anpassung erforderlich sind.

Nachteile von Arduino

• Speicher: Der Speicher auf der Arduino-Platine reicht nicht aus, um Programme und Variablen zu speichern. Er kann auch nicht mit externem RAM aufgerüstet werden. Externer Speicher kann mit ATmega32 und ATmega128 verwendet werden, aber deren I/O-Funktionalitäten können nicht genutzt werden.
• Geschwindigkeit: Die Arduino-CPU-Taktrate reicht von 8 bis 20 MHz, was deutlich niedriger ist als bei den meisten Plattformen. Jeder Taktzyklus ermöglicht die Ausführung vieler Anweisungen, was bedeutet, dass in der Zeit zwischen jedem Impuls eine beträchtliche Menge an CPU-Aktivität verwaltet werden muss.
• Elektrische Leistung: Beim Umgang mit Arduino-Hardware müssen Sie die Spannungseinstellungen berücksichtigen, da bestimmte Komponenten 3,3 VI/O haben, während andere 5 V vertragen. Sie könnten Ihren Arduino beschädigen, wenn Sie eine 5-V-Transistor-Transistor-Logikschaltung an ein 3,3-V-Gerät anschließen, da dies die Hardware beeinträchtigen würde.

Fazit