Einheit für die Berechnung der Leistung der Fahrzeugtechnik

Siemens 6ES5095-8MA01 | Kompaktsteuerung SIMATIC S5-95U – 16 DI / 16 DO / 8 AI / 1 AO / PID / Alarm + Zähler DI / SINEC L2

Alles in einem Gehäuse – das prägende Design des S5-95U

Der S5-95U-Kompaktregler integriert CPU, Netzteil, digitale E/A, analoge E/A und einen integrierten PID-Regler in einem einzigen DIN-Schienengehäuse. Kein separates Rack. Kein separates Netzteilmodul. Keine Rückwandplatine zum Zusammenbauen. Für die Steuerungsanwendungen, für die es entwickelt wurde – kompakte Maschinen, Pumpstationen, HVAC-Systeme, kleine Prozesseinheiten – eliminierte diese Integration den Infrastrukturaufwand der größeren Rack-basierten S5-Plattformen von Siemens (S5-135U, S5-155U) und ermöglichte die Verkabelung einer kompletten Funktionssteuerung direkt an der Maschine.

Die umfangreiche Onboard-Fähigkeit unterschied die S5-95U von den einfacheren Kompakt-SPS ihrer Zeit. Sechzehn digitale Ein- und Ausgänge verarbeiten diskrete Standard-E/A. Acht analoge Eingänge decken den gesamten Bereich der Prozessmessungen ab – Temperatur, Druck, Durchfluss, Füllstand. Ein analoger Ausgang steuerte direkt einen Frequenzumrichter, ein Steuerventil oder einen Stellungsregler. Der integrierte PID-Block schloss den Regelkreis vollständig innerhalb der S5-95U ohne externe Funktionsbaugruppe. Aus diesem Grund war der S5-95U in den 1990er-Jahren die erste Wahl für die Einzelkreisregelung in kleinen Prozessanlagen.

Wichtige Spezifikationen

Alarm- und Zählereingänge – schneller als der Scanzyklus

Standard-Digitaleingänge werden einmal pro SPS-Scan abgefragt. Ein Puls, der kürzer als ein Scan ist, ist für das Programm unsichtbar. Die vier Alarmeingänge umgehen diese Einschränkung vollständig – jeder generiert bei jedem Flankenübergang einen Hardware-Interrupt, der den normalen Scan unterbricht und eine dedizierte Interrupt-Routine in Mikrosekunden ausführt. Notstopps, Sicherheitsgrenzen und alle Fehlerzustände, die eine sofortige Reaktion erfordern, verwenden diese Eingänge und nicht die Standardeingangskanäle.

Die beiden Zählereingänge sammeln Impulse von Durchflussmessern, Inkrementalgebern und Produktionszählern mit Frequenzen, die über dem liegen, was jeder Scan-Zyklus-Eingang zuverlässig erfassen kann. Der Hardwarezähler läuft unabhängig; Das Programm liest bei jedem Scan den aktuellen Zählwert.

Integriertes PID – Regelung mit geschlossenem Regelkreis ohne zusätzliche Hardware

Die acht analogen Eingänge speisen direkt in den integrierten PID-Firmwareblock des S5-95U ein. Konfigurierbare P-, I- und D-Verstärkungen und ein programmierbares Abtastintervall ermöglichen eine einfache Einzelschleifen-Temperatur-, Durchfluss- und Füllstandsregelung vollständig innerhalb des S5-95U. Das Ergebnis wird auf den einzelnen Analogausgang geschrieben und steuert so das Steuerelement. Für die Anwendungen, für die das S5-95U konzipiert wurde, war diese eigenständige Regelkreisfähigkeit einer seiner größten Wettbewerbsvorteile – kein Funktionsmodul, keine zusätzlichen Kosten, kein zusätzlicher Programmieraufwand.

FAQ

F1: Welche Programmiersoftware und Anschlusstechnik benötigt die S5-95U?

Nur STEP 5 – nicht STEP 7 oder TIA Portal. Die physische Verbindung nutzt die PG-Schnittstelle über einen USB-zu-TTY-Adapter (AS511). STEP 5 läuft nativ unter Windows XP; Windows 7/10/11 erfordert eine virtuelle Maschine. Es ist keine direkte USB-Verbindung zu modernen Laptop-Programmierumgebungen verfügbar.

F2: Wie viele und welche Arten von Erweiterungsmodulen können hinzugefügt werden?

Bis zu 32 Erweiterungsmodule der S5-100U-Familie über den dedizierten Erweiterungsbus. Zu den verfügbaren Typen gehören digitale E/A-Module, analoge E/A-Module, Ex-Module für explosionsgefährdete Bereiche, schnelle Zählermodule und Regelungsmodule. Das S5-95U verwendet einen eigenen Erweiterungsbus und ein eigenes Kabel – nicht das S5-100U-Racksystem.

F3: Ist die Backup-Batterie für den normalen Betrieb erforderlich?

Nicht zur Programmausführung – das Programm befindet sich im EPROM und bleibt ohne Batteriestrom erhalten. Die Batterie behält remanente Daten (Zähler, Timer, als remanent gekennzeichnete Flags) nur bei Stromunterbrechungen bei. Ohne Batterie werden alle remanenten Werte bei jedem Einschalten zurückgesetzt. Anwendungen, die kumulierte Produktionszahlen oder verstrichene Zeit verfolgen, erfordern eine funktionsfähige Batterie. Ersetzen Sie die Batterie proaktiv alle 3–5 Jahre durch die angegebene 3,6-V-Lithiumzelle.

F4: Was erfordert der integrierte PID-Block hinsichtlich der Konfiguration?

Der PID ist ein STEP 5-Firmware-Funktionsblock, der in einem konfigurierbaren Abtastintervall aufgerufen wird, typischerweise einige zehn bis hunderte Millisekunden. Es liest von einem ausgewählten integrierten Analogeingang, vergleicht ihn mit einem Sollwert, berechnet einen Korrekturausgang mit den im Programm festgelegten P/I/D-Verstärkungsparametern und schreibt auf den einzelnen Analogausgang. Für die Single-Loop-Steuerung ist keine zusätzliche Hardware erforderlich.

F5: Wie ist der Migrationspfad von S5-95U auf eine moderne Siemens-Plattform?

Die SIMATIC S7-1200 ist das empfohlene Ziel – vergleichbarer kompakter DIN-Schienen-Formfaktor, aktueller Produktlebenszyklus und TIA Portal-Engineering. Für die Migration ist das Umschreiben des STEP 5-Programms im TIA Portal erforderlich (Konvertierungstools unterstützen; eine manuelle Validierung ist immer erforderlich), das Ersetzen der SINEC L2-Vernetzung durch PROFINET und die Aktualisierung angeschlossener Bediengeräte. Planen Sie für eine typische kleine S5-95U-Installation 10–30 Personenstunden für einen Wartungsstillstand ein.