Was macht ein SPS-Programmierer? Aufgaben, Ausbildung & Voraussetzungen

Der SPS-Programmierer befasst sich mit dem Entwurf, der Programmierung und der Inbetriebnahme von Steuerungssoftware für elektrische Maschinen und Anlagen, deren Funktion durch speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) gesteuert wird.

Die „SPS“ - vom englischen „Programmable Logic Controller“ (PLC) - ist ein spezieller Industriecomputer bzw. ein elektronisches System, das Maschinen und Prozesse ausgehend von dem jeweils eingestellten Programm regelt, steuert und überwacht.

Die speicherprogrammierbare Steuerung ist eine sehr robuste und zuverlässige programmierbare Komponente, die breiten Einsatz im Bereich der Industrieautomatisierung findet: eine SPS kann rund um die Uhr laufen, selbst bei schwierigen Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen, Vibrationen und elektromagnetischen Störungen.

Über die Sensoren an den Eingängen (Inputs) erhält die SPS Signale, die sie über eine Zentraleinheit (CPU) verarbeitet, um dann je nach den Befehlen im gespeicherten Programms bestimmte Aktoren durch die SPS-Ausgänge zu aktivieren (Outputs).

Die SPS interagiert z.B. mit der Maschine, um sie bei Erreichen einer bestimmten Temperatur oder eines bestimmten Füllstandes ein- bzw. auszuschalten, Ventile ausgehend von vorgegebenen Druckwerten zu öffnen/zu schließen usw.

Was macht nun ein SPS Programmierer?

Der SPS Programmierer untersucht zunächst die vorgegebenen Anforderungen des zu erstellenden Programms und legt die technischen Spezifikationen des Projekts fest. Danach zeichnet er die Stromlaufpläne für das Zusammenwirken von elektrischen und elektromechanischen Komponenten, Ein-und Ausgängen (Sensoren und Aktoren), strukturiert dann die Ablaufketten ausgehend von den zugeordneten Vorgaben und unter Berücksichtigung wirtschaftlicher und funktionaler Aspekte und erstellt schließlich die Flussdiagramme, für die Visualisierung der Prozessabläufe.

Dann beginnt er mit der anwendungsspezifischen Programmierung, wozu er sich spezifischer Konfigurationssystemen bedient.

Der SPS Programmierer kann auch die Programmierung von HMI-Schnittstellen (Human Machine Interface), Benutzerschnittstellen (MMI - Man Machine Interface) oder SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) vornehmen.

Ist die Automatisierungssoftware fertig, folgt die Testphase. Der SPS Programmierer führt I/O-Tests (Input/Output), entsprechende Funktionstests und Prüfungen durch, um sicherzugehen, dass das Programm anforderungsgemäß funktioniert und keine Fehler (Bugs) aufweist, und kontrolliert, ob bestimmte Qualitätsstandards erreicht worden sind. Stellt er Funktionsstörungen fest, werden die Programmfehler identifiziert und mittels Debugging für fehlersichere Steuerungen behoben.

Anschließend implementiert der SPS Programmierer das Programm, lädt es über die Schnittstelle auf die Maschine und geht dann zur Endprüfung und Inbetriebnahme der Maschine oder der automatischen Industrieanlage beim Kunden über.

Unter die weiteren Aufgaben eines SPS Programmierers fällt auch die Erstellung der technischen Dokumentation für das SPS-Programm und der Gebrauchsanleitung, der Support für die Pflege und Aktualisierung der Steuerungssoftware sowie die Schulung von Maschinenbedienern und Fertigungsmitarbeitern zu Funktion und Gebrauch des neuen SPS-Programms.

Berufsmöglichkeiten als SPS Programmierer/in

SPS Programmierer/innen können in unterschiedlichen Industrieunternehmen tätig sein, da in allen Branchen SPS-gesteuerte Maschinen und Anlagen zum Einsatz kommen: z.B. in der Elektro-Maschinenbauindustrie, im Automobil- und Fahrzeugbau, in der Lebensmittel- und chemischen Industrie, im Energiesektor, in der Telekommunikation sowie im Transport und Verkehr.

Stellenangebote gibt es außerdem in IT-Unternehmen, in Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus sowie bei SPS-Anbietern, die SPS-Ingenieure und Programmierer für ihre Software-Entwicklungsteams einstellen.

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Dies hier sind die Hauptaufgaben eines SPS Programmierers:

• Entwurf und Entwicklung von Steuerungssoftwaren für elektrische Maschinen und Anlagen
• Entwurf und Erstellung von HMIs
• Inbetriebnahme der Steuerungssoftware
• Erstellung der Betriebsanleitung für SPS-Steuerungen
• Fehlerdiagnosen und Fehlerbehebung
• Wartung und Instandhaltung der Steuerungen
• Änderung, Anpassung und Optimierung der Regel- und Steuerprogramme
• Kundenberatung zu Einsatz und Anwendung der SPS-Anlagen
• Technischer Service und Support für SPS-Software

Voraussetzung für einen Beruf als SPS Programmierer ist entweder eine technische Ausbildung im Bereich Elektronik, IT oder Elektrotechnik (z.B. als Elektrotechniker, Fachinformatiker, Mechatroniker), eine elektrotechnische Weiterbildung als Techniker oder ein Ingenieurstudium: u.a. Elektronik, Technische Informatik, Informationstechnik, Automatisierungstechnik.

In spezifischen Fort- und Weiterbildungskursen lassen sich die Grundlagen zur Speicherprogrammierbaren Steuerung SPS ebenfalls erlernen: etwa Lehrgänge zum SPS Programmierer / SPS Techniker / SPS Fachkraft / IHK-Fachkraft Steuerungstechnik.

In den SPS-Kursen lernt man, SPS Software zu schreiben und einzusetzen: dabei sind praktische Übungen an Simulationsgeräten hilfreich.

Für Speicherprogrammierbare Steuerungen kann man je nach SPS-Anbieter (Siemens, Rockwell-AB, Mitsubishi, Omron, Beckhoff, B&R) unterschiedliche Programmiersprachen verwenden, auch wenn die grundsätzliche Funktionsweise bei allen Herstellern gleich sind.

Diesbezüglich existiert eine weltweit gültige Norm für Programmiersprachen, die EN 61131. Sie legt 3 grafische Programmiersprachen sowie 2 Textsprachen fest.

Grafische Sprachen:

• Kontaktplan (KOP), auch Ladder Diagram oder kurz LD
• Funktionsplan (Function Block Diagram oder FBD)
• Ablaufsprache (Sequential Function Chart oder SFC)

Textsprachen:

• Anweisungsliste (kurz AWL oder IL, Instruction List)
• Structured control language (SCL)

Um als SPS Programmierer erfolgreich zu sein, muss man aber nicht nur Programmieren können, sondern ganz allgemein über solide Kenntnisse in Anlagenbau, Elektrotechnik und Automatisierungstechnik verfügen. Denn die SPS ist lediglich eine Komponente innerhalb eines komplexen Systems, das sie zum Funktionieren bringen muss.

Angesichts der stetigen Weiterentwicklung der Automatisierungstechnik im Kontext der Industrie 4.0 hin zu immer komplexeren Lösungen müssen sich SPS Programmierer kontinuierlich weiterbilden und über die Neuheiten im Bereich SPS, Digital-Enterprise, Kommunikationstechnik, Sicherheitstechnik, Robotik usw. informieren.

Die wichtigsten Kompetenzen, die ein SPS Programmierer mitbringen muss, sind:

• Gute Kenntnisse im Bereich Automatisierungs-/Elektrotechnik
• Umfassende Kenntnisse der wichtigsten Software- und Hardware-Architekturen
• Ausgezeichnete Kenntnisse der SPS-Programmiersprachen und der häufigsten SPS-Entwicklungsumgebungen
• Technisches Verständnis
• Kompetenz im Software Testing und Debugging
• Organisationsfähigkeiten
• Analytisches Denken und Problem-solving-Fähigkeiten
• Teamgeist
• Bereitschaft zur ständigen Weiterbildung
• Selbstständigkeit und Verantwortungsbewusstsein
• Reisebereitschaft

Die Karriere als SPS Programmierer startet gewöhnlich mit einer Einstiegsposition unter direkter Aufsicht durch erfahrene Kollegen, etwa als Junior SPS-Programmierer, Junior Elektroingenieur / Elektrotechniker, Junior Ingenieur / Techniker für Automatisierungstechnik.

Nach einigen Jahren im Beruf kann man dann Senior-SPS Programmierer werden.

Bei den Unternehmen besteht hohe Nachfrage nach erfahrenen SPS Software Spezialisten: es gibt Stellenangebote für SPS Programmierer, Softwareentwickler SPS oder PLC Developers, aber auch für Inbetriebnehmer / Projektierer oder Servicetechniker Automatisierungstechnik, die Techniker, die im Falle von Maschinenstörungen oder -stillständen eingreifen.

Zudem sind SPS-Kenntnisse in vielen artverwandten Berufen höchst nützlich: z.B. als Elektriker, Elektroniker für Betriebstechnik, Elektroingenieur.

Der Beruf als SPS Programmierer/in ist eine gute Wahl für diejenigen mit technischer Affinität und großem Interesse für die Industrieautomatisierung und Software-Programmierung.

Eine SPS gut zu programmieren und in Betrieb zu nehmen ist ein komplexer Vorgang, der fundiertes Know-how verlangt.

Als SPS Programmierer zu arbeiten heißt insbesondere auch, in der Lage zu sein, mit Kreativität und Engagement an der nachhaltigen Lösung von Steuerungsproblemen zu arbeiten - mittels kontinuierlicher Verbesserung der bestehenden Software-Bausteine und wirksamer Beseitigung von Fehlern bei der Programmierung für Roboter und SPS-Steuerungen.

Ganz allgemein ist also der SPS Programmierer ein Beruf mit einem vielfältigen Verantwortungsbereich und hervorragenden Verdienst- und Karrieremöglichkeiten in einem hochmodernen und innovativen Umfeld.

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