Zähler in der SPS‑ und Automatisierungstechnik – einfach erklärt

Zähler gehören zu den wichtigsten Grundfunktionen in der SPS‑Programmierung. Sie erfassen Impulse, zählen Ereignisse, steuern Abläufe und überwachen Maschinenzustände. Ob Stückzahlen, Taktimpulse, Betriebsstunden oder Sensorflanken – ohne Zähler wäre keine moderne Automatisierung denkbar.

Dieser Artikel erklärt die wichtigsten Zählertypen nach IEC 61131‑3, ihre Funktionsweise und typische Anwendungen in der Praxis.

Was macht ein SPS‑Zähler eigentlich?

Ein SPS‑Zähler ist ein Funktionsbaustein, der digitale Signale zählt. Jede steigende oder fallende Flanke erhöht oder verringert den Zählerstand.

Zähler werden eingesetzt, um:

  • Stückzahlen zu erfassen

  • Maschinenzyklen zu zählen

  • Impulse von Sensoren auszuwerten

  • Betriebsstunden zu bestimmen

  • Abläufe zu steuern

  • Grenzwerte zu überwachen

Sie sind damit ein zentrales Werkzeug in jeder Steuerung.

Parameterübersicht der Zählerbausteine

Zählertyp Eingang(e) Weitere Eingänge Parameter Ausgänge

↑ CTU (Count Up)

CU – steigende Flanke zählt hoch

R – Reset

PV – Sollwert
CV – aktueller Wert

Q – TRUE, wenn CV ≥ PV

↓ CTD (Count Down)

CD – steigende Flanke zählt runter

LD – lädt PV in CV

PV – Startwert
CV – aktueller Wert

Q – TRUE, wenn CV = 0

↑↓ CTUD (Up/Down)

CU – zählt hoch
CD – zählt runter

R – Reset
LD – Load

PV – Sollwert
CV – aktueller Wert

QU – TRUE, wenn CV ≥ PV
QD – TRUE, wenn CV = 0

↑ CTU – Count Up (Hochzähler)

Der CTU ist der klassische Hochzähler. Er erhöht seinen Zählerstand bei jeder positiven Flanke am Eingang CU.

Eingänge und Ausgänge:

  • CU – Count Up (Flankenerkennung)

  • R – Reset

  • PV – Preset Value (Sollwert)

  • CV – Current Value (Istwert)

  • Q – Ausgang, wird TRUE wenn CV ≥ PV

Typische Anwendungen:

  • Stückzähler an Förderbändern

  • Zählen von Werkstücken oder Paketen

  • Erfassung von Maschinenzyklen

  • Starten eines Prozesses nach X Impulsen

Zähler: CTU

↓ CTD – Count Down (Runterzähler)

Der CTD zählt herunter. Bei jeder Flanke am Eingang CD wird der Zählerstand um 1 verringert.

Eingänge und Ausgänge:

  • CD – Count Down

  • LD – Load (Startwert laden)

  • PV – Preset Value

  • CV – Current Value

  • Q – TRUE, wenn CV = 0

Typische Anwendungen:

  • Reststück‑Zähler

  • Countdown‑Funktionen

  • Verpackungsmaschinen (z. B. „noch 20 Teile bis voll“)

  • Ablaufsteuerungen mit definierten Schritten

↑↓ CTUD – Up/Down‑Zähler (Kombizähler)

Der CTUD vereint beide Richtungen: Er kann sowohl hoch als auch herunterzählen.

Eingänge und Ausgänge:

  • CU – Count Up

  • CD – Count Down

  • R – Reset

  • LD – Load

  • PV – Preset Value

  • CV – Current Value

  • QU – TRUE, wenn CV ≥ PV

  • QD – TRUE, wenn CV = 0

Typische Anwendungen:

  • Auswertung von Inkrementalgebern

  • Lagerverwaltung (Ein‑ und Ausgänge)

  • Positionierungssysteme

  • Maschinen mit Vorwärts‑/Rückwärtsbewegung

  • Zählung von Paletten, Kisten, Behältern

Wie Zähler in der Praxis eingesetzt werden

Zähler sind in nahezu jeder Anlage zu finden. Typische Beispiele:

1. Werkstückerkennung am Förderband

Ein Sensor löst bei jedem Teil aus → CTU zählt hoch → nach 50 Teilen wird ein Behälter gewechselt.

2. Verpackungsmaschine

Ein CTD startet bei 20 → jedes verpackte Teil zählt herunter → bei 0 wird ein Signal ausgelöst.

3. Drehgeber an einer Achse

Ein CTUD wertet A/B‑Signale aus → Position wird hoch/runter gezählt.

4. Betriebsstundenzähler

Ein Timer erzeugt Impulse → CTU zählt Betriebsstunden oder Schaltzyklen.

5. Sicherheit und Überwachung

Zähler prüfen, ob ein Sensor innerhalb eines Zeitfensters genügend Impulse liefert (z. B. bei Durchflussmessern).

Warum Zähler so wichtig sind

Zähler ermöglichen:

  • reproduzierbare Abläufe

  • präzise Prozesssteuerung

  • einfache Fehlerdiagnose

  • flexible Anpassung von Maschinen

  • klare Struktur in Programmen

Sie sind ein Grundpfeiler jeder SPS‑Logik – genauso wichtig wie Timer, Vergleicher oder Schrittkettensysteme.

Fazit

Zählerbausteine sind unverzichtbare Werkzeuge in der SPS‑Programmierung. Mit CTU, CTD und CTUD stehen drei standardisierte Bausteine zur Verfügung, die nahezu alle Zählaufgaben abdecken – vom einfachen Stückzähler bis zur komplexen Encoder‑Auswertung.
Wer die Funktionsweise dieser Bausteine versteht, kann Automatisierungsprozesse präzise steuern, überwachen und optimieren.

Bis zum nächsten Mal im AutomatisierungsLabor

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