Steuerungsarten

Als ausgebildeter oder angehender Mechaniker ist es wichtig, das Grundwissen zu Steuerungsarten zu haben. Steuerungen spielen eine wichtige Rolle in der Maschinen- und Anlagensteuerung und tragen zur Automatisierung von Prozessen bei. Aber was sind automatisierte Fertigungen und was haben Steuerungen und Steuerungsarten damit zu tun? Was versteht man unter Steuern und welche Steuerungsarten gibt es und wie funktionieren sie?

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Steuerungsarten einfach erklärt

Automatisierungtechniken automatisieren Prozesse, Maschinen und Anlagen. Das bringt einige Vorteile mit sich: die Kosten sinken, die Qualität ist konsistent und die Sicherheit kann gesteigert werden. Ein typisches Beispiel hierfür ist die Automatisierung von Lackierarbeiten: Der Arbeiter muss so nicht mehr die giftigen Lackiergase einatmen.

Diese Automatisierungen müssen gesteuert werden. Hier kommen die Steuerungen ins Spiel: Das Steuern ist ein Vorgang, der Ausgangsgrößen in Geräten oder Anlagen durch Eingangsgrößen beeinflusst. Gesteuert wird also beispielsweise ein Prozess, ein Zylinder, eine Fräse und vieles mehr. Steuerungsarten sind also Methoden, mit denen Maschinen und Anlagen gesteuert werden können.

Steuerungen gibt es unglaublich viele und in verschiedensten Bereichen. Man unterscheidet zwischen der Informationsdarstellung, der Signalverarbeitung und der Programmverwirklichung.

Steuerungsarten Definition

Steuerungsarten Erklärung

Automatisierungstechnik

Die Automatisierungtechnik ist das Thema, das über den Steuerungsarten schwebt. Erinnere dich, was Automatisierungstechnik bedeutet: Durch die Automatisierungstechnik sind Maschinen und Geräte dazu in der Lage, Arbeiten ohne das Eingreifen oder die Hilfe eines Menschen zu erledigen. So soll zum einen die Produktivität gesteigert werden und zum anderen sollen Fertigungen auch schneller ablaufen. Darüber hinaus können verschiedene Produkte leichter und schneller individualisiert, also an Kunden angepasst, werden. Die Kosten eines Vorgangs können minimiert werden und Fehler werden nahezu ausgelöscht. Außerdem können gefährliche Arbeiten so an Maschinen abgegeben werden, um Arbeiter zu entlasten und gewissen Gefahren nicht weiter auszusetzen.

Steuerungsarten

Für automatisierte Fertigungen braucht man Steuerungen. Steuerungen lassen sich nach verschiedenen Merkmalen unterscheiden. Dazu gehören die Informationsdarstellung, die Signalverarbeitung und die Programmverwirklichung.

Informationsdarstellung

Unterscheidet man Steuerungen nach der Art der Informationsdarstellung ergeben sich drei Gruppen:

• Analoge Steuerung
• Binäre Steuerung
• Digitale Steuerung

Signalverarbeitung

Nach der Signalverarbeitung ergeben sich zwei Gruppen von Steuerungen:

• Verknüpfungssteuerung (z. B. Lichtschalter)
• Ablaufssteuerung (z. B. Fließbandabfüllung von Cola-Flaschen oder ein Waschmaschinen-Programm)

Programmverwirklichung

Alle Anweisungen, die eine Maschine oder Anlage beeinflussen, nennt man Programm. Das Programm wird durch verschiedene Elemente gesteuert. Dazu gehören beispielsweise Relais, Schütze, deren Verbindungen etc. Man kann Steuerungen also auch in verbindungs- und speicherprogrammiert unterscheiden.

Bei verbindungs-programmiert (VPS) kann zwischen fest progtammiert und programmierbar unterschieden werden und bei speicher-programmiert (SPS) zwischen austauschprogrammierbar und frei programmierbar.

Beispiel Steuerungsarten

Die Dampfmaschine ist ein historisch bedeutendes Beispiel für eine Steuerung, die thermische Energie (Dampf) in mechanische Energie umwandelt. Sie ist vor allem deshalb so bekannt, weil sie eine Schlüsselrolle während der Industriellen Revolution spielte und den Weg für zahlreiche technologische Fortschritte ebnete. Die Dampfmaschine ermöglichte es, Arbeit in Fabriken, Bergwerken, Eisenbahnen und Schiffen zu automatisieren.
Die Steuerung einer Dampfmaschine funktioniert im Wesentlichen so:

1. Wasser wird in einem Kessel erhitzt, bis es zu Dampf wird. Dieser Dampf wird unter hohem Druck gehalten.
2. Der Dampf wird in einen Zylinder geleitet, in dem sich ein Kolben befindet. Der Druck des Dampfes bewegt den Kolben in eine bestimmte Richtung, wodurch mechanische Energie erzeugt wird.
3. Diese mechanische Energie wird auf verschiedene Weise genutzt, zum Beispiel um eine Welle anzutreiben, die wiederum Räder, Pumpen oder andere Maschinen bewegt.
4. Nachdem der Dampf seine Arbeit im Zylinder verrichtet hat, wird er durch ein Ventil abgelassen, und der Zyklus beginnt von vorne.

Die Dampfmaschine selbst ist heute nicht mehr so wichtig wie in der Vergangenheit. Moderne Technologien und effizientere Energieumwandlungssysteme, wie Verbrennungsmotoren, Elektromotoren und Turbinen, haben die Dampfmaschine in vielen Anwendungen ersetzt. Diese neueren Technologien bieten bessere Leistung, Effizienz und Umweltfreundlichkeit im Vergleich zur Dampfmaschine.

Jedoch hat die Dampfmaschine immer noch einen historischen Wert und ist in gewisser Weise noch relevant.

Steuerungsarten Zusammenfassung

Steuerungen tragen zur Automatisierung von Prozessen bei. Es werden Ausgangsgrößen durch Eingangsgrößen beeinflusst. Da es unglaublich viele Anwendungen für Steuerungen gibt, gibt es auch verschiedene Steuerungsarten. Diese lassen sich hauptsächlich wie folgt aufteilen: nach Informationsdarstellung, Signalverarbeitung und Programmverwirklichung. Bei der Informationsdarstellung wird wiederum in analoge, binäre und digitale Steuerungen aufgeteilt. Zu der Signalverarbeitung gehören die Verknüpfungs- und die Ablaufsteuerung. Die Programmverwirklichung wird wiederum unterteilt in Verbindungs- und Speicherprogrammiert.