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Im Alltag hast du bestimmt schon einiger Taster oder Schalter, wie z. B. Lichtschalter betätigt. Bei den Eingabeobjekten werden genauso Schalter betätigt, um Signale auszulösen.
Aber wie funktioniert der Vorgang? Welche Bedienelemente und Sensoren gibt es? Und wie unterschieden sich die Signale?
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Eingabeobjekt einfach erklärt
Bei Eingabeobjekten handelt es sich um Bedienelemente oder Sensoren, die Signale erzeugen. Diese werden dann einer Steuerung zugeführt.
Das Ganze kann auch in die drei Schritte Eingabe, Verarbeitung und Ausgabe (kurz: EVA) unterteilt werden.
Bei den Signalen unterschiedet man in binäre und analoge Signale.
- Binäre Signale: Werden durch hohen und niedrigen Pegel dargestellt. Das "0"-Signal kennzeichnet einen niedrigen Spannungsbereich und das "1"-Signal einen hohen Spannungsbereich.
- Analoge Signale: Können in einem bestimmten Bereich jeden beliebigen Wert annehmen.
Bedienelemente, die ein Signal auslösen sind z.B. Taster, Schalter oder Touch-Panele.
Sensoren wandeln physikalische Größen in elektrisch verarbeitbare Größen um. Sie werden daher auch Wandler genannt. Unterschieden wird hier in Endlagentaster und Nährungssensoren.
Eingabeobjekt Definition
Eingabeobjekte sind Bedienelemente und Sensoren. Sie stellen Signale dar, die einer Steuerung zugeführt werden.
Erklärung
EVA-Prinzip
Eine Steuerung wird in drei Ebenen unterteilt:
- Eingabe
- Verarbeitung
- Ausgabe
Über die Eingabeebene werden der Steuerung Informationen zugeführt durch:
- Bedienelemente → Schalter, Taster, z.B. Start/Stopp einer Anlage
- Sensoren → Informationen über den Zustand einer Anlage, z.B. Position eines Zylinders
Die Informationen werden in Form von Signalen übermittelt.
Signalarten
Signale unterscheiden sich in binäre und analoge Signale.
Binärsignal
Binärsignale haben zwei Zustände und lassen sich durch Pegel darstellen:
Hoher Pegel | Niedriger Pegel |
|---|---|
An | Aus |
High | Low |
H | L |
1 | 0 |
Strom fließt | Strom fließt nicht |
Um diese Pegel darzustellen, werden in der Steuerungstechnik verschiedene Spannungsbereiche genutzt. Die Gängigsten sind:
- 0 V bis 12 V
- 0 V bis 24 V
- 0 V bis 230 V
Dabei wird dem "0"-Signal ein niedriger Spannungsbereich und dem "1"-Signal ein hoher Spannungsbereich zugeordnet. Bei einer SPS-Steuerung liegen die Spannungsbereiche für "0" und "1" Signal bei:
SPS Steuerung | |
|---|---|
"0"-Signal | -1 V bis 4,5 V |
"1"-Signal | 13 V bis 35 V |
Analoge Signale
Analoge Signale können in einem bestimmten Bereich jeden beliebigen Wert annehmen. Für Analogsignale gelten folgende genormte Schnittstellenwerte:
- 0 V bis 10 V
- 4 mA bis 20 mA
- 0 mA bis 20 mA
Bedienelemente
Bedienelemente sind:
- Taster
- Schalter
- Touch-Panel
Sie dienen zur Befehlseingabe per Hand und stellen die Verbindung zwischen Mensch und Steuerung dar. Sie werden unter anderem eingesetzt für:
- Start einer Anlage
- Notaus
- Wechsel zwischen Hand- und Automatikbetrieb
Drucktaster & Schalter
Schalter sind dauerhaft geschlossen oder geöffnet, sie können also in den verschiedenen Positionen verharren.
Taster können aus einem Öffner oder Schließer Kontakt bestehen.
Öffner | Schließer | |
|---|---|---|
Betätigt | "0"-Signal | "1"-Signal |
Nicht betätigt | "1"-Signal | "0"-Signal |
Sensoren
Sensoren: Wandeln physikalische Größen in elektrisch verarbeitbare Größen um. Sie werden daher auch Wandler genannt. Sensoren werden verwendet für:
- Positionsbestimmung, z.B. Endlage eines Zylinders
- Materialerkennung
Endlagentaster
Endlagentaster werden mechanisch durch ein Werkstück oder ein Anlagenbestandteil (z.B. Kolben eines Zylinders) betätigt.
Näherungssensoren
Näherungssensoren arbeiten berührungslos. Es gibt vier Arten von Näherungssensoren:
- Induktiv
- Kapazitiv
- Magnetisch
- Optisch
Induktiver Näherungssensor |
|
|---|---|
Kapazitiver Näherungssensor |
|
Magnetischer Näherungssensor/ Reedkontakt |
|
Eingabeobjekt Beispiel
Farbkennzeichnung für Drucktaster und Leuchtdrucktaster
Drucktaster | Farbe | |
|---|---|---|
Bedeutung | Anwendung | |
Notfall | NOT-AUS | Rot |
Anormal | Beseitigung anormaler oder unerwünschter Zustände | Gelb |
Normal | Start/Ein, Bestätigen | Grün |
Zwingend | Rückstellfunktion | Blau |
Neutral | START/EIN/STOPP/AUS | Weiß, Grau, Schwarz |
Eingabeobjekt Zusammenfassung
Eingabeobjekte sind Bedienelemente oder Sensoren, die Signale erzeugen. Sie werden dann einer Steuerung zugeführt. Das Ganze ist aufgeteilt in die Eingabe, Verarbeitung und Ausgabe (kurz: EVA).
Es gibt binäre und analoge Signale:
- Binäre Signale: Dargestellt durch hohe und niedrige Pegel. 0 ist immer ein niedriger Wert und 1 ein hoher Wert.
- Analoge Signale: Nehmen jeden Wert an, der in einem bestimmten Bereich liegt.
Bedienelemente sind z. B. Taster oder Schalter:
- Taster: Bestehen aus einem Öffner- oder Schließer-Kontakt.
- Schalter: Können in Positionen verharren, also dauerhaft geschlossen oder geöffnet sein.
Sensoren wandeln physikalische Größen in elektrisch verarbeitbare Größen um. Es gibt Endlagentaster und Nährungssensoren. Die Nährungssensoren werden noch in die vier Arten Induktiv, Kapazitiv, Magnetisch und Optisch unterteilt.
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