Bauteile und Ausrüstung in der Automatisierung
Sensoren, SPS, Motorsteuerung und die Pneumatik und Hydraulik
Einleitung
Eine automatische Anlage ist aus Komponenten zusammengesetzt, die jeweils eine Aufgabe haben. Um eine Anlage zu verstehen und Fehler darin zu finden, musst du die Teile und ihre Rolle kennen. Grob gesagt hat eine Anlage eine wahrnehmende Seite (Sensoren), eine denkende Seite (Steuerung) und eine handelnde Seite (Aktoren) — dazu die Energie und die Signale, die sie miteinander verbinden.
Fühler und Sensoren — die Sinne der Anlage
- 01Endschalter und Näherungssensoren, die eine Position oder ein Werkstück erfassen
- 02Druck-, Füllstands- und Durchflusssensoren in Prozessanlagen
- 03Temperaturfühler für Heizung und Kühlung
- 04Geschwindigkeits- und Positionsgeber an Motoren und Achsen
Die Steuerung — das Gehirn der Anlage
Die speicherprogrammierbare Steuerung (SPS, dänisch PLC) ist das zentrale Element der meisten Anlagen. Sie liest Eingangssignale von den Sensoren, führt ihr Programm aus und sendet Ausgangssignale an Motoren, Ventile und Lampen. An größere und komplexere Anlagen werden oft Bedienpanels und übergeordnete Systeme angeschlossen, die mehrere Steuerungen gleichzeitig überwachen und steuern.
Aktoren — die Muskeln der Anlage
Die Aktoren führen die Handlung aus. Das können Elektromotoren sein, die Bänder, Pumpen und Maschinen antreiben, Ventile, die Flüssigkeiten oder Luft öffnen und schließen, oder Zylinder, die schieben und ziehen. Der Frequenzumrichter lässt einen Motor mit variabler Drehzahl laufen, sodass sich die Anlage anpassen kann, statt nur ein- oder ausgeschaltet zu sein.
| Funktion | Komponenten | Rolle |
|---|---|---|
| Wahrnehmen | Sensoren, Fühler, Endschalter | Misst Zustand und Position |
| Denken | SPS, Steuerung, Bedienpanel | Trifft Entscheidungen auf Basis von Programm und Signalen |
| Handeln | Motoren, Ventile, Zylinder | Führt die Bewegung oder die Regulierung aus |
| Betreiben | Frequenzumrichter, Motorsteuerung | Steuert Geschwindigkeit und Kraft |
Pneumatik und Hydraulik
Viele Anlagen nutzen Druckluft (Pneumatik) oder Druckflüssigkeit (Hydraulik), um Bewegung zu erzeugen. Pneumatik ist schnell und sauber und wird für leichte, schnelle Bewegungen eingesetzt; Hydraulik kann sehr große Kräfte erzeugen und wird eingesetzt, wo schwer gehoben oder gepresst werden muss. Der Automatisierungstechniker muss beides verstehen — Ventile, Zylinder, Druck und Sicherheit — denn sie finden sich in unzähligen Maschinen.
Werkzeug und Messgeräte
Zur täglichen Praxis gehören Handwerkzeug, Crimp- und Abisolierwerkzeug für Kabel und vor allem Messtechnik. Das Multimeter ist das wichtigste Hilfsmittel des Technikers bei der Fehlersuche — es misst Spannung, Strom und Durchgang und zeigt, an welcher Stelle im Kreis ein Signal verschwindet. Der Laptop mit der Programmiersoftware ist genauso unentbehrlich, wenn die SPS ausgelesen oder geändert werden soll.