Sensorik & Aktorik

Sensorik: Die Sinne der Maschine

Sensoren sind die "Sinnesorgane" einer Anlage. Sie wandeln physikalische Größen (z.B. Abstand, Temperatur, Licht) in elektrische Signale um, die eine Steuerung (SPS) verarbeiten kann.

Induktiver Sensor

Funktion: Erkennt berührungslos metallische Objekte. Er ist robust, verschleißfrei und unempfindlich gegen Schmutz.

Anwendung: Endlagenabfrage bei Zylindern, Erkennung von Werkstücken aus Metall.

Kapazitiver Sensor

Funktion: Erkennt neben Metallen auch fast alle anderen Materialien (Kunststoffe, Flüssigkeiten, Holz, Granulate).

Anwendung: Füllstandskontrolle in Behältern, Erkennung von verpackten Objekten.

Optischer Sensor

Funktion: Arbeitet mit einem Lichtstrahl (Sender und Empfänger). Man unterscheidet Taster, Einweg- und Reflexionslichtschranken.

Anwendung: Anwesenheitskontrolle, Zählaufgaben, Positionierung.

Wichtiges Konzept: PNP vs. NPN Sensoren

Die meisten 3-Draht-Sensoren sind entweder PNP oder NPN. Dies beschreibt, wie der elektrische Ausgang schaltet:

  • PNP (Plus-schaltend): Der Sensor schaltet die **positive Spannung (+24V)** auf den Ausgang durch. Dies ist der **Standard in Europa**. Der SPS-Eingang wird mit dem Sensor-Ausgang verbunden und seine andere Seite liegt auf Masse (0V).
  • NPN (Minus-schaltend): Der Sensor schaltet die **Masse (0V)** auf den Ausgang durch. Dies ist vor allem im asiatischen Raum verbreitet. Der SPS-Eingang wird mit dem Sensor-Ausgang verbunden und seine andere Seite liegt auf +24V.
Es ist entscheidend, den richtigen Sensortyp für die SPS-Eingangskarte zu wählen, da diese oft entweder für PNP oder NPN konfiguriert sind.

Digital vs. Analog

Die oben genannten Sensoren sind **digitale** Sensoren: Sie liefern nur ein EIN/AUS-Signal (1 oder 0). Es gibt auch **analoge** Sensoren (z.B. für Druck, Temperatur, Abstand), die einen variablen Messwert liefern, z.B. als Spannungssignal (0-10V) oder Stromsignal (4-20mA).

Aktorik: Die Muskeln der Maschine

Aktoren (oder Aktuatoren) sind die "Muskeln". Sie wandeln die elektrischen Steuersignale in eine Aktion um (z.B. Bewegung, Licht, Wärme).

Schütz / Relais

A1A2

Funktion: Ein elektrisch betätigter Schalter, der mit einem kleinen Steuerstrom (z.B. 24V von einer SPS an Klemme A1/A2) einen großen Laststrom (z.B. 400V für einen Motor) schaltet.

Magnetventil

Funktion: Ein elektrisch gesteuertes Ventil zur Steuerung des Durchflusses von Druckluft (Pneumatik) oder Flüssigkeiten (Hydraulik).

Meldeleuchte

Funktion: Signalisiert optisch den Zustand einer Maschine, z.B. "Betrieb" (grün), "Störung" (rot) oder "Automatik" (weiß).