Vertiefung · Anlagen- & Betriebstechnik

Sensoren, Aktoren & SPS
verstehen und anwenden.

Vom realen Zustand über das Signal bis zur Maschinenreaktion.

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4 Themen

Sensoren, Aktoren & SPS

Vom realen Zustand über das Signal bis zur Maschinenreaktion.

01 Sensoren

Kurz erklärt

Sensoren erfassen physikalische Zustände und wandeln sie in auswertbare elektrische Signale um.

Wofür brauche ich das?Automatisierte Anlagen brauchen verlässliche Informationen über Position, Druck, Temperatur oder Füllstand.
PraxisbeispielEin induktiver Näherungsschalter erkennt ein metallisches Werkstück.
Typischer FehlerSensorart, Schaltabstand oder Ausgangsschaltung nicht zur Aufgabe passend wählen.

Mehr Details

Binäre Sensoren melden nur zwei Zustände (ein/aus); analoge Sensoren liefern einen stetigen Messwert, z. B. als 4–20 mA oder 0–10 V. Datenblatt, Einbausituation und Umwelteinflüsse sind mitzudenken.

Wichtige Fachbegriffe
  • Schaltabstand: Abstand, bei dem ein Näherungsschalter beim Annähern des Objekts schaltet; er hängt u. a. vom Werkstoff des Objekts ab.
  • Analogsignal 4–20 mA: Stetiges Stromsignal: 4 mA entspricht dem Messbereichsanfang, 20 mA dem Messbereichsende; deutlich unter 4 mA deutet auf Drahtbruch oder Fehler hin.
Lerncheck & Fragen & Antworten

Erkläre in eigenen Worten: Worum geht es beim Thema „Sensoren“, wozu brauchst du es und welcher typische Fehler muss vermieden werden?

Vergleiche deine Antwort mit „Kurz erklärt“, Praxisbeispiel und Mehr Details.

Sicherheit & Grenzen

Vor praktischen Arbeiten Gefährdung, Zuständigkeit, Herstellerangaben und betriebliche Regeln klären. Unbekannte oder gefährliche Zustände nicht durch Probieren lösen.

02 PNP- und NPN-Ausgänge

Kurz erklärt

PNP-Sensoren schalten plus: Der Ausgang legt das positive Potential (meist +24 V) an den Eingang. NPN-Sensoren schalten minus: Der Ausgang verbindet die Last mit 0 V.

Wofür brauche ich das?Sensor und SPS-Eingang müssen elektrisch zusammenpassen.
PraxisbeispielEin PNP-Sensor schaltet bei Aktivität typischerweise das positive Potential auf den Eingang.
Typischer FehlerPNP und NPN nur nach Aderfarbe anzuschließen.

Mehr Details

Schaltbild, Bezugspotential, Eingangsart, Reststrom und zulässige Last sind anhand der Unterlagen zu prüfen.

Wichtige Fachbegriffe
  • Plusschaltend (PNP): Der aktive Ausgang legt das positive Potential (meist +24 V) an die Last bzw. den Eingang.
  • Minusschaltend (NPN): Der aktive Ausgang verbindet die Last mit 0 V.
  • Bezugspotential: Gemeinsamer Bezugspunkt der Spannungen, bei 24-V-Steuerungen meist 0 V (M).
Lerncheck & Fragen & Antworten

Erkläre in eigenen Worten: Worum geht es beim Thema „PNP- und NPN-Ausgänge“, wozu brauchst du es und welcher typische Fehler muss vermieden werden?

Vergleiche deine Antwort mit „Kurz erklärt“, Praxisbeispiel und Mehr Details.

Sicherheit & Grenzen

Vor praktischen Arbeiten Gefährdung, Zuständigkeit, Herstellerangaben und betriebliche Regeln klären. Unbekannte oder gefährliche Zustände nicht durch Probieren lösen.

03 Aktoren

Kurz erklärt

Aktoren setzen ein Steuersignal in eine physikalische Wirkung wie Bewegung, Kraft, Wärme oder Licht um.

Wofür brauche ich das?Sie bilden die ausführende Seite einer Steuerung.
PraxisbeispielEin Magnetventil lenkt Druckluft zu einem Zylinder, sobald der SPS-Ausgang aktiv ist.
Typischer FehlerDen Ausgang direkt mit einer zu großen Last zu überfordern.

Mehr Details

Relais, Schütz, Ventil und Motor sind typische Aktoren beziehungsweise Stellglieder; Schutzbeschaltung und Rückmeldung erhöhen die Betriebssicherheit.

Wichtige Fachbegriffe
  • Stellglied: Teil, das den Energie- oder Stofffluss zum Prozess verändert, z. B. Ventil, Schütz oder Frequenzumrichter.
  • Freilaufdiode: Schutzbeschaltung an einer Gleichstromspule, die beim Abschalten die Spannungsspitze begrenzt.
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Erkläre in eigenen Worten: Worum geht es beim Thema „Aktoren“, wozu brauchst du es und welcher typische Fehler muss vermieden werden?

Vergleiche deine Antwort mit „Kurz erklärt“, Praxisbeispiel und Mehr Details.

Sicherheit & Grenzen

Vor praktischen Arbeiten Gefährdung, Zuständigkeit, Herstellerangaben und betriebliche Regeln klären. Unbekannte oder gefährliche Zustände nicht durch Probieren lösen.

04 SPS-Signalweg

Kurz erklärt

Der Signalweg führt vom Sensor über Eingang und Programm zum Ausgang und Aktor.

Wofür brauche ich das?Eine klare Reihenfolge macht Fehlersuche schnell und nachvollziehbar.
PraxisbeispielSensor-LED, Eingangsanzeige, Programmbedingung, Ausgangsanzeige und Aktor werden nacheinander geprüft.
Typischer FehlerSofort das Programm zu ändern, ohne Versorgung und Feldsignale zu kontrollieren.

Mehr Details

Für jeden Schritt werden Sollzustand, tatsächlicher Zustand und Bezugspotential dokumentiert; Sicherheitsfunktionen bleiben getrennt zu betrachten.

Wichtige Fachbegriffe
  • Prozessabbild: Speicherbereich, in den die SPS zu Zyklusbeginn die Eingänge einliest und aus dem sie am Zyklusende die Ausgänge schreibt.
  • Sollzustand: Festgelegter erwarteter Zustand.
  • Istzustand: Tatsächlich festgestellter Zustand.
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Erkläre in eigenen Worten: Worum geht es beim Thema „SPS-Signalweg“, wozu brauchst du es und welcher typische Fehler muss vermieden werden?

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Sicherheit & Grenzen

Vor praktischen Arbeiten Gefährdung, Zuständigkeit, Herstellerangaben und betriebliche Regeln klären. Unbekannte oder gefährliche Zustände nicht durch Probieren lösen.

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