Elektronische steuerungs technik

Arten der elektronischen Steuerungstechnik

Elektronische Steuerungstechnik bezieht sich auf Systeme, die elektronische Signale verwenden, um Maschinen, Prozesse und verschiedene Arten von Geräten zu steuern und zu regulieren. Dazu gehören Sensoren, Aktuatoren, Steuerungen und Algorithmen, um eine automatische Steuerung zu ermöglichen und eine präzise Steuerung variabler Parameter wie Druck, Temperatur, Durchfluss, Geschwindigkeit und Position zu ermöglichen.

• Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS)

SPS sind digitale Computer, die für die industrielle Automatisierung und Steuerung eingesetzt werden. Sie sind so konzipiert, dass sie rauen Umgebungen standhalten und eine hohe Zuverlässigkeit bieten. SPS verwenden einen programmierbaren Speicher, um Anweisungen für verschiedene Arten von Steuerungsvorgängen zu speichern, und können verschiedene Prozesse wie Zeitmessung, Zählen, Arithmetik sowie logische Steuerung ausführen. SPS empfangen Eingangssignale von Sensoren und senden basierend auf der vorprogrammierten Steuerungslogik Ausgangssignale an Steuergeräte wie Motoren und Ventile. Dies ermöglicht die automatische Steuerung von Maschinen und Geräten.

• Verteilte Steuerungssysteme (DCS)

Ein DCS ist ein computergestütztes Steuerungssystem, das zur Steuerung großtechnischer Industrieprozesse wie Ölraffination, Stromerzeugung und chemischer Produktion eingesetzt wird. Bei einem DCS sind die Steuerfunktionen auf mehrere Steuerungen verteilt, anstatt zentralisiert zu sein. Dies ermöglicht eine flexible und dezentrale Steuerung, wodurch komplexe Prozesse mit hoher Effizienz gesteuert werden können. DCS verwenden in der Regel Hochleistungs-Mikroprozessoren und andere fortschrittliche Steuerungskomponenten, um Steuerungs-, Überwachungs- und Datenverarbeitungsfunktionen zu realisieren. Sie können über verschiedene Kommunikationsprotokolle mit einer großen Anzahl von Feldgeräten verbunden werden und so eine umfassende Verwaltung des gesamten Produktionsprozesses realisieren.

Sanftanlauf und Frequenzumrichter

Ein Sanftanlauf ist ein elektrisches Gerät, das den Anlauf und das Abschalten eines Elektromotors steuert. Durch die schrittweise Erhöhung der Spannung und deren Reduzierung beim Abschalten wird ein sanfter Anlauf erreicht und die Auswirkungen auf den Motor durch Geschwindigkeitsregelung verringert. Die Hauptanwendungen von Sanftstartern sind die Reduzierung von mechanischen Belastungen, die Verbesserung des Stromverbrauchs und die Minimierung der Auswirkungen auf Stromnetze beim Anlauf des Motors.

Ein Frequenzumrichter, auch bekannt als Drehzahlregler (VFD), ist ein elektronisches Gerät, das die Drehzahl und das Drehmoment eines Elektromotors durch Ändern der Frequenz und Spannung steuert, die dem Motor zugeführt werden. Frequenzumrichter erreichen die Motordrehzahlregelung, indem sie die elektrische Energiequelle in eine Form umwandeln, die zum Antrieb des Motors geeignet ist; dies geschieht durch Gleichrichtung, DC-Glied und Umwandlung. Die Hauptfunktionen von Frequenzumrichtern sind die Steuerung der Motordrehzahl, die Regelung des Drehmoments, der Schutz von Motoren und die Energieeinsparung. Sie werden häufig in HLK-Systemen, Förderbändern, Pumpen und anderen Geräten und Maschinen eingesetzt.

Sowohl Sanftstarter als auch Frequenzumrichter fallen unter die Kategorie der elektronischen Steuergeräte für Motoren. Während sich Sanftstarter auf den sanften Anlauf von Motoren konzentrieren, bieten Frequenzumrichter umfassendere Motorregelungsfunktionen.

Anwendung und Wartung

• Präzisionselektronik:

  Von entscheidender Bedeutung für hochpräzise Aufgaben, sei es in der Luft- und Raumfahrt, in der Medizin oder in allen Bereichen, die mit anspruchsvollen Präzisionsaufgaben verbunden sind, umfasst dies eine Vielzahl von Aspekten, von Komponenten mit engen Toleranzen bis hin zu komplexen Sensoren und Steuerungsanordnungen, die bis zu Nanometer-Kapazitäten erreichen können!

• Mikrocontroller-Programmierung:

  Bevor wir elektronische Geräte herstellen oder modifizieren, ist es zunächst wichtig, dass wir uns mit dem Benutzerhandbuch, den Datenblättern und den Programmierrichtlinien für den jeweiligen Mikrocontroller vertraut machen.

• Feinantriebsmotoren:

  Im Bereich der elektronischen Präzisionssteuerungen muss ein leiser Betrieb im Mikromaßstab sichergestellt werden, indem man die Auswahl von hochpräzisen Untersetzungsgetrieben, glatten Zahnprofilen und geringen Spielwerten in Schrittmotorschritten oder Servomotoren mit hoher Genauigkeit und Linearitätseigenschaften unter Regelung mit geschlossenem Regelkreis bewertet.

• Sensoren:

  Um herauszufinden, ob ein bestimmtes Qualitätsmessgerät Ihre Anforderungen erfüllt, ist es wichtig, dass Benutzer den entsprechenden Messbereich, die Auflösung und die Genauigkeit von Temperatur, Feuchtigkeit, Druck, Photoelektrik usw. richtig verstehen, um alles unter messbarer Kontrolle zu haben!

• Faktoren, die bei Präzisionsmotoren zu berücksichtigen sind:

  Bei der Auswahl geeigneter Motorantriebe für eine präzise Steuerung sollten wir Dinge wie die Anpassung des Lastdrehmoments, die Fähigkeit des Antriebsstroms, die Wärmeableitung, die Arbeitsschnittstelle des gewählten Mikrocontrollers usw., neben vielen anderen Details, nicht übersehen.

• Datenübertragung ist entscheidend:

  Letztendlich hängt die Präzisionssteuerungsfähigkeit eines Systems hauptsächlich von der Geschwindigkeit und Stabilität seines Datenaustauschs ab, die direkt bestimmen, wie schnell verschiedene Teile miteinander interagieren. Daher ist es wichtig, ein geeignetes Übertragungsprotokoll und -gerät auszuwählen, damit unser System gut funktioniert und das, was wir erreichen wollen, in greifbarer Nähe ist, wie es sein sollte.

Szenarien elektronischer Steuerungstechnologien

Es gibt noch viele Branchen, die im Wesentlichen anwendbare Arten von Mechanismen über die Schnittstellen einsetzen, die auf die Elektronik fokussiert sind oder darauf ausgerichtet sind. Nachfolgend sind einige Möglichkeiten aufgeführt, die deutlich machen, warum es keine Übertreibung ist, von Steuerungstechnologien zu sprechen, die auf Elektronik und nicht nur auf Mechanik basieren:

• Intelligente Fertigung: Als wichtiger Bestandteil von Industrie 4.0 fördert die elektronische Steuerungstechnik die intelligente Fertigung, die stärker auf Technologie-Interieurs setzt und eine höhere Automatisierung und Stabilität in Fabriken ermöglicht.
• Automobilindustrie: Moderne Fahrzeuge werden weitgehend über Elektronik gesteuert. Technologien sind verantwortlich für Traktion und Stabilität, Automatikgetriebe, Tempomat sowie für Diagnose- und Wartungssysteme von Automobilen, um nur einige Dinge zu nennen, die elektronische Steuerungstechnologien in einem typischen Fahrzeug leisten können.
• Lebensmittel- und Getränkeindustrie: Produktions- und Verarbeitungslinien für Lebensmittel und Getränke erfordern ein hohes Maß an Präzision und Stabilität. Elektronische Steuerungstechnologien können dabei präzise helfen.
• Bauindustrie: Die Bauindustrie setzt oft große Maschinen und Geräte wie Betonpumpen und großflächige, schwere Schneidwerkzeuge ein, bei denen elektronische Steuerungstechnologien das Gerätemanagement und die -steuerung erleichtern. Einfache Fernsteuerung und die so genannte "Echtzeit-Steuerbarkeit" oder die Steuerung und Steuerung von Geräten aus der Ferne und in Echtzeit sind einige technologische Fortschritte, die Bediener über weite Entfernungen hinweg ermöglichen.
• Textil- und Bekleidungsindustrie: Elektronische Steuerungstechnologien werden in der Textil- und Bekleidungsindustrie weit verbreitet eingesetzt, um Präzisionssteuerungen, automatisches Zählen sowie Qualitätsprüf- und -verfolgungssysteme in der Produktion zu ermöglichen.
• Landmaschinen: Die moderne landwirtschaftliche Produktion erfordert ein hohes Maß an Präzision, Automatisierung und Intelligenz, wobei elektronische Steuerungstechnologien hauptsächlich für die präzise, automatisierte und intelligente Steuerung von Landmaschinen verantwortlich sind. Beispiele hierfür sind Sä-, Düngungs- und Pflanzenschutzverfahren und -methoden - all dies erfordert Präzision in idealem Umfang.
• Logistik und Lagerhaltung: Lagersysteme setzen oft automatisierte Maschinen und Geräte ein, um ein so hohes Maß an Automatisierung, Präzision und Intelligenz zu erreichen, dass die elektronische Steuerungstechnik für ihre ordnungsgemäße Funktion unerlässlich ist. Automatisierte Handhabungsmaschinen, Stapelmaschinen und Roboterarme sind Beispiele dafür.
• Umweltkontrolle: Das Umweltkontrollsystem in einem Gebäude bezieht sich auf die Erwärmung oder Kühlung eines Raumes in beide Richtungen. Elektronische Steuerungstechnik kann das System im elektronischen Sinne realisieren, was als Grundlage jedes solchen Systems verstanden werden kann, so computergestützt es auch ist.
• Heimautomatisierung: Steuerungstechnologien, die über Elektronik angewendet und realisiert werden, können es ermöglichen, dass Häuser automatisiert werden. Ein Beispiel dafür könnte die gesamte Palette der Sicherheits-, Sicherheits- und Überwachungssysteme sein, die den Schutz des Hauses vor Personen oder Eindringlingen ermöglichen, die nichts in dem Haus zu suchen haben. Ein weiteres Beispiel ist, dass beispielsweise Systeme für die Energieverwaltung zu Hause die optimale Nutzung der Energie zu Hause unterstützen und ermöglichen, und durch solche intelligenten Systeme wird die Energie selbst und der daraus resultierende Strom eingespart.

Auswahl der richtigen elektronischen Steuerungstechnik

Bei der Auswahl einer geeigneten Art der elektronischen Steuerungstechnik sollten bestimmte Faktoren berücksichtigt werden. Zunächst sollten die Bedürfnisse des betreffenden Geräts betrachtet werden. Überlegen Sie, welche genauen Funktionen und welches Steuerungsniveau das Gerät haben muss. Muss es Dinge wie Druck, Volumen, Temperatur oder Geschwindigkeit einstellen?

Auch die Umgebung, in der das Steuerungsequipment eingesetzt werden soll, ist wichtig. In welcher Art von Umgebung wird es eingesetzt? Ein elektronisches Steuerungssystem, das an einem heißen, feuchten oder staubigen Ort eingesetzt wird, muss robuster und geschützter sein als eines, das in einer normalen Innenraumumgebung eingesetzt wird. Die Kommunikation ist ein weiterer wichtiger Aspekt, der zu berücksichtigen ist. Muss das Steuerungsequipment Daten austauschen und remote mit anderen Maschinen über ein Netzwerk zusammenarbeiten? Wenn ja, sollte es über die richtigen Schnittstellen für eine gute Konnektivität verfügen. Betrachten Sie auch den gewünschten Automatisierungsgrad genau. Die gewählte Steuerung sollte dem Automatisierungsgrad entsprechen, der für die Anwendung gewünscht ist. Eine einfache Aufgabe erfordert möglicherweise nur eine einfache Steuerung, während komplexere Aufgaben eine anspruchsvollere Steuerung erfordern, die in der Lage ist, viele automatisierte Prozesse gleichzeitig zu bearbeiten.

Schließlich müssen die Kosten auf der Grundlage all dieser vorherigen Faktoren bewertet werden. Der Benutzer muss sein Budget berücksichtigen und feststellen, welches Niveau an Steuerung, Funktionen und Automatisierung angesichts des Betrags, den er derzeit für dieses spezielle elektronische Equipment auszugeben bereit ist, angemessen ist.

Elektronische Steuerungstechnik Q & A

F1 Was ist die Zukunft der elektronischen Steuerungstechnik?

A1 Es gibt einen wachsenden Trend hin zu intelligenter Steuerungstechnik. Es wird erwartet, dass mehr elektronische Geräte über intelligente Steuerungsfunktionen verfügen, die ihnen die Möglichkeit geben, zu lernen und sich an ihre Umgebung anzupassen. Benutzer werden mehr Komfort und verbesserte Leistung genießen. Andere aufkommende Trends umfassen cloudbasierte Steuerungssysteme, bei denen Benutzer Maschinen und Geräte aus der Ferne über die Cloud steuern können. Außerdem wird erwartet, dass viel mehr Geräte in das Internet der Dinge (IoT) integriert werden, um eine nahtlose Kommunikation zwischen verschiedenen elektronischen Geräten zu ermöglichen.

F2: Was sind die Vorteile der elektronischen Steuerungstechnik?

A2 Elektronische Steuerungstechnik bietet eine Vielzahl von Vorteilen. Die präzise Steuerung verbessert die Produktqualität und erhöht die Leistung von Maschinen. Benutzer können außerdem Verbesserungen bei der Effizienz und Geschwindigkeit genießen. Die elektronischen Steuerungen erhöhen die Automatisierung in Maschinen und reduzieren so den Bedarf an manueller Eingriffe. Sicherheit ist ein weiterer wichtiger Vorteil elektronischer Steuerungssysteme. Diese Systeme können Maschinen bei Fehlfunktionen abschalten, Unfälle verhindern und Benutzer schützen.

F3: Was ist der Unterschied zwischen analogen und digitalen elektronischen Steuerungssystemen?

A3 Ein analoges Steuerungssystem verwendet kontinuierliche Signale, um Maschinen und Geräte zu steuern. Digitale Steuerungssysteme hingegen verwenden diskrete Signale, meist in Form von Binärcode, um Maschinen und Geräte zu steuern. Analoge Steuerungssysteme sind anfälliger für Rauschen und Verzerrungen, daher sind sie weniger präzise als digitale Steuerungssysteme. Heute verwenden viele Maschinen und Geräte digitale elektronische Steuerungssysteme, da sie präziser sind und eine verbesserte Funktionalität bieten.