Aktoren in der Automatisierungstechnik - Versionsgeschichte

Timmenke am 23. Januar 2014 um 22:11 Uhr

2014-01-23T22:11:09Z

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	[[Bild:Fastact G Servomotors.jpg\|~~framed~~\|Abbildung 4: Servomotoren in unterschiedlicher Größe und Leistung]]		[[Bild:Fastact G Servomotors.jpg\|thumb\|250px\|Abbildung 4: Servomotoren in unterschiedlicher Größe und Leistung]]

	Außerdem kommen in der Automatisierungstechnik diverse günstige Elektromotoren vor, welche für spanende Fertigungstechniken geeignet sind. Hierzu zählen Gleichstrommotoren, Wechselstrommotoren und Asynchronmotoren. Nach Isermann(2008) eignen sich asynchrone Drehstrommotoren für hohe Drehzahlbereiche. Die Drehzahl kann mit einem Frequenzumrichter gesteuert werden. Die Drehzahl von Gleichstrommotoren und einphasige Wechselstrommotoren kann oft mit einer Pulsweitenmodulation verändert werden.		Außerdem kommen in der Automatisierungstechnik diverse günstige Elektromotoren vor, welche für spanende Fertigungstechniken geeignet sind. Hierzu zählen Gleichstrommotoren, Wechselstrommotoren und Asynchronmotoren. Nach Isermann(2008) eignen sich asynchrone Drehstrommotoren für hohe Drehzahlbereiche. Die Drehzahl kann mit einem Frequenzumrichter gesteuert werden. Die Drehzahl von Gleichstrommotoren und einphasige Wechselstrommotoren kann oft mit einer Pulsweitenmodulation verändert werden.
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	Die Stellzylinder lassen sich nach Isermann(2008) über Ein- und Auslassventile ansteuern. Diese Ventile können den Ölstrom drosseln und so die Leistung des Stellzylinders beeinflussen. Das Öl kann mit einem elektrischen Antrieb in die hydraulischen Aktoren gepumpt werden. Mit Hilfe von Elektromagneten können die Ventile geöffnet oder geschlossen werden. Der Öldruck bewegt anschließend den im Zylinder befindlichen Kolben. Abbildung 5 zeigt einen einfachen hydraulischen Zylinder.		Die Stellzylinder lassen sich nach Isermann(2008) über Ein- und Auslassventile ansteuern. Diese Ventile können den Ölstrom drosseln und so die Leistung des Stellzylinders beeinflussen. Das Öl kann mit einem elektrischen Antrieb in die hydraulischen Aktoren gepumpt werden. Mit Hilfe von Elektromagneten können die Ventile geöffnet oder geschlossen werden. Der Öldruck bewegt anschließend den im Zylinder befindlichen Kolben. Abbildung 5 zeigt einen einfachen hydraulischen Zylinder.

	[[Bild:Hydraulikzylinder.jpg\|~~framed~~\|Abbildung 5: Hydraulikzylinder]]		[[Bild:Hydraulikzylinder.jpg\|thumb\|200px\|Abbildung 5: Hydraulikzylinder]]

	Manche Hydraulische Aktoren besitzen hydraulische Druckspeicher. Sie können auftretende Druckstöße dämpfen oder dazu benutzt werden, um Temperaturschwankungen auszugleichen.		Manche Hydraulische Aktoren besitzen hydraulische Druckspeicher. Sie können auftretende Druckstöße dämpfen oder dazu benutzt werden, um Temperaturschwankungen auszugleichen.
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	Pneumatische Aktoren bestehen nach Isermann(2008) aus einem Stellventil und einem pneumatischen Stellmotor. Die Energie, welche in der Druckluft gespeichert ist, kann einen Druckluftmotor antreiben oder einen Stellzylinder bewegen und wird so in mechanische Energie umgeformt. So können translatorische und rotatorische Bewegungen erzeugt werden. In der Automatisierunstechnik wird die Luftzufuhr mit einem Kompressor erzeugt, welcher geregelt werden kann. Druckluftschläuche leiten die Luft zu dem Stellventil. Eine Rückführung der Luft ist nicht nötig, da sie nach Gebrauch in die Umgebung entweichen kann. Wie bei hydraulischen Aktoren werden die Ventile Pneumatischer Aktoren mit Elektromagneten gesteuert. Die Abbildung 6 zeigt die Bauform eines Pneumatischen Stellzylinders.		Pneumatische Aktoren bestehen nach Isermann(2008) aus einem Stellventil und einem pneumatischen Stellmotor. Die Energie, welche in der Druckluft gespeichert ist, kann einen Druckluftmotor antreiben oder einen Stellzylinder bewegen und wird so in mechanische Energie umgeformt. So können translatorische und rotatorische Bewegungen erzeugt werden. In der Automatisierunstechnik wird die Luftzufuhr mit einem Kompressor erzeugt, welcher geregelt werden kann. Druckluftschläuche leiten die Luft zu dem Stellventil. Eine Rückführung der Luft ist nicht nötig, da sie nach Gebrauch in die Umgebung entweichen kann. Wie bei hydraulischen Aktoren werden die Ventile Pneumatischer Aktoren mit Elektromagneten gesteuert. Die Abbildung 6 zeigt die Bauform eines Pneumatischen Stellzylinders.

	[[Bild:Doppeltwirkende-pneumatikzylinder-regelbarer-daempfung-13945-3241893.jpg \|~~framed~~\|Abbildung 6: Pneumatik-Stellzylinder]]		[[Bild:Doppeltwirkende-pneumatikzylinder-regelbarer-daempfung-13945-3241893.jpg \|thumb \|200px\|Abbildung 6: Pneumatik-Stellzylinder]]

	Pneumatische Aktoren kommen nach Isermann(2008) in der Automatisierunstechnik weitgehend bei dem Transport von Material und Montageaufgaben vor.		Pneumatische Aktoren kommen nach Isermann(2008) in der Automatisierunstechnik weitgehend bei dem Transport von Material und Montageaufgaben vor.

Timmenke: /* Pneumatische Aktoren */

2014-01-23T22:04:12Z

Pneumatische Aktoren

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	Pneumatische Aktoren bestehen nach Isermann(2008) aus einem Stellventil und einem pneumatischen Stellmotor. Die Energie, welche in der Druckluft gespeichert ist, kann einen Druckluftmotor antreiben oder einen Stellzylinder bewegen und wird so in mechanische Energie umgeformt. So können translatorische und rotatorische Bewegungen erzeugt werden. In der Automatisierunstechnik wird die Luftzufuhr mit einem Kompressor erzeugt, welcher geregelt werden kann. Druckluftschläuche leiten die Luft zu dem Stellventil. Eine Rückführung der Luft ist nicht nötig, da sie nach Gebrauch in die Umgebung entweichen kann. Wie bei hydraulischen Aktoren werden die Ventile Pneumatischer Aktoren mit Elektromagneten gesteuert. Die Abbildung 6 zeigt die Bauform eines Pneumatischen Stellzylinders.		Pneumatische Aktoren bestehen nach Isermann(2008) aus einem Stellventil und einem pneumatischen Stellmotor. Die Energie, welche in der Druckluft gespeichert ist, kann einen Druckluftmotor antreiben oder einen Stellzylinder bewegen und wird so in mechanische Energie umgeformt. So können translatorische und rotatorische Bewegungen erzeugt werden. In der Automatisierunstechnik wird die Luftzufuhr mit einem Kompressor erzeugt, welcher geregelt werden kann. Druckluftschläuche leiten die Luft zu dem Stellventil. Eine Rückführung der Luft ist nicht nötig, da sie nach Gebrauch in die Umgebung entweichen kann. Wie bei hydraulischen Aktoren werden die Ventile Pneumatischer Aktoren mit Elektromagneten gesteuert. Die Abbildung 6 zeigt die Bauform eines Pneumatischen Stellzylinders.

	[[Bild:~~Pneumatik~~-~~Stellzylinder~~.jpg\|framed\|Abbildung 6: Pneumatik-Stellzylinder]]		[[Bild:Doppeltwirkende-pneumatikzylinder-regelbarer-daempfung-13945-3241893.jpg \|framed\|Abbildung 6: Pneumatik-Stellzylinder]]

	Pneumatische Aktoren kommen nach Isermann(2008) in der Automatisierunstechnik weitgehend bei dem Transport von Material und Montageaufgaben vor.		Pneumatische Aktoren kommen nach Isermann(2008) in der Automatisierunstechnik weitgehend bei dem Transport von Material und Montageaufgaben vor.

Timmenke: /* Elektromechanische Aktoren */

2014-01-23T22:02:23Z

Elektromechanische Aktoren

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	[[Bild:~~Servomotoren~~.jpg\|framed\|Abbildung 4: Servomotoren in unterschiedlicher Größe und Leistung]]		[[Bild:Fastact G Servomotors.jpg\|framed\|Abbildung 4: Servomotoren in unterschiedlicher Größe und Leistung]]

	Außerdem kommen in der Automatisierungstechnik diverse günstige Elektromotoren vor, welche für spanende Fertigungstechniken geeignet sind. Hierzu zählen Gleichstrommotoren, Wechselstrommotoren und Asynchronmotoren. Nach Isermann(2008) eignen sich asynchrone Drehstrommotoren für hohe Drehzahlbereiche. Die Drehzahl kann mit einem Frequenzumrichter gesteuert werden. Die Drehzahl von Gleichstrommotoren und einphasige Wechselstrommotoren kann oft mit einer Pulsweitenmodulation verändert werden.		Außerdem kommen in der Automatisierungstechnik diverse günstige Elektromotoren vor, welche für spanende Fertigungstechniken geeignet sind. Hierzu zählen Gleichstrommotoren, Wechselstrommotoren und Asynchronmotoren. Nach Isermann(2008) eignen sich asynchrone Drehstrommotoren für hohe Drehzahlbereiche. Die Drehzahl kann mit einem Frequenzumrichter gesteuert werden. Die Drehzahl von Gleichstrommotoren und einphasige Wechselstrommotoren kann oft mit einer Pulsweitenmodulation verändert werden.

Timmenke: /* Übersicht verschiedener Aktoren */

2014-01-23T22:00:38Z

Übersicht verschiedener Aktoren

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	Diese Aktorprinzipien lassen sich weiter aufteilen. Die Tabelle 2 zeigt die Aufteilung.		Diese Aktorprinzipien lassen sich weiter aufteilen. Die Tabelle 2 zeigt die Aufteilung.

	[[Bild:Aktorprinzipien.~~jpg~~\|framed\|Tabelle 2: Aufteilung der Aktorprinzipien In Anlehnung an: Isermann, Seite 447]]		[[Bild:Aufteilung der Aktorprinzipien.png\|framed\|Tabelle 2: Aufteilung der Aktorprinzipien In Anlehnung an: Isermann, Seite 447]]

	=== Elektromechanische Aktoren ===		=== Elektromechanische Aktoren ===

Timmenke: /* Übersicht verschiedener Aktoren */

2014-01-23T21:58:53Z

Übersicht verschiedener Aktoren

← Nächstältere Version		Version vom 23. Januar 2014, 23:58 Uhr
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	[[Bild:Hilfsenergien.~~jpg~~\|framed\|Tabelle 1: Die Hilfsenergien und ihre Prinzipien der Kraftübertragung]]		[[Bild:Die Hilfsenergien und ihre Prinzipien der Krafterzeugung.png\|framed\|Tabelle 1: Die Hilfsenergien und ihre Prinzipien der Kraftübertragung]]

	Elektrische Energie ist fast überall verfügbar. Elektrische Antriebe haben einen hohen Wirkungsgrad und die nötige elektrische Energie lässt sich mit günstigen Bauteilen wie Relais und Spulen leicht steuern und wandeln. Daher kommen vorrangig elektrische Aktoren in der Automatisierungstechnik zum Einsatz.		Elektrische Energie ist fast überall verfügbar. Elektrische Antriebe haben einen hohen Wirkungsgrad und die nötige elektrische Energie lässt sich mit günstigen Bauteilen wie Relais und Spulen leicht steuern und wandeln. Daher kommen vorrangig elektrische Aktoren in der Automatisierungstechnik zum Einsatz.

Timmenke: /* Grundstrukturen von Aktoren */

2014-01-23T21:57:07Z

Grundstrukturen von Aktoren

← Nächstältere Version		Version vom 23. Januar 2014, 23:57 Uhr
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	Die zweite Grundstruktur in Abbildung 3 besitzt zusätzlich einen Stellantriebsregler, welcher die Stellgröße für den Prozess verändern kann. Hier handelt es sich um einen geregelten Aktor.		Die zweite Grundstruktur in Abbildung 3 besitzt zusätzlich einen Stellantriebsregler, welcher die Stellgröße für den Prozess verändern kann. Hier handelt es sich um einen geregelten Aktor.

	[[Bild:~~Grundstruktur_des_geregelten_Aktors~~.~~jpg~~\|framed\|Abbildung 2: Grundstruktur des ~~gesteuerten~~ Aktors In Anlehnung an: Isermann(2008), Seite 441]]		[[Bild:Grundstruktur des geregelten Aktors.png\|framed\|Abbildung 3: Grundstruktur des geregelten Aktors In Anlehnung an: Isermann(2008), Seite 441]]

	Der geregelte Aktor hat nach Isermann(2008) den Vorteil, bei Verschleiß von Komponenten oder veränderten Umweltbedingungen die Eingangsgröße direkt zu ändern. Hier werden Sensoren benötigt, welche die Ausgangsgrößen des Aktors überwachen.		Der geregelte Aktor hat nach Isermann(2008) den Vorteil, bei Verschleiß von Komponenten oder veränderten Umweltbedingungen die Eingangsgröße direkt zu ändern. Hier werden Sensoren benötigt, welche die Ausgangsgrößen des Aktors überwachen.

Timmenke: /* Grundstrukturen von Aktoren */

2014-01-23T21:54:31Z

Grundstrukturen von Aktoren

← Nächstältere Version		Version vom 23. Januar 2014, 23:54 Uhr
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	[[Bild:~~Grundstruktur_des_gesteuerten_Aktors~~.~~jpg~~\|framed\|Abbildung 2: Grundstruktur des gesteuerten Aktors In Anlehnung an: Isermann(2008), Seite 441]]		[[Bild:Grundsrtuktur des gesteuerten Aktors.png\|framed\|Abbildung 2: Grundstruktur des gesteuerten Aktors In Anlehnung an: Isermann(2008), Seite 441]]

Timmenke: /* Einleitung */

2014-01-23T21:52:51Z

Einleitung

← Nächstältere Version		Version vom 23. Januar 2014, 23:52 Uhr
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	Die Aktoren, welche auch als Stellglied, Stellsystem oder Steller bezeichnet werden, bilden das Bindeglied zwischen Informationsfluss und Prozess. Dabei setzen sie die meist elektrischen Signale einer Steuerung oder Regelung in eine Kraft oder Bewegung um. Hier kommen verschiedene Hilfsenergien zum Einsatz. Die gängigsten Hilfsenergien sind Elektrizität, Hydraulik und Pneumatik. In der Automatisierungstechnik sind Aktoren weit verbreitet. Bei automatisierten Prozessen bilden sie nach Isermann(2008) die Stellglieder, welche bestimmte Eingangsgrößen von Prozessen ändern können. Die Abbildung 1 zeigt die Abhängigkeit zwischen der Informationsverarbeitung, den Aktor und dem eigentlichen Prozess.		Die Aktoren, welche auch als Stellglied, Stellsystem oder Steller bezeichnet werden, bilden das Bindeglied zwischen Informationsfluss und Prozess. Dabei setzen sie die meist elektrischen Signale einer Steuerung oder Regelung in eine Kraft oder Bewegung um. Hier kommen verschiedene Hilfsenergien zum Einsatz. Die gängigsten Hilfsenergien sind Elektrizität, Hydraulik und Pneumatik. In der Automatisierungstechnik sind Aktoren weit verbreitet. Bei automatisierten Prozessen bilden sie nach Isermann(2008) die Stellglieder, welche bestimmte Eingangsgrößen von Prozessen ändern können. Die Abbildung 1 zeigt die Abhängigkeit zwischen der Informationsverarbeitung, den Aktor und dem eigentlichen Prozess.

	[[Bild:Aktor als Bindeglied.~~jpg~~\|framed\|Abbildung 1: Aktor als Bindeglied zwischen Informationsverarbeitung und Prozess In Anlehnung an: Isermann(2008), Seite 441]]		[[Bild:Aktor als Bindeglied.png\|framed\|Abbildung 1: Aktor als Bindeglied zwischen Informationsverarbeitung und Prozess In Anlehnung an: Isermann(2008), Seite 441]]

	Da an die Automatisierungstechnik unterschiedliche Anforderungen gestellt werden und unterschiedliche Prozesse umsetzbar sind, existieren verschiedene Arten von Aktoren, welche in diesem Bericht kurz dargestellt werden.		Da an die Automatisierungstechnik unterschiedliche Anforderungen gestellt werden und unterschiedliche Prozesse umsetzbar sind, existieren verschiedene Arten von Aktoren, welche in diesem Bericht kurz dargestellt werden.
	Die gängigsten Aktoren sind sowohl Elektromechanische Aktoren, welche in den unterschiedlichsten Bauformen und Größen in der Automatisierungstechnik zum Einsatz kommen, als auch pneumatische und hydraulische Aktoren.		Die gängigsten Aktoren sind sowohl Elektromechanische Aktoren, welche in den unterschiedlichsten Bauformen und Größen in der Automatisierungstechnik zum Einsatz kommen, als auch pneumatische und hydraulische Aktoren.


	== Grundstrukturen von Aktoren ==		== Grundstrukturen von Aktoren ==

Timmenke: /* Aktoren in der Automatisierungstechnik */

2014-01-23T21:21:43Z

Aktoren in der Automatisierungstechnik

Änderungen zeigen

Timmenke: /* Aktoren in der Automatisierungstechnik */

2014-01-23T20:53:19Z

Aktoren in der Automatisierungstechnik

← Nächstältere Version		Version vom 23. Januar 2014, 22:53 Uhr
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	Nach Isermann(2008) gibt es zwei unterschiedliche Grundstrukturen von Aktoren, welche in Abbildung 2 und 3 dargestellt sind. Beide Grundstrukturen sind ähnlich aufgebaut. Die elektrisch übertragene Stellgröße Ue wird zuerst mit einem Signalumformer in eine zu dem Stellantrieb passende Steuergröße U1 umgewandelt. Bei elektrischen Antrieben kann das eine veränderte Spannung oder ein Taktsignal sein. Pneumatische Antriebe benötigen einen Luftstrom und hydraulische Antriebe einen Ölstrom. Mit der entstandenen Steuergröße wird mit Hilfe des Stellantriebs und seiner Hilfsenergie ein stärkeres Ausgangssignal U2. Dieses kann eine Kraft, eine Drehmoment oder Geschwindigkeit sein. Somit ist der Stellantrieb nach Isermann(2008) ein aktiver Wandler. Das entstandene Ausgangssignal muss meistens mit einem Stellüberträger verarbeitet werden, um für den Prozess genutzt werden zu können. Dieser kann beispielsweise bei Motoren ein Getriebe oder eine Spindel sein, um lineare Bewegungen zu erzeugen. Heraus kommt die nutzbare Ausgangsgröße U3. U4 bildet den ProzessstromBei dieser beschriebenen Struktur handelt es sich um einen gesteuerten Aktor.		Nach Isermann(2008) gibt es zwei unterschiedliche Grundstrukturen von Aktoren, welche in Abbildung 2 und 3 dargestellt sind. Beide Grundstrukturen sind ähnlich aufgebaut. Die elektrisch übertragene Stellgröße Ue wird zuerst mit einem Signalumformer in eine zu dem Stellantrieb passende Steuergröße U1 umgewandelt. Bei elektrischen Antrieben kann das eine veränderte Spannung oder ein Taktsignal sein. Pneumatische Antriebe benötigen einen Luftstrom und hydraulische Antriebe einen Ölstrom. Mit der entstandenen Steuergröße wird mit Hilfe des Stellantriebs und seiner Hilfsenergie ein stärkeres Ausgangssignal U2. Dieses kann eine Kraft, eine Drehmoment oder Geschwindigkeit sein. Somit ist der Stellantrieb nach Isermann(2008) ein aktiver Wandler. Das entstandene Ausgangssignal muss meistens mit einem Stellüberträger verarbeitet werden, um für den Prozess genutzt werden zu können. Dieser kann beispielsweise bei Motoren ein Getriebe oder eine Spindel sein, um lineare Bewegungen zu erzeugen. Heraus kommt die nutzbare Ausgangsgröße U3. U4 bildet den ProzessstromBei dieser beschriebenen Struktur handelt es sich um einen gesteuerten Aktor.


			[[Bild:Grundstruktur_des_gesteuerten_Aktors.jpg\|framed\|Abbildung 2: Grundstruktur des gesteuerten Aktors]]