Definition und Funktionsweise:
Ein Analogeingang ist eine Schnittstelle an einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) oder einem anderen Steuerungssystem, die es ermöglicht, kontinuierliche, physikalische Analogsignale von Sensoren (z.B. Temperaturfühler, Drucksensoren, Füllstandsensoren) zu erfassen und in digitale Werte umzuwandeln. Diese digitalen Werte können dann von der SPS verarbeitet und im Steuerungsprogramm genutzt werden.
Gängige Analogsignale, die von Sensoren erfasst und von Analogeingängen verarbeitet werden, sind:
- Spannungssignale: Häufig 0-10 V, +/-10 V, 0-5 V, etc.
- Stromsignale: Typischerweise 0-20 mA oder 4-20 mA. Letzteres ist in der Industrie sehr verbreitet, da es eine höhere Störsicherheit auf längeren Kabelwegen bietet und eine Leitungsunterbrechung durch einen Signalwert von 0 mA erkannt werden kann (aktive Nullpunktunterdrückung).
- Widerstandssignale: Zum Beispiel von PT100-Sensoren zur Temperaturmessung.
- Thermosignale: Von Thermoelementen zur Temperaturmessung.
Die Umwandlung von analog zu digital erfolgt mittels eines Analog-Digital-Wandlers (AD-Wandler, engl. ADC). Die Auflösung eines Analogeingangs (z.B. 12 Bit, 16 Bit) gibt an, in wie viele Schritte der Wertebereich unterteilt werden kann, was direkt die Präzision der Messwerterfassung beeinflusst. Eine höhere Bit-Auflösung bedeutet eine feinere Abstufung und somit eine genauere Messung.
Anwendungsbereiche und Vorteile:
Analogeingänge sind unverzichtbar für die Überwachung und Regelung von Prozessen, die kontinuierliche Messwerte erfordern:
- Temperaturmessung: Erfassung von Temperaturen in Öfen, Tanks oder Maschinen.
- Druckmessung: Überwachung von Druck in Rohrleitungen oder Behältern.
- Füllstandsmessung: Bestimmung des Füllstands in Tanks oder Silos.
- Durchflussmessung: Erfassung von Flüssigkeits- oder Gasdurchflüssen.
- Positionsmessung: Erfassung von Positionen mittels Potentiometern oder speziellen Sensoren.
Durch Analogeingänge kann die SPS präzise auf Prozesszustände reagieren, Regelalgorithmen anwenden und somit die Qualität, Effizienz und Sicherheit der automatisierten Anlage gewährleisten.
→ Siehe auch: Analogwert, Analogausgang, Sensor, Messumformer, SPS, Abtastzeit
