Definition und Funktion:
I/O-Module (Input/Output Module), auch als Ein-/Ausgangsbaugruppen oder Klemmen bezeichnet, sind die Hardware-Komponenten in einem Automatisierungssystem, die die physische Schnittstelle zwischen der Steuerung (z.B. einer SPS) und den Feldgeräten (Sensoren und Aktoren) bilden. Ihre Hauptaufgabe ist die Umwandlung von elektrischen Signalen aus dem Feld in digitale Informationen für die Steuerung (Eingangsmodule) und umgekehrt die Umwandlung von Steuerungssignalen in elektrische Signale für die Feldgeräte (Ausgangsmodule).
I/O-Module sind der Ort, an dem die reale Welt der Maschine mit der digitalen Welt der Steuerung verbunden wird.
Typen von I/O-Modulen:
- Digitale I/O-Module:
- Digitale Eingangsmodule: Erfassen binäre Signale (0/1) von Schaltern, Tastern oder binären Sensoren (z.B. Näherungsschalter).
- Digitale Ausgangsmodule: Schalten binäre Signale an Aktoren wie Relais, Schütze, Lampen oder Ventile.
- Analoge I/O-Module:
- Analoge Eingangsmodule: Erfassen kontinuierliche Signale (z.B. 0-10 V, 4-20 mA) von Sensoren (z.B. Temperatur, Druck, Füllstand) und wandeln diese in digitale Werte um.
- Analoge Ausgangsmodule: Wandeln digitale Werte der SPS in kontinuierliche Analogsignale um, um Aktoren (z.B. Proportionalventile, Frequenzumrichter) feinfühlig anzusteuern.
- Spezialmodule: Für Funktionen wie High-Speed-Counter, Positionserfassung (Encoder), Kommunikationsschnittstellen (z.B. serielle Schnittstellen, AS-i-Master), Energiemessung oder Safety-Funktionen (Sicherheits-I/Os).
Merkmale und Vorteile:
- Galvanische Trennung: Die meisten I/O-Module bieten eine elektrische Isolation zwischen Feld und Steuerung zum Schutz vor Störungen und Überspannungen.
- Modulare Bauweise: Ermöglicht die flexible Anpassung der I/O-Konfiguration an die Anforderungen der Anwendung.
- Diagnosefunktionen: Viele Module verfügen über LEDs zur Statusanzeige und können Fehler (z.B. Drahtbruch, Kurzschluss) erkennen und an die SPS melden.
- Dezentralisierung: Werden oft als Remote I/O-Systeme eingesetzt, um den Verdrahtungsaufwand zu reduzieren.
I/O-Module sind ein unverzichtbarer Bestandteil jedes Automatisierungssystems und bilden die Brücke zwischen der logischen Steuerung und der physikalischen Anlage.
→ Siehe auch: Baugruppe, Remote I/O, Digitaleingang, Digitalausgang, Analogeingang, Analogausgang
