Definition und Funktion:
Ein Aktor (auch als Stellglied oder Wandler bezeichnet) ist ein fundamentales Element in der Automatisierungstechnik, das eine Schnittstelle zwischen der Steuerungsebene und dem physikalischen Prozess bildet. Seine Hauptaufgabe besteht darin, elektrische Signale oder Steuerungsinformationen, die von einer SPS oder einem Regelungssystem ausgegeben werden, in physikalische Aktionen oder Größen umzusetzen. Aktoren wandeln die digitalen oder analogen Steuersignale in eine Form von Energie um, die direkt auf den Prozess einwirkt, sei es durch Bewegung, das Erzeugen von Kraft, Wärme, Licht oder andere physikalische Effekte.
Aktoren sind somit die „Muskeln“ eines Automatisierungssystems, während Sensoren die „Sinne“ darstellen, die Informationen über den Prozesszustand liefern.
Funktionsweise und Typen von Aktoren:
Die Funktionsweise eines Aktors hängt stark von seinem Typ und der physikalischen Größe ab, die er beeinflussen soll. Gängige Typen und Beispiele sind:
- Elektrische Aktoren: Wandeln elektrische Energie direkt in mechanische Bewegung um.
- Motoren: Elektromotoren (z.B. Asynchron-, Synchron-, Servo-, Schrittmotoren) sind die häufigsten Aktoren, die Dreh- oder Linearbewegungen erzeugen. Sie werden zur Steuerung von Förderbändern, Robotergelenken, Pumpen oder Werkzeugmaschinen eingesetzt.
- Relais und Schütze: Schalten elektrische Verbraucher ein oder aus.
- Heizelemente: Wandeln elektrische Energie in Wärme um (z.B. in Öfen oder Heizsystemen).
- Pneumatische Aktoren: Nutzen Druckluft zur Krafterzeugung und Bewegung.
- Pneumatikzylinder: Erzeugen lineare Bewegungen (Ein- und Ausfahren eines Kolbens).
- Pneumatikventile: Steuern den Fluss von Druckluft zu Zylindern oder anderen pneumatischen Verbrauchern.
- Hydraulische Aktoren: Nutzen unter Druck stehende Flüssigkeiten (Hydrauliköl) für sehr hohe Kräfte.
- Hydraulikzylinder: Für extrem hohe lineare Kräfte, z.B. in Pressen oder Baumaschinen.
- Hydraulikventile: Steuern den Fluss der Hydraulikflüssigkeit.
- Optische Aktoren: Erzeugen Licht.
- LEDs oder Signalleuchten: Zur Anzeige von Betriebszuständen oder Warnungen.
Schnittstelle zur Steuerung:
Aktoren werden über Ausgänge der SPS oder spezielle Aktorbaugruppen angesteuert. Digitale Aktoren (z.B. ein/aus-Ventile, Relais) benötigen ein binäres Signal, während analoge Aktoren (z.B. Proportionalventile, Frequenzumrichter) ein kontinuierliches Signal (z.B. 0-10V oder 4-20mA) zur feinfühligen Steuerung benötigen.
Die Auswahl des richtigen Aktors ist entscheidend für die Leistungsfähigkeit, Effizienz und Sicherheit eines automatisierten Systems. Sie muss die Anforderungen an Kraft, Geschwindigkeit, Präzision, Umgebung und Kosten berücksichtigen.
→ Siehe auch: Sensor, Stellglied, Servomotor, Frequenzumrichter, Pneumatikzylinder, Analogausgang, Digitalausgang
