Definition und Funktion:
Ein Ausgangsmodul (oder Ausgangsbaugruppe) ist eine Hardware-Komponente einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) oder eines dezentralen I/O-Systems. Seine Hauptfunktion ist es, die internen Steuerungssignale der SPS in externe elektrische Signale umzuwandeln, die direkt zur Ansteuerung von Aktoren im Feld genutzt werden können. Ein Modul enthält in der Regel mehrere einzelne Ausgänge (Kanäle).
Ausgangsmodule bilden die physische Schnittstelle zwischen der digitalen Welt der SPS und der realen Welt der zu steuernden Maschinen und Prozesse. Sie empfangen Anweisungen von der CPU der SPS über den internen Bus und geben entsprechende Leistungssignale an die angeschlossenen Aktoren aus.
Typen und Eigenschaften:
Ausgangsmodule werden primär nach der Art der Ausgangssignale unterschieden:
- Digitale Ausgangsmodule:
- Schalten binäre Signale (EIN/AUS, 0/1).
- Für die Ansteuerung von Leuchten, Relais, Schützen, kleinen Motoren oder Magnetventilen.
- Varianten:
- Relaisausgänge: Potenzialfreie Kontakte, die sowohl Gleich- als auch Wechselstrom schalten können. Sind langsamer und haben eine begrenzte Lebensdauer (Verschleiß).
- Transistorausgänge: Schalten Gleichstromlasten. Sehr schnell und verschleißfrei, aber nicht potenzialfrei. Werden unterschieden in P-schaltend (Source, Pluspotenzial schaltend) und N-schaltend (Sink, Minuspotenzial schaltend).
- Triac-Ausgänge: Schalten Wechselstromlasten. Verschleißfrei.
- Wichtige Kennwerte: Schaltstrom (A), Schaltspannung (V), Schaltfrequenz (Hz).
- Analoge Ausgangsmodule:
- Wandeln digitale Werte der SPS in kontinuierliche Analogsignale um (z.B. 0-10 V, 4-20 mA).
- Für die feinfühlige Ansteuerung von Aktoren wie Proportionalventilen, Frequenzumrichtern oder Servoverstärkern.
- Wichtige Kennwerte: Auflösung (Bit), Genauigkeit, Ausgangsbereich.
Bedeutung und Einsatz:
Ausgangsmodule sind essenziell für die Funktionalität jeder SPS-gesteuerten Anlage. Ihre korrekte Auswahl ist entscheidend für:
- Anpassung an Aktoren: Das Modul muss zum Typ und den Leistungsanforderungen des anzusteuernden Aktors passen.
- Schutz der SPS-CPU: Die Module trennen die Leistungsebene von der empfindlichen Steuerungselektronik.
- Flexibilität der Konfiguration: Durch die modulare Bauweise kann die E/A-Konfiguration einer SPS genau an die Anforderungen der Anwendung angepasst werden.
- Einfache Wartung und Fehlersuche: Bei einem defekten Kanal muss nur das entsprechende Modul getauscht werden. Integrierte Diagnose-LEDs erleichtern die Fehlersuche.
Ausgangsmodule sind somit die „Arme und Hände“ der SPS, die die Anweisungen des Steuerungsprogramms in physikalische Aktionen umsetzen.
→ Siehe auch: Ausgang (SPS), SPS, Aktor, Digitalausgang, Analogausgang, I/O-Modul, Eingangsmodul
