Definition und Problem:
Debouncing (Entprellung) ist eine Technik, die in der Digitaltechnik und Automatisierung eingesetzt wird, um das Problem des „Prellens“ von mechanischen Schaltkontakten zu lösen. Wenn ein mechanischer Schalter (z.B. ein Taster, ein Relaiskontakt) betätigt wird, schließen oder öffnen sich die Kontakte aufgrund ihrer Elastizität nicht sofort sauber, sondern springen für eine kurze Zeit (typischerweise einige Millisekunden) mehrfach hin und her, bevor sie einen stabilen Zustand erreichen. Dieses „Prellen“ erzeugt eine Reihe von unerwünschten, schnellen Ein-/Aus-Signalwechseln.
Für eine SPS oder einen digitalen Eingang würde jeder dieser unerwünschten Signalwechsel als separates Ereignis interpretiert, was zu falschen Zählungen, fehlerhaften Logikfunktionen oder unnötigen Aktionen führen könnte.
Lösung (Hardware und Software):
Debouncing-Methoden filtern diese unerwünschten Prellsignale heraus, sodass nur der erste und letzte stabile Signalwechsel erkannt wird. Dies kann auf zwei Arten geschehen:
- Hardware-Entprellung: Durch den Einsatz von RC-Gliedern (Widerstand-Kondensator-Kombinationen) oder Schmitt-Triggern auf der Elektronikplatine des Eingangsmoduls.
- Software-Entprellung: Die gebräuchlichste Methode in SPSen. Dabei wird das Signal für eine definierte „Entprellzeit“ (z.B. 10 ms bis 50 ms) nach dem ersten Signalwechsel ignoriert oder erst als gültig anerkannt, wenn es für diese Zeit stabil geblieben ist. Dies wird oft durch Timer-Funktionen oder spezielle Filter in den Eingangsmodulen realisiert.
Relevanz in der Automatisierung:
Debouncing ist eine essenzielle Funktion für die zuverlässige Verarbeitung von digitalen Eingangssignalen in der SPS-Programmierung:
- Zuverlässige Signalerkennung: Sicherstellung, dass ein Tasterdruck oder ein Endschalterkontakt nur einmal als Ereignis erkannt wird.
- Korrekte Zählungen: Vermeidung von falschen Zählergebnissen bei der Erfassung von Impulsen (z.B. bei Stückzählern).
- Stabile Logik: Verhindert unnötiges „Flattern“ von internen Merkern oder Ausgängen, das durch Prellen verursacht werden könnte.
- Sicherheitsfunktionen: In sicherheitskritischen Anwendungen ist die Entprellung von Sicherheitsschaltern von höchster Bedeutung, um unbeabsichtigte Auslösungen oder das Übersehen von Zuständen zu verhindern.
Ohne effektives Debouncing würden viele Automatisierungssysteme aufgrund fehlerhafter Signale von mechanischen Schaltern instabil oder unzuverlässig arbeiten.
→ Siehe auch: Digitaleingang, Sensor, SPS, Timer, Signal
