Definition und Funktion:
Ein Sensor (auch Messfühler, Aufnehmer oder Detektor) ist ein Messglied in der Automatisierungstechnik, das eine physikalische, chemische oder biologische Größe in seiner Umgebung erfasst und diese in ein elektrisches Signal umwandelt, das von einem Steuerungssystem (z.B. SPS) verarbeitet werden kann.
Sensoren sind die „Sinne“ einer Maschine oder Anlage und liefern die notwendigen Informationen über den Zustand des Prozesses oder der Umgebung. Sie sind das Bindeglied zwischen der realen Welt und der Steuerungsebene.
Typen von Sensoren (nach Messgröße):
- Temperatursensoren: Erfassen die Temperatur (z.B. Pt100, Thermoelemente).
- Drucksensoren: Messen den Druck von Gasen oder Flüssigkeiten.
- Füllstandssensoren: Erfassen den Füllstand in Behältern (z.B. Ultraschall, Radar, kapazitiv).
- Durchflusssensoren: Messen den Volumen- oder Massenstrom (z.B. magnetisch-induktiv, Coriolis).
- Positionssensoren:
- Näherungsschalter: Berührungslose Objekterkennung (induktiv, kapazitiv, optisch).
- Lichtschranken: Objekterkennung mittels Lichtstrahl.
- Encoder: Erfassen Winkelposition oder Drehzahl (inkremental, absolut).
- Lasersensoren: Hochpräzise Abstandsmessung.
- Kraftsensoren: Messen Zug- oder Druckkräfte (Kraftmessdosen, Wägezellen).
- Qualitätssensoren: Kameras (Bildverarbeitung), pH-Sensoren, Leitfähigkeitssensoren.
- Vibrationssensoren: Für Condition Monitoring.
Ausgangssignale von Sensoren:
- Digital (binär): EIN/AUS (z.B. bei Näherungsschaltern, Lichtschranken).
- Analog: Kontinuierliche Werte (z.B. 0-10 V, 4-20 mA).
- Digital (Feldbus): Direkte Kommunikation über Feldbusse (z.B. IO-Link, AS-Interface, PROFINET, EtherCAT).
Relevanz in der Automatisierung:
Sensoren sind die Grundlage jeder Automatisierung und unerlässlich für:
- Die Erfassung des Prozesszustands.
- Die Regelung von Prozessgrößen.
- Die Qualitätskontrolle und -sicherung.
- Die Sicherheit von Maschinen und Prozessen.
- Die Umsetzung von Industrie 4.0-Konzepten (IIoT, Predictive Maintenance).
Moderne Sensoren sind zunehmend „intelligent“ und liefern erweiterte Diagnose- und Parametrierdaten über digitale Schnittstellen.
→ Siehe auch: Aktor, Näherungsschalter, Messumformer, IO-Link, Analogeingang, Digitaleingang
