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VoltBase Steuerung Sensor-Aktor-Prinzip
Thema 80 Steuerung

Sensor-Aktor-Prinzip

Erfassen, entscheiden, handeln: das EVA-Prinzip mit Sensoren und Aktoren und der Unterschied zwischen Steuern und Regeln.

ca. 4 Minuten Einstieg Quiz mit 10 Fragen
01

Worum geht es?

Jede Automatisierung funktioniert nach demselben Muster: Erfassen, entscheiden, handeln. Ein Sensor erfasst etwas, eine Steuerung entscheidet, ein Aktor handelt.

Wie bei dir: Die Haut spürt, dass es kalt ist (Sensor), das Gehirn entscheidet (Steuerung), die Hand zieht die Jacke an (Aktor).

Eingabe, Verarbeitung, Ausgabe Drei Kästen: Der Sensor erfasst, die Steuerung verarbeitet, der Aktor führt aus. Beispiel Raumheizung: Temperaturfühler, Regler, Heizventil. SensorerfasstTemperaturfühler SteuerungentscheidetRegler oder SPS Aktorführt ausHeizungsventil EingabeVerarbeitungAusgabe kurz: EVA-Prinzip
Jede Steuerung arbeitet nach dem EVA-Prinzip: Ein Sensor erfasst etwas (Eingabe), die Steuerung entscheidet (Verarbeitung), ein Aktor setzt es um (Ausgabe). Beim Heizen: Der Fühler misst 19 °C, der Regler will 21 °C, das Ventil öffnet.
02

Was sind Aktoren?

Aktoren setzen elektrische Befehle in eine Wirkung um:

  • Motoren und Antriebe, geschaltet über Schütze,
  • Magnetventile für Wasser, Luft und Gas,
  • Pneumatikzylinder, die etwas schieben oder heben,
  • Lampen, Hupen und Heizungen.
Magnetventil mit Spule und Rohranschlüssen
Magnetventil, ein typischer Aktor: Bekommt die Spule Strom, zieht ein Magnet einen Kolben und öffnet oder schließt den Weg für Wasser, Luft oder Gas. So setzt das Ventil den Befehl der Steuerung in eine Bewegung um.

Foto: ToT89, „Solenoid valve 2019“, Lizenz: CC BY-SA 4.0, Quelle: Wikimedia Commons, verkleinert.

03

Steuern oder regeln?

Der Regelkreis Ein Kreis aus vier Kästen: Regler, Aktor, Raum und Sensor. Der Sollwert geht in den Regler. Der Sensor misst den Istwert im Raum und meldet ihn zurück an den Regler. Regler AktorHeizventil Raumwird warm Sensormisst Istwert Sollwert 21 °C Istwertzurückmelden Der Kreis ist geschlossen: messen, vergleichen, nachstellen
Steuern oder regeln? Beim Regeln misst ein Sensor das Ergebnis und meldet es zurück. Der Regler vergleicht den Istwert mit dem Sollwert und stellt nach, bis es passt. Beim reinen Steuern fehlt diese Rückmeldung, zum Beispiel bei einer Zeitschaltuhr.
  • Steuern: Befehl ohne Kontrolle. Die Zeitschaltuhr schaltet die Heizung um 6 Uhr ein, egal wie warm es ist.
  • Regeln: Befehl mit Kontrolle. Das Thermostat misst ständig und stellt nach, bis 21 °C erreicht sind.
04

Beispiele aus dem Alltag

SensorSteuerungAktor
BewegungsmelderLichtsteuerungLampe
Lichtschranke am TorTorsteuerungAntriebsmotor stoppt
FüllstandsensorSPSPumpe
TemperaturfühlerHeizungsreglerHeizventil
05

Typische Fehler

  • Sensor und Aktor verwechselt: Der Sensor meldet, der Aktor tut etwas.
  • Steuern statt Regeln: Ohne Rückmeldung merkt die Anlage nicht, wenn das Ziel nicht erreicht wird.
  • Sensor falsch platziert: Ein Temperaturfühler direkt neben der Heizung misst nicht die Raumtemperatur.
Merke

EVA: Eingabe durch Sensoren, Verarbeitung in der Steuerung, Ausgabe durch Aktoren. Steuern heißt Befehl ohne Rückmeldung, Regeln heißt Befehl mit Rückmeldung: Istwert messen, mit Sollwert vergleichen, nachstellen.

06

Quiz: Teste dich

Zehn Fragen zum Thema Sensor-Aktor-Prinzip. Nach jeder Antwort bekommst du eine Erklärung. Dein Fortschritt wird auf diesem Gerät gespeichert.

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