Automatisierung

Information

• Gewinn an Wissen
• in Form von Daten bzw. Signale übertragbar

Informationsträger

• pneumatisch
  • Einsatz in explosionsgefährdeter Umgebung
  • Antrieb von Zylindern
  • aus Sicherheitsgründen Betriebsdruck begrenzt
• hydraulisch
  • Übertragung großer Kräfte
  • Temperaturabhängigkeit der Hydrauliköle
  • Leckölverluste
• elektrisch
  • Energie gut verfügbar, gut zu Verteilen
  • weites Spektrum technischer Möglichkeiten
  • nur bedingt in explosionsgefährdeten Umgebungen einsetzbar
  • empfindlich gegenüber elektromagnetischen Feldern

Informationsdarstellung

• binär
• analog (zeit- und wertekontinuierlich)

Zahlensysteme

• Dezimalsystem $n = \sum_{i=0}^\infty 10^i \cdot z_i$
• beliebige Basis $n = \sum_{i=0}^\infty N^i \cdot z_i$
• Dualsystem $n = \sum_{i=0}^\infty 2^i \cdot z_i$
  • Bit = Stelle in Dualsystem
  • Triade (3), Tetrade (4), Byte (8), Wort (16), Doppelwort (32)
• Oktalsystem $n = \sum_{i=0}^\infty 8^i \cdot z_i$
  • Triaden im Dualsystem können Oktalcode darstellen
• Hexdezimalsystem $n = \sum_{i=0}^\infty 16^i \cdot z_i$
  • Tetraden im Dualsystem können Hexdezimalcode darstellen

Darstellung von Zeichen

• BCD-Code (Binary Coded Decimal)
  • jede dezimale Ziffer wird durch 4 Bit (Tetrade) ausgedrückt
  • leichte Umrechnung in Dezimalsystem möglich
• ASCII-Code
  • 2⁷ Kombinationen, achte Bit ist Parity-Bit
  • Nummerieung in Hexdezimalsystem

Digitale Informationsdarstellung

• Analog/Digital(A/D)-Wandlung
  • zeitdiskret, wertediskret oder zeit- und wertediskret
  • Parameter
    • Auflösung in Bit
    • Umsetzgeschwindigkeit (Abtastrate)
• Digital/Analog(D/A)-Wandlung

Nyquist-Theorem

Abtastfrequenz muss mindestens zweimal so groß sein, wie die größte Frequenz im Originalsignal

• zu hohe Abtastrate -> hohe Datenmenge
• zu niedrige Abtastrate -> Signaländerungen werden nicht korrekt beschrieben

Einheitssignale

• Normierte Signale schaffen Kompatibilität zwischen Peripheriegeräten und Steuerungen
• Leistungsüberwachung durch von 0 verschiedener Messbereichsanfang
• Stromsignale
  • unempfindlich gegenüber Störungen und Spannungsverlusten
  • maximale Länge Signalleitung durch Widerstand begrenzt (typ. 1000 m)
  • permanente Stromversorgung des Messumformers möglich (z.B. 4 mA … 20 mA)