Aktoren in der Automatisierungstechnik
Aktoren in der Automatisierungstechnik
Die Aktoren, welche auch als Stellglied, Stellsystem oder Steller bezeichnet werden, bilden das Bindeglied zwischen Informationsfluss und Prozess. Dabei setzen sie die meist elektrischen Signale einer Steuerung oder Regelung in eine Kraft oder Bewegung um. Hier kommen verschiedene Hilfsenergien zum Einsatz. Die gängigsten Hilfsenergien sind Elektrizität, Hydraulik und Pneumatik. In der Automatisierungstechnik sind Aktoren weit verbreitet. Bei automatisierten Prozessen bilden sie nach Isermann(2008) die Stellglieder, welche bestimmte Eingangsgrößen von Prozessen ändern können. Die Abbildung 1 zeigt die Abhängigkeit zwischen der Informationsverarbeitung, den Aktor und dem eigentlichen Prozess.
Datei:Aktor als Bindeglied.jpg
Da an die Automatisierungstechnik unterschiedliche Anforderungen gestellt werden und unterschiedliche Prozesse umsetzbar sind, existieren verschiedene Arten von Aktoren, welche in diesem Bericht kurz dargestellt werden. Die gängigsten Aktoren sind sowohl Elektromechanische Aktoren, welche in den unterschiedlichsten Bauformen und Größen in der Automatisierungstechnik zum Einsatz kommen, als auch pneumatische und hydraulische Aktoren.
Grundstrukturen von Aktoren
Nach Isermann(2008) gibt es zwei unterschiedliche Grundstrukturen von Aktoren, welche in Abbildung 2 und 3 dargestellt sind. Beide Grundstrukturen sind ähnlich aufgebaut. Die elektrisch übertragene Stellgröße Ue wird zuerst mit einem Signalumformer in eine zu dem Stellantrieb passende Steuergröße U1 umgewandelt. Bei elektrischen Antrieben kann das eine veränderte Spannung oder ein Taktsignal sein. Pneumatische Antriebe benötigen einen Luftstrom und hydraulische Antriebe einen Ölstrom. Mit der entstandenen Steuergröße wird mit Hilfe des Stellantriebs und seiner Hilfsenergie ein stärkeres Ausgangssignal U2. Dieses kann eine Kraft, eine Drehmoment oder Geschwindigkeit sein. Somit ist der Stellantrieb nach Isermann(2008) ein aktiver Wandler. Das entstandene Ausgangssignal muss meistens mit einem Stellüberträger verarbeitet werden, um für den Prozess genutzt werden zu können. Dieser kann beispielsweise bei Motoren ein Getriebe oder eine Spindel sein, um lineare Bewegungen zu erzeugen. Heraus kommt die nutzbare Ausgangsgröße U3. U4 bildet den ProzessstromBei dieser beschriebenen Struktur handelt es sich um einen gesteuerten Aktor.