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Zahlenwerte normieren

Normierung von Zahlenwerten

Die Automatisierungstechnik umfasst zahlreiche unterschiedliche Signale und Daten, die in entsprechenden Systemen benötigt werden. zum Vergrößern bitte anklicken Sensoren, die Länge, Abstand, Druck, Geschwindigkeit und vieles mehr messen, geben die Werte in Form von Stromwerten (z.B. 0…20mA), Spannungswerten (+/-10VDC) oder über ein Bussystem in numerischer Form an die SPS weiter, dort werden sie zur Anzeige, Regelung oder zum Steuern verwendet. Ähnlich verhalten sich auch die Stellglieder (z.B. Stromrichter, Frequenzumrichter), die dann Motoren ansteuern, um die Anlage langsamer/schneller oder mit mehr Drehmoment zu fahren. Dazu brauchen die Stellglieder entsprechende Signale in Form von Analogwerten oder definierten Zahlenwerten, für deren Ausgabe die SPS zuständig ist.

Die Aufbereitung von linearen Signalen, wie z.B. eines +/-10VDC zum Vergrößern bitte anklicken Signals, das eine Motordrehzahl von 2795U/min darstellt, oder für die Vorgabe von Sollwerten von 0-100% für eine Temperatur von 0 bis 1.000 Grad Celsius setzt häufig Umrechnungen voraus. Bei der SPS-Steuerung der Siemens AG, der SIMATIC S7-300/400 Serie, wird ein 10VDC Analogwert mit dem Zahlenwert 27648 abgebildet: eine wenig geeignete Darstellung für Anzeigen oder Berechnungen. Entsprechend wird dieser Zahlenwert mittels Multiplikation mit einem Normierungsfaktor in den Anzeigewert umgerechnet. Entspricht der 10VDC Analogwert z.B. 2795.0 U/min, ergibt sich ein Faktor von 0.1010923 (27648 * 0.1010923 = 2794.99991).

Die einfache Multiplikation mit einem Faktor ist nur anwendbar, wenn die Zahlenwerte per SPS normieren Kennlinie linear ist und den Wert 0 annehmen kann. Bei Sensoren, die einen Messbereich von 500 µm bis 2.000 µm aufweisen und eine Signalspannung von 0 bis +10VDC ausgeben, würde die Umrechnung mit dem einfachen Faktor zum verkehrten Wert führen. Sollten sich dann die Signale verändern, die durch äußere Einflüsse entstehen (z.B. Temperaturen, Toleranzen in den Bauteilen), müssen die Berechnungen immer wieder angepasst werden.

Die von Gersch SPS-Technik entwickelten SPS-Bausteinen ermöglichen es auf einfache Weise, lineare Ein-/Ausgabesignale umzurechnen. Dabei spielt es keine Rolle, in welchen Bereich umgewandelt werden soll (z.B. 0VDC – 10VDC = 500 µm – 2000 µm). Dazu werden die Eckdaten angegeben, die auch später durch eine Visualisierung leicht geändert werden können. Mit einer Referenzfahrt lassen sich die Werte selbstständig nachjustieren.