1Theoretische Grundlagen

Steuersysteme können in drei Gruppen eingeteilt werden:

Logische Systeme

Logische Systeme sind Systeme, die mit der Umgebung mittels binärer Signale (ja – nein oder 1, 0 u. ä.) kommunizieren. Die Informationen aus diesen binären Systemen werden aufgrund von Regeln der booleschen Algebra generiert und werden deshalb als „boolesche“ bezeichnet. Ein binäres System kann mittels eines kontaktbehafteten oder kontaktlosen Schaltens realisiert werden.

Binäre Systeme können in verschiedenen Technologien implementiert werden, z. B. in Steuerkreisen mit Transistoren und durch Einkapselung: eine feste Logik, FPGA, uC, DSP, PC u. a.

Schaltpläne der elektrischen Steuerkreise sind Zeichnungen, in denen Bedienung und Versorgungskreise dargestellt sind. Elemente des Hauptkreises werden von Umschaltern, Relais, Schaltern und Kontakten gesteuert. Ein Steuerkreis besteht aus Bedienelementen, wie Tasten, Schaltern, Zeitschaltern und Endlageschaltern, Spulen, Relais oder Schützen. Alle Elemente können mit Schwachstrom- und Starkstromelektronik gesteuert werden.

image
Beispiel eines Steuersystems

Auf dem Bild wird ein Schaltplan mit Steuer- und Hauptstromkreisen für eine einfache Funktion gezeigt. Mit Betätigen der Taste A wird die Steuerspannung an der Spule des Schützes gebracht und S1 wird geschlossen. Üblicherweise handelt es sich um einen offenen Kontakt des Anschlusses 1S1 an der Versorgung des Verbrauchers (Glühlampe) Z1, wobei bei 2S1 der Verbraucher Z2 abgeschaltet ist. Die Funktion des Kreises besteht darin, dass mit Betätigen der Taste A die Glühlampe Z1 zu leuchten anfängt und die Glühlampe Z2 zu leuchten aufhört. Wenn die Taste gelöst wird, wird das Ergebnis umgekehrt sein.

Nummerische Systeme

Nummerische Systeme sind Systeme, die mit arithmetischen Operationen arbeiten und nach algebraischen Regeln funktionieren. Es handelt sich vor allem um die grundlegenden algebraischen Operationen Addition, Subtraktion, Multiplikation und Division, es können aber auch komplexere Operationen und Funktionen verwendet werden. Nummerische Systeme werden mittels eines Mikroprozessors realisiert.

Hybride Systeme

Hybride Systeme stellen eine Kombination der logischen und nummerischen Systeme dar und sind durch ein spezifisches Verhalten gekennzeichnet. Hybride Systeme werden auch mittels eines Mikroprozessors realisiert.