Moderne und intelligente Steuerungssysteme werden für die unterschiedlichsten Anlagen und Maschinen benötigt. Im Idealfall liefert der Hersteller neben den notwendigen Anlagen und deren Komponenten auch gleich das passende Know-how, denn die Steuerungstechnik umfasst sehr viele wichtige Bereiche. Doch was bedeutet Steuerungstechnik eigentlich?
Wie eine moderne Steuerungstechnik aufgebaut ist und funktioniert
Bei der Steuerungstechnik handelt es sich um einen wichtigen Bereich, in dem es um den Entwurf und die Umsetzung von Maschinensteuerungen oder Anlagensteuerungen verschiedenster Art geht. In den heutigen, modernen System erfolgt eine solche Steuerung meist durch eine EDV-Anlage, die dazu mit zahlreichen Sensoren und Aktoren ausgestattet ist. Sie besitzt meistens eine zentrale Steuerungseinheit, in der alle Informationen zusammenlaufen und von der aus die Steuerung der verschiedenen Faktoren erfolgt. Man unterscheidet im Wesentlichen zwischen folgenden Steuerungsarten:
- die Ablaufsteuerung, entweder prozess- oder zeitgeführt
- die Verknüpfungssteuerung mit der Auswertung von Eingangssignalen aus Sensoren
Die Ablaufsteuerung in verschiedenen Varianten
Bei der Ablaufsteuerung unterscheidet man zwischen der zeitgeführten sowie der prozessgeführten Steuerung. Handelt es sich um eine zeitgeführte Ablaufsteuerung, werden die einzelnen Schritte (beispielsweise innerhalb von Fertigungsanlagen) ausschließlich von der Zeit abhängig nacheinander ausgeführt. Zeitbestimmend können Bauteile wie beispielsweise Zeitglieder, Zeitzähler oder Schaltwalzen sein. In der modernen EDV-Technik sind es meistens durch spezielle Programme gesteuerte Ablaufsteuerungen. Handelt es sich dagegen um eine prozessabhängige Ablaufsteuerung, gibt es verschiedene Weiterschaltbedingungen, die ausschließlich von den Signalen aus verschiedenen Sensoren bestimmt werden. Treten an einer Stelle zum Beispiel Abweichungen von den Sollwerten auf, erfolgt die Weiterschaltung zum nächsten Programmschritt erst dann, wenn diese korrigiert wurden.
Wichtige Bereiche der Steuerungstechnik
Die automatische bzw. automatisierte Steuerung von technischen Systemen wie Fertigungsanlagen, Maschinen oder Geräten wird heute auf unterschiedliche Weise beeinflusst. Meist erfolgen die einzelnen Fertigungsschritte aufgrund vorgefertigter Programme in Form von Software, die auf Steuerungsrechnern läuft. Dabei ist die Steuerungstechnik ein wichtiger Fachbereich der Automatisierungstechnik. Hierbei kommen zahlreiche Steuerungsmedien zum Einsatz wie beispielsweise hydraulische, pneumatische, elektrische und elektronische sowie mechanische Steuerungselemente. Die Steuerungstechnik beinhaltet einige wichtige Bereiche:
- die Entwicklung und Herstellung von Steuerungsanlagen
- die Definition von Steueralgorithmen
- die Entwicklung und Herstellung von Steuerungseinrichtungen
- später auch die Kontrolle bestehender Steuerungsanlagen
- bei Bedarf die Umstellung von Steuerungsanlagen bei veränderten Anforderungen
Der Einsatz der Steuerungstechnik in der Industrie
In der Industrie laufen heute viele Produktionsschritte von verschiedensten Artikeln teilweise oder komplett automatisiert ab. In diesen Bereichen ist die Steuerungstechnik unentbehrlich geworden. Es gibt Steuerungssysteme in Form von EDV-Anlagen, die verschiedene Eingangsgrößen aus den Fertigungsmaschinen in Form von Sensorsignalen erhalten und davon und vom Programmablauf abhängig wiederum die verschiedensten Aktoren wie Stellelemente, Ventile oder Motoren steuern. Im Gegensatz zur Regelungstechnik, bei der eine Rückführung der Ausgangsgröße auf den Eingang erfolgt, werden die Schaltsignale innerhalb der Steuerungstechnik in der Regel digital bzw. in binärer Form verarbeitet. Lediglich die Übertragung der eigentlichen Messgrößen wie beispielsweise bei der Übertragung eines Druckwertes oder der Temperatur läuft heute noch über analoge Signale. Aber auch hier kommt es bereits zu einer Umstellung bei der Übertragung der Signale in digitaler Form. Die Maschinensteuerung in der Industrie ist ein sehr wichtiger Bereich der Steuerungstechnologie in modernen Anlagen.
Verwandte Bereiche und ebenfalls vorhandener Steuerungstechnik
Ohne die moderne Steuerungstechnik geht es heute kaum noch. Bereits in der Gebäudetechnik werden Steuerungen verschiedener Art eingesetzt wie beispielsweise Lichtsteuerungen, Temperatursteuerungen oder Steuerungen von Jalousien oder ähnlichen Einrichtungen. All dies sind verwandte Bereiche der Steuerungstechnik, die auch in der Industrie zum Einsatz kommt, wenn auch in abgewandelter Form. Häufig ist beispielsweise die Rede von der Automatisierungstechnik, die heute in immer mehr Bereichen eine wesentliche Rolle spielt, sogar im Haushalt (Stichwort: Smart Home), auch wenn hier noch andere Anwendungsbereiche bzw. Techniken eine wesentliche Rolle spielen.
Worauf es bei der industriell genutzten Steuerungstechnik ankommt
An die industriell genutzte Steuerungstechnik werden natürlich ganz andere Anforderungen gestellt wie zum Beispiel an eine relativ einfach aufgebaute Haussteuerung oder sonstige Steuerungseinheiten, die in modernen Geräten verbaut sind. Folgende Eigenschaften sind bei diesen Steuerungsanlagen wichtig:
- eine möglichst zuverlässige Steuerung
- flexible Änderungen im Steuerungsablauf möglich
- der energieeffiziente Betrieb von Maschinen und Anlagen
- an verschiedene Fertigungssituationen anpassbare Steuerungen
- modulare und vielseitig einsetzbare Systeme
Industrielle Steuerungen effektiv einsetzen
Viele Anlagen in industriellen Unternehmen sind bereits in die Jahre gekommen, die Abstände zwischen den Reparaturen werden immer kürzer, außerdem wird die Beschaffung passender Ersatzteile immer schwerer. Spätestens dann ist eine Umstellung auf eine moderne Steuerungstechnik angebracht. Veraltete Steuerungssysteme werden ausgetauscht, neue Komponenten werden in bestehende Systeme integriert. All diese Arbeitsschritte sind sehr sorgfältig durchzuführen, um die Vorteile einer Neuanschaffung auch voll ausschöpfen zu können. Wichtig ist hier eine sorgfältige Planung, bei der möglicherweise auch einige bestehende Komponenten von industriellen Anlagen weiter genutzt werden können. Oft ist dies durchaus möglich, ohne dabei auf die Vorteile moderner Anlagen verzichten zu müssen. Für die Firmen ist dies vor allem interessant durch die deutlich geringeren Investitionen und kürzere Ausfallzeiten.
