Sensoren und Signalverarbeitung

Sensoren melden der Steuerung, ob ein Werkstück da ist, ein Zylinder seine Endlage erreicht hat oder wie groß ein Messwert ist. Induktive Näherungsschalter erzeugen ein hochfrequentes Magnetfeld und erkennen nur Metalle; bei Aluminium oder Kupfer verkürzt sich der Schaltabstand gegenüber Stahl. Kapazitive Sensoren reagieren auf die Änderung eines elektrischen Feldes und erfassen nahezu alle Stoffe, auch Kunststoff, Holz oder Flüssigkeiten, sogar durch eine nichtmetallische Behälterwand. Magnetische Sensoren wie Reedschalter sitzen in der Nut von Pneumatikzylindern und erfassen den Magnetring am Kolben.

Optische Sensoren gibt es als Einweglichtschranke mit getrenntem Sender und Empfänger, als Reflexionslichtschranke mit Gerät auf einer Seite und Reflektor gegenüber und als Reflexionslichttaster, bei dem das Objekt selbst das Licht zurückwirft. Ultraschallsensoren messen Abstände über die Laufzeit des Schalls. Ein binärer Sensor mit drei Leitern hat nach Farbcode braun für Plus, blau für Minus und schwarz als Schaltausgang. Ein PNP-Ausgang schaltet im betätigten Zustand das Pluspotenzial an den Ausgang, ein NPN-Ausgang das Minuspotenzial.

Analoge Sensoren liefern einen Wert proportional zur Messgröße, oft 4 bis 20 mA. Der Nullpunkt liegt bei 4 mA; fällt das Signal auf 0 mA, erkennt die Steuerung einen Drahtbruch. Schaltet ein Sensor unzuverlässig, prüft man Schaltabstand, Befestigung, Späne und Kühlschmierstoff am Sensor, Kabel und Stecker sowie die Versorgungsspannung. Bündig einbaubare Sensoren dürfen in Metall versenkt werden, nicht bündige brauchen eine metallfreie Zone.