Blockschaltbild, Energie- und Signalfluss

Ein Blockschaltbild zeigt ein System als Kästen (Blöcke) mit Pfeilen dazwischen. Jeder Block steht für eine Funktion, die Pfeile für Energie-, Stoff- oder Signalflüsse. So erkennst du ohne Bauteildetails, was wohin fließt und wo ein Fehler sitzen kann. Verzweigungen teilen ein Signal auf, an Summierstellen werden Signale addiert oder subtrahiert.

Signale unterscheidet man nach ihrer Form. Ein analoges Signal kann jeden Wert in einem Bereich annehmen, etwa 0 bis 10 V oder 4 bis 20 mA. Ein binäres Signal kennt nur zwei Zustände, ein Endschalter zum Beispiel. Ein digitales Signal stellt Werte in Stufen als Zahlen dar. Bei Impulsgebern wie Drehgebern steckt die Information in der Zahl oder Frequenz der Impulse.

Im Regelkreis wird der Sollwert $w$ mit dem Istwert $x$ verglichen; die Regeldifferenz $e=w-x$ geht an den Regler, der eine Stellgröße $y$ an das Stellglied gibt. Die Regelstrecke reagiert, der Istwert wird gemessen und zurückgeführt. Störgrößen $z$ wirken von außen auf die Strecke.

Bewegungsabläufe stellt das Weg-Schritt-Diagramm dar: Für jeden Zylinder zeigt es über den Schritten, ob er eingefahren (0) oder ausgefahren (1) ist. Bei hintereinander geschalteten Energiewandlern multiplizieren sich die Einzelwirkungsgrade zum Gesamtwirkungsgrad.