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Neben binären E/A-Signale können auch analoge E/A-Signale von einer SPS aufgenommen, verarbeitet und ausgegeben werden. Dafür müssen analoge Baugruppen (AI bzw. AO) mit AD- bzw. DA-Wandlern an die CPU angeschlossen sein.
Neben elektrischen Standardsignalen, z.B.
0 ...+10 V
0 ... 20 mA
4 ... 20 mA,
gibt es auch Baugruppen an die direkt
- Widerstandsthermometer PT100, NI100
oder auch
- Thermoelemente Typ E,N,J,K
angeschlossen werden können.
Physikalische Größen

Physikalische Größen wie Temperatur, Druck, Geschwindigkeit, Position usw. müssen in der Automatisierungstechnik zunächst in ein elektrisches Signal umgewandelt werden. Diese Umwandlung kann in zwei unterschiedlichen Signaltypen (binär / digital) erfolgen.

Binäres Signal

Eine physikalische Größe, z.B. die Temperatur, kann mit einem Bimetallschalter in ein binäres Signal (0/1) umgewandelt werden.

Beispiel:
Ist die aktuelle Temperatur kälter als der eingestellte Vergleichswert, so ist der Bimetallkontakt offen (0).
Ist die aktuelle Temperatur wärmer als der eingestellte vergleichswert, so ist der Bimetallkontakt geschlossen (1).
Digitales Signal (analoge Größe)

Eine pysikalische Größe, z.B. die Temperatur, kann innerhalb zweier Grenzen (z.B. 0°C ...100°C) beliebig viele Zwischenwerte (=>analog) annehmen. Die physikalische Größe (Temperatur) muss zunächst in eine elektrische Größe (4...20mA) umgewandelt werden.
Diese theoretisch unendlich hohe Anzahl an unterschiedlichen analogen Messwerten wird dann durch einen AD-Wandler digitalisiert und auf eine begrenzte Anzahl von Digitalwerten (z.B. 8bit = 256 Werte) gewandelt.
AD-Wandlung

Das analoge elektrische Eingangsignal wird durch den AD-Wandler in ein digitales 15bit-Signal plus Vorzeichenbit VZ gewandelt, also insgesamt 65535 Werte.
Spannungsbereich +- 10V Digitalwert Bemerkung
Überlauf >+11,759 32 767 Digitalwert falsch
Übersteuerung 11.7589 ... 10,0004 32 511 ... 27648 Digitalwert auswertbar
Nennbereich 10,00 7,5 0 -7,5 -10,0 27 648 20 736 0 -20 736 -27 648 Digitalwert ok
Untersteuerung -10,0004 ... -11,759 -27 649 ... -32 512 Digitalwert auswertbar
Unterlauf <-11,76 -32 767 Digitalwert falsch
Strombereich 0 ... 20mA 4...20mA Digitalwert Bemerkung
Überlauf >23,516   32 767  
Übersteuerung 23,515 ... 20,0007   32 511 ... 27648  
Nennbereich 20,00 ... 10,000 ... 0,00   27 648 20 736 0 -20 736 -27 648  
Untersteuerung -0,0007 ... -3,5185      
Unterlauf <-3,5193