Betrachten wir ein einfaches Beispiel, um zu veranschaulichen, wie ein Eingang und ein Ausgabegerät in einem automatisierten System funktionieren. Wir verwenden einen Temperatursensor (Eingang) und eine Heizung (Ausgabe) in einem Heimheizsystem.

1. Eingangsvorrichtung (Temperatursensor):

* Funktion: Der Temperatursensor überwacht kontinuierlich die Umgebungstemperatur eines Raums. Es umwandelt diese Temperatur (eine physikalische Menge) in ein elektrisches Signal (ein digitales oder analoges Signal, abhängig vom Sensortyp). Dieses Signal repräsentiert den Temperaturwert.

* Operation: Der Sensor verwendet ein physikalisches Prinzip (z. B. Änderungen des Widerstands mit Temperatur, Thermoelementeffekt), um das Signal zu erzeugen. Dieses Signal wird dann an eine Steuereinheit (z. B. ein Mikrocontroller, SPS oder Computer) gesendet.

2. Ausgabegerät (Heizung):

* Funktion: Die Heizung ist dafür verantwortlich, die Temperatur des Raums zu erhöhen. Es empfängt ein Signal von der Steuereinheit, die es zum Ein- oder Ausschalten oder Ausschalten des Stromnetzes erhält.

* Operation: Die Steuereinheit verarbeitet den Temperaturwert vom Sensor. Wenn die Temperatur unter einem Sollwert liegt (die gewünschte Temperatur), sendet sie ein Signal an die Heizung zum Einschalten. Die Heizung umwandelt dann elektrische Energie in thermische Energie und erwärmt den Raum. Wenn die Temperatur den Sollwert erreicht oder überschreitet, sendet die Steuereinheit ein Signal, um die Heizung auszuschalten. Einige Heizungen ermöglichen eine variable Leistung, die auf dem Steuersignal basiert und eine feinere Temperaturregelung liefert.

Wie sie innerhalb des automatisierten Systems interagieren:

Das System arbeitet basierend auf einer Rückkopplungsschleife:

1. Sensor liest Temperatur: Der Temperatursensor überwacht kontinuierlich und sendet die Temperaturdaten an die Steuereinheit.

2. Steuereinheit im Vergleich zum Sollwert: Die Kontrolleinheit vergleicht die erfasste Temperatur mit der gewünschten Temperatur (Sollpoint), die in das System programmiert ist.

3. Steuereinheit sendet Signal an Heizung: Wenn die Temperatur unter dem Sollwert liegt, sendet die Steuereinheit ein Signal an die Heizung, um einzuschalten (oder die Leistung zu erhöhen). Wenn die Temperatur über dem Sollwert liegt, sendet die Steuereinheit ein Signal an die Heizung, um auszuschalten (oder die Leistung zu verringern).

4. Heizung Einstellt die Temperatur: Die Heizung reagiert auf das Signal der Steuereinheit und passt die Raumtemperatur entsprechend ein.

5. Vorgang wiederholt: Die Schritte 1-4 wiederholen sich kontinuierlich und erhalten Sie die Raumtemperatur nahe am gewünschten Sollwert.

In diesem einfachen Beispiel wird die Kernfunktion von Eingangs- und Ausgabegeräten in automatisierten Systemen hervorgehoben:Eingabegeräte sammeln Informationen über die Umgebung, und Ausgabegeräte reagieren auf diese Informationen, um ein gewünschtes Ergebnis zu erzielen, die alle von einer zentralen Steuereinheit gesteuert werden, die eine Rückkopplungsschleife verwendet. Komplexere Systeme haben mehrere Eingangs- und Ausgangsgeräte, die auf ausgefeiltere Weise interagieren.