E ist immer wieder notwendig, zwei oder mehrere analoge Signale, die von externen Sensoren geliefert werden, in ein gemeinsames analoges Signal zu bündeln und
mit ihm diverse Steuerungsaufgaben zu realisieren. In dem folgenden Beispiel werden zwei analoge Signale, die das Steuergerät Logo! von Siemens erreichen, zusammenaddiert
und an einen analogen Ausgang als ein gemeinsames Signal weitergeleitet. Bei den Signalen handelt es sich um Standardsignale, die im Bereich 0-10V geliefert werden. Auch
das Ausgangssignal, das nach Zusammenführung der beiden Eingangssignale entsteht, liegt im Bereich 0-10V.
Grundsätzlich ist die Aufgabe nicht kompliziert. Man halbiert die beiden Eingangssignale, addiert die so erhaltene Werte und leitet die Summe weiter. Damit hätten beide
Signale den gleichen Einfluss auf das Ergebnissignal. In der Praxis ist es oft notwendig, den Eingangssignalen eine bestimmte Gewichtung zuzuordnen. So soll z.B. das erste
Signal einen 70%-Anteil an der Summenbildung haben, das andere dann entsprechend nur 30%. Eine solche Signal-Konstellation könnte man sich z.B. bei einer
Band-Verarbeitungsanlage vorstellen, die mit einer festen Geschwindigkeit verfährt und aus mehreren Komponenten besteht. Diese feste Geschwindigkeit könnte dann mit dem
ersten analogen Signal (Leitwert) allen Komponenten der Produktionsstraße vorgeben werden. Mit dem zweiten Signal, das von einem zusätzlichen Sensor geliefert wird, könnte
jede Komponente ihre Geschwindigkeit bei Bedarf nachjustieren.
In unserem Beispiel kommen drei analoge Eingänge des LOGO! zum Einsatz. An dem ersten Eingang ist ein Potentiometer angeschlossen, mit dem die Gewichtung des ersten
Signals vorgegeben wird. An den beiden weiteren Eingängen kommen die analogen Signale, die zusammengeführt werden sollen, an. Das gemeinsame Signal wird zu einem analogen
Ausgang weitergeführt.
Programm - Bausteine
Ein analoger Eingang (AIx) oder ein analoger Ausgang (AQx) werden im Programm mit folgenden Symbolen dargestellt:
Analoger Eingang
Analoger Ausgang
Fester Pegel
Der Baustein hi wird dann verwendet, wenn am Eingang eines Bausteines immer der Zustand HIGH (1) anliegen soll.
Analoger Verstärker
Die Funktion Analogverstärker liest den Analogwert des Signals ein, das am Analogeingang Ax anliegt. Anschließend wird der Wert mit dem Wert des
Parameters A (Gain) multipliziert. Zum Schluss wird der Wert des Parameters B (Offset) zum Ergebnis der Multiplikation addiert. Der Wert am Ausgang des Bausteins hat
damit folgenden Wert:
Wert am Ausgang AQ = (Eingangssignal Ax * Gain) + Offset
Arithmetische Anweisung
Der Funktionsblock „Arithmetische Anweisung“ stellt eine Gleichung, die aus vier Operanden und drei Operatoren besteht, zur Verfügung. So die Operanden
als auch Operatoren können frei bestimmt werden. Mit der Einstellung der Priorität kann bestimmt werden, welche mathematische Operation
zuerst ausgeführt wird.
Programm
An dem ersten analogem Eingang AI1 liegt ein Signal, das von einem Poti stammt, an. Mit dem Signal wird die Gewichtung beiden untersuchten
Signalen AI2 und AI3 bestimmt. Der Eingangswert wird auf einen Wert von 0 bis 100 skaliert (B001). Der Wert kann als Prozentzahl angesehen werden. Wenn die
Gewichtung des ersten Signals z.B. auf 60% eingestellt wird, beträgt die Gewichtung des zweiten Signals automatisch 40%. Dies wird in dem Baustein „Arithmetische
Anweisung“ B002 errechnet.
Gewichtung AI3 = 100 – Gewichtung AI2
Das erste Signal AI2 wird ebenfalls auf einen Wert von 0 bis 100 skaliert (B004). Damit werden Spannungswerte mit einer Stelle nach Komma
abgefangen, was für die meisten Anwendungen völlig ausreichend ist. Durch die Multiplikation des Eingangswertes und der Gewichtung ergibt sich der Anteil des
analogen Wertes an dem Ausgangssignal.
Mit dem zweiten Signal AI3 wird genauso verfahren. Der Baustein „Arithmetische Funktion“ B006 liefert dann schließlich den Anteil des zweiten Signals an
dem Ausgangssignal.
Zum Schluss werden die Anteile der beiden Signale in dem Baustein B007 („Arithmetische Funktion“) addiert. Vor der Addition werden sie durch 10 dividiert,
um als Ergebnis einen Wert im Bereich 0-1000 zu erhalten. Der Wert kann dann direkt dem analogen Ausgang AQ1, der daraufhin eine Spannung von 0 bis 10V liefert,
übergeben werden. Bei Bedarf kann der Ausgangswert zusätzlich mit dem Baustein B008 skaliert werden.
