BECKHOFF DK9221-0909-0008 - Handbuch (Seite 2)

I/O
I/O-Systeme
Application Note DK9221-0909-0008
erforderliche Stromfluss zum Betrieb des Sensors eine konstante Verlustleistung mit entsprechender Abwärme an den I/
O-Modulen. 3-Leitersensoren haben eine externe Spannungsversorgung, die digitalen Eingänge für diesen Sensortyp haben
eine geringe Leistungsaufnahme. 2-Leitersensoren führen Signal und Versorgungsspannung über dieselbe Leitung. Um den
Sensor funktionsfähig zu halten, fließt daher ein permanenter Mindeststrom, der sogenannte Ruhe- oder Reststrom, über die
Leitungen und über den digitalen Eingang. Der Reststrom muss geringer als die Schaltschwelle der nachfolgenden Spule oder
des nachfolgenden Schaltelements sein, aber auch den zuverlässigen Betrieb des Sensors gewährleisten.
Die Auswahl von Sensoren und digitalen Eingängen der Steuerung erfolgt nach der Norm EN 61131-2:2003, an welche
die Hersteller von Betriebsmitteln und Peripheriegeräten der Steuerung gebunden sind. Die Norm beschreibt die
Betriebsmittelanforderungen und Prüfungen für die SPS, um eine Kompatibilität von Peripheriegeräten und Steuerungen zu
gewährleisten. Abhängig vom Schwellwert (Übersicht dazu auf Abb. 2) für den Wechsel von high auf low sind die digitalen
Eingänge entweder für 2- oder für 3-Leitersensoren geeignet, da der Reststrom auch über den digitalen Eingang der Steuerung
abfließt.
Warum gibt es drei Typen?
Die drei Typen (1-3) unterscheiden die Entwicklungsschritte in der Sensortechnik. Typ 1 eignet sich für elektromechanische
Schaltgeräte wie Relaiskontakte, Drucktaster, Schalter usw. und stammt aus der Zeit, als man hauptsächlich mechanische
Kontakte eingesetzt hat und Halbleiter noch nicht soweit verbreitet waren. Daher eignet sich der Typ 1 nur sehr eingeschränkt
bzw. überhaupt nicht für den Einsatz von 2-Leitersensoren, für welche ein hoher Ruhestrom benötigt wird. Aus diesem Grund
erfolgte eine Trennung von digitalen Eingängen für 3-Leiter- und 2-Leitersensoren, die in der Norm durch Typ 1 und Typ 2
erfolgt.
Im Vergleich zum aktuellen Stand der Technik war die Leistungsaufnahme von Halbleiter-basierten Schaltungen in den
früheren 2-Leitersensoren um ein Vielfaches höher. Daher ist laut EN 61131-2 eine maximale Stromaufnahme von 30 mA
durch den Sensor möglich, dieser Wert ist an die Norm für 2-Draht-Näherungsschalter IEC 60947-5-2 angepasst. Schöpft
man diesen Bereich voll aus, sind digitale Eingänge vom Typ 2 als mehrkanalige Eingangsmodule technisch nicht realisierbar:
Eine Stromaufnahme von 30 mA pro Kanal ergäbe bei den derzeit typischen Kanaldichten von 8 bis 16 oder auch 32 Kanälen
eine Stromaufnahme von 240 mA bis 480 mA oder auch 960 mA pro Modul. Selbst bei 24-V-DC-Kleinspannung läge die
Leistungsaufnahme von 16 digitalen Eingangskanälen bei 11.520 mW. Beckhoff bietet Typ-2-Eingänge in den Packungsdichten
2, 4, 8 und auch 16 an, die Eingänge haben den nach Abb. 3 typischen Kennlinien verlauf und eine Stromaufnahme
von mindestens 6 mA. Grundsätzlich können digitale Eingänge vom Typ 2 auch als Typ 1 oder 3 verwendet werden, die
Leistungsaufnahme ist dann jedoch unnötig hoch.
New Automation Technology Beckhoff 2
Anwendungshinweise siehe Disclaimer auf der letzten Seite