Steuerungselektronik

Steuerungselektronik bezeichnet die elektronischen Systeme, die das Verhalten technischer Anlagen steuern, überwachen und regeln. Sie verbindet Sensorik, Aktorik, Leistungselektronik und Software zu einer integrierten Lösung, die Messgrößen in Befehle umsetzt und somit Prozesse automatisiert.

Typische Aufgaben umfassen die Erfassung von Messwerten, die Berechnung von Regelgrößen und die Ansteuerung von Aktoren. Je nach Architektur arbeiten offene (open-loop) oder geschlossene Regelkreise (geschlossene Schleife) – letztere nutzen Rückmeldungen, um Abweichungen zu korrigieren. Steuerungselektronik kommt in eingebetteten Systemen, Mikrocontrollern, Mikroprozessoren, DSPs oder FPGAs vor.

Wichtige Bausteine sind Sensoren (Beispiel: Temperatur, Druck, Position), Aktoren (Motoren, Ventile), Treiber- und Leistungselektronik, sowie Schnittstellen zur Kommunikation (CAN, LIN, Profibus, EtherCAT, Ethernet). Die Software umfasst Firmware, Regelalgorithmen und oft ein Echtzeitbetriebssystem (RTOS) oder spezialisierte Softwarearchitekturen. In der Industrie spielt die Programmierung nach IEC 61131-3 (Sprachen wie Ladder Diagram, Structured Text, Function Block Diagram) eine zentrale Rolle. Weitere relevante Themen sind Sicherheits- und Zuverlässigkeitsanforderungen sowie EMC-Konformität.

Anwendungsbereiche reichen von Industrieautomation, Automobiltechnik, Robotik, Haushalts- und Medizintechnik bis zu Gebäude- und Energietechnik. Sicherheitsaspekte führen oft zu funktionaler Sicherheit; Normen wie ISO 26262 (Automobil) und IEC 61508 (Funktionale Sicherheit) regeln Zuverlässigkeit, Fehlersicherheit und Schutz vor Störungen.

Der Trend in der Steuerungselektronik geht zu verteilten, edge-basierten Systemen, Sensorfusion, digitalen Zwillingen, Industrie-4.0-Konnektivität und integrierter Softwareentwicklung.