Grundlagen der Elektro-pneumatik
Grundlagen der Elektro-pneumatik
Grundlagen der Elektro-pneumatik
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1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
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1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
Impressum<br />
An dieser Qualifizierungseinheit haben mitgewirkt<br />
Herausgeber:<br />
IHK für Oberfranken<br />
Bahnhofstr. 23-27<br />
95444 Bayreuth<br />
Inhaltliche Konzeption:<br />
ets GmbH, Halblech<br />
ihk.online&medien.gmbh, Bayreuth<br />
Produktion/ Umsetzung:<br />
ihk.online&medien.gmbh, Bayreuth<br />
Redaktionelle Betreuung:<br />
Andrea Nüssel, ihk.online&medien.gmbh<br />
Claudia Hohdorf, ets Halblech<br />
Rechte:<br />
Copyright© ets GmbH, Halblech.<br />
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o<strong>der</strong> ein an<strong>der</strong>es Verfahren) ohne schriftliche Genehmigung des Herausgebers reproduziert o<strong>der</strong> unter<br />
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1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
Impressum ........................................................................................................................................... 2<br />
Firmenvorstellung ................................................................................................................................ 4<br />
Leitfragen ............................................................................................................................................. 6<br />
1.0 Kapitelübersicht ............................................................................................................................. 7<br />
1.1 Funktionsablauf <strong>der</strong> Presse..................................................................................................8<br />
1.2 Funktionsplan in Grobform ................................................................................................. 11<br />
1.3 Funktionsplan in Feinform .................................................................................................. 12<br />
2.0 Kapitelübersicht ........................................................................................................................... 13<br />
2.1 Funktionsdiagramm ............................................................................................................ 14<br />
2.2 Informationen zum Funktionsdiagramm ............................................................................. 15<br />
2.3 Praktische Umsetzung eines Funktionsdiagramms ........................................................... 16<br />
3.0 Kapitelübersicht ........................................................................................................................... 17<br />
3.1 Bauteile............................................................................................................................... 18<br />
3.2.0 3/2-Wegeventile............................................................................................................... 19<br />
3.2.1 4/2-Wegeventile............................................................................................................... 20<br />
3.3 Schließer, Öffner und Wechsler ......................................................................................... 21<br />
3.4 Relais.................................................................................................................................. 23<br />
3.5 Grenztaster ......................................................................................................................... 24<br />
4.0 Kapitelübersicht ........................................................................................................................... 25<br />
4.1 Darstellung.......................................................................................................................... 26<br />
4.2 Pneumatischer Schaltplan.................................................................................................. 27<br />
4.3 Elektrischer Schaltplan ....................................................................................................... 28<br />
5.0 Kapitelübersicht ........................................................................................................................... 29<br />
5.1 Grundschaltungen .............................................................................................................. 30<br />
5.2 Direkte - Indirekte Steuerung.............................................................................................. 31<br />
5.3 Elektrische Selbsthaltung ...................................................................................................32<br />
5.4 Verknüpfung von Signalen ................................................................................................. 33<br />
Trainingsaufgabe 1 ............................................................................................................................ 36<br />
Trainingsaufgabe 2 ............................................................................................................................ 37<br />
Trainingsaufgabe 3 ............................................................................................................................ 38<br />
Trainingsaufgabe 4 ............................................................................................................................ 39<br />
Trainingsaufgabe 5 ............................................................................................................................ 40<br />
Bearbeitung <strong>der</strong> Fallstudie................................................................................................................. 42<br />
gdep01q01 3
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
Einführung<br />
Firmenchronik:<br />
Die Firma Automatico ist eine traditionsreiche Firma mit langjähriger Erfahrung<br />
auf dem Gebiet <strong>der</strong> Automatisierungstechnik.<br />
Sie entstand aus einem Familienbetrieb, <strong>der</strong> sich mit Maschinen für die<br />
Blechumformung befasste. Anfang 1995 wurde auf die stark wachsende<br />
Automatisierungstechnik mit <strong>der</strong> Suche nach Vertriebspartnern reagiert.<br />
Heute beschäftigt die Firma Automatico 60 Mitarbeiter, die für viele metallverarbeitende<br />
Branchen Automatisierungsmöglichkeiten konstruieren und<br />
umsetzen.<br />
Produktgeschichte:<br />
Firmenvorstellung<br />
Von einem reinen Maschinenbauunternehmen entwickelte sich die Automatico in den 90er Jahren zu<br />
einer mittelständischen Automatisierungsfirma, was auch zur Umbenennung in den jetzigen Namen<br />
führte. Nicht zuletzt bescherte <strong>der</strong> Wunsch nach mehr Automatisierung <strong>der</strong> Firma eine große Anzahl<br />
neuer Kunden. Schon bei <strong>der</strong> ersten Herstellung von Blechbearbeitungsmaschinen lag <strong>der</strong> Firmenschwerpunkt<br />
auf <strong>der</strong> Automatisierung von Fertigungsabläufen <strong>der</strong> Blechbearbeitung.<br />
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1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
Fallstudie<br />
Eine bestehende rein pneumatische Pressensteuerung soll durch eine elektropneumatische<br />
Steuerung ersetzt werden.<br />
Franz Huber: Erinnern Sie sich noch an die Presse mit <strong>der</strong> pneumatischen Steuerung? In den<br />
nächsten Tagen werden wir uns vornehmen, diese durch eine elektropneumatische<br />
Steuerung zu ersetzen.<br />
Bernd Wolf: (etwas ungläubig) Wenn es weiter nichts ist ...<br />
Franz Huber: Moment ... vorab möchte ich, dass Sie sich einen genauen Funktionsplan<br />
überlegen. Dazu Funktionsdiagramme erstellen und die Stückzahl <strong>der</strong> erfor<strong>der</strong>lichen<br />
Bauteile berücksichtigen. Bitte vergessen Sie den elektrischen Schaltplan nicht.<br />
Bernd Wolf: ... okay, alles klar.<br />
gdep01q01 5
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
Einführung<br />
Leitfragen<br />
Im Laufe <strong>der</strong> weiteren Bearbeitung sollten Sie mehrmals auf Ihre Notizen zurückgreifen und die Antworten<br />
ergänzen. Bitte verwenden Sie daher einfach ein Blatt Papier für Ihre Antworten. Wenn Sie das<br />
vorbereitete Antwortdokument nutzen, speichern Sie es an einem Ort ab, zu dem Sie je<strong>der</strong>zeit Zugang<br />
haben. Das Antwortdokument finden Sie in den Anlagen am Ende des Skripts.<br />
gdep01q01 6
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
1 Erstellen eines Funktionsplans<br />
Kapitelbezogene Eingangsfragen:<br />
Wie funktioniert eine pneumatische Presse?<br />
Was sind Funktionspläne?<br />
Themen:<br />
1.1 Funktionsablauf <strong>der</strong> Presse<br />
1.2 Funktionsplan in Grobform<br />
1.3 Funktionsplan in Feinform<br />
1.0 Kapitelübersicht<br />
gdep01q01 7
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
1 Erstellen eines Funktionsplans<br />
1.1 Funktionsablauf <strong>der</strong> Presse<br />
Für die Lösung von steuerungstechnischen Aufgabenstellungen werden Funktionspläne erstellt.<br />
Die Aufgabe eines Funktionsplans ist es, den Ablauf des mechatronischen Systems darzustellen. Ein<br />
mechatronisches System kann dabei eine Handhabungseinrichtung, eine Bohrvorrichtung o<strong>der</strong> eine<br />
Spannvorrichtung sein. Die Steuerung kann dabei pneumatisch, elektrisch, elektropneumatisch o<strong>der</strong><br />
durch eine an<strong>der</strong>e Steuerungsart ausgeführt sein.<br />
Das Ziel eines Funktionsplans ist es, die einzelnen Ablaufschritte einer Steuerung in eine logische<br />
Reihenfolge zu stellen.<br />
In <strong>der</strong> Norm DIN 40 719-6 werden die Symbole für die Beschreibung von Steuerungsabläufen beschrieben.<br />
Für den Praktiker sind diese Symbole in jedem Tabellenbuch für Metalltechnik o<strong>der</strong> Mechatronik zu<br />
finden.<br />
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1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
gdep01q01 9
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
gdep01q01 10
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
1 Erstellen eines Funktionsplans<br />
1.2 Funktionsplan in Grobform<br />
gdep01q01 11
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
1 Erstellen eines Funktionsplans<br />
1.3 Funktionsplan in Feinform<br />
gdep01q01 12
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
2 Erstellen eines Funktionsdiagramms<br />
Kapitelbezogene Eingangsfragen:<br />
Wie kann man die Arbeitsschritte einer Presse noch darstellen?<br />
Was sind Funktionsdiagramme?<br />
Themen:<br />
2.1 Funktionsdiagramm<br />
2.2 Informationen zum Funktionsdiagramm<br />
2.3 Praktische Umsetzung eines Funktionsdiagramms<br />
2.0 Kapitelübersicht<br />
gdep01q01 13
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
2 Erstellen eines Funktionsdiagramms<br />
2.1 Funktionsdiagramm<br />
Ein Funktionsdiagramm beschreibt den Steuerungsablauf von Stellglie<strong>der</strong>n und Arbeitsglie<strong>der</strong>n in<br />
graphischer Form. Da die einzelnen Bewegungen <strong>der</strong> Arbeitsschritte dargestellt werden, wird es auch<br />
als Weg – Schritt – Diagramm bezeichnet.<br />
Die Diagramme erleichtern die Planung, Erstellung und Wartung <strong>der</strong> Steuerung. Sie sind außerdem<br />
ein wichtiges Hilfsmittel für die Fehlersuche. Das Funktionsdiagramm wird bei pneumatischen, elektrischen,<br />
elektropneumatischen und speicherprogrammierbaren Steuerungen eingesetzt.<br />
Die im Funktionsdiagramm verwendeten Symbole wurden in <strong>der</strong> VDI–Richtlinie 3260 festgelegt und<br />
sind in den Tabellenbüchern Metalltechnik o<strong>der</strong> Mechatronik dokumentiert.<br />
gdep01q01 14
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
2 Erstellen eines Funktionsdiagramms<br />
2.2 Informationen zum Funktionsdiagramm<br />
gdep01q01 15
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
2 Erstellen eines Funktionsdiagramms<br />
2.3 Praktische Umsetzung eines Funktionsdiagramms<br />
gdep01q01 16
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
3 Bauteile in <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
Kapitelbezogene Eingangsfragen:<br />
Welche Bauteile aus <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong> kennen Sie?<br />
Wie funktionieren Schließer, Öffner und Wechsler?<br />
Themen:<br />
3.1__Bauteile<br />
3.2.0 3/2-Wegeventile<br />
3.2.1 4/2-Wegeventile<br />
3.3__Schließer, Öffner und Wechsler<br />
3.4__Relais<br />
3.5__Grenztaster<br />
3.0 Kapitelübersicht<br />
gdep01q01 17
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
3 Bauteile in <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
Bauteile <strong>der</strong> Pneumatik: Stromventile (z.B. Drosselventil)<br />
Sperrventile (z.B. Wechsel- und Zweidruckventil)<br />
Wegeventile (z.B. 3/2-, 4/2-, 5/2-Wegeventil)<br />
Arbeitsglie<strong>der</strong> (z.B. Zylin<strong>der</strong>, Lineareinheiten)<br />
Bauteile <strong>der</strong> Elektrik: Taster (z.B. Schließer, Öffner, Wechsler)<br />
Relais (z.B. für indirekte Steuerungen)<br />
Sensoren (z.B. mechanische Grenztaster)<br />
Spulen (z.B. für die Ansteuerung von Wegeventilen)<br />
3.1 Bauteile<br />
Die genannten Bauteile werden in elektropneumatischen Steuerungen eingesetzt, um mit Hilfe des<br />
elektrischen Stroms pneumatische Schaltvorgänge auszulösen. Dabei wird <strong>der</strong> Strom als Steuerenergie<br />
und die Druckluft als Arbeitsenergie verwendet.<br />
gdep01q01 18
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
3 Bauteile in <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
3.2.0 3/2-Wegeventile<br />
Die Wegeventile <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong> unterscheiden sich lediglich durch die elektromagnetische Betätigung<br />
von denen <strong>der</strong> Pneumatik. Die folgenden beiden Abbildungen stellen zwei Beispiele dar:<br />
3/2-Wegeventil mit elektromagnetischer Betätigung und Fe<strong>der</strong>rückstellung<br />
Bild links Bild rechts<br />
Wird die Magnetspule Y1 bestromt, schaltet das Wegeventil und Druckluft strömt vom Eingang 1 zum<br />
Ausgang 2. Im unbetätigten Zustand d.h. die Magnetspule Y1 wird nicht bestromt, drückt die Fe<strong>der</strong>rückstellung<br />
das Wegeventil in die Sperrstellung (Anschluss 1 ist verschlossen).<br />
Merke:<br />
Wegeventile mit elektromagnetischer Betätigung und Fe<strong>der</strong>rückstellung besitzen im Spannungsfreien<br />
Zustand eine definierte Ausgangslage und schalten nur solange die Spule Y mit Spannung versorgt<br />
wird.<br />
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1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
3 Bauteile in <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
4/2-Wegeventil mit beidseitiger elektromagnetischer Betätigung<br />
Bild links Bild rechts<br />
3.2.1 4/2-Wegeventile<br />
Wegeventile mit beidseitiger elektromagnetischer Betätigung werden auch Impulsventile genannt.<br />
Durch Anlegen eines kurzzeitigen Spannungsimpulses an <strong>der</strong> Spule Y1 wechselt das Wegeventil in<br />
den Schaltzustand b. Wird die Spule Y2 mit Spannung versorgt, wird Schaltzustand a erreicht.<br />
Merke:<br />
Wegeventile mit beidseitiger elektromagnetischer Betätigung än<strong>der</strong>n ihren Schaltzustand durch kurzzeitiges<br />
Anlegen einer Spannung an einer Spule. Daher werden Sie auch als Impulsventile bezeichnet.<br />
Ein Nachteil von Impulsventilen ist die nichtbestimmte Schaltstellung bei spannungsfreier Steuerung.<br />
Daher ist oftmals eine Richten Funktion für eine definierte Ausgangslage notwendig. Bild rechts.<br />
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1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
3 Bauteile in <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
3.3 Schließer, Öffner und Wechsler<br />
Schalter als Schließer Schließer sind Schalter o<strong>der</strong> Taster, die einen Stromkreis wie <strong>der</strong> Name<br />
bereits ausdrückt schließen.<br />
Schalter werden von Hand betätigt und das Signal wird mit einer Raste<br />
gespeichert. Um den Stromkreis zu unterbrechen, muss <strong>der</strong> Schalter<br />
nochmals betätigt werden.<br />
Die Anschlussbezeichnungen 3 und 4 auf dem Schaltergehäuse kennzeichnen<br />
einen Schließer.<br />
Taster als Schließer Taster geben kurzzeitige Signale die nicht gespeichert werden.<br />
Wird ein gespeichertes Signal benötigt, so verwendet man eine<br />
Selbsthalteschaltung.<br />
Schalter als Öffner Öffner sind Schalter o<strong>der</strong> Taster, die einen Stromkreis unterbrechen.<br />
Öffner erhalten als Anschlussbezeichnung die Ziffern 1 und 2.<br />
Der Schalter als Öffner wird hauptsächlich als NOT–AUS-Taster verwendet.<br />
gdep01q01 21
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
Wechsler Wechsler bestehen aus einem Schließer und einem Öffner.<br />
Bei Betätigung eines Wechslers wird ein Stromkreis geschlossen (Anschluss<br />
1 nach Anschluss 4) und gleichzeitig ein an<strong>der</strong>er geöffnet (Anschluss<br />
1 nach Anschluss 2).<br />
Die Anschlüsse eines Schließers werden mit den Ziffern 3 und 4 gekennzeichnet,<br />
während die Anschlüsse eines Schließers beim Wechsler<br />
mit den Ziffern 1 und 4 gekennzeichnet werden.<br />
gdep01q01 22
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
3 Bauteile in <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
3.4 Relais<br />
Ein Relais schaltet Öffner, Schließer o<strong>der</strong> Wechsler durch die elektromagnetische Kraft einer Spule.<br />
Am Anschluss A1 wird <strong>der</strong> Steuerstrom, am Anschluss A2 die Masse angeschlossen. Die Spule baut<br />
ein Magnetfeld auf und zieht somit den Anker an. Dabei werden Schließer, Öffner und Wechsler<br />
gleichzeitig geschalten. Relais werden in Schaltplänen mit dem Buchstaben K und einer Ziffer gekennzeichnet<br />
z.B. K1, K2, K3. In <strong>der</strong> Praxis werden Relais verwendet für:<br />
� Signalvervielfältigung<br />
Eine Relaisspule schaltet mehrere Schließer, Öffner o<strong>der</strong> Wechsler.<br />
� Signalverstärkung<br />
Die Relaisspule wird mit einer Steuerspannung von 24V betrieben, während die Schließer,<br />
Öffner o<strong>der</strong> Wechsler 230V o<strong>der</strong> 400V schalten.<br />
gdep01q01 23
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
3 Bauteile in <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
3.5 Grenztaster<br />
Um die Stellung eines Arbeitsgliedes z.B. Zylin<strong>der</strong> o<strong>der</strong> Lineareinheit einer Steuerung mitzuteilen verwendet<br />
man Grenztaster. Über diese Taster werden Endlagen von Arbeitselementen erfasst.<br />
So wird beispielsweise die Information "Zylin<strong>der</strong> ausgefahren" o<strong>der</strong> "Zylin<strong>der</strong> eingefahren", über<br />
Grenztaster, die als Schließer, Öffner o<strong>der</strong> Wechsler ausgeführt sein können, an die Steuerung weitergegeben.<br />
Die hintere Endlage ("Zylin<strong>der</strong> eingefahren") wird im Beispiel durch den Schließer S1 abgefragt, während<br />
die vor<strong>der</strong>e Endlage durch den Schließer S2 abgefragt wird.<br />
Die beiden Taster S1 und S2 werden in <strong>der</strong> Praxis im Arbeitsbereich des Zylin<strong>der</strong>s montiert, im<br />
Schaltplan sind sie jedoch im elektrischen Steuerungsteil zu finden.<br />
gdep01q01 24
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
4 Darstellung von elektropneumatischen Schaltungen<br />
Kapitelbezogene Eingangsfragen:<br />
Was ist ein Schaltplan?<br />
Wie kann man den Schaltplan darstellen?<br />
Themen:<br />
4.1 Darstellung<br />
4.2 Pneumatischer Schaltplan<br />
4.3 Elektrischer Schaltplan<br />
4.0 Kapitelübersicht<br />
gdep01q01 25
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
4 Darstellung von elektropneumatischen Schaltungen<br />
4.1 Darstellung<br />
Mit elektropneumatischen Schaltungen werden Vorrichtungen und Maschinen elektrisch gesteuert und<br />
pneumatisch angetrieben. Der Schaltplan besteht daher aus einem pneumatischen<br />
und einem elektrischen Teil.<br />
gdep01q01 26
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
4 Darstellung von elektropneumatischen Schaltungen<br />
4.2 Pneumatischer Schaltplan<br />
gdep01q01 27
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
4 Darstellung von elektropneumatischen Schaltungen<br />
4.3 Elektrischer Schaltplan<br />
gdep01q01 28
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
5 <strong>Elektro</strong>pneumatische Grundschaltungen<br />
Kapitelbezogene Eingangsfragen:<br />
Welche Grundschaltungen sind Ihnen bekannt?<br />
Nennen Sie den Unterschied zwischen direkter und indirekter Steuerung!<br />
Themen:<br />
5.1 Grundschaltungen<br />
5.2 Direkte - Indirekte Steuerung<br />
5.3 Elektrische Selbsthaltung<br />
5.4 Verknüpfung von Signalen<br />
5.0 Kapitelübersicht<br />
gdep01q01 29
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
5 <strong>Elektro</strong>pneumatische Grundschaltungen<br />
5.1 Grundschaltungen<br />
Für die Realisierung <strong>der</strong> unterschiedlichsten steuerungstechnischen Aufgaben benötigt man eine Reihe<br />
von elektropneumatischen Grundschaltungen.<br />
Dazu zählen:<br />
� Direkte und indirekte Steuerung<br />
� Elektrische Selbsthalteschaltung<br />
� UND-Verknüpfung<br />
� ODER-Verknüpfung<br />
� NICHT-Verknüpfung<br />
Durch Kombination <strong>der</strong> Grundschaltungen können die anspruchsvollsten Steuerungen realisiert werden.<br />
Lediglich <strong>der</strong> hohe Verdrahtungsaufwand und die damit verbundenen hohen Kosten, stellen für<br />
die <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong> eine Grenze dar.<br />
Ist eine steuerungstechnische Aufgabe sehr umfangreich, wird eine speicherprogrammierbare Steuerung<br />
(SPS) o<strong>der</strong> ein Feldbussystem (z.B. AS-Interface) zum Einsatz kommen.<br />
gdep01q01 30
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
5 <strong>Elektro</strong>pneumatische Grundschaltungen<br />
5.2 Direkte - Indirekte Steuerung<br />
Der Unterschied zwischen einer direkten und indirekten Steuerung liegt im elektrischen Schaltplan.<br />
Bei einer direkten Steuerung wird <strong>der</strong> Strompfad des Ventils unmittelbar über einen Schließer gesteuert.<br />
Bei <strong>der</strong> indirekten Steuerung sind die Bedientaster an Relais angeschlossen, die den Strompfad des<br />
Magnetventils steuern. Der Vorteil einer indirekten Steuerung liegt darin, dass sie mit einer SPS betrieben<br />
werden kann.<br />
gdep01q01 31
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
5 <strong>Elektro</strong>pneumatische Grundschaltungen<br />
5.3 Elektrische Selbsthaltung<br />
gdep01q01 32
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
5 <strong>Elektro</strong>pneumatische Grundschaltungen<br />
5.4 Verknüpfung von Signalen<br />
5 <strong>Elektro</strong>pneumatische Grundschaltungen 5.4 Verknüpfung von Signalen<br />
UND Das Relais K1 wird erst mit Strom versorgt, wenn S1 und S2 betätigt<br />
werden.<br />
Merke:<br />
Eine UND–Verknüpfung entspricht einer elektrischen Reihenschaltung!<br />
gdep01q01 33
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
ODER Das Relais K2 wird mit Strom versorgt, wenn S1 o<strong>der</strong> S2 betätigt werden.<br />
Merke:<br />
Eine ODER–Verknüpfung entspricht einer elektrischen Parallelschaltung!<br />
NICHT Wird die Relaisspule K3 mit Strom versorgt, unterbricht <strong>der</strong> Öffner K3<br />
den Stromkreis und das Magnetventil Y1 wird nicht mit Strom versorgt.<br />
Merke:<br />
Eine NICHT–Verknüpfung entspricht in einer elektrischen Schaltung<br />
einem Öffner!<br />
Öffner mit Raste werden in elektrischen Schaltungen als NOT–AUS-<br />
Schalter verwendet.<br />
gdep01q01 34
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
gdep01q01 35
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
Trainingsaufgaben<br />
Trainingsaufgabe 1<br />
Bitte verwenden Sie die vorbereitete Antwortdatei für Ihren Lösungsvorschlag. Sie finden die Antwortdatei<br />
in den Anlagen am Ende des Skripts.<br />
gdep01q01 36
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
Trainingsaufgaben<br />
Trainingsaufgabe 2<br />
Bitte verwenden Sie die vorbereitete Antwortdatei für Ihren Lösungsvorschlag. Sie finden die Antwortdatei<br />
in den Anlagen am Ende des Skripts.<br />
gdep01q01 37
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
Trainingsaufgaben<br />
Trainingsaufgabe 3<br />
Bitte verwenden Sie die vorbereitete Antwortdatei für Ihren Lösungsvorschlag. Sie finden die Antwortdatei<br />
in den Anlagen am Ende des Skripts.<br />
gdep01q01 38
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
Trainingsaufgaben<br />
Trainingsaufgabe 4<br />
Bitte verwenden Sie die vorbereitete Antwortdatei für Ihren Lösungsvorschlag. Sie finden die Antwortdatei<br />
in den Anlagen am Ende des Skripts.<br />
gdep01q01 39
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
Trainingsaufgaben<br />
Trainingsaufgabe 5<br />
Bitte verwenden Sie die vorbereitete Antwortdatei für Ihren Lösungsvorschlag. Sie finden die Antwortdatei<br />
in den Anlagen am Ende des Skripts.<br />
gdep01q01 40
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
Fallstudie<br />
Eine bestehende rein pneumatische Pressensteuerung soll durch eine elektropneumatische<br />
Steuerung ersetzt werden.<br />
Franz Huber: Erinnern Sie sich noch an die Presse mit <strong>der</strong> pneumatischen Steuerung? In den<br />
nächsten Tagen werden wir uns vornehmen, diese durch eine elektropneumatische<br />
Steuerung zu ersetzen.<br />
Bernd Wolf: (etwas ungläubig) Wenn es weiter nichts ist ...<br />
Franz Huber: Moment ... vorab möchte ich, dass Sie sich einen genauen Funktionsplan<br />
überlegen. Dazu Funktionsdiagramme erstellen und die Stückzahl <strong>der</strong> erfor<strong>der</strong>lichen<br />
Bauteile berücksichtigen. Bitte vergessen Sie den elektrischen Schaltplan nicht.<br />
Bernd Wolf: ... okay, alles klar.<br />
gdep01q01 41
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
Abschluss Lerneinheit<br />
Bitte bearbeiten Sie zur Fallstudie folgende Aufgabe:<br />
Bearbeitung <strong>der</strong> Fallstudie<br />
Rüsten Sie die pneumatische Pressensteuerung in eine elektropneumatische Steuerung um.<br />
Erstellen Sie dafür eine Dokumentation mit Funktionsplan, Funktionsdiagramm, Stückliste <strong>der</strong> erfor<strong>der</strong>lichen<br />
Bauteile und den elektrischen Schaltplan!<br />
Verwenden Sie die vorbereitete Antwortdatei für Ihren Lösungsvorschlag. Sie finden die Antwortdatei<br />
in dem Anlagen am Ende des Skripts.<br />
gdep01q01 42
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
Anlagen<br />
gdep01q01 43
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
LEITFRAGEN<br />
Hinweis:<br />
Anhand dieser Leitfragen werden Sie die Qualifizierungseinheit erarbeiten. Notieren Sie die Antworten<br />
zu den Fragen, die Ihnen spontan einfallen.<br />
Speichern Sie diese Datei anschließend in einem Ordner, auf den Sie stets zugreifen können und<br />
ergänzen jeweils diese Fragen um das erlernte Wissen.<br />
Am Ende <strong>der</strong> Qualifizierungseinheit sollten Sie die Antworten komplett überarbeitet haben.<br />
gdep01q01 44
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
Ausbildung zum Mechatroniker<br />
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
Name:<br />
Vorname:<br />
Klasse/Kurs:<br />
Datum:<br />
Trainingsaufgabe 1 zum Themenblock<br />
Erstellen eines Funktionsplans<br />
Erstellen Sie einen Funktionsplan in Grobform für die Pressensteuerung!<br />
Erstellen Sie den Funktionsplan in Feinform für die Pressensteuerung!<br />
Hinweis: Lösen Sie hierfür den Drag & Drop Test unter <strong>der</strong> TA 1 im Kapitel Trainingsaufgabe.<br />
gdep01q01 45
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
gdep01q01 46
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
gdep01q01 47
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
Ausbildung zum Mechatroniker<br />
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
Name:<br />
Vorname:<br />
Klasse/Kurs:<br />
Datum:<br />
Trainingsaufgabe 2 zum Themenblock<br />
Erstellen eines Funktionsdiagramms<br />
Ausgangssituation:<br />
Das Werkstück ist gespannt und <strong>der</strong> Pressenstempel fährt gerade in seine hintere Endlage<br />
(Position 100mm).<br />
Aufgabenstellung:<br />
Ordnen Sie die Textbausteine entsprechend dem Funktionsdiagramm!<br />
Hinweis: Lösen Sie hierfür den Drag & Drop Test unter <strong>der</strong> TA 2 im Kapitel Trainingsaufgabe.<br />
gdep01q01 48
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
gdep01q01 49
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
Ausbildung zum Mechatroniker<br />
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
Name:<br />
Vorname:<br />
Klasse/Kurs:<br />
Datum:<br />
Trainingsaufgabe 3 zum Themenblock<br />
Bauteile in <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
Ordnen Sie den Schaltzeichen die entsprechende Bezeichnung und Beschreibung zu!<br />
Hinweis: Lösen Sie hierfür den Drag & Drop Test unter <strong>der</strong> TA 3 im Kapitel Trainingsaufgabe.<br />
gdep01q01 50
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
gdep01q01 51
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
Ausbildung zum Mechatroniker<br />
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
Name:<br />
Vorname:<br />
Klasse/Kurs:<br />
Datum:<br />
Trainingsaufgabe 4 zum Themenblock<br />
Darstellung von elektropneumatischen Schaltungen<br />
Stellen Sie den Funktionsablauf <strong>der</strong> Steuerung für das Ausfahren des Zylin<strong>der</strong>s in die richtige<br />
Reihenfolge und bestimmen Sie in welchem Schaltplan die Aktion stattfindet.<br />
Hinweis: Lösen Sie hierfür den Drag & Drop Test unter <strong>der</strong> TA 4 im Kapitel Trainingsaufgabe.<br />
gdep01q01 52
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
gdep01q01 53
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
Ausbildung zum Mechatroniker<br />
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
Name:<br />
Vorname:<br />
Klasse/Kurs:<br />
Datum:<br />
Trainingsaufgabe 5 zum Themenblock<br />
<strong>Elektro</strong>pneumatische Grundschaltungen<br />
Ausgangssituation:<br />
Ein einfachwirken<strong>der</strong> Zylin<strong>der</strong> soll ausfahren, wenn S1 und S2 kurzzeitig betätigt werden.<br />
Wird S3 o<strong>der</strong> S4 betätigt soll <strong>der</strong> Zylin<strong>der</strong> wie<strong>der</strong> einfahren.<br />
Aufgabenstellung:<br />
Entwickeln Sie den elektrischen Schaltplan!<br />
Hinweis: Lösen Sie hierfür den Drag & Drop Test unter <strong>der</strong> TA 5 im Kapitel Trainingsaufgabe.<br />
gdep01q01 54
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
gdep01q01 55
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
gdep01q01 56
1 - <strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
Ausbildung zum Mechatroniker<br />
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektro</strong><strong>pneumatik</strong><br />
Name:<br />
Vorname:<br />
Klasse/Kurs:<br />
Datum:<br />
Bearbeitung <strong>der</strong> Fallstudie<br />
Rüsten Sie die pneumatische Pressensteuerung in eine elektropneumatische Steuerung um.<br />
Erstellen Sie dafür eine Dokumentation mit Funktionsplan, Funktionsdiagramm, Stückliste<br />
<strong>der</strong> erfor<strong>der</strong>lichen Bauteile und den elektrischen Schaltplan!<br />
gdep01q01 57