Grundlagen kontaktbehafteter Schaltungen

Transcrição

Grundlagen
kontaktbehafteter Schaltungen
Arbeitsbuch
TP 1211
Mit CD-ROM
24 V
1
1
F1
2
3
4
5
6
7
2
21
F2
22
21
S2
22
13
S1
21
S3
Q1
13
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14
13
22
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Q1
21
14
14
21
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22
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14
K1
21
Q3
22
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43
Q2
44
13
Q4
15
16
28
Q4
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25
K1
21
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44
Q3
21
22
A1
A2
K1
A1
A2
0V
Festo Didactic
570901 DE
Bestell-Nr.:
Stand:
Autor:
Redaktion:
Grafik:
Layout:
570901
11/2009
Jürgen Stumpp
Frank Ebel
Doris Schwarzenberger
02/2010, Frank Ebel
© Festo Didactic GmbH & Co. KG, 73770 Denkendorf, 2010
Internet: www.festo-didactic.com
E-Mail: [email protected]
Weitergabe sowie Vervielfältigung dieses Dokuments, Verwertung und Mitteilung seines Inhalts verboten,
soweit nicht ausdrücklich gestattet. Zuwiderhandlungen verpflichten zu Schadenersatz. Alle Rechte
vorbehalten, insbesondere das Recht, Patent-, Gebrauchsmuster- oder Geschmacksmusteranmeldungen
durchzuführen.
Hinweis
Soweit in dieser Broschüre nur von Lehrer, Schüler etc. die Rede ist, sind selbstverständlich auch
Lehrerinnen, Schülerinnen etc. gemeint. Die Verwendung nur einer Geschlechtsform soll keine
geschlechtsspezifische Benachteiligung sein, sondern dient nur der besseren Lesbarkeit und dem
besseren Verständnis der Formulierungen.
Inhalt
Bestimmungsgemäße Verwendung __________________________________________________________ IV
Vorwort
______________________________________________________________________________ V
Einleitung _____________________________________________________________________________ VII
Arbeits- und Sicherheitshinweise __________________________________________________________ VIII
Trainingspaket Grundlagen kontaktbehafteter Schaltungen _____________________________________ IX
Lernziele _______________________________________________________________________________X
Zuordnung von Lernzielen und Aufgaben ______________________________________________________ XI
Gerätesatz _____________________________________________________________________________ XIII
Zuordnung von Komponenten und Aufgaben __________________________________________________ XV
Hinweise für den Lehrer/Ausbilder __________________________________________________________ XVI
Struktur der Aufgaben ___________________________________________________________________ XVII
Bezeichnung der Komponenten ___________________________________________________________ XVII
Inhalte der CD-ROM _____________________________________________________________________ XVIII
Aufgaben und Lösungen
Aufgabe 1: In Betrieb nehmen eines Rührwerks ________________________________________________1
Aufgabe 2: Betrieb des Rührwerks über eine Selbsthalteschaltung _________________________________9
Aufgabe 3: Umbau einer Säulenbohrmaschine von Schalterbetrieb
in Tasterbetrieb für Rechts-Linkslauf ______________________________________________ 17
Aufgabe 4: Anschluss eines Druckluftkompressors über eine Stern-Dreieck-Schützschaltung _________ 27
Aufgabe 5: Anschluss eines Druckluftkompressors über eine automatische
Stern-Dreieck-Schützschaltung __________________________________________________ 37
Aufgabe 6: Anschluss eines Drehstromantriebs an eine Wendeschützschaltung
mit automatischem Stern-Dreieck-Anlauf __________________________________________ 45
Aufgaben und Arbeitsblätter
Aufgabe 1: In Betrieb nehmen eines Rührwerks ________________________________________________1
Aufgabe 2: Betrieb des Rührwerks über eine Selbsthalteschaltung _________________________________9
Aufgabe 3: Umbau einer Säulenbohrmaschine von Schalterbetrieb
in Tasterbetrieb für Rechts-Linkslauf ______________________________________________ 17
Aufgabe 4: Anschluss eines Druckluftkompressors über eine Stern-Dreieck-Schützschaltung _________ 27
Aufgabe 5: Anschluss eines Druckluftkompressors über eine automatische
Stern-Dreieck-Schützschaltung __________________________________________________ 37
Aufgabe 6: Anschluss eines Drehstromantriebs an eine Wendeschützschaltung
mit automatischem Stern-Dreieck-Anlauf __________________________________________ 45
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 570901
III
Bestimmungsgemäße Verwendung
Das Trainingspaket Grundlagen kontaktbehafteter Schaltungen ist nur zu benutzen:
• für die bestimmungsgemäße Verwendung im Lehr- und Ausbildungsbetrieb
• in sicherheitstechnisch einwandfreiem Zustand
Die Komponenten des Trainingspakets sind nach dem heutigen Stand der Technik und den anerkannten
sicherheitstechnischen Regeln gebaut. Dennoch können bei unsachgemäßer Verwendung Gefahren für Leib
und Leben des Benutzers oder Dritter und Beeinträchtigungen der Komponenten entstehen.
Das Lernsystem von Festo Didactic ist ausschließlich für die Aus- und Weiterbildung im Bereich
Automatisierung und Technik entwickelt und hergestellt. Das Ausbildungsunternehmen und/oder die
Ausbildenden hat/haben dafür Sorge zu tragen, dass die Auszubildenden die Sicherheitsvorkehrungen, die
in diesem Arbeitsbuch beschrieben sind, beachten.
Festo Didactic schließt hiermit jegliche Haftung für Schäden des Auszubildenden, des
Ausbildungsunternehmens und/oder sonstiger Dritter aus, die bei Gebrauch/Einsatz dieses Gerätesatzes
außerhalb einer reinen Ausbildungssituation auftreten; es sei denn Festo Didactic hat solche Schäden
vorsätzlich oder grob fahrlässig verursacht.
IV
Vorwort
Das Lernsystem Automatisierung und Technik von Festo Didactic orientiert sich an unterschiedlichen
Bildungsvoraussetzungen und beruflichen Anforderungen. Abgeleitet hieraus ergibt sich die Gliederung des
Lernsystems:
• Technologieorientierte Trainingspakete
• Mechatronik und Fabrikautomation
• Prozessautomation und Regelungstechnik
• Robotino® – Lernen und forschen mit mobilen Robotern
• Hybride Lernfabriken
Die technologieorientierten Trainingspakete befassen sich mit den Technologien Pneumatik,
Elektropneumatik, Hydraulik, Elektrohydraulik, Proportionalhydraulik, Speicherprogrammierbare
Steuerungen, Sensorik, Elektrotechnik und elektrischen Antrieben.
Der modulare Aufbau des Lernsystems ermöglicht Anwendungen, die über die Grenzen der einzelnen Pakete
hinausgehen. Beispielsweise sind SPS-Ansteuerungen von pneumatischen, hydraulischen und elektrischen
Antrieben möglich.
V
Alle Lernpakete besitzen eine identische Struktur:
• Hardware
• Teachware
• Software
• Seminare
Die Hardware setzt sich aus didaktisch aufbereiteten Industriekomponenten und Systemen zusammen.
Die didaktisch-methodische Aufbereitung der Teachware ist auf die Trainings-Hardware abgestimmt. Die
Teachware umfasst:
• Lehrbücher (mit Übungen und Beispielen)
• Arbeitsbücher (mit praktischen Aufgaben, ergänzenden Hinweisen und Lösungen)
• Aufgabensammlungen (mit praktischen Aufgaben und ergänzenden Hinweisen)
• Transparentfolien und Videos (zur lebendigen Unterrichtsgestaltung)
Die Lehr- und Lernmedien sind in mehreren Sprachen verfügbar. Sie sind für den Einsatz im Unterricht
konzipiert, aber auch für ein Selbststudium geeignet.
Aus dem Bereich Software werden Computer-Lernprogramme, Simulations-, Visualisierungs-,
Projektierungs-, Konstruktions- und Programmiersoftware bereitgestellt.
Ein umfassendes Seminarangebot zu den Inhalten der Trainingspakete rundet das Angebot in Aus- und
Weiterbildung ab.
Haben Sie Anregungen oder Kritikpunkte zu diesem Buch?
Dann senden Sie eine E-Mail an: [email protected]
Die Autoren und Festo Didactic freuen sich auf Ihre Rückmeldung.
VI
Einleitung
Das vorliegende Arbeitsbuch ist ein Element aus dem Lernsystem Automatisierung und Technik der Firma
Festo Didactic GmbH & Co. KG. Das System bildet eine solide Grundlage für eine praxisorientierte Aus- und
Weiterbildung. Das Trainingspaket TP 1211 behandelt das Thema Grundlagen kontaktbehafteter
Schaltungen.
Besonders hervorzuheben sind dabei die Themen Aufbau und Funktion der Komponenten sowie deren
Beschaltung und Einstellung.
Voraussetzung für den Aufbau der Schaltungen ist ein fester Arbeitsplatz ausgestattet mit einem
A4-Rahmen und ein 400 V AC Netzanschluss.
Mit dem Gerätesatz TP 1211 werden die kompletten Schaltungen der 6 Aufgabenstellungen aufgebaut. Die
theoretischen Grundlagen für das Verständnis dieser Aufgaben enthält das Lehrbuch
•
Fachkunde Elektrotechnik, Bestell-Nr. 567297.
Des Weiteren stehen Datenblätter der einzelnen Komponenten (Schütze, Motorschutzschalter usw.) zur
Verfügung.
VII
Arbeits- und Sicherheitshinweise
Allgemein
• Die Auszubildenden dürfen nur unter Aufsicht einer Ausbilderin/eines Ausbilders an den Schaltungen
arbeiten.
• Beachten Sie die Angaben der Datenblätter zu den einzelnen Komponenten, insbesondere auch alle
Hinweise zur Sicherheit!
• Störungen, die die Sicherheit beeinträchtigen können, dürfen beim Schulungsbetrieb nicht erzeugt
werden und sind umgehend zu beseitigen.
Mechanik
• Hängen Sie alle Komponenten in den A4-Rahmen ein.
• Beachten Sie Angaben zur Platzierung der Komponenten.
Elektrik
• Herstellen bzw. Abbauen von elektrischen Anschlüssen nur in spannungslosem Zustand!
• Verwenden Sie für die elektrischen Anschlüsse nur Verbindungsleitungen mit Sicherheitssteckern.
• Ziehen Sie beim Abbauen der Verbindungsleitungen nur an den Sicherheitssteckern, nicht an den
Leitungen.
VIII
Trainingspaket Grundlagen kontaktbehafteter Schaltungen
Das Trainingspaket TP 1211 besteht aus einer Vielzahl von einzelnen Ausbildungsmitteln. Gegenstand
dieses Paketes sind die Grundlagen kontaktbehafteter Schaltungen. Einzelne Komponenten aus dem
Trainingspaket TP 1211 können auch Bestandteil anderer Pakete sein.
Wichtige Komponenten des TP 1211
• Fester Arbeitsplatz mit A4-Rahmen
• Gerätesätze oder Einzelkomponenten (z.B. Schütze, Motorschutzschalter, Zeitrelais,
Hilfsschalterblöcke)
• Komplette Laboreinrichtungen
Medien
Die Teachware zum Trainingspaket TP 1211 besteht aus einem Lehrbuch und einem Arbeitsbuch. Das
Lehrbuch vermittelt die Grundlagen der Steuerschaltungen. Das Arbeitsbuch enthält zu jeder der 6 Aufgaben
die Aufgabenblätter, die Lösungen zu jedem einzelnen Arbeitsblatt und eine CD-ROM. Ein Satz
gebrauchsfertiger Aufgaben- und Arbeitsblätter zu jeder Aufgabe ist enthalten.
Datenblätter zu den Hardware-Komponenten werden mit dem Trainingspaket und auf der CD-ROM zur
Verfügung gestellt.
Medien
Lehrbuch
Fachkunde Elektroberufe
Arbeitsbuch
Grundlagen kontaktbehafteter Schaltungen
Übersicht der Medien zum Trainingspaket TP 1211
Weitere Ausbildungsmittel ersehen Sie aus unseren Katalogen und im Internet. Das Lernsystem
Automatisierung und Technik wird laufend aktualisiert und erweitert. Die Foliensätze, die Filme, CD-ROMs,
DVDs und Lernprogramme sowie die weitere Teachware werden in mehreren Sprachen angeboten.
IX
Lernziele
Komponenten
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Sie kennen den Aufbau und die Funktion eines Tasters.
Sie kennen den Unterschied zwischen einem Taster und einem Schalter.
Sie kennen den Unterschied zwischen einem Schließer und einem Öffner.
Sie kennen Aufbau und Funktion eines Schützes.
Sie können Komponenten im Haupt- und Steuerstromkreis kennzeichnen.
Sie kennen den Anschluss und die Prüfung einer Drehstromsteckdose.
Sie kennen Schaltung und Funktion eines elektronischen Zeitrelais.
Sie kennen Schaltung und Funktion eines Überstromauslösers.
Sie kennen Schaltung und Einstellung eines Überstromauslösers in einer Stern-DreieckSchützschaltung.
Sie kennen den Unterschied zwischen einem Überstromauslöser und einem Motorschutzschalter.
Grundlegende Steuerschaltungen
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
X
Sie kennen den Tippbetrieb.
Sie kennen Schaltung und Funktion eines Selbsthaltekontaktes.
Sie kennen die Schaltung einer Einschalt- und einer Ausschaltmeldung.
Sie kennen die Kombination von Selbsthalteschaltung und Tippbetrieb.
Sie kennen die Schaltung von Schließern und Öffnern bei mehreren Betätigungsstellen.
Sie kennen die Problematik einer Wendeschützschaltung.
Sie kennen die Verdrahtung des Hauptstromkreises einer Wendeschützschaltung.
Sie kennen den Grund für eine Verriegelung der beiden Schütze (Schützverriegelung).
Sie kennen den Grund für eine zweite Verriegelung (Tasterverriegelung).
Sie kennen die Umschaltung der Drehrichtung über AUS.
Sie kennen die direkte Umschaltung der Drehrichtung.
Sie kennen die Voraussetzungen für einen Stern-Dreieck-Anlauf.
Sie kennen die Auslegung eines Drehstrommotors für einen Stern-Dreieck-Anlauf
am öffentlichen Netz 230 V/400 V.
Sie kennen die Verdrahtung des Hauptstromkreises einer Stern-Dreieck-Schützschaltung.
Sie kennen die Bezeichnung der drei verwendeten Schütze.
Sie kennen den Grund für die Verriegelung bei einem Stern-Dreieck-Anlauf.
Sie kennen den Steuerstromkreis für eine handbetätigte Stern-Dreieck-Schützschaltung.
Sie kennen den Steuerstromkreis für eine automatische Stern-Dreieck-Schützschaltung.
Sie kennen den wesentlichen Nachteil eines Stern-Dreieck-Anlaufs.
Sie kennen Aufbau und Funktion des Hauptstromkreises einer Wendeschützschaltung
mit automatischem Stern-Dreieck-Anlauf.
Sie kennen Aufbau und Funktion des Steuerstromkreises einer Wendeschützschaltung
mit automatischem Stern-Dreieck-Anlauf.
Zuordnung von Lernzielen und Aufgaben
Aufgabe
1
2
3
4
5
6
Lernziel
Sie kennen den Aufbau und die Funktion eines Tasters.
•
Sie kennen den Unterschied zwischen einem Taster und einem Schalter.
•
Sie kennen den Unterschied zwischen einem Schließer und einem Öffner.
•
Sie kennen Aufbau und Funktion eines Schützes.
•
Sie kennen den Tippbetrieb.
•
Sie können Komponenten im Haupt- und Steuerstromkreis kennzeichnen.
•
Sie kennen Schaltung und Funktion eines Selbsthaltekontaktes.
•
Sie kennen die Schaltung einer Einschalt- und einer Ausschaltmeldung.
•
Sie kennen die Kombination von Selbsthalteschaltung und Tippbetrieb.
•
Sie kennen die Schaltung von Schließern und Öffnern bei mehreren Betätigungsstellen.
•
Sie kennen die Problematik einer Wendeschützschaltung.
•
Sie kennen die Verdrahtung des Hauptstromkreises einer Wendeschützschaltung.
•
Sie kennen den Anschluss und die Prüfung einer Drehstromsteckdose.
•
Sie kennen den Grund für eine Verriegelung der beiden Schütze (Schützverriegelung).
•
Sie kennen den Grund für eine zweite Verriegelung (Tasterverriegelung).
•
Sie kennen die Umschaltung der Drehrichtung über AUS.
•
Sie kennen die direkte Umschaltung der Drehrichtung.
•
Sie kennen die Voraussetzungen für einen Stern-Dreieck-Anlauf.
Sie kennen die Auslegung eines Drehstrommotors für einen Stern-Dreieck-Anlauf am
öffentlichen Netz 230 V/400 V.
•
•
Sie kennen die Verdrahtung des Hauptstromkreises einer Stern-Dreieck-Schützschaltung.
•
Sie kennen die Bezeichnung der drei verwendeten Schütze.
•
Sie kennen den Grund für die Verriegelung bei einem Stern-Dreieck-Anlauf.
•
Sie kennen den Steuerstromkreis für eine handbetätigte Stern-Dreieck-Schützschaltung.
•
XI
Aufgabe
1
2
3
4
5
6
Lernziel
Sie kennen Schaltung und Funktion eines elektronischen Zeitrelais.
•
Sie kennen Schaltung und Funktion eines Überstromauslösers.
•
Sie kennen Schaltung und Einstellung eines Überstromauslösers in einer Stern-DreieckSchützschaltung.
XII
•
Sie kennen den Unterschied zwischen einem Überstromauslöser und einem
Motorschutzschalter.
•
Sie kennen den Steuerstromkreis für eine automatische Stern-Dreieck-Schützschaltung.
•
Sie kennen den wesentlichen Nachteil eines Stern-Dreieck-Anlaufs.
•
Sie kennen Aufbau und Funktion des Hauptstromkreises einer Wendeschützschaltung mit
automatischem Stern-Dreieck-Anlauf.
•
Sie kennen den Aufbau des Steuerstromkreises einer Wendeschützschaltung mit
automatischem Stern-Dreieck-Anlauf.
•
Gerätesatz
Der Gerätesatz Grundlagen kontaktbehafteter Schaltungen vermittelt Kenntnisse über den Einsatz von
Schützen bei der Ansteuerung elektrischer Maschinen. Der Gerätesatz enthält alle Komponenten, die für die
Erarbeitung der vorgegebenen Lernziele erforderlich sind und kann mit anderen Gerätesätzen beliebig
erweitert werden. Zum Aufbau funktionsfähiger Schaltungen werden zusätzlich ein Laborarbeitsplatz,
optional mit A4-Rahmen, und eine 400 V Wechselspannungsversorgung benötigt.
Gerätesatz Grundlagen kontaktbehafteter Schaltungen, Bestell-Nr. 571811
Komponente
Bestell-Nr.
Menge
Drehstromversorgung
571812
1
Netzteil 24 V
571813
1
Schützboard
571814
1
Schützsatz Motortechnik
571816
1
Bedien- und Meldegeräte
571815
1
Übersicht Schützsatz Motortechnik, Bestell-Nr. 571816
Komponente
Menge
Leitungsschutz 1-polig
1
Leitungsschutz-Schalter 3-polig
1
Motorschutzschalter 0,35 – 0,5 A mit Hilfsschalter 1 Schließer und 1 Öffner
1
Motorschutzrelais (Überlastrelais) 0,35 – 0,5 A
1
Leistungsschütz 4 kW
4
Hilfsschalterblock für Leistungsschütz 4 kW
4
Überspannungsbegrenzer
4
Zeitrelais Multifunktion
1
Relais inklusive Sockel
3
XIII
Grafische Symbole des Gerätesatzes
Komponente
Grafisches Symbol
1
F1
2
1
3
5
2
4
6
F1
R1
U
1
3
5
13
I>
2
I>
4
I>
6
14
1
3
5
2
4
6
21
Q1
22
STOP
TEST
Motorschutzrelais (Überlastrelais)
RESET
Motorschutzschalter mit Hilfsschalter 1 Schließer
und 1 Öffner
95
97
F1
Leistungsschütz 4 kW mit Hilfsschalterblock 2 Schließer
und 2 Öffner
(dargestellte Funktion: Stern-Dreieck)
98
96
A1
1
3
5
13
A2
2
4
6
14
21
31
43
Q1
17
A3
A1
22
32
44
27
K1
18
A2
Relais
A1
13
23
A2
14
24
28
31
41
K1
Bediengeräte
3
S1
1
S2
4
42
32
3
S3
2
4
Meldegeräte
P1
XIV
Zuordnung von Komponenten und Aufgaben
Aufgabe
1
2
3
4
5
6
Leitungsschutz-Schalter 1-polig A 4 A
1
1
1
1
1
1
Leitungsschutz-Schalter 3-polig C 4 A
1
1
1
1
1
1
1
1
Komponente
Motorschutzschalter 0,35 – 0,5 A
Motorschutzrelais (Überlastrelais) 0,35 – 0,5 A
1
1
Hilfsschalterblock für Leistungsschütz 4 kW
1
1
2
3
3
4
1
2
3
3
4
1
2
3
3
4
1
1
Schützboard
1
1
1
1
1
1
Bedien- und Meldegeräte
1
1
1
1
1
1
Netzteil 24 V
1
1
1
1
1
1
Drehstromversorgung
1
1
1
1
1
1
Hinweis
Als elektrische Maschine für alle Aufgaben benötigen Sie zum Beispiel
einen Drehstrom-Asynchronmotor 230/400 V (Bestell-Nummer 571874)
oder
eine MPS Transferstrecke MT AC400 (Bestell-Nummer C93104).
XV
Hinweise für den Lehrer/Ausbilder
Lernziele
Das Groblernziel des vorliegenden Arbeitsbuchs ist das Kennenlernen von grundlegenden
Steuerschaltungen sowie der praktische Aufbau der Schaltungen. Durch diese direkte Wechselwirkung von
Theorie und Praxis ist ein schneller und nachhaltiger Lernfortschritt gewährleistet. Die Feinlernziele sind in
der Matrix dokumentiert. Konkrete Einzellernziele sind jeder Aufgabenstellung zugeordnet.
Richtzeit
Die benötigte Zeit für das Durcharbeiten der Aufgabenstellungen hängt vom Vorwissen der Lernenden ab.
Auszubildende im Elektrobereich: ca. 1 Wochen. Mit Facharbeiterausbildung: ca. 2 Tage.
Komponenten des Gerätesatzes
Arbeitsbuch und Gerätesatz sind aufeinander abgestimmt. Für alle 6 Aufgaben benötigen Sie nur
Komponenten eines Gerätesatzes TP 1211.
Normen
Im vorliegenden Arbeitsbuch werden die folgenden Normen angewendet:
EN 60617-2 bis
EN 60617-8:
Graphische Symbole für Schaltpläne
EN 61346-2:
Industrielle Systeme, Anlagen und Ausrüstungen und Industrieprodukte;
Strukturierungsprinzipien und Referenzkennzeichnung
Kennzeichnungen im Arbeitsbuch
Lösungstexte und Ergänzungen in Grafiken oder Diagrammen sind rot dargestellt.
Kennzeichnungen in den Arbeitsblättern
Zu ergänzende Texte sind durch Raster oder graue Tabellenzellen gekennzeichnet.
Zu ergänzende Grafiken sind durch Raster hinterlegt.
Hinweise für den Unterricht
Hier werden zusätzliche Informationen zu den einzelnen Komponenten und Schaltungen gegeben. Diese
Hinweise sind in den Arbeitsblättern nicht enthalten.
Lernfelder
Im Folgenden ist eine Zuordnung der Lernfelder der Berufsschule auf das Ausbildungsthema „Grundlagen
kontaktbehafteter Schaltungen“ für ausgewählte Ausbildungsberufe dargestellt.
XVI
Ausbildungsberuf
Lernfeld
Thema
Elektroniker/in für
Automatisierungstechnik
1
Elektrotechnische Systeme analysieren und Funktionen prüfen
3
Steuerungen analysieren und anpassen
6
Anlagen analysieren und deren Sicherheit prüfen
3
Installieren elektrischer Betriebsmittel unter Beachtung sicherheitstechnischer
Aspekte
4
Untersuchen der Energie- und Informationsflüsse in elektrischen, pneumatischen
und hydraulischen Baugruppen
7
Realisieren mechatronischer Teilsysteme
11
Inbetriebnahme, Fehlersuche und Instandsetzung
10
Herstellen und in Betrieb nehmen von technischen Systemen
Mechatroniker/in
Industriemechaniker
Struktur der Aufgaben
Alle 6 Aufgaben haben den gleichen methodischen Aufbau. Die Aufgaben sind gegliedert in:
• Titel
• Lernziele
• Problemstellung
• Lageplan
• Projektauftrag
• Arbeitshilfen
• Arbeitsblätter
Das Arbeitsbuch enthält die Lösungen zu jedem Arbeitsblatt.
Bezeichnung der Komponenten
Die Bezeichnung der Komponenten in den Schaltplänen erfolgt nach der Norm DIN EN 61346-2. In
Abhängigkeit der Komponente werden Buchstaben vergeben. Mehrere Komponenten innerhalb eines
Schaltkreises werden durchnummeriert.
Relais:
Schalter/Taster:
Schütz:
Sicherungen:
Signalgeräte:
K, K1, K2, …
S, S1, S2, …
Q, Q1, Q2, …
F, F1, F2, ...
P, P1, P2, ...
XVII
Inhalte der CD-ROM
Das Arbeitsbuch ist auf der mitgelieferten CD-ROM als pdf-Datei gespeichert. Zusätzlich stellt die CD-ROM
Ihnen weitere Medien zur Verfügung.
Die CD-ROM enthält folgende Ordner:
• Bedienungsanleitungen
• Bilder
• Datenblätter
• Produktinformationen
Bedienungsanleitungen
Bedienungsanleitungen für verschiedene Komponenten des Trainingspakets stehen zur Verfügung. Diese
Anleitungen helfen bei Einsatz und Inbetriebnahme der Komponenten.
Bilder
Fotos und Grafiken von Komponenten und industriellen Anwendungen werden bereitgestellt. Hiermit
können eigene Aufgabenstellungen illustriert werden. Auch Projektpräsentationen können durch den
Einsatz dieser Abbildungen ergänzt werden.
Datenblätter
Die Datenblätter der Komponenten des Trainingspakets stehen als pdf-Dateien zur Verfügung.
Produktinformationen
Für ausgesuchte Komponenten erhalten Sie Produktinformationen des Herstellers. Die Darstellung und
Beschreibung der Komponenten in dieser Form soll zeigen, wie diese Komponenten in einem industriellen
Katalog dargestellt sind. Zusätzlich finden Sie hier ergänzende Informationen zu den Komponenten.
XVIII
Aufgabe 1
In Betrieb nehmen eines Rührwerks
Lernziele
Wenn Sie die Aufgabe bearbeitet haben
• kennen Sie den Aufbau und die Funktion eines Tasters
• kennen Sie den Unterschied zwischen einem Taster und einem Schalter
• kennen Sie den Unterschied zwischen einem Schließer und einem Öffner
• kennen Sie Aufbau und Funktion eines Schützes
• kennen Sie den Tippbetrieb
• können Sie Komponenten im Haupt- und Steuerstromkreis kennzeichnen
Problemstellung
In einen Behälter werden zwei Flüssigkeiten eingeleitet, die mit Hilfe eines Rührwerks gemischt werden. Das
Rührwerk wird über einen Drehstrommotor angetrieben. Der Drehstrommotor wird im Tippbetrieb betrieben.
Für die Steuerung des Motors sollen Sie geeignete Taster und ein geeignetes Schütz auswählen.
Lageplan
Rührwerk mit Antrieb
1
Aufgabe 1 – In Betrieb nehmen eines Rührwerks
1.
2.
3.
4.
5.
Arbeitsaufträge
Beschreiben Sie die Funktion eines Tasters und eines Schalters.
Beschreiben Sie den Aufbau eines Schützes.
Planen Sie eine Schützschaltung zur Ansteuerung eines Drehstrommotors und bauen Sie diese auf.
Kennzeichnen Sie die Komponenten der aufgebauten Schaltung.
Schließen Sie einen Drehstrom-Asynchronmotor mit Kurzschlussläufer an.
•
•
•
•
Arbeitshilfen
Fachbücher, Tabellenbücher
Auszüge aus Herstellerkatalogen
Datenblätter
Internet
Warnung
Herstellen bzw. abbauen von elektrischen Verbindungen nur in spannungslosem Zustand!
Achten Sie bei der Funktionsprüfung auf den Berührungsschutz!
2
Funktion und Schaltzeichen eines Tasters und eines Schalters
–
–
–
–
Beschreiben Sie die Funktion eines Tasters (Schließer).
Beschreiben Sie die Funktion eines Tasters (Öffner).
Beschreiben Sie die Funktion eines Schalters (Schließer).
Nennen Sie für jede Komponente typische Anwendungen.
3
1
4
2
3
4
Schaltzeichen Taster (Schließer), Taster (Öffner), Schalter
Taster (Schließer)
• Funktion
•
Bei Betätigung des Schließers wird der Kontakt geschlossen und bleibt geschlossen, bis die
Betätigung endet. Wird der Taster nicht mehr betätigt, so geht er in die Ausgangsstellung zurück,
der Kontakt wird unterbrochen (Ruhestellung).
Anwendungen
Ansteuerung von Schützen, von Magnetventilen, Steuerungen allgemein, EIN-Taster.
Taster (Öffner)
• Funktion
•
Bei Betätigung des Öffners wird der Kontakt unterbrochen und bleibt unterbrochen, bis die
Betätigung endet. Wird der Taster nicht mehr betätigt, so geht er in die Ausgangsstellung zurück,
der Kontakt wir geschlossen (Ruhestellung).
Anwendungen
Ansteuerung von Schützen, von Magnetventilen, Steuerungen allgemein, AUS-Taster.
Schalter (Schließer)
• Funktion
•
Bei Betätigung des Schalters wird der Kontakt geschlossen und bleibt geschlossen, auch wenn
die Betätigung endet. Bei erneuter Betätigung wird der Kontakt wieder geöffnet und bleibt
geöffnet. Ein-/Ausschaltverhalten.
Anwendungen
Lichtschalter, Ein-/Ausschalter allgemein, Steuerschalter.
3
–
Beschreiben Sie den Unterschied zwischen einem Taster und einem Schalter
Der Taster ändert seinen Kontakt bei Betätigung. Endet die Betätigung, so geht der Taster von selbst
in seine Ausgangsstellung zurück (Schließer hat geöffnet, Öffner hat geschlossen).
Wird der Schalter betätigt, so rastet er in der betätigten Stellung ein und bleibt in dieser Stellung
(Ein oder Aus) bis er erneut betätigt wird (Ein-/Ausschaltverhalten)
Aufbau eines Schützes
7
4
5
1
A1
1
3
5
A2
2
4
6
2
3
6
A2
A1
1
2
Schematische Darstellung und Schaltzeichen eines Schützes
Bezeichnungen
Spulenanschluss, Schaltkontakt Schließer, Rückstellfeder, Spule, beweglicher Eisenkern, Schaltkontakt
Öffner, fester Eisenkern
4
–
Ordnen Sie den einzelnen Komponenten die Bezeichnungen zu.
Nr.
Bezeichnung
1
Schützspule mit den Anschlüssen A1 und A2
2
Fester Eisenkern, wird magnetisiert, wenn die Schützspule an der Nennspannung liegt (230 V, 24 V)
3
Beweglicher Eisenkern, wird vom magnetisierten festen Eisenkern angezogen.
4
Beweglicher Kontakt mit mechanischer Verbindung zum beweglichen Eisenkern.
5
Fester Kontakt mit den Anschlüssen 13 und 14 (Schließer).
6
Feder, drückt den beweglichen Eisenkern, wenn die Magnetisierung endet, in die Ausgangsstellung zurück.
7
Feder, gefederte Lagerung des beweglichen Kontaktes. Nach Anzug des Schützes wird der Kontaktdruck erhöht.
Planen und aufbauen eines Haupt- und eines Steuerstromkreises
Der Drehstrommotor des Rührwerks soll in Betrieb genommen werden.
–
–
–
Vervollständigen Sie den Hauptstromkreis für den Anschluss des Motors und tragen Sie die
normgerechten Bezeichnungen darin ein.
Vervollständigen Sie den Steuerstromkreis für einen Tippbetrieb (Motor läuft nur so lange der Taster
gedrückt ist.
Bauen Sie die Schaltung auf und überprüfen Sie die Funktion.
Warnung
Achten Sie beim Aufbau darauf, dass dieser im abgeschalteten Zustand erfolgt!
Vorsicht
Achten Sie beim Anschluss des Schützes und des Motors auf die richtigen Spannungen
und die richtige Schaltung!
5
Schützschaltung mit Tippbetrieb
–
Vervollständigen Sie den Haupt- und den Steuerstromkreis für den Tippbetrieb.
24 V
F1
L1
L2
L3
1
2
3
4
5
6
1
F2
1
2
13
S1
N
14
PE
A1
Q1
1
3
5
2
4
6
A2
Q1
0V
M1
3
M
Hauptstromkreis der Schützschaltung
Steuerstromkreis der Schützschaltung
Kennzeichnungen im Haupt- und Steuerstromkreis
Sicherungen, Spulenanschluss, Schutzleiter, Hauptkontakte, Taster, Schütz
–
6
Ordnen Sie den einzelnen Komponenten die Bezeichnungen zu.
Bezeichnung
Komponente
Q1
Schütz
1, 2, 3, 4, 5, 6
Hauptkontakte
S1
Taster
PE
Schutzleiter
F1, F2
Sicherungen
A1, A2
Spulenanschluss
Geräteliste
Zu einer vollständigen Projektdokumentation gehört neben dem Schaltplan auch die Geräteliste.
–
Erstellen Sie die Geräteliste, indem Sie die Menge der benötigten Komponenten und ihre
Kennzeichnung im Schaltplan in die unten stehenden Tabellen eintragen!
Menge
Kennzeichnung
Benennung
1
F1
1
Q1
1
M1
Drehstrom-Asynchronmotor
Menge
Kennzeichnung
Benennung
1
F2
1
S1
Taster (Schließer)
1
Q1
Hauptstromkreis
Steuerstromkreis
7
Anschluss eines Drehstrom-Asynchronmotors mit Kurzschlussläufer
Ein Drehstrom-Asynchronmotor mit Kurzschlussläufer kann entweder in Stern oder in Dreieck geschaltet
werden.
–
Vervollständigen Sie die Schaltungen der Wicklungen für Stern- und Dreieckschaltung.
L1
L2
L1
L3
L2
L3
V1
U2
V1
V2
U2
W2
U1
U1
W2
W1
Sternschaltung
–
W1
Dreieckschaltung
Vervollständigen Sie die Lage der Brücken am Klemmbrett für Stern- und Dreieckschaltung
U1
V1
W1
U1
V1
W1
U1
V1
W1
U1
V1
W1
W2
U2
V2
U2
V2
W2
W2
U2
V2
U2
V2
W2
Sternschaltung
8
V2
Dreieckschaltung

Grundlagen kontaktbehafteter Schaltungen

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