Grundlagen kontaktbehafteter Schaltungen

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1 Grundlagen kontaktbehafteter Schaltungen Arbeitsbuch TP 1211 Mit CD-ROM 24 V F F S2 22 S Q1 43 Q2 S Q Q K1 K Q2 Q1 Q3 Q A1 A1 A1 A1 A1 Q1 Q2 Q4 Q3 K1 A2 A2 A2 A2 A2 0 V Festo Didactic DE

2 Bestell-Nr.: Stand: 11/2009 Autor: Jürgen Stumpp Redaktion: Frank Ebel Grafik: Doris Schwarzenberger Layout: 02/2010, Frank Ebel Festo Didactic GmbH & Co. KG, Denkendorf, 2010 Internet: 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.

3 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 III

4 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 Festo Didactic GmbH & Co. KG

5 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. Festo Didactic GmbH & Co. KG V

6 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 an: Die Autoren und Festo Didactic freuen sich auf Ihre Rückmeldung. VI Festo Didactic GmbH & Co. KG

7 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 Des Weiteren stehen Datenblätter der einzelnen Komponenten (Schütze, Motorschutzschalter usw.) zur Verfügung. Festo Didactic GmbH & Co. KG VII

8 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 Festo Didactic GmbH & Co. KG

9 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 Arbeitsbuch Fachkunde Elektroberufe 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. Festo Didactic GmbH & Co. KG IX

10 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-Dreieck- Schützschaltung. Sie kennen den Unterschied zwischen einem Überstromauslöser und einem Motorschutzschalter. Grundlegende Steuerschaltungen 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. X Festo Didactic GmbH & Co. KG

11 Zuordnung von Lernzielen und Aufgaben Aufgabe 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. Festo Didactic GmbH & Co. KG XI

12 Aufgabe 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-Dreieck- Schützschaltung. 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. XII Festo Didactic GmbH & Co. KG

13 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 Komponente Bestell-Nr. Menge Drehstromversorgung Netzteil 24 V Schützboard Schützsatz Motortechnik Bedien- und Meldegeräte Übersicht Schützsatz Motortechnik, Bestell-Nr 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 Festo Didactic GmbH & Co. KG XIII

14 Grafische Symbole des Gerätesatzes Komponente Grafisches Symbol Leitungsschutz-Schalter 1-polig 1 F1 2 Leitungsschutz-Schalter 3-polig F Überspannungsbegrenzer R1 U Motorschutzschalter mit Hilfsschalter 1 Schließer und 1 Öffner Q I> I> I> Motorschutzrelais (Überlastrelais) TEST RESET STOP F Leistungsschütz 4 kw mit Hilfsschalterblock 2 Schließer und 2 Öffner Q1 A1 1 3 A Zeitrelais Multifunktion (dargestellte Funktion: Stern-Dreieck) A1 K1 A2 A Relais K1 A A Bediengeräte 3 1 S1 S2 S Meldegeräte P1 XIV Festo Didactic GmbH & Co. KG

15 Zuordnung von Komponenten und Aufgaben Aufgabe Komponente Leitungsschutz-Schalter 1-polig A 4 A Leitungsschutz-Schalter 3-polig C 4 A Motorschutzschalter 0,35 0,5 A 1 1 Motorschutzrelais (Überlastrelais) 0,35 0,5 A 1 Leistungsschütz 4 kw Hilfsschalterblock für Leistungsschütz 4 kw Überspannungsbegrenzer Zeitrelais Multifunktion 1 1 Schützboard Bedien- und Meldegeräte Netzteil 24 V Drehstromversorgung Hinweis Als elektrische Maschine für alle Aufgaben benötigen Sie zum Beispiel einen Drehstrom-Asynchronmotor 230/400 V (Bestell-Nummer ) oder eine MPS Transferstrecke MT AC400 (Bestell-Nummer C93104). Festo Didactic GmbH & Co. KG XV

16 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 Normen Im vorliegenden Arbeitsbuch werden die folgenden Normen angewendet: EN bis EN : Graphische Symbole für Schaltpläne EN : 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 Festo Didactic GmbH & Co. KG

17 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 Mechatroniker/in 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 Industriemechaniker 10 Herstellen und in Betrieb nehmen von technischen Systemen 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 In Abhängigkeit der Komponente werden Buchstaben vergeben. Mehrere Komponenten innerhalb eines Schaltkreises werden durchnummeriert. Relais: K, K1, K2, Schalter/Taster: S, S1, S2, Schütz: Q, Q1, Q2, Sicherungen: F, F1, F2,... Signalgeräte: P, P1, P2,... Festo Didactic GmbH & Co. KG XVII

18 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 Festo Didactic GmbH & Co. KG

19 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 Festo Didactic GmbH & Co. KG

20 Aufgabe 1 In Betrieb nehmen eines Rührwerks Arbeitsaufträge 1. Beschreiben Sie die Funktion eines Tasters und eines Schalters. 2. Beschreiben Sie den Aufbau eines Schützes. 3. Planen Sie eine Schützschaltung zur Ansteuerung eines Drehstrommotors und bauen Sie diese auf. 4. Kennzeichnen Sie die Komponenten der aufgebauten Schaltung. 5. 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 Festo Didactic GmbH & Co. KG

21 Aufgabe 1 In Betrieb nehmen eines Rührwerks 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 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. Festo Didactic GmbH & Co. KG

22 Aufgabe 1 In Betrieb nehmen eines Rührwerks 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 A A A1 A2 1 2 Schematische Darstellung und Schaltzeichen eines Schützes Bezeichnungen Spulenanschluss, Schaltkontakt Schließer, Rückstellfeder, Spule, beweglicher Eisenkern, Schaltkontakt Öffner, fester Eisenkern 4 Festo Didactic GmbH & Co. KG

23 Aufgabe 1 In Betrieb nehmen eines Rührwerks 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! Festo Didactic GmbH & Co. KG

24 Aufgabe 1 In Betrieb nehmen eines Rührwerks Schützschaltung mit Tippbetrieb Vervollständigen Sie den Haupt- und den Steuerstromkreis für den Tippbetrieb. L1 1 F V 1 F2 2 1 L2 3 4 L3 N 5 6 S PE Q Q1 A1 A2 0V M1 M 3 Hauptstromkreis der Schützschaltung Steuerstromkreis der Schützschaltung Kennzeichnungen im Haupt- und Steuerstromkreis Sicherungen, Spulenanschluss, Schutzleiter, Hauptkontakte, Taster, Schütz 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 6 Festo Didactic GmbH & Co. KG

25 Aufgabe 1 In Betrieb nehmen eines Rührwerks 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 Leitungsschutz-Schalter 3-polig 1 Q1 Leistungsschütz 4 kw 1 M1 Drehstrom-Asynchronmotor Hauptstromkreis Menge Kennzeichnung Benennung 1 F2 Leitungsschutz-Schalter 1-polig 1 S1 Taster (Schließer) 1 Q1 Leistungsschütz 4 kw Steuerstromkreis Festo Didactic GmbH & Co. KG

26 Aufgabe 1 In Betrieb nehmen eines Rührwerks 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 L3 L1 L2 L3 V1 U2 V1 V2 U2 W2 U1 V2 U1 W1 W2 W1 Sternschaltung 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 Dreieckschaltung 8 Festo Didactic GmbH & Co. KG