Unterweisungsentwurf

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1 Unterweisungsentwurf Installation eines PROFIBUS DP- Anschlussstecker RS 485 an ein PROFIBUS DP- Buskabel Von: Eric Caspary ATZ09 Betreuender Fachlehrer: Manfred Zimmer- Valentini

2 2 Installation eines PROFIBUS DP- Anschlussstecker RS 485 an eine PROFIBUS DP- Busleitung Inhaltsverzeichnis 1 Die Beteiligten Der Ausbilder Der Auszubildende Einordnung in den Ausbildungsrahmenplan Einführung zum Thema Lernvoraussetzungen Individuelle Voraussetzungen des Auszubildenden Voraussetzungen nach dem Ausbildungsabschnitt Unterweisungsort Unterweisungsdauer Hilfsmittel/ Medien Werkzeuge/ Material Pädagogische Medien Angestrebte Kompetenzen Fachkompetenzen (Lernzielniveau, Lernzielbereich) Methodenkompetenz Sozialkompetenz Hinweise zur Methode Erarbeitende Methode Vorbereitungsphase Vor dem Unterweisungstag Unterweisungstag Erarbeitungsphase Arbeitsanalyse Kontrollphase Übungsphase Anhang/ Dokumentation Erklärung... 22

3 3 Installation eines PROFIBUS DP- Anschlussstecker RS 485 an eine PROFIBUS DP- Busleitung 1 Die Beteiligten 1.1 Der Ausbilder Mein Name ist Eric Caspary und ich bin 28 Jahre alt. Ich habe eine abgeschlossene Berufsausbildung in dem Beruf des Energieelektroniker Fachrichtung Betriebstechnik. Diese Ausbildung habe ich 2000 bis 2004 in der Firma Goodyear Dunlop Tires Germany GmbH in Wittlich absolviert. Nach erfolgreichem Abschluss meiner Ausbildung bin ich in dieser Firma seit Januar 2004 als Energieelektroniker in der Instandhaltungsabteilung IH-W eingestellt. Meine Aufgaben sind die Instandhaltung, Wartung und Reparatur von Produktionsmaschinen und Fertigungsanlagen. Zur Zeit besuche ich neben meinem Beruf die Klasse ATZ09 des Balthasar Neumann Technikum in Trier. In dieser Abendschule mache ich eine Weiterbildung zum Staatlich geprüften Automatisierungstechniker der Fachrichtung Prozessautomatisierung. Im Rahmen dieser Ausbildung habe ich mich entschlossen als Wahlpflichtmodul Berufsund Arbeitspädagogik zu wählen. Dieses Modul beinhaltet diese Unterweisung für einen Auszubildenden. 1.2 Der Auszubildende Der fiktive Auszubildende Michael Meier ist 18 Jahre alt und absolviert eine Ausbildung zum Elektroniker für Automatisierungstechnik bei der Firma Goodyear Dunlop Tires Germany GmbH in Wittlich. Neben der Ausbildung im Betrieb besucht er die Berufsschule in Wittlich. Das erste Ausbildungsjahr wurde in der überbetrieblichen Ausbildungsstätte des ÜAZ Wittlich absolviert, wo er die Grundlagen der Elektrotechnik erlernte. Der Auszubildende befindet sich im 2. Lehrjahr. Momentan befindet sich Hr. Meier in der Abteilung KE-W in der er neue Maschinen aufstellt und vorhandene Anlagen modernisiert bzw. umbaut.

4 4 Installation eines PROFIBUS DP- Anschlussstecker RS 485 an eine PROFIBUS DP- Busleitung 2 Einordnung in den Ausbildungsrahmenplan Folgende berufsspezifischen Qualifikationen werden laut Ausbildungsrahmenplan zum Elektroniker für Automatisierungstechnik in dieser Unterweisung vermittelt: - Montieren und Installieren ( 4 Abs. 2 Abschnitt A Nr. 9) d) Leitungswege und Gerätemontageorte unter Beachtung der elektromagnetischen Verträglichkeit festlegen i) Leitungen auswählen sowie Baugruppen und Geräte verdrahten l) Leitungen zurichten und mit unterschiedlichen Anschlusstechniken verarbeiten - Installieren von Systemkomponenten und Netzwerken ( 4 Abs. 2 Abschnitt A Nr. 9) a) Leitungen konfektionieren sowie Komponenten verbinden d) drahtgebundene und drahtlose Übertragungssysteme installieren, in Betrieb nehmen und prüfen Quelle: Ausbildungsrahmenplan für den Ausbildungsberuf des Elektroniker für Automatisierungstechnik 2.1 Einführung zum Thema Wie in dem Titel der Unterweisung zu erkennen ist, wird in diesem Entwurf erarbeitet wie ein sogenannter PROFIBUS DP- Anschlussstecker ( DP = Dezentrale Peripherie ) an ein PROFIBUS DP- Buskabel anzuschließen ist. Ich habe mich für dieses Thema entschieden, da es in der heutigen Fertigungs- und Prozesstechnik Standard ist, diverse Signale über ein Kommunikationssystem/Feldbussystem zu erfassen. Der sogenannte PROFIBUS DP ist ein weitverbreitetes Feldbussystem. PROFIBUS DP wird in der restlichen Unterweisung abgekürzt als PROFIBUS bezeichnet. Das Bussystem besteht aus einem zweiadrigen Buskabel das die einzelne Stationen (Master und Slaves) miteinander verbindet. Der Anschluss an eine solche Station erfolgt über den PROFIBUS- Anschlussstecker. Da ich es in meinem Berufsalltag schon des Öfteren erlebt habe, dass es durch eine falsche und/oder nicht fachgerechten Montage des Steckers an das Buskabel, zu erheblichen und zeitaufwendigen Fehlern bzw. Störungen gekommen ist, habe ich mich für dieses Thema für die Unterweisung entschieden.

5 5 Installation eines PROFIBUS DP- Anschlussstecker RS 485 an eine PROFIBUS DP- Busleitung 3 Lernvoraussetzungen 3.1 Individuelle Voraussetzungen des Auszubildenden Hr. Meier hat sich in dem bisherigen Ausbildungszeitraum als engagierter und aufgeschlossener Mitarbeiter präsentiert. Er zeigt eine gute und schnelle Auffassungsgabe und weist ein großes Interesse bei neuen Aufgabenstellungen und unbekannten Sachverhalten auf. 3.2 Voraussetzungen nach dem Ausbildungsabschnitt Hr. Meier befindet sich in der Mitte des zweiten Lehrjahres und beherrscht die Grundlagen der Elektrotechnik. Er besitzt alle nötigen Kenntnisse zur Handhabung der Werkzeuge und er ist in der Lage Kunststoffmantelleitungen ohne Abschirmung fachgerecht abzumanteln. Der Umgang mit der automatischen Abisolierzange ist Hr. Meier vertraut. Der Auszubildende hat in der Berufsschule laut Rahmenlehrplan die theoretischen Grundlagen der Bussysteme vermittelt bekommen. Im Hinblick auf die Arbeitssicherheit ist Hr. Meier in regelmäßigen Abständen unterwiesen worden und braucht deshalb nicht mehr genauer geschult werden. Den sicherheitsgerechten Umgang mit dem Kabelmesser ist dem Auszubildenden bekannt und er beherrscht diesen. 4 Unterweisungsort Die Unterweisung findet in einem Übungsraum in der Werkstatt der Abteilung KE-W im Werk Goodyear Dunlop Tires Germany statt. Dieser Ort wurde gewählt, da sich der Raum gesondert und abgetrennt zur Werkstatt befindet. Dort ist mit den wenigsten Störungen zu rechnen. Der Anschluss des Bussteckers erfolgt zunächst an einem kurzen Übungskabel. Ebenfalls befindet sich dort eine SPS-Übungsplatz mit einem kleinem Busnetzwerk.

6 6 Installation eines PROFIBUS DP- Anschlussstecker RS 485 an eine PROFIBUS DP- Busleitung 5 Unterweisungsdauer Für die Unterweisung ist eine Dauer von 95 Minuten vorgesehen. Diese teilt sich wie folgt auf: Phasen: Vorbereitungsphase Vortag Vorbereitungsphase Erarbeitungsphase Kontrollphase Übungsphase Zeitangabe: 20 min 15 min 15 min 15 min 30 min Die Vorbereitungsphase habe ich aus folgendem Grund aufgeteilt, da ich Hr. Meier am Vortag der Unterweisung das Informationsblatt PROFIBUS zur Erarbeitung mit nach Hause gebe. Die Übungsphase teilt sich insgesamt in 30 Minuten auf, wobei diese nicht komplett im Anschluss der Unterweisung liegen. Durch das Üben und Festigen, sowie erteilen von konkreten Aufgaben im Anschluss der Unterweisung habe ich diese Zeitangabe gewählt.

7 7 Installation eines PROFIBUS DP- Anschlussstecker RS 485 an eine PROFIBUS DP- Busleitung 6 Hilfsmittel/ Medien 6.1 Werkzeuge/ Material Material: - PROFIBUS- Buskabel; Siemens 6XV1830-0EH10 SIMATIC NET, PROFIBUS FC Standard, Buskabel 2- adrig, geschirmt, - PROFIBUS- Anschlussstecker; 6ES7972-0BB12-0XA0 SIMATIC DP, ANSCHLUSSSTECKER FUER PROFIBUS Werkzeuge: - Kabelmesser - Automatische Abisolierzange - Schlitzschraubendreher 0,6 x 3,5 x 185 mm - Schlitzschraubendreher 0,4 x 2,5 x 150 mm - Seitenschneider 160 mm - Elektronik- Seitenschneider 125 mm 6.2 Pädagogische Medien In der Unterweisung werden folgende pädagogischen Medien eingesetzt: - Informationsblatt PROFIBUS - Frageblatt PROFIBUS - Fehlerhafter Anschlussstecker - Testaufbau SPS- Übungsplatz mit Busnetzwerk

8 8 Installation eines PROFIBUS DP- Anschlussstecker RS 485 an eine PROFIBUS DP- Busleitung 7 Angestrebte Kompetenzen In diesem Abschnitt wird auf die Kompetenzen eingegangen, die ich bei dieser Unterweisung vermitteln möchte. Im allgemeinen gibt es die: Fachkompetenz Methodenkompetenz Sozialkompetenz Selbstkompetenz Sprachkompetenz Lernkompetenz In dieser Unterweisung liegt der Schwerpunkt auf folgenden: 7.1 Fachkompetenzen (Lernzielniveau, Lernzielbereich) - Der Auszubildende kann ein PROFIBUS- Buskabel fachgerecht abmanteln ( Lernzielniveau: Übertragung; Lernzielbereich: psychomotorisch) - Der Auszubildende kann einen PROFIBUS- Anschlussstecker fachgerecht an einem PROFIBUS- Buskabel anschließen und montieren ( Lernzielniveau: Übertragung; Lernzielbereich: Psychomotorisch) - Der Auszubildende kann die richtige Kabelzuführung des Anschlusssteckers auswählen ( Lernzielniveau: Reorganisation; Lernzielbereich: Kognitiv) - Der Auszubildende kann den Busabschlusswiderstand für den Teilnehmer einstellen ( Lernzielniveau: Reorganisation; Lernzielbereich: Kognitiv) - Der Auszubildende weiß, auf welche Punkte er hinsichtlich der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) zu achten hat ( Lernzielniveau: Reorganisation; Lernzielbereich: Kognitiv) - Der Auszubildende kann die Arbeitsschritte für das anschließen des PROFIBUS- Anschlusssteckers wiedergeben ( Lernzielniveau: Reproduktion; Lernzielbereich: Kognitiv)

9 9 Installation eines PROFIBUS DP- Anschlussstecker RS 485 an eine PROFIBUS DP- Busleitung 7.2 Methodenkompetenz - Der Auszubildende kann seine bevorstehende Aufgabe analysieren und die anfallenden Arbeitsschritte methodisch strukturieren und in einen sinnvollen Ablauf bringen. - Der Auszubildende hat die Fähigkeit Strategien (Methoden) zu entwickeln um eine Problemstellung zu lösen und diese ebenfalls bei anderen Aufgaben anzuwenden 7.3 Sozialkompetenz - Der Auszubildende erarbeitet sich im Team (hier Ausbilder und Auszubildender) einen Lösungsweg um die Problemstellung zu erfüllen - Der Auszubildende hat die Fähigkeit, mit anderen kommunikativ und kooperativ zusammenzuarbeiten - Der Auszubildende beachtet die Unfallverhütungsvorschriften um weder sich noch andere zu gefährden ( hier der Umgang mit dem Kabelmesser/ Abmantelwerkzeug) - Der Auszubildende achtet auf fachgerechten Umgang mit den Werkzeugen/ Werkstücken um diese nicht zu beschädigen - Der Auszubildende legt die benutzten Werkzeuge und Materialien nach der Benutzung ordnungsgemäß und sauber zurück

10 10 Installation eines PROFIBUS DP- Anschlussstecker RS 485 an eine PROFIBUS DP- Busleitung 8 Hinweise zur Methode 8.1 Erarbeitende Methode Bei der Auswahl der Methode habe ich mich für die erarbeitende Methode entschieden. Ich habe diese Methode gewählt, da bei dieser Unterweisungsform das selbstständige Arbeiten des Lehrlings am besten gefördert wird. Der Auszubildende lernt, wie er eigenständig Problemlösungen erarbeiten kann. Diese Strategien kann der Lehrling in seinem späteren Berufsleben anwenden. Durch die erarbeitende Methode ist sichergestellt, dass der Lehrling während der Unterweisung nicht das Interesse verliert, da ausschließlich er bei der Unterweisung aktiv arbeitet. Michael kann während der Unterweisung den Umgang mit dem einzelnen Werkzeugen vertiefen. Ich lege bei diesem Entwurf großen Wert auf einen sauberen und fachgerechten Anschluss des Bussteckers, sowie ein einwandfreies absetzten des PROFIBUS- Buskabel. Der Grund warum ich zum Abmanteln und absetzten des Buskabel ein Kabelmesser gewählt habe, ist jener, weil durch diese Methode ein sauberes und vorsichtiges arbeiten vorausgesetzt wird. Erfolgt dieser Arbeitsgang nicht korrekt, können der Kabelschirm, sowie die Einzeladern beschädigt werden. Diese Sorgfalt möchte ich dem Auszubildenden vermitteln und er kann diese auf andere Problemstellungen übertragen.

11 11 Installation eines PROFIBUS DP- Anschlussstecker RS 485 an eine PROFIBUS DP- Busleitung 8.2 Vorbereitungsphase Vor dem Unterweisungstag Am Tag vor der Unterweisung, teile ich dem Auszubildenden, am Ende seiner Arbeitszeit das Informationsblatt PROFIBUS aus. Ich gebe Hr. Meier die Aufgabe das Blatt durchzulesen und den Inhalt zu bearbeiten. Ich erkläre Michael, dass dieses Blatt zur Vorbereitung zu der Unterweisung benötigt wird Unterweisungstag Am Anfang erläutere ich zunächst Hr. Meier das heutige Unterweisungsthema und beschreibe ihm kurz den weiteren Ablauf. Da zu Michaels Aufgaben in seinem Ausbildungsalltag das Errichten und Umbauen von Produktionsmaschinen zählt, zudem eine Installation von einem Busnetzwerk gehört, erläutere ich Michael die Wichtigkeit dieser Unterweisung. Im Anschluss erkläre ich Herrn Meier, dass ich ihm nun drei Fragen ( siehe Anhang Frageblatt PROFIBUS ) zu dem Informationsblatt PROFIBUS stelle. Diese soll Michael kurz auf dem dafür vorgesehenen Blatt beantworten. Ich nutze dies zum einen um einen Einstieg in das Thema zu erhalten und zum anderen stelle ich fest, ob Michael meine Aufgabe vom Vortag befolgt hat. Durch die gestellten Fragen erhalte ich Informationen auf welchen Wissensstand sich der Auszubildende befindet und Michael kann die erlernten Grundlagen der Bussysteme, die er in der Berufsschule erlernt hat noch einmal wiederholen. Sind die Fragen und Antworten geklärt zeige ich an einem Beispiel ( fertiger Anschlussstecker), welches sich an dem SPS- Übungsplatz befindet, was er durch seinen Einsatz am Ende der Unterweisung erreichen wird. Durch diesen Vorgang rege ich die intrinsische Motivation bei Michael an. Die benötigten Materialien und Werkzeuge liegen vor Ort, sodass unmittelbar im Anschluss der Vorbereitung angefangen werden kann.

12 12 Installation eines PROFIBUS DP- Anschlussstecker RS 485 an eine PROFIBUS DP- Busleitung 8.3 Erarbeitungsphase Der Auszubildende und ich setzen uns an einen Tisch der direkt vor dem SPS- Übungsplatz steht. Es ist für diese Arbeit ausreichend Platz auf dem Tisch vorhanden. Ich stelle Michael die Frage wie er zu nun vorgehen würde. Nachdem er mir die ersten Schritte erklärt hat und ich keine Einwände habe, sowie ich keine gravierenden Fehler im Vorgang erkenne, lasse ich Michael mit der Arbeit beginnen. Anhand der Arbeitsanalysepunkte 1-4 (siehe Abschnitt 8.4) erwarte ich bei Michael bei diesen Vorgängen nur leichte Schwierigkeiten. Diese leichten Schwierigkeiten vermute ich bei dem richtigen Ablängen der Isolierungen und des Kabelschirmes. Ich gebe dem Auszubildenden genügend Zeit und Möglichkeiten, die genauen Maße zu bestimmen. Ich ermutige Michael, wenn es nicht direkt beim ersten Mal funktioniert, es mehrmals zu versuchen. Desweiteren gebe ich ihm den Hinweis, wenn bei diesen Punkten genau gearbeitet wird, es am Ende beim verschließen des Stecker weniger Probleme auftreten. Nachdem diese Punkte erfolgreich bearbeitet wurden und das Buskabel fertig abgemantelt ist, erwarte ich bei den Punkten 5-6 die größten Schwierigkeiten. Ich lasse mir wieder kurz von dem Auszubildenden das weitere Vorgehen erklären. Sollte Michael bei der Auswahl der Kabeleinführung ( Punkt 5 ) nicht wissen welche er zu benutzen hat, bitte ich ihn sich das Informationsblatt PROFIBUS zur Hilfe zu nehmen und gebe ihm den Hinweis, dass sich auf dem Anschlussstecker Symbole für die Zu- und Weiterführung befinden. Treten beim Anklemmen der Einzeladern im Stecker Probleme auf, erinnere ich Michael an den Hinweis des Informationsblattes und bitte ihn dieses eventuell wieder zu benutzen. Bei den Punkten 7 8 der Arbeitsanalyse sehe ich bei Michael keine weiteren Probleme entgegenkommen, da es dort im wesentlichen auf die richtigen Längen der Punkte 1-4 ankommt. Der letzte Vorgang zählt zu einer der wichtigsten in dieser Unterweisung. Ich erwarte und habe es schon sehr oft erfahren, dass das Einstellen des Busabschlusswiderstandes ( Punkt 9 ) vergessen wird, da für die meisten nach dem verschließen des Steckers der Arbeitsvorgang beendet ist. Ist dies bei Michael der Fall, gebe ich ihm die Aufgabe sich den fertigen Stecker nochmals anzusehen und lasse mir die eventuelle Funktion des Schalters erklären. Ist der Auszubildende in der Lage mir den Schalter zu erklären wird ihm sein kleiner Fehler auffallen, ansonsten erkläre ich ihm diese Funktion. Sollten bei der erarbeiteten Methode Fragen zu einem Arbeitsvorgang auftreten, erkläre ich diese dem Auszubildenden. Ebenfalls zeige bzw. gebe ich Hilfe bei Problemen mit dem Umgang der Werkzeuge.

13 13 Installation eines PROFIBUS DP- Anschlussstecker RS 485 an eine PROFIBUS DP- Busleitung 8.4 Arbeitsanalyse Lfd. Nr.: 1. Arbeitsstufen (Was?) Außenmantel ablängen und abisolieren 2. Kabelschirm ablängen 3. Isolierung des Innenmantels entfernen 4. Einzeladern abisolieren 5. Auswahl der Kabeleinführung Ausführungshinweise (Wie?) Länge anhand des vorliegenden PROFIBUS- Steckers bestimmen und mit Kabelmesser abtrennen Maß für benötigte Länge vom Schirmblech des Stecker bestimmen, Kabelschirm mit Messer und Seitenschneider (klein) kürzen Länge im Stecker von Kabelschirmauflage bis Klemmstelle bestimmen, Isolierung mit Kabelmesser entfernen Mit Abisolierzange Isolierung von Ader grün und rot entfernen Kabeleinführung auf der linken Seite verwenden Begründungen (Warum?) Genaue Länge muss wegen benötigtem Platz und Schirmauflage eingehalten werden, zu scharfes Messer kann Kabelschirm beschädigen Falsch abgelängter Kabelschirm kann unter Zugentlastung eingeklemmt werden Es können nur die Einzeladern im Stecker angeklemmt werden, zu scharfes Messer kann Isolierung der Einzeladern beschädigen Nur blanke Kupferenden dürfen in Schraubklemmen angeklemmt werden Busanschluss für erster und letzter Teilnehmer; immer links Busanschluss für sonstige Teilnehmer; Buszuführung immer links, Busweiterführung immer rechts 6. Anklemmen der Einzeladern Mit Schraubendreher bei dem ersten/ letzten Teilnehmer und Buszuführung grüne Ader auf Klemme A1 und rote Ader auf Klemme B1 festschrauben Busweiterführung grüne Ader auf Klemme A2 und rote Ader auf Klemme B2 Vertauschen der Adern kann zu Busstörungen führen, Eselsbrücke: Grüne Ader auf A wie Apfelgrün, Rote Ader auf B wie Blutrot 7. Auflegen des Kabelschirmes Freigelegter blanker Kabelschirm auf Schirmblech legen Es muss unbedingt der Kabelschirm aufgelegt werden, nur so ist eine ausreichende elektromagnetische Verträglichkeit gegeben 8. Verschließen des Busanschlusssteckers Gehäusedeckel mit Zugentlastung mit Steckerunterteil verschrauben Durch Zugentlastung wird Kabel vor mechanischen Beanspruchung geschützt 9. Einstellen des Busabschlusswiderstandes Schalter an Gehäuseseite auf ON stellen Für ersten und letzten Teilnehmer; immer ON Für alle sonstigen Teilnehmer immer OFF

14 14 Installation eines PROFIBUS DP- Anschlussstecker RS 485 an eine PROFIBUS DP- Busleitung 8.5 Kontrollphase Im Anschluss der erarbeitenden Phase bespreche ich mit dem Auszubildenden in der Kontrollphase die Unterweisung. Ich lasse Michael seine Arbeit selbst beurteilen und möchte von ihm wissen bei welchen Arbeitsphasen er Probleme hatte. Im Team erarbeiten wir die wesentlichen Kernpunkte auf welche besonderes zu achten sind. Michael soll die erarbeiteten Punkte schriftlich in die richtige Reihenfolge bringen. Dadurch erhält er ein zusätzliches Informationsblatt welches ihm die richtige Reihenfolge zum anschließen des Steckers zeigt. Wir wiederholen nochmals die Fragen, welche ich ihm in der Vorbereitungsphase gestellt habe und lasse mir die Zusammenhänge für die Einzelschritte erklären. Ich nutze dies um das erlernte zu sichern und zur Überprüfung des Lernerfolges. Ich teile Michael das Frageblatt aus, er kann dieses als zusätzliche Information der Unterweisung verwenden. Außerdem zeige ich Michael den fehlerhaften Anschlussstecker und lasse ihn versuchen die fehlerhaften Punkte zu finden ( siehe Anhang, sonstige Bilder). Dazu lasse ich dem Auszubildenden genügend Zeit um ihn nicht unter Druck zu setzen. Im Anschluss besprechen wir, welche fehlerhaften Punkte an dem Beispielstecker vorhanden sind. 8.6 Übungsphase Nach Abschluss der Unterweisung stelle ich Michael konkrete Übungsaufgaben. Er bekommt die Aufgabe den Anschlussstecker nochmals neu zu montieren. Aufbauend und um den Schwierigkeitsgrad zu erhöhen erhält Michael den Auftrag nun zwei Buskabel ( Buszuführung und Weiterführung) an dem Anschlussstecker zu montieren. Während diesen Aufgaben halte ich mich zurück, sodass Michael weitestgehend alleine arbeitet. Ich achte darauf, dass sich keine Fehler verfestigen. Nachdem diese Aufgaben durchgeführt und besprochen sind, wird Michael bei einer Installation eines Busnetzwerkes an einer Maschine eingeplant. Der Schwierigkeitsgrad wird dadurch nochmals erhöht und der Auszubildende kann seine erlernten Fähigkeiten und Kenntnisse im Berufsalltag anwenden und festigen.

15 15 Installation eines PROFIBUS DP- Anschlussstecker RS 485 an eine PROFIBUS DP- Busleitung 9 Anhang/ Dokumentation Bilder Werkzeuge Kabelmesser Automatische Abisolierzange Schlitzschraubendreher 0,6 x 3,5 x 185 mm Schlitzschraubendreher 0,4 x 2,5 x 150 mm Seitenschneider 160 mm Elektronik- Seitenschneider 125 mm

16 16 Installation eines PROFIBUS DP- Anschlussstecker RS 485 an eine PROFIBUS DP- Busleitung Bilder Materialien PROFIBUS- Buskabel; Siemens 6XV1830-0EH10 SIMATIC NET PROFIBUS- Anschlussstecker; 6ES7972-0BB12-0XA0 SIMATIC DP Sonstige Bilder Fehlerhafter Anschlussstecker: - Keine Zugentlastung - Schirm nicht auf Schirmblech aufgelegt - Isolierung von Innenmantel zu lang - Isolierung von Einzeladern beschädigt - Einzeladern sind vertauscht angeklemmt Fachgerechter Anschlussstecker:

17 17 Installation eines PROFIBUS DP- Anschlussstecker RS 485 an eine PROFIBUS DP- Busleitung PROFIBUS Der PROFIBUS (Process Field Bus) ist ein Standard für die Feldbus- Kommunikation in der Automatisierungstechnik. PROFIBUS existiert zur Zeit in drei Varianten, wobei DP die meistgenutzte Variante ist: - PROFIBUS DP ( Dezentrale Peripherie ) wird zur Ansteuerung von Sensoren und Aktoren durch eine zentrale Steuerung in der Fertigungstechnik verwendet. Hier stehen insbesondere auch die vielen Standarddiagnosemöglichkeiten im Vordergrund. Weitere Einsatzgebiete sind die Verbindung von mehreren Steuerungen untereinander. Es sind Datenraten bis zu 12 Mbit/s auf verdrillten Zweidrahtleitungen und/oder Lichtwellenleitern möglich. - PROFIBUS PA ( Prozess- Automation ) ist insbesondere für die Anwendung in Bereichen, in denen Explosionsschutz zwingend erforderlich ist, vorgesehen. Er bietet Eigensicherheit und Fernspeisung der Busteilnehmer. - PROFIBUS FMS ( Fieldbus Message Specification ) war vor allem für den Einsatz in komplexen Maschinen und Anlagen gedacht. Diese Protokollvariante wurde von DP abgelöst und ist heute nicht mehr Bestandteil der Internationalen Feldbusnorm. Der PROFIBIS DP verbindet über eine geschirmte, verdrillte Zweidrahtleitung ( Buskabel) die einzelnen Teilnehmer, wie Master und Slaves miteinander. Die zentrale Steuerung (Master) liest zyklisch die Eingangsinformationen von den Slaves aus und schreibt die Ausgangsinformationen zyklisch an die Slaves. Als Busstruktur ist eine Linie vorgesehen, die an beiden Enden mit einem Abschlusswiderstand abgeschlossen ist. Der Busabschlusswiderstand terminiert den PROFIBUS und sorgt damit für einen definierten Pegel des RS 485- Signals und die Unterdrückung von Reflektionen und Störungen auf dem Buskabel.

18 18 Installation eines PROFIBUS DP- Anschlussstecker RS 485 an eine PROFIBUS DP- Busleitung Der Anschluss der Busleitung an die einzelnen Teilnehmer erfolgt über einen PROFIBUS- Anschlussstecker. Es gibt verschiedene Ausführungen, in diesem Beispiel ist ein Stecker mit Programmierbuchse gezeigt. 1) Gehäusedeckel 8) Buchse zum Anschluss an Teilnehmer 6) Schraubklemmblock für Einzeladern 3) Schirmblech für Kabelschirm 7) Programmierbuchse 9) Schalter für Busabschlusswiderstand 2) Zugentlastung für zuund weiterführendes Buskabel 5) Kabelschirm 4) Buskabel Das Buskabel (4) wird über einer der zwei Kabelzuführungen in den PROFIBUS- Anschlussstecker eingeführt. Es ist darauf zu achten, dass die Zugentlastung richtig in der dafür vorgesehenen Stelle mit dem Außenmantel (2) aufliegt. Die Auswahl der Kabeleinführung richtet sich nach dem anzuschließenden Teilnehmer. - Kabelzuführung für den ersten und letzten Busteilnehmer im Bussegment immer links (ein anzuschließendes Kabel) - Kabelzuführung für sonstige Busteilnehmer; - Buszuführung immer links - Busweiterführung immer rechts (zwei anzuschließende Kabel) Der Kabelschirm (5) ist auf das Schirmblech (3) im Anschlussstecker aufzulegen. Beschädigungen am Kabelschirm und/oder das nicht auflegen des Kabelschirmes sind nicht erlaubt, da dies zu elektromagnetischen Störungen führt. Ebenfalls ist das Beschädigen der Einzeladern des Buskabels zu verhindern, beschädigte Adern können bei mechanischer Beanspruchung des Kabels brechen.

19 19 Installation eines PROFIBUS DP- Anschlussstecker RS 485 an eine PROFIBUS DP- Busleitung Die abisolierten Einzeladern werden bei dem ersten und letzten Teilnehmer, sowie bei der Buszuführung auf die Klemmen A1 und B1 gelegt. Die grüne Ader ist auf A1 anzuschließen und die rote Ader auf B1. Die Einzeladern der Busweiterführung werden auf A2 und B2 angeklemmt. Hierbei gilt, grüne Ader auf A2 und rote Ader auf B2. Hinweis: Grüne Ader auf A wie Apfelgrün, Rote Ader auf B wie Blutrot Sind die Einzeladern angeschlossen kann der PROFIBUS- Anschlussstecker verschlossen werden. Im Anschluss muss der Busabschlusswiderstand mit Hilfe des Schalter (9) eingestellt werden. Bei dem ersten und letzten Teilnehmer muss der Schalter immer auf ON eingestellt werden. Der Busabschluss ist eingeschaltet. Bei allen weiteren Busteilnehmern muss der Schalter immer auf OFF eingestellt sein. Der Busabschluss ist ausgeschaltet. Die Einhaltung dieser Bedingungen ist für einen störungsfreien Betrieb des Busnetzwerkes von größter Wichtigkeit.

20 20 Installation eines PROFIBUS DP- Anschlussstecker RS 485 an eine PROFIBUS DP- Busleitung Fragen zum Informationsblatt PROFIBUS 1. Welche Busstruktur ist für den PROFIBUS DP bei der Installation vorgesehen? 2. Was ist bei der Einführung des Buskables in den Anschlussstecker zu beachten? 3. Welche Klemmstelle ist für die Buszuführung, sowie für den ersten & letzten Teilnehmer im Anschlussstecker zu verwenden?

21 21 Installation eines PROFIBUS DP- Anschlussstecker RS 485 an eine PROFIBUS DP- Busleitung Fragen zum Informationsblatt PROFIBUS 1. Welche Busstruktur ist für den PROFIBUS DP bei der Installation vorgesehen? Für den PROFIBUS DP ist eine Linienstruktur vorgesehen, die an beiden Enden mit einem Busabschlusswiderstand abgeschlossen ist. 2. Was ist bei der Einführung des Buskables in den Anschlussstecker zu beachten? Bei der Einführung des Buskabels ist je nach Teilnehmer die linke, bzw. die rechte Kabeleinführung zu wählen. Für den ersten und letzten Teilnehmer, sowie bei der Buszuführung ist die linke Kabeleinführung zu verwenden. Bei der Busweiterführung ist die rechte Kabeleinführung zu verwenden. Es muss darauf geachtet werden, dass der Mantel des Buskabels richtig in der Zugentlasstung liegt und der Kabelschirm auf dem Schirmblech aufliegt. Beschädigungen am Kabelschirm oder das nicht auflegen des Kabelschirmes sind nicht erlaubt. 3. Welche Klemmstelle ist für die Buszuführung, sowie für den ersten & letzten Teilnehmer im Anschlussstecker zu verwenden? Es ist für die grüne Ader die Klemmstelle A1 zu verwenden und für die rote Ader Klemmstelle B1.

22 22 Installation eines PROFIBUS DP- Anschlussstecker RS 485 an eine PROFIBUS DP- Busleitung 10 Erklärung Die hier vorstehende schriftliche Planung einer Unterweisung wurde von mir selbstständig und nur mit den angegebenen Hilfsmitteln verfasst. Zeltingen- Rachtig, Eric Caspary ATZ09