Gebrauchsanweisung

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1 7/98-V5-MM Gebrauchsanweisung Verfahrenstechnisches Modell ( ) Erweiterungssatz zum Verfahrenstechnischen Modell ( ) Wasserversorgung ( ) Fig. 1 Verfahrenstechnisches Modell ( ) mit Erweiterungssatz zum Verfahrenstechnischen Modell ( ) Das Verfahrenstechnische Modell dient der Simulation chemischer Versuchsabläufe. Es ist abgestimmt auf die Vorgabe der neuen Ausbildungsverordnung für naturwissenschaftliche Berufe. Das Gerät ist in der Grundversion voll funktionsfähig und erfüllt alle Voraussetzungen der Inhalte in angewandter Informatik. 1 Sicherheitshinweise Vor Inbetriebnahme beachten: An die Steuereinheit darf eine Versorgungsspannung (Buchse 6) von maximal 24 V Spannung angelegt werden. Höhere Spannungen können zu einer Beschädigung der Elektronik führen. Wenn Steuerungen anderer Hersteller verwendet werden, muß die Ausgangsspannung vorher geprüft werden. Alle Schlauchverbindungen sind auf drucklosen Betrieb (mit der Wasserversorgung ( )) ausgelegt. Wenn das Gerät an eine Druckwasserversorgung angeschlossen werden soll, müssen die Schlauchverbindungen durch druckbeständige Schläuche ersetzt werden, die entsprechend zu sichern sind. Der Heizstab darf bei leerem bzw. bei weniger als ¼ gefülltem Reaktionsgefäß maximal 2 Minuten betrieben werden. Die Rührmotor-Drehzahl darf den Wert von 300 U/min nicht überschreiten. Vor Inbetriebnahme der Apparatur ist darauf zu achten, daß diese mit 1 L Wasser oder mit destilliertem Wasser unter Zugabe von 0,15 g NaCl aufgefüllt wird.

2 Gebrauchsanweisung Seite 2/5 Fig. 2 Verfahrenstechnisches Modell ( ) mit Erweiterungssatz zum Verfahrenstechnischen Modell ( ) 2 Beschreibung des Verfahrenstechnischen Modells ( ) Um chemische Prozesse zu simulieren, die der Realität besser angepaßt sind, kann das Gerät mit dem Erweiterungssatz zum Verfahrenstechnischen Modell ( ) aufgerüstet werden. Dieser Erweiterungssatz gehört nicht zum Lieferumfang der Grundversion. Diese Gebrauchsanweisung informiert über die Montage des VTM und des Erweiterungssatzes sowie über seine Grundfunktionen. Bezüglich des Einsatzes und des Umgangs mit externen Prozeß-Steuerungssystemen, wie z.b. Logikbausteinen (Simulog) oder SPS, verweisen wir auf die ausführlichen Anleitungsbücher dieser Systeme. 2.1 Beschreibung, Technische Daten des Verfahrenstechnischen Modells ( ) (s.fig.2) 1 Reaktionsgefäß Duranglas, Volumen 2000 ml, mit Planschliffdeckel ( )(NW 150 cm, 4 Schliffhülsen NS 29), Schnellverschluß, O-Ring ( ) und abgeschrägtem T-Stück 2 Kühler nach Allihn ( ) mit Aquamobil ( ) 3 Rührmotor ( ), ~ 220 V, regelbar 140 bis 1100 U/min, Spannfutter für Rundstäbe 0,5 bis 8 mm und KPG- Rührer, Ø 8 mm, Länge 54 cm, Führung mit Schliff NS 29, Rührwelle mit PFTE-Rührblatt ( ) 4 Quarzheizstab ( ), 1000 W, Länge 30 cm 6 Vorratsgefäß, Duranglas, 1500 ml Volumen, mit Anschlüssen für 3 Füllstandsensoren (S1-S3), Vorlauf, Rücklauf, Belüftung, Spannfedern zur Befestigung S1-S3 Füllstandsensoren des Vorratsgefäßes (6), LF-Elektroden (Pt), Länge 10 cm, Ø 8 mm S7 Füllstandsensor des Reaktionsgefäßes (1), LF-Elektroden (Pt), Länge 10 cm, Ø 8 mm, zur Kontrolle des Ablaufes S8 Kontaktthermometer, C, Länge 46 cm S9 Füllstandsensor des Reaktionsgefäßes (1), LF-Elektrode (Pt), Länge 25 cm, Ø 8 mm, zur Kontrolle des Überlaufs V1 Magnetventil (24 V) für den Zulauf in das Vorratsgefäß (6) V2 Magnetventil (24 V) für den Ablauf aus dem Vorratsgefäß (6) V5 Magnetventil (24 V) für den Ablauf aus dem Reaktionsgefäß (1) V6 Magnetventil (24 V) für den Zulauf des Kühlers (2) 2.2 Lieferumfang des Verfahrenstechnischen Modells ( ) 1 Montageplatte im Aufbaurahmen, Abmessungen: (B H T) cm, Gewicht: 30 kg mit Halterungen für Glasteile und 4 Magnetventilen 1 Reaktionsgefäß 2 L (1) 1 Planschliffdeckel mit 4 Anschlüssen NS 29 und O-Ring 1 Schnellverschluß 1 Glasadapter zum Anschluß von maximal 2 Vorratsgefäßen (3 GL 18) 1 Glasadapter 1 NS 29/32, 1 GL 18 1 GL-Schraubkupplung 1 Abgeschrägtes T-Stück 1 Vorratsgefäß(6) mit GL-Anschlüssen und Überlaufventil 1 Kühler nach Allihn (2) 1 Strömungsmesser Aquamobil 1 Quarzheizstab NS 29/32 (4) 1 Kontaktthermometer (S8) 1 Rührmotor incl. Spannfutter (3) 1 Rührhülse 1 Rührer mit Teflonblatt 1 PVC-Schlauch 1 Elektronische Steuereinheit 1 Kabel zum Anschluß an Steuereinheit, Länge 2 m, 37 adrig 1 Ein-/ Ausgang zur Steuereinheit, Buchsenleiste, Sub D; 37 polig 16 Leuchtdioden

3 Gebrauchsanweisung Seite 3/5 3 Erweiterungssatz zum Verfahrenstechnischen Modell ( ) 3.1 Beschreibung, technische Daten zum Erweiterungssatz zum Verfahrenstechnischen Modell ( ) (s. Fig. 2) 5 Vorratsgefäß, Duranglas, 1500 ml Volumen, mit Anschlüssen für 3 Füllstandsensoren (S4-S6), Vorlauf, Rücklauf, Belüftung, Spannfedern zur Befestigung S4-S6 Füllstandsensoren, LF-Elektroden (Pt), Länge 10 cm, Ø8mm V3 Magnetventil (24 V) für den Zulauf in das Vorratsgefäß (5) V4 Magnetventil (24 V) für den Ablauf aus dem Vorratsgefäß (5) 3.2 Lieferumfang 1 Vorratsgefäß mit GL-Anschlüssen und Überlaufventil (5) 2 Magnetventil (V3) und (V4) mit Ventilhaltern 3 LF-Elektroden (Pt), mit Stecker 2 Halter Vorratsgefäß mit Spannfeder 125 mm 5m PVC Schlauch 5 Montage des Verfahrenstechnischen Modells ( ) (s. Fig. 2) Reaktionsgefäß (1) Das Reaktionsgefäß (1) wird mit einer Spiralfeder auf der Montageplatte befestigt. Der Rührer wird von unten durch den zentrierten Schliff des Planschliffdeckels geschoben. Der O-Ring wird in die Kerbe des Reaktionsgefäßes (1) eingelegt. Der Planschliffdeckel wird auf das Reaktionsgefäß aufgesetzt und mit einem Schnellverschluß verschlossen. Es sollte auf die Lage des Planschliffdeckels (s. Fig. 2) geachtet werden. Heizstab (4) und Rührmotor (3) Der Heizstab (4) wird in den wandnahen Schliff eingesetzt. Die Rührhülse wird über den Rührer gezogen und auf den Schliff aufgesetzt. Der Rührmotor (3) wird an der Montageplatte befestigt. Der Rührer wird über beiliegenden Kunststoffschlauch mit dem Rührmotor (3) verbunden. Kühler nach Allihn (2) und Füllstandsensor zur Kontrolle des Überlaufs (S9) Der Kühler nach Allihn (2) mit Glasadpter (1 NS 29/32, 1 GL 18) verbinden und in den linken Schliff des Planschliffdeckels einsetzen und die GL-Verschraubungen mit Olive am Kühler (2) anbringen. Auf das Schraubgewinde wir eine GL-Verschraubung aufgeschraubt und der Füllstandsensor (S9) durchgesteckt (s. Fig. 4). Vorratsgefäß (6) und Kontaktthermometer (S8) Fig. 3 Wasserversorgung des Verfahrenstechnischen Modells ( ) 4 Wasserversorgung ( ) In den verbleibenden Schliff des Planschliffdeckels wird der Glasadapter zum Anschluß von zwei Vorratsgefäßen eingesetzt. An diesem werden zwei Oliven mit den Schlauchverbindungen zu den beiden Vorratsgefäßen (5) und (6) aufgeschraubt. Die verbleibende GL-Verschraubung wird mit einer Verschraubung mit Dichtung versehen und das Kontaktthermometer durchgesteckt (s. Fig. 4). Das Vorratsgefäß (6) mit den beiden Spiralfedern an der Montageplatte des Verfahrenstechnischen Modells ( ) befestigen. Das Gewinde des Magnetventils (V2) für den Ablauf aus dem Vorratsgefäß über eine Schraubkupplung mit dem Vorratsgefäß (6) verbinden. Die Olive des Magnetventils (V2) über einen PVC-Schlauch mit der Olive des Adapters zum Anschluß von zwei Vorratsgefäßen verbinden. Die Füllstandsensoren (S1) - (S3) werden wie im nächsten Abschnitt beschrieben an den GL 18-Gewinden des Vorratsgefäßes (6) angebracht. 4.1 Beschreibung, technische Daten Wasserversorgung ( ) (s. Fig. 3) 7 Vorratsgefäß, 18 L; (B H T) ( ) mm 8 Tauchpumpe mit Steckernetzgerät 12V/1,7 A, Fördermenge max. 10 L/min, Förderhöhe max. 6 m, Gewicht 145 g 9 Deckel des Vorratsgefäßes; mm, mit 3 Schlauchanschluß-Oliven 10 Zulauf Kühler (2) und Vorratsgefäße (5) und (6) 11 Ablauf Kühler (2) und Reaktionsgefäß (1) 12 Versorgungskanal des Verfahrenstechnischen Modells ( ) mit 7 Verteilerausgängen 4.2 Lieferumfang der Wasserversorgung ( ) 1 Vorratsgefäß(7) 1 Deckel mit 3 angeschraubten Oliven (9) 1 Tauchpumpe mit Netzteil (8) 2 O-Ring12,8 3,2 1 Schlauchanschluß für die Tauchpumpe (8) 1 Dichtring A ,5 Fig. 4 Montage der Sensoren

4 Gebrauchsanweisung Seite 4/5 S1- S9Sensoren des verfahrenstechnischen Modell ( ) 13 GL 18-Schraubkappe 14 GL 18-Dichtung mit Bohrung 15 GL 18-Gewinde Montage der Sensoren (S1) - (S9) Über die Glaswand der Sensoren (S1) - (S9) je eine GL 18- Schraubkappe (13) und eine GL 18-Dichtung (14) streifen. Dann die GL 18-Schraubkappe (13) auf das jeweilige GL 18- Gewinde (15) schrauben (s. Fig. 4). Montage des Erweiterungssatzes zum Verfahrenstechnischen Modell ( ) (5) Das Vorratsgefäß (5) mit den beiden Spiralfedern an der Montageplatte des Verfahrenstechnischen Modells ( ) befestigen. Das Gewinde des Magnetventils (V4) für den Ablauf aus dem Vorratsgefäß über eine Schraubkupplung mit dem Vorratsgefäß (5) verbinden. Die Olive des Magnetventils (V4) über einen PVC-Schlauch mit der Olive des Adapters zum Anschluß von zwei Vorratsgefäßen verbinden. Die Füllstandsensoren (S4) - (S6) werden wie beschrieben an den GL 18-Gewinden des Vorratsgefäßes (5) angebracht (s. Fig. 4). Montage und Inbetriebnahme der Wasserversorgung ( ) (s. Fig. 4) Die Wasserversorgung ( ) wird über die Olive (10) der Umwälzpumpe an den Versorgungskanal angeschlossen (s. Fig. 3). Der Rücklauf des Versorgungskanals wird mit der Olive Wasserrücklauf (11) der Wasserversorgung verbunden. Die Entleerung des Reaktionsgefäßes findet über eine separate Olive (11) Entleerung Reaktionsgefäß statt. 6.1 Beschreibung, technische Daten Elektronische Steuereinheit (s. Fig. 5) 16 CPS Platte mit der elektronischen Steuereinheit; (B H T) mm; Masse 3 kg 17 Ein/Aus-Schalter 18 Sicherung6A 19 Notausschalter 20 Umschalter Manuell / Extern 21 Eingänge Spannungsversorgung, und Ausgang Startsignal 22 Schalter für Startsignal 23 Taster zur Aktivierung der Ventile V1 - V6 24 Schalter Heizung und Relaiseingang 25 Schalter Rührmotor und Relaiseingang 26 Schalter Pumpe und Relaiseingang 27 Stromversorgung SPS oder Simulog 28 Stromversorgung Pumpe 29 Buchsenleiste, Sub D, 37 polig 30 Stromversorgung Rührmotor 31 Stromversorgung Heizung 32 Eingänge Schalter S1 - S9 6.2 Lieferumfang der Elektronischen Steuereinheit 1 CPS Platte mit der elektronischen Steuereinheit (16) 1 Ein/Aus-Schalter (17) 1 Sicherung6A(18) 1 Notausschalter (19) 1 Umschalter Manuell / Extern (20) 2 Eingänge Spannungsversorgung für Ausgangssignal 1 Ausgang Startsignal 1 Schalter für Startsignal (22) 6 Taster zur Aktivierung der Ventile V1 - V6 (23) 3 Relais für Heizung, Rührmotor und Pumpe 3 Schalter für Heizung, Rührmotor und Pumpe 3 Steckdosen schaltbar über Relais (220 V) für Pumpe, Rührmotor und Heizung 1 Steckdose (27) Festspannung (220 V) für SPS oder Simulog 1 Buchsenleiste, Sub D, 37 polig (29) 9 Eingänge Schalter S1 - S9 1 Literatur: Simulog LS-TTL Teil 4: Digitale Steuerungstechnik ( ) 6.3 Verbindung des Verfahrenstecchnischen Modells ( ) mit der elektronischen Steuereinheit (s. Fig. 5) Fig. 5 Steuereinheit des Verfahrenstechnischen Modells ( ) 6 Elektronische Steuereinheit Mit Hilfe der Steuereinheit wird das Verfahrenstechnische Modell ( ), manuell oder automatisch (mit SPS CPU 314 IFM ( ) oder Simulog ( )) gesteuert. Bei Verwendung einer SPS eines anderen Herstellers wird der Gebrauch eines Inverters ( ) empfohlen. Die elektrische Verbindung zwischen VTM und Steuereinheit (29) erfolgt über ein 37- poliges Kabel. Durch die räumliche Trennung von VTM und Steuereinheit liegen keine gefährliche Spannungen (220 V) am VTM an. Somit entsteht bei einem Störfall (Wasserausbruch, Glasbruch etc.) kein Gefahrenpotential durch anliegende Netzspannung. Heizung und Rührmotor sind schutzgeerdet. Das Verfahrenstechnische Modell mit der elektronischen Steuereinheit (Buchsenleiste (29)) über 37 poliges Kabel verbinden. Heizung (4), Rührmotor (3) und Wasserversorgung ( ) mit den Steckdosen (31), (30) und (28) verbinden. Aus den Steckdosen kann eine Maximalleistung von 1300 W entnommen werden. Die elektronische Steuereinheit (16) wird mit dem Ein / Aus-Schalter (16) eingeschaltet, der Notausschalter (19) muß in der gezogenen Stellung sein. 6.4 Manuelle Steuerung des Verfahrenstechnischen Modells ( ) mit der Elektronischen Steuereinheit Den Umschalter Manuell/Extern (20) in die Stellung Manuell schalten. Mit den Tastern (23) können die Ventile V1-V6 geöffnet werden. Zur Kontrolle leuchten die jeweiligen LED s auf der Steuereinheit und dem Verfahrenstechnische Modell ( ). Das Ein- und Ausschalten von Heizung (4), Rührmotor (3) und Wasserversorgung ( ) geschieht mit den Schaltern (24), (25) und (26). Der Aktivierungszustand der Sensoren S1-S9 wird durch die LED s auf der elektronischen Steuereinheit und auf dem Verfahrenstechnischen Modell ( ) angezeigt. Die Sensoren schalten bei einer Leitfähigkeit von L 250 µs/cm. Die gesamte Anlage kann mit Hilfe des Notausschalters (19) abgeschaltet werden.

5 Gebrauchsanweisung Seite 5/5 6.5 Automatische Steuerung des Verfahrenstechnischen Modells ( ) mit SPS ( ) oder Simulog ( ) Der Umschalter Manuell/Extern (20) in die Stellung Extern schalten. An die Buchsen (21) oben +5 bis +24 V anlegen (+5 V Simulog; +24 V SPS) und Buchse (21) unten mit der Masse verbinden. An der Buchse (21) rechts kann ein Startsignal entnommen werden, das über Schalter (22) ausgelöst wird. Die Sensorbuchsen (32) liefern beim Ansprechen der Sensoren (LED s leuchten auf) eine positive Spannung, die gleich der anliegenden Spannung an der Buchse (21) ist. Ventile V1-V6, Heizung (4), Rührmotor (3) und Wasserversorgung ( ) werden durch ein 0-Signal (Buchse auf Masse legen) an den Buchsen der Ventile V1-V6, Heizung (4), Rührmotor (3) und Wasserversorgung ( ) geschaltet. Während der automatischen Steuerung ist ein Umschalten auf Handbetrieb (den Umschalter Manuell/Extern (20) in die Stellung Manuell schalten) jederzeit möglich. Die Steckdose (27) dient zur Stromversorgung der SPS ( ) bzw. des Simulog ( ). 7 Reinigen des Verfahrenstechnischen Modells ( ) Das Verfahrenstechnische Modell ( ) kann durch Zusatz eines handelsüblichen Spülmittels zu der Wasserversogungs- Flüssigkeit gespült werden. Es dürfen weder Lösungsmittel, starke Säuren noch starke Laugen verwendet werden. Zum Spülen die Steuerung auf Extern stellen und 2 Durchgänge abwarten. Dann wird die Lösung der Wasserversorgung ( ) durch Wasser ersetzt. Es ist darauf zu achten, daß die Leitfähigkeit der Lösung größer als 250 µs/cm ist. Der Durchgang wird wiederholt und die Lösung ein zweites mal ersetzt. 8 Literatur und Software zum Verfahrenstechnischen Modell ( ) Simulog LS-TTL, Teil 1: Schaltnetze und Schaltwerke 98 Seiten, DIN A 4. Versuche zur Einführung in die Angewandte Informatik mit der Grundausstattung Simulog LS-TTL, Teil 4: Digitale Steuerungstechnik 106 Seiten, DIN A 4. Beschreibt unter anderem die Steuerung des Verfahrenstechnischen Modells ( ) mit der Grundausstattung und CBS 9, Softwaremodel Chemieanlage Simulations-Software für MS-DOS-kompatible PC. Monochrome oder farbige Darstellung einer verfahrenstechnischen Chemieanlage Zusatzlizenz CBS 9, Softwaremodell Chemieanlage Zum verbinden der SPS oder des SIMULOG-Systems mit dem PC über die Drucker-Schnittstelle zur Steuerung des Software- Modells Chemieanlage SPS PC-Programm A020 AKL Software zur Programmierung des Steuergeräts A020 oder A020 Plus über einen PC (MS-DOS kompatible Rechner), mittels Anweisungsliste, Funktionsplan (Logikplan) oder Kontaktplan. LEYBOLD DIDACTIC GMBH Leyboldstrasse 1 D-50354Hürth Phone (02233) Telefax (02233) info@leybold-didactic.de by Leybold Didactic GmbH Printed in the Federal Republic of Germany Technical alterations reserved