STEUERUNGSTECHNIK KAPITEL LOGO LABORÜBUNGEN SCHÜLERVORLAGE

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1 STEUERUNGSTECHNIK KAPITEL LOGO LABORBUNGEN SCHLERVORLAGE LOGO-Lehrstoff-(Schüler)_AFAAAZ.doc /23 Erst.: RV/SR

2 Grundlagen Speicherprogrammierbare Steuerungen (s.499, Pkt.5.3) Verbindungsprogrammierte Steuerung VPS Eine herkömmliche Verdrahtung mit Schützen, Relais, Tastern usw, welche als Steuerstromkreis ausgeführt wird. Die Funktion einer verbindungsprogrammierten Steuerung liegt in der Verdrahtung der Bauteile. Bei Änderungen des Programmablaufes sind hier zeitaufwendige Umverdrahtungsarbeiten notwendig. Speicherprogrammierbare Steuerung SPS Die Verdrahtung erfolgt an eine zentrale Steuerungseinheit (sternförmig). Jedes Bauteil wird mit einer Ein- oder Ausgabe-Einheit direkt verbunden. Die Funktion wird als Anordnung von Funktionsbausteine verschiedener logischen Verknüpfungen (Steueranweisung) in einen Programmspeicher geschrieben. Bei Änderungen wird keine Verdrahtung geändert, sondern nur im Programm die Anordnung der logischen Verknüpfungen umgeschrieben. Aufbau einer SPS Kompakte SPS Kleinsteuergeräte Micro Automation In einem Gehäuse sind alle wichtigen Bauteile eingebaut: Netzteil, Digitale Eingänge, Digitale Ausgänge, SPS-Programmspeicher (eventuell könne auch Analoge Ein- und Ausgänge und weiter Funktionsbauteile eingebaut sein). Ist auch in Grenzen erweiterbar. Modulare SPS Jeder Funktionsbauteil ist in einem eigenen Gehäuse eingebaut: Netzteil, Digitale Eingangsbaugruppe, Digitale Ausgangsbaugruppe, CPU mit SPS- Programmspeicher, Analoge Ein- und Ausgangsbaugruppe,. Zur Verbindung des Systembusses werden diese Baugruppen auf Profilschienen zusammengesteckt. LOGO (Kleinsteuergerät) S7-300 (Modulare SPS) LOGO-Lehrstoff-(Schüler)_AFAAAZ.doc 2/23 Erst.: RV/SR

3 Grundlagen Speicherprogrammierbare Steuerungen Geräteklassen der Siemens LOGO! Die Logo kann mit folgenden Betriebsspannungen betrieben werden: 230V AC ( V AC) LOGO!230RC und LOGO!230RCo 2/24V DC (0,8 28,8 V DC) LOGO!2/24RC und LOGO!2/24RCo 24V AC (20,4 26,4 V AC) LOGO!24RC und LOGO!24RCo 24V DC (20,4 28,8 V DC) LOGO!24o (Transistorausgänge) R Relais C Clock o Ohne Anzeige Beschaltung einer LOGO! 2/24V RC 24V N SENSOREN Eingänge müssen immer das gleiche Massepotential wie die Spannungsversorgung haben. Max. 0A Max. 5 A bei Erweiterungsmodulen AKTOREN 230V N LOGO-Lehrstoff-(Schüler)_AFAAAZ.doc 3/23 Erst.: RV/SR

4 Grundlagen Speicherprogrammierbare Steuerungen Funktionen einer LOGO! Damit die Logo eine Signalzustandsänderung wahrnimmt, muss der geänderte Signalzustand mindestens einen Programmzyklus vorhanden sein. Konstanten: Digital: Eingänge, Ausgänge und Merker Analog: Eingänge, Ausgänge und Merker Grundfunktionen: AND, AND(Flanke), NAND, NAND(Flanke), OR, NOR, XOR, NOT Sonderfunktionen: Timer Zähler Analog Sonstiges LOGO-Lehrstoff-(Schüler)_AFAAAZ.doc 4/23 Erst.: RV/SR

5 Logische Grundfunktionen UND-Verknüpfung Sind zwei Schalter in Reihe zu einer Lampe geschaltet, so ergibt sich als Funktion ein UND. Man sagt: Die Lampe leuchtet nur, wenn beide Taster zur gleichen Zeit betätigt werden. Schaltung S S2 Wahrheitstabelle E E2 Q P ODER-Verknüpfung Sind zwei Schalter parallel und eine Lampe in Reihe dazu geschaltet, so C ein ODER. Man sagt: Die Lampe leuchtet, sobald einer der beiden Taster betätigt wird. Schaltung S S2 P Wahrheitstabelle E E2 Q Blockschaltbild / Symbol UND ODER E Q E Q E2 E2 NICHT-Verknüpfung Wird die Funktion eines Schalters umgedreht, so ergibt sich als Funktion ein NICHT Man sagt: Die Lampe leuchtet, sobald der Taster nicht betätigt wird. Schaltung S K Wahrheitstabelle E Q P E Q K LOGO-Lehrstoff-(Schüler)_AFAAAZ.doc 5/23 Erst.: RV/SR

6 Grundlagen Speicherprogrammierbare Steuerungen Ersetze die Fragezeichen durch oder 0 I 0?? I 0 0?? I 0?? I 0?? I???? 0 LOGO-Lehrstoff-(Schüler)_AFAAAZ.doc 6/23 Erst.: RV/SR

7 Grundlagen Speicherprogrammierbare Steuerungen Schließer und Öffner als Sensoren: Schließer und Öffner sagen nicht unbedingt aus, dass ein Eingang negiert werden muss. Eine Negation wird auf Grund des erforderlichen Signalzustands eingesetzt und nicht ob ein Schließer oder Öffner eingebaut wurde. Folgende Situation: Bei einem Sessellift für 3 Plätze öffnen die Schranken nur wenn 2 Skifahrer anstehen (3 sind zu schwer, Einer bringt den Sessel ev. zum Kippen). Aufgrund eines technischen Defektes wurde ein neuer Sensor eingebaut. Zu 2 Schließern kam ein Öffner. Ein Umbau ist aus Zeitgründen nicht möglich. So wurde das Programm geändert. Beschaltung der SPS: +24V S S2 S3 I SPS LOGO! Fall : Es kommen 2 Skifahrer auf S und S2. Ergänzen Sie die Negation(en) mit ROT. Fall 2: Es kommen 2 Skifahrer auf S2 und S3. Ergänzen Sie die Negation(en) mit BLAU. Fall 3: Es kommen 2 Skifahrer aus S und S3. Ergänzen Sie die Negation(en) mit GRN. berlegungen zu Fall Eins: Kommt ein Skifahrer zum Schranken liefert der Kontakt S Signalzustand, zu S2 kommt auch ein Skifahrer und dieser liefert nun Signalzustand 0. Da aber für das Öffnen des Schrankens eine notwendig ist, muss hier eine Negation (Umkehrung) eingebaut werden. Zum Schranken 3 kommt kein Skifahrer, so liefert dieser Signalzustand 0 und hier muss ebenfalls einen Negation eingesetzt werden. Fall 2 Fall I I ( ) ( ) ( ) An der Grundfunktion UND müssen 3 Einsen anliegen, damit die Schranken öffnen. I Fall 3 LOGO-Lehrstoff-(Schüler)_AFAAAZ.doc 7/23 Erst.: RV/SR

8 Grundlagen Speicherprogrammierbare Steuerungen Lösungen: I () (0) (0) Fall I (0) (0) () Fall 2 I () () () Fall 3 Am besten ist, man schreibt sich die Signalzustände zu den Eingängen. Unterschied Automatik- und Tippbetrieb Tippbetrieb: Solange der Taster gedrückt gehalten wird, wird die Bewegung ausgeführt. z.b.: Eine Jalousie fährt nur hinauf, solange der Taster gedrückt wird. Wird dieser losgelassen, bleibt die Jalousie stehen. Programmtechnische Lösung erfolgt mit UND und/oder ODER Verknüpfungen. Automatikbetrieb: Ein Taster wird einmal gedrückt und die Bewegung wird solange ausgeführt, bis ein Stopptaster oder Endschalter die Bewegung stoppt. z.b.: Eine Jalousie fährt nach oben und die Aufwärtsbewegung wird von einem Endschalter Oben abgeschaltet. Programmtechnische Lösung erfolgt mit einem Flip-Flop (SR-Merker /=Selbsthaltung). Merke: Wird in einer Funktionsbeschreibung ein Stopp- oder Austaster (Vorsicht: NOTAUS ist kein Stopptaster) erwähnt, ist dies ein Automatikbetrieb. Richtlinien zu Programmieren mit der LOGO! Aufgabe GANZ durchlesen. Ein-Ausgänge für Beschaltung zuweisen. Festlegen des Betriebes (Automatik oder Tipp / SR-Flip-Flop oder UND-ODER). Erste Bewegung programmieren (nur notwendige Verriegelungen wie Endschalter einbauen) und Kontrolle ob diese Bewegung funktioniert. Zweite Bewegung programmieren. Wenn beide Bewegungen funktionieren zusätzliche Funktionen wie Not-Aus oder Stopptaster einprogrammieren Sind die Verbindungslinien übereinander, dann die Linien Zwecks der bersicht verschieben. LOGO-Lehrstoff-(Schüler)_AFAAAZ.doc 8/23 Erst.: RV/SR

9 Kleinsteuerungsmodul - Grundfunktionen Siemens Logo Kleinsteueungsmodul Kleinsteuerungen werden für einfache Steuerungsaufgaben im Hausinstallationsbereich, bei Maschinensteuerungen, in der Industrie usw verwendet Sie ermöglichen einfache Veränderungen in der Funktion durch Programmänderung. Programmierung über Tastenfeld mit oder ohne Display (mühsam) oder mittels PC. Betriebsspannung 2/24V DC oder 230V AC Eingänge je nach Type 8 oder 2 (Binär.- u. Analogeingänge) Ausgänge je nach Type 4 od. 8 (Binär.- u. Analogausgänge) mittels Relais oder Transistor. Grundfunktionen Grundfunktionen sind einfache Grundverknüpfungsglieder der boolschen Algebra. Eingänge von Grundfunktionen können einzeln negiert werden, das heißt liegt am Eingang eine an, so verwendet das Schaltprogramm eine 0, und umgekehrt. LOGO-Lehrstoff-(Schüler)_AFAAAZ.doc 9/23 Erst.: RV/SR

10 Sonderfunktionen (Ausschnitt) LOGO-Lehrstoff-(Schüler)_AFAAAZ.doc 0/23 Erst.: RV/SR

11 Gegenüberst. Schütz- / LOGO-Steuerung S UND S4 ODER S5 S6 +24V S S2 S3 S4 S5 S6 S2 S3 I I4 I5 I6 LOGO Wahrheitstabelle: (Kontaktplan) FUP: (Funktionsplan) I I I7 I6 I5 I5 I6 I7 Anmerkung: K = Hilfsschütz, Q = Lastschütz, P = Meldeleuchte. (lt. ÖVE/ÖNORM EN ) LOGO-Lehrstoff-(Schüler)_AFAAAZ.doc /23 Erst.: RV/SR

12 Einfache Verknüpfungssteuerung 2 Die Eingangstür eines gesicherten Bereiches darf nur von 3 Mitarbeitern gemeinsam geöffnet werden ODER der Supervisor (Schichtleiter) darf die Türe alleine öffnen. Der Türöffner öffnet die Türe sobald K einmal anzieht. Schütz-Steuerstromkreis Beschaltung der LOGO S +24V S S2 S3 S4 S2 S3 K S4 I I4 LOGO K LÖSUNG in FUP (Handskizze): LOGO-Lehrstoff-(Schüler)_AFAAAZ.doc 2/23 Erst.: RV/SR

13 Auswahlschaltung 3 In einem Supermarkt sind die Sessel der 3 Kassiererinnen mit Endschaltern (Schließer) versehen. Ist der Arbeitsplatz besetzt, wird der Kontakt geschlossen. Im Büro sollte eine grüne Lampe leuchten, wenn alle 3 Kassen besetzt sind und eine rote Lampe, wenn nur zwei Plätze besetzt sind. Symboltabelle: Beschaltung der Logo Symbol S Logo Input / Output I5 +24V S S2 S3 S2 I6 S3 P P2 I7 I5 I6 I7 LOGO P P2 LÖSUNG in FUP: Für Fortgeschrittene: Entwickeln Sie eine 2 aus 4 Auswahl bzw. eine aus 3 Auswahl. LOGO-Lehrstoff-(Schüler)_AFAAAZ.doc 3/23 Erst.: RV/SR

14 Ansteuerung mit Flipflops 4 Ein Gebläsemotor für Frischluftumwälzung soll mit einem EIN- Taster eingeschaltet werden. Mit einem AUS-Taster als Öffner ausgeschaltet werden. Ein Thermokontakt soll zum Schutz des Motors dienen. Folgende Unterlagen stehen zur Verfügung: Symboltabelle Beschaltung der Logo Symbol Logo In / Out Kommentar +24V F S0 I Thermokontakt ( Öffner ) AUS-Taster ( Öffner ) F S0 S S EIN-Taster ( Schließer ) Schütz I LOGO In der Praxis werden AUS-Taster nur als Öffner ausgeführt ( = Drahtbruchsichere Ausführung, Abfrage nach Null oder liefert unbetätigt eine Eins). Handskizze Stromlaufplan in konventioneller Schaltungstechnik Handskizze Lösung in FUP Anmerkung: Hier muss das Ein-Signal gespeichert werden (=Selbsthaltung). Bis jetzt haben wir nur TIPP-Betrieb programmiert. Nun wird AUTOMATIK-Betrieb programmiert. Für Automatikbetrieb oder Selbsthaltung wird ein Selbsthalterelais verwendet. LOGO-Lehrstoff-(Schüler)_AFAAAZ.doc 4/23 Erst.: RV/SR

15 Motorsteuerung von 3 Stellen aus 5 Ein Motor muss von drei Stellen aus über je einen EIN- und AUS-Taster ein- und ausgeschaltet werden können. Die Steuerung ist drahtbruchsicher auszuführen. Der Motor wird mit F gegen berlast gesichert. Beim Ansprechen von F muss der Motor stoppen und die Leuchte P muss diesen Fehlerfall melden. Das Schütz für den Motor wird mit K bezeichnet. Symboltabelle Beschaltung der Logo Symbol Logo In / Out Kommentar S S2 S3 I EIN EIN2 EIN3 S4 S5 S6 I4 I5 I6 AUS AUS2 AUS3 +24V S S2 S3 S4 S5 S6 F I I4 I5 I6 I7 LOGO F I7 Thermokontakt Schütz P P Meldelampe Handskizze Stromlaufplan in konventioneller Schaltungstechnik Handskizze Lösung in FUP Anmerkung: K = Hilfsschütz, Q = Lastschütz, P = Meldeleuchte. (lt. ÖVE/ÖNORM EN ) LOGO-Lehrstoff-(Schüler)_AFAAAZ.doc 5/23 Erst.: RV/SR

16 Folgesteuerung von Motoren 6 Drei Förderbandmotoren sind so zu programmieren, dass das letzte Förderband zuerst eingeschaltet werden muss. Erst wenn dieses läuft, kann man das vorletzte Förderband einschalten und das erste darf sich nur dann einschalten lassen können, wenn das vorletzte bereits läuft. Ein gemeinsamer AUS-Taster ist vorzusehen. Symboltabelle Beschaltung der Logo Symbol In / Out Kommentar F S0 S S2 S3 K K2 K3 I I4 I5 Q3 Thermokontakt AUS-Taster M-EIN M2-EIN M3-EIN M (Förderband ) M2 (Förderband 2) M3 (Förderband 3) +24V F S0 S S2 S3 I I4 I5 LOGO Q3 K K2 K3 Handskizze Stromlaufplan in konventioneller Schaltungstechnik Handskizze Lösung in FUP LOGO-Lehrstoff-(Schüler)_AFAAAZ.doc 6/23 Erst.: RV/SR

17 Einschaltverzögerung LOGO Ein- und Ausschaltverzögerung 7 Beispiel: 3 Lampen sollen sich automatisch nacheinander einschalten Ausschaltverzögerung Beispiel: 3 Lampen sollen sich automatisch nacheinander ausschalten Vertiefung: Zeichnen eines Zeitdiagrammes LOGO-Lehrstoff-(Schüler)_AFAAAZ.doc 7/23 Erst.: RV/SR

18 Öffnen und schließen im Tippbetrieb Wendeschützschaltung 8 Das Tor einer Elektrowerkstatt wird durch den Taster S (AUF) und dem Taster S2 (AB) im Tippbetrieb geöffnet und geschlossen. Die obere Endstellung meldet der Endschalter S3, die untere Endstellung meldet Endschalter S4. Die Kontrollleuchte P leuchtet, wenn das Tor ganz geöffnet ist, P2 leuchtet, wenn das Tor ganz geschlossen ist. Technologieschema Symboltabelle Beschaltung der Logo Symbol In / Out Kommentar +24V S S2 S3 S4 S I Taster AUF S2 Taster AB S3 Endschalter oben I I4 S4 I4 Endschalter unten Schütz AUF Schütz AB Logo Q3 Q4 P P2 Q3 Q4 Tor geöffnet Tor geschlossen P P2 Hauptstromkreis (Wendeschütz) Handskizze Stromlaufplan in konventioneller Schaltungstechnik Anmerkung: Verriegelungen der beiden Schützen müssen aus sicherheitstechnischen Gründen auch hardwaremäßig durchgeführt werden. LOGO-Lehrstoff-(Schüler)_AFAAAZ.doc 8/23 Erst.: RV/SR

19 Öffnen und schließen im Automatikbetrieb Wendeschützschaltung 9 Das Tor einer Elektrowerkstatt wird durch den Taster S (AUF) geöffnet und dem Taster S2 (AB) geschlossen. Die obere Endstellung meldet der Endschalter S3, die untere Endstellung meldet Endschalter S4. Das Tor öffnet in Selbsthaltung und schließt in Selbsthaltung. AUF und AB kann durch die STOPP - Taste unterbrochen werden. Ein Sicherheitskontakt S5 ist unten am Tor angebracht. Er bewirkt ein sofortiges Abschalten des Tores, wenn das Tor beim Schließen auf ein Hindernis fährt. Wenn das Tor nicht innerhalb von 5 Sekunden schließt, muss eine Störmeldung kommen und die rote Lampe muss blinken. Das Tor kann händisch mit Taster S6 geschlossen werden. Erst nach vollständigen Schließen wird die Störung quittiert. Technologieschema Symboltabelle Beschaltung der Logo Symbol In / Out Kommentar S0 S S2 S3 S4 S5 P P2 I I4 I5 I6 Q3 Q4 Taster STOP Taster AUF Taster AB Endschalter oben Endschalter unten Sicherheitskontakt Schütz AUF Schütz AB Tor geöffnet Tor geschlossen +24V S S2 S3 S4 S5 S0 I I4 I5 I6 Logo Q3 Q4 P P2 LOGO-Lehrstoff-(Schüler)_AFAAAZ.doc 9/23 Erst.: RV/SR

20 WC- Lüfter 0 Gleichzeitig mit dem Betätigen des Lichtschalters fängt auch der Lüfter zu laufen an. Wird das Licht abgedreht, so läuft der Lüfter 5 Sekunden nach. Symboltabelle Symbol In / Out Kommentar Beschaltung der Logo +24V S P I Lichtschalter (Kein Taster) Licht S Ventilator I Logo P LÖSUNG in FUP Für Fortgeschrittene: Ändern Sie die Schaltung so ab, dass der Lüfter erst verzögert eingeschaltet wird. LOGO-Lehrstoff-(Schüler)_AFAAAZ.doc 20/23 Erst.: RV/SR

21 Stern-Dreieckschaltung 2 Eine automatische Stern-Dreieckschaltung wird durch eine Logo ersetzt. Nach Anlauf des Motors in Stern wird nach 3 Sekunden in Dreieck umgeschaltet. Der Motor kann mit EIN (S) eingeschaltet und mit AUS (S0) ausgeschaltet werden. Beim Auslösen des berstromrelais (F4) stoppt der Motor. Technologieschema Symboltabelle Beschaltungs der Logo Symbol In / Out Kommentar S0 S F4 Q3 I Q3 Taster AUS Taster EIN berstromrelais Netzschütz Sternschütz Dreieckschütz +24V F4 S0 S I LOGO Q3 Q3 Q3 LÖSUNG in FUP Anmerkung: Anschluss eines Labormotors wird vorausgesetzt. LOGO-Lehrstoff-(Schüler)_AFAAAZ.doc 2/23 Erst.: RV/SR

22 Arbeitsblatt Europabuchseite 22 Das erste de Morgan`sche Gesetz ersetzt eine UND-Verknüpfung durch eine funktionsgleiche ODER-Verknüpfung, bei der alle Eingänge und der Ausgang negiert sind. > Das zweite de Morgan sche Gesetz ersetzt eine ODER-Verknüpfung durch eine funktionsgleiche UND-Verknüpfung bei der alle Eingänge und der Ausgang negiert sind. > LOGO-Lehrstoff-(Schüler)_AFAAAZ.doc 22/23 Erst.: RV/SR

23 Arbeitsblatt 2 LOGO-Lehrstoff-(Schüler)_AFAAAZ.doc 23/23 Erst.: RV/SR