Inhalt Sensoren in der Mechatronik

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1 Inhalt 1 Sensoren in der Mechatronik Auswahl und Entwicklung Spezifikationen Wirkungsweise von Sensoren Messunsicherheit und Prüfmittel Zuverlässigkeit von Sensoren Mechanische Schaltsensoren Binäre Eingangsbaugruppe für SPS Risikoabschätzung bei Eingabeschaltern TouchScreen-Monitore Pad-Tastaturen Folientastaturen Tastaturen für SPS-Anlagen Tastaturen in Gummischaltmatten Sensoren zum Erfassen mechanischer Größen Potentiometrische Weg- und Winkelsensorik Kontaktloses Potentiometer Dehnungsmessstreifen Messen einer mechanischen Biegung Messung der Torsionsmomente Messen von Temperaturen NTC-Widerstände oder Heißleiter PTC-Widerstände oder Kaltleiter Lasergetrimmte Temperatursensoren Thermoelemente Widerstandsthermometer mit Pt100 bzw. Ni Anschluss eines Widerstandsthermometers Optoelektronische Abtastsysteme Einwegsysteme Reflexionslichtschranken Reflexionslichttaster Näherungssensoren Induktive Näherungsschalter Kapazitiver Näherungsschalter Ultraschall-Sensoren Radar-Sensoren

2 2 Steuerungen mit SPS-Anlagen Hard- und Software einer S5-SPS Arbeitsweise einer SPS Zentraleinheit mit ihren Speichereinheiten Binäre Eingangsbaugruppen Binäre Ausgangsbaugruppen Programmiersprache STEP Programmierung nach Kontaktplan Programmierung nach Funktionsplan Programmierung nach Anweisungsliste Programmentwicklung mit der S Funktionen des Buchhalters Programmieren mit dem KOP-Editor Programmierung mit dem FUP-Editor Programmierung mit dem AWL-Editor UND-Verknüpfung in SPS-Technik ODER-Verknüpfung in SPS-Technik UND-vor-ODER-Verknüpfung ODER-vor-UND-Verknüpfung Berücksichtigung der Geber/Sensoren Speicherfunktionen RS-Flipflop Speicherndes Verhalten durch Selbsthaltung Arbeitsweise des Merkers Merker mit speicherndem Verhalten Flankenauswertung Zeitfunktionen Vorgabe der Zeitdauer Starten einer Zeit als Impuls Starten einer Zeit als verlängerter Impuls Starten einer Zeit als Einschaltverzögerung Starten einer Zeit als speichernde Einschaltverzögerung Starten einer Zeit als Ausschaltverzögerung Zählerfunktionen Grundfunktionen des Zählers Beispiel für einen Vorwahlzähler Zählerfunktion zur Überwachung Regelungstechnik Grundlagen der Regelungstechnik

3 3.1.1 Aufbau einer Regelung Signalflussplan und Blockschaltbild Darstellung von Übertragungsgliedern Darstellung von Regelstrecken Sprungantwort oder Übergangsfunktion Simulation von Regelstrecken (Übertragungsglieder) Proportionales Übertragungsglied Übertragungsglied mit Verzögerung 1. Ordnung Übertragungsglied mit Verzögerung 2. Ordnung Integral wirkendes Übertragungsglied Differenzierend wirkendes Übertragungsglied Differenzierendes Übertragungsglied mit Verzögerung 1. Ordnung Differenzierendes und proportionales Übertragungsglied mit Verzögerung 1. Ordnung Tt-Übertragungsglied Untersuchung von Reglertypen P-Regler I-Regler D-Regler PI-Regler PD-Regler PID-Regler Aufbau und Wirkungsweise unstetiger Reglertypen Zweipunktregler Zweipunktregler in einer Strecke 1. Ordnung Leistungssteuerung mit einem Zweipunktregler Zweipunktregler in einer Strecke höherer Ordnung Dreipunktregler Regeltechnisches Praktikum Untersuchung einer Füllstandsregelung Untersuchung einer Temperaturregelung Untersuchung einer Rührkesselkaskade Untersuchung einer vollautomatischen Ablaufsteuerung Elektromotoren, Antriebstechnik und Maschinenrichtlinien Grundlagen, Eigenschaften und Projektierung Wirkungsweise des Asynchronmotors Schlupf, Moment und Drehzahl Sicherheitsaspekte für Motorantriebe

4 4.1.4 Ermittlung des Sicherheitsniveaus Verriegelungseinrichtungen mit und ohne Zuhaltung Not-Aus-Einrichtungen Sicherheitsschalter mit erhöhtem Anspruch Schalter mit Sicherheitsverriegelung Aktive und passive Sicherheitsmerkmale Elektrische Sicherheit Ansteuerung für Drehstrommotoren Drehstromantriebe mit einer oder mehreren festen Drehzahlen Dimensionierung aus Lastmoment, Schwungmasse und Schalthäufigkeit Sanftanlauf und Sanftumschaltung Steuerungen für Drehstrommotoren Befehlsgeräte für Motorsteuerungen Selbsthalteschaltung Schutzschaltung mit Redundanz Motordaten Praktische Antriebsauslegung Getriebebauarten Riemenantriebe Spindelantrieb Antriebsauslegung für Transportband Antriebsauslegung für Aufzugsbetrieb Mechanische Verstellgetriebe Auswahl für ein Verstellgetriebe Auswahl für ein Untersetzungsgetriebe Wirkungsgrad und Verluste Magnetfeld Ersatzschaltbild für Asynchronmotoren Bremsmotoren Regelung von Antriebssystemen Definition der Servotechnik Vergleichskriterien für Antriebssysteme Drehzahländerungen Schlupfsteuerung Verlustfreie Steuerung durch Frequenzänderung Belastungscharakteristik Synchronmotor Reluktanzmotor Motorauswahl mit CD-ROM

5 4.5.1 Antriebsauslegung für Zahnradantrieb Antriebsauslegung für Riemenantrieb Antriebsauslegung für Spindelantrieb Antriebsauslegung für Transportband Auslegung eines Aufzugsantriebs Benutzerdefinitionen für Maschinenelemente Beanspruchung und Festigkeit Achsen und Wellen Lager und Führungen Kupplungen Dichtungen Benutzerdefinitionen Hinweise zu den CD-ROM Zur CD-ROM Zur CD-ROM Stichwortverzeichnis