EUROPA-FACHBUCHREIHE für Metallberufe

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2 EUROPA-FACHBUCHREIHE für Metallberufe Autoren: Volker Menges, Lichtenstein Roland Gomeringer Roland Kilgus Thomas Rapp Andreas Stephan Falko Wieneke Max Heinzler Stefan Oesterle Claudius Scholer Andreas Stenzel Lektorat: Roland Gomeringer, Meßstetten Bildbearbeitung: Zeichenbüro des Verlages Europa-Lehrmittel GmbH & Co. KG, Ostfildern. Auflage 6 Druck 5 Alle Drucke derselben Auflage sind parallel einsetzbar, da sie bis auf die Behebung von Druckfehlern untereinander unverändert sind. Alle Rechte vorbehalten. Das Werk ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der gesetzlich geregelten Fälle muss vom Verlag schriftlich genehmigt werden. 6 by Verlag Europa-Lehrmittel, Nourney, Vollmer GmbH & Co. KG, 78 Haan-Gruiten Satz: Satz+Layout Werkstatt Kluth GmbH, 57 Erftstadt Umschlag: Grafische Produktionen Jürgen Neumann, 97 Rimpar Umschlagfotos: TESA/Brown & Sharpe, CH-Renens, und Seco Tools GmbH, Erkrath Druck: M.P. Media-Print Informationstechnologie GmbH, Paderborn Europa-Nr.: 78 ISBN VERLAG EUROPA-LEHRMITTEL Nourney, Vollmer GmbH & Co. KG Düsselberger Straße 78 Haan-Gruiten

3 Kennzeichnung von Wegeventilen vgl. DIN EN 86 (-5), ISO 9 (-9), DIN ISO 5599 (5-), DIN ISO 77 (-), ISO 96 (99-) Anschluss und Kurzbezeichnungen von Wegeventilen Beispiel: 5/-Wegeventil mit Anschlussbezeichnung (Symbol nach ISO 9-) Kurzbezeichnung Anzahl der Anschlüsse Bauarten der Wegeventile siehe z. B. Tabellenbuch Metall. oder QM 5 / - Wegenventil. oder QM Anzahl der Schaltstellungen Schaltstellungen ) Ventil mit a b Schaltstellungen Ventil mit a b Schaltstellungen ) Anzahl der Rechtecke Anzahl der Schaltstellungen Kennzeichnung nach ISO 9- Für rein fluidtechnische Anlagen. (Beschreibung unten) Beispiel: Pneumatik (unten) Kennzeichnung nach ISO 9 in fluidtechnischen Anlagen vgl. ISO 9- (-9) 5 Kennzeichnung nach DIN EN 86 Für alle technischen Anlagen anwendbare DIN EN-Norm. (Beschreibung auf S. u. ) Beispiele: Pneumatik: S. 5, E-Pneumatik: S. 6, Hydraulik: S. 7, GRAFCET: S. 8 Anschlussbezeichnung von pneumatischen und hydraulischen Geräten Anschluss Pneumatik ) Hydraulik ) ) Zufluss, Druckanschluss P Arbeitsanschlüsse,, 6 A, B, C Entlüftung, Abfluss, 5, 7 R, S, T Leckölanschluss L Steueranschlüsse, X, Y, Z ) vgl. DIN 77, DIN 5599 ) vgl. ISO 96 ) Die Folge der Buchstaben entspricht nicht unbedingt der Ziffernfolge. ) Ein Impuls, z. B. am Steueranschluss, bewirkt eine Verbindung der Anschlüsse und. Beispiel: Ausführliche Bezeichnung - P. muss umrahmt werden Anlagenbezeichnung Medienschlüssel Schaltkreisnummer Bauteilnummer Zahl oder Buchstabe. Kann entfallen, wenn nur eine Anlage vorhanden ist. Beispiel: Verkürzte Kennzeichnung (nur Schaltkreis- und Bauteilnummer) z. B. H Hydraulik; P Pneumatik; L Schmiermittel. Entfällt bei eindeutigen Schaltplänen.. Mit beginnend, z. B. für die Versorgung. Weitere Schaltkreise mit aufeinanderfolgenden Ziffern kennzeichnen. Bauteile in Signalflussrichtung und gleichartige Bauteile von links nach rechts mit aufeinanderfolgenden Ziffern kennzeichnen. Beispiel: Kennzeichnung nach ISO 9 in einer reinen Pneumatik-Anlage (Hubeinrichtung) Ablauf:.8 fährt aus;.6 fährt aus;.8 fährt ein;.6 fährt ein..8.. Hubeinrichtung ).6 Antriebsglieder Schaltkreis Schaltkreis heben ) Versorgungsglieder ) Funktion der Anlage soll.... senken ) schieben ) rückfahren Stellglieder ) Signalflussrichtung Steuerglied Signalglieder gleichartige Bauteile ) ) Funktion der Ventilstellung soll ) Gleichartige Versorgungs-, Signal-, Steuer-, Stell- und Antriebsglieder

4 Kennzeichnung industrieller Systeme und Produkte vgl. DIN EN 86- (-5) Ziele und Aufbau des Referenzkennzeichens Ziele der Kennzeichnung: Einheitlichkeit (gilt in allen technischen Systemen, z. B. Hydraulik, Pneumatik, Elektronik, Mechanik usw.). Umfassung des gesamten Lebenszyklus des Systems (vom Entwurf über den Betrieb bis zur Entsorgung). Ermöglichung eines modularen Prozessaufbaus (auch bestehende Anlagenteile können einbezogen werden). Referenzkennzeichen: Eindeutiger Name eines Objektes im Gesamtsystem. Mindestens ein Aspekt wird durch Vorzeichen angegeben. Vorteil zu ISO 9: Die Art des Bauteils ist erkennbar, zusätzlich lassen sich Einbauort und Funktion in einem Referenzkennzeichen-Satz nennen (Beispiel Sortierzentrum ). Beispiel einer Benennung im Schaltplan: S J Aspekt (Sichtweise) Hauptklasse Unterklasse Zählnummer Das Vorzeichen definiert die als: Produkt, + Einbauort = Funktion. Kennbuchstabe: S Handbetätigung in anderes Signal wandeln. Kennbuchstabe: J anderes Signal ist fluidtechnisch oder pneumatisch Im Beispiel steht die Bezeichnung SJ für ein handbetätigtes Pneumatik- oder Hydraulikventil. Übersicht siehe Seite. Beispiele Seiten 5 bis 8. Fortlaufende Nummer für gleichartige Bauteile, z. B. SJ, SJ SJ System, Struktur, Objekt und Aspekt System: Gesamtheit der verbundenen Objekte mit Ein- und Ausgangsgrößen (z. B. Sortierzentrum ). Struktur: Gliederung des Systems in Teilsysteme (z. B. Hubeinheit ) und deren Beziehungen zueinander. Objekt: Ein bei der Benennung betrachtetes Teilsystem, z. B. Hubeinheit. Aspekt: Betrachtungsweise des Objektes, erkennbar am Vorzeichen Produktaspekt Ortsaspekt Funktionsaspekt Vorzeichen + = Betrachtungsweise Beispiel ( Sortierzentrum ) Welche wird benannt? Pneumatikzylinder Wo befindet sich die benannte? Wareneingang, Kommissionierung Benennungsbeispiel MM +ZX =GM Welche Aufgabe hat die benannte? Anheben der Pakete Weitere Aspekte nur nach Absprache aller an der Anlage Beteiligten. Solche Zusatzaspekte werden mit # (Raute) gekennzeichnet. Beispiele: Kostenaspekt, Logistikaspekt (beim Bau der Anlage). Beispiel: Sortierzentrum Infrastrukturelemente vgl. DIN EN 86- (-5) Beispiel eines Referenzkennzeichensatzes: MM +ZX =GM Erklärung: Die Pneumatikzylinder ( MM) befindet sich im Wareneingang-Kommissionierung (+ZX), seine Funktion ist das Anheben der Pakete (=GM, Normdefinition: Erzeugen eines unstetigen Flusses fester Stoffe ). Wareneingang +Z Sortierhalle Transportband Kommissionierung +X Ausgangsgröße Eingangsgröße Unsortierte Pakete Gesamtsystem "Sortierzentrum" (Struktur nach räumlicher Anordnung) =GM +Z Lager A +V Lager B +V MM (Sortierte Pakete) Teilsystem "Hubeinheit" Teilsystem "Sortieren" Teilsystem "Lagern" Sortierte Pakete Gesamtsystem Sortierzentrum : Die Pakete werden durch die Hubeinheit nach oben gehoben und durchlaufen die Sortierung. Ausgangsgröße sind die nach Größe sortierten Pakete in den Lagern A und B.

5 für Objekte vgl. DIN EN 86- (-5) Hauptklasse (Kurzdefinition) Unterklasse (Auswahl, Kurzdefinition) n (Beispiele) A B Mehrere Zwecke aus Klassen B bis X. (Hauptzweck unbestimmbar, Kennzeichnung ist vom Anwender frei wählbar) Umwandeln einer Eingangsgröße in ein zur Weiterver arbeitung bestimmtes Signal AA AE: Bereich elektrische Energie AF AK: Bereich Informationsverarbeitung AL AY: Bereich Maschinenbau Z: Kombinierte Aufgaben G: Eingang: Abstand, Stellung, Lage P: Eingang: Druck, Vakuum S: Eingang: Geschwindigkeit T: Eingang: Temperatur C Speichern von Energie A: elektrische Energie kapazitiv speichern M: Lagerung von Stoffen E F G H K M Erzeugen von Strahlung, Wärme oder Kälte Schutz vor unerwünschten Zuständen Erzeugen eines Energie-, Material- oder Signalflusses Erzeugen einer neuen Art von Material oder Produkt Signale und Informationen verarbeiten Mechanische Energie zu Antriebszwecken bereitstellen A: Beleuchtung (Meldelampe: Hauptklasse P!) Q: Kälte durch Energieaustausch B: Schutz gegen Fehlerströme C: Schutz gegen Überströme L: Schutz gegen gefährliche Drücke A: Strom durch mechanische Energie B: Strom aus chemischer Umwandlung L: stetiger Fluss fester Stoffe M: unstetiger Fluss fester Stoffe P: Fluss fließfähiger Stoffe in Gang setzen Q: Fluss gasförmiger Stoffe in Gang setzen S: Flusserzeugung durch Treibmedium T: Flusserzeugung durch Schwerkraft Z: Kombinierte Aufgaben L: durch Zusammenbauen Q: durch Filtern W: durch Mischen F: Signalverknüpfung elektrischer Signale H: Signalverknüpfung fluidtechnischer Signale K: Signalverknüpfung unterschiedl. Signale A: durch elektromagnetische Wirkung B: durch magnetische Wirkung M: durch fluidische oder pneumatische Kraft S: durch Kraft chemischer Umwandlung P Darstellung von Informationen F: visuelle Anzeige von Einzelzuständen G: visuelle Darstellung von Einzelvariablen Q Kontrolliertes Schalten oder Variieren eines Energie-, Signal- oder Materialflusses H: visuelle Darstellung in Bild- oder Textform A: Schalten/Variieren von elektr. Kreisen B: Trennen von elektrischen Kreisen M: Schalten eines umschlossenen Flusses N: Ändern eines umschlossenen Flusses R Begrenzen oder Stabilisieren M: Verhindern des Rückflusses N: Begrenzen des Durchflusses P: Abschirmen und Dämmen von Schall Z: Kombinierte Aufgaben S T U Handbetätigung in anderes Signal wandeln Umwandlung von Energie, Signal oder Form eines Materials Objekte in definierter Lage halten F: in elektrisches Signal J: in fluidisches/pneumatisches Signal A: Beibehaltung der Energieform B: Änderung der Energieform M: durch Spanabheben B: Halten und Tragen elektrischer Leitungen Q: Halten und Führen in Fertigung/Montage Energieversorgung PC-System Mischanlage Wartungseinheit Sensor, rollenbetätigtes Ventil Drucksensor Tachometer, Drehzahlmesser Temperatursensor Kondensator Druckspeicher, Hydrauliktank Leuchtstoffröhre, LED-Leuchte Kältetrockner, Wärmetauscher Fehlerstromschutzschalter Sicherung Sicherheitsventil, Überdruckventil Generator Batterie als Stromquelle Bandförderer Hubeinheit Pumpe, Schneckenförderer Kompressor, Lüfter Druckluftöler, Injektor Schmiervorrichtung (Öler) Hydraulikaggregat Montageroboter Filter, Sieb Rührwerk Relais, Zeitrelais, SPS UND, ODER, Zeitglied, fluidisches Vorsteuerventil elektrisches Vorsteuerventil Elektromotor Ventilmagnet, Ventilspule Pneumatik/Hydraulik-Zylinder, Pneumatik/Hydraulik-Motor Verbrennungsmotor Meldelampe, Leuchtmelder Anzeigeinstrument, Manometer Bildschirm, Display, Drucker Schütz Hauptschalter Wegeventil, Schnellentlüftungsventil Druckbegrenzungs-, Druckregelventil Rückschlagventil Drossel Schalldämpfer Drossel-Rückschlagventil Taster, Schalter Druckknopfventil Transformator Gleichrichter, Netzteil Werkzeugmaschine Kabelkanal Greifer, Vakuumsauger V Verarbeiten von Produkten L: Abfüllen von Stoffen Fülleinrichtung W Leiten oder Führen N: Leiten und Führen von Strömen Druckluftschlauch X Verbinden von Objekten M: Verbinden flexibler Umschließungen Schlauchkupplung Beispiel: RM: Begrenzen oder Stabilisieren (R) durch das Verhindern des Rückflusses (M): Rückschlagventil

6 Kennzeichnung von steuerungstechnischen Systemen nach DIN EN 86 (-5) Signalflussrichtung und n (DIN EN 86) in pneumatischen Anlagen (Auswahl) AZ Wartungseinheit MM Pneumatikzylinder, Pneumatikmotor BG Näherungsschalter, Endschalter PG Anzeigeinstrument, z.b. Manometer BP Druckschalter QM Wegeventil, Schnellentlüftungsventil GQ Druckluftquelle, Kompressor QN Druckreduzierventil GS Druckluftöler (Injektorprinzip) RP Schalldämpfer HQ Filter (hier mit manuellem Ablass) RZ Drossel-Rückschlagventil KH Signalverknüpfung, UND, ODER, Zeitglied SJ handbetätigtes Ventil (pneum. Signal) Beispiel: Kennzeichnung nach DIN EN 86 in einer Pneumatikanlage (Hubeinrichtung) Ablauf: MM fährt aus; MM fährt aus; MM fährt ein; MM fährt ein (vgl. Tabellenbuch Metall). MM BG BG Hubeinrichtung ) MM BG BG Antriebsglieder Schaltkreis Schaltkreis KH RZ QM heben ) SJ BG RZ Signalglieder gleichartige Bauteile ) BG RZ RZ QM senken ) schieben ) rückfahren Stellglieder ) 5 BG Steuerglied 5 BG GQ HQ GS PG QN SJ Versorgungsglieder AZ vereinfacht: AZ ) Funktion der Anlage soll ) Funktion der Ventilstellung kann ) Gleichartige Versorgungs-, Signal-, Steuer-, Stell- und Antriebsglieder Beispiel: Vereinfachte Kennzeichnung nach DIN EN 86 (Hubeinrichtung) Wenn der. Kennbuchstabe ausreicht und keine Verwechslungsgefahr besteht, kann der. Kennbuchstabe weggelassen werden: M B B M B B Hubeinrichtung ) R R R R Q heben ) K S B B Q senken ) schieben ) rückfahren ) 5 5 B B G A S ) Funktion der Anlage soll ) Funktion der Ventilstellung kann 5

7 Kennzeichnung von steuerungstechnischen Systemen nach DIN EN 86 (-5) und n (DIN EN 86) in elektropneumatischen Anlagen BG Näherungssensor, Endschalter usw. TB Gleichrichter, Netzteil FC elektrische Sicherung WC Sammelschiene (Verteilung el. Energie) KF Relais, Zeitrelais WD Leitung, Kabel (Energietransport) MB Ventilmagnet WG Leitung, Steuerkabel (Signaltransport) PF Meldelampe WN Schlauch SF Taster, Wahlschalter (elektrisches Signal) XF Netzwerkswitch Beispiel: Kennzeichnung nach DIN EN 86 in einer Elektropneumatikanlage (Hubeinrichtung) MM BG BG Hubeinrichtung ) Pneumatikplan ) MM BG BG RZ RZ RZ RZ QM QM MB MB MB MB heben ) 5 senken ) schieben ) 5 rückfahren ) SJ GQ AZ +V TB SF BG Stromlaufplan ) Hinweis: Keine Signalüberschneidung Keine Selbsthaltung der Schritte im Stromlaufplan BG KF KF KF KF BG BG BG KF V TB A A A A MB MB MB MB KF KF KF A A A A Grafcet (DIN EN 688, Symbole und Aufbau vgl. S. 7) T T T T T5 Grundstellung SF * BG Start-Taster UND MM ist eingefahren MB MM fährt aus: Heben BG MM ist ausgefahren Hinweis: Die UND-Verknüpfung mit BG MB MM fährt aus: Schieben bewirkt, dass der Stromweg im Schritt BG MM ist ausgefahren stromlos geschaltet wird. MB MM fährt ein: Senken BG * BG MM ist eingefahren UND MM ausgefahren MB BG MM fährt ein: Rückfahren MM ist eingefahren ) Funktion der Anlage soll ) Zur Benennung siehe auch Seite 5. ) Funktion der Ventilstellung kann 6

8 Kennzeichnung von steuerungstechnischen Systemen nach DIN EN 86 (-5) und n (DIN EN 86) in elektrohydraulischen Anlagen Ablauf: SF drücken; MM fährt aus; QM schaltet; MM fährt aus; BP schaltet; MM fährt ein; MM fährt ein. Folgesteuerung ) MM RZ BG A B 6,% Hydraulikplan ) BG BP 9 bar MM QM 5 bar A RM QM A B MB MB MM+ dann MM und MM ) MM+ ) P T P T GZ HQ PG Hinweis: Wenn das Hydraulikaggregat GZ nicht selbst betrachtetes Teilsystem ist, GP müssen die enthaltenen n Ts bar M PG, HQ, GP, MA, CM und QN nicht gekennzeichnet werden. QN MA CM B A B BG Näherungsschalter, Endschalter MM Hydraulikzylinder, Hydromotor BP Drucksensor, Druckschalter PF Meldelampe CM Tank PG Anzeigeinstrument, z. B. Manometer GP Hydraulikpumpe RM Rückschlagventil GZ Hydraulikaggregat RZ Drossel-Rückschlagventil HQ Filter, Ölfilter SF Taster, Wahlschalter (elektrisches Signal) KF Relais, Zeitrelais SJ handbetätigtes Ventil (hydraulisches Signal) MA Elektromotor QM Wegeventil, Folgeventil MB Ventilmagnet QN Druckbegrenzungsventil Beispiel: Kennzeichnung nach DIN EN 86 in einer Elektrohydraulikanlage (Folgesteuerung) +V SF BG KF Stromlaufplan ) KF KF KF KF BP P BG V KF A A A KF MB PF MB A ) Funktion der Anlage soll ) Zur Benennung siehe auch Seite 5. ) Funktion der Ventilstellung kann + heißt ausfahren, heißt einfahren 7

9 GRAFCET (Auswahl) vgl. DIN EN 688 (-), DIN EN 86 (-5) Schritte und Aktionen GRAFCET Beschreibung Beispiel Kommentar Grundstellung Schrittvariable X Anfangsschritt (Initialschritt), z.b. Schritt Allgemeiner Schritt, z.b. Schritt X= Schritt aktiv z.b. Aktion: Zylinder fährt aus X= Schritt ist inaktiv BG BG BG BG Schritt : Zylinder in Grundstellung Schritt : Zylinder fährt aus Schritt Aktion QM- Zuweisung Kontinuierlich wirkende Aktion BG BG MM QM- Zuweisung wird ausgeführt, QM solange der Schritt aktiv ist. Schritt QM := 6 QM := Speichernd wirkende Aktion bei Schrittaktivierung QM- Zuweisung wird ausgeführt bis sie zurückgesetzt Schritt 5 6 wird. MM QM BG BG SF 8 MB / BG/ 9 MB Transitionen (Übergänge) SJ* BG SJ+ SJ SJ5 Transitionsbedingung SJ* BG MM fährt aus s/ BG BG Transition MM fährt ein Aktion mit Zuweisungsbedingung MB Zuweisung wird ausgeführt, wenn Schritt aktiv Wenn Schritt 8 SF aktiv: UND die Zuweisungsbedingung erfüllt Zeit ist. Aktion mit zeitlicher Zuweisungsbedingung EV: Einschaltverzögerung MB EV AV Wenn Schritt 9 (Bsp. Sek.) aktiv: BG AV: Ausschaltverzögerung Zeit (Bsp. Sek.) Logische Verknüpfungen UND (*) ODER (+) Negation (x) Die Transitionsbedingung (Übergangsbedingung)... wird durch Boole'sche Ausdrücke/Text beschrieben folgt auf jeden Schritt lässt nur einen Schritt in einer Kette aktiv werden kann Kommentare erhalten Beispiel: Wenn SJ UND BG ein Signal liefern, erfolgt Übergang auf Schritt. Transition mit Zeitbedingung Schritt BG Zeit Beispiel: Sekunden nach Erreichen von B (B=) erfolgt der Übergang zu Schritt. MB SJ KH BG MM BG BG BG BG MM QM SJ BG MB SF BG KH Schrittkette und Funktionsplan (FUP) SJ* BG MM fährt aus Schritt n- Bedingungen n- Schritt n+ & SR S R Q Schritt n = n: Schrittnummer S: Setzen R: Rücksetzen &: UND im FUP Q: Ausgang Schritt im SPS- Funktionsplan (FUP): Schritt SJ BG Schritt & SR S Schritt RQ = 8