TG TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN 17 ELEKTRONIK, DIGITALTECHNIK UND PROGRAMMIERUNG REPETITIONEN 4 DIGITALTECHNIK

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1 Beispiel 1: Schema 0 Zeichnen Sie eine Schaltung Sch 0 (S1) und Verbraucher (Q1). Erstellen Sie die entsprechende Wahrheitstabelle und die digitale Schaltung. Bauen Sie die Schaltung mit den Laborbauteilen auf. Erstellen Sie in einer der vorhandenen SPS-Softwaren das Programm.

2 Beispiel 2: Schema 1 Zeichnen Sie eine Schaltung Sch 1 (S1;S2) und Verbraucher (Q1;Q2). Erstellen Sie die entsprechende Wahrheitstabelle und die digitale Schaltung. Bauen Sie die Schaltung mit den Laborbauteilen auf. Erstellen Sie in einer der vorhandenen SPS-Softwaren das Programm.

3 Beispiel 3: Schema 2 Zeichnen Sie eine Schaltung Sch 2 (S1;S2) und Verbraucher (Q1,Q2). Erstellen Sie die entsprechende Wahrheitstabelle und die digitale Schaltung. Bauen Sie die Schaltung mit den Laborbauteilen auf. Erstellen Sie in einer der vorhandenen SPS-Softwaren das Programm.

4 Beispiel 4: Schema 3 Zeichnen Sie eine Schaltung Sch 3 (S1;S2) und Verbraucher (Q1). Erstellen Sie die entsprechende Wahrheitstabelle und die digitale Schaltung. Bauen Sie die Schaltung mit den Laborbauteilen auf. Erstellen Sie in einer der vorhandenen SPS-Softwaren das Programm.

5 Beispiel 5: Schema 4 Zeichnen Sie eine Schaltung Sch 4, damit folgende Verbrauchereinstellungen möglich sind (S1 Q1; S2 Q1,Q2; S3 Q1,Q2,Q3). Erstellen Sie die entsprechende Wahrheitstabelle und die digitale Schaltung. Bauen Sie die Schaltung mit den Laborbauteilen auf. Erstellen Sie in einer der vorhandenen SPS-Softwaren das Programm.

6 Beispiel 6: Schema 5 Zeichnen Sie eine Schaltung Sch 5, damit folgende Verbrauchereinstellungen möglich sind (S1 Q1; S2 Q2; S3 Q3;). Erstellen Sie die entsprechende Wahrheitstabelle und die digitale Schaltung. Bauen Sie die Schaltung mit den Laborbauteilen auf. Erstellen Sie in einer der vorhandenen SPS-Softwaren das Programm.

7 Beispiel 7: Schema 6 Zeichnen Sie eine Schaltung Sch 6 (S1;S2;S3) und Verbraucher (Q1). Erstellen Sie die entsprechende Wahrheitstabelle und die digitale Schaltung. Bauen Sie die Schaltung mit den Laborbauteilen auf. Erstellen Sie in einer der vorhandenen SPS-Softwaren das Programm.

8 Beispiel 8: Relais ohne Selbsthaltung Zeichnen Sie eine Relaisschaltung ohne Selbsthaltung (Dauerkontakt). Erstellen Sie die entsprechende Wahrheitstabelle und die digitale Schaltung. Bauen Sie die Schaltung mit den Laborbauteilen auf. Erstellen Sie in einer der vorhandenen SPS-Softwaren das Programm.

9 Beispiel 9: Relais ohne Selbsthaltung Zeichnen Sie eine Relaisschaltung ohne Selbsthaltung (Schrittschaltung). Erstellen Sie die entsprechende Wahrheitstabelle und die digitale Schaltung. Bauen Sie die Schaltung mit den Laborbauteilen auf. Erstellen Sie in einer der vorhandenen SPS-Softwaren das Programm.

10 Beispiel 10: Relais mit Selbsthaltung S1 als Boss Zeichnen Sie eine Relaisschaltung mit Selbsthaltung, wobei der Schalter S1 als Boss eingebaut ist. Erstellen Sie die entsprechende Wahrheitstabelle und die digitale Schaltung. Bauen Sie die Schaltung mit den Laborbauteilen auf. Erstellen Sie in einer der vorhandenen SPS-Softwaren das Programm.

11 Beispiel 11: Relais mit Selbsthaltung S2 als Boss Zeichnen Sie eine Relaisschaltung mit Selbsthaltung, wobei der Schalter S2 als Boss eingebaut ist. Erstellen Sie die entsprechende Wahrheitstabelle und die digitale Schaltung. Bauen Sie die Schaltung mit den Laborbauteilen auf. Erstellen Sie in einer der vorhandenen SPS-Softwaren das Programm.

12 Beispiel 12: Signalsperre - Signalfreigabe Zeichnen Sie eine Relaisschaltung mit Signalsperre (S0), damit drei Relaisausgänge (Q1,Q2,Q3) beeinflusst werden. Erstellen Sie die entsprechende Wahrheitstabelle und die digitale Schaltung. Bauen Sie die Schaltung mit den Laborbauteilen auf. Erstellen Sie in einer der vorhandenen SPS-Softwaren das Programm.

13 Beispiel 13: Umkehrschütz mit Dauerkontaktsteuerung Zeichnen Sie eine Relaisschaltung mit Umkehrschütz (Q1;Q2) und Umschalter (S1). Erstellen Sie die entsprechende Wahrheitstabelle und die digitale Schaltung. Bauen Sie die Schaltung mit den Laborbauteilen auf. Erstellen Sie in einer der vorhandenen SPS-Softwaren das Programm.

14 Seite 1 14 UMKEHRSCHÜTZ MIT IMPULSKONTAKTSTEUERUNG Beispiel 14: Umkehrschütz mit Impulskontaktsteuerung Zeichnen Sie eine Relaisschaltung mit Umkehrschütz (Q1 Motor rechtslauf; Q2 Motor linkslauf) als Impulskontaktsteuerung. Erstellen Sie die entsprechende Wahrheitstabelle und die digitale Schaltung. Bauen Sie die Schaltung mit den Laborbauteilen auf. Erstellen Sie in einer der vorhandenen SPS-Softwaren das Programm.

15 Seite 2 14 UMKEHRSCHÜTZ MIT IMPULSKONTAKTSTEUERUNG Erweiterung 1 Die Umschaltung von oben nach unten, darf erst erfolgen, nachdem der Stop-Taster gedrückt wurde. Erweiterung 2 Die Toranlage soll mit einem Endschalter oben und einem Endschalter unten ergänzt werden. Erweiterung 3 Ein Bewegungsmelder (Impuls) innen und aussen steuert das tor zusätzlich. Ist ein Gegenstand oder eine Person im Erfassungsbereich geht das Tor auf jeden Fall immer wieder auf. In diesem Moment kann der Stopptaster bedient werden, aber der Taster Tor zu ist gesperrt. Erweiterung 4 Am Abend ab Uhr bis am Morgen Uhr ist der Bewegungsmelder aussen über eine Uhr nicht freigegeben. Erweiterung 5 Am Abend ab Uhr bis am Morgen Uhr kann das Tor über einen Schlüsselschalter aussen geöffnet werden.

16 Beispiel 15: Stern-Dreieck-Anlauf Handbetrieb mit Impulskontaktsteuerung Zeichnen Sie eine Relaisschaltung mit Stern-Dreieck-Anlauf (Q1 Hauptschütz; Q2 Dreieck; Q3 - Stern) mit Impulskontaktsteuerung. Erstellen Sie die entsprechende Wahrheitstabelle und die digitale Schaltung. Bauen Sie die Schaltung mit den Laborbauteilen auf. Erstellen Sie in einer der vorhandenen SPS-Softwaren das Programm.

17 Beispiel 16: Stern-Dreieck-Anlauf Automatikbetrieb und Impulskontaktsteuerung Zeichnen Sie eine Relaisschaltung mit automatischem Stern-Dreieck-Anlauf (Q1 Hauptschütz; Q2 Dreieck; Q3 - Stern) mit Impulskontaktsteuerung. Erstellen Sie die entsprechende Wahrheitstabelle und die digitale Schaltung. Bauen Sie die Schaltung mit den Laborbauteilen auf. Erstellen Sie in einer der vorhandenen SPS- Softwaren das Programm.

18 Beispiel 17: Zeichnen Sie die Schaltung mit den notwendigen digitalen Bauteilen auf damit die Funktion Q = A B C D erfüllt wird. a) Es ist die entsprechende Wahrheitstabelle und das Zeitdiagramm darzustellen. b) Bauen Sie die Schaltung mit den vorhandenen Laborbauteilen auf und kontrollieren Sie die erhaltenen Zustände am Ausgang. c) Mit einer der vorhandenen SPS-Software ist die Schaltung zu simulieren. Drucken Sie die Lösung aus und heften Sie diese an das bearbeitete Blatt. Wichtige Erkenntnisse

19 Beispiel 18: Zeichnen Sie die Schaltung mit den notwendigen digitalen Bauteilen auf damit die Funktion Q = A B C D erfüllt wird. a) Es ist die entsprechende Wahrheitstabelle und das Zeitdiagramm darzustellen. b) Bauen Sie die Schaltung mit den vorhandenen Laborbauteilen auf und kontrollieren Sie die erhaltenen Zustände am Ausgang. c) Mit einer der vorhandenen SPS-Software ist die Schaltung zu simulieren. Drucken Sie die Lösung aus und heften Sie diese an das bearbeitete Blatt. Wichtige Erkenntnisse

20 Beispiel 19: Zeichnen Sie die Schaltung mit den notwendigen digitalen Bauteilen auf damit die Funktion wird. Q = A B erfüllt a) Es ist die entsprechende Wahrheitstabelle und das Zeitdiagramm darzustellen. b) Bauen Sie die Schaltung mit den vorhandenen Laborbauteilen auf und kontrollieren Sie die erhaltenen Zustände am Ausgang. c) Mit einer der vorhandenen SPS-Software ist die Schaltung zu simulieren. Wichtige Erkenntnisse

21 Beispiel 20: Zeichnen Sie die Schaltung mit den notwendigen digitalen Bauteilen auf damit die schaltalgebraische Gleichung Q = A B erfüllt wird. a) Es ist die entsprechende Wahrheitstabelle und das Zeitdiagramm darzustellen. b) Bauen Sie die Schaltung mit den vorhandenen Laborbauteilen auf und kontrollieren Sie die erhaltenen Zustände am Ausgang. c) Mit einer der vorhandenen SPS-Software ist die Schaltung zu simulieren. Wichtige Erkenntnisse

22 Beispiel 21: Zeichnen Sie die Schaltung mit den notwendigen digitalen Bauteilen auf, damit die schaltalgebraische Gleichung Q = ( A B ) ( A B ) erfüllt wird. a) Es ist die entsprechende Wahrheitstabelle und das Zeitdiagramm darzustellen. b) Bauen Sie die Schaltung mit den vorhandenen Laborbauteilen auf und kontrollieren Sie die erhaltenen Zustände am Ausgang. c) Mit einer der vorhandenen SPS-Software ist die Schaltung zu simulieren. d) Welcher logischen Verknüpfung entspricht dies? Wichtige Erkenntnisse

23 Beispiel 22: Zeichnen Sie die Schaltung mit den notwendigen digitalen Bauteilen auf, damit die schaltalgebraische Gleichung Q = ( A B ) ( A B ) erfüllt wird. a) Es ist die entsprechende Wahrheitstabelle und das Zeitdiagramm darzustellen. b) Bauen Sie die Schaltung mit den vorhandenen Laborbauteilen auf und kontrollieren Sie die erhaltenen Zustände am Ausgang. c) Mit einer der vorhandenen SPS-Software ist die Schaltung zu simulieren. d) Welcher logischen Verknüpfung entspricht dies? Wichtige Erkenntnisse

24 Beispiel 23: Zeichnen Sie die Schaltung mit den notwendigen digitalen Bauteilen auf, damit die schaltalgebraische Gleichung Q = ( A B ) C erfüllt wird. a) Es ist die entsprechende Wahrheitstabelle und das Zeitdiagramm darzustellen. b) Bauen Sie die Schaltung mit den vorhandenen Laborbauteilen auf und kontrollieren Sie die erhaltenen Zustände am Ausgang. c) Mit einer der vorhandenen SPS-Software ist die Schaltung zu simulieren. Wichtige Erkenntnisse

25 Beispiel 24: Zeichnen Sie die Schaltung mit den notwendigen digitalen Bauteilen auf, damit die schaltalgebraische Gleichung Q = A ( B C ) erfüllt wird. a) Es ist die entsprechende Wahrheitstabelle und das Zeitdiagramm darzustellen. b) Bauen Sie die Schaltung mit den vorhandenen Laborbauteilen auf und kontrollieren Sie die erhaltenen Zustände am Ausgang. c) Mit einer der vorhandenen SPS-Softwaren ist die Schaltung zu simulieren. Wichtige Erkenntnisse

26 Beispiel 25: Zeichnen Sie die Schaltung mit den notwendigen digitalen Bauteilen auf, damit mit einem Eingangsimpuls eine Einschaltverzögerung des Ausgangs von 10 Sekunden bewirkt. a) Bauen Sie die Schaltung mit den vorhandenen Laborbauteilen auf und kontrollieren Sie die erhaltenen Zustände am Ausgang. b) Mit einer der vorhandenen SPS-Softwaren ist die Schaltung zu simulieren (Eingangsimpuls I1, Reset I4, Ausgang Q1). Wichtige Erkenntnisse

27 Beispiel 26: Zeichnen Sie die Schaltung mit den notwendigen digitalen Bauteilen auf, damit mit einem Eingangsimpuls eine Ausschaltverzögerung des Ausgangs von 15 Sekunden bewirkt. a) Bauen Sie die Schaltung mit den vorhandenen Laborbauteilen auf und kontrollieren Sie die erhaltenen Zustände am Ausgang. b) Mit einer der vorhandenen SPS-Software ist die Schaltung zu simulieren (Eingangsimpuls I3, Reset I2, Ausgang Q2). Wichtige Erkenntnisse

28 Beispiel 27: Zeichnen Sie die Schaltung mit den notwendigen digitalen Bauteilen auf, damit nach 10 Eingangsimpulsen der Ausgang auf logisch 1 gesetzt wird. a) Bauen Sie die Schaltung mit den vorhandenen Laborbauteilen auf und kontrollieren Sie die erhaltenen Zustände am Ausgang. b) Mit einer der vorhandenen SPS-Softwaren ist die Schaltung zu simulieren (Eingangsimpuls I1, Reset I2, Ausgang Q4). Wichtige Erkenntnisse

29 Beispiel 28: Zeichnen Sie die Schaltung mit den notwendigen digitalen Bauteilen auf, damit nach 10 Eingangsimpulsen der Ausgang auf logisch 1 gesetzt wird. An einem anderen Eingang soll der Zähler jederzeit gelöscht werden können. a) Bauen Sie die Schaltung mit den vorhandenen Laborbauteilen auf und kontrollieren Sie die erhaltenen Zustände am Ausgang. b) Mit einer der vorhandenen SPS-Softwaren ist die Schaltung zu simulieren (Zählereingang I1, Reset I2, Ausgang Q1). Wichtige Erkenntnisse

30 Beispiel 29: Zeichnen Sie die Schaltung mit den notwendigen digitalen Bauteilen auf, damit die Zahlen 1 bis 4 binär dargestellt werden können. Die Zahlen werden an vier Eingängen abgefragt. a) Bauen Sie die Schaltung mit den vorhandenen Laborbauteilen auf und kontrollieren Sie die erhaltenen Zustände am Ausgang. b) Mit einer der vorhandenen SPS-Software ist die Schaltung zu simulieren (Eingänge I1 I4, Ausgänge Q1 Q4). Wichtige Erkenntnisse

31 Beispiel 30: Zeichnen Sie die Schaltung mit den notwendigen digitalen Bauteilen auf, damit ein Ausgang im 1 Sekundentakt blinkt (1 Sekunde leuchten, 1 Sekunde Pause). Der Ausgang soll nur blinken, wenn ein Eingang auf logisch 1 gesetzt wird. a) Bauen Sie die Schaltung mit den vorhandenen Laborbauteilen auf und kontrollieren Sie die erhaltenen Zustände am Ausgang. b) Mit einer der vorhandenen SPS-Softwaren ist die Schaltung zu simulieren (Eingänge I1, Ausgänge Q1). Wichtige Erkenntnisse

32 Beispiel 31: Die untenstehende Schaltung im Stromlaufschema, ist durch eine digitale Steuerung zu ersetzen. Erstellen Sie eine Wertetabelle. Entwerfen Sie eine Schaltung aus der Weertetabelle. Vereinfachen Sie die Schaltung so weit wie möglich. Das entsprechende Programm ist in einer der vorhandenen SPS-Softwaren zu realisieren. Verwenden Sie die selben Bezeichnungen wie im Stromlaufplan. L Wichtige Erkenntnisse S S1 K1 14 S2 K2 14 K2 K1 A1 A2 K1 A1 A2 K2 N

33 Beispiel 32: Die untenstehende Schaltung im Stromlaufschema, ist durch eine digitale Steuerung zu ersetzen. Erstellen Sie eine Wertetabelle. Entwerfen Sie eine Schaltung aus der Weertetabelle. Vereinfachen Sie die Schaltung so weit wie möglich. Das entsprechende Programm ist in einer der vorhandenen SPS-Softwaren zu realisieren. Verwenden Sie die selben Bezeichnungen wie im Stromlaufplan. Wichtige Erkenntnisse L S1 S2 S3 K A1 A2 K1 N

34 Beispiel 33: Umwandlung einer Dualzahl in eine Dezimalzahl Binärwert: 1101 Binärwert: 1110 Beispiel 34: Umwandlung einer Dezimalzahl in eine Dualzahl Dezimalwert: 13 Dezimalwert: 213 Beispiel 35: Umwandlung einer Dezimalzahl in ein BCD Dezimalwert: 13 Dezimalwert: 213

35 Beispiel 36: Umwandlung eines BCD in eine Dezimalzahl BCD: BCD: Beispiel 37: Umwandlung einer Dualzahl in eine Hexadezimale Zahl Dual: Dual: Beispiel 38: Umwandlung einer Hexadezimalen Zahl ineine Dualzahl HEX: E2 HEX: 3D

36 53 GRUNDWASSERPUMPE Beispiel 53: Grundwasserpumpe Die Steuerung für die Grundwasserpumpe ist durch eine digitale Steuerung zu ersetzen. Zeichnen Sie die Steuerung mit den digitalen Bauteilen auf. Erstellen Sie das entsprechende Programm in einer der vorhandenen SPS- Softwaren. Verwenden Sie die selben Bezeichnungen wie im Stromlaufplan. Mit dem Wahlschalter S4.1 kann die Betriebsart Hand bzw. Automat gewählt werden. Die Steuerung ist im ausgeschalteten Zustand zu zeichnen S4.2 offen kein Wasser im Schacht. Stellung Automat Erreicht das Wasser das Niveau von S4.3, schaltet die Pumpe automatisch ein. Wird der Schacht bis zum Niveau S4.2 leergepumpt, schaltet die Pumpe wieder automatisch aus. Mit dem Taster S3 kann die Pumpe auch gestartet werden, ohne dass das Wasser das Niveau von S4.3 erreicht hat. Es muss aber Wasser im Schacht sein Leerlaufschutz S4.2 geschlossen.. Stellung Hand Die Pumpe läuft nur so lange, wie der Taster S2 betätigt ist, unabhängig, wie viel Wasser sich im Schacht befindet. Störung Die Störlampe muss auch brennen, wenn der Hauptschalter ausgeschaltet ist. S4.3 S4.2 M1 Klemmenkasten Wasserstand

37 53 GRUNDWASSERPUMPE Ergänzen Sie das Schema des Haupt- und Steuerstromkreises und bezeichnen Sie die Betriebsmittel sowie die Kontaktnummerierung. Die Abgangsklemmen im Steuerstromkreis sind einzubauen L1 L2 L3 N Bild F1.1 F S4 0 = Aus 1 = Handbetrieb 2 = Automat Q F F1.2 F Q3 A1 A2 -X1 PE L1 L2 L3 PE M 3 P=1 kw In=2,1A U=3x400V η=85%

38 17 ELEKTRONIK, DIGITALTECHNIK UND PROGRAMMIERUNG 53 GRUNDWASSERPUMPE = Aus 1 = Handbetrieb 2 = Automat AC 230V DC 12V L+ M I1 I2 I3 I4 I5 I6 I SPS Input 12/24V Output 230V Q1 Q2 Q3 Q PE L1 L2 L3 PE A1 A2 M 3 P=1 kw In=2,1A U=3x400V η=85%

39 53 GRUNDWASSERPUMPE Digitale Steuerung der Grundwasserpumpe

40 Beispiel 54: