Pneumatik Aufbaustufe Arbeitsbuch TP 0 Mit CD-ROM A B A B V V V V V 4 V 4 4 4 5 5 0V 4 0Z 4 0 B 5 B 0V 0 0S 4 5 Festo Didactic 54067 DE
Bestimmungsgemäße Verwendung Das Trainingspaket Pneumatik, Aufbaustufe ist nur zu benutzen: für die bestimmungsgemäße Verwendung im Lehr- und Ausbildungsbetrieb in sicherheitstechnisch einwandfreiem Zustand Die Komponenten des Trainingspakets sind nach dem heutigen Stand der Technik und den anerkannten sicherheitstechnischen Regeln gebaut. Dennoch können bei unsachgemäßer Verwendung Gefahren für Leib und Leben des Benutzers oder Dritter und Beeinträchtigungen der Komponenten entstehen. Das Lernsystem von Festo Didactic ist ausschließlich für die Aus- und Weiterbildung im Bereich Automatisierung und Technik entwickelt und hergestellt. Das Ausbildungsunternehmen und/oder die Ausbildenden hat/haben dafür Sorge zu tragen, dass die Auszubildenden die Sicherheitsvorkehrungen, die in diesem Arbeitsbuch beschrieben sind, beachten. Festo Didactic schließt hiermit jegliche Haftung für Schäden des Auszubildenden, des Ausbildungsunternehmens und/oder sonstiger Dritter aus, die bei Gebrauch/Einsatz dieses Gerätesatzes außerhalb einer reinen Ausbildungssituation auftreten; es sei denn Festo Didactic hat solche Schäden vorsätzlich oder grob fahrlässig verursacht. Bestell-Nr.: 54067 Stand: 0/00 Autoren: W. Haring, M. Metzger, R.-C. Weber Redaktion: Frank Ebel Grafik: Doris Schwarzenberger Layout: 0/00 Festo Didactic GmbH & Co. KG, 7770 Denkendorf, 00 Internet: www.festo-didactic.com E-Mail: did@de.festo.com Weitergabe sowie Vervielfältigung dieses Dokuments, Verwertung und Mitteilung seines Inhalts verboten, soweit nicht ausdrücklich gestattet. Zuwiderhandlungen verpflichten zu Schadenersatz. Alle Rechte vorbehalten, insbesondere das Recht, Patent-, Gebrauchsmuster- oder Geschmacksmusteranmeldungen durchzuführen. Hinweis Die Verwendung nur einer Geschlechtsform soll keine geschlechtsspezifische Benachteiligung sein, sondern dient nur der besseren Lesbarkeit und dem besseren Verständnis der Formulierungen.
Inhalt Vorwort V Einleitung VII Arbeits- und Sicherheitshinweise VIII Technologiepaket für Pneumatik (TP 00) X Lernziele der Grundstufe (TP 0) XI Zuordnung von Lernzielen und Aufgaben XII Gerätesatz der Aufbaustufe (TP 0) XIV Zuordnung von Geräten und Aufgaben XVII Methodische Hilfen für den Ausbilder XVIII Methodische Struktur der Aufgaben XVIII Bezeichnung der Geräte XIX Inhalte der CD-ROM XIX Gerätesatz der Grundstufe (TP 0) XXI Lernziele der Aufbaustufe (TP 0) XXII Lösungen Aufgabe : Öffnen und Schließen einer Ofentür Aufgabe : Vereinzeln von Getränkeflaschen 7 Aufgabe : Bohren von Ventilanschlussblöcken 5 Aufgabe 4: Abfüllen von Getränkeflaschen Aufgabe 5: Reinigen von Werkstücken Aufgabe 6: Bedrucken von Handyschalen 4 Aufgabe 7: Abpacken von Zündkerzen 5 Aufgabe 8: Verschließen von Führungsbuchsen 59 Aufgabe 9: Härten von Werkstoffproben 67 Aufgabe 0: Biegen von Blechstreifen 7 Aufgaben Aufgabe : Öffnen und Schließen einer Ofentür Aufgabe : Vereinzeln von Getränkeflaschen 7 Aufgabe : Bohren von Ventilanschlussblöcken 5 Aufgabe 4: Abfüllen von Getränkeflaschen Aufgabe 5: Reinigen von Werkstücken Aufgabe 6: Bedrucken von Handyschalen 4 Aufgabe 7: Abpacken von Zündkerzen 5 Aufgabe 8: Verschließen von Führungsbuchsen 59 Aufgabe 9: Härten von Werkstoffproben 67 Aufgabe 0: Biegen von Blechstreifen 7 Festo Didactic GmbH & Co. KG 54067 III
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Vorwort Das Lernsystem Automatisierung und Technik von Festo Didactic orientiert sich an unterschiedlichen Bildungsvoraussetzungen und beruflichen Anforderungen. Abgeleitet hieraus ergibt sich die Gliederung des Lernsystems: Technologieorientierte Trainingspakete Mechatronik und Fabrikautomation Prozessautomation und Regelungstechnik Robotino Lernen und forschen mit mobilen Robotern Hybride Lernfabriken Die technologieorientierten Trainingspakete befassen sich mit den Technologien Pneumatik, Elektropneumatik, Hydraulik, Elektrohydraulik, Proportionalhydraulik, Speicherprogrammierbare Steuerungen, Sensorik, Elektrotechnik und elektrischen Antrieben. Der modulare Aufbau des Lernsystems ermöglicht Anwendungen, die über die Grenzen der einzelnen Pakete hinausgehen. Beispielsweise sind SPS-Ansteuerungen von pneumatischen, hydraulischen und elektrischen Antrieben möglich. Festo Didactic GmbH & Co. KG 54067 V
Alle Lernpakete besitzen eine identische Struktur: Hardware Teachware Software Seminare Die Hardware setzt sich aus didaktisch aufbereiteten Industriekomponenten und Systemen zusammen. Die didaktisch-methodische Aufbereitung der Teachware ist auf die Trainings-Hardware abgestimmt. Die Teachware umfasst: Lehrbücher (mit Übungen und Beispielen) Arbeitsbücher (mit praktischen Aufgaben, ergänzenden Hinweisen und Lösungen) Transparentfolien und Videos (zur lebendigen Unterrichtsgestaltung) Die Lehr- und Lernmedien sind in mehreren Sprachen verfügbar. Sie sind für den Einsatz im Unterricht konzipiert, aber auch für ein Selbststudium geeignet. Aus dem Bereich Software werden Computer-Lernprogramme, Simulations-, Visualisierungs-, Projektierungs-, Konstruktions- und Programmiersoftware bereitgestellt. Ein umfassendes Seminarangebot zu den Inhalten der Trainingspakete rundet das Angebot in Aus- und Weiterbildung ab. Haben Sie Anregungen oder Kritikpunkte zu diesem Buch? Dann senden Sie eine E-Mail an: did@de.festo.com Die Autoren und Festo Didactic freuen sich auf Ihre Rückmeldung. VI Festo Didactic GmbH & Co. KG 54067
Einleitung Das vorliegende Arbeitsbuch ist ein Element aus dem Lernsystem Automatisierung und Technik der Firma Festo Didactic GmbH & Co. KG. Das System bildet eine solide Grundlage für eine praxisorientierte Aus- und Weiterbildung. Das Technologiepaket TP 00 enthält ausschließlich rein pneumatische Steuerungen. Voraussetzung für den Aufbau der Steuerungen ist ein fester Arbeitsplatz ausgestattet mit einer Festo Didactic Profilplatte. Zur Druckluftversorgung kann ein mobiler, schallgedämpfter Verdichter (0 V, maximal 800 kpa = 8 bar) verwendet werden. Eine optimale Ablaufsicherheit erreichen Sie, wenn die Steuerung bei einem Arbeitsdruck von p = 500 kpa = 5 bar ölfrei betrieben wird. Mit dem Gerätesatz der Aufbaustufe TP 0 werden die kompletten Steuerungen der 0 Aufgabenstellungen aufgebaut. Die theoretischen Grundlagen für das Verständnis dieser Aufgaben enthält das Lehrbuch Pneumatik Grundstufe. Des Weiteren stehen Datenblätter der einzelnen Geräte (Zylinder, Ventile, Messgeräte usw.) zur Verfügung. Festo Didactic GmbH & Co. KG 54067 VII
Arbeits- und Sicherheitshinweise Allgemein Die Auszubildenden dürfen nur unter Aufsicht einer Ausbilderin/eines Ausbilders an den Schaltungen arbeiten. Beachten Sie die Angaben der Datenblätter zu den einzelnen Komponenten, insbesondere auch alle Hinweise zur Sicherheit! Störungen, die die Sicherheit beeinträchtigen können, dürfen beim Schulungsbetrieb nicht erzeugt werden und sind umgehend zu beseitigen. Mechanik Montieren Sie alle Komponenten fest auf die Profilplatte. Beachten Sie Angaben zur Platzierung der Komponenten. Elektrik Verwenden Sie nur Kleinspannungen, maximal 4 V DC. Herstellen bzw. Abbauen von elektrischen Anschlüssen nur in spannungslosem Zustand! Verwenden Sie für die elektrischen Anschlüsse nur Verbindungsleitungen mit Sicherheitssteckern. Ziehen Sie beim Abbauen der Verbindungsleitungen nur an den Sicherheitssteckern, nicht an den Leitungen. Pneumatik Überschreiten Sie nicht den zulässigen Druck von 600 kpa (6 bar). Schalten Sie die Druckluft erst ein, wenn Sie alle Schlauchverbindungen hergestellt und gesichert haben. Entkuppeln Sie keine Schläuche unter Druck. Verletzungsgefahr beim Einschalten von Druckluft! Zylinder können selbsttätig aus- und einfahren. Unfallgefahr durch abspringende Schläuche! Verwenden Sie kürzest mögliche Schlauchverbindungen. Tragen Sie eine Schutzbrille. Beim Abspringen von Schläuchen: Schalten Sie die Druckluftzufuhr sofort ab. Pneumatischer Schaltungsaufbau: Verbinden Sie die Geräte mit dem Kunststoffschlauch mit 4 mm oder 6 mm Außendurchmesser. Stecken Sie dabei den Schlauch bis zum Anschlag in die Steckverbindung. Schalten Sie vor dem Schaltungsabbau die Druckluftversorgung ab. Pneumatischer Schaltungsabbau: Drücken Sie den blauen Lösungsring nieder, der Schlauch kann abgezogen werden. VIII Festo Didactic GmbH & Co. KG 54067
Befestigungstechnik Die Trägerplatten der Geräte sind mit der Befestigungsvariante A, B oder C ausgestattet: Variante A, Rastsystem Leichte nicht belastbare Geräte (z.b. Wege-Ventile, Sensoren). Geräte einfach in die Nut der Profilplatte einklipsen. Lösen der Geräte durch Betätigung des blauen Hebels. Variante B, Drehsystem Mittelschwere belastbare Geräte (z.b. Pneumatikzylinder). Diese Geräte werden durch Hammerschrauben auf die Profilplatte gespannt. Das Spannen bzw. Lösen erfolgt über die blaue Griffmutter. Variante C, Schraubsystem Für schwer belastbare Geräte bzw. Geräte die selten von der Profilplatte gelöst werden (z.b. Einschaltventil mit Filterregelventil). Die Geräte werden mit Zylinderschrauben und Hammermutter befestigt. Festo Didactic GmbH & Co. KG 54067 IX
Technologiepaket für Pneumatik (TP 00) Das Technologiepaket TP 00 besteht aus einer Vielzahl von einzelnen Ausbildungsmitteln sowie Seminaren. Gegenstand dieses Paketes sind ausschließlich rein pneumatische Steuerungen. Einzelne Elemente aus dem Technologiepaket TP 00 können auch Bestandteil anderer Pakete sein. Wichtige Elemente des TP 00 Fester Arbeitsplatz mit Festo Didactic Profilplatte Verdichter (0 V, 0,55 kw, maximal 800 kpa = 8 bar) Gerätesätze oder Einzelkomponenten (z.b. Zylinder, Wegeventile, Vorwahlzähler, Taktstufenbausteine, Logikelemente, pneumatische Näherungsschalter) Optionale Lernmittel (z.b. optische Anzeigen, 5/-Wegeventil, ziehende/drückende Last) Praxismodelle Komplette Laboreinrichtungen Ausbildungsunterlagen Lehrbücher Grundstufe TP 0 Grundlagen der pneumatischen Steuerungstechnik Wartung pneumatischer Geräte und Anlagen Pneumatik / Elektropneumatik Arbeitsbücher Grundstufe TP 0 Aufbaustufe TP 0 Optionale Teachware Transparentfoliensätze Haftbildzeichen, Zeichenschablone Simulationssoftware FluidSIM Pneumatik WBT Pneumatik Schnittmodelle Satz mit Aufbewahrungskoffer Seminare P00 P P P-OP P-NEU IW-PEP P-AL P-AZUBI Basiswissen Pneumatik für Maschinenbediener Grundlagen der Pneumatik und der Elektropneumatik Instandhaltung und Fehlersuche an pneumatischen und elektropneumatischen Anlagen Der Verschwendung auf der Spur wirtschaftlicher Einsatz der Pneumatik Pneumatik Auffrischung und Aktualisierung Instandhaltung und Wartung in der Steuerungstechnik pneumatische und elektropneumatische Steuerungen Pneumatik für die berufliche Ausbildung Pneumatik und Elektropneumatik für Auszubildende Veranstaltungsorte, Termine und Preise entnehmen Sie bitte dem aktuellen Seminarplaner. Weitere Ausbildungsmittel ersehen Sie aus unseren Katalogen und im Internet. Das Lernsystem Automatisierung und Technik wird laufend aktualisiert und erweitert. Die Foliensätze, die Filme, CD-ROMs und DVDs sowie die Fachbücher werden in mehreren Sprachen angeboten. X Festo Didactic GmbH & Co. KG 54067
Lernziele der Grundstufe (TP 0) Sie kennen verschiedene Arten der Erkennung von Endlagen. Sie kennen Möglichkeiten, um Steuerungen mit speicherndem Verhalten aufzubauen. Sie können /- und/oder 5/-Wegeventile umrüsten (Ruhestellung gesperrt/ruhestellung geöffnet). Sie kennen Weg-Schritt-Diagramme und können diese für eine vorgegebene Schaltung erstellen. Sie können Schaltungen mit Parallelbewegungen im Gegentakt realisieren. Sie können pneumatische Subtraktionszähler einsetzen. Sie können indirekte Ansteuerungen von Zylindern aufbauen. Sie können geeignete Sensoren für eine Anwendung auswählen und diese Sensoren justieren. Sie kennen den Aufbau und die Funktion von Taktstufen-Bausteinen. Sie können die Taktstufen-Grundsteuerung Dauerzyklus aufbauen. Sie können Drossel-Rückschlagventile abhängig von gegebenen Randbedingungen einbauen. Sie können die ODER Verknüpfung von Rückmeldesignalen realisieren. Sie können Verzögerungszeiten nach Vorgaben einstellen. Sie kennen Schaltungen, um Verzögerungszeiten durch Signaleingabe abzubrechen. Sie können die folgenden Eingabebefehle realisieren: NOT-AUS, NOT-AUS quittieren, START, RICHTEN, HALT BEI ZYKLUSENDE und AUTOMATIK/MANUELL. Sie können eine Taktstufen-Steuerung mit Leertakt aufbauen. Sie kennen eine Möglichkeit, um einstellbare Schrittwiederholungen innerhalb eines Bewegungsablaufes zu ermöglichen und können diese Schaltung aufbauen. Sie können Eingabeschaltungen mit Selbsthaltung entwickeln Sie kennen eine Möglichkeit, den Doppelhub eines Zylinders zu realisieren und können diese Schaltung aufbauen. Sie kennen Schaltungen, um die Bewegungsumkehr eines Zylinders im Teilhubbereich zu ermöglichen. Sie können eine Eingabeschaltung für eine Taktstufen-Steuerung mit abgesicherter Steuerluft entwickeln. Sie können einen doppeltwirkenden Zylinder im Teilhubbereich anhalten. Sie wissen, wie Ausgangssignale von Ventilen invertiert werden können. Sie können eine Steuerung mit Führungsverhalten in Kombination mit einer Ablaufsteuerung in Taktstufenausführung realisieren. Festo Didactic GmbH & Co. KG 54067 XI
Zuordnung von Lernzielen und Aufgaben Lernziel Aufgabe 4 5 6 7 8 9 0 Sie kennen verschiedene Arten der Erkennung von Endlagen. Sie kennen Möglichkeiten, um Steuerungen mit speicherndem Verhalten aufzubauen. Sie können /- und/oder 5/-Wegeventile umrüsten (Ruhestellung gesperrt/ruhestellung geöffnet). Sie kennen Weg-Schritt-Diagramme und können diese für eine vorgegebene Schaltung erstellen. Sie können Schaltungen mit Parallelbewegungen im Gegentakt realisieren. Sie können pneumatische Subtraktionszähler einsetzen. Sie können indirekte Ansteuerungen von Zylindern aufbauen. Sie können geeignete Sensoren für eine Anwendung auswählen und diese Sensoren justieren. Sie kennen den Aufbau und die Funktion von Taktstufen-Bausteinen. Sie können die Taktstufen-Grundsteuerung Dauerzyklus aufbauen. Sie können Drossel-Rückschlagventile abhängig von gegebenen Randbedingungen einbauen. Sie können die ODER Verknüpfung von Rückmeldesignalen realisieren. Sie können Verzögerungszeiten nach Vorgaben einstellen. Sie kennen Schaltungen, um Verzögerungszeiten durch Signaleingabe abzubrechen. Sie können eine Taktstufen-Steuerung mit den Eingabebefehlen AUTOMATIK/MANUELL, START und RICHTEN aufbauen. XII Festo Didactic GmbH & Co. KG 54067
Aufgabe 4 5 6 7 8 9 0 Lernziel Sie können eine Eingabeschaltung mit Selbsthaltung entwickeln, die folgende Eingaben ermöglicht: AUTOMATIK/MANUELL, START, HALT bei ZYKLUSENDE und RICHTEN. Sie können eine Taktstufen-Steuerung mit Leertakt aufbauen. Sie kennen eine Möglichkeit, um einstellbare Schrittwiederholungen innerhalb eines Bewegungsablaufes zu ermöglichen und können diese Schaltung aufbauen. Sie kennen eine Möglichkeit, den Doppelhub eines Zylinders zu realisieren und können diese Schaltung aufbauen. Sie kennen Schaltungen, um die Bewegungsumkehr eines Zylinders im Teilhubbereich zu ermöglichen. Sie können eine Eingabeschaltung für eine Taktstufen-Steuerung mit abgesicherter Steuerluft entwickeln mit den Eingaben START, AUTOMATIK/MANUELL und RICHTEN. Sie können einen doppeltwirkenden Zylinder im Teilhubbereich anhalten. Sie wissen, wie Ausgangssignale von Ventilen invertiert werden können. Sie können eine Steuerung mit Führungsverhalten in Kombination mit einer Ablaufsteuerung in Taktstufenausführung realisieren. Festo Didactic GmbH & Co. KG 54067 XIII
Gerätesatz der Aufbaustufe (TP 0) Dieser Gerätesatz der Aufbaustufe ist für die Weiterbildung in pneumatischer Steuerungstechnik zusammengestellt. Die beiden Gerätesätze (TP 0 und TP 0) enthalten Elemente, die für die Erarbeitung der vorgegebenen Lernziele erforderlich sind und können mit anderen Gerätesätzen des Lernsystems Automatisierung und Technik beliebig erweitert werden. Gerätesatz der Aufbaustufe (TP 0) Menge Benennung Bestell-Nr. /-Wege-Kipprollenventil, in Ruhestellung gesperrt 5867 4 /-Wege-Pneumatikventil, umrüstbar 59768 /-Wegeventil mit Drucktaster, in Ruhestellung gesperrt 5860 /-Wegeventil mit Schlagtaster, in Ruhestellung geöffnet (NOT-AUS) 5864 5/-Wege-Pneumatik Impulsventil 59769 Doppeltwirkender Zylinder 5888 Drossel-Rückschlagventil 9967 Kunststoffschlauch 4 x 0,75, 0 m 5496 Rückschlagventil, entsperrbar 54075 Staudruckventil 5868 0 Steckhülse 55 Taktstufen-Baustein 5886 0 T-Steckverbinder 58 Verzögerungsventil, in Ruhestellung geöffnet 59759 Vorwahlzähler, pneumatisch 5877 Wechselventil 5977 Wechselventil, -fach 588 Zweidruckventil, -fach 588 XIV Festo Didactic GmbH & Co. KG 54067
Symbole des Gerätesatzes Benennung Symbol /-Wegeventil mit Drucktaster, in Ruhestellung gesperrt /-Wegeventil mit Schlagtaster, in Ruhestellung geöffnet (NOT-AUS) /-Wege-Kipprollenventil, in Ruhestellung gesperrt Staudruckventil /-Wege-Pneumatikventil, in Ruhestellung gesperrt 5/-Wege-Pneumatik-Impulsventil 4 4 5 Vorwahlzähler, pneumatisch 0 Pneumatischer Timer, in Ruhestellung geöffnet Drossel-Rückschlagventil Festo Didactic GmbH & Co. KG 54067 XV
Benennung Symbol Wechselventil, -fach Wechselventil Zweidruckventil, -fach Doppeltwirkender Zylinder Rückschlagventil, entsperrbar Benennung Symbol Taktstufen-Baustein TAA A TAA A TAA A TAB A4 Yn Y Yn Yn+ Yn Yn+ Yn Yn+ Yn Yn+ Y Yn+ P P P P P P P P P P P P Zn Z Zn Zn+ Zn Zn+ Zn Zn+ Zn Zn+ Z Zn+ L L L L L L L L L L L L X X X X4 XVI Festo Didactic GmbH & Co. KG 54067
Zuordnung von Geräten und Aufgaben Gerät Aufgabe 4 5 6 7 8 9 0 Zylinder, doppeltwirkend Drossel-Rückschlagventil Rückschlagventil, entsperrbar /-Wege-Pneumatikventil, umrüstbar 4 5/-Wege-Pneumatik Impulsventil /-Wege-Kipprollenventil, in Ruhestellung gesperrt Staudruckventil /-Wegeventil mit Drucktaster, in Ruhestellung gesperrt /-Wegeventil mit Schlagtaster, in Ruhestellung geöffnet (NOT-AUS) Taktstufen-Baustein Verzögerungsventil, in Ruhestellung geöffnet Vorwahlzähler, pneumatisch Wechselventil Wechselventil, -fach Zweidruckventil, -fach Festo Didactic GmbH & Co. KG 54067 XVII
Methodische Hilfen für den Ausbilder Lernziele Das Groblernziel der vorliegenden Aufgabensammlung ist der systematische Entwurf von SchalTP länen sowie der praktische Aufbau der Steuerung auf der Profilplatte. Durch diese direkte Wechselwirkung von Theorie und Praxis ist ein schneller und nachhaltiger Lernfortschritt gewährleistet. Die Feinlernziele sind in der Matrix dokumentiert. Konkrete Einzellernziele sind jeder Aufgabenstellung zugeordnet. Richtzeit Die benötigte Zeit für das Durcharbeiten der Aufgabenstellung hängt vom Vorwissen der Lernenden ab. Mit Facharbeiterausbildung im Metall- oder Elektrobereich: ca. Wochen. Mit Techniker- oder Ingenieurausbildung: ca. Woche. Elemente des Gerätesatzes Aufgabensammlung und Gerätesatz sind aufeinander abgestimmt. Für alle 0 Aufgaben benötigen Sie die Elemente des Gerätesatzes der Grundstufe TP 0 und der Aufbaustufe TP 0. Jede Aufgabe der Grundstufe kann auf einer Profilplatte aufgebaut werden. Methodische Struktur der Aufgaben Alle 0 Aufgaben haben den gleichen methodischen Aufbau. Die Aufgaben sind gegliedert in: Titel Lernziele Problemstellung Randbedingungen sowie Projektauftrag Lageplan Arbeitsblätter Das Lehrerhandbuch enthält die Lösung zu jedem Aufgabenblatt aller 0 Aufgaben. Für die Aufgaben 4 bis 0 sind vergrößerte SchalTP läne auf DIN-A Seiten beigefügt. XVIII Festo Didactic GmbH & Co. KG 54067
Bezeichnung der Geräte Die Bezeichnung der Elemente erfolgt in den SchalTP länen nach Norm DIN ISO 9. Alle Bauteile eines Schaltkreises besitzen dieselbe Hauptkennziffer. In Abhängigkeit des Bauteiles werden Buchstaben vergeben. Mehrere Bauteile innerhalb eines Schaltkreises werden durchnummeriert. Druckstränge erhalten die Bezeichnung P und werden getrennt durchnummeriert. Zylinder: A, A, A,... Ventile: V, V, V, V, V, V,... Sensoren: B, B,... Signaleingabe: S, S,... Zubehör: 0Z, 0Z, Z,... Inhalte der CD-ROM Die mitgelieferte CD-ROM stellt Ihnen zusätzliche Medien zur Verfügung. Die Aufgabenblätter und Lösungen sind auf der mit dem Lehrerhandbuch mitgelieferten CD-ROM als pdf-dateien gespeichert. Die CD-ROM enthält folgende Ordner: Bedienungsanleitungen Datenblätter Demo Festo Katalog FluidSIM SchalTP läne Industrielle Anwendungen Präsentationen Produkt Informationen Videos Bedienungsanleitungen Bedienungsanleitungen für verschiedene Geräte des Technologiepakets stehen zur Verfügung. Diese Anleitungen helfen bei Einsatz und Inbetriebnahme der Geräte. Datenblätter Die Datenblätter der Geräte des Technologiepakets werden zusammen mit dem Gerätesatz geliefert und stehen als pdf-dateien zur Verfügung. FluidSIM -Demoversion Eine Demo-Version des Softwarepakets FluidSIM Pneumatik ist auf der CD-ROM gespeichert. Schon diese Version eignet sich zum Testen entwickelter Steuerungen. Festo Didactic GmbH & Co. KG 54067 XIX
Festo Katalog Für ausgesuchte Geräte erhalten Sie Seiten aus dem Festo AG & Co. KG Katalog. Die Darstellung und Beschreibung der Geräte in dieser Form soll zeigen, wie diese Geräte in einem industriellen Katalog dargestellt sind. Zusätzlich finden sich hier ergänzende Informationen zu den Geräten. FluidSIM SchalTP läne Für alle 9 Aufgaben des Technologiepakets sind die FluidSIM SchalTP läne in diesem Verzeichnis hinterlegt. Industrielle Anwendungen Fotos und Grafiken industrieller Anwendungen werden bereitgestellt. Hiermit können eigene Aufgabenstellungen illustriert werden. Auch ProjekTP räsentationen können durch den Einsatz dieser Abbildungen ergänzt werden. Präsentationen Kurzpräsentationen für Geräte des Technologiepakets sind in diesem Verzeichnis gespeichert. Diese Präsentationen können z.b. bei der Erstellung von ProjekTP räsentationen verwendet werden. Produkt Informationen In diesem Verzeichnis stehen Ihnen die Produkt Informationen und Datenblätter der Festo AG & Co. KG für die Geräte des Technologiepakets zur Verfügung. Es soll verdeutlicht werden, welche Informationen und Daten für eine industrielle Komponente bereitgestellt werden. Videos Einige Videos industrieller Anwendungen runden die Medien zum Technologiepaket ab. In kurzen Sequenzen werden Anwendungen in realer Umgebung dargestellt. XX Festo Didactic GmbH & Co. KG 54067
Gerätesatz der Grundstufe (TP 0) Dieser Gerätesatz ist für die Grundausbildung in pneumatischer Steuerungstechnik zusammengestellt. Er enthält alle Elemente, die für die Erarbeitung der vorgegebenen Lernziele erforderlich sind und kann mit anderen Gerätesätzen beliebig erweitert werden. Zum Aufbau funktionsfähiger Steuerungen werden zusätzlich die Profilplatte und eine Druckluftquelle benötigt. Gerätesatz der Grundstufe (TP 0) Menge Benennung Bestell-Nr. /-Wege-Rollenhebelventil, in Ruhestellung gesperrt 5866 /-Wegeventil mit Drucktaste, in Ruhestellung geöffnet 586 /-Wegeventil mit Drucktaste, in Ruhestellung gesperrt 5860 /-Wegeventil mit Wahlschalter, in Ruhestellung gesperrt 586 /-Wegeventil, einseitig druckluftbetätigt 59768 5/-Wege-Impulsventil, beidseitig druckluftbetätigt 59769 5/-Wegeventil mit Wahlschalter 586 5/-Wegeventil, einseitig druckluftbetätigt 58694 Doppeltwirkender Zylinder 5888 Drosselrückschlagventil 9967 Druckmessgerät 5865 Druckregelventil mit Druckmessgerät 59756 Druckschaltventil 5884 Einfachwirkender Zylinder 5887 Einschaltventil mit Filterregelventil 54069 Kunststoffschlauch 4 x 0,75 Silber 0 m 5496 Näherungsschalter, pneumatisch, mit Zylinderbefestigung 59775 Pneumatischer Timer, in Ruhestellung gesperrt 540694 Schnellentlüftungsventil 5977 0 Steckhülse 55 0 T-Steckverbinder 58 Verteilerblock 5896 Wechselventil (ODER) 5977 Zweidruckventil (UND) 59770 Festo Didactic GmbH & Co. KG 54067 XXI
Lernziele der Aufbaustufe (TP 0) Erkennen von Endlagen ohne Grenztaster Speicherschaltungen verstehen und aufbauen (Flipflop, Impulsventil) Umrüsten eines /- und/oder 5/-Wegeventils Unterschiedlichen Sensoren bewerten, einsetzen und justieren Funktion eines Staudruckgebers erklären Funktion von Taktstufen(-Bausteinen) beschreiben Taktstufen-Grundsteuerungen entwerfen (Dauerzyklus) Realisieren einer Taktstufen-Steuerung mit Betriebsarten AUTOMATIK/MANUELL, START und RICHTEN Realisieren der ODER-Verknüpfung von Rückmeldesignalen Einstellen und Abstimmen von Verzögerungen Verzögerungszeiten über eine ODER-Verknüpfung abbrechen können Realisieren einer Taktstufen-Steuerung mit Leertakt ( Schritte) Variable Schrittwiederholung innerhalb eines Bewegungsablaufes durch einen Vorwahlzähler beschreiben und aufbauen Entwicklung einer Eingabeschaltung mit Selbsthaltung und den Funktionen AUTOMATIK/MANUELL, START, HALT bei ZYKLUS ENDE und RICHTEN Einsatz von Sensoren zur Materialabfrage bewerten und realisieren Ansteuerung des Stellgliedes durch zwei Taktstufen über ein Wechselventil (Doppelhub des Zylinders) Einsatz eines Näherungsschalters im Teilhubbereich zur Realisierung der Bewegungsumkehr des Zylinders Entwicklung einer Eingabeschaltung für eine Taktstufen-Steuerung mit abgesicherter Steuerluft und den Funktionen START, NOT-AUS und RICHTEN Anhalten des Zylinders im Teilhubbereich (Positionieren) durch beidseitige Druckbeaufschlagung (Vorspannen) Justieren von Näherungsschaltern in den Endlagen und im Teilhubbereich Kombinierter Einsatz von Schnellentlüftungsventil und Druckregelventil mit Manometer Invertierung eines Zeitglied-Signals aufbauen Realisieren einer Steuerung mit Führungsverhalten in Kombination mit einer Ablaufsteuerung in Taktstufenausführung XXII Festo Didactic GmbH & Co. KG 54067
Inhalt Lösungen Aufgabe : Öffnen und Schließen einer Ofentür Aufgabe : Vereinzeln von Getränkeflaschen 7 Aufgabe : Bohren von Ventilanschlussblöcken 5 Aufgabe 4: Abfüllen von Getränkeflaschen Aufgabe 5: Reinigen von Werkstücken Aufgabe 6: Bedrucken von Handyschalen 4 Aufgabe 7: Abpacken von Zündkerzen 5 Aufgabe 8: Verschließen von Führungsbuchsen 59 Aufgabe 9: Härten von Werkstoffproben 67 Aufgabe 0: Biegen von Blechstreifen 7 Festo Didactic GmbH & Co. KG 54067 I
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Aufgabe : Öffnen und Schließen einer Ofentür Lernziele Wenn Sie diese Aufgabe bearbeitet haben, kennen Sie verschiedene Arten der Erkennung von Endlagen. kennen Sie Möglichkeiten, um Steuerungen mit speicherndem Verhalten aufzubauen. können Sie /- und/oder 5/-Wegeventile umrüsten (Ruhestellung gesperrt/ruhestellung geöffnet). Problemstellung Die Härteanlage ist für das kontinuierliche Härten von massengefertigten Metallteilen konzipiert. Die Werkstücke werden durch Erwärmen gehärtet und anschließend im Ölbad abgeschreckt. Die Klappen am Ein- und Ausgang der Härteanlage werden mit doppeltwirkenden Zylindern geschlossen und geöffnet. In dieser Aufgabe wird ausschließlich die Steuerung für eine der beiden Ofentüren betrachtet. Lageplan Härteofen Festo Didactic GmbH & Co. KG 54067
Aufgabe : Öffnen und Schließen einer Ofentür Randbedingungen Wegen der Hitzeentwicklung sollen keine Grenztaster eingesetzt werden. Es soll der Druck abgefragt werden, wenn der Zylinder in eine der beiden Endlagen fährt. Ablauf. Der Öffnungs- und Schließvorgang wird mit einem Taster gestartet.. Ein 5/-Wege-Impulsventil steuert den doppeltwirkenden Zylinder. Der Steuerimpuls dafür soll der Druck sein, der entsteht, wenn der Zylinder in eine der beiden Endlagen fährt.. Entweder erfolgt ein Impuls über die Ventile V, V auf V4: "Einfahren". 4. Oder es erfolgt ein Impuls über die Ventile V, V auf V4: "Ausfahren" 5. Die Zylinderbewegung ist in Kurzschreibweise A+ A Projektauftrag. Vervollständigen Sie den pneumatischen Schaltplan.. Rüsten Sie die im Gerätesatz enthaltenen Wegeventile um.. Führen Sie den Aufbau durch. 4. Überprüfen Sie den Steuerungsaufbau. 5. Beschreiben Sie die Funktionsweise der Steuerung. 6. Erstellen Sie die Geräteliste. Zusatzaufgaben Welche Fehler können bei der Verschlauchung der Steuerung vorkommen? Wie wirken sich diese Fehler aus? Für die notwendigen /-Wegeventile V und V sind die umrüstbaren /-Wege-Pneumatikventile vorgesehen. Ausgeliefert werden diese Ventile in Ruhestellung gesperrt. Wie müssen diese umgerüstet werden, damit sie die notwendige Funktion erfüllen? Nehmen Sie alternativ dafür 5/-Wege-Pneumatikventile. Wie müssen diese umgerüstet werden? Wie verhält sich die Steuerung nach einem Druckverlust? Festo Didactic GmbH & Co. KG 54067
Aufgabe : Öffnen und Schließen einer Ofentür Pneumatischen Schaltplan vervollständigen Vervollständigen Sie den pneumatischen Schaltplan indem Sie die fehlenden Druckluftleitungen einzeichnen. A V5 V6 V4 4 4 5 V 4 4 5 V 0 V S 0 Pneumatischer Schaltplan Festo Didactic GmbH & Co. KG 54067
Aufgabe : Öffnen und Schließen einer Ofentür Ablaufbeschreibung Bauen Sie die Steuerung auf und beschreiben Sie ihren Ablauf Ausgangsstellung Die Ofentür ist geschlossen. Die Kolbenstange des Zylinders A ist ausgefahren. Das 5/-Wege- Pneumatik-Impulsventil V4 (Stellglied) belüftet den Kolbenraum und entlüftet den Kolbenstangenraum. Das 5/-Wege-Pneumatik-Impulsventil V (Umschaltventil) ist auf Durchgang nach 4 geschaltet. Schritt - Ofentür öffnen Wird der Taster am /-Wegeventil S betätigt, werden die /-Wege-Pneumatikventile V und V gleichzeitig betätigt. Die Steueranschlüsse und 4 des Umschaltventils V werden entlüftet. Die Druckluft kann über die Anschlüsse und 4 des 5/-Wege-Pneumatik-Impulsventils V den Steueranschluss des 5/-Wege-Pneumatik-Impulsventils V4 beaufschlagen. Dieses Ventil V4 schaltet um. Die Kolbenstangenseite des Zylinders A wird belüftet. Der Kolben fährt in seine hintere Endlage. Gleichzeitig wird durch die Arbeitsluft über das /-Wege-Pneumatikventil V der Steueranschluss des Umschaltventils V mit Druckluft beaufschlagt. Das Umschaltventil V wird so geschaltet, dass durch ein neues Startsignal das Stellglied V4 umgeschaltet werden kann. Schritt - Ofentür schließen Wird der Taster am /-Wegeventil S erneut betätigt, werden die /-Wege-Pneumatikventile V und V gleichzeitig betätigt. Die Steueranschlüsse und 4 des Umschaltventils V werden entlüftet. Die Druckluft kann über die Anschlüsse und des Umschaltventils V den Steueranschluss 4 des Stellgliedes V4 beaufschlagen. Der Zylinder A wird auf der Kolbenseite belüftet. Die Kolbenstange fährt aus. Gleichzeitig wird wieder durch die Arbeitsluft über das /-Wege-Pneumatikventil V der Steueranschluss 4 des Umschaltventils V mit Druckluft beaufschlagt. Die Steuerung befindet sich wieder in der Ausgangsstellung. Durch ein erneutes Startsignal kann die Ofentüre wieder geöffnet werden. 4 Festo Didactic GmbH & Co. KG 54067
Aufgabe : Öffnen und Schließen einer Ofentür Erstellen der Geräteliste Zu einer vollständigen Projektdokumentation gehört neben dem Schaltplan auch eine Geräteliste. Erstellen Sie die Geräteliste, indem Sie die benötigten Geräte in die unten stehende Tabelle eintragen! Menge Benennung Zylinder, doppeltwirkend Drossel-Rückschlagventil 5/-Wege-Pneumatik-Impulsventil /-Wegeventil mit Drucktaster, in Ruhestellung gesperrt /-Wege-Pneumatikventil, in Ruhestellung geöffnet Verteilerblock Einschaltventil mit Filterregelventil Druckluftquelle Geräteliste Festo Didactic GmbH & Co. KG 54067 5
Aufgabe : Öffnen und Schließen einer Ofentür Lösen der Zusatzaufgaben Für die notwendigen /-Wegeventile V und V sind die umrüstbaren /-Wege-Pneumatikventile vorgesehen. Ausgeliefert werden diese Ventile in Ruhestellung gesperrt. Wie müssen die /-Wegeventile umgerüstet werden, damit sie die notwendige Funktion erfüllen? Durch Vertauschen von Blindstopfen und Arbeitsanschluss werden die Ventile auf Ruhestellung geöffnet umgerüstet. Welche Fehler können bei der Verschlauchung der Steuerung vorkommen? Wie wirken sich diese Fehler aus? Beschreiben Sie die Fehler. Sind die /-Wegeventile nicht richtig umgebaut worden, funktioniert die Steuerung nicht. Ist beim Ventil V4 der Anschluss mit Anschluss 4 vertauscht worden, fährt der Zylinder nicht aus. Nehmen Sie alternativ dafür 5/-Wege-Pneumatikventile. Wie müssen diese umgerüstet werden? Wie müssen die 5/-Wege-Pneumatikventile umgerüstet werden? Es muss der Arbeitsanschluss 4 verschlossen werden. Hinweis Mögliche Lösung wenn kein Stopfen vorhanden ist: Stecken Sie ein T-Stück (Steckverteiler) mit kurzem Schlauch auf das Ventil. Verbinden Sie die restlichen zwei Ausgänge des T-Stücks mit einem kurzen Schlauch miteinander. Wie verhält sich die Steuerung nach einem Druckverlust? Die Steuerung hält ihren Zustand gespeichert. Folge: Wird die Türe bei Druckverlust bewegt, geht sie bei erneutem Druck in ihre zuletzt eingenommene Lage zurück. 6 Festo Didactic GmbH & Co. KG 54067
Aufgabe : Öffnen und Schließen einer Ofentür Lernziele Wenn Sie diese Aufgabe bearbeitet haben, kennen Sie verschiedene Arten der Erkennung von Endlagen. kennen Sie Möglichkeiten, um Steuerungen mit speicherndem Verhalten aufzubauen. können Sie /- und/oder 5/-Wegeventile umrüsten (Ruhestellung gesperrt/ruhestellung geöffnet). Problemstellung Die Härteanlage ist für das kontinuierliche Härten von massengefertigten Metallteilen konzipiert. Die Werkstücke werden durch Erwärmen gehärtet und anschließend im Ölbad abgeschreckt. Die Klappen am Ein- und Ausgang der Härteanlage werden mit doppeltwirkenden Zylindern geschlossen und geöffnet. In dieser Aufgabe wird ausschließlich die Steuerung für eine der beiden Ofentüren betrachtet. Lageplan Härteofen Festo Didactic GmbH & Co. KG 54067/56788
Aufgabe : Öffnen und Schließen einer Ofentür Randbedingungen Wegen der Hitzeentwicklung sollen keine Grenztaster eingesetzt werden. Es soll der Druck abgefragt werden, wenn der Zylinder in eine der beiden Endlagen fährt. Ablauf. Der Öffnungs- und Schließvorgang wird mit einem Taster gestartet.. Ein 5/-Wege-Impulsventil steuert den doppeltwirkenden Zylinder. Der Steuerimpuls dafür soll der Druck sein, der entsteht, wenn der Zylinder in eine der beiden Endlagen fährt.. Entweder erfolgt ein Impuls über die Ventile V, V auf V4: "Einfahren". 4. Oder es erfolgt ein Impuls über die Ventile V, V auf V4: "Ausfahren" 5. Die Zylinderbewegung ist in Kurzschreibweise A+ A Projektauftrag. Vervollständigen Sie den pneumatischen Schaltplan.. Rüsten Sie die im Gerätesatz enthaltenen Wegeventile um.. Führen Sie den Aufbau durch. 4. Überprüfen Sie den Steuerungsaufbau. 5. Beschreiben Sie die Funktionsweise der Steuerung. 6. Erstellen Sie die Geräteliste. Zusatzaufgaben Welche Fehler können bei der Verschlauchung der Steuerung vorkommen? Wie wirken sich diese Fehler aus? Für die notwendigen /-Wegeventile V und V sind die umrüstbaren /-Wege-Pneumatikventile vorgesehen. Ausgeliefert werden diese Ventile in Ruhestellung gesperrt. Wie müssen diese umgerüstet werden, damit sie die notwendige Funktion erfüllen? Nehmen Sie alternativ dafür 5/-Wege-Pneumatikventile. Wie müssen diese umgerüstet werden? Wie verhält sich die Steuerung nach einem Druckverlust? Name: Datum: Festo Didactic GmbH & Co. KG 54067/56788
Aufgabe : Öffnen und Schließen einer Ofentür Pneumatischen Schaltplan vervollständigen Vervollständigen Sie den pneumatischen Schaltplan indem Sie die fehlenden Druckluftleitungen einzeichnen. A V5 V6 V4 4 4 5 V 4 4 5 V 0 V S 0 Pneumatischer Schaltplan Festo Didactic GmbH & Co. KG 54067/56788 Name: Datum:
Aufgabe : Öffnen und Schließen einer Ofentür Ablaufbeschreibung Bauen Sie die Steuerung auf und beschreiben Sie ihren Ablauf. Ausgangsstellung Schritt - Ofentür öffnen Schritt - Ofentür schließen 4 Name: Datum: Festo Didactic GmbH & Co. KG 54067/56788
Aufgabe : Öffnen und Schließen einer Ofentür Erstellen der Geräteliste Zu einer vollständigen Projektdokumentation gehört neben dem Schaltplan auch eine Geräteliste. Erstellen Sie die Geräteliste, indem Sie die benötigten Geräte in die unten stehende Tabelle eintragen! Menge Benennung Geräteliste Festo Didactic GmbH & Co. KG 54067/56788 Name: Datum: 5
Aufgabe : Öffnen und Schließen einer Ofentür Lösen der Zusatzaufgaben Für die notwendigen /-Wegeventile V und V sind die umrüstbaren /-Wege-Pneumatikventile vorgesehen. Ausgeliefert werden diese Ventile in Ruhestellung gesperrt. Wie müssen die /-Wegeventile umgerüstet werden, damit sie die notwendige Funktion erfüllen? Welche Fehler können bei der Verschlauchung der Steuerung vorkommen? Wie wirken sich diese Fehler aus? Beschreiben Sie die Fehler. Nehmen Sie alternativ dafür 5/-Wege-Pneumatikventile. Wie müssen diese umgerüstet werden? Wie müssen die 5/-Wege-Pneumatikventile umgerüstet werden? Hinweis Mögliche Lösung wenn kein Stopfen vorhanden ist: Stecken Sie ein T-Stück (Steckverteiler) mit kurzem Schlauch auf das Ventil. Verbinden Sie die restlichen zwei Ausgänge des T-Stücks mit einem kurzen Schlauch miteinander. Wie verhält sich die Steuerung nach einem Druckverlust? 6 Name: Datum: Festo Didactic GmbH & Co. KG 54067/56788