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Arbeitsbuch TP 201
Mit CD-ROM
Festo Didactic
540673 de
ElektropneumatikGrundstufe
2 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 540673
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.: Benennung: Bezeichnung: Stand: Autoren: Redaktion: Grafik: Layout:
540673 TEACHWARE D:LW-EP-201-1-DE 04/2005 M. Pany, S. Scharf Frank Ebel Doris Schwarzenberger 05/2005
© Festo Didactic GmbH & Co. KG, D-73770 Denkendorf, 2005 Internet: www.festo-didactic.de e-mail: did@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.
Teile dieser Unterlagen dürfen vom berechtigten Verwender ausschließlich für Unterrichtszwecke vervielfältigt werden.
Bestimmungsgemäße Verwendung
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Vorwort ___________________________________________________________ 5
Einleitung ___________________________________________________________ 7
Sicherheits- und Arbeitshinweise_________________________________________ 9
Technologiepaket für Elektropneumatik (TP200) ___________________________ 11
Lernziele der Grundstufe (TP201)________________________________________ 13
Zuordnung von Lernzielen und Aufgaben _________________________________ 15
Gerätesatz der Grundstufe (TP201) ______________________________________ 17
Zuordnung von Geräten und Aufgaben ___________________________________ 21
Methodische Hilfen für den Ausbilder ____________________________________ 23
Methodische Struktur der Aufgaben _____________________________________ 25
Bezeichnung der Geräte _______________________________________________ 26
Inhalte der CD-ROM___________________________________________________ 27
Gerätesatz der Aufbaustufe (TP202) _____________________________________ 29
Lernziele der Aufbaustufe (TP202)_______________________________________ 30
Teil A – Aufgaben
Aufgabe 1: Realisieren einer Sortiervorrichtung ____________________________A-3
Aufgabe 2: Realisieren einer Absperrvorrichtung __________________________A-15
Aufgabe 3: Realisieren einer Deckelpresse _______________________________A-25
Aufgabe 4: Realisieren eines Klappverschlusses __________________________A-35
Aufgabe 5: Realisieren einer Umlenkvorrichtung __________________________A-43
Aufgabe 6: Ansteuerung eines Schachtmagazins __________________________A-53
Aufgabe 7: Sortieren von Paketen ______________________________________A-65
Aufgabe 8: Ansteuern eines Schiebetischs _______________________________A-73
Aufgabe 9: Erweiterung einer Umlenkvorrichtung _________________________A-81
Aufgabe 10: Aufbau einer Stanzvorrichtung ______________________________A-91
Aufgabe 11: Realisieren einer Palettenladestation_______________________ A-101
Aufgabe 12: Beheben einer Störung in der Palettenladestation ____________ A-107
Inhalt
Inhalt
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Teil B – Grundlagen
Teil C – Lösungen
Aufgabe 1: Realisieren einer Sortiervorrichtung ____________________________C-3
Aufgabe 2: Realisieren einer Absperrvorrichtung __________________________C-15
Aufgabe 3: Realisieren einer Deckelpresse _______________________________C-23
Aufgabe 4: Realisieren eines Klappverschlusses __________________________C-33
Aufgabe 5: Realisieren einer Umlenkvorrichtung __________________________C-41
Aufgabe 6: Ansteuerung eines Schachtmagazins __________________________C-49
Aufgabe 7: Sortieren von Paketen ______________________________________C-59
Aufgabe 8: Ansteuern eines Schiebetischs _______________________________C-67
Aufgabe 9: Erweiterung einer Umlenkvorrichtung _________________________C-75
Aufgabe 10: Aufbau einer Stanzvorrichtung ______________________________C-85
Aufgabe 11: Realisieren einer Palettenladestation_________________________C-95
Aufgabe 12: Beheben einer Störung in der Palettenladestation _____________C-101
Teil D – Anhang
Ordnungsmittel _____________________________________________________ D-2
Befestigungstechnik _________________________________________________ D-3
Kunststoffschlauch __________________________________________________ D-4
Datenblätter
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Das Lernsystem Automatisierung und Technik von Festo Didactic orientiert sich an
unterschiedlichen Bildungsvoraussetzungen und beruflichen Anforderungen.
Abgeleitet hieraus ergibt sich die Gliederung der Trainingspakete:
• Grundlagenpakete vermitteln technologieübergreifendes Basiswissen
• Technologiepakete greifen die wichtigen Themen Steuerungs- und
Regelungstechnik auf
• Funktionspakete erklären die Grundfunktionen automatisierter Systeme
• Anwendungspakete ermöglichen eine an der betrieblichen Realität ausgerichtete
Aus- und Weiterbildung
Die Technologiepakete befassen sich mit den Technologien Pneumatik,
Elektropneumatik, Speicherprogrammierbare Steuerungen, Automatisieren mit dem
Personal Computer, Hydraulik, Elektrohydraulik, Proportionalhydraulik und
Anwendungstechnik (Handling).
Vorwort
Vorwort
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Der modulare Aufbau des Lernsystems ermöglicht Anwendungen, die über die
Grenzen der einzelnen Pakete hinausgehen. Beispielsweise sind SPS-Ansteuerungen
von pneumatischen, hydraulischen und elektrischen Aktuatoren möglich.
Alle Lernpakete besitzen eine identische Struktur:
• Hardware
• Teachware
• Software
• Seminare
Die Hardware setzt sich aus didaktisch aufbereiteten Industriekomponenten und
Anlagen 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, Lösungen
und Datenblättern)
• 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 und
Programmiersoftware für Speicherprogrammierbare Steuerungen bereitgestellt.
Ein umfassendes Seminarangebot zu den Inhalten der Technologiepakete rundet
das Angebot in Aus- und Weiterbildung ab.
© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 540673 7
Das vorliegende Arbeitsbuch ist ein Element aus dem Lernsystem Automatisierung
und Technik von Festo Didactic GmbH & Co. KG. Das System bildet eine solide
Grundlage für eine praxisorientierte Aus- und Weiterbildung. Das Technologiepaket
TP200 enthält ausschließlich elektropneumatische Steuerungen.
Die Grundstufe TP201 eignet sich für die Grundausbildung in elektropneumatischer
Steuerungstechnik. Es werden Kenntnisse über die physikalischen Grundlagen der
Elektropneumatik sowie Funktion und Einsatz elektropneumatischer Geräte
vermittelt. Mit dem Gerätesatz können einfache elektropneumatische Steuerungen
aufgebaut werden.
Die Aufbaustufe TP202 ist auf die Weiterbildung in elektropneumatischer
Steuerungstechnik ausgerichtet. Mit den beiden Gerätesätzen können umfangreiche
kombinatorische Schaltungen mit Verknüpfungen der Eingangs- und
Ausgangssignale sowie Programmsteuerungen aufgebaut werden.
Voraussetzung für den Aufbau der Steuerungen ist ein fester Arbeitsplatz
ausgestattet mit einer Festo Didactic Profilplatte. Die Profilplatte hat 14 parallele
T-Nuten im Abstand von je 50 mm. Als Gleichspannungsquelle dient ein
kurzschlusssicheres Netzgerät (Eingang: 230 V, 50 Hz, Ausgang: 24 V, max. 5 A). Zur
Druckluftversorgung kann ein mobiler, schallgedämpfter Verdichter (230 V, maximal
800 kPa = 8 bar) verwendet werden.
Der Arbeitsdruck soll maximal p = 600 kPa = 6 bar betragen.
Eine optimale Ablaufsicherheit erreichen Sie, wenn die Steuerung bei einem
Arbeitsdruck von p = 5oo kPa = 5 bar ölfrei betrieben wird.
Mit dem Gerätesatz der Grundstufe TP201 werden die kompletten Steuerungen der
12 Aufgabenstellungen aufgebaut. Die theoretischen Grundlagen für das
Verständnis dieser Aufgabensammlung können dem Lehrbuch
• Elektropneumatik
entnommen werden.
Des weiteren stehen Datenblätter der einzelnen Geräte (Zylinder, Ventile,
Messgeräte usw.) zur Verfügung.
Einleitung
Einleitung
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Im Interesse Ihrer eigenen Sicherheit sollten Sie folgende Hinweise beachten:
• Durch Druckluft abspringende Schläuche können Unfälle verursachen. Druck
sofort wegnehmen.
• Erst verschlauchen, dann Druckluft einschalten.
• Vorsicht!
Beim Einschalten der Druckluft können Zylinder selbsttätig losfahren.
• Den elektrischen Grenztaster bei Fehlersuche nicht von Hand betätigen
(Werkzeug benutzen).
• Allgemeine Sicherheitsbestimmungen beachten.
• Bei den elektrischen Grenztastern sind zwei Bauformen zu unterscheiden
– Betätigung von links
– Betätigung von rechts.
• Die Grenztaster sollen bei großen Kolbengeschwindigkeiten nur in der
vorgesehenen Richtung vom Schaltnocken des Zylinders angefahren werden. Die
Grenztaster dürfen nicht frontal betätigt werden.
• Zulässigen Arbeitsdruck nicht überschreiten (siehe Datenblätter).
• Nur Kleinspannung ≤ 24V DC verwenden.
• Alle Geräte sind mit 4 mm Sicherheitsbuchsen bzw. Sicherheitssteckern
ausgestattet. Verwenden Sie für die elektrischen Verbindungen nur Kabel mit
Sicherheitsstecker.
• Pneumatischer Schaltungsaufbau:
Geräte mit dem silbermetallic Kunststoffschlauch mit 4 mm Außendurchmesser
verbinden. Dabei den Schlauch bis zum Anschlag in die Steckverbindung
stecken; kein Sichern notwendig!
• Lösen der Steckverschraubung:
Durch Niederdrücken der Kralle kann der Schlauch gelöst werden (keine
Entkupplung unter Druck möglich!)
• Vor dem Schaltungsabbau die Druckluftversorgung und Spannungsversorgung
abschalten.
Sicherheits- und Arbeitshinweise
Sicherheits- und Arbeitshinweise
10 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 540673
• Die Trägerplatten der Geräte sind mit der Befestigungsvariante A bis D
ausgestattet:
Variante A, Rastsystem
Leichte nicht belastbare Geräte (z.B. Wege-Ventile). Gerät einfach in die Nut der
Profilplatte einklipsen. Lösen der Geräte durch Betätigung des blauen Hebels.
Variante B, Drehsystem
Mittelschwere belastbare Geräte (z.B. Aktuatoren). 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 Elemente werden mit
Zylinderschrauben und Hammermuttern befestigt.
Variante D, Stecksystem
Leichte nicht belastbare Geräte mit Steckbolzen (z.B. Meldeeinrichtung). Sie
werden mit Steckadaptern befestigt.
• Die Angaben der Datenblätter im Teil D zu den einzelnen Geräten beachten.
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Das Technologiepaket TP200 besteht aus einer Vielzahl von einzelnen
Ausbildungsmitteln sowie Seminaren. Gegenstand dieses Paketes sind
ausschließlich elektropneumatische Steuerungen. Einzelne Elemente aus dem
Technologiepaket TP200 können auch Bestandteil anderer Pakete sein.
• Fester Arbeitsplatz mit Festo Didactic Profilplatte
• Verdichter (230 V, 0,55 kW, maximal 800 kPa = 8 bar)
• Gerätesätze oder Einzelkomponenten
• Optionale Lernmittel
• Praxismodelle
• komplette Laboreinrichtungen
Ausbildungsunterlagen
Lehrbücher Grundstufe TP201
Grundlagen der pneumatischen Steuerungstechnik
Wartung pneumatischer Geräte und Anlagen
Arbeitsbücher Grundstufe TP201
Aufbaustufe TP202
Optionale Teachware Transparentfoliensätze und Tageslichtprojektor
Haftbildzeichen, Zeichenschablone
WBT Fluid Studio Elektropneumatik
Schnittmodell Satz 1 + 2 mit Aufbewahrungskoffer
Simulationssoftware FluidSIM Pneumatik
Technologiepaket für Elektropneumatik (TP200)
Wichtige Elemente des
TP200
Technologiepaket für Elektropneumatik (TP200)
12 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 540673
Seminare
P111 Grundlagen der Pneumatik und der Elektropneumatik
P121 Instandhaltung und Fehlersuche an pneumatischen und elektropneumatischen
Anlagen
IW-PEP Instandhaltung und Wartung in der Steuerungstechnik – pneumatische und
elektropneumatische Steuerungen
EP-AL Elektropneumatik für die berufliche Ausbildung
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.
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• Sie kennen den Aufbau und die Funktionsweise eines
einfachwirkenden Zylinders.
• Sie kennen den Aufbau und die Funktionsweise eines
doppeltwirkenden Zylinders.
• Sie können Kolbenkräfte nach vorgegebenen Werten berechnen.
• Sie kennen den Aufbau und die Funktionsweise eines 3/2-Wege-Magnetventils.
• Sie kennen den Aufbau und die Funktionsweise eines Magnet-Impulsventils.
• Sie können Magnetventile den Anforderungen entsprechend auswählen.
• Sie können Betätigungsarten von Wegeventilen erkennen und skizzieren.
• Sie können Magnetventile umrüsten.
• Sie können eine direkte Ansteuerung erklären und aufbauen.
• Sie können eine indirekte Ansteuerung erklären und aufbauen.
• Sie kennen logische Funktionen und können diese aufbauen.
• Sie kennen verschiedene Arten der Endlagenkontrolle und können die geeignete
Art auswählen.
• Sie können elektrische Kennwerte berechnen.
• Sie kennen Selbsthalteschaltungen mit unterschiedlichem Verhalten.
• Sie können eine elektrische Selbsthalteschaltung mit dominierendem
Ausschaltsignal erklären und aufbauen.
• Sie können eine druckabhängige Steuerung aufbauen.
• Sie kennen Aufbau und Funktionsweise von magnetischen Näherungsschaltern.
• Sie kennen Weg-Schritt-Diagramme und können diese für vorgegebene
Problemstellungen erstellen.
• Sie können eine Ablaufsteuerung mit zwei Zylindern realisieren.
• Sie können Fehler in einfachen elektropneumatischen Steuerungen erkennen
und beheben.
Lernziele der Grundstufe (TP201)
Lernziele der Grundstufe (TP201)
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Aufgabe 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Lernziele
Sie kennen den Aufbau und die
Funktionsweise eines
einfachwirkenden Zylinders.
•
Sie kennen den Aufbau und die
Funktionsweise eines
doppeltwirkenden Zylinders.
• • •
Sie können Kolbenkräfte nach
vorgegebenen Werten berechnen.
•
Sie kennen den Aufbau und die
Funktionsweise eines
3/2-Wege-Magnetventils.
•
Sie kennen den Aufbau und die
Funktionsweise eines
Magnet-Impulsventils.
• •
Sie können Magnetventile den
Anforderungen entsprechend
auswählen.
•
Sie können Betätigungsarten von
Wegeventilen erkennen und
skizzieren.
•
Sie können Magnetventile umrüsten.
•
Sie können eine direkte Ansteuerung
erklären und aufbauen.
• •
Sie können eine indirekte
Ansteuerung erklären und aufbauen.
• • •
Sie kennen verschiedene Arten der
Endlagenkontrolle und können die
geeignete Art auswählen.
• •
Sie kennen logische Funktionen und
können diese aufbauen.
• •
Sie können elektrische Kennwerte
berechnen
•
Zuordnung von Lernzielen und Aufgaben
Zuordnung von Lernzielen und Aufgaben
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Aufgabe 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Lernziele
Sie kennen Selbsthalteschaltungen
mit unterschiedlichem Verhalten.
• •
Sie können eine elektrische
Selbsthalteschaltung mit
dominierendem Ausschaltsignal
erklären und aufbauen.
•
Sie können eine druckabhängige
Steuerung aufbauen.
•
Sie kennen Aufbau und
Funktionsweise von magnetischen
Näherungsschaltern.
•
Sie kennen Weg-Schritt-Diagramme
und können diese für vorgegebene
Problemstellungen erstellen.
•
Sie können eine Ablaufsteuerung mit
zwei Zylindern realisieren.
•
Sie können Fehler in einfachen
elektropneumatischen Steuerungen
erkennen und beheben.
•
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Dieser Gerätesatz ist für die Grundausbildung in elektropneumatischer
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
wird zusätzlich die Profilplatte, ein elektrisches Netzgerät und eine Druckluftquelle
benötigt.
Benennung Bestell-Nr. Menge
2 x 3/2-Wege-Magnetventil, in Ruhestellung gesperrt 539776 1
5/2-Wege-Magnet-Impulsventil 539778 2
5/2-Wege-Magnetventil 539777 1
Blindstopfen 153267 10
Doppelt wirkender Zylinder 152888 2
Drossel-Rückschlagventil 539773 4
Drucksensor 539757 1
Einfach wirkender Zylinder 152887 1
Einschaltventil mit Filterregelventil 540691 1
Grenztaster, elektrisch, Betätigung von links 183322 1
Grenztaster, elektrisch, Betätigung von rechts 183322 1
Kunststoffschlauch 4 x 0,75, 10 m 151496 2
Näherungsschalter, elektronisch 540695 2
Näherungsschalter, optisch 178577 1
Relais, 3-fach 162241 2
Signaleingabe, elektrisch 162242 1
Steckhülse 153251 10
T-Steckverbinder 153128 20
Verteilerblock 152896 1
Gerätesatz der Grundstufe (TP201)
Gerätesatz der Grundstufe
(TP201
Bestell-Nr.: 540712)
Gerätesatz der Grundstufe (TP201)
18 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 540673
Benennung Symbol
Relais, 3-fach
1412 2422 3432
32
4442
11 21 31 41
A1
A2
1412 2422 34 4442
11 21 41
A1
A231
1412 2422 3432 4442
11 21 31 41
A1
A2
Signaleingabe, elektrisch 13
13
13
23
23
23
14
14
14
24
24
24
31
31
31
41
41
41
32
32
32
42
42
42
3/2-Wege-Magnetventil,
in Ruhestellung gesperrt 2
1M1
31
1M1
Symbole des
Gerätesatzes
Gerätesatz der Grundstufe (TP201)
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Benennung Symbol
5/2-Wege-Magnetventil
1M1
24
35 1
1M1
5/2-Wege-Magnet-Impulsventil
1M1 1M2
24
35 1
1M1 1M2
Näherungsschalter, elektronisch
Drucksensor
p
Näherungsschalter, optisch
Grenztaster, elektrisch 42
1
Drossel-Rückschlagventil 21
Gerätesatz der Grundstufe (TP201)
20 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 540673
Benennung Symbol
Einfachwirkender Zylinder
Doppeltwirkender Zylinder
Einschaltventil mit Filterregelventil
2
31
Verteilerblock
Anschlusselemente
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Aufgabe 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Geräte
Zylinder, einfachwirkend 1 1 1 1
Zylinder, doppeltwirkend 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Drossel-Rückschlagventil 1 2 2 1 2 2 2 2 2 2 3 3
3/2-Wege-Magnetventil,
RS geschlossen
1 (1) 1 1
5/2-Wege-Magnetventil 1 1 1 1
5/2-Wege-Magnet-Impulsventil 1 1 1 1 1 1 1
Drucksensor 1
Grenztaster, elektrisch 1 2
Näherungsschalter, Schließer 2 2 2 2
Taster, elektrisch, Schließer 1 1 1 2 2 1 1 1 1 1 1 1
Taster, elektrisch, Öffner 1 1
Relais 1 1 2 2 3 1 3 3 3 3
Verteilerblock 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Einschaltventil mit Filterregelventil 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Netzgerät 24 V DC 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Zuordnung von Geräten und Aufgaben
Zuordnung von Geräten und Aufgaben
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© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 540673 23
• Lernziele
Das Groblernziel der vorliegenden Aufgabensammlung ist der systematische
Entwurf von Schaltplänen sowie der praktische Aufbau der Steuerung auf der
Profilplatte. Durch diese direkte Wechselwirkung von Theorie und Praxis ist ein
schneller Lernfortschritt gewährleistet. Die Feinlernziele sind in der Matrix
dokumentiert. Konkrete Einzellernziele sind jeder Aufgabenstellung zugeordnet.
Wichtige Lernziele der Nachbereitung stehen in Klammern.
• Richtzeit
Die benötigte Zeit für das Durcharbeiten der Aufgabenstellung hängt vom
Vorwissen der Lernenden ab. Mit Facharbeiterausbildung im Metall- oder
Elektrobereich: ca. 2 Wochen. Mit Techniker- oder Ingenieurausbildung:
ca. 1 Woche.
• Elemente des Gerätesatzes
Aufgabensammlung und Gerätesatz sind aufeinander abgestimmt. Für alle
Aufgaben benötigen Sie nur Elemente eines Gerätesatzes der Grundstufe TP201.
Jede Aufgabe der Grundstufe kann auf einer Profilplatte aufgebaut werden.
• Darstellungsformen
Bei der Darstellung von Bewegungsabläufen und Schaltzuständen wird auf die
Kurzschreibweise sowie auf Bewegungsdiagramme zurückgegriffen.
Methodische Hilfen für den Ausbilder
Methodische Hilfen für den Ausbilder
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© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 540673 25
Alle 12 Aufgaben im Teil A haben den gleichen methodischen Aufbau.
Die Aufgaben sind gegliedert in:
• Titel
• Lernziele
• Problemstellung
• Randbedingungen
sowie
• Projektauftrag
• Lageplan
• Arbeitsblätter
Die Lösungsvorschläge im Teil C sind gegliedert in:
• Schaltplan
• Lösungsbeschreibung
sowie
• Schaltungsaufbau
• Geräteliste
Methodische Struktur der Aufgaben
26 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 540673
Die Bezeichnung der Elemente erfolgt in den Schaltplänen nach Norm
DIN-ISO 1219-2. 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.
Antriebe: 1A1, 2A1, 2A2, ...
Ventile: 1V1, 1V2, 1V3, 2V1, 2V2, 3V1, ...
Sensoren: 1B1, 1B2, ...
Signaleingabe: 1S1, 1S2, ...
Zubehör: 0Z1, 0Z2, 1Z1, ...
Druckstränge: P1, P2, ...
Bezeichnung der Geräte
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Die mitgelieferte CD-ROM stellt Ihnen zusätzliche Medien zur Verfügung. Die Inhalte
der Teile A – Aufgaben und C – Lösungen sind als pdf-Dateien gespeichert.
Die CD-ROM hat folgende Struktur:
• Bedienungsanleitungen
• Datenblätter
• Demo
• Festo Katalog
• FluidSIM Schaltpläne
• Industrielle Anwendungen
• Präsentationen
• Produkt Informationen
• Videos
Bedienungsanleitungen für verschiedene Geräte des Technologiepakets stehen zur
Verfügung. Diese Anleitungen helfen bei Einsatz und Inbetriebnahme der Geräte.
Die Datenblätter der Geräte des Technologiepakets stehen als pdf-Dateien zur
Verfügung.
Eine Demo-Version des Softwarepakets FluidSIM® Pneumatik ist auf der CD-ROM
gespeichert. Schon diese Version eignet sich zum Testen entwickelter Steuerungen.
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.
Für alle 12 Aufgaben des Technologiepakets sind die FluidSIM Schaltpläne in diesem
Verzeichnis hinterlegt.
Inhalte der CD-ROM
Bedienungsanleitungen
Datenblätter
Demo
Festo Katalog
FluidSIM Schaltpläne
Inhalte der CD-ROM
28 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 540673
Fotos und Grafiken industrieller Anwendungen werden bereitgestellt. Hiermit
können eigene Aufgabenstellungen illustriert werden. Auch Projektpräsentationen
können durch den Einsatz dieser Abbildungen ergänzt werden.
Kurzpräsentationen für Geräte des Technologiepakets sind in diesem Verzeichnis
gespeichert. Diese Präsentationen können z.B. bei der Erstellung von
Projektpräsentationen verwendet werden.
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.
Einige Videos industrieller Anwendungen runden die Medien zum Technologiepaket
ab. In kurzen Sequenzen werden Anwendungen in realer Umgebung dargestellt.
Industrielle Anwendungen
Präsentationen
Produkt Informationen
Videos
© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 540673 29
Dieser Gerätesatz der Aufbaustufe ist für die Weiterbildung in elektropneumatischer
Steuerungstechnik zusammengestellt. Die beiden Gerätesätze (TP201 und TP202)
enthalten Elemente, die für die Erarbeitung der vorgegebenen Lernziele erforderlich
sind und können mit anderen Gerätesätzen des Lernsystems Automatisierung und
Technik beliebig erweitert werden.
Benennung Bestell-Nr. Menge
Relais, 3-fach 162241 2
Signaleingabe, elektrisch 162242 1
Zeitrelais, 2-fach 162243 1
Vorwahlzähler, elektrisch 162355 1
Näherungsschalter, induktiv 178574 1
Näherungsschalter, kapazitiv 178575 1
NOT-AUS Taster 183347 1
Ventilinsel mit 4 Ventilscheiben (MMJJ) 540696 1
Rückschlagventil, entsperrbar 540715 2
Gerätesatz der Aufbaustufe (TP202)
Gerätesatz der Aufbaustufe
(TP202
Bestell-Nr.: 540713)
30 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 540673
• Aufbau und Einsatz von Ventilinseln beschreiben
• Lösen von Ablaufsteuerungen mit Signalüberschneidung – Lösung nach der
Gruppenmethode
• Lösen von Ablaufsteuerungen mit Signalüberschneidung – Lösung mit
Schrittkette mit federrückgestellten Ventilen
• Lösen von Ablaufsteuerungen mit Signalüberschneidung – Lösung mit
Schrittkette mit Impulsventilen (mit Kontrollschritt)
• Betriebsarten (Einzel-, Dauerzyklus, ...) beschreiben und aufbauen können
• Funktion und Einsatz eines Vorwahlzähler beschreiben
• NOT-AUS Funktion mit federrückgestellten Ventilen erklären und realisieren
• Spezieller NOT-AUS Bedingungen realisieren: Aktoren müssen bei NOT-AUS
stehen bleiben
• Funktion und Einsatz eines 5/3-Wege Magnetventils erklären
• Betriebsart Richten beschreiben und aufbauen
• Fehlersuche in komplexen elektropneumatischen Schaltungen durchführen
Lernziele der Aufbaustufe (TP202)
© Festo Didactic GmbH & Co. KG •540673 A-1
Teil A – Aufgaben
Aufgabe 1: Realisieren einer Sortiervorrichtung ____________________________A-3
Aufgabe 2: Realisieren einer Absperrvorrichtung __________________________A-15
Aufgabe 3: Realisieren einer Deckelpresse _______________________________A-25
Aufgabe 4: Realisieren eines Klappverschlusses __________________________A-35
Aufgabe 5: Realisieren einer Umlenkvorrichtung __________________________A-43
Aufgabe 6: Ansteuerung eines Schachtmagazins __________________________A-53
Aufgabe 7: Sortieren von Paketen ______________________________________A-65
Aufgabe 8: Ansteuern eines Schiebetischs _______________________________A-73
Aufgabe 9: Erweiterung einer Umlenkvorrichtung _________________________A-81
Aufgabe 10: Aufbau einer Stanzvorrichtung ______________________________A-91
Aufgabe 11: Realisieren einer Palettenladestation_______________________ A-101
Aufgabe 12: Beheben einer Störung in der Palettenladestation ____________ A-107
Inhalt
Inhalt
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© Festo Didactic GmbH & Co. KG •540673 A-3
• Sie kennen den Aufbau und die Funktionsweise eines einfachwirkenden
Zylinders.
• Sie kennen den Aufbau und die Funktionsweise eines 3/2-Wege Magnetventils.
• Sie können Betätigungsarten von Wegeventilen erkennen und skizzieren.
• Sie können eine direkte Ansteuerung erklären und aufbauen.
Mit einer Sortiervorrichtung werden Wasserproben nach der Größe der
Probenflaschen sortiert. Entwickeln Sie eine Steuerung, mit der dieser Prozess
durchgeführt werden kann.
• Es soll ein einfachwirkender Zylinder eingesetzt werden.
• Die Steuerung des Zylinders soll durch einen Drucktaster ausgeführt werden.
• Bei Energieausfall soll die Kolbenstange des Zylinders in die hintere Endlage
einfahren.
1. Beantworten Sie die Fragen bzw. lösen Sie die Aufgaben zu den Grundlagen der
angeführten Lerninhalte.
2. Zeichnen Sie den pneumatischen und den elektrischen Schaltplan.
3. Simulieren Sie den elektropneumatischen Schaltplan und überprüfen Sie die
korrekte Funktion.
4. Erstellen Sie eine Geräteliste.
5. Führen Sie den pneumatischen und elektrischen Schaltungsaufbau durch.
6. Überprüfen Sie den Schaltungsablauf.
Aufgabe 1: Realisieren einer Sortiervorrichtung
Lernziele
Problemstellung
Randbedingungen
Projektauftrag
Aufgabe 1: Realisieren einer Sortiervorrichtung
A-4 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 540673
Sortiervorrichtung
1. Durch Drücken eines Drucktasters schiebt die Kolbenstange eines
einfachwirkenden Zylinders die Probenflaschen von der Transportbahn.
2. Nach Loslassen des Drucktasters fährt die Kolbenstange in die hintere Endlage
zurück.
Lageplan
Aufgabe 1: Realisieren einer Sortiervorrichtung
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Aufgabe 1: Realisieren einer Sortiervorrichtung
Name: Datum:
Grundlagen: Funktion pneumatischer Arbeitselemente Blatt 1 von 7
Pneumatische Arbeitselemente lassen sich in zwei Gruppen unterteilen:
• Arbeitselemente mit geradliniger Bewegung
• Arbeitselemente mit Rotationsbewegung
– Beschreiben Sie die Funktion der abgebildeten Arbeitselemente!
Symbol 1 Symbol 2 Symbol 3
Beschreibung : Funktion
Symbol 1:
Symbol 2 :
Symbol 3 :
Aufgabe 1: Realisieren einer Sortiervorrichtung
A-6 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 540673
Aufgabe 1: Realisieren einer Sortiervorrichtung
Name: Datum:
Grundlagen: Symbole von Magnetventilen vervollständigen Blatt 2 von 7
– Vervollständigen Sie die einzelnen Symbole mit Hilfe der Beschreibungen der
entsprechenden Komponenten!
Beschreibung Symbol
Direkt gesteuertes 3/2- Wege-
Magnetventil, in Ruhestellung
geöffnet, mit
Handhilfsbetätigung,
federrückgestellt
2
31
Vorgesteuertes 3/2- Wege-
Magnetventil, in Ruhestellung
gesperrt, mit
Handhilfsbetätigung,
federrückgestellt
2
31
Aufgabe 1: Realisieren einer Sortiervorrichtung
© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 540673 A-7
Aufgabe 1: Realisieren einer Sortiervorrichtung
Name: Datum:
Grundlagen: Ruhestellungen von Wegeventilen Blatt 3 von 7
Ein elektrisch betätigtes 3/2-Wege-Magnetventil hat zwei Schaltpositionen. Es kann
in Ruhestellung (unbetätigt) bzw. in Schaltstellung (betätigt) sein. In Ruhestellung
kann das Ventil gesperrt oder geöffnet sein.
– Beschreiben Sie die Auswirkungen, die sich durch die unterschiedlichen
Ruhestellungen auf den Bewegungsablauf der folgenden Anwendung ergeben:
Dargestellter Einfachwirkender Zylinders, gesteuert von einem elektrisch
betätigten 3/2-Wege-Magnetventil!
2
1M1
31
2
1M1
31
Beschreibung: Ruhestellung gesperrt Beschreibung Ruhestellung geöffnet
Aufgabe 1: Realisieren einer Sortiervorrichtung
A-8 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 540673
Aufgabe 1: Realisieren einer Sortiervorrichtung
Name: Datum:
Grundlagen: Direkte und indirekte Ansteuerung Blatt 4 von 7
Ein elektrisch betätigtes Magnetventil kann direkt bzw. indirekt angesteuert
(betätigt) werden.
– Beschreiben Sie den Unterschied anhand folgender Anwendung: elektrische
Ansteuerung eines Federrückgestellten 3/2-Wege-Magnetventils mit einem
Tastschalter!
Beschreibung: direkte Ansteuerung Beschreibung: indirekte Ansteuerung
Aufgabe 1: Realisieren einer Sortiervorrichtung
© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 540673 A-9
Aufgabe 1: Realisieren einer Sortiervorrichtung
Name: Datum:
Bauart und Funktion elektrischer Schalter Blatt 5 von 7
Schalter werden prinzipiell in die Bauarten Taster und Stellschalter eingeteilt und
üben die Funktion eines Öffners, Schließers bzw. eines Wechslers aus.
– Beschreiben Sie Bauart und Funktion der abgebildeten Schalter!
Symbol 1 Symbol 2 Symbol 3
3
4
2
1
42
1
Beschreibung : Bauart / Funktion
Aufgabe 1: Realisieren einer Sortiervorrichtung
A-10 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 540673
Aufgabe 1: Realisieren einer Sortiervorrichtung
Name: Datum:
Grundlagen: Funktionsweise unterschiedlicher Ventiltypen Blatt 6 von 7
Elektrisch betätigte Wegeventile werden mit Hilfe von Elektromagneten geschaltet.
Sie lassen sich prinzipiell in zwei Gruppen einteilen:
• Federrückgestellte Magnetventile
• Magnetimpulsventile
– Beschreiben Sie, wie sich die beiden Gruppen hinsichtlich Funktion bzw.
Verhalten bei Ausfall der elektrischen Energie unterscheiden!
Ventiltyp Funktionsweise
Federrückgestelltes Ventil
Magnetimpulsventil
Aufgabe 1: Realisieren einer Sortiervorrichtung
© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 540673 A-11
Aufgabe 1: Realisieren einer Sortiervorrichtung
Name: Datum:
Grundlagen: Anschlussbezeichnungen von Ventilen Blatt 7 von 7
Um eine falsche Verschlauchung von Wegeventilen zu vermeiden, werden die Ventilanschlüsse (Arbeits- und Steuerleitungen) sowohl am Ventil selbst als auch im Schaltplan nach ISO 5599-3 gekennzeichnet.
– Beschreiben Sie Bedeutung bzw. Funktion nachstehender Bezeichnungen!
Bezeichnung Bedeutung bzw. Funktion
3
12
10
Aufgabe 1: Realisieren einer Sortiervorrichtung
A-12 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 540673
Aufgabe 1: Realisieren einer Sortiervorrichtung
Name: Datum:
Pneumatischen und elektrischen Schaltplan vervollständigen Blatt 1 von 1
– Ergänzen Sie den pneumatischen und den elektrischen Schaltplan für die
Sortiervorrichtung!
2
31
Pneumatischer Schaltplan
1+24 V
0 V
Elektrischer Schaltplan
Aufgabe 1: Realisieren einer Sortiervorrichtung
© Festo Didactic GmbH & Co. KG • 540673 A-13
Aufgabe 1: Realisieren einer Sortiervorrichtung
Name: Datum:
Erstellen der Geräteliste Blatt 1 von 1
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
Aufgabe 1: Realisieren einer Sortiervorrichtung
A-14 © Festo Didactic GmbH & Co. KG • 540673